2019-2020年高中物理 学生实验：测定金属的电阻率导学案新人教版选修3-1

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1、2019-2020年高中物理学生实验：测定金属的电阻率导学案新人教版选修3-1学习目标1.理解伏安法测电阻的原理，会讨论伏安法测电阻的误差.2.正确选择安培表内接法和外接法。3.掌握滑线变阻器的使用方法4.测出金属的电阻率学习疑问学习建议【知识点回顾】电阻定律内容?【实验目的】1．学会用伏安法测电阻；2．测定金属的电阻率。【实验原理】1．原理：根据电阻定律公式，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。2．器材：螺旋测微器；毫米刻度尺；电池组；电流表；电压表；滑动变阻器

2、；电键；被测金属导线；导线若干．3．步骤：（1）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，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S．（2）按图86－1所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。（3）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l。（4）把滑动变阻器的滑动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，闭合电键S改变滑动变阻器滑动片的位置，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，断开电键S．求出导线电阻R的平均值．（5）将测得R、l、d的值，代人电阻

3、率计算公式中，计算出金属导线的电阻率．（6）拆去实验线路．整理好实验器材．【注意事项】1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待洲金属导线的两端3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度．测量时应将导线拉直．4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置．5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线

4、的电流强度正的值不宜过大（电流表用0～0．6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．6．求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝U／I算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像（U－I图线）的斜率来求出．若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．【合作探究一】伏安法测电阻一．原理：伏安法测电阻是电学的基础实验之一。它的原理是欧姆定律。根据欧姆定律的变形公式R=可知，要测某一电阻的阻值，只要用电压表测出两端的电压，用电流

5、表测出通过的电流，代入公式即可计算出电阻的阻值。二．内接法与外接法用伏安法测电阻，可以用两种方法把电压表和电流表接入电路。如图1甲、乙所示。图甲称为电流表的外接法，图乙称为电流表的内接法：由于电流表和电压表内阻的影响，不管采用哪种接法，都将导致系统误差。设电压表的内阻为RV，电流表的内阻为RA。原因分析:a.采用外接法:由于电压表内阻RV分流,使电流表的读数比通过RX的电流大U测＝，I测＝＞真测出电阻值R测＝＝＜，即电压表起到分流作用，当R越小时，引起误差越小，说明该接法适应于测小电阻。b.采用内接法:由于电流表内阻RA分压,使电压表的读数比RX两端

6、的电压大当用内接法时，I测＝，U测＝＞∴测出电阻值R测＝＝＞，即电流表起了分压作用。当RA越小时引起误差越小，说明该接法适应于测大电阻。三、如何选择内接法与外接法1.阻值比较法，当》时，选择电流表外接法误差更小；当《时，选择电流表内接法误差更小。2比值法：当即R=时，内接法和外接法测电阻的相对误差相等；当，即时，采用内接法测电阻产生的误差较小；当，即时，采用外接法测电阻产生的误差较小。小结：用伏安法测电阻时，对于连接方法的选择遵循“大内大、小外小”的准则，即若待测电阻为大电阻，则选用接法，测量值比真实值偏；若待测电阻为小电阻，则选用接法，测量值比真实

7、值偏3.试触法试触法电路图如图4所示，先把电压表一端固定在a端，另一端先后与b、c点试触，图4　试触法当电流表的示数变化明显时，说明电压表内阻分流明显，对电路影响大，即Rx与可比拟，Rx属于大电阻，电路应当采用接法；当电压表的示数变化明显时，说明电流表内阻分压明显，对电路影响大，即Rx与可比拟，Rx属于小电阻，电路应当采用接法。　　在通过上述的各种方法判定电流表的接法之下，我们可以看出选用恰当的接法能大大减少误差，当然，减少误差的同时还可采用多次测量的，求其平均值的方法，即利用电路控制改变待测电阻两端电压（或流经待测电阻的电流）。常用滑动变阻器的调节

8、来达到这一目的，但这样只是减小偶然误差。【合作探究二】滑动变阻器的连接方式电路选择原则1．限流和分压电路均可