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时间:2019-07-10
《2019_2020版高中物理第二章恒定电流实验:测定金属的电阻率教案新人教版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验:测定金属的电阻率[学科素养与目标要求] 物理观念:1.通过实验探究得出影响导体电阻的因素.2.掌握测定金属电阻率的实验原理.3.掌握螺旋测微器的读数方法.科学探究:1.了解本实验需要测的物理量及所用的器材和方法.2.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:1.进一步领会用伏安法测电阻电路的设计思想,会根据不同情况设计电路图.2.会根据具体情况选择滑动变阻器接入电路的方式.一、螺旋测微器和游标卡尺1.螺旋测微器的原理及读数方法(1)构造及原理如图1所示,它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上
2、,可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的,并通过精密螺纹套在B上,精密螺纹的螺距是0.5mm,即旋钮D每转一周,测微螺杆F前进或后退0.5mm,可动刻度分成50等份,每一等份表示0.01 mm.图1(2)使用方法当A与F并拢时,可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合,逆时针旋转旋钮D,将测微螺杆F旋出,把被测物体放入A、F之间的夹缝中,再顺时针旋转旋钮D,F快要接触被测物时,要停止使用旋钮D,改用微调旋钮D′,直到听到“喀喀”声.(3)读数方法L=固定刻度示数+可动刻度示数(估读一位)×分度值.
3、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.②在读数时注意半毫米刻度线是否已露出.2.游标卡尺的原理及读数方法(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图2所示)图2(2)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的,其规格见下表:刻度格数(分度)刻度总长度1mm与每小格
4、的差值精确度(可精确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(3)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径.(4)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度)mm.二、测定金属的电阻率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3所示.图3(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=
5、).(3)由电阻定律R=ρ,得ρ===,求出电阻率.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、被测金属丝、电池、滑动变阻器.3.实验步骤(1)测直径:用螺旋测微器在被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3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被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
6、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,利用图象的斜率的倒数来求出电阻值R.5.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时应测接入电路的金属丝的有效
7、长度(即两接线柱之间的长度,且金属丝伸直);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“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4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4(1)从图中读出金属丝的直径为 mm.(2)为此取
8、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 ,滑动变阻器应选
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