1、实验基础一、实验原理及步骤1螺旋测微器：(1)构造：如图，S 为固定刻度，H 为可动刻度(2)原理：可动刻度 H 上的刻度为 50 等份，则螺旋测微器的精确度为 0.01 mm.(3)读数测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米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，而从可动刻度上读的示数为 15.0，最后的读数为 2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.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(
2、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 1 mm.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度对齐的游标的格数，则记录结果表示为(xK精确度)mm.3测定金属的电阻率二、数据处理及分析数据处理1金属丝直径的读数(1)特别注意半刻度是否露出(2)因螺旋测微器的精确度为 0.01 mm，可动刻度上对齐的格数需要估读
3、，所以，若以毫米为单位的话，最后一位应出现在小数点后的第三位上(3)把三个不同位置的测量值求平均值作为直径 d.2金属丝长度的测量(1)应测量接入电路中的有效长度(2)因为用的是毫米刻度尺，读数时要读到毫米的下一位(别忘记估读)(3)把 3 次测量值求平均值作为长度 l.3电阻 R 的测量值确定(1)平均值法：可以用每次测量的 U、I 分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果(2)图象法：可建立 UI 坐标系，将测量的对应 U、I 值描点作出图象，利用图象斜率来求出电阻值 R.4电阻率的计算：将测得的 R、l、d 的值，代入电阻率计算公式 RSl d2R4l 中，计算出金属导线的电阻率
4、注意事项1先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量2电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法3电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大典例研析热点一 实验仪器的读数1(1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为 9 mm 长 10 等分、19 mm 长 20 等分、49 mm 长 50 等分，它们的读数依次为_ mm、_ mm、_ mm.(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是_ mm.17.723.853.18 2.150解析：(1)最上面图读数：整毫米
5、是 17，不足 1 毫米数是 70.1 mm0.7 mm，最后结果是 17 mm0.7 mm17.7 mm.中间图读数：整毫米是 23，不足 1 毫米数是 170.05 mm0.85 mm，最后结果是 23 mm0.85 mm23.85 mm.最下面图读数：整毫米是3，不足 1 毫米数是 90.02 mm0.18 mm，最后结果是 3 mm0.18 mm3.18 mm.(2)固定刻度示数为 2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为 15.0，最后的读数：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.反思总结,(1)游标卡尺的读数应注意以下几点看清精确度例如(图甲)易错成 114
6、0.1 mm11.40 mm正确的应为 11.4 mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零或去零 例如(图乙)易错成 10120.05 mm10.6 mm，正确的应为 10.60 mm主尺上的单位应为厘米主尺上标识的 1、2、3 等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是 1 mm.例如(图丙)易错成(540.05)mm5.20 mm正确的应为(5040.05)mm50.20 mm区分零刻度与标尺最前端例如(图丁)易错成 13100.05 mm13.50 mm正确读数为 14100.05 mm14.50 mm(2)螺旋测微器的读数应注意螺旋测微器读数时，一定要估读
7、，以毫米为单位小数点后要有三位有效数字变式训练(1)用螺旋测微器测量圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为_ mm.(2)用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为_ mm.8.4702.060解析：圆柱体的直径为 8 mm47.00.01 mm8.470 mm；长度为 20 mm120.05 mm20.60 mm2.060 cm.热点二 实物连线及数据处理2利用螺旋测微器、米尺和图甲所示的器材(其中电流表的内阻为 1，电压表的内阻为 5 k)测量一根粗细均匀的阻值约为 5 的金属丝的电阻率(1)用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成实物电路，要求连线尽量避免交叉，电流表、电压表
8、选择合适的量程(已知电源电压为 6 V，滑动变阻器的阻值为 020)(2)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度的示数如图乙所示，电流表、电压表的读数如图丙所示由图可以读出金属丝两端的电压 U_，流过金属丝的电流强度 I_，金属丝的长度 l_，金属丝的直径 d_.(3)该金属丝的电阻率是_(保留两位有效数字)2.20 V0.44 A30.50 cm1.850103 m4.4105 m解析：(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多，因此采用电流表外接法；由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限流式接法，为了保证滑动变阻器起限流作用，滑动变阻器应该连接“A(B)
