（必修3）11.3 实验：导体电阻率的测量（导学案3）

skybamboo

11.3实验：导体电阻率的测量
【学习目标】

• 理解游标卡尺、螺旋测微器的原理，学会使用游标卡尺、螺旋测微器测量长度。
  

• 理解测量电阻率的实验原理及实验方法。学会测量导体的电阻率，并能进行误差分析。3. 通过用游标卡尺或螺旋测微器测量长度，测量电阻等过程，形成自觉遵守实验操作规程和谨慎操作习惯。
  

【开启新探索】
电阻率是反映导体材料导电性能的物理量。思考一下，测量哪些物理量，就可以求出导体的电阻率？
【质疑提升1】游标卡尺的原理和使用

• 长度是物理学中基本的物理量，长度的测量是最基本的测量。初中通常用刻度尺测量长度。结合刻度尺测量实例，回顾用刻度尺测量长度的方法和读数规则。
  

读数：cm、mm。                     读数：cm、mm。

• 高中我们将要学习另外两种测量长度精度更高的工具，第一个是游标卡尺。阅读教材P62，观察游标卡尺的结构图，说明，游标卡尺主要由哪几部分构成？
  

    （1）主尺（尺身）：类同刻度尺，单位，每一大格长度，每一小格长度。   
    （2）游标尺（内测量爪、外测量爪）：单位：。   
（3）紧固螺钉：内外测量爪贴合待测物体后，旋动紧固螺钉，可将游标尺固定在。

• 阅读课本P62，说明游标卡尺可更精确测量长度的原理？
  

• 游标卡尺是利用主尺的单位刻度（1mm）与游标尺的单位刻度之间固定的          来提高测量精度的。
  

• 阅读课本P63，说明10分度游标尺为什么能提高测量的精度？
  

• 结合提高测量的精度原理，读出以下游标卡尺的读数。
  

      

               读数：cm                        读数：cm                                       

      
     
读数：mm                        读数：mm      

• 结合以上的读数，可知读数方法：被测长度＝                                          。
  

• 10分度的游标卡尺的刻度长度       ，分格数      ，单位刻度        ，精确度       。
  

20分度的游标卡尺的刻度长度，分格数，单位刻度，精确度。
50分度的游标卡尺的刻度长度，分格数，单位刻度，精确度。

• 读出以下游标卡尺的读数。
  

读数：cm                               读数：mm



读数：cm   读数：mm
【质疑提升2】螺旋测微器的原理和使用

• 阅读课本P64，观察螺旋测微器的结构，说明各部分分之间的关系？
  

• 测砧和            、            是固定在一起的。
  

• 测微螺杆和          、       、            是连在一起的，通过精密螺纹套在因定刻度上。
  

• 当测砧靠近物体时，由转动“旋钮”改为转动“微调旋钮”，当听到“喀喀”声时，旋动            ，使测微螺杆不能再转动，然后取下物体，正视刻度读数。
  

• 阅读课本P64，螺旋测微器测量的原理？精确度?
  

• 结合螺旋测微器测量的原理，读出以下螺旋测微器的读数。
  

   
      
      
      
     

   mm      mm         mm        mm   mm

• 结合以上的读数，可知读数方法：被测长度＝                                          。
  

【质疑提升3】金属丝电阻率的测量

• 实验原理：测量金属电阻率时，根据<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>可知，需要测量金属丝的电阻R、长度l、横截面积s，那么通过什么仪器获得这三个物理量的大小？
  

电阻：，长度：，横截面积：。

计算电阻率表达式：。

• 下面我们详细的了解以上物理量的测量方法。
  

• 电阻的测量
  

• 如右图中电路，说明如何获取电阻大小？
  

• 实验中应测量一组电压、电流的数据，还是测量多组数据？为什么？
  

• 为什么在电路中接入滑动电阻器？在电键闭合前，滑动电阻器的滑片应放在滑动电阻器的左端还是右端？
  

• 长度的测量　　　　
  

• 测量金属丝的总长度，还是接入电路的有效长度？    　   　　　          。         　② 测量一次，还是测量多次求平均值？　   　。
  

　　(3) 　金属丝的直径
①　用什么测量工具测量？。
②　测量一次，还是测量多次求平均值？。在同一位置测量，还是不同位置测量？。

• 　实验测量、计算，进行误差分析。思考，实验的哪些方面可能存在误差？
  

【学以致用】

1．（1）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，需要测量金属丝的长度Ｌ和直径d。现用最小分度为1mm的米尺测量金属丝的长度，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度Ｌ为mm。

（2）在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示，可知该金属丝的直径d＝ mm。
（3）下面左图是电压表的刻度盘，若当时使用的是该表的0-3V量程，那么读数为V；下面右图是电流表的刻度盘，若当时使用的是该表的0-0.6A量程，那么电表读数为 A 。

• 通过本组数据的测量，可以初步计算出电阻率ρ=                            。
  

【素养提升专练】

1. 某同学用游标卡尺测量一个导体的长度。游标尺上有10等分刻度，测得的读数如图所示，该导体的长度是多少？某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径，测得读数如图所示，则该圆柱导体的直径是多少？


读数：cm 读数：mm
2. 以下游标卡尺、螺旋测微器的读数分别为：

     

读数：cm                        读数：cm



读数：mm                         读数：mm


读数：mm        读数：mm     读数：mm

3. 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：
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如右图所示。读得直
径d＝ｍｍ．

电阻R (Ω)	121.0	50.0	23.9	10.0	3.1
导线直径d (mm)	0.80l	0.999	1.20l	1.494	1.998
导线截面积S(mm2)	0.504	0.784	1.133	1.753	3.135

（2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：
      
请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系。

(3) 若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω·m，则表中阻值为3.1Ω的导线长度l= ｍ。(结果保留两位有效数字)