第3节　第2课时　金属丝电阻率的测量 学案.pptx

;01;;一、实验装置与器材

器材：刻度尺、螺旋测微器、学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、金属丝、导线。

;三、滑动变阻器的限流式和分压式接法

;调压范围;四、电流表的两种接法

(1)内接法与外接法的区别

;误差来源;(2)选择内、外接的判断方法

;试触法;;一、实验操作

1．测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录。

2．连电路：按实验原理中的电路图连接实验电路。

3．量长度：用毫米刻度尺测量接入电路中的待测金属丝的有效长度，重复测量3次，并记录。

;4．测电阻：把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，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，记入表格内，断开开关S。

5．整理器材：拆除实验电路，整理好实验器材。

;二、数据处理

1．金属丝直径：将在三个不同位置测量的直径取平均值作为金属丝的直径d。

2．金属丝长度的测量：将3次测量的长度取平均值作为金属丝的长度l。

;3．金属丝的电阻

(1)平均值法：可以用每次测量的U、I分别计算得出金属丝的电阻，再求平均值作为金属丝的电阻。

(2)图像法：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金属丝的电阻R。

;4．电阻率的计算

;三、误差分析

1．金属丝直径、长度测量的不准确带来偶然误差。

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)。

;[关键点反思]

1．实验过程中，应注意哪些方面的安全操作问题？

提示：(1)接通开关前，注意检查电源是否短路，正确连接电表，以免损坏实验器材。

(2)闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。

;2．本实验中，为了减小误差，实验过程应注意什么问题？

提示：(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。

(2)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，???其平均值。

;(3)测金属丝直径一定要选三个不同位置进行测量，求其平均值。

(4)在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流强度I不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。

;;考法(一)实验基本操作

[例1]某同学为了测量某阻值约为5Ω的金属棒的电阻率，进行了如下操作：

;(1)分别使用刻度尺和螺旋测微器测量金属棒的长度L和直径d，某次测量金属棒的直径示数如图甲所示，直径d＝________mm。

(2)现备有下列器材：

待测金属棒：R(阻值约5Ω)；

电压表：V1(量程0～3V，内阻约3kΩ)，V2(量程0～15V，内阻约9kΩ)；

电流表：A1(量程0～0.6A，内阻约0.2Ω)，A2(量程0～3A，内阻约0.05Ω)；

电源：E1(电动势3V，内阻不计)；

;滑动变阻器：R(最大阻值约20Ω)；

开关S；导线若干。

为使测量尽量精确，电压表应选________，电流表应选________。(均选填器材代号)

(3)若滑动变阻器采用分压式接法，正确选择仪器后请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。

;(4)用伏安法测得该金属棒的电压和电流，并作出其伏安特性曲线如图丙所示，若图像的斜率为k，则该金属棒的电阻率ρ＝________。(用题目中所给物理量字母表述)

;(3)实物电路连接如图所示。

;电表的选择要遵循安全、精确、操作方便的三个原则。有以下几个要点要牢记：

(1)先估算电路中各部分的电压、电流的最大值，然后根据该处的电压、电流最大值选择电表。

(2)在电路中的电压、电流最大值不超过电表量程的前提下，选量程较小的电表读数误差较小。

(3)在保证安全的前提下，滑动变阻器宜选取电阻调节范围小的。

;考法(二)数据处理和误差分析

[例2]在“测定金属丝的电阻率”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

为电池组(3V)、电流表、电压表、滑动变阻器R(0～

20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干。

某小组同学利用以上器材按照电路图正确连接好

实验器材，进行实验测量，记录数据如下：

;(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出