测定金属的电阻率同时练习使用螺旋测微器PPT教学课件
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(4)测量被测金属丝的有效长度，是指测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度， 即电压表两个并入点间的部分，测金属丝长度时应将其拉直．
6．误差分析
(1)测量误差：测量金属丝的直径、长度以及电流、电压时出现读数误差．
(2)由于采用电流表外接法，电压表的分流，造成电阻测量值偏小(若误用内接法，则电 流表分压影响更大)．
基本仪器及电路图的选择、电路实物连接
【例2】 (2010年福建省古田一中高三第二次月考)在“测定金属的电阻率”的实验中，用 螺旋测微器测量金属直径时的刻度位置如图(甲)所示，用米尺测出金属丝的长L，金属丝 的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料 的电阻率．
(1)从图(甲)中读出金属丝的直径为________mm (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ C．电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω E．滑动变阻器，0～10 Ω F．滑动变阻器，0～100 Ω
②第二种是用 UI 图线的斜率求出． (2)计算电阻率：将记录的数据 U、I、L、d 的值，代入电阻率计算公式 ρ＝RLS＝π4dL2UI .
5．注意事项
(1)为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量；
(2)本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法和滑动变阻器限流法；
(3)电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中 变大．
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图所示．读得直径d＝________ mm.
(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：
电阻R(Ω)
121.0 50.0 23.9 10.0 3.1
导线直径d(mm)
0.801
0.99 9
1.201
1.49 4
1.99 8
请比(3)关你若导系根导线，据线请以的截说上电面明数阻理据率积由判ρ＝S；断5(若.，m1×不该m1满种0－2足导)7 ，线Ω请0·的m.写，5电0出则阻4R表R与与中S0截阻应.47面值满8积为足S3的1.是1关.否1Ω系3的满．3导足线反1长比.37度关5l系＝_？_3_若_.51_满_3m足(反结
(1)由图(甲)得Rx＝______，由图(乙)得Rx＝______. (2)在下面方框中分别画出甲、乙两位同学所用的测量电路，并由测量结果判定______同学 的测量结果较为准确．
解析：(1)两图线的斜率表示电阻的测量值，则R甲＝1 060 Ω(在1 060±40内均对)； R乙＝780 Ω(在780±40内均对)． (2)因图(甲)所示直线的斜率大，即测量值大，故甲同学采用的是电流表内接法，乙 采用的是外接法．因电阻值远大于电流表内阻，故用内接法较为准确．
②电路经检查无误后，闭合开关 S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流 表、电压表的示数 I 和 U 的值，记入记录表格内，断开开关 S，求出电阻的平均值 R；
(4)整理好实验器材，实验结束．
4．数据处理 (1)在求 R 的平均值时可用两种方法：
①第一种是用 R＝UI 算出各次的数值，再取平均值．
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻 器应选________．(填序号)
②实验中他的实物接线如图(乙)所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．
错误 1________________________________________________________________________.
果保留两位有效数字)．
解析：(1)螺旋测微器读数要严格按步骤读取： d＝1.0 mm＋20.0×0.01 mm＝1.200 mm. (2)由数据可得：R 与 S 不成反比，R 与 S2 成反比(或 RS2＝常量)． (3)由电阻定律 R＝ρSl 可得， l＝RρS＝3.1×5.31.×13150×－710－6 m≈19 m.
