11.3 实验：导体电阻率的测量 课件—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册34张PPT

第3节实验：导体电阻率的测量
第十一章电路及其应用
知识点 实验1长度的测量及测量工具的选用
(1)游标卡尺
①结构:主尺、游标尺、测量爪、紧固螺钉、深度尺
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知识点 实验1长度的测量及测量工具的选用
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②规格:常用的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种,测量精度分别为0.1 mm（110）、0.05 mm（120mm）和0.02 mm（150mm）
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知识点 实验1长度的测量及测量工具的选用
③读数(读主尺+读游标尺)
以游标尺零刻度线位置为准,读主尺上的刻度????0,注意主尺上的读数单位为cm;
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③读数(读主尺+读游标尺)
看游标尺上第几条刻度线与主尺上的某一刻度线(不管是第几条刻度线)对齐，则游标尺读数为n?L(单位为mm),式中n为与主尺某刻度线对齐的游标尺第n条刻度线，?L为该游标卡尺的测量精度;
读数=????0(cm )+n?L(mm)。
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游标卡尺不估读但要注意末尾有效数字"0”的保留。
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例1．市场上出现了一种新式的游标卡尺，这种游标卡尺上的刻度与传统的旧式游标卡尺明显不同，新式游标卡尺的刻度看起来很稀疏，使得读数时清晰明了，便于正确读数。
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新式游标卡尺也有10分度、20分度、50分度三种规格，但刻度却是：19mm等分成10份、39mm等分成20份、99mm等分成50份。以“39mm等分成20份”的新式游标卡尺为例，它的精确度是___________mm，用此新式游标卡尺测量某一物体的厚度，测量时游标的示数如图所示，其读数是___________cm。
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解析：[1]新式游标卡尺的测量原理和传统的游标卡尺相同，新式游标卡尺其游标尺上20个分度只有39mm，比主尺上的40个分度短1mm，它的测量精确度是：0.05mm。
[2]用它测得物体厚度为
31mm+0.05mm×5=31.25mm=3.125cm
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例2．某学生用游标卡尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图所示．则该游标卡尺的精确度为____mm；该工件的长度L=______cm．
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解析：20分度的游标卡尺，精确度是0．05mm，游标卡尺的主尺读数为40mm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为4×0．05mm=0．20mm，所以最终读数为：40mm+0．20mm=40．20mm=4．020cm．
故答案为0．05；4．020
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(2)螺旋测微器，螺旋测微器又叫千分尺。
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①结构:A——测砧;B——固定刻度;C——尺架;D——旋钮;E——可动刻度;F——测微螺杆;C——锁紧装置;D——微调旋钮。
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②读数(读固定刻度+读可动刻度)
先从固定刻度上读出半毫米以上的长度;
再从可动刻度上读出小于半毫米部分的长度;
读数=固定刻度示数(整毫米数+半毫米数)+可动刻度示数(含估读)x0.01 mm
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例3：某同学利用螺旋测微器对小球的直径进行测量，螺旋测微器的结构如甲图所示。该同学在检查仪器时发现，由于该螺旋测微器的不恰当使用，使得当转动旋钮A使微测螺杆B旋至与砧台C靠紧时，此时螺旋测微器的读数应该为0.000mm，但该仪器的状态却如图甲中所示（图中所示效果略有夸大）
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例3：这说明使用该螺旋测微器进行测量时，每次读数都会产生_______mm的误差，该同学仍然使用这个螺旋测微器进行测量。在进行了正确的操作后，螺旋测微器的状态如图乙所示，则该小球的直径的正确测量值应为___________mm。
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解析：
[1]．由图甲可知误差为：0.01mm×1.0=0.010mm；
[2]．由图乙可知：4.5mm+0.01mm×21.5=4.715mm；
小球的直径的正确测量值4.715mm-0.010mm=4.705mm。
答案：0.010 ± 0.002 4.705 ± 0.004
