（京津琼鲁专用）2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 实验：测定金属的电阻率学案 新人教版必修2

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1、实验：测定金属的电阻率[学科素养与目标要求]物理观念：掌握测定金属电阻率的实验原理、实验器材.科学探究：了解本实验需要测的物理量及所用的器材和方法；能进行分组分层、自主合作探究，能综合信息进行数据处理.科学思维：进一步掌握用伏安法测电阻的电路的设计思想，会根据不同情况设计电路图.科学态度与责任：在实验过程中保持很好地交流、合作，准确记录数据，认真进行数据处理.1.实验原理(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝).电路原理图如图1所示.图1(2)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝).(3)由电阻定律R＝ρ，得ρ＝＝＝，求

2、出电阻率.2.实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电池、滑动变阻器.3.实验步骤(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：按如图1所示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)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头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.改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S.(5)拆除实验电路，整理好实验器材.4.数据处理电阻R的数值

3、可用以下两种方法确定：①计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果.②图象法：可建立I－U坐标系，将测量的U、I值描点作出图象，利用图象的斜率来求出电阻值R.5.注意事项(1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法；(2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态.(3)测量l时应测接入电路的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.(4)电流不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高而变化.一、实验原理及操作例1　在“

4、探究电阻与长度、横截面积的关系”的实验中，用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图2所示，金属丝的匝数为39，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后用控制变量法探究电阻与导体长度、横截面积的关系.图2(1)从图中读出金属丝的直径为mm.(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A.电压表0～3V，内阻约10kΩB.电压表0～15V，内阻约50kΩC.电流表0～0.6A，内阻约0.05ΩD.电流表0～3A，内阻约0.01ΩE.滑动变阻器，0～10ΩF.滑动变阻器，0～100Ω①要求较准确地测出其阻值，电压表应选，电流表应选，滑动变

5、阻器应选.(填序号)②实验中某同学的实物连线如图3所示，请指出该同学实物连线中的两处明显错误.图3错误a：；错误b：.答案　(1)0.649(0.647～0.651均可)　(2)①A　C　E②错误a：导线连接在滑动变阻器的滑片上　错误b：采用了电流表内接法解析　(1)从题图中可读出紧密绕制的金属丝的宽度为2.53cm，故直径为≈0.0649cm＝0.649mm(0.647～0.651mm均可).(2)①因为两节干电池的电动势是3V，故用3V量程的电压表A；因为金属丝的电阻大约为5Ω，如果把3V的电动势全加在金属丝上，电流才是0.6A，因此用量程是0.6A的电流表C；此题中金属丝的电阻大

6、约为5Ω，为了减小实验误差，应选10Ω的滑动变阻器E.二、实验数据处理例2　在“测定金属的电阻率”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.图4(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4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(电动势3V)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、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正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.50

7、1.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图5中的图(选填“甲”或“乙”).图5(3)图6是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏.图6(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图7所示，图中已标出了与测量数