【公開課】+實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量+課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

11.3實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量(一）復(fù)習(xí)舊知由

知

要測(cè)量導(dǎo)體的電阻率，我們必須要測(cè)量導(dǎo)體的長(zhǎng)度和直徑。初中時(shí)我們常用的測(cè)量長(zhǎng)度的工具是刻度尺。針對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)刻度尺是否依然是最合適的測(cè)量工具呢？長(zhǎng)度直徑

有沒(méi)有更好的、精確度更高的測(cè)量工具了？一、游標(biāo)卡尺結(jié)構(gòu)0102002320分度10分度50分度一、游標(biāo)卡尺測(cè)量深度測(cè)量?jī)?nèi)徑測(cè)量外徑操作方法演示一、游標(biāo)卡尺10分度游標(biāo)卡尺的測(cè)量原理主尺游標(biāo)尺01010cm刻度：主尺上的最小分度是1毫米，游標(biāo)上有10個(gè)等分度，總長(zhǎng)為主尺上的9毫米，則游標(biāo)上每一個(gè)分度為0.9毫米，主尺上一個(gè)刻度與游標(biāo)上的一個(gè)刻度相差0.1mm。10毫米9毫米1毫米0.9毫米一、游標(biāo)卡尺主尺游標(biāo)尺010cm當(dāng)被測(cè)量的物體長(zhǎng)度為零時(shí)，游標(biāo)上的哪一根刻度線與主尺上刻度線相重合呢？10分度游標(biāo)卡尺的測(cè)量原理一、游標(biāo)卡尺10分度游標(biāo)卡尺的測(cè)量原理主尺游標(biāo)尺01010cm當(dāng)被測(cè)量的物體厚度為0.1mm時(shí)，主尺上的哪一根刻度線與游標(biāo)上刻度線相重合呢？游標(biāo)向右移動(dòng)0.1mm一、游標(biāo)卡尺10分度游標(biāo)卡尺的測(cè)量原理主尺游標(biāo)尺01010cm只有第一條刻度線與主尺上的1毫米刻度線重合，其余的刻度線都與主尺上的刻度線不重合。表示被測(cè)量的物體厚度為0.1mm。精度：0.1mm0.1毫米一、游標(biāo)卡尺10分度游標(biāo)卡尺的測(cè)量原理主尺游標(biāo)尺01010cm0.2毫米一、游標(biāo)卡尺10分度游標(biāo)卡尺的測(cè)量原理主尺游標(biāo)尺01010cm0.3毫米精度：0.1mm一、游標(biāo)卡尺10分度游標(biāo)卡尺的測(cè)量原理主尺游標(biāo)尺01010cm0.4毫米一、游標(biāo)卡尺0102002320分度精度：0.05mm50分度精度：0.02mm讀數(shù)一、游標(biāo)卡尺測(cè)量值=主尺整毫米數(shù)+

N×0.1mm(精度)主尺012340主尺讀數(shù):4mm

游標(biāo)尺讀數(shù):3×0.1mm=0.3mm測(cè)量值=4mm+3×0.1mm=4.3mm10游標(biāo)尺N指游標(biāo)上第幾根線與主尺對(duì)齊0

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4測(cè)量值：11mm+6×0.1mm=11.6mm010cm讀數(shù)練習(xí)1讀書練習(xí)2讀數(shù)為______mm.讀數(shù)為______cm.20.31.095二、螺旋測(cè)微器

螺旋測(cè)微器（又叫千分尺）是比游標(biāo)卡尺更精密的測(cè)量長(zhǎng)度的工具，用它測(cè)長(zhǎng)度可以準(zhǔn)確到0.01mm，測(cè)量范圍為幾個(gè)厘米。結(jié)構(gòu)二、螺旋測(cè)微器

螺旋測(cè)微器的精密螺紋的螺距是0.5mm，可動(dòng)刻度有50個(gè)等分刻度，可動(dòng)刻度旋轉(zhuǎn)一周，測(cè)微螺桿可前進(jìn)或后退0.5mm，所以可動(dòng)刻度每一小格表示0.01mm。二、螺旋測(cè)微器操作方法演示二、螺旋測(cè)微器讀數(shù)1.先讀固定刻度：找到固定刻度右邊第一根主尺線（注意半刻度線有沒(méi)有露出來(lái)）：讀得4.5mm055102.再讀可動(dòng)刻度:找到軸線與可動(dòng)刻度對(duì)齊的地方，讀數(shù)從下面起且要往后估讀一位。讀得9.2對(duì)應(yīng)的數(shù)值為：9.2×0.01mm=0.092mm3.把固定刻度讀數(shù)與可動(dòng)刻度讀數(shù)相加：4.5mm+0.092mm=4.592mm012固定刻度：2.5mm可動(dòng)刻度：46.045040讀數(shù)L=固定刻度L=2.5mm+46.00.01mm=2.960mm+可動(dòng)刻度讀數(shù)練習(xí)1×01253020讀數(shù)練習(xí)2讀數(shù)L=固定刻度L=1.5mm+25.00.01mm=1.750mm+可動(dòng)刻度×00545L=0.5mm+0.006mm=0.506mm讀數(shù)練習(xí)311.3實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量(二）新課導(dǎo)入

