实验：测定金属电阻率 螺旋测微器和游标卡尺的使用课件 3-1

1、(3)读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读读数：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出，小数部分由可动刻度读出测量值测量值(mm)固定刻度数固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否注意半毫米刻度线是否露出露出)可动刻度数可动刻度数(估读一位估读一位)0.01 (mm)如下图所示，固定刻度示数为如下图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米而从，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.2游标卡尺游标卡尺(如下图如下图)(1)构造：主尺、游标尺构造：

2、主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测主尺和游标尺上各有一个内外测量爪量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉钉(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差原理：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长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有的游标尺

3、上小等分刻度有10个的、个的、20个的、个的、50个的，见下个的，见下表：表：刻度格数刻度格数(分度分度)刻度总长度刻度总长度每小格与每小格与1 mm的差值的差值精确度精确度(可准确到可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm(4)读数：若用读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从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，则记录结果表达为结果表达为(xK精确度精确度) mm.五、伏安法测电阻五、伏安法测电阻1电

4、流表的内接法和外接法的比较电流表的内接法和外接法的比较(3)实验试探法：按右图所示接好电路，让电压表一根接实验试探法：按右图所示接好电路，让电压表一根接线柱线柱P先后与先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法则可采用电流表内接法2电路连接电路连接按如下图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实按如下图所示的原理电路图连接好

5、用伏安法测电阻的实验电路验电路3长度测量长度测量用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量度，反复测量3次，求出其平均值次，求出其平均值l.4U、I测量测量把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和和U的值，记入表格内，断开开关的值，记入表格内，断开开关S5拆去实验

6、线路，整理好实验器材拆去实验线路，整理好实验器材八、误差分析八、误差分析(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一是产生误差的主要来源之一(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差偶然误差(4)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变由于金属丝通电后发热升

7、温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差大，造成测量误差九、注意事项九、注意事项(1)本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法一般采用电流表外接法(2)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭闭合电路合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端(3)测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线连测量被测金属导线的有效长度，是指

8、测量待测导线连接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值均值(4)测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值其平均值(5)闭合开头闭合开头S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置电阻值最大的位置(6)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I不宜不宜过大过大(电流表用电流表

9、用00.6 A量程量程)，通电时间不宜过长，以免金属，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大大(7)求求R的平均值时可用两种方法：第一种是用的平均值时可用两种方法：第一种是用RU/I算出算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(UI图线图线)来求来求出若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大出若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较

10、远的点可以不予考虑别明显偏离较远的点可以不予考虑尝试解答尝试解答游标尺共有游标尺共有10个格，所以精度为个格，所以精度为0.1 mm，观，观察游标尺的零线对应在主尺上的位置，主尺上的读数为察游标尺的零线对应在主尺上的位置，主尺上的读数为5 cm，游标尺上第一个刻度与主尺的刻度线对齐，所以游标尺，游标尺上第一个刻度与主尺的刻度线对齐，所以游标尺的读数为的读数为0.11 mm0.1 mm0.01 cm，因此测量长度读数，因此测量长度读数为为5.01 cm；螺旋测微器精度为；螺旋测微器精度为0.01 mm，读数也是两部分组，读数也是两部分组成，在固定刻度读数为成，在固定刻度读数为5 mm，可动刻度上

11、的读数为，可动刻度上的读数为31.50.01 mm0.315 mm，两者相加为，两者相加为5.315 mm.答案答案 5.015.315游标卡尺的读数应注意以下几点：游标卡尺的读数应注意以下几点：(1)看清精确度看清精确度例如例如(下图下图)易错成易错成1140.1 mm11.40 mm正确的应为正确的应为11.4 mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零加零例如例如(如下图如下图)(2)主尺上的单位应为厘米主尺上的单位应为厘米主尺上标识的主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是

12、毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm.例如例如(如下图如下图)易错成易错成(540.05) mm5.20 mm正确的应为正确的应为(5040.05) mm50.20 mm(3)区分零刻度与标尺最前端区分零刻度与标尺最前端例如例如(如下图如下图)(2)为减小实验误差，应选用下图为减小实验误差，应选用下图(1)中中_(填甲或填甲或乙乙)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图(2)中的实物图用线连接起来中的实物图用线连接起来(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋，用螺旋测微器测

13、得金属丝的直径及两电表的示数如图测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图(3)所示，则金所示，则金属丝的直径为属丝的直径为_mm，电阻值为，电阻值为_.(对应学生用书对应学生用书P144)“替代法替代法”测电阻测电阻原理：替代法的测量思路是等效的思想，用已知电阻来原理：替代法的测量思路是等效的思想，用已知电阻来代替未知电阻，保证代替前后电路中的电流、电压相等代替未知电阻，保证代替前后电路中的电流、电压相等如图所示，把单刀双掷开关扳在如图所示，把单刀双掷开关扳在a端，调节端，调节R1使电流表的使电流表的指针指在一个适当的位置并记录下此位置；保持指针指在一个适当的位置并记录下此位置；保持R1不动，