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例4：某同学用螺旋测微器测量某物件，结果如图。则螺旋测微器读数为______mm。
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知识点 实验1长度的测量及测量工具的选用
解析：
螺旋测微器的固定刻度为4.5mm，可动刻度为10.0×0.01mm=0.100mm，所以最终读数为4.5mm+0.100mm+4.600mm。故答案为：4.600
答案：4.600
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知识点 实验2金属丝电阻率的测量
(1)实验思路:
由R＝ρ????????可得ρ=????????????,因此只要测出金属电阻丝的长度l和直径d，再利用伏安法测出电阻丝的电阻R，即可计算出该电阻丝的电阻率ρ=
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知识点 实验2金属丝电阻率的测量
(2)物理量的测量
①电阻的测量:按实验电路图连接实物电路。
改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值,通过U-I图像求得电阻R。
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知识点 实验2金属丝电阻率的测量
(2)物理量的测量
②电阻丝有效长度的测量:用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度l，反复测量多次,得到有效长度的平均值。在测量电阻丝的长度时，测的不是电阻丝总长度，而是接入电路的有效长度。
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知识点 实验2金属丝电阻率的测量
③电阻丝直径的测量
累积法:取一段新的电阻丝，在圆柱形物体上紧密缠绕，用分度值为1 mm的刻度尺测出总宽度D，再除以圈数n，便可以提高电阻丝直径的测量精度。
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知识点 实验2金属丝电阻率的测量
③电阻丝直径的测量
用游标卡尺或螺旋测微器测量电阻丝的直径；在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值。需要注意的是，用游标卡尺测量时，电阻丝应该置于外测量爪的平面处；用螺旋测微器测量，当接近电阻丝时，须转动微调旋钮。
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知识点 实验2金属丝电阻率的测量
(3)数据分析：将测得的R、l、d值代入ρ= 中计算出导体的电阻率。
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知识点 原子核的电荷与尺度
（2）原子核的尺度：对于一般的原子核，核半径的数量级为10?15m，而整个原子半径的数量级是10?10m，两者相差十万倍之多。可见原子内部是十分“空旷”的。若原子相当于一个立体的足球场的话，则原子核就象足球场中的一粒米。
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1.用游标卡尺测量某一物体的厚度，测量时游标卡尺的示数如图所示，则下述读数中正确的是（?? ）
A.?3.00cm????????????????????????????
B.?3.0cm????????????????????????????
C.?30mm????????????????????????????
D.?30.00mm
课堂训练
解析：解：游标卡尺的主尺读数为：3cm，游标尺上第0个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.1×0mm=0.0mm=0.00cm，所以最终读数为：3cm+0.00cm=3.00cm=30.0mm．
故选：A
答案：A
课堂训练
2.用游标卡尺（卡尺的游标有20等份）测量一支铅笔的长度，测量结果如图所示，由此可知铅笔的长度是（?? ）mm．
A.?91.60mm?????????????????????????
B.?9.16mm?????????????????????????
C.?9.160mm?????????????????????????
D.?91.160mm
课堂训练
解析：解：游标卡尺的主尺读数为9.1cm，游标尺上第12个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.05×12mm=0.60mm=0.060cm， 所以最终读数为：主尺读数+游标尺读数为：9.1cm+0.060cm=9.160cm=91.60mm；
故选：A．
答案：A
课堂训练
3. 有一块横截面为矩形的长板，长度在70cm与71cm之间，宽度在7cm与8cm之间．厚度在0.5cm与1cm之间．小华用直尺（最小刻度为mm）、卡尺（游标为50分度）和千分尺（螺旋测微器）测量此板的长度、宽度、厚度．下列使用器材和对应读数可能正确的是（?? ）
A.?用米尺测长度读数为70.2cm???????????????????????????????
B.?用卡尺测宽度读数为7.23cm
C.?用卡尺测宽度读数为7.233cm?????????????????????????????
D.?用千分尺测厚度读数为0.6250cm
课堂训练
解析：解：A、用米尺测长度要估读一位，读数应该为70.20cm，所以A错误； B、游标卡尺精确到0.02mm，测宽度读数为7.230cm，最后的数值不是奇数，所以BC错误；
D、用千分尺精确到0.01mm，还要估读一位数，所以测厚度读数可以为0.6250cm，所以D正确；
故选：D
答案：D
课堂训练
谢谢