高中物理选修31(人教版)课件：第二章 第6节 第二课时实验：伏安法测电阻和金属电阻率
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答案：(1)C D (2)外
类型二 误差分析
【典例 2】 在测定一根粗细均匀合金丝 Rx 的电阻 率的实验中，待测合金丝 Rx 的电阻约为 6 Ω.提供的仪器 有：
A．电压表 V(内阻约为 10 kΩ，量程为 3 V) B．电流表 A1(内阻约为 3 Ω，量程为 0.6 A) C．电流表 A2(内阻约为 0.1 Ω，量程为 3 A) D．滑动变阻器 R(阻值为 0～5 Ω，额定电流为 2 A) E．电源 E(电动势为 5 V，内电阻为 1 Ω) F．一个开关、若干导线
第二章 恒定电流
6 导体的电阻 第二课时 实验：伏安法测电阻和
金属电阻率
【实验目的】 1．学会用伏安法测量电阻的阻值． 2．测定金属的电阻率． 【实验原理】 用刻度尺测一段金属导线的长度 L，用螺旋测微器测 导线的直径 d，用伏安法测导线的电阻 R，根据电阻定律， 金属的电阻率 ρ＝RLS＝π4dL2R.
(2)实验电路应采用电流表________接法(填“内”或 “外”)．
解析：伏安法测电阻丝电阻，需要：电池组(3 V，内 阻 1 Ω)；电路最大电流约为：I＝UR＝35 A＝0.6 A，电流 表应选 C；电源电动势为 3 V，因此电压表选 D.
(2)因待测电阻阻值约为 5 Ω，电流表内阻约为 0.125 A，电压表内阻约为 3 kΩ，待测电阻相对于电压表内阻来 说很小，故为小电阻，应选用电流表外接法．
5．拆除实验电路，整理好实验器材．
【数据处理】
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.
【误差分析】
1．采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻 测量值偏大，若误用内接法则安培表分压影响更大．
(1) 要 求 较 准 确 地 测 出 其 阻 值 ， 电 流 表 应 选 ________．(填序号)
(2)某同学根据以上仪器，按图连接实验线路，在实 验中发现电流表示数变化范围较窄，现请你用笔在图中 画一条线对电路进行修改，使电流表示数变化范围变宽．
(3)考虑到电路中所用电表不是理想电表，其测量结 果比真实值偏________(填“大”或“小”)．
可供使用的器材有： 电流表：量程 0～0.6 A，内阻约 0.2 Ω； 电压表：量程 0～3 V，内阻约 9 kΩ； 滑动变阻器 R1：最大阻值 5 Ω； 滑动变阻器 R2：最大阻值 20 Ω； 定值电阻：R0＝3 Ω； 电源：电动势 6 V，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 ________(选 填 “R1” 或 “R2”)，闭合开关 S 前应将滑片移至________端(选填“a” 或“b”)． (2)在如图所示的实物图中，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．
类型一 仪器的选择
【典例 1】 欲用伏安法测定一段阻值约为 5 Ω左右
的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以 下器材：
A．电池组(3 V，内阻约为 1 Ω) B．电流表(0～3 A，内阻约为 0.012 5 Ω) C．电流表(0～0.6 A，内阻约为 0.125 Ω)
D．电压表(0～3 V，内阻约为 3 kΩ) E．电压表(0～15 V，内阻约为 15 kΩ) F．滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流 1 A) H．开关、导线 (1)上述器材中，电流表应选用的是________；电压 表应选用的是________(填写器材的字母代号)．
3．根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路 图，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的 阻值调到最大．
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
滑动变阻器滑片移至 a 端时，
电压表的示数约为 3 V，若滑动变阻器滑片向右移动， 电压表示数变大，超过电压表量程，故实验中的滑动变阻 器应选 R2.闭合开关 S 前应使电路中的电阻最大，故滑动 变阻器滑片应移至 a 端．
(2)连线如图所示．
(3)电压表的示数为 2.30 V.
(4)UI ＝
【实验器材】 金属丝、千分尺、安培表、伏特表、电源(3 V)、滑 动变阻器(20 Ω)、电键一个、导线几根．
【实验步骤】
1．用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平 均值 D 求出其横截面积 S＝π4D2.
