第四節(jié)

實(shí)驗(yàn)：測量金屬的電阻率第二章電路及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法。2.掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的使用方法和讀數(shù)方法。3.學(xué)會利用伏安法測電阻，進(jìn)一步測出金屬絲的電阻率。新課導(dǎo)入課堂引入：上一堂課我們學(xué)習(xí)了電阻定律，其中的電阻率根據(jù)材料有關(guān)。如果根據(jù)導(dǎo)體的電阻、長度和截面積來求出電阻率，就需要測量電阻和長度等今天我們來測量金屬的電阻率新課講解游標(biāo)卡尺結(jié)構(gòu):由固定的主尺與可動的游標(biāo)尺組成01234567890012345678910游標(biāo)尺主尺外測量爪深度尺內(nèi)測量爪被測球體緊固螺釘新課講解05100110分度游標(biāo)卡尺的精度是1/10=0.1mm游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法:讀數(shù)=主尺讀整值（mm）

+與主尺刻線對齊的游標(biāo)尺

上刻度數(shù)×精確度（0.1mm）新課講解01020012320分度游標(biāo)卡尺另一種10分度游標(biāo)卡尺50分度游標(biāo)卡尺新課講解讀游標(biāo)：確定小數(shù)部分操作：找到游標(biāo)上與主尺刻度線完全對齊的那一條刻度線，根據(jù)游標(biāo)精度計算小數(shù)部分。公式：小數(shù)部分=對齊的游標(biāo)刻度線序號

×

精度（不同精度游標(biāo)對應(yīng)的精度值不同）。求和：整數(shù)部分+小數(shù)部分結(jié)果：將前兩步的讀數(shù)相加，得到最終測量值（單位：mm）新課講解螺旋測微器固定刻度上下兩排錯位刻度的最小刻度為0.5mm，可動刻度每格對應(yīng)的螺距長度為0.01mm。1.構(gòu)造：固定刻度，可動刻度，框架，旋鈕（粗調(diào)旋鈕），微調(diào)旋鈕，測微螺桿，小砧。新課講解2.讀數(shù)原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退

mm，而可動刻度E上有50個等分刻度，可動刻度每旋轉(zhuǎn)一格，F(xiàn)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.0.501245040測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)固定刻度2毫米半毫米刻度線0.5mm可動刻度數(shù)46新課講解讀取主尺整數(shù)部分（固定套管刻度）觀察刻度：固定套管上刻有上下兩排（或左右兩側(cè)）刻度線：上排（或左側(cè)）：毫米整數(shù)位（1mm、2mm、3mm…）；下排（或右側(cè)）：半毫米位（0.5mm、1.5mm、2.5mm…）讀數(shù)要點(diǎn)：若微分筒邊緣未超過下排半毫米刻度線，主尺讀數(shù)為上排整數(shù)刻度值（如1mm、2mm）；若微分筒邊緣超過下排半毫米刻度線，主尺讀數(shù)需加上0.5mm（如1.5mm、2.5mm）讀取副尺小數(shù)部分（微分筒刻度）觀察刻度：微分筒圓周刻有50等分刻度，每格對應(yīng)0.01mm（因螺桿螺距0.5mm，50格細(xì)分后每格0.5÷50=0.01mm）。新課講解一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計

：測量金屬絲的橫截面積。：測量金屬絲的長度。：測量金屬絲的電阻。

測量金屬絲接入電路的有效長度橫截面積不可直接測量，轉(zhuǎn)換為測量金屬絲的直徑d設(shè)置相關(guān)電路，測得通過金屬絲的電壓與電流綜上：直接測得長度為l；電阻為R；由測直徑d，可知

，得橫截面積

，故電阻率最終表達(dá)式為：新課講解我們已學(xué)過用伏安法測電阻，知道電流表與電壓表有不同的連接方法。電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè)，通常叫“外接法”電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“內(nèi)接法”AVRAVR（1）電流表外接法引起測量誤差的原因是什么?電流表內(nèi)接法引起測量誤差的原因是什么?電流表外接誤差：電流表測得的電流包括流過V表的電流電流表內(nèi)接誤差：電壓表測得的電壓包括A表分到的電壓新課講解（2）兩種電路的測量結(jié)果，比電阻的真實(shí)值偏大還是偏??？（3）實(shí)際的電流表和電壓表，內(nèi)阻越大還是內(nèi)阻越小越精確?電流表外接電流表內(nèi)接

電流表內(nèi)阻越小越精確，電壓表內(nèi)阻越大越精確IVUA

<

>AVRAVR新課講解實(shí)際測量時，要根據(jù)電阻大小與電流表和電壓表內(nèi)阻比較再選擇接法當(dāng)待測電阻Rx遠(yuǎn)小于電壓表本身電阻RV時，采用電流表外接當(dāng)待測電阻Rx遠(yuǎn)大于電流表本身電阻RA時，采用電流表內(nèi)接更準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)：

