高考物理一轮复习专题十二实验与探究考点二电学实验实验七测定金属的电阻率同时练习使用螺旋测微器教学案含解析19页

实验七 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
基础点
1.实验电路图与实物连接图
2．实验目的
(1)掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。
(2)掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。
(3)会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率。
3．实验原理
根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径 d，计算出横截面积 S，并用
伏安法测出电阻 Rx，即可计算出金属丝的电阻率。
4．实验器材
被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(50
Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。
5．实验步骤
(1)直径测定：用螺旋测微器(或游标卡尺)在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直
径，求出其平均值 d，计算出金属丝的横截面积 S＝
πd2
4
。
(2)电路连接：按如图所示的电路原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路。

(3)长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量 3次，
求出其平均值 l。
(4)U、I测量：把滑动变阻器的滑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 S，改变滑动变阻器滑片位置，读出几组相应的电流表和电压表
示数 I和 U的值，填入表格中，断开开关 S，求出电阻 Rx的平均值。
(5)拆除实验线路，整理好实验器材。
6．数据处理
(1)在求 Rx的平均值时可用两种方法：
①用 Rx＝
U
I
分别算出各次的数值，再取平均值。
②用 U­I图线的斜率求出。
(2)计算电阻率：将记录的数据 U、I、l、d的值代入电阻率计算式ρ＝Rx
S
l
＝
πd2U
4lI
。
重难点
一、精密测量工具的使用
1．螺旋测微器
(1)构造：如图所示，它的测砧 A和固定刻度 B固定在尺架 C上，旋钮 D、微调旋钮 D′
和可动刻度 E、测微螺杆 F连在一起，通过精密螺纹套在 B上。
(2)原理：测微螺杆 F与固定刻度 B之间的精密螺纹的螺距为 0.5 mm，即旋钮 D每旋转

一周，F前进或后退 0.5mm，而可动刻度 E上的刻度为 50等份，每转动一小格，F前进或后
退 0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为 0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋
测微器又叫千分尺。
(3)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。
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)
如图所示，固定刻度示数为 2.0 mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为 15.0，最
后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
特别提醒
螺旋测微器需要估读，最后一位数字为估计数字，读数和记数时估计位为有效数字的最
后一位。
2．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)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：

(4)读数：若用 x 表示从主尺上读出的整毫米数，K 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。需要注意的是，不管是哪种
卡尺，K值均不需要向后估读一位。
(5)如图所示，有一游标卡尺，主尺的最小分度是 1 mm，游标上有 20个小的等分刻度。
用它测量一工件的长度，图示的读数为 104 mm＋0.05×0 mm＝104.00 mm。
特别提醒
游标卡尺读数不需要估读，其测量结果的末位数字应为精确度的整数倍。如 20 分度的
结果末位数只能是 5或 0。
二、伏安法测电阻、电表连接方式的选择
1．电流表的内接法和外接法的比较

2.两种电路的选择
(1)阻值比较法
若 Rx≪RV，宜采用电流表外接法；
若 Rx≫RA，宜采用电流表内接法。
(2)临界值计算法
Rx＜ RVRA时，用电流表外接法；
Rx> RVRA时，用电流表内接法。
(3)实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一个接线柱 P先后与 a、b处接触一下，
如果电压表...