通過(guò)上一節(jié)的學(xué)習(xí)，我們學(xué)會(huì)了測(cè)量導(dǎo)體長(zhǎng)度和直徑的工具和方法，那么，要得知導(dǎo)體的電阻率還需要知道導(dǎo)體的電阻，今天這節(jié)課就是大家共同來(lái)探究：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)精確地測(cè)量導(dǎo)體的電阻。測(cè)金屬絲阻值的大小測(cè)量思路：用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓U，用電流表測(cè)出通過(guò)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；電路設(shè)計(jì)測(cè)量電路的設(shè)計(jì)控制電路的設(shè)計(jì)電流表內(nèi)接法電流表外接法滑動(dòng)變阻器的限流式滑動(dòng)變阻器的分壓式測(cè)量電路的設(shè)計(jì)（電流表的兩種接法)1.電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè)，通常叫“外接法”。AVRx2.電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“內(nèi)接法”。AVRx因電流表有分壓、電壓表有分流作用,兩種方法測(cè)量電阻都有誤差，那么，實(shí)際應(yīng)用中該如何選擇呢？1.電流表外接法時(shí)電壓表示數(shù)：AVRx電流表示數(shù)：誤差來(lái)源于電壓表的分流，分流越小，誤差越小。測(cè)量小電阻，即Rx<<RV情況下，使用外接法誤差較小。2.電流表內(nèi)接法時(shí)電壓表示數(shù)：電流表示數(shù)：誤差來(lái)源于電流表的分壓，分壓越小，誤差越小。測(cè)量大電阻，即Rx>>RA情況下，使用內(nèi)接法誤差較小。

AVRx電流表兩種接法總結(jié)：(1)直接比較法：當(dāng)Rx?RV時(shí)，采用外接法時(shí)，當(dāng)Rx?RA時(shí)，采用內(nèi)接法，可記憶為“小外偏小、大內(nèi)偏大”.(2)公式計(jì)算法內(nèi)接法RXVARXAV外接法(3)試探法：電流表兩種接法總結(jié)：若電壓表的示數(shù)有明顯變化，說(shuō)明電流表的分壓作用對(duì)電路影響大即待測(cè)阻值R與電流表阻值接近，所以應(yīng)選外接法.若電流表的示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電壓表的分流作用對(duì)電路影響大即待測(cè)阻值與電壓表阻值接近，應(yīng)選用內(nèi)接法1、（多選)在圖中，甲、乙兩圖分別為測(cè)燈泡電阻R的電路圖，下列說(shuō)法正確的是（）A.甲圖的接法叫作電流表外接法，乙圖的接法叫作電流表內(nèi)接法B.甲中R測(cè)>R真，乙中R測(cè)<R真C.甲中誤差由電壓表分流引起，為了減小誤差，應(yīng)使R?RV，故此法測(cè)較小電阻好D.乙中誤差由電流表分壓引起，為了減小誤差，應(yīng)使R?RA，故此法測(cè)

較大電阻好ACD控制電路的設(shè)計(jì)（滑動(dòng)變阻器的兩種接法)測(cè)量未知電阻時(shí)，不能只根據(jù)一組電壓和電流數(shù)據(jù)就得到電阻的大小，需取同一電阻的多組電壓和電流值。此時(shí)可接入滑動(dòng)變阻器，能起到直接改變測(cè)量電阻的電流或電壓大小的作用，達(dá)到測(cè)多組數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)效果。那么，滑動(dòng)變阻器有怎樣不同的接法呢？限流式限流式：滑動(dòng)變阻器主要作用為：（1）限制電流在此電路中，滑動(dòng)變阻器通過(guò)改變自身接入電路的阻值，進(jìn)而影響電路的總電流。（2）保護(hù)電路

防止電路中電流過(guò)大，損害電流表或金屬絲（待測(cè)物）故要求滑動(dòng)變阻器的阻值至少要比待測(cè)物大?；瑒?dòng)變阻器的兩種接法1.滑動(dòng)變阻器限流式U0SRABPRx內(nèi)阻不計(jì)限流式的電流、電壓變化范圍當(dāng)滑片P處于A端時(shí)：RX電壓為U0

當(dāng)滑片P處于B端時(shí)：

電壓范圍：電流范圍：

2.滑動(dòng)變阻器分壓式U0SPRxRAB分壓式：滑動(dòng)變阻器的主要作用為分壓此電路中，滑變通過(guò)改變自身與并聯(lián)電路串聯(lián)部分的電阻，達(dá)到改變待測(cè)電阻分得電壓且當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值比待測(cè)阻值還小時(shí)不滿足限流式的要求，只能用分壓式。分壓式的電流、電壓變化范圍當(dāng)滑片P處于A端時(shí)：RX電壓為U0

RX電壓為0

電壓范圍：電流范圍：

當(dāng)滑片P處于B端時(shí)：故要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式接法．【例題2】有一個(gè)電阻Rx，其阻值大約是25kΩ，可供選擇的器材是：電流表A1(0----100μA,2kΩ)電流表A2(0----500μA,300Ω)電壓表V1(0----10V,100kΩ）電壓表V2(0----50V,500KΩ）直流穩(wěn)壓電源E（15V，1A）滑動(dòng)變阻器R(1kΩ,1W)電鍵K和若干根導(dǎo)線．試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，選取適當(dāng)?shù)碾娐?，使測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，并畫出電路圖，再將如圖示的實(shí)物連線。解析：（1）電壓表、電流表的選擇由于滑動(dòng)變阻器的電阻明顯小于待測(cè)電阻，因此滑動(dòng)變阻器必須用分壓式接法。若電壓表選V2（50V），因?yàn)殡娫措妷?5V不足其量程的1/3，所以電壓表應(yīng)選V1（10V）。由于用分壓器接法時(shí)，電阻RX

中的最大電流為

Imax=10V/25KΩ=0.4mA=400μA所以電流表選A2（500μA）【例題2】有一個(gè)電阻Rx，其阻值大約是25kΩ，可供選擇的器材是：電流表A1(0----100μA,2kΩ)電流表A2(0----500μA,300Ω)電壓表V1(0----10V,100kΩ）電壓表V2(0----50V,500KΩ）直流穩(wěn)壓電源E（15V，1A）