資源簡介

11.3 實驗：導體電阻率的測量
【學習目標】
1．理解游標卡尺、螺旋測微器的原理，學會使用游標卡尺、螺旋測微器測量長度。
2．理解測量電阻率的實驗原理及實驗方法。學會測量導體的電阻率，并能進行誤差分析。
3. 通過用游標卡尺或螺旋測微器測量長度，測量電阻等過程，形成自覺遵守實驗操作規程和謹慎操作習慣。
【開啟新探索】
電阻率是反映導體材料導電性能的物理量。思考一下，測量哪些物理量，就可以求出導體的電阻率？
【質疑提升1】游標卡尺的原理和使用
1. 長度是物理學中基本的物理量，長度的測量是最基本的測量。初中通常用刻度尺測量長度。結合刻度尺測量實例，回顧用刻度尺測量長度的方法和讀數規則。
讀數： cm、 mm。 讀數： cm、 mm。
2. 高中我們將要學習另外兩種測量長度精度更高的工具，第一個是游標卡尺。閱讀教材P62，觀察游標卡尺的結構圖，說明，游標卡尺主要由哪幾部分構成？
（1）主尺（尺身）：類同刻度尺，單位 ，每一大格長度 ，每一小格長度 。
（2）游標尺（內測量爪、外測量爪）：單位： 。
（3）緊固螺釘：內外測量爪貼合待測物體后，旋動緊固螺釘，可將游標尺固定在 。
3. 閱讀課本P62，說明游標卡尺可更精確測量長度的原理？
(1) 游標卡尺是利用主尺的單位刻度（1mm）與游標尺的單位刻度之間固定的 來提高測量精度的。
(2) 閱讀課本P63，說明10分度游標尺為什么能提高測量的精度？
(3) 結合提高測量的精度原理，讀出以下游標卡尺的讀數。
讀數： cm 讀數： cm
讀數： mm 讀數： mm
(4) 結合以上的讀數，可知讀數方法：被測長度＝ 。
(5) 10分度的游標卡尺的刻度長度 ，分格數 ，單位刻度 ，精確度 。
20分度的游標卡尺的刻度長度 ，分格數 ，單位刻度 ，精確度 。
50分度的游標卡尺的刻度長度 ，分格數 ，單位刻度 ，精確度 。
（6) 讀出以下游標卡尺的讀數。
讀數： cm 讀數： mm
讀數： cm 讀數： mm
【質疑提升2】螺旋測微器的原理和使用
1. 閱讀課本P64，觀察螺旋測微器的結構，說明各部分分之間的關系？
（1）測砧和 、 是固定在一起的。
（2）測微螺桿和 、 、 是連在一起的，通過精密螺紋套在因定刻度上。
（3）當測砧靠近物體時，由轉動“旋鈕”改為轉動“微調旋鈕”，當聽到“喀喀”聲時，旋動 ，使測微螺桿不能再轉動，然后取下物體，正視刻度讀數。
2. 閱讀課本P64，螺旋測微器測量的原理？精確度
3. 結合螺旋測微器測量的原理，讀出以下螺旋測微器的讀數。
mm mm mm mm mm
4. 結合以上的讀數，可知讀數方法：被測長度＝ 。
【質疑提升3】金屬絲電阻率的測量
1. 實驗原理：測量金屬電阻率時，根據可知，需要測量金屬絲的電阻R、長度l、橫截面積s，那么通過什么儀器獲得這三個物理量的大小？
電阻： ，長度： ，橫截面積： 。
計算電阻率表達式： 。
2. 下面我們詳細的了解以上物理量的測量方法。
（1）電阻的測量
1　如右圖中電路，說明如何獲取電阻大小？
2　實驗中應測量一組電壓、電流的數據，還是測量多組數據？為什么？
3　為什么在電路中接入滑動電阻器？在電鍵閉合前，滑動電阻器的滑片應放在滑動電阻器的左端還是右端？
（2） 長度的測量　　　　
1　測量金屬絲的總長度，還是接入電路的有效長度？ 　 　　　 。 　② 測量一次，還是測量多次求平均值？　 　。
　　(3) 　金屬絲的直徑
①　用什么測量工具測量？　　　　　　　　　　　　 　。
②　測量一次，還是測量多次求平均值？　　 。在同一位置測量，還是不同位置測量？　 。
3. 　實驗測量、計算，進行誤差分析。思考，實驗的哪些方面可能存在誤差？
【學以致用】
1．（1）在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，需要測量金屬絲的長度Ｌ和直徑d。現用最小分度為1mm的米尺測量金屬絲的長度，圖中箭頭所指位置是拉直的金屬絲兩端在米尺上相對應的位置，測得的金屬絲長度Ｌ為 972.0 mm。
