2019-2020年高中物理第二章恒定电流第6节导体的电阻教学案新人教版选修3

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1、2019-2020年高中物理第二章恒定电流第6节导体的电阻教学案新人教版选修3一、实验目的1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。2．掌握螺旋测微器的原理及读数方法。3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。二、实验原理由电阻定律R＝ρ得ρ＝R。金属导线的电阻R用伏安法测量，金属导线的长度l用毫米刻度尺测量，金属导线的横截面积S可由其直径d算出，即S＝π2，直径d可由螺旋测微器测出。三、实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。四、实验步骤1．直径测定：用螺旋测微器在被测金属导

2、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．电路连接：按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。3．长度测量：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．U、I测量：把滑动变阻器的滑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，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S。5．拆去实验线路，整理好实验器材。五、数据处理1．在求Rx的平均值时可用两种方法(1)用Rx＝分别算出各次的数值，再取平均值。(2)

3、用UI图线的斜率求出。2．计算电阻率将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算式ρ＝Rx＝。六、误差分析1．金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。2．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。3．金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。4．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。七、注意事项1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑

4、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测金属导线的两端。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，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值。4．测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。5．闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。6．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I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。7．求R的平均值时可用两种方法：第一种是用R

5、＝U/I算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(UI图线)来求出。若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地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。[典型例题]例1.实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω；电压表：量程3V，内阻约9kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值5Ω；滑动变阻器

6、R2：最大阻值20Ω；定值电阻：R0＝3Ω；电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)。(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V。(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)。[解析]　(1)由(3)中电流表的读数为0.50A时，电压表的读数为2.30V可知，Rx和R0的总阻值

7、约为4.60Ω，若选用滑动变阻器R1，电源电压为6V，电流表的量程只有0.6A，会把电流表烧坏，故滑动变阻器应该选R2。闭合开关前应将滑片移至a端保证连入电阻最大。(2)如图所示(3)由于电压表量程0～3V，分度值为0.1V，故读数为2.30V。(4)Rx的阻值为1.60Ω，由Rx＝ρ可知，l＝＝m≈94m。[答案]　(1)R2　a　(2)见解析图(3)2.30(2.29、2.31均正确)　(4)94(93、95均正确)[典型例题]例2.在做“测定金属丝的电阻率”的实验时，若待测金属丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，提供以下器材：A．电池组(电动势约3V)