1、11.3 导体电阻率的测量导体电阻率的测量 电阻率是反映材料导电性能的物理量，这一节我们来测量导体的电阻率是反映材料导电性能的物理量，这一节我们来测量导体的电阻率。如果根据导体的电阻、长度和截面积来求出电阻率，就需要电阻率。如果根据导体的电阻、长度和截面积来求出电阻率，就需要测量电阻和长度等。下面我们分别来进行相关的实验。测量电阻和长度等。下面我们分别来进行相关的实验。实验实验 1长度的测量及测量工具的选用长度的测量及测量工具的选用 长度是物理学中基本的物理量，长度的测量是最基本的测量。常用长度是物理学中基本的物理量，长度的测量是最基本的测量。常用的测量工具是刻度尺，初中我们已经学习了用刻度尺
2、测量长度的方法和的测量工具是刻度尺，初中我们已经学习了用刻度尺测量长度的方法和读数规则。现在我们进一步学习使用另外两种测量精度更高的工具。根读数规则。现在我们进一步学习使用另外两种测量精度更高的工具。根据测量要求的不同，可以选用不同的测量工具。据测量要求的不同，可以选用不同的测量工具。一、游标卡尺一、游标卡尺 图图 11.3-1 是游标卡尺的结构图。游标卡尺的主要部分是主尺是游标卡尺的结构图。游标卡尺的主要部分是主尺 A 和一条可以沿着主尺滑动的游标尺和一条可以沿着主尺滑动的游标尺 B。1、原理：、原理： 游标卡尺是利用主尺的单位刻度（游标卡尺是利用主尺的单位刻度（1 mm）与游标尺的单位）与
3、游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度的。常用的游标卡尺有刻度之间固定的微量差值来提高测量精度的。常用的游标卡尺有 10 分分度、度、20 分度和分度和 50 分度三种。分度三种。 以以 10 分度游标卡尺为例，如图分度游标卡尺为例，如图 11.3-2，游标尺上有，游标尺上有 10个小的等分刻度，总长个小的等分刻度，总长 9 mm，每一分度为，每一分度为 0.9 mm，与主尺上的最小分度相差，与主尺上的最小分度相差 0.1 mm。量爪并拢时主尺和。量爪并拢时主尺和游标尺的零刻度线对齐，它们的第一条刻度线相差游标尺的零刻度线对齐，它们的第一条刻度线相差 0.1 mm，第二条刻度线相差，
4、第二条刻度线相差 0.2 mm当量爪间所测量物体的长度为当量爪间所测量物体的长度为 0.1 mm时，游标尺向右应移动时，游标尺向右应移动 0.1 mm，这，这时它的第一条刻度线恰好与主尺的时它的第一条刻度线恰好与主尺的 1 mm 刻度线对齐。同样当游标尺的第五条刻度刻度线对齐。同样当游标尺的第五条刻度线跟主尺的线跟主尺的 5 mm 刻度线对齐时，说明两量爪之间有刻度线对齐时，说明两量爪之间有0.5 mm 的宽度的宽度这样就将没这样就将没有游标尺时主尺读数需要估读的问题转化为比较主尺上的刻度线与游标尺上的哪条刻有游标尺时主尺读数需要估读的问题转化为比较主尺上的刻度线与游标尺上的哪条刻度线对齐的问
5、题，提高了测量的精度。度线对齐的问题，提高了测量的精度。 游标尺上的刻度线越多，游标尺单位刻度与1 mm的差距越小，测量的精确程度就越高。如20分度卡尺的游标尺零刻度线之后共有20条刻度线，其单位刻度与1 mm的差值为0.05 mm；50分度卡尺的游标尺零刻度线之后共有50条刻度线，其单位刻度与1 mm的差值仅为0.02 mm。2、读数：、读数： 读数时，先读主尺上的刻度，如图读数时，先读主尺上的刻度，如图 11.3-3，根据游标尺上零，根据游标尺上零刻度线与主尺刻度线的相对位置，可知主尺读数是刻度线与主尺刻度线的相对位置，可知主尺读数是 23 mm ；再读游标；再读游标尺上的刻度，图尺上的刻
6、度，图 11.3-3 为为 10 分度游标卡尺，游标尺上的第七条刻度线分度游标卡尺，游标尺上的第七条刻度线与主尺上的刻度线对齐，其读数为与主尺上的刻度线对齐，其读数为 0.7 mm ；结合主尺及游标尺的读数；结合主尺及游标尺的读数得到被测长度为得到被测长度为 23.7 mm。3、使用：、使用： 当外（内）测量爪一侧的两个刃接触时，游标尺上的零刻度线当外（内）测量爪一侧的两个刃接触时，游标尺上的零刻度线与主尺上的零刻度线正好对齐。将被测物体夹（套）在这两个刃之间，把与主尺上的零刻度线正好对齐。将被测物体夹（套）在这两个刃之间，把主尺读数和游标尺读数综合起来，就是被测物体的长度。主尺读数和游标尺读
