教科版物理必修第三册精品课件 第二章 4.实验 测量金属的电阻率 (2).ppt

4.实验:测量金属的电阻率第二章

内容索引010203实验探究新知导学典例精讲释疑解惑随堂练习

课标定位素养阐释1.通过实验探究得出影响导体电阻的因素。2.掌握测定金属电阻率的实验原理,理解伏安法测电阻电路的设计思想,学会螺旋测微器读数。1.通过对选取实验器材,连接电路的学习,形成科学探究方法。2.通过对电流表的两种接法,以及滑动变阻器接入电路的方式的分析,形成科学思维。

实验探究新知导学

一、实验原理1.实验测量金属电阻率的理论依据是电阻定律。2.金属丝的电阻值可以用伏安法测出。3.金属丝的长度应用毫米刻度尺测定,金属丝的直径可以用螺旋测微器测定。4.螺旋测微器的读数规则测量值=固定刻度整毫米数(+半毫米数)+可动刻度读数(含估读)×0.01mm。

5.实验电路图:电流表外接,而滑动变阻器一般采用限流式接法即可,如图所示。

二、实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表、直流电压表、滑动变阻器(0~50Ω)、电池组、开关、导线、待测金属丝等。三、实验步骤1.用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l,反复测量三次,并记录。2.用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次,并记录。3.依照实验电路图用导线把器材连好,并把滑动变阻器的阻值调至最大。4.电路经检查确认无误后,闭合开关S。改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入记录表格内,断开开关S。

四、数据处理1.金属丝直径的测量(1)特别注意半刻度是否露出。(2)因螺旋测微器的精确度为0.01mm,可动刻度上对齐的格数需要估读,所以,若以毫米为单位,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结果求平均值作为直径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)把3次测量结果求平均值作为长度l。

3.电阻R的测量(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)图像法:可建立U-I坐标系,将测量的对应U、I值描点作出图像,利用图像斜率来求出电阻值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ρ=中,计算出金属导线的电阻率。

五、误差分析1.金属丝直径、长度的测量带来偶然误差。2.电流表外接法,R测R真导致ρ测ρ真(系统误差)。3.通电时间过长,电流过大,都会导致电阻率发生变化(系统误差)。

六、实验注意事项1.电流表选择外接法。2.滑动变阻器用限流式接法,在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态。3.l是金属丝的有效长度;测金属丝的3个不同位置直径d,然后求平均值。4.控制电流不宜过大,通电时间不宜太长,以免电阻率因温度升高而变化。

典例精讲释疑解惑

一、实验原理及操作【例题1】在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:待测金属丝:Rx(阻值约4Ω,额定电流约0.5A);电压表:V(量程3V,内阻约3kΩ);电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω),A2(量程3A,内阻约0.05Ω);电源:E1(电动势3V,内阻不计),E2(电动势12V,内阻不计);滑动变阻器:R(最大阻值约20Ω);螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。

(1)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选,电源应选(均填器材代号)。?(2)在虚线框内画出电路原理图。

答案:(1)A1E1(2)电路图见解析解析:(1)在用伏安法测电阻的实验中,为使测量尽量精确,电流表、电压表指针需达到半偏以上,电压表量程为3V,则电源选择E1,电路中最大电流约为Imax==0.75A,则电流表选择A1。(2)电路原理图如图所示。

仪器选择的一般步骤(1)首先选择唯一性的器材;(2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表);(3)估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下,结合已知器材的规格,确定实验电路和实验器材。

二、仪器的读数及数据处理【例题2】在测量金属的电阻率实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为mm(该值接近多次测量的平均值)。?

(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材:电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、电池组(电压3V)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.220