2．将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米 刻度米尺测量接入电路的金属丝长度 L，测三次，求出平 均值 L.
2.30 0.50
Ω＝4.6
Ω，所以铜导线的电阻
Rx＝R－R0＝1.6
Ω.
根据
l Rx＝ρS得导线长度
l＝RρxS＝1.61×.71×.01×0－108 －6
m≈94
m.
答案：(1)R2 a (2)如解析图所示 (3)2.30(2.29～ 2.31 均正确) (4)94(93～95 均正确)
解析：(1)由 Im＝URmx ＝0.5 A，则电流表选 A1，则选 B.
(2)使电流表示数变化范围变宽可采用分压式，如下图．
(3)外接法电阻测量值偏小． 答案：(1)B (2)见解析 (3)小
类型三 数据处理
【典例 3】 实验室购买了一捆标称长度为 100 m 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 1.0 mm2，查得铜的电阻率为 1.7×10 －8 Ω·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．
(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为 0.50 A 时， 电压表示数如图乙所示，读数为________V.
(4)导线实际长度为________m(结果保留两位有效数 字)．
解析：(1)根据 R＝ρSl ，得铜导线的阻值约为 Rx＝1.7
Ω，即 Rx＋R0＝4.7 Ω.实验中的滑动变阻器若选 R1，则当
2．仪表量程太大且读数不准． 3．计算未遵从有效数字运算法则．
【注意事项】 1．测量金属导线的直径时要用螺旋测微器，直接测 量的结果要估读下一位数字．
2．金属导线的电阻和电流表的内阻相差不是很大， 因此在用伏安法测电阻时应采用电流表的外接法，开始 实验时滑动变阻器在电路中的阻值应调至最大，实验过 程中通过金属导线的电流不宜过大，以防止温度升高电 阻率发生变化．
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
4．检查线路无误后闭合电键，调节滑动变阻器读出 几组 I、U 值，分别计算电阻 R 再求平均值，设计表格把 多次测量的 D、L、U、I 记录下来．
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021
类型二 误差分析
【典例 2】 在测定一根粗细均匀合金丝 Rx 的电阻 率的实验中，待测合金丝 Rx 的电阻约为 6 Ω.提供的仪器 有：
A．电压表 V(内阻约为 10 kΩ，量程为 3 V) B．电流表 A1(内阻约为 3 Ω，量程为 0.6 A) C．电流表 A2(内阻约为 0.1 Ω，量程为 3 A) D．滑动变阻器 R(阻值为 0～5 Ω，额定电流为 2 A) E．电源 E(电动势为 5 V，内电阻为 1 Ω) F．一个开关、若干导线
第二章 恒定电流
6 导体的电阻 第二课时 实验：伏安法测电阻和
金属电阻率
【实验目的】 1．学会用伏安法测量电阻的阻值． 2．测定金属的电阻率． 【实验原理】 用刻度尺测一段金属导线的长度 L，用螺旋测微器测 导线的直径 d，用伏安法测导线的电阻 R，根据电阻定律， 金属的电阻率 ρ＝RLS＝π4dL2R.
(2)实验电路应采用电流表________接法(填“内”或 “外”)．
解析：伏安法测电阻丝电阻，需要：电池组(3 V，内 阻 1 Ω)；电路最大电流约为：I＝UR＝35 A＝0.6 A，电流 表应选 C；电源电动势为 3 V，因此电压表选 D.
(2)因待测电阻阻值约为 5 Ω，电流表内阻约为 0.125 A，电压表内阻约为 3 kΩ，待测电阻相对于电压表内阻来 说很小，故为小电阻，应选用电流表外接法．
5．拆除实验电路，整理好实验器材．
【数据处理】
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.
