广东省惠州市高中物理 实验 测定金属丝的电阻率导学案（无答案）粤教版选修3-1（通用）

广东省惠州市高中物理 实验 测定金属丝的电阻率导学案（无答案）粤教版选修3-1（通用）

课 前 先学案 实验：测定金属丝的电阻率 ‎ 一、 学习目标 1. 学会用伏安法测电阻及测定金属的电阻率；‎ 2. 强化对螺旋测微器及常用的电学仪器的使用。‎ 二、 重点难点 1. 电路的选择、设计及实物连图 1. 实验原理 由电阻定律得。金属导线的电阻R用伏安法测量，金属导线的长度l用 测量，金属导线的横截面积S可由其直径d算出，即，d可由 测出。‎ 2. 实验器材 金属丝　 ② 螺旋测微器　③ 电流表　④ 电压表 ‎ ‎⑤ 直流电源　⑥ 滑动变阻器　⑦ 电键一个　‎ ‎⑧ 导线若干　⑨ 米尺 3. 实验原理图 思考：电流表为什么采用外接法？‎ ‎ ‎ 4. 实验步骤 a) 用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，填入实验记录表格，求出其平均值d，计算出导线的横截面积；‎ b) 将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路中的金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l；‎ c) 根据电路图连好实物图，把滑动触头调节到连入电路中阻值最大的位置；‎ d) 电路经检查确认无误后，闭合电键S。改变滑动变阻器触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，并记录数据，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。也可采用U-I图象法，求电阻R。‎ a) 计算金属的电阻率 ，拆去实验线路，整理好实验器材。‎ 1. 注意事项 a) 在本实验中，采用电流表外接法，测量值R比真实值偏 ；‎ b) 由于所测金属导线的电阻一般远小于滑动变阻器的最大阻值，故一般采用滑动变阻器的限流式接法；‎ c) 在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流值不宜过大，通电时间也不宜过长，以免金属导线的温度明显 ，造成其电阻率在实验过程中逐渐 。‎ 课 堂 检测案 实验：测定金属丝的电阻率 ‎ ‎[例1] 在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约‎0.8 m，直径小于‎1 mm，电阻在5 Ω左右，实验步骤如下：‎ ‎(1) 用米尺测量金属导线的长度，测三次，求出平均值l，在金属导线的不同位置用________测量直径，求出平均值d。‎ ‎(2) 用伏安法测量金属导线的电阻R。试把图中所给的器材连接成测量R的合适的电路。图中电流表的量程为0～‎0.6 A，内阻接近1 Ω，电压表的量程为0～3 V，内阻为几千欧，‎ 电源的电动势为6 V，‎ 变阻器的阻值为0～20 Ω，‎ 在闭合开关前，变阻器滑动触点处于正确位置。‎ ‎ (3) 用上面测得的金属导线长度l、直径d和电阻R，可根据电阻率的表达式ρ＝________算出所测金属的电阻率。‎ ‎[例2] 为测定某电源内阻r和一段金属电阻丝单位长度的电阻R0，设计如图甲所示的电路。ab是一段粗细均匀的金属电阻丝，R是阻值为2 Ω的保护电阻，电源电动势为6 V，电流表内阻不计，示数用I表示。滑动触头P与电阻丝有良好接触，aP长度用Lx表示，其他连接导线电阻不计。实验时闭合开关，调节P的位置，将Lx和与之对应的数据I记录在下表中。‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ Lx /m ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.30‎ ‎0.40‎ ‎0.50‎ I /A ‎1.94‎ ‎1.30‎ ‎1.20‎ ‎1.02‎ ‎0.88‎ / A－1‎ ‎0.52‎ ‎0.77‎ ‎0.83‎ ‎0.98‎ ‎1.14‎ ‎ (1) 在图所示的图中画出－Lx图象。‎ ‎(2) 根据所画图线，写出金属丝的电阻与其长度的 函数关系式：_____________________________。‎ ‎(3) 从图中根据截距和斜率，求出该电源内阻 r为______Ω；该金属电阻丝单位长度的电阻 R0为________Ω/m。‎ 课 堂 训练案 实验：测定金属丝的电阻率 1. 在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度l、直径d和电阻R。‎ ‎ (1) 若用图测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值________。(选填“偏大”或“偏小”)‎ ‎(2) 用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图所示，则电压表的读数为________ V，电流表的读数为________A。‎ 2. 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 用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 mm。‎ ‎② 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），在实线框中完成电路原理图。‎ 1. ‎【选做】用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1 000 Ω）：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0 V；电压表V1，量程为1.5 V，内阻r1=750 Ω；电压表V2，量程为5 V，内阻r2=2 500 Ω；滑线变阻器R，最大阻值约为100 Ω；单刀单掷开关K，导线若干。‎ 测量中要求电压表的读数不少于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。‎ 课 后 拓展案 实验：测定金属丝的电阻率 1. 如图是用伏安法测电阻的两种常用电路，下列说法正确的是(　 )‎ A．按甲图所示电路测量时，测得的电阻值偏小 B．按乙图所示电路测量时，测得的电阻值偏小 C．若待测电阻的阻值比电流表内阻大得多，用乙图所示电路测量的误差较小 D．选用的电流表内阻越小，电压表内阻越大，测量的误差越小 1. 有一根细长而粗细均匀的金属管线样品，横截面如图所示。此金属管线长约‎30 cm，电阻约10 Ω。已知这种金属的电阻率为ρ，因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请你设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：‎ A．毫米刻度尺 B．螺旋测微器 C．电流表A1(600 mA，1.0 Ω)‎ D．电流表A2(‎3 A，0.1 Ω)‎ E．电压表V(3 V，6 kΩ)‎ F．滑动变阻器R1(2 kΩ，‎0.5 A)‎ G．滑动变阻器R2(10 Ω，‎2 A)‎ H．蓄电池E(6 V，0.05 Ω)‎ I．开关一个，带夹子的导线若干 ‎(1) 上述器材中，应选用的器材有________(只填代号字母).‎ ‎(2) 在下面方框中画出你所设计的电路图，并把图的实物连成实际测量电路，要求尽可能测出多组有关数值。‎ ‎(3) 实验中要测量的物理量有：_________。‎ ‎(4)计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为：S0=_________。‎ ‎ 实验：测定金属丝的电阻率答案 课堂先学案 ‎1. 米尺 螺旋测微器 3．因为待测金属丝的电阻很小 4．‎ ‎5．小 升高 变大 课堂检测案 ‎[例1] (1) 螺旋测微器 (2) 连线如图所示 ‎(3) ‎[例2] (1)　右图 (2)＝0.35＋1.58 Lx ‎(3)0.10　9.48‎ 课堂训练案 ‎1 (1) 偏小　‎ ‎(2) 2.60　0.52‎ ‎2．（1）1.773 ‎ ‎（2）A1 E1‎ ‎（3）右图 ‎3．右图 课后拓展案 1. BD ‎2． (1)ABCEGHI　‎ ‎(2) 电路及实际测量电路如图所示 　‎ ‎ (3) 用螺旋测微器测横截面边长a，用毫米刻度尺测金属管线长度L，电压表示数 U，电流表示数I.‎ ‎(4) a2－ρIL/U