(3)据 R＝ρLS，通过图(甲)读出任一组 R、L 数值，利用(1)中读数算出 S 值，代入即可．
答案：(1)2.24 (2)图见解析 (3)79
考点一：螺旋测微器的读数及实验数据处理
【例1】 (基础题)某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料 相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：
2．螺旋测微器的原理
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0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后 退0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时误差出现在毫米的千分位上， 因此，螺旋测微器又叫千分尺．
错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误2：采用了电流表内接法．
答案：见解析
电阻较大时的仪器选择和实验电路
【例3】 (2010年潍坊模拟)某课题小组通过实验测量潍河水的电阻率．现备有一根均匀 的长玻璃管(两端各有一个圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计)、电压表(量程12 V， 内阻约100 Ω)、电流表(量程100 μA，内阻约50 Ω)、滑动变阻器(10 Ω，1 A)、电池组(电 动势E＝12 V，内阻不计)、开关、导线若干、直尺、待测的水样品．
不管游标尺上有多少个小等份刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等份 刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等份刻度有10个的、20个的、50个的，见下 表：
刻度格数
(分度)
1 mm的差值 (可准确到)
10 20 50
刻度总长 度
精确度
9 mm 19 mm 49 mm
每小格与
0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm
错误 2________________________________________________________________________.
解析：(1)半毫米线已出来，可动部分为18小格，每小格0.01 mm，并估读，读数为 0.680 mm.
(2)电源为两节干电池，总电压不超过3 V，电压表选A即可，电阻约5 Ω左右，电流 不超过0.6 A，电流表选C即可且外接，滑动变阻器选E即可，用限流即可．
0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm
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线对 齐的游标的格数，则其读数为(x＋K×精确度)mm.
二、螺旋测微器
1．螺旋测微器的构造
如图所示是常用的螺旋测微器．它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮D、微调旋 钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上．
(3)通电电流太大，或时间太长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化．
(对应学生用书第 99～100 页)
基本仪器的使用及读数 【例1】 (7分)(1)某学生用螺旋测微器测量不同金属导线的直径，其示数如图(a)(b)(c)所 示，该金属导线的直径读数为：
(a)______________ mm (b)______________ mm (c)______________ mm (2)正确读出下图中各表的读数： ①如图(a)，接0～3 V量程时读数为__________ V；接0～15 V量程时读数为__________ V. ② 如 图 (b) ， 接 0 ～ 3 A 量 程 时 读 数 为 ____________ A ； 接 0 ～ 0.6 A 量 程 时 读 数 为 ____________ A.
答案：(1)1.200
(2)不满足，R与S2成反比(或RS2＝常量) (3)19
考点二：伏安法测电阻 【例2】 (能力题)甲、乙两同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻Rx的阻 值．给定器材为：待测电阻Rx；～3 V，内阻约3 000 Ω)；最大阻值为1 700 Ω的滑动变阻器；电源E(电动势约3 V)；开关S、导 线若干．两人的测量结果分别由图(甲)和图(乙)给出．
2．实验器材 被测金属丝，螺旋测微器，毫米刻度尺，电池组，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，
导线若干．
3．实验步骤 (1)测长度 L：将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金 属丝长度(即有效长度)，重复测量三次，求出平均值 L； (2)测面积 S：用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置上各测一次，取直径的平均值 d， 求得横截面积 S＝π4d2； (3)测电阻 R： ①依照图中所示的电路图用导线把器材连接好，并把滑动变阻器的有效阻值调至最大；
(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金 属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图 (甲)．
思路点拨：(1)电流表内接、外接选择；(2)滑动变阻器的分压、限流选择．
解析：(1)读数＝主尺刻度数＋游标尺刻度示数×精确度＝2.2(cm)＋4×110 mm＝2.24 cm.
(2)由图象知，水柱电阻的阻值较大，故选用内接法．由于滑动变阻器阻值太小，用限 流法对电路电流调节范围太小，故用分压式．电路图如图所示．
高三物理复习课件（导与练福建）第7章
第五课时 实验：测定金属的电阻率(同时练习使 用螺旋测微器)
(对应学生用书第 98 页)
1．掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数方法． 2．进一步掌握电流表的内、外接法以及滑动变阻器的两种接法，会正确选择合适的接 法进行电阻测量．
3．掌握测金属的电阻率的原理及实验方法． 4．知道实验中主要误差来源．
3．读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度 读出．
测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读 一位)×0.01(毫米)
三、测定金属的电阻率
1．实验原理
欧姆定律和电阻定律．由 R＝ρLS得要测 ρ，需要测 R、L、S.用毫米刻度尺测出金属丝 的长度 L；用螺旋测微器测出金属丝的直径 d，得到横截面积 S＝π4d2；用伏安法测出金属丝 的电阻 R，由 R＝ρLS，得 ρ＝RLS＝π4dL2R.
