第三章

恒定電流第3節

測量金屬絲的電阻率1.理解游標卡尺和螺旋測微器的原理，學會使用游標卡尺和螺旋測微器測量尺寸。2.理解測量電阻率的實驗原理及實驗方法。3.學會測量導體的電阻率，并能進行誤差分析。

【觀察與思考】（1）請觀察螺旋測微器的結構，說出它的主要部分有哪些？一、學會使用螺旋測微器（2）請將粗調旋鈕K旋轉一周，觀察微測螺桿P前進或后退的長度是多少？0.5mm（3）旋轉粗調旋鈕K，只讓可調刻度轉動一小格，那么微測螺桿P前進或后退的長度是多少？0.01mm精確度為0.01mm1、精確度為0.01mm讀數方法：①從固定刻度讀取整毫米或半毫米數；②從可調刻度讀取剩余部分，注意在最小刻度后估讀一位；③把兩部分讀數相加得到測量值。2、測量值

=固定刻度數+可調刻度數×0.01（單位：mm）

【觀察與思考】（1）請觀察游標卡尺的結構，說出它的主要部分有哪些？二、學會使用游標卡尺（2）10分度的游標卡尺，游標尺的每一分度是多少？與主尺的最小分度分度相差多少？（3）量爪并攏時主尺和游標尺的零刻度線對齊，向右移動游標尺，請觀察這時它的第一條刻度線恰好與主尺的1mm刻度線對齊時，游標尺向右移動了多長距離？（4）當游標尺的第五條刻度線跟主尺的5mm刻度線對齊時，此時兩量爪之間有的寬度是多少？讀數方法：①先讀主尺上的示數：游標尺0刻度線前對應的主尺的第一個刻度；②從游標尺上讀取剩余部分：游標尺上的第n條刻度線與主尺上的刻度線對齊；③把兩部分讀數相加得到測量值。1.測量值d=主尺讀數+游標尺上的刻度×精確度（單位：mm）10分度：精確度為0.1mm20分度：精確度為0.05mm50分度：精確度為0.02mm10mm=+3=10.15mm20mm2.會讀數：主尺讀數（mm）+被測物體長度=游標尺讀數分度mm三、測定金屬絲的電阻率

【思考問題】（1）請根據電阻定律，推導電阻率的表達式。（2）根據電阻定律，若要測定金屬絲的電阻率，需要測量哪些物理量？你知道用什么方法測量嗎？

金屬絲長度電阻兩端電壓U、電流I

金屬絲直徑伏安法螺旋測微器游標卡尺【實驗操作】（一）利用螺旋測微器在金屬絲的不同位置測量金屬絲的直徑，取平均值；（二）利用刻度尺測量金屬絲的長度，取平均值；（三）利用如圖所示電路測量金屬絲的電阻。電阻R的數值可用以下兩種方法確定：①計算法：利用每次測量的U、I值分別計算出電阻，再求出電阻的平均值作為測量結果。②圖像法：可建立I-U坐標系，將測量的U、I值描點作出圖象，利用圖像的斜率來求出電阻值R。【數據處理】1、金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得，直徑的測量是產生誤差的主要來源之一。2、采用伏安法測量金屬絲的電阻時，由于采用的是電流表外接法，測量值小于真實值，使電阻率的測量值偏小。3、金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數等會帶來偶然誤差。4、由于金屬絲通電后發熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差。【誤差分析】在金屬絲的3個不同位置上用螺旋測微器測量直徑d。【討論與交流】1.為什么此實驗必須選擇電流表外接法？因一般金屬絲電阻較小，為了減少實驗的系統誤差，必須選擇電流表外接法；2.測量金屬絲的長度時應該測量那部分的長度？測量l

時應測接入電路的金屬絲的有效長度(即兩接線柱之間的長度)；3.測量金屬絲的直徑時是否可以在同一個位置進行多次測量？電流過大，時間太長都會造成溫度升高，則電阻率會因溫度升高而變化，造成測量不準確。4.在測量電阻的時候為什么電流不宜過大(電流表用0～0.6A量程)，通電時間不宜太長。1.在“測定金屬的電阻率”實驗中，以下操作中錯誤的是()A.用米尺量出金屬絲的全長三次，算出其平均值B.用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑，算出其平均值C.用伏安法測電阻時采用電流表外接線路，多次測量后算出其平均值D.實驗中應保持金屬絲的溫度不變A2.下圖中，螺旋測微器和游標卡尺的讀數()A.螺旋測微器的讀數：5.195mm；游標卡尺的讀數是：58.13mmB.螺旋測微器的讀數：5.695mm；游標卡尺的讀數是：58.65mmC.螺旋測微器的讀數：5.195cm；游標卡尺的讀數是：58.13cmD.螺旋測微器的讀數：5.695cm；游標卡尺的讀數是：58.65cmB3.張明同學在測定某種合金絲的電阻率時：(1)用螺旋測微器測得其直徑為________mm（如圖甲所示）；(2)用20分度的游標卡尺測其長度為________cm（如圖乙所示）；(3)用圖丙所示的電路測得的電阻值將比真實值________(填“偏大”或“偏小”)。3.2055.015偏小4.現測定長金屬絲的電阻率。①利用下列器材設計一個電路，盡量準確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻Rx約為100Ω，畫出實驗電路圖，并標明器材代號。電源E（電動勢10V，內阻約為10Ω）電流表A1（量程0~250mA，內阻R1=5Ω）電流表A2（量程0~300mA，內阻約為5Ω）滑動變阻器R（最大阻值10Ω，額定電流2A）開關S及導線若干②某同學設計方案正確，測量得到電流表A1的讀數為I1，電流表A2的讀數為I2，則這段金屬絲電阻的計算式Rx=____________．從設計原理看，其測量值與真實值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。相等1.刻度尺的使用及讀數2.游標卡尺：使用及讀數①分類：10分格：精度0.1mm20分格：精度0.05mm50分格：精度0.02