师:上课!

  生:起立!老师好!

  师:同学们好,请坐!

  生:谢谢老师!

  师:同学们在生活当中,有没有听过关于水污染的新闻?嗯?有没有?

  生:有!

  师:有,对吧?好,我今天呢,也给大家截取了一段。来,请看一组联播快讯。

  (播放新闻片段)

  "生态环境部通报全国饮用水水源地环境问题清理整治工作:各地排查县级及以上饮用水水源地2466个,共发现环境问题6426个。各地对排查出来的问题已建档立案,下一步将进行清理整治。"

  师:水是我们很重要的一个资源,如果水被污染了,我们的生命就会受到威胁。其中,我们水的质量标准当中有一个参数叫电导率。实际当中,它是我们电阻率的倒数。也就是说,如果我们可以测量水的电阻率,也就能够知道我们水的电导率这一指标的情况了吧?那我们自己能不能做一个去测量我们水电导率的这样的一个仪器呢?有没有这个想法?

  生:有!

  师:那首先,我们得知道怎么去测量电阻率吧?嗯,好。我们这节课的话,就来研究电阻率的测量。以我们的电阻丝为我们的研究对象,来测量金属的电阻率。这是一个实验,实验需要有哪些步骤呢?开始。

  生:首先要明确实验目的,嗯,然后再确认实验原理,再进行物理量的测量,然后再进行数据处理,然后得到的实验结果进行误差分析,最后得到实验进行总结。

  师:嗯,好,你请坐,讲得非常完善。那首先我们要明确我们的实验目的--这节课是导体电阻率的测量。实验原理是什么呢?上一节课你们刚学的什么?

  生:伏安法测电阻!

  师:伏安法测电阻,还有吗?

  生:电阻定律!

  师:还有没有了?有没有测?知道我们的电阻定律R等于ρL比S。根据我们的电阻定律R等于ρL比上S,看一看能不能得到我们求解电阻率的实验原理?那应该是什么样子的?

  生:ρ等于RS比L。

  师:好。下面根据这个原理,我们就通过这个原理来去找一找我们需要去测量哪些物理量吧。嗯,哪些物理量?

  生:电阻!

  师:电阻。

  生:长度!

  师:长度。

  生:横截面积!

  师:还有你金属丝是不是还要有横截面积?是!那电阻大家用什么方法去测?

  生:伏安法!

  师:伏安法去测电阻。那长度怎么测?

  生:刻度尺!

  师:刻度尺。我还有一个疑问啊,电阻丝那个长度多少为算呢?

  生:有效长度!

  师:怎么个有效法?

  生:接入电路当中的那一部分才算有效吧。

  师:好,刻度尺要测有效的长度。这种测量有没有误差?

  生:有!

  师:存在什么误差?

  生:就是说如果我拿刻度尺去测,读数误差吧。

  师:嗯,它属于偶然误差对不对?

  生:对!

  师:怎么来减小这个偶然误差?

  生:用更精确的仪器去测!

  师:啊,很好!用更精确的仪器去测。还可以怎么办?它是偶然误差。

  生:多测几次!

  师:多测几次,一般要测三组吧,有效长度。来,我们看上面的S怎么办?S叫沿电流方向那个导线的横截面积S。怎么测呢?

  生:换算!

  师:对了,对吧?我们不是直接测它的横截面积,要测它的直径,用我们的数学公式去转换一下吧。好,现在我们把S的测量转换成去测量直径。它也是用测量长度的仪器去测的,要不要多测几次啊?

  生:要!

  师:因为他这个导线可能很长,要不要换不同的位置去测?

  生:要!

  师:好,这个d也应该是要多次去不同的位置去测,取一个平均值,对不对?嗯,好。根据我们这个原理ρ等于RS比L,那下面我们就依次进行。L的话是接入电路当中的有效长度。S我们转化成d,d怎么测?用什么测量长度的仪器?有没有什么方法可以去测?看一下你们桌面上的实验器材。刻度尺可能去测,可以,可以采用绕很多圈累计放大的方法吧。嗯,那这个不是特别好。有没有别的仪器了?看一眼。

  生:游标卡尺!螺旋测微器!

  师:游标卡尺和螺旋测微器。根据大家的预习,我们先找个同学给大家说一下它的结构是什么样子的。雨蝶。

  生:游标卡尺它的结构有哪些?嗯,有它的尺身,嗯,还有内侧量爪、外侧量爪,还有这个游标尺、主尺,还有紧固螺钉,还有它的深度尺。

  师:好,你请坐。那个仪器非常的大,看得非常的清楚。它由两个部分来组成,就是非常重要的读数部分,一个是我们的主尺,还有一个是我们的游标尺。所以我们在后面读数的时候,应该是两个部分组合在一起去读,对不对?首先我们来看一下游标卡尺,它的原理是什么?来,往前看。

  (教师讲解游标卡尺原理)

  师:假设我们所画的这个是一毫米间隔,总共是2.5厘米长。这个时候我用一个可移动的物体,有可移动的小板,当做充当我们的游标尺。我先让绿色的这个位置和我们的零刻度线对齐,大家能不能观察到右侧的蓝色的指针和我们的一厘米是对齐的?能看到吧?我用的是橡皮筋,还没有超过弹性限度。现在我把这个绿色的这个指针给它移到主尺上面的9毫米的位置。刚才这两点之间的间距是多长呢?10毫米长。现在我把这个蓝绿色的指针给它移到我们9毫米长的位置,因为它是在弹性限度以内,是不是等距离压缩的?

