实验：导体内电阻率的检测
【教学目标】
1、掌握电压表、电压表、滑动变阻器的使用技巧。
2、掌握螺旋千分尺的使用和读数技巧。
3、学会借助伏安法测量电阻值，进一步测量金属丝的电阻率。
【教学重难点】
1、掌握螺旋千分尺的使用方法和读数方法。
2、学会借助伏安法测量内阻，进一步测量金属丝的内阻。
【教学流程】
1.复习题、新课导出
班主任：复习上节课的内容
1.内阻定理
2.导体的内电阻率
它是反映材料导电性能好坏的数学量。
[问题] 如何检测导体的内电阻率？ 根据公式，需要检验什么数学量？
中学生回答：
① 测量导体的厚度。
②测量导体的截面积。
③ 测量导体内阻。
[问题] 用什么工具来检测写入量？ 如何检测？
① 测量导体的厚度。 （规模）
②测量导体的截面积。 （刻度尺、游标千分尺、螺旋千分尺）
③ 测量导体内阻。 （伏安法）
2、新课教学
(1)厚度检测及检测工具的选择
1.游标千分尺
（一）游标千分尺的结构和使用介绍（图片加flash动画）
(2)原理：由主刻度最小刻度与游标刻度最小刻度之差制成。 无论游标刻度上有多少个小等分刻度，其刻度部分的总宽度都比主刻度上相同数量的小等分刻度小1mm。
（3）精度：对应关系为10格0.1mm，20格0.05mm，50格0.02mm。
2.游标千分尺的使用
读数=主尺满mm值+精度×游标尺对中刻度数
(1)首先要明确尺子的精度。
(2) 然后从主尺上读取整毫米。
(3) 然后从游标上读取小于1mm的宽度值。
(4)最终确定测试结果。
注意：无需估算！
【实践】
1、游标千分尺主刻度的最小分度为，
图1中尺子的精度为，读数为；
图 2 中的准确度为 ，读数为 。
2.读取以下游标尺的检测值
3.游标千分尺读数练习
3.螺旋千分尺
(1)螺旋千分尺的结构和使用介绍（图片加flash动画）
（3）读数方法：检测值（mm）=固定刻度数（mm）（注意半毫米刻度线是否漏出）+活动刻度数（估计一位数）×0.01（mm）。
(4) 使用方法
①测量时，当千分尺螺杆接近被测物体时，停止使用旋钮，改用微调旋钮，防止压力过大，这样既可以使检测结果准确，又可以保护螺杆千分尺。
② 读数时，注意固定刻度上指示半毫米的刻线是否已漏出。
③ 读取时，千位处有一个估计数，不能随意丢弃。 虽然固定刻度的零点正好与活动刻度的某一刻度线对齐，但千位也应读为“0”。
④ 小砧与千分尺螺杆调直时，活动标尺零点与固定标尺零点不重合电阻的测量实验故障有哪些，会出现起点偏差，应予以修正，即该值应从最终厚度测量读数中消除起点偏差。
4.螺旋千分尺读数练习
【实践】
1、同事用游标千分尺和螺旋千分尺分别测试圆锥腔的半径和高度。 测试结果如图(a)和(b)所示。 空腔的半径为 ，高度为 。
2、同事测量一根金属棒的厚度和半径，读数如图A和B所示，则金属棒的厚度和半径分别为 和 。
(2)金属丝内电阻率检测
1.实验原理
2.化学量检测
班主任指导：结合上面学到的游标千分尺和螺旋千分尺，想一想，还有没有其他方法可以检测线材的半径呢？
(1)总结必要的实验设备：
测试金属线、螺旋千分尺、毫米尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和多根电线。
(2)实验步骤：
①直径测量
用螺旋千分尺测量待测金属丝上三个不同位置的半径，计算平均值，估算出金属丝的横截面积
② 电路连接
根据如图所示原理电路图，连接伏安法测量内阻的实验电路。
③长度检测
用毫米尺检测被测金属线与电路连接的有效宽度，重复测试3次，计算平均值
。
④U、I检测
将滑动变阻器的滑动片调整至所连接电路内阻值最大的位置。 电路测试确认无误后，合上开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应电压表、电压表的指示I和U的值。表中包含有表，开关S关闭。
⑤拆除实验电路，整理实验设备。
3.数据处理
(1) 求Rx平均值有两种方法
4.偏差分析
(1)金属丝的截面积是通过半径来估算的，半径的检测是偏差的主要来源之一。
(2)用伏安法检测金属丝内阻时，由于采用电压表外接法，检测值大于真实值，因此内阻率的检测值为太小。
(3)金属丝宽度的检测、电流表与电流表的读数等都会带来重合偏差。
(4)由于金属丝通电后发热，会导致金属丝内阻增大，导致检测偏差。
5.注意事项
(1)本实验中，待测金属线内阻较小，因此实验电路通常采用电压表外接方式。
