第03講 實驗：導(dǎo)體電阻率的測量【知識精講精研】高二物理（人教版2019必修第三冊）

§3實驗：導(dǎo)體電阻率的測量人教版(2019)必修

第三冊第十一章電路及其應(yīng)用貳長度的測量及測量工具的選用叁金屬絲電阻率的測量肆課堂練習(xí)目錄壹新課引入必修三新課引入壹復(fù)習(xí)與思考：1.通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道如何測量電阻和影響電阻的因素，那么根據(jù)我們的所學(xué)，你是否知道如何測量金屬的電阻率？2.為了完成對金屬電阻率的測量，我們需要用的哪些儀器？3.測量過程中我們?nèi)绾螠p小誤差呢？長度的測量及測量工具的選用貳一、游標(biāo)卡尺1.游標(biāo)卡尺構(gòu)造及作用2.用途:測量厚度、長度、內(nèi)徑、外徑。3.原理:是利用主尺的單位刻度(1mm)與游標(biāo)尺的單位刻度之間固定的微量差值來提高測量精度的。4.精度：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數(shù)量的小等分刻度少1mm。常見的游標(biāo)卡尺有10分度、20分度和50分度三種。見下表:刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1mm的值精確度(可準(zhǔn)確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm一、游標(biāo)卡尺一、游標(biāo)卡尺5.讀數(shù)法則游標(biāo)“0”刻度之前的整毫米刻度+精確度×對齊格數(shù)（不需估讀）010標(biāo)尺主尺cm32使用演示：【讀數(shù)練習(xí)】二、螺旋測微器1.螺旋測微器構(gòu)造及作用二、螺旋測微器2.螺旋測微器測量原理

螺旋測微器主尺上有上、下兩行刻度，各為1mm，上下相鄰的兩刻線之間距離為0.5mm，可直接讀取。副尺為一圓周，有50個刻度。副尺轉(zhuǎn)一周，主尺就移動0.5mm。因而副尺每一個刻度的示值為Δ=0.01mm，可以精確到0.01mm，還應(yīng)該估讀到千分位，故螺旋測微器又名“千分尺”。二、螺旋測微器3.讀數(shù)法則

固定刻度（整毫米刻度+半毫米刻度）+0.01×估度格數(shù)使用演示：【讀數(shù)練習(xí)】三、電流表和電壓表1.電表的構(gòu)造及作用量程選擇使用事項電表估讀選擇合適量程：使得測量時指針偏轉(zhuǎn)角度要盡可能大，一般要求超過量程的1/3，但又不能超過量程(1)使用前應(yīng)先進(jìn)行零點調(diào)整(機械調(diào)零)(2)紅表筆插“＋”插孔，黑表筆插“－”插孔(3)紅表筆接電勢高處，黑表筆接電勢低處，即電流從紅表筆進(jìn)表，從黑表筆出表(1)最小分度是“1，0.1，0.01，…”時，估讀到最小分度的1/10(即估讀到最小分度的下一位)(2)最小分度是“2，0.2，0.02，…”時，估讀到最小分度的1/2(即估讀到最小分度的本位)(3)最小分度是“5，0.5，0.05，…”時，估讀到最小分度的1/5(即估讀到最小分度的本位)2.電壓表和電流表的使用與讀數(shù)【讀數(shù)練習(xí)】金屬絲電阻率的測量叁一、伏安法測電阻（測量電路選擇）（1）電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè)，通常叫“外接法”（2）電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“內(nèi)接法”AVRAVR1、兩種測量電路電流表示數(shù)2、誤差分析（1）電流表外接法電壓表示數(shù)①誤差：測量值偏小減少誤差的方法：誤差來源于電壓表的分流，分流越小，誤差越?。疁y量小電阻，即情況下使用。<AVR②外接法的真實值的計算方法測量值的計算方法：真實值的計算方法：將電流表、電壓表看成電阻(RV已知時)，利用歐姆定律計算。AVR（2）電流表內(nèi)接法電壓表示數(shù)電流表示數(shù)①誤差：測量值偏大減少誤差的方法：誤差來源于電流表的分壓，分壓越少，誤差越?。疁y量大電阻，即情況下適用。AVR>②內(nèi)接法的真實值計算測量值的計算方法：真實值的計算方法：將電流表、電壓表看成電阻（RA已知時），利用歐姆定律計算。AVR3、電路選擇當(dāng)時，選用電流表內(nèi)接法．時，選用電流表外接法．當(dāng)（1）直接比較法：當(dāng)Ｒx《Ｒv時，采用外接法當(dāng)Ｒx》ＲA時，采用內(nèi)接法（2）阻值比值法：（3）試探法：若伏特表示數(shù)有明顯變化，即用外接若安培表示數(shù)有明顯變化，即用內(nèi)接二、滑動變阻器（控制電路選擇）ABDCP