9、、C”或“A(B)、D”几个接线柱；具体连线如图所示(2)由图可以看出：电压表的量程是 03 V，所以读数是 2.20 V；电流表的量程是 00.6 A，所以读数是 0.44 A；由于螺旋测微器的半毫米刻度线已经露出，因此读数是 1.850103 m；米尺的读数是 40.50 cm10.00 cm30.50 cm.(3)由电阻定律得 RSl Ud24Il 2.203.141.850103240.4430.50102m4.4105 m.特别提醒,伏安法测电阻的原理及电路选择(1)原理：RUI.用电压表测量电阻两端的电压 U，用电流表测量流过电阻的电流 I.(2)电流表的内接法和外接法的比较内接法
10、外接法电路图 电阻测量值R 测U测I测 RxRARx测量值大于真实值R 测U测I测 RxRVRxRVRx测量值小于真实值误差原因电流表分压U 测UxUA电压表分流I 测IxIV适用条件RARxRVRx适用于测量大电阻小电阻 结论两种接法的误差来源不同，测量电阻时要根据情况选用合理的接法变式训练 如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：(1)待测电阻 Rx(约 100 欧)(2)直流电流表(量程 050 毫安，内阻 50 欧)；(3)直流电压表(量程 03 伏，内阻 5 千欧)；(4)直流电源(输出电压恒为 4 伏)；(5)滑动变阻器(阻值范围 015 欧，允许最
11、大电流 1 安)；(6)开关一个，导线若干根据器材的规格和实验要求，在虚线框内画出实验的电路图，并在实物图上把电路补充完整解析：由于待测电阻 Rx 的阻值比电压表的内阻小得多，而电流表内阻与 Rx 的阻值差不多，因此采用电流表外接法；因为滑动变阻器的阻值比待测电阻小得多，故采用滑动变阻器分压式接法电路图和实物连线图如图所示答案：见解析随堂达标演练1.一位同学在实验中分别用游标卡尺和螺旋测微器测量物体长度，得到的结果如图所示，游标卡尺示数为_ cm，螺旋测微器示数为_ cm.1.0501.044 6解析：游标卡尺的主尺读数为 10 mm，游标尺上第 10 个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标尺读数为
12、 0.0510 mm0.50 mm，所以最终读数为主尺读数游标尺读数10 mm0.50 mm10.50 mm1.050 cm；螺旋测微器的固定刻度读数为 10 mm，可动刻度读数为 0.0144.6 mm0.446 mm，所以最终读数为固定刻度读数可动刻度读数10 mm0.446 mm10.446 mm1.044 6 cm.2(1)电流表量程一般有两种00.6 A,03 A；电压表量程一般有两种03 V,015 V，如图所示：接 03 V 量程时读数为_ V.接 015 V 量程时读数为_ V.接 03 A 量程时读数为_ A.接 00.6 A 量程时读数为_ A.1.909.00.80 0.
13、16(2)完成下列读数(如图所示)a._ mm b._ mm c._ mmd._ mm e._mm.0.486(0.4840.488)0.536(0.5340.538)4.078(4.0774.079)5.663(5.6615.665)11.143.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图甲所示，用米尺测出金属丝的长度 l，金属丝的电阻大约为 5，先用伏安法测出金属丝的电阻 R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率(1)从图中读出金属丝的直径为_ mm.(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A电压表 03 V，内阻 10 kB电压表 01
14、5 V，内阻 50 kC电流表 00.6 A，内阻 0.05 D电流表 03 A，内阻 0.01 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100 要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_(填序号)实验中某同学的实物接线如图乙所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误错误 1：_.错误 2：_(3)若测得金属丝的直径用 d 表示，电阻用 R 表示，则该金属材料的电阻率 _.解析：(1)从螺旋测微器的固定刻度上可以看出，半毫米刻度线已经露出来，因此主尺上应读 0.5 mm，可动刻度上接近第18 个刻度线，可以估读 0.180 mm(或 0.179 mm)，所以该金属丝直径
15、为 0.5 mm0.180 mm(或 0.179 mm)0.680 mm(或 0.679 mm)(2)由电路图知电源是两节干电池，电动势是 3 V，用 3 V量程的电压表，故选 A；因为电阻丝的电阻大约为 5，如果把3 V 的电动势全加在电阻丝上，电流才是 0.6 A，因此用量程是0.6 A 的电流表，故选 C；此题中金属丝的电阻大约为 5，为了减小实验误差，应选 10 的滑动变阻器，故选 E.错误 1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误 2：采用了电流表内接法(3)由 RlS可得：Rd24l.答案：(1)0.680(或 0.679)(2)A C E 导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法(3)Rd24l