14、将不动，将开关扳在开关扳在b端，调节电阻箱端，调节电阻箱R的阻值电流表指针重新回到刚才的阻值电流表指针重新回到刚才的位置，记下此时电阻箱的阻值，就是待测电阻的位置，记下此时电阻箱的阻值，就是待测电阻Rx的阻值的阻值此法测电阻时在理论上不存在误差，图示电路也仅供读此法测电阻时在理论上不存在误差，图示电路也仅供读者参考，其具体电路要根据实际情况来定，如电流表我们可者参考，其具体电路要根据实际情况来定，如电流表我们可以用电压表来代替，单刀双掷开头也可以由普通的开关来替以用电压表来代替，单刀双掷开头也可以由普通的开关来替代，总的说来如题中所给仪器包含一个电阻箱，一个电压或代，总的说来如题中所给仪器包含

15、一个电阻箱，一个电压或电流表电流表(即使读数不准也可，因为只是用它做一个标记即使读数不准也可，因为只是用它做一个标记)时我们时我们要考虑此法要考虑此法(1)将滑动变阻器将滑动变阻器R1的阻值置于最的阻值置于最_处处(填填“大大”或或“小小”)；将；将S2拨向接点拨向接点1，闭合，闭合S1，调节，调节R1，使电流表示数为，使电流表示数为I0；(2)将电阻箱将电阻箱R2的阻值调至最的阻值调至最_处处(填填“大大”或或“小小”)；S2拨向接点拨向接点2；保持；保持R1不变，调节不变，调节R2，使电流表示数，使电流表示数仍为仍为I0，此时，此时R2阻值为阻值为1280 .(3)由此可知，圆柱体的电阻为

16、由此可知，圆柱体的电阻为_.尝试解答尝试解答(1)滑动变阻器是限流接法，所以开始要将变滑动变阻器是限流接法，所以开始要将变阻器阻值调到最大，电阻箱阻值一开始也应调到最大，从最阻器阻值调到最大，电阻箱阻值一开始也应调到最大，从最大开始逐渐调小大开始逐渐调小(2)本实验是替代法测电阻，单刀双掷开关本实验是替代法测电阻，单刀双掷开关拨向拨向1和拨向和拨向2效果相同，所以待测电阻与电阻箱的电阻相效果相同，所以待测电阻与电阻箱的电阻相同，为同，为1280 .答案答案 (1)大大(2)大大(3)1280(对应学生用书对应学生用书P145)1在在“探究决定导线电阻的因素探究决定导线电阻的因素”的实验中，以下

17、操作的实验中，以下操作中错误的是中错误的是()A用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中值，然后再将金属丝接入电路中B用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值径，算出其平均值C用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值出平均值D实验中应保持金属丝的温度不变实验中应保持金属丝的温度不变解析解析实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电

18、阻很小，与电压表内阻相差很大，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法故电流表外接法故A、C操作错误操作错误答案答案 AC2分别用下图所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻分别用下图所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值图甲中两表的示数分别为的阻值图甲中两表的示数分别为3 V、4 mA，图乙中两表的，图乙中两表的示数分别为示数分别为4 V、3.9 mA，则待测电阻，则待测电阻Rx的真实值为的真实值为 ()3(1)如图如图(1)所示的三把游标卡尺，它们的游标尺自左至所

19、示的三把游标卡尺，它们的游标尺自左至右分别为右分别为9 mm长长10等分、等分、19 mm长长20等分、等分、49 mm长长50等等分，它们的读数依次为分，它们的读数依次为_mm，_mm，_mm.(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图(2)所所示，则金属丝的直径是示，则金属丝的直径是_mm.(3)图图(3)甲用甲用0.6 A量程时，对应量程时，对应刻度盘上每一小格代表刻度盘上每一小格代表_A，表，表针的示数是针的示数是_A；当使用；当使用3 A量程量程时 ， 对 应 刻 度 盘 上 每 一 小 格 代 表时 ， 对 应 刻 度 盘 上 每 一 小

20、 格 代 表_A，图中表针示数为，图中表针示数为_A.图图(3)乙使用较小量程时，每小格乙使用较小量程时，每小格表示表示_V，图中指针的示数为，图中指针的示数为_V若使用的是较大量程，则若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示这时表盘刻度每小格表示_V，图中表针指示的是图中表针指示的是_V.(4)旋钮式电阻箱如右旋钮式电阻箱如右(4)图所示，电流从接线柱图所示，电流从接线柱A流入，流入，从从B流出，则接入电路的电阻为流出，则接入电路的电阻为_.今欲将接入电路的今欲将接入电路的电阻改变电阻改变2087 ，最简单的操作方法是，最简单的操作方法是_若用两个若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范