（2）在測定金屬絲的直徑時，螺旋測微器的讀數如圖所示，可知該金屬絲的直徑d＝ 0.900 mm。
（3）下面左圖是電壓表的刻度盤，若當時使用的是該表的0-3V量程，那么讀數為 1.12 V；下面右圖是電流表的刻度盤，若當時使用的是該表的0-0.6A量程，那么電表讀數為 0.20 A 。
（3）通過本組數據的測量，可以初步計算出電阻率ρ= 3.6×10－6 ·m 。
【素養提升專練】
1. 某同學用游標卡尺測量一個導體的長度。游標尺上有10等分刻度，測得的讀數如圖所示，該導體的長度是多少？某同學用螺旋測微器測量一個圓柱導體的直徑，測得讀數如圖所示，則該圓柱導體的直徑是多少？
讀數： 1,37 cm 讀數： 3.275 mm
2. 以下游標卡尺、螺旋測微器的讀數分別為：
讀數： 1.090 cm 讀數： 1.900 cm
讀數： 1.75 mm 讀數： 11.14 mm
讀數： 5.545 mm 讀數： 9.270 mm 讀數： 5.805 mm
3. 某同學想要了解導線在質量相同時，電阻與截面積的關系，選取了材料相同、質量相等的5卷導線，進行了如下實驗：
(1)用螺旋測微器測量某一導線的直徑如右圖所示。讀得直
徑d＝　1.200　　　　　ｍｍ．
電阻R (Ω) 121.0 50.0 23.9 10.0 3.1
導線直徑d (mm) 0.80l 0.999 1.20l 1.494 1.998
導線截面積S(mm2) 0.504 0.784 1.133 1.753 3.135
（2)該同學經實驗測量及相關計算得到如下數據：
請你根據以上數據判斷，該種導線的電阻R與截面積S是否滿足反比關系 若滿足反比關系，請說明理由；若不滿足，請寫出R與S應滿足的關系。
不滿足， R與S2成反比。
(3) 若導線的電阻率ρ=5.1×10-7Ω·m，則表中阻值為3.1Ω的導線長度l= 19 ｍ。(結果保留兩位有效數字)
0
1
2
3
A
0
0.2.2.2.2
0.4
0.6
.2
0
1
2
3
V
0
5
10
15
甲
乙11.3 實驗：導體電阻率的測量
【學習目標】
1．理解游標卡尺、螺旋測微器的原理，學會使用游標卡尺、螺旋測微器測量長度。
2．理解測量電阻率的實驗原理及實驗方法。學會測量導體的電阻率，并能進行誤差分析。
3. 通過用游標卡尺或螺旋測微器測量長度，測量電阻等過程，形成自覺遵守實驗操作規程和謹慎操作習慣。
【開啟新探索】
電阻率是反映導體材料導電性能的物理量。思考一下，測量哪些物理量，就可以求出導體的電阻率？
【質疑提升1】游標卡尺的原理和使用
1. 長度是物理學中基本的物理量，長度的測量是最基本的測量。初中通常用刻度尺測量長度。結合刻度尺測量實例，回顧用刻度尺測量長度的方法和讀數規則。
讀數： cm、 mm。 讀數： cm、 mm。
2. 高中我們將要學習另外兩種測量長度精度更高的工具，第一個是游標卡尺。閱讀教材P62，觀察游標卡尺的結構圖，說明，游標卡尺主要由哪幾部分構成？
（1）主尺（尺身）：類同刻度尺，單位 ，每一大格長度 ，每一小格長度 。
（2）游標尺（內測量爪、外測量爪）：單位： 。
（3）緊固螺釘：內外測量爪貼合待測物體后，旋動緊固螺釘，可將游標尺固定在 。
3. 閱讀課本P62，說明游標卡尺可更精確測量長度的原理？
(1) 游標卡尺是利用主尺的單位刻度（1mm）與游標尺的單位刻度之間固定的 來提高測量精度的。
(2) 閱讀課本P63，說明10分度游標尺為什么能提高測量的精度？
(3) 結合提高測量的精度原理，讀出以下游標卡尺的讀數。
讀數： cm 讀數： cm
讀數： mm 讀數： mm
(4) 結合以上的讀數，可知讀數方法：被測長度＝ 。
(5) 10分度的游標卡尺的刻度長度 ，分格數 ，單位刻度 ，精確度 。
20分度的游標卡尺的刻度長度 ，分格數 ，單位刻度 ，精確度 。
50分度的游標卡尺的刻度長度 ，分格數 ，單位刻度 ，精確度 。
（6) 讀出以下游標卡尺的讀數。
讀數： cm 讀數： mm
讀數： cm 讀數： mm
【質疑提升2】螺旋測微器的原理和使用
