2021-2022学年高中物理教科版选修3-1课件：第2章 学生实验：探究决定导体电阻的因素

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学生实验：探究决定导体电阻的因素(测定金属的电阻率) 自主预习·探新知 合作探究·攻重难 课时演练·提素养
2．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 ． 3．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各测 一次直径，并记录．
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(2)连电路：按如图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导线的有
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
5．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．(偶然误差)
(2)由于采用的是电流表外接法，金属丝电阻的测量值小于真实
值，使电阻率的测量值偏小．(系统误差)
(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．
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NO.1 自主预习·探新知
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一、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＝ U __I _)．电路原理图如图所示．
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二、螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法
1．螺旋测微器的原理及读数方法
(1)构造：如图所示，B 为固定刻度，E 为可动刻度．
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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)．
如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米而从可动刻度 上读的示数为15.0，最后的读数为： 2.0 mm＋ 15.0×0.01 mm＝ __2_.1_5_0____ mm.
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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(如图所示)．
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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)图像法：可建立 U-I 坐标系，将测量的 U、I 值描点作出图像， 利用图像的斜率来求出电阻值 R.
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(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 成系统误差．
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6．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．
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(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＝π4d2)．
(3)由电阻定律 R＝
l ρS
，得 ρ＝RlS＝πd42lR＝π4dl2IU，求出电阻率．
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.
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(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．
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(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 0～0.6 A 量程)，通电时间不宜太长， 以免电阻率因温度升高而变化．
第二章 直流电路
学生实验：探究决定导体电阻的因 素(测定金属的电阻率)
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[学习目标] 1.[科学思维]进一步掌握用伏安法测电阻的电路的设计思想． 2.[物理观念]掌握螺旋测微器的读数方法． 3.[科学探究]掌握测定金属电阻率的实验原理、实验过程及数据 处理方法．
(2)原理：测微螺杆 F 与固定刻度 B 之间的精密螺纹的螺距为 0.5 mm，即旋钮 D 每旋转一周，F 前进或后退 0.5 mm，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 0.01 mm， 即螺旋测微器的精确度为 0.01 mm.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．