(2)连接实验接线时，从电源负极开始，依次连接电源、开关、电流表、待测金属线、滑动变阻器构成主线，然后连接电流表并联到待测金属线的两端。
(3)检测被测金属线的有效宽度是指检测连接到电路上的被测金属线两端点之间的宽度，也称为被测线材两端之间的宽度。电流表。 检测时应将导线剪短。 重复测试3次，计算平均值。
(4)测量金属丝半径时，必须选取三个不同部位进行测试，并计算平均值。
(5)合上开关S前，应确保滑动变阻器的滑块处于有效内阻最大的位置。
（6）用伏安法测量内阻时，被测导线的电压硬度I不宜过大（电压表采用0-0.6A电阻值），通电时间不宜过大长，以免金属丝温度大幅下降。 结果，在实验过程中其电阻率逐渐下降。
(7) 计算Rx平均值有两种方法：第一种是用Rx=UI计算每次的检测值，然后取平均值； 第二种是使用图像（UI图）来计算。 如果采用图像法，在绘制点时，尽量使点之间的距离较大，在连接线时，让点尽可能均匀地分布在线的一侧，而一些偏离明显的点从距离上可以忽略不计。
3.课堂练习
1.（多选）在“测定金属内电阻率”的实验中，下列操作错误的是（）
A．用米尺检测金属线的全长，测量3次，计算平均值，然后将金属线接入电路
B．用螺旋千分尺检测线材三个不同部位的半径，并计算平均值
C．用伏安法测量内阻时，采用电压表内接法，多次测试后计算平均值
D．实验过程中金属丝的温度应保持恒定
答案：交流电
分析：实验中应检测连接电路的金属线的有效宽度，而不是全长； 金属线的内阻很小，与电流表的电阻相差很大电阻的测量实验故障有哪些，所以金属线与电流表并联，电流表对其有很大的分流作用。 小，应使用外部电压表。 因此A． C 运算错误。
2、（1）对于图A、B所示的两个游标千分尺，其游标刻度分别为9毫米长10等分度和19毫米长20等分度，则其读数分别为。
(2)用螺旋千分尺检测金属丝的半径，显示如图所示，则金属丝的半径为 。
答案： (1) 17.523.35 (2) 2.140
分析：图A的读数：整毫米为17，小于1毫米的数为5×0.1mm=0.5mm，最终结果为17mm+0.5mm=17.5mm。
题图B的读数：整毫米为23，小于1毫米的数为7×0.05mm=0.35mm，最终结果为23mm+0.35mm=23.35mm。
（2）固定刻度的示值为2.0mm，从活动刻度上读取半毫米以内的示值，示值为14.0，最终读数为：2.0mm+14.0×0.01mm=2.140mm 。
3、在“测定金属丝内阻”的实验中，同事进行了如下测试：
(1)用毫米尺检测连接电路的被测金属线的有效宽度。 检测3次，计算平均值l。 其中一项测试结果如图A所示，金属丝的另一端与刻度的零线对齐，图中读数为 。 用螺旋千分尺检测金属丝的半径，选择不同位置3次，计算平均值D。其中一次检测结果如图B所示，图中读数为 。
(2)利用如图所示电路检测金属线的内阻。 检测到的内阻值高于实际值（可选填“太大”或“太小”）。 最后，通过公式ρ=估算金属丝的内阻率（以直接检测的化学量表示）。
(3) 请按照物理图中的电路图进行物理连接。 （电压表选择0.6A电阻，电流表选择3V电阻）
答案：（1）24.12～24.140.515～0.518
(2) 小
(3)看分析图
分析：（1）金属丝宽度为24.12～24.14cm
半径读数为0.515~0.518mm。
4、现在需要检测一段内阻丝的电阻率ρ。 内阻丝的阻值Rx≈0.5Ω，允许通过的最大电压为0.5A。 现提供以下设备：
（1）下面四位朋友设计的“测量部分”的电路对你来说是合理的。
（2）实验中应选择滑动变阻器（填写“R1”或“R2”可选），并采用连接方式。
(3)根据(1)、(2)中的选择，完成图中实验电路的连接。
(4) 实验中，若两台水表的读数分别为U、I，测量切割后的内阻丝宽度为L，半径为D，则内阻率ρ的估算公式待测内阻丝的电阻为ρ=。
(5)用螺旋千分尺检测待测内阻丝的半径，读数如图所示，则内阻丝的半径为D=。
答案：（1）C （2）R1分压 （3）查看分析图
(4)
(5) 1.205 (±0.002)
分析：（1）内阻丝Rx两端的最大电流为U=IRx=0.25V，远小于电流表的阻值。 需要串联一个分压内阻，即串联一个标准内阻R0。 此时，R0+Rx<
，电压表采用外接方式，选项C正确。
(2)如果滑动变阻器选用R2或采用限流接法，且控制范围较小，则应选用R1并采用分压接法。
(3)根据检测电路图和滑动变阻器的分压连接方法，物理连接如图所示。