【误差分析】
1．采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻 测量值偏大，若误用内接法则安培表分压影响更大．
(1) 要 求 较 准 确 地 测 出 其 阻 值 ， 电 流 表 应 选 ________．(填序号)
(2)某同学根据以上仪器，按图连接实验线路，在实 验中发现电流表示数变化范围较窄，现请你用笔在图中 画一条线对电路进行修改，使电流表示数变化范围变宽．
(3)考虑到电路中所用电表不是理想电表，其测量结 果比真实值偏________(填“大”或“小”)．
可供使用的器材有： 电流表：量程 0～0.6 A，内阻约 0.2 Ω； 电压表：量程 0～3 V，内阻约 9 kΩ； 滑动变阻器 R1：最大阻值 5 Ω； 滑动变阻器 R2：最大阻值 20 Ω； 定值电阻：R0＝3 Ω； 电源：电动势 6 V，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 ________(选 填 “R1” 或 “R2”)，闭合开关 S 前应将滑片移至________端(选填“a” 或“b”)． (2)在如图所示的实物图中，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．
类型一 仪器的选择
【典例 1】 欲用伏安法测定一段阻值约为 5 Ω左右
的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以 下器材：
A．电池组(3 V，内阻约为 1 Ω) B．电流表(0～3 A，内阻约为 0.012 5 Ω) C．电流表(0～0.6 A，内阻约为 0.125 Ω)
D．电压表(0～3 V，内阻约为 3 kΩ) E．电压表(0～15 V，内阻约为 15 kΩ) F．滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流 1 A) H．开关、导线 (1)上述器材中，电流表应选用的是________；电压 表应选用的是________(填写器材的字母代号)．
3．根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路 图，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的 阻值调到最大．
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
滑动变阻器滑片移至 a 端时，
电压表的示数约为 3 V，若滑动变阻器滑片向右移动， 电压表示数变大，超过电压表量程，故实验中的滑动变阻 器应选 R2.闭合开关 S 前应使电路中的电阻最大，故滑动 变阻器滑片应移至 a 端．
(2)连线如图所示．
(3)电压表的示数为 2.30 V.
(4)UI ＝
【实验器材】 金属丝、千分尺、安培表、伏特表、电源(3 V)、滑 动变阻器(20 Ω)、电键一个、导线几根．
【实验步骤】
1．用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平 均值 D 求出其横截面积 S＝π4D2.
2．将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米 刻度米尺测量接入电路的金属丝长度 L，测三次，求出平 均值 L.
2.30 0.50
Ω＝4.6
Ω，所以铜导线的电阻
Rx＝R－R0＝1.6
Ω.
根据
l Rx＝ρS得导线长度
l＝RρxS＝1.61×.71×.01×0－108 －6
m≈94
m.
答案：(1)R2 a (2)如解析图所示 (3)2.30(2.29～ 2.31 均正确) (4)94(93～95 均正确)
解析：(1)由 Im＝URmx ＝0.5 A，则电流表选 A1，则选 B.
(2)使电流表示数变化范围变宽可采用分压式，如下图．
(3)外接法电阻测量值偏小． 答案：(1)B (2)见解析 (3)小
类型三 数据处理
【典例 3】 实验室购买了一捆标称长度为 100 m 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 1.0 mm2，查得铜的电阻率为 1.7×10 －8 Ω·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．
(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为 0.50 A 时， 电压表示数如图乙所示，读数为________V.
(4)导线实际长度为________m(结果保留两位有效数 字)．
解析：(1)根据 R＝ρSl ，得铜导线的阻值约为 Rx＝1.7
Ω，即 Rx＋R0＝4.7 Ω.实验中的滑动变阻器若选 R1，则当
2．仪表量程太大且读数不准． 3．计算未遵从有效数字运算法则．
【注意事项】 1．测量金属导线的直径时要用螺旋测微器，直接测 量的结果要估读下一位数字．
2．金属导线的电阻和电流表的内阻相差不是很大， 因此在用伏安法测电阻时应采用电流表的外接法，开始 实验时滑动变阻器在电路中的阻值应调至最大，实验过 程中通过金属导线的电流不宜过大，以防止温度升高电 阻率发生变化．
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
4．检查线路无误后闭合电键，调节滑动变阻器读出 几组 I、U 值，分别计算电阻 R 再求平均值，设计表格把 多次测量的 D、L、U、I 记录下来．
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021