高中物理实验-测定金属的电阻率教案.pdf

该【高中物理实验-测定金属的电阻率教案 】是由【ATONGMU】上传分享，文档一共【9】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【高中物理实验-测定金属的电阻率教案 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。 : .
______________________________________________________________________________________________________________
实验：测定金属的电阻率
[教学目标]
一、知识目标
1、初步掌握伏安法测电阻的原理和方法，初步接触电路和器材的选择。
2、熟练掌握螺旋测微器的读数。
3、掌握测定金属电阻率的原理和方法。
二、能力目标
1、学会使用常用电学仪器及正确读数，学会根据原理电路连接实物电路，培
养学生动手操作能力和运用理论知识解决实际问题的能力。
2、学会正确使用螺旋测微器。
3、在实验过程中培养和提高整体学生的实验素质。
三、德育目标
1、建立融洽的师生关系，培养学生间相互协作的精神。
2、培养学生遵守纪律、爱护实验器材和设备的良好习惯，培养学生严紧求实的科
学态度。
[教学重点 ]
精品资料 : .
______________________________________________________________________________________________________________
（1）测定金属电阻率的原理；
（2）螺旋测微器的使用和读数；
（3）对学生实验过程的指导。
[教学难点 ]
（1）螺旋测微器的读数；
（2）实验中的重要注意事项。
[教学方法 ]
学生分组实验
[教 具]
多媒体
[教学设计 ]
实验：测定金属的电阻率
实验目的：
学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。
实验原理：
用刻度尺测一段金属导线的长度 L，用螺旋测微器测导线的直径 d，用伏安法
精品资料 : .
______________________________________________________________________________________________________________
测导线的电阻 R ，根据电阻定律，金属的电阻率 ρ=RS /L=πd2R /4L
实验器材：
金属丝、千分尺、安培表、伏特表、（ 3 伏）电源、（ 20 Ω）滑动变阻器、
电键一个、导线几根
【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或 300 瓦
电炉丝经细心理直后代用，直径 毫米左右，电阻 5~10 欧之间为宜，在此前提
下，电源选 3 伏直流电源，安培表选 0 安量程，伏特表选 0 3 伏档，滑动变阻
器选 0 20 欧。
实验步骤
（1）用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取
A
R
V
平均值 D 求出其横截面积 S =πD 2/4.
E S
图 1
（2）将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫
米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度 L，测三次，求出平均值 L。
（3）根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图 1，然后依电路图按顺序
给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。
点拨：为避免接线交叉和正负极性接错，接线顺序应遵循： 电源正极 →电键（断
开状态） →滑动变阻器 →用电器 →安培表正极 →安培表负极 →电源负极，最后将伏
特表并接在待测电路的两端，即先接干路，后接支路。
精品资料 : .
______________________________________________________________________________________________________________
（4）检查线路无误后闭合电键，调节滑动变阻器读出几组 I、U 值，分别计算
电阻 R 再求平均值，设计表格把多次测量的 D 、L、U 、I记下来。
【点拨】测量时通过金属丝的电流应控制在 以下，本实验由
于安培表量程 0~ ，每次通电时间应尽量短（以能读取电表数据为
准），读数完毕立即断开电键S ，防止温度升高使金属丝长度和电阻率发
生明显变化。
计算时，务必算出每次的电阻值再求平均值，不能先分别求电压 U 和电流 I的
平均值，再由欧姆定律得平均值，否则会带来较大计算误差。
实验记录
测量次数 1 2 3 平均值
导线长l/m
导线直径 d /m
导线的横截面积 S = （公式）= （代入数据）= m 2
测量次数 1 2 3 电阻平均值
电压 U /V
电流 I/A
电阻 R /Ω
精品资料 : .
______________________________________________________________________________________________________________
所测金属的电阻率 ρ= （公式） = （代入数据） = Ωm
【注意事项】
（1）测量金属导线的直径时要用螺旋测微器，直接测量的结果要估读下一位
数字。
（2）金属导线的电阻和电流表的内阻相差不很大，因此在用伏安法测电阻时
应采用电流表的外接法，开始实验时滑动变阻器在电路中的阻值应调至最大，实验
过程中通过金属导线的电流不宜过大，以防止温度升高电阻率发生变化。
【点拨】（1）：为了减少电阻的计算误差，可以作 U -I图象求出电阻的平均值
【点拨】（2）：经验表明，引起实验误差的原因可能是：
①采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻测量值偏大，若误用内接法
则安培表分压影响更大。
②仪表量程太大且读数不准
③计算未遵从有效数字运算法则
实验中易混淆的是：R =U/I 和 R =ρL/S 两个定律，这两个定律都是实验定律，
但前者是研究电阻与电流、电压两者之间关系；后者是研究导体本身的性质即电阻
与材料、长度、截面积三者之间关系，与所在的电路因素或是否接入电路无关，注
意 R =U/I中，电阻与 U 、I无关； R =ρL/S 中，电阻率与 L 和 S 无关，使用这两式
时 ρ 是不变的。
易错的是：测量电路（内、外接法） 、控制电路（限流式和分压式） 、量程的选
择及有效数字、电阻 R 平均值的计算等。
精品资料 : .
______________________________________________________________________________________________________________
易忘的是：金属丝未接入电路就测量其长度，用千分尺测直径 D 前未查零误差、测
D 时未按三个不同位置测量取平均值。
实验结论
由实验表中数据计算得出，待测金属丝的电阻率平均值。
例题分析：
某电压表的内阻在 20～50k 之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用
的器材：
待测电压表 （量程 3V ）；
电流表 （量程 200 A ）；
电流表 （量程 5mA ）；
电流表 （量程 ）；
滑动变阻器 R （最大阻值 1k）；
电源（电动势 4V ）；
电键 S 。
⑴所提供的电流表中，应选用 ______ （填写字母代号）。
⑵为了尽量减小误差，要求测多组数据，画出符合要求的实验电路（其中电源
和电键及其连线已画出） 。
〖解答：⑴若将电压全部加在待测电压表 上，电流
4
的最大值为 I ≈ ×103=200( A)，在保证表 不 被 烧
max
20
坏、且读数比较准确时，应选电流表 。
精品资料 : .
______________________________________________________________________________________________________________
⑵为减小实验误差，又保证电压表不损坏（ 量程为 3V ），应采用分压式接法接
入滑动变阻器 （因电压表内阻至少是 R 的 20 倍）。若采用限流式接法接入滑动变阻
器时，电压表有可能损坏，所以正确电路如图所示。 〗
巩固练习
1．运用 R =U/I 和 R =ρL/S 的实验原理测定金属丝的电阻率，某同学总结如下
几点，你认为正确的是 [ ]
A ．选定金属丝接入电路的长度越长，金属丝上的电压降越大。
B ．金属丝两端的电压越高，其电阻越大。
C ．金属丝电阻随温度改变而改变。
D ．选定金属丝长度一经固定，这段长度的电阻就为定值。 （答案： C ）
2．测定一根粗细均匀的阻值约为几欧的金属丝的电阻率可供选择的实验器材
如下：
A ．伏特表（ 0 3 伏，内阻 3 千欧）
B ．伏特表（ 0 15 伏，内阻 20 千欧）