7、数综合起来，就是被测物体的长度。 请练习使用游标卡尺测量以下物体的尺寸。请练习使用游标卡尺测量以下物体的尺寸。（1）用游标卡尺的外测量爪测量小钢球的直径、小圆管的外径、教科书）用游标卡尺的外测量爪测量小钢球的直径、小圆管的外径、教科书的厚度等；的厚度等；（2）用游标卡尺的内测量爪测量小圆管的内径、槽的宽度等。）用游标卡尺的内测量爪测量小圆管的内径、槽的宽度等。二、螺旋测微器二、螺旋测微器 图图 11.3-4 是螺旋测微器的结构图。螺旋测微器的测砧是螺旋测微器的结构图。螺旋测微器的测砧 A和固定刻度和固定刻度 B 是固定在尺架是固定在尺架 C 上的；可动刻度上的；可动刻度 E、旋钮、旋钮 D、微
8、调旋钮、微调旋钮 D是与测微螺杆是与测微螺杆 F 连在一起的，通过精密螺纹套在连在一起的，通过精密螺纹套在 B 上。上。2、读数、读数 读数时，先读固定刻度读数时，先读固定刻度B上的刻度，如图上的刻度，如图11. 3-5，观察到，观察到B上的上的半毫米刻度线已露出，故半毫米刻度线已露出，故B上的读数为上的读数为6.5 mm；再读；再读E上的刻度，考虑到上的刻度，考虑到每一格对应每一格对应0.01 mm，可知，可知E上的读数为上的读数为22.50.01 mm 0.225 mm综合综合 B 及及E 的读数得到被测长度为的读数得到被测长度为 6.725 mm。3、使用、使用 用螺旋测微器测量物体的微
9、小尺寸时，先使用螺旋测微器测量物体的微小尺寸时，先使F与与A接触，接触，E的左边的左边缘与缘与B的零刻度线对正；将被测物体夹在的零刻度线对正；将被测物体夹在F与与A之间（图之间（图11.3-6），旋转），旋转D，当当F快靠近物体时，停止使用快靠近物体时，停止使用D，改用，改用D，听到，听到“喀喀喀喀”声时停止；然后读声时停止；然后读数。使用螺旋测微器测量以下物体的尺寸。数。使用螺旋测微器测量以下物体的尺寸。（1）测量）测量A4纸的厚度；纸的厚度；（2）测量头发丝的直径。）测量头发丝的直径。实验实验 2金属丝电阻率的测量金属丝电阻率的测量一、实验思路一、实验思路二、物理量的测量二、物理量的测量需
10、要测量金属电阻丝的电阻需要测量金属电阻丝的电阻 R、长度、长度 l 和直径和直径 d 三个物理量。三个物理量。（一）实验器材（一）实验器材毫米刻度尺，螺旋测微器或游标卡尺，直流电流表和直流电压表，滑毫米刻度尺，螺旋测微器或游标卡尺，直流电流表和直流电压表，滑动变阻器动变阻器(阻值范围阻值范围050 )，电池组，开关，被测金属丝，导线若干。，电池组，开关，被测金属丝，导线若干。1、电阻丝直径的测量：、电阻丝直径的测量： 因为电阻丝比较细，所以直接用刻度尺测量就因为电阻丝比较细，所以直接用刻度尺测量就会产生比较大的误差。下面提供了几种测量直径的方案供大家选用。会产生比较大的误差。下面提供了几种测量
11、直径的方案供大家选用。（二）实验步骤（二）实验步骤测直径：用螺旋测微器或游标卡尺在金属丝的三个不同位置上各测一次，并记录数测直径：用螺旋测微器或游标卡尺在金属丝的三个不同位置上各测一次，并记录数据。据。2、测长度：、测长度： 电阻丝长度的测量工具应选用刻度尺。需要注意，在测量电阻丝长度的测量工具应选用刻度尺。需要注意，在测量电阻丝的长度时，测量的并不是电阻丝的总长度，而是接入电路的有效电阻丝的长度时，测量的并不是电阻丝的总长度，而是接入电路的有效长度长度l。反复测量多次，得到有效长度的平均值。将金属丝两端固定在接。反复测量多次，得到有效长度的平均值。将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻
12、度尺测量接入电路的金属丝长度线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长即有效长度度)，反复测量三次，并记录。，反复测量三次，并记录。 3、电阻的测量：、电阻的测量： 按实验电路图连接实物电路。改变滑动变阻器滑按实验电路图连接实物电路。改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，通过片的位置，读取多组电压、电流值，通过U-I 图像求得电阻图像求得电阻 R。连电路：依照电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至并联电路部分的连电路：依照电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至并联电路部分的电压为零处。测电压为零处。测U、I：电路经检查确认无误后，闭合开关：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。改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和和U的值，记入记录表格内，断开的值，记入记录表格内，断开开关开关S。课堂练习课堂练习