规范解答：(1)(a)读数＝4.5 mm＋9.2×0.01 mm ＝4.592 mm(1分) (b)读数＝1.5 mm＋38.0×0.01 mm＝1.880 mm(1分) (c)读数＝8.5 mm＋10.0×0.01 mm＝8.600 mm.(1分) (2)①读数＝2.1 V＋0.08 V＝2.18 V(1分) 读数＝10.5 V＋0.3 V＝10.8 V．(1分) ②读数＝0.80 A，(1分) 读数＝0.02×8 A＝0.16 A．(1分) 答案：(1)4.592 1.880 8.600 (2)①2.18 10.8 ②0.80 0.16
(对应学生用书第 98～99 页)
一、游标卡尺 1．游标卡尺的构造 游标卡尺的主要部分是主尺(附有左边上爪和下爪)和一条可以沿着主尺滑动的游标尺 (附有右边上爪和下爪以及深度尺)．如图所示．
2．游标卡尺的使用 (1)外测量爪：可测量物体厚度或外径；(2)内测量爪：可测量槽宽或内径；(3)深度尺： 可测量筒的深度． 3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．
答案：(1)(1 060±40)Ω (780±40)Ω (2)电路如图所示．
甲
(对应学生用书第 100 页)
(2009年广东物理卷，16)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻 率．所用的器材包括：输出为3 V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器 (千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等．
如图(甲)是他们用伏安法多次测量并计算出对应的水柱长度L与水柱电阻R描点画出的图 象．实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图(乙)所示．
请回答下面的问题： (1)玻璃管内径d的测量值为______ cm； (2)请在图(丙)的虚线框内画出测量水柱电阻的电路图； (3)所测水的电阻率为______ Ω·m(保留两位有效数字)．
6．误差分析
(1)测量误差：测量金属丝的直径、长度以及电流、电压时出现读数误差．
(2)由于采用电流表外接法，电压表的分流，造成电阻测量值偏小(若误用内接法，则电 流表分压影响更大)．
基本仪器及电路图的选择、电路实物连接
【例2】 (2010年福建省古田一中高三第二次月考)在“测定金属的电阻率”的实验中，用 螺旋测微器测量金属直径时的刻度位置如图(甲)所示，用米尺测出金属丝的长L，金属丝 的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料 的电阻率．
(1)从图(甲)中读出金属丝的直径为________mm (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ C．电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω E．滑动变阻器，0～10 Ω F．滑动变阻器，0～100 Ω
②第二种是用 UI 图线的斜率求出． (2)计算电阻率：将记录的数据 U、I、L、d 的值，代入电阻率计算公式 ρ＝RLS＝π4dL2UI .
5．注意事项
(1)为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量；
(2)本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法和滑动变阻器限流法；
(3)电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中 变大．
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图所示．读得直径d＝________ mm.
