2025年人教版高中物理精讲精练必修3第10讲：实验：导体电阻率的测量 解析版.docx
第10讲：实验：导体电阻率的测量
【考点梳理】
考点一：游标卡尺和螺旋测微器的读数
考点二：金属丝电阻率的测量实验
考点三：双安测量电阻
考点四：双伏测量电阻
考点五：用电阻箱代替电阻测量实验
【知识梳理】
知识点一、游标卡尺的原理和读数
1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡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.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：
刻度格数(分度)
刻度总长度
1mm与每小格的差值
精确度(可精确到)
10
9mm
0.1mm
0.1mm
20
19mm
0.05mm
0.05mm
50
49mm
0.02mm
0.02mm
4.读数
若用x表示由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，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm.
知识点二、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，可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上．
2．原理
精密螺纹的螺距是0.5mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5mm，可动刻度分成50等份，因此每旋转一格，对应测微螺杆F前进或后退0.01mm.0.01mm即为螺旋测微器的精确度．
3．使用方法
当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮D，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，直到听到“喀喀”声．
4．读数方法
L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×分度值．
注意事项：
(1)读数时要准确到0.01mm，估读到0.001mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位．
(2)读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出．
知识点三：金属丝电阻率的测量
1．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＝eq\f(U,I))．电路原理图如图1所示．
图1
(2)用毫米刻度尺测出金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝eq\f(πd2,4))．
(3)由电阻定律R＝ρeq\f(l,S)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)＝eq\f(πd2U,4lI)，求出电阻率．
2．实验器材
螺旋测微器或游标卡尺、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电池、滑动变阻器．
3．实验步骤
(1)测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录．
(2)连电路：按如图1所示的电路图连接实验电路．
(3)测长度：用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，重复测量3次，并记录．
(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头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.改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S.
(5)拆除实验电路，整理好实验器材．
4．数据处理
电阻R的数值可用以下两种方法确定：
(1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果．
(2)图像法：可建立U－I坐标系，将测量的U、I值描点作出图像，利用图像的斜率来求出电阻值R.
【题型归纳】
题型一：游标卡尺和螺旋测微器的读数
1．（24-25高二上·全国）下图中50分度游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为mm和mm。
【答案】10.5210.295
【详解】[1]主尺部分读数为10mm，游标第26刻度与主尺刻度对齐，精确度为0.02mm，故总的读数为
[2]固定部分读数为10mm，可动刻度读数为
29.5×0.01mm=0.295mm
所以总的读数为
2．（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）在做《测定金属丝的电阻率》的实验时
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径。如图所示，由图读出金属丝的直径是mm。
(2)游标卡尺的读数：主尺最小分度是1mm，则图中的游标是20分度，则读数为mm；
【答案】(1)0.741/0.742/0.743
(2)10.70
【详解】（1）螺旋测微器的精度为0.01mm，转动刻度估读到0.1格，金属丝的直径为
（0.742mm、0.743mm）
（2）20分度的游标卡尺精度为