第3节 实验：导体电阻率的测量

第3节实验：导体电阻率的测量核心

素养

物理观念科学思维科学探究

掌握测定金属

电阻率的实验

原理、实验器

材。

进一步掌握用伏安法测电阻的

电路的设计思想，会根据不同情

况设计电路图。

科学态度与责任：在实验过程中

保持很好地交流、合作，准确记

录数据，认真进行数据处理。

了解本实验需要测的

物理量及所用的器材

和方法；能进行分组分

层、自主合作探究，能

综合信息进行数据处

理。

实验一长度的测量及测量工具的选用

一、刻度尺

1.设计原理

常用的刻度尺的最小分度一般为1 mm，使用时估读到毫米的下一位。

2.刻度尺的使用方法

(1)使用前要观察刻度尺的零刻度线、量程及最小刻度值，根据待测物的大小和所需达到的测量准确度，选择合适的刻度尺。

(2)测量物体的长度时，刻度尺应与被测物体平行，刻度线紧贴被测物体。

(3)通常测量时，将刻度尺的零刻度线与被测长度的起始端对齐；使用零刻度线已被磨损的刻度尺时，则可以让某一整数刻度线与被测长度的起始端对齐。

(4)观察示数时，视线应与刻度尺垂直，并与刻度线正对。

(5)读数时，应估计到最小刻度的下一位。

二、游标卡尺

1.结构及作用

游标卡尺是测量长度的较精密的仪器，它的主要部分由一根主尺和一根游标尺(或称副尺)构成，如图所示。

2.原理(以十分度为例)

主尺的最小分度是1__mm，副尺上有10个等分刻度，它们的总长度等于9 mm，因此副尺上每一个分度比主尺的最小分度小0.1 mm。当副尺的零刻度线与主尺的零刻度线对齐时，副尺上的第一条刻线、第二条刻线……依次与主尺的1 mm刻线、2 mm刻线……分别相差0.1 mm、0.2 mm……，副尺上第十条刻线正好对齐主尺上9 mm刻度线，这种游标卡尺可以准确到0.1__mm，其他不同准确度的游标卡尺的原理也是一样的。

见表格

游标卡尺

精度(mm) 测量结果[n为游标卡尺上正对刻度左侧的小格数](mm)

小格数

刻度总长度

(mm) 主尺与游标卡尺每小格长度差(mm)

1090.10.1＋0.1n

20190.050.05＋0.05n

50490.020.02＋0.02n

(1)校零位：使卡脚并拢，查看游标与主尺零刻线是否对齐，否则加以修正。

(2)测量：将待测物放在两测量爪之间(注：测一般物长用外测量爪，测孔径等物体内部长度时，用内测量爪，测深槽或深筒时，用游标后的深度尺窄片)，移动游标，使测量爪刚好与物体接触即可读数。

(3)读数：①以游标零刻线位置为准，在主尺上读取整毫米数L0。

②看游标上第几条刻线与主尺上的某一刻线对齐，从游标上读出毫米以下的小数为KΔL，式中K为与主尺某刻线对齐的游标第K条刻线，ΔL为游标卡尺的精度。

③得读数为L0＋KΔL。

4.注意事项

(1)不管是10分度的游标卡尺，还是20分度、50分度的游标卡尺，在读数时均不需要向后估读一位。

(2)读数时要使视线与尺垂直，避免产生视差。

(3)使用卡尺时应防止撞击，切不可用游标卡尺量度毛坯，以免损伤测脚。

(4)测脚必须紧靠工件，用制动螺丝把游标尺固定后再读数。

三、螺旋测微器

1.结构及作用

2.测量原理

螺旋测微器又叫千分尺，它是一种比游标卡尺更精密的测量长度的仪器，如图所示的是一种常用的螺旋测微器，用它测量长度可以准确到0.01__mm，它的测砧A 和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′、测微螺杆F 是连在一起的，并通过精密螺纹套在B上，精密螺纹的螺距为0.5__mm，即D每旋转一周，F前进或者后退0.5 mm，可动刻度E上的刻度为50等分，每一小格表示0.01 mm，这也就是螺旋测微器的精度，读数时再估读一位，即可测到0.001 mm，故也叫作千分尺。

3.使用方法

(1)校准零位：测量前使测微螺杆F和测砧A并拢，可动刻度E的零刻度与固定刻度B的轴向线应在固定刻度的零刻度线处对齐，否则应加以修正。

(2)测量：旋动旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测的物体放入A、F之间的夹缝中，转动D，当F将要接触物体时，再轻轻转动微调旋钮D′，当听到“嗒、嗒…”的声音时(表明待测物刚好被夹住)，然后转动锁紧手柄使F止动。

(3)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。

测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)＋可动刻度数(估读

一位)×0.01(毫米)

4.注意事项

(1)测量时，当F将要接触被测物体时，要停止使用D，改用D′，以避免F和被测物体间产生过大的压力，这样，既可以保护仪器又能保证测量结果准确。

(2)读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出。

(3)读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，即测量结果若用mm为单位，则小数点后面必须保留三位。如在测量中发现可动刻度中某刻度线正好与固定刻度的水平线对齐，则最后一位读数要补上一个零。如某同学读出的读数为“6.32 mm”，肯定有效数字是错的，正确的应读成6.320 mm。

实验二金属丝电阻率的测量

一、实验目的

1.掌握螺旋测微器、游标卡尺的原理及读数方法，会正确使用。

2.练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻。

3.测定金属的电阻率。

二、实验原理

(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝U

I)。电路原理图如图所

示。

(2)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横

截面积S(S＝πd2 4)。

(3)由电阻定律R＝ρl

S，得ρ＝

RS

l＝

πd2R

4l＝

πd2U

4lI，求出电阻率。

三、实验器材

螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电源(学生电源)、滑动变阻器。

四、实验步骤