(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：
电阻R(Ω)
121.0 50.0 23.9 10.0 3.1
导线直径d(mm)
0.801
0.99 9
1.201
1.49 4
1.99 8
请比(3)关你若导系根导线，据线请以的截说上电面明数阻理据率积由判ρ＝S；断5(若.，m1×不该m1满种0－2足导)7 ，线Ω请0·的m.写，5电0出则阻4R表R与与中S0截阻应.47面值满8积为足S3的1.是1关.否1Ω系3的满．3导足线反1长比.37度关5l系＝_？_3_若_.51_满_3m足(反结
(1)由图(甲)得Rx＝______，由图(乙)得Rx＝______. (2)在下面方框中分别画出甲、乙两位同学所用的测量电路，并由测量结果判定______同学 的测量结果较为准确．
解析：(1)两图线的斜率表示电阻的测量值，则R甲＝1 060 Ω(在1 060±40内均对)； R乙＝780 Ω(在780±40内均对)． (2)因图(甲)所示直线的斜率大，即测量值大，故甲同学采用的是电流表内接法，乙 采用的是外接法．因电阻值远大于电流表内阻，故用内接法较为准确．
②电路经检查无误后，闭合开关 S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流 表、电压表的示数 I 和 U 的值，记入记录表格内，断开开关 S，求出电阻的平均值 R；
(4)整理好实验器材，实验结束．
4．数据处理 (1)在求 R 的平均值时可用两种方法：
①第一种是用 R＝UI 算出各次的数值，再取平均值．
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻 器应选________．(填序号)
②实验中他的实物接线如图(乙)所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．
错误 1________________________________________________________________________.
果保留两位有效数字)．
解析：(1)螺旋测微器读数要严格按步骤读取： d＝1.0 mm＋20.0×0.01 mm＝1.200 mm. (2)由数据可得：R 与 S 不成反比，R 与 S2 成反比(或 RS2＝常量)． (3)由电阻定律 R＝ρSl 可得， l＝RρS＝3.1×5.31.×13150×－710－6 m≈19 m.
(3)据 R＝ρLS，通过图(甲)读出任一组 R、L 数值，利用(1)中读数算出 S 值，代入即可．
答案：(1)2.24 (2)图见解析 (3)79
考点一：螺旋测微器的读数及实验数据处理
【例1】 (基础题)某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料 相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：
2．螺旋测微器的原理
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0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后 退0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时误差出现在毫米的千分位上， 因此，螺旋测微器又叫千分尺．
错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误2：采用了电流表内接法．
答案：见解析
电阻较大时的仪器选择和实验电路
【例3】 (2010年潍坊模拟)某课题小组通过实验测量潍河水的电阻率．现备有一根均匀 的长玻璃管(两端各有一个圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计)、电压表(量程12 V， 内阻约100 Ω)、电流表(量程100 μA，内阻约50 Ω)、滑动变阻器(10 Ω，1 A)、电池组(电 动势E＝12 V，内阻不计)、开关、导线若干、直尺、待测的水样品．
不管游标尺上有多少个小等份刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等份 刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等份刻度有10个的、20个的、50个的，见下 表：
刻度格数
(分度)
1 mm的差值 (可准确到)
10 20 50
刻度总长 度
精确度
9 mm 19 mm 49 mm
每小格与
0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm
错误 2________________________________________________________________________.
解析：(1)半毫米线已出来，可动部分为18小格，每小格0.01 mm，并估读，读数为 0.680 mm.
(2)电源为两节干电池，总电压不超过3 V，电压表选A即可，电阻约5 Ω左右，电流 不超过0.6 A，电流表选C即可且外接，滑动变阻器选E即可，用限流即可．
0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm
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线对 齐的游标的格数，则其读数为(x＋K×精确度)mm.
二、螺旋测微器
1．螺旋测微器的构造
如图所示是常用的螺旋测微器．它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮D、微调旋 钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上．
(3)通电电流太大，或时间太长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化．
(对应学生用书第 99～100 页)
基本仪器的使用及读数 【例1】 (7分)(1)某学生用螺旋测微器测量不同金属导线的直径，其示数如图(a)(b)(c)所 示，该金属导线的直径读数为：
(a)______________ mm (b)______________ mm (c)______________ mm (2)正确读出下图中各表的读数： ①如图(a)，接0～3 V量程时读数为__________ V；接0～15 V量程时读数为__________ V. ② 如 图 (b) ， 接 0 ～ 3 A 量 程 时 读 数 为 ____________ A ； 接 0 ～ 0.6 A 量 程 时 读 数 为 ____________ A.