A、B是繞在絕緣棒上的電阻絲兩個端點，C、D是金屬桿的兩個端點。電阻絲上能夠與滑片P接觸的地方，絕緣漆已被刮去，使滑片P能把金屬桿與電阻絲連接起來。1、滑動變阻器的結(jié)構(gòu)2．滑動變阻器的兩種連接方式

限流式接法分壓式接法兩種接法的電路圖(電源內(nèi)阻不計)(電源內(nèi)阻不計)負(fù)載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍0≤U≤E負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍閉合S前滑片P的位置b端a端分壓接法的優(yōu)點是：電壓變化范圍大，附加功率損耗較大。限流接法的優(yōu)點是：電路連接簡便，附加功率損耗較小。當(dāng)負(fù)載電阻Rx較小，變阻器總阻值R較大(是Rx的幾倍)時限流接法對電流、電壓控制作用顯著，一般用限流接法。當(dāng)負(fù)載電阻Rx較大（是R的幾倍）時，變阻器總阻值R較小，限流接法對電壓的調(diào)控作用不明顯，一般選分壓接法。當(dāng)要求電壓從0變起，一定用分壓接法。當(dāng)要求電壓變化范圍盡可能大，一定用分壓接法。3、分壓接法與限流接法的比較4、下列情況必須采用分壓式①若要求負(fù)載的電壓（或電流）從“零”開始變化；或要求“盡量大”的調(diào)節(jié)范圍，測多組數(shù)據(jù)②若變阻器的最大值比用電器電阻小許多。③若用限流法無法控制電路，如超過了電表的量程等。1、實驗原理：由得，只要分別測出一段金屬絲的電阻R、橫截面積S，及有效長度L即可。2、實驗原理圖：(1)電流表采用內(nèi)接法還是外接法？(2)滑動變阻器采用限流接法還是分壓接法？三、金屬絲電阻率的測量3、實驗步驟：(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d.(2)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復(fù)測量三次，求出其平均值l.(3)連接電路，運用伏安法測定接入電路中金屬絲的電阻(4)將測得的Rx、l、d值，代入公式

和計算電阻率4、注意事項：(1)測量直徑時，需要在接入電路的金屬絲三個不同位置測量，取平均值(2)測量金屬絲長度，注意測量接入電路的金屬絲長度。即有效長度；并且讀數(shù)要注意估讀；(3)測量金屬絲電阻時，注意控制電流不宜太大與通電時間不宜過長，避免由于溫度升高引起電阻率變大實驗演示：課堂練習(xí)肆1．游標(biāo)卡尺和螺旋測微器都是物理實驗中常用的測量工具，下圖是用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量某樣品的長度和直徑時的讀數(shù)情況，下列說法正確的是（）A．游標(biāo)卡尺所測樣品的長度為5.10cmB．游標(biāo)卡尺所測樣品的長度為5.010cmC．螺旋測微器所測樣品的直徑為4.70mmD．螺旋測微器所測樣品的直徑為9.200mmB

2．某同學(xué)要用伏安法測電阻，現(xiàn)有電壓表（量程10V，內(nèi)阻約為40kΩ），電流表（量程100mA，內(nèi)阻為約為2Ω），待測電阻Rx約為200Ω，他準(zhǔn)備選用如圖甲或乙電路，關(guān)于他應(yīng)選用的電路和測量結(jié)果的說法正確的是（）A．他應(yīng)選用甲電路，測量值會略大于待測電阻R的真實值B．他應(yīng)選用甲電路，測量值會略小于待測電阻R的真實值C．他應(yīng)選用乙電路，測量值會略大于待測電阻R的真實值D．他應(yīng)選用乙電路，測量值會略小于待測電阻R的真實值B

A

4．在“測量金屬絲的電阻率”實驗中，電池組右端為正極，測量一段金屬絲電阻時所用器材和部分電路連線如圖所示，下列說法正確的是（

）

A．圖中的導(dǎo)線a端應(yīng)與電流表“3”接線柱連接B．導(dǎo)線b端應(yīng)與電流表“－”接線柱連接C．開關(guān)閉合前，圖中滑動變阻器滑片應(yīng)置于最左端D．用螺旋測微器測金屬絲同一部位直徑4次，算其平均值C【答案】C【詳解】AB．在“測量金屬絲的電阻率”實驗中，金屬絲的電阻較小，為