1. 閱讀課本P64，觀察螺旋測微器的結構，說明各部分分之間的關系？
（1）測砧和 、 是固定在一起的。
（2）測微螺桿和 、 、 是連在一起的，通過精密螺紋套在因定刻度上。
（3）當測砧靠近物體時，由轉動“旋鈕”改為轉動“微調旋鈕”，當聽到“喀喀”聲時，旋動 ，使測微螺桿不能再轉動，然后取下物體，正視刻度讀數。
2. 閱讀課本P64，螺旋測微器測量的原理？精確度
3. 結合螺旋測微器測量的原理，讀出以下螺旋測微器的讀數。
mm mm mm mm mm
4. 結合以上的讀數，可知讀數方法：被測長度＝ 。
【質疑提升3】金屬絲電阻率的測量
1. 實驗原理：測量金屬電阻率時，根據可知，需要測量金屬絲的電阻R、長度l、橫截面積s，那么通過什么儀器獲得這三個物理量的大小？
電阻： ，長度： ，橫截面積： 。
計算電阻率表達式： 。
2. 下面我們詳細的了解以上物理量的測量方法。
（1）電阻的測量
1　如右圖中電路，說明如何獲取電阻大小？
2　實驗中應測量一組電壓、電流的數據，還是測量多組數據？為什么？
3　為什么在電路中接入滑動電阻器？在電鍵閉合前，滑動電阻器的滑片應放在滑動電阻器的左端還是右端？
（2） 長度的測量　　　　
1　測量金屬絲的總長度，還是接入電路的有效長度？ 　 　　　 。 　② 測量一次，還是測量多次求平均值？　 　。
　　(3) 　金屬絲的直徑
①　用什么測量工具測量？　　　　　　　　　　　　 　。
②　測量一次，還是測量多次求平均值？　　 。在同一位置測量，還是不同位置測量？　 。
3. 　實驗測量、計算，進行誤差分析。思考，實驗的哪些方面可能存在誤差？
【學以致用】
1．（1）在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，需要測量金屬絲的長度Ｌ和直徑d。現用最小分度為1mm的米尺測量金屬絲的長度，圖中箭頭所指位置是拉直的金屬絲兩端在米尺上相對應的位置，測得的金屬絲長度Ｌ為 mm。
（2）在測定金屬絲的直徑時，螺旋測微器的讀數如圖所示，可知該金屬絲的直徑d＝ mm。
（3）下面左圖是電壓表的刻度盤，若當時使用的是該表的0-3V量程，那么讀數為 V；下面右圖是電流表的刻度盤，若當時使用的是該表的0-0.6A量程，那么電表讀數為 A 。
（3）通過本組數據的測量，可以初步計算出電阻率ρ= 。
【素養提升專練】
1. 某同學用游標卡尺測量一個導體的長度。游標尺上有10等分刻度，測得的讀數如圖所示，該導體的長度是多少？某同學用螺旋測微器測量一個圓柱導體的直徑，測得讀數如圖所示，則該圓柱導體的直徑是多少？
讀數： cm 讀數： mm
2. 以下游標卡尺、螺旋測微器的讀數分別為：
讀數： cm 讀數： cm
讀數： mm 讀數： mm
讀數： mm 讀數： mm 讀數： mm
3. 某同學想要了解導線在質量相同時，電阻與截面積的關系，選取了材料相同、質量相等的5卷導線，進行了如下實驗：
(1)用螺旋測微器測量某一導線的直徑如右圖所示。讀得直
徑d＝　　　　　　ｍｍ．
電阻R (Ω) 121.0 50.0 23.9 10.0 3.1
導線直徑d (mm) 0.80l 0.999 1.20l 1.494 1.998
導線截面積S(mm2) 0.504 0.784 1.133 1.753 3.135
（2)該同學經實驗測量及相關計算得到如下數據：
請你根據以上數據判斷，該種導線的電阻R與截面積S是否滿足反比關系 若滿足反比關系，請說明理由；若不滿足，請寫出R與S應滿足的關系。
(3) 若導線的電阻率ρ=5.1×10-7Ω·m，則表中阻值為3.1Ω的導線長度l= ｍ。(結果保留兩位有效數字)
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2
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甲
乙

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