實(shí)驗：導(dǎo)體電阻率的測量 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

11.3實(shí)驗：導(dǎo)體電阻率的測量新知導(dǎo)入電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，它的公式是什么？電阻率的公式是：如果要測量導(dǎo)體的電阻率就要測出導(dǎo)體的電阻、長度和截面積。要想測出截面積就要測出金屬絲的直徑，為了準(zhǔn)確測量這些物理量，我們就來學(xué)習(xí)長度的測量及測量工具的選用。【實(shí)驗?zāi)康摹?.了解游標(biāo)卡尺的構(gòu)造及種類,了解螺旋測微器的結(jié)構(gòu),知道其各部分的用途及用法。2.理解并掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量原理。3.掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)方法。一、長度的測量及測量工具的選用【實(shí)驗器材、原理、讀數(shù)】1.游標(biāo)卡尺:(1)構(gòu)造:主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)、外測量爪),游標(biāo)尺上還有一個深度尺(如圖所示)。(2)用途:測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑。(3)原理:利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度,它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的,其讀數(shù)見表:刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可準(zhǔn)確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(4)讀數(shù):若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù),K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù),則記錄結(jié)果表示為(x+K×精確度)mm。需要注意的是,不管是哪種卡尺,K值均不需要向后估讀一位。(5)如圖所示,有一游標(biāo)卡尺,主尺的最小分度是1mm,游標(biāo)尺上有20個小的等分刻度。用它測量一工件的長度,圖示的讀數(shù)為104mm+0.05×0mm=104.00mm。2.螺旋測微器:(1)構(gòu)造:如圖所示,它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上,旋鈕D、微調(diào)旋鈕D′和可動刻度E、測微螺桿F連在一起,通過精密螺紋套在B上。(2)原理:螺旋測微器的固定刻度B的螺距為0.5mm,即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周,F前進(jìn)或后退0.5mm,而可動刻度E上的刻度為50等份,每轉(zhuǎn)動一小格,F前進(jìn)或后退0.01mm,即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上,因此,螺旋測微器又叫千分尺。(3)讀數(shù):測量時被測物體長度的整毫米數(shù)(或半毫米數(shù))由固定刻度B讀出,小數(shù)部分由可動刻度E讀出。測量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)如圖所示,固定刻度示數(shù)為2.0mm,不足半毫米而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0×0.01mm=0.150mm,最后的讀數(shù)為:2.0mm+0.150mm=2.150mm。

二、金屬絲電阻率的測量一、實(shí)驗原理1．用伏安法測出金屬絲的電阻，實(shí)驗電路如圖。二、金屬絲電阻率的測量1.電阻絲有效長度的測量2.電阻絲直徑的測量二、物理量的測量毫米刻度尺：測定金屬絲的長度（接入電路的）二、金屬絲電阻率的測量3.電阻的測量二、物理量的測量電流表、電壓表：測定金屬絲的電流和電壓，計算電阻

二、金屬絲電阻率的測量三、數(shù)據(jù)處理1．在求Rx的值時可用兩種方法2．計算電阻率二、金屬絲電阻率的測量四、誤差分析1．金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得，直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一。2．采用伏安法測量金屬絲的電阻時，由于采用的是電流表外接法，測量值小于真實(shí)值，使電阻率的測量值偏小。3．金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會帶來偶然誤差。4．由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差。二、金屬絲電阻率的測量1．金屬絲的電阻值較小，實(shí)驗電路一般采用電流表外接法。2．測量金屬絲的有效長度，是指測量金屬絲接入電路的兩個端點(diǎn)之間的長度，即電壓表兩端點(diǎn)間的金屬絲長度，測量時應(yīng)將金屬絲拉直，反復(fù)測量三次，求其平均值。3．測金屬絲直徑一定要選三個不同部位進(jìn)行測量，求其平均值。4．閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在接入電路的電阻值最大的位置。5．在用伏安法測電阻時，通過金屬絲的電流I不宜過大(電流表用0.6A量程)，通電時間不宜過長，以免金屬絲的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗過程中逐漸增大。五、注意事項課堂練習(xí)1.如圖所示，螺旋測微器的讀數(shù)為—————————；游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為——————————6.124mm50.90mm7cm課堂練習(xí)2.現(xiàn)有一合金制成的圓柱體，為測量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測圓柱體兩端之間的電阻，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑，用游標(biāo)卡尺測量該圓柱體的長度．螺旋測微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（a）和圖（b）所示。圖（a）圖（b）課堂練習(xí)（1）由上圖讀得圓柱體的直徑為___________mm，長度為_________cm。（2）若流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端之間的電壓為U，圓柱體的直徑和長度分別用D、L表示，則用測得的D、L、I、U表示的1.8444.240電阻率的關(guān)系式為ρ=_______