21、围为这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为_解析解析(1)最上面图读数：整毫米是最上面图读数：整毫米是17，不足，不足1毫米数是毫米数是70.1 mm0.7 mm，最后结果是，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm.中间图读数：整毫米是中间图读数：整毫米是23，不足，不足1毫米数是毫米数是130.05 mm0.65 mm，最后结果是，最后结果是23 mm0.65 mm23.65 mm.最下面图读数：整毫米是最下面图读数：整毫米是3，不足，不足1毫米数是毫米数是90.02 mm0.18 mm，最后结果是，最后结果是3 mm0.18 mm3.18 mm.(2)固定刻度示数为固定刻度示数为2.

22、0 mm，不足半毫米的从可动刻度上，不足半毫米的从可动刻度上读的示数为读的示数为15.0，最后的读数为：，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.(3)使用使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，指针的示数为指针的示数为0.44 A；当换用；当换用3 A量程时，每一小格为量程时，每一小格为0.1 A，指针示数为指针示数为2.20 A.电压表使用电压表使用3 V量程时，每小格表示量程时，每小格表示0.1 V，指针示数为，指针示数为1.70 V；使用；使用15 V量程时，每小格为量程时，每小格为0.5 V，指针示数为，指针示数为

23、8.5 V.(4)电阻为电阻为1987 .最简单的操作方法是将最简单的操作方法是将“1 k”旋钮调旋钮调到到2，再将，再将“100”旋钮调对旋钮调对0.每个电阻箱的最大阻值是每个电阻箱的最大阻值是9999 ，用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻，用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻29999 19998 .故两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为故两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为019998 .答案答案 (1)17.7；23.65；3.18(2)2.150(3)0.02；0.44；0.1；2.200.1；1.70；0.5；8.5(4)1987；将；将“1 k”旋钮旋钮调到调到2，再将

24、，再将“100”旋钮调到旋钮调到0；019998 4“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系系”的实验电路如下图所示，的实验电路如下图所示，a、b、c、d是四种不同的金属是四种不同的金属丝丝现有四根镍铬合金丝和两根康铜合金丝，其规律如下表现有四根镍铬合金丝和两根康铜合金丝，其规律如下表所示所示(3)在交流合作时，有位同学提出用如下图所示的电路，在交流合作时，有位同学提出用如下图所示的电路，只要将图中只要将图中P端分别和端分别和1、2、3、4相接，读出电流，利用电流相接，读出电流，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出导体电阻与其影响因素的跟电阻成

25、反比的关系，也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系，请你对其作出评价定量关系，请你对其作出评价解析解析(1)本实验采用的是控制变量法，分别选用导体材本实验采用的是控制变量法，分别选用导体材料相同、横截面积相同时，导体的长度不同，料相同、横截面积相同时，导体的长度不同，B、C符合要符合要求；选用导体材料相同、长度相同时，导体的横截面积不求；选用导体材料相同、长度相同时，导体的横截面积不同，同，C、D符合要求；选用导体横截面积相同、长度相同时，符合要求；选用导体横截面积相同、长度相同时，导体的材料不同，导体的材料不同，C、E符合要求故选符合要求故选BCDE.答案答案 (1)BCDE(2)不正确，

26、因为它们的材料不完全相不正确，因为它们的材料不完全相同同(3)不能探究出不能探究出实验过程中无法保证每次金属丝两实验过程中无法保证每次金属丝两端的电压相等；端的电压相等；电流表的内阻与金属丝相比不能忽略，对电流表的内阻与金属丝相比不能忽略，对实验影响较大实验影响较大5(2012广东江门模拟广东江门模拟)在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”的实验的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如下图所中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如下图所示，用米尺测出金属丝的长度示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为，金属丝的电阻大约为5 ，先用伏安法测出金属丝的电阻先用伏安法测出金属

27、丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率金属材料的电阻率(1)从图中读出金属丝的直径为从图中读出金属丝的直径为_mm.(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：材：A电压表电压表03 V，内阻，内阻10 kB电压表电压表015 V，内阻，内阻50 kC电流表电流表00.6 A，内阻，内阻0.05 D电流表电流表03 A，内阻，内阻0.01 E滑动变阻器，滑动变阻器，010 F滑动变阻器，滑动变阻器，0100 要求较准确地测出其阻值，电压表应选要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电，电流表应选流表应选_，滑动变阻器应选，滑动变阻器应选_(填序号填序号)实验中某同学的实物连线如下图所示，请指出该同学实验中某同学的实物连线如下图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误实物接线中的两处明显错误错误错误1：_错误错误2：_(3)若测得金属丝的直径用若测得金属丝的直径用d表示，电阻用表示，电阻用R表示，则该金表示，则该金属材料的电阻率属材料的电阻率_.解析解