答案：(1)1.200
(2)不满足，R与S2成反比(或RS2＝常量) (3)19
考点二：伏安法测电阻 【例2】 (能力题)甲、乙两同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻Rx的阻 值．给定器材为：待测电阻Rx；～3 V，内阻约3 000 Ω)；最大阻值为1 700 Ω的滑动变阻器；电源E(电动势约3 V)；开关S、导 线若干．两人的测量结果分别由图(甲)和图(乙)给出．
2．实验器材 被测金属丝，螺旋测微器，毫米刻度尺，电池组，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，
导线若干．
3．实验步骤 (1)测长度 L：将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金 属丝长度(即有效长度)，重复测量三次，求出平均值 L； (2)测面积 S：用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置上各测一次，取直径的平均值 d， 求得横截面积 S＝π4d2； (3)测电阻 R： ①依照图中所示的电路图用导线把器材连接好，并把滑动变阻器的有效阻值调至最大；
(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金 属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图 (甲)．
思路点拨：(1)电流表内接、外接选择；(2)滑动变阻器的分压、限流选择．
解析：(1)读数＝主尺刻度数＋游标尺刻度示数×精确度＝2.2(cm)＋4×110 mm＝2.24 cm.
(2)由图象知，水柱电阻的阻值较大，故选用内接法．由于滑动变阻器阻值太小，用限 流法对电路电流调节范围太小，故用分压式．电路图如图所示．
高三物理复习课件（导与练福建）第7章
第五课时 实验：测定金属的电阻率(同时练习使 用螺旋测微器)
(对应学生用书第 98 页)
1．掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数方法． 2．进一步掌握电流表的内、外接法以及滑动变阻器的两种接法，会正确选择合适的接 法进行电阻测量．
3．掌握测金属的电阻率的原理及实验方法． 4．知道实验中主要误差来源．
3．读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度 读出．
测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读 一位)×0.01(毫米)
三、测定金属的电阻率
1．实验原理
欧姆定律和电阻定律．由 R＝ρLS得要测 ρ，需要测 R、L、S.用毫米刻度尺测出金属丝 的长度 L；用螺旋测微器测出金属丝的直径 d，得到横截面积 S＝π4d2；用伏安法测出金属丝 的电阻 R，由 R＝ρLS，得 ρ＝RLS＝π4dL2R.
规范解答：(1)(a)读数＝4.5 mm＋9.2×0.01 mm ＝4.592 mm(1分) (b)读数＝1.5 mm＋38.0×0.01 mm＝1.880 mm(1分) (c)读数＝8.5 mm＋10.0×0.01 mm＝8.600 mm.(1分) (2)①读数＝2.1 V＋0.08 V＝2.18 V(1分) 读数＝10.5 V＋0.3 V＝10.8 V．(1分) ②读数＝0.80 A，(1分) 读数＝0.02×8 A＝0.16 A．(1分) 答案：(1)4.592 1.880 8.600 (2)①2.18 10.8 ②0.80 0.16
(对应学生用书第 98～99 页)
一、游标卡尺 1．游标卡尺的构造 游标卡尺的主要部分是主尺(附有左边上爪和下爪)和一条可以沿着主尺滑动的游标尺 (附有右边上爪和下爪以及深度尺)．如图所示．
2．游标卡尺的使用 (1)外测量爪：可测量物体厚度或外径；(2)内测量爪：可测量槽宽或内径；(3)深度尺： 可测量筒的深度． 3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．
答案：(1)(1 060±40)Ω (780±40)Ω (2)电路如图所示．
甲
(对应学生用书第 100 页)
(2009年广东物理卷，16)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻 率．所用的器材包括：输出为3 V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器 (千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等．
如图(甲)是他们用伏安法多次测量并计算出对应的水柱长度L与水柱电阻R描点画出的图 象．实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图(乙)所示．
请回答下面的问题： (1)玻璃管内径d的测量值为______ cm； (2)请在图(丙)的虚线框内画出测量水柱电阻的电路图； (3)所测水的电阻率为______ Ω·m(保留两位有效数字)．