新人教高中物理必修第三册课件11.3导体电阻率的测量34张PPT

第
节
3
实验：导体电阻率的测量
学习目标
1.理解游标卡尺的原理，学会使用游标卡尺测量长度。
2.理解螺旋测微器的原理，学会使用螺旋测微器测量长度。
3.理解测量电阻率的实验原理及实验方法。
4.通过分组实验，学会测量导体的电阻率，并能进行误差分析。
5.通过使用游标卡尺或螺旋测微器测量长度，以及测量电阻等过程，进一步形成自觉遵守实验操作规程和谨慎操作的习惯。
一 游标卡尺
内测量爪
紧固螺钉
游标尺
主尺
深度尺
外测量爪
1、构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图所示)
20分度尺
50分度尺
0
10
标尺
主尺
cm
3
2
10分度尺
2.原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度.
不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的3个规格。
3.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径.
4.读数
若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标尺的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm.
5.注意事项
(1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的，所以不需要估读，但读数要注意最小精确度所在的位数，如果读数最后一位是零，该零不能去掉.
(2)读数时，要注意与主尺对齐的游标尺刻度线条数(不含零刻度线).
用外抓卡住物体
放大
10分度游标卡尺测量、读数示例
①先读主尺：
找到标尺零刻度的左边第一根主尺线：读得2.3cm。
为了方便计算统一换算为23mm。
0
10
标尺
主尺
cm
3
2
0
10
标尺
主尺
cm
3
2
②再读标尺刻度:
找到标尺与主尺对齐的刻度线（0刻度除外）。
现在读得第七条对齐
记为：
③把主尺读数与标尺读数相加：
0
10
标尺
主尺
cm
3
2
小结：游标卡尺读数方法
游标卡尺的读数=主尺读数+游标尺读数×精度
步骤：1.判断游标卡尺精度。
2.读出主尺上的读数。（带单位）
3.读游标尺上的读数，并乘以精度。（不需要估读）
4.将2、3两步所得数据相加。
主尺读数（mm）+
被测物体长度=
=10mm+
=10.15mm
20分度尺
示例2、
主尺读数（mm）+
被测物体长度=
=6mm+
=6.90mm
50分度尺
示例3、
1、螺旋测微器的结构
测砧
固定刻度
锁紧装置
尺架
旋钮
微调旋钮
可动刻度
测微旋杆
资料
二 螺旋测微器（千分尺）
2.原理：
测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退 0.5mm，而可动刻度E上有50个等分刻度，可动刻度每旋转一格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺.
3.读数方法
L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×0.01 mm.
4.注意事项
(1)读数时准确到0.01 mm，要估读到0.001 mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位.
(2)读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出.
示例4、螺旋测微器的读数：
固定刻度：
每刻度为1毫米
可动刻度（标尺）
半刻度
轴线
（1）先认识刻度
①先读固定刻度（主尺）：
找到可动刻度（标尺）左边第一根主尺线（注意半刻度线有没有出来）：现在有出来，读得6.5mm。
（2）如何读数
如果没有出来那就是6.0mm
②再读可动刻度（标尺）:
找到轴线与可动刻度对齐的地方，读数从下面起且要估读。
现在读得22.5。
③把主尺读数与标尺读数相加：
主尺读数（mm）+
被测物体长度=
找到主尺最靠近标尺的线（注意半刻度）（单位mm）
找到轴线与标尺对齐的地方，没有线所以要估读。（从下面读起）
小结：螺旋测微器读数方法
练习：某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径d=　　 　mm。另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图乙所示，则该工件的长度L= 　　　　cm。
5.015
2.706
三 滑动变阻器
A
B
D
C
P
A、B是绕在绝缘棒上的电阻丝两个端点，C、D是金属杆的两个端点。电阻丝上能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来。
1、滑动变阻器的结构
此滑动变阻器滑片向右移动时，电阻值如何变化？
有效电阻
增大
思考
连接端
连接端
旋钮型变阻器实物
2、滑动变阻器的两种连接方式
RX
RX
(1)两种接法的优点比较
分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。
限流接法的优点是：电路连接简便， 附加功率损耗较小。
(2)限流接法的选择：当负载电阻Rx 较小，变阻器总阻值R 较大(是Rx 的几倍)时限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法。
(3)比用分压的三种接法
①当负载电阻Rx 较大（是R 的几倍）时，变阻器总阻值R 较小，限流接法对电压的调控作用不明显，一般选分压接法。
②当要求电压从0变起，一定用分压接法。
当要求电压变化范围尽可能大，一定用分压接法。
③安全要求：如果采用限流接法时电路中的最小电流大于或接近量程时可能烧坏电表。
3、分压接法与限流接法的比较
实验原理：由 得 ， 用伏安法测出一段金属丝的电阻R、横截面积
S，及有效长度L，得 。
实验原理图：
(1)电流表采用内接法还是外接法？
(2)滑动变阻器采用限流接法还是分压接法？
四 金属丝电阻率的测量
实验步骤
(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.
(2)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.
(3)连接电路，运用伏安法测定接入电路中金属丝的电阻
(4)将测得的Rx、l、d值，代入公式 和 计算电阻率
实验注意：
(1)测量直径时，需要在接入电路的金属丝三个不同位置测量，取平均值
(2)测量金属丝长度，注意测量接入电路的金属丝长度。即有效长度；并且读数要注意估读；
(3)测量金属丝电阻时，注意控制电流不宜太大与通电时间不宜过长，避免由于温度升高引起电阻率变大。
(4)闭合电建前，将滑动变阻器滑至有效电阻最大位置，因为测量电阻比较小，故本实验一般采用电流表外接法。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}序号
1
2
3
4
5
6
U/V
I/A
数据记录表一
数据记录表二
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}序号
1
2
3
平均值
D/ cm
l/ cm
本课小结
解析：主尺上的读数L=11 mm，精度k=0.05 mm。游标尺上第6条刻线与主尺上的某一刻线对齐，故读数s=L+kn=（11+0.05×6）mm=11.30 mm。
11.30　
当堂检测
1.
　解析：测量值读数为2.5 mm+0.01 mm×29.3=2.793 mm。
2.793（2.791~2.795 mm之间均可）
【易误警示】
（1）读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位。
（2）读数时，要注意固定刻度上半毫米刻线是否露出。
（3）注意螺旋测微器半毫米刻线的位置。有的半毫米刻线在固定刻线水平轴线的下方。
2.
解析：（1）根据限流法的要求，滑动变阻器的阻值大于被测电阻时能取得多组明显不同的数据，且能保证电流表的读数不超量程，需要选择R2，闭合开关前使滑动变阻器阻值最大，即滑片在a端。
　a
R2
3.
2.30
94