2020_2021学年新教材高中物理第三章恒定电流第三节测量金属丝的电阻率教案粤教版必修320210406238.doc

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1、优选第三节　测量金属丝的电阻率实验目的1．掌握游标卡尺和螺旋测微器的原理及读数方法。2．练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻。3．测量金属丝的电阻率。实验原理1．游标卡尺(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)，游标尺上还有一个深度尺(如图所示)。(2)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。不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其读数见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm的差值精确度(可准确到)109mm0.1

2、mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(3)读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K-14-/14优选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，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm。2．螺旋测微器(1)构造：如图所示，螺旋测微器的测砧A和固定刻度G是固定在尺架F上的；可调刻度H、旋钮K、微调旋钮K′是与测微螺杆P连在一起的，通过精密螺纹套在G上。(2)原理：可调刻度H上的刻度为50等份，每旋转一周，螺杆前进或后退0.5mm，可调刻度每转过一等份，螺杆前进或后退0.01mm，则螺旋测微器的精确度为0.01mm。(3)读

3、数①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。③如图所示，固定刻度示数为2.0mm，而从可调刻度上读的示数为15.0，最后的读数为2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。3．电阻率的测量原理(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R。电路原理如图所示。(2)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，算出横截面积S。(3)由电阻定律R＝ρ，得ρ＝＝＝，求出电阻率。实验器材毫米刻度尺，螺旋测微器或游标

4、卡尺，直流电流表和直流电压表，滑动变阻器(阻值X围0～50Ω)，电池组，开关，被测金属丝，导线若干。-14-/14优选实验步骤1．练习使用游标卡尺(1)用游标卡尺的外测量爪测量小钢球、小圆管的外径、教科书的厚度等。(2)用游标卡尺的内测量爪测量小圆管的内径、槽的宽度等。2．练习使用螺旋测微器(1)测量A4纸的厚度。(2)测量头发丝的直径。3．测金属丝的电阻率(1)实验步骤①测直径：用螺旋测微器或游标卡尺在金属丝的三个不同位置上各测一次，并记录数据。②测长度：将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长度)，反复测量三次，并记录。③连电路

5、：依照电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至并联电路部分的电压为零处。④测U、I：电路经检查确认无误后，闭合开关S。改变滑动变阻器滑动触头的位置，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。⑤整理：拆除实验电路，整理好实验器材。(2)数据处理①金属丝直径的读数：a．利用螺旋测微器测金属丝直径，读数时应特别小心半毫米刻度线是否露出。b．因螺旋测微器的精确度为0.01mm，可动刻度上对齐的格数需要估读。所以，若以毫米为单位的话，最后一位应出现在小数点后的第三位上。c．把三个不同位置的测量值求平均值作为直径d。②金属丝长度的测量：a．应测量接入

6、电路中的有效长度。b．因为用的是毫米刻度尺，读数时要读到毫米的下一位(别忘记估读)。-14-/14优选c．把三次测量值求平均值作为长度l。③电阻R的测量值的确定：方法一：平均值法可以将每次测量的U、I分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果。方法二：图像法可建立UI坐标系，将测量的对应UI值描点作出图像，利用图像斜率求出电阻值R。④计算出金属丝的电阻率：将测得的R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝＝。(3)误差分析①金属丝直径、长度的测量带来偶然误差。②电流表外接法，R测

7、(4)注意事项①为了方便，应在金属导线连入电路前测导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度，且各测量三次，取平均值。②测量电路应选用电流表外接法，且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变。③为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，然后采用UI图像法求出电阻。(一)游标卡尺和螺旋测微器的读数　(1)用20分度的游标卡尺测量一粗细均匀圆柱体的长度，如图所示，由图可知其长度为________mm。(2)用螺旋测微器测量其直径如图所示，由图可知其直径