2017年高中物理第3章恒定电流第6讲实验：测定金属的电阻率学案鲁科版选修3

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1、第6讲　实验：测定金属的电阻率[目标定位]　1.掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法.2.学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属的电阻率．1．电阻的定义式R＝，电阻的决定式R＝ρ，金属的电阻率ρ随温度的升高而增大，半导体的电阻率随温度升高而减小．2．滑动变阻器分压、限流电路的选择(1)下列两种情况必须选择分压式：①待测电阻两端的电压要求从0调节；②滑动变阻器的总阻值比待测电阻小得多．(2)当滑动变阻器阻值与待测电阻差不多或比待测电阻稍大，且不要求电压从0调节，可用限流式接法．3．电流表内、外接法的选择：当测大(填“大”或“小”)电阻或＞时，用电流表内接法；当测小(填“大”或“小”)电阻或＜时，

2、用电流表外接法．4．测金属电阻率的实验原理和器材(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝)．由于金属丝的电阻较小，选择电流表外接法；由于不要求电压必须从0调，所以一般可以选择滑动变阻器限流式接法．请在线框内画出实验电路原理图．(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＝＝＝，求出电阻率．5．测金属电阻率的实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属导线、电池、滑动变阻器.一、测定金属电阻率实验操作1．实验步骤(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同位置

3、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．图1(3)量长度：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，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．2．数据处理电阻R的数值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

4、象，利用图象的斜率来求出电阻值R.3．实验注意事项(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时应测接入电路的电阻丝的有效长度(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．二、螺旋测微器的原理及读数方法1．构造：如图2所示，B为固定刻度，E为可动刻度．图22．原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.

5、5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．3．读数：(1)测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出．(2)测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．注意：(1)以毫米为单位时，小数点后面要有三位有效数字，特别是最后一位估读数字为零时，不能省略．图3(2)在读数时注意半毫米刻度线是否已露出例如(如图3所示)甲图读数为：2mm＋32.0×0.01mm＝2.320mm乙图读

6、数为：13.5mm＋37.0×0.01mm＝13.870mm.例1　在测定金属的电阻率的实验中，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)；电流表：A2(量程3A，内阻约0.05Ω)；电源：E1(电源电压为3V)；电源：E2(电源电压为12V)；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4所示，读数为______mm.图4(2)若滑动变阻器采用限流式接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源

7、应选________(均填器材代号)，在虚线框中完成电路原理图．答案　(1)1.773(1.771～1.775均正确)　(2)A1　E1　电路原理图见解析图解析　(1)螺旋测微器的读数为：1．5mm＋27.3×0.01mm＝1.773mm.(2)在用伏安法测电阻的实验中，为使测量尽量精确，则电流表、电压表指针需达到半偏以上，又因待测电阻丝的额定电流为0.5A，所以电流表选A1，电源选E1即可．电路原理图如图所示．例2　在