電流表外接

電流表內(nèi)接AVRAVR新課講解3.物理量的測量（1）測量金屬絲的長度l測量工具：毫米刻度尺（電阻絲總長度有幾十厘米，可選用毫米刻度尺）；分度值1mm，可讀到0.1mm測量思路：測量接入電路的電阻絲有效長度，多測幾次求取平均值。有效長度新課講解測量思路：測量金屬絲的直徑d，間接得出金屬絲的橫截面積。測量方法：（1）選刻度尺，利用累積法測直徑；（2）選螺旋測微器或游標(biāo)卡尺直接測量直徑，在電阻絲的不同位置測量3次，求得直徑的平均值。（2）測量金屬絲的直徑新課講解（3）測量金屬絲的橫截面積測量思路：測量金屬絲的直徑d，利用面積公式，間接得出金屬絲的橫截面積。測量方法：①選刻度尺，利用累積法測直徑；②選螺旋測微器或游標(biāo)卡尺直接測量直徑，在電阻絲的不同位置測量3次，求得直徑的平均值為方便測量與減小誤差，采用螺旋測微器進(jìn)行金屬絲直徑的測量分度值為0.01mm，可讀至0.001mm新課講解（4）測量電阻大小R測量思路：利用電阻的定義式，連接電路，測出金屬絲所通過電流和電壓的大小測量方法：伏安法（安安法；伏伏法等皆可）用電壓表測電壓用電流表測電流伏安法測電阻伏安法：用電壓表測出電阻兩端的電壓U，用電流表測出通過電阻的電流I，利用部分電路歐姆定律可以算出電阻的阻值R新課講解1.用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d，用S=πd2/4，計算出金屬絲的橫截面積S.如果使用柔軟的銅導(dǎo)線，測量其直徑可以采用初中所學(xué)的累積法.2.用刻度尺測量導(dǎo)體的長度l注意：測量時要先把金屬絲接入電路并拉直，然后用刻度尺量出它接入電路的長度3.用伏安法測量導(dǎo)體電阻R（如果條件允許，可以先用歐姆表粗略測量，然后跟據(jù)測量值選擇外接法或內(nèi)接法），選擇限流電路或分壓電壓。測量金屬絲兩端電壓U和通過的電流I，并計算出金屬絲的電阻R。二、數(shù)據(jù)處理新課講解U-I數(shù)據(jù)處理：多組數(shù)據(jù)求平均值作出U-I圖像，通過圖像的斜率求出電阻R的值測量完畢后，斷開開關(guān)并拆下器材回歸原位4.用ρ=RS/l計算出金屬絲的電阻率注意：電流不能太大，通電時間不能過長，以免溫度升高影響測量的準(zhǔn)確度新課講解1.金屬絲直徑的測量 (1)特別注意半刻度是否露出。 (2)因螺旋測微器的精確度為0.01mm，可動刻度上對齊的格數(shù)需要估讀，所以，若以毫米為單位的話，最后一位應(yīng)出現(xiàn)在小數(shù)點(diǎn)后的第三位上。 (3)把三個不同位置的測量結(jié)果求平均值作為直徑d。2.金屬絲長度的測量 (1)應(yīng)測量接入電路中的有效長度。(也要估讀) (2)把3次測量結(jié)果求平均值作為長度l。三、數(shù)據(jù)處理新課講解3.電阻R的測量 (1)平均值法：可以用每次測量的U、I分別計算出電阻，再求出電阻的平均值，作為測量結(jié)果。 (2)圖像法：可建立I－U坐標(biāo)系，將測量的對應(yīng)I、U值描點(diǎn)作出圖像，利用圖像斜率來求出電阻值R。4.電阻率的計算IUOAB課堂練習(xí)1.用伏安法測電阻有兩種連接方式，現(xiàn)測量阻值約為10Ω的電阻。使用的電流表內(nèi)阻約為100Ω，使用的電壓表內(nèi)阻約為10kΩ。關(guān)于測量電路的選擇，下列說法正確的是(

)A.應(yīng)采用電流表內(nèi)接法測量，且測量值大于真實(shí)值B.應(yīng)采用電流表內(nèi)接法測量，且測量值小于真實(shí)值C.應(yīng)采用電流表外接法測量，且測量值大于真實(shí)值D.應(yīng)采用電流表外接法測量，且測量值小于真實(shí)值課堂練習(xí)課堂練習(xí)2.“砷化鋸納米帶”是一種高科技新型材料，用它制造的電子元件可以有效減少因發(fā)熱而損失的電能，據(jù)介紹該材料的電導(dǎo)率是石墨烯的1000倍。已知電導(dǎo)率

就是電阻率

的倒數(shù)，即

,下列說法正確的是()A.電導(dǎo)率的單位是Ω·mB.材料的電導(dǎo)率越大，其導(dǎo)電性能越強(qiáng)C.材料的電導(dǎo)率大小與材料的長度、橫截面積等因素有關(guān)D.材料的電導(dǎo)率只與材料本身有關(guān)，與溫度等因素?zé)o關(guān)課堂練習(xí)課堂練習(xí)3.在“金屬絲電阻率的測量”的實(shí)驗(yàn)中，測得金屬絲的直徑為D，金屬絲的長度L。金屬絲的電阻大約為5Ω，先用伏安法測出金屬絲的電阻R。(1）金屬絲的電阻率p=_________(用題中字母表示)。(2）為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材:A.電壓表（量程為0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ);B.電壓表（量程為0~15V，內(nèi)阻約為50kΩ);C.電流表（量程為0~0.6A，內(nèi)阻約為0.0