高二物理 电阻定律教案

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1、[高二物理教案sy-6]实验六、测定金属的电阻率一、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。二、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,用伏安法测导线的电阻R,根据电阻定律,金属的电阻率ρ=RS/L=πd2R/4L三、实验器材:①金属丝②千分尺③安培表④伏特表⑤(3伏)电源⑥(20Ω)滑动变阻器⑦电键一个⑧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0.4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00.6安量程,伏特表选0

2、3伏档,滑动变阻器选020欧。四、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平均值D求出其横截面积S=πD2/4.VRASE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。(4)检查线路无误后闭合

3、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1.00A以下,本实验由于安培表量程0~0.60A,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。五、实验记录测量次数123平均值导线长/m导线直径/m导线的横截面积S=(公式)=(代入数据)=m2测量次数123电阻平均值电压U/V电

4、流I/A电阻R/Ω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。

5、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。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

6、平均值。六、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。七、例题分析:(1997年高考题)某电压表的内阻在20~50kW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200mA);电流表(量程5mA);电流表(量程0.6A);滑动变阻器R(最大阻值1kW);电源e(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,电流的最大值为Imax≈×103=200

7、(mA),在保证表不被烧坏、且读数比较准确时,应选电流表。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。〗八、巩固练习1.(4)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

8、粗细均匀的

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