  生:嗯。

  师:那说明这10个小格子总长是多少长?10个小格子总长是多长?

  生:9毫米长。

  师:啊,9毫米长。在10个小格子里去分,所以每个小格子长是多长?每一个小格子下面的游标尺,它应该是多长?

  生:0.9毫米吧。

  师:0.9毫米,和我们上面的这个相比呢?

  生:少了0.1毫米。

  师:好,那你再看。如果我把这个绿色的往后退一点,使得我们的第一个刻度线和我们的上面的主尺线对齐的话,其实我需要把这个游标尺往后移多长?

  生:0.1毫米。

  师:那如果要是我们的第五条线和我们的上方的第五条线对齐,我要往后移多少?

  生:0.5毫米。

  师:如果我等距离压缩的话,除了我们的第一条线和我们的原来这条线是对齐的,其他的位置是不是都是错开了一点?如果是第一条线错开了一个0.1,第二条线就错开两个0.1,第三个、第四个依次类推。那它的原理就叫错位放大法。那你想,我要想把第三条线和原来的3毫米线对齐,我就要把那错开的3乘0.1给它补回去吧?对,所以我就要往后移多少?

  生:往后移0.3毫米。

  师:往后移0.3毫米。所以上面的主尺和下面的游标尺的0之间,是不是就错开了0.3毫米?对。那后面如果是第七条线和主尺上面的7对齐了,我的前面的空隙是多长?

  生:0.7毫米。

  师:0.7毫米,那应该是7乘0.1,对吧?好,现在再看,依然是这个游标尺。如果是这样子的,我怎么去读呢?游标尺的0不再是和我们主尺上的0靠得比较近了,不是从那错开,而是从4到5毫米之间错开了一点吧?那该怎么读?是它由几个部分组成啦?

  生:两个部分。

  师:是不是主尺上面的再加上游标尺的?好,这个呢不是特别的精确。我们给大家看一个动态图。来看这个,如果我把这个游标尺往后移一点,你看该怎么读数?假设是这样的一个图,它该读成多少呢?哪一条线和主尺线对得最齐?

  生:七!

  师:好,第七条。我们的游标尺的0前面的主尺是多少毫米?

  生:一毫米!

  师:好,一毫米。那一毫米到2毫米之间还有多长没有给它显现出来?0.7是不是7乘0.1?我是看到第七条游标尺上的线和主尺线对齐了,说明我相对于主尺,也就是1毫米的位置,是不是往后要错7乘0.1这么大的间隔?那由这样的来读法的话,他要不要估读呢?

  生:不需要!

  师:你觉得不需要估读,为什么?

  生:因为这个尺子是看对齐的情况,所以不需要估读,其实就是用同一个标准了,对不对?

  师:对,嗯,好,请坐。我还给大家做了一个这样子的来看。在我没有去移动我们的固定针的情况下,这总共长度是多长?20毫米,下面正好是20个小格,每一小格就是一毫米了吧。我给它等距离地,在弹性限度以内,我给他这个定针放在我们的第19根线的这个地方,那他是不是也是等距离地被压缩了吧?

  生:嗯。

  师:被压缩了,变成多长间隔的了?

  生:19毫米。

  师:它的每一个间隔变成多长了?是不是把那个一毫米的间隔等距离地在20个格子当中给它压缩了?所以每个小格压缩了多少?

  生:1/20,是0.05毫米。

  师:所以它现在的间隔长是多长?

  生:0.95毫米。

  师:是吧?那如果这个板子够长的话,我先做一个50毫米的,然后让那个最后一毫米也给它压缩在50个格子里面。那个和这个,还有我们刚才的十分度的,这个的相比的话,这个叫十分度,这个呢就叫20分度。刚才所描述的那个呢,就叫50分度。它错开了1/10,是0.1;它错开了1/20,是0.05;那1/50是0.02。这就是我们的游标卡尺的精确度。有三种规格,精确度最高的那个是50分度的。读数读法都一样,都使用的是主尺去加上游标尺,可以使用n去乘以精确度吧?也可以选择用对齐了减去游标尺的长,表示单侧物体的长,对吧?

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《物理 必修第3册 导体电阻率的测量 公开课逐字稿课堂教学实录-7944字》.docx
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