测定金属的电阻率(高三、教案)
高中物理《测金属丝的电阻率》优质课教案、教学设计
《测定金属的电阻率》教学设计们要测量时，才合上开关，测量后随即断开开关。
2、引导学生误差分析处理1、学生讨论得出电阻测量时的误差来自于电压表的分流；2、金属导线的电阻随温度变化也是误差之一在学生实验过程中，随时捕捉操作细节，及时反馈3、板书设计一、实验原理图VA二、实验记录及表格五、作业布置随堂练习1.做“测定金属的电阻率”实验时，除待测的金属丝、电流表、电压表、滑动变阻器、电键、和足够的导线外，还需要下列哪些实验器材（）A．螺旋测微器B．游标卡尺C．米尺寸D．直流电源2.要达到“测定金属的电阻率”的目的，必须测出的物理量有（）A．金属丝的长度B．金属丝的直径C．金属丝两端的电压D．金属丝中的电流3.在做“测定金属的电阻率”实验时，下列操作中正确的是（）A.用米尺反复测量三次导线的总长，求出其平均值，然后将导线接入电路.B.估计待测金属导线的电阻的大小，选择合适的仪器和实验电路. C．实验时电流的大小，通电时间的长短，不会影响测量的准确性. D．用伏安法测电阻时，为了减小实验误差，应改变滑动变阻器连入电路的电阻值，测出多组电流、电压值，计算出多个电阻值，求出其平均值.4.伏安法测定一段电阻值约为5Ω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（6V，内阻1Ω）；B ．电流表（03A ，内阻0.1Ω）；C ．电流表（00.6A ，内阻→0.5Ω）；D ．电压表（03V ，内阻→3kΩ）；E ．电压表（015V ，内阻→15kΩ）；F.滑动变阻器（020Ω，额定电→流1A）；G.滑动变阻器（02000Ω，额定→电流0.1A）；H．电键、导线.1）上述器材中应选用的是（填写各器材的字母代号）2）实验电路应采用电流表接法（填“内”或“外”）.六、课后反思1.在连接仪器的过程中，最好先按照电路图的顺序将仪器摆放好，然后进行连接，有的学生在连接过程中，仪器摆放混乱，分不清正负接线柱，致使导线接反，容易损坏电表。
测量金属丝的电阻率教案
测量金属丝的电阻率教案
一、教学目标
1.理解电阻率的概念和物理意义。
2.掌握电阻率的计算公式以及与电阻、横截面积和长度之间的关系。
3.掌握实验原理和实验步骤，能够通过实验测量金属丝的电阻率。
4.培养学生的实验操作能力和数据分析能力。
二、教学重点
1.电阻率的计算公式和物理意义。
2.实验原理和实验步骤。
3.实验操作和数据处理。
三、教学难点
1.理解电阻率与电阻、横截面积和长度之间的关系。
2.掌握实验操作技巧和数据处理方法。
四、教学用具
1.金属丝、电源、电阻箱、导线等实验器材。
2.万用表、螺旋测微器等测量工具。
3.黑板、粉笔等教学用具。
五、教学过程
1.导入新课：通过伏安法测量金属丝的电阻，引出电阻率的计算公式和物理意义。
2.新课教学：讲解电阻率的定义、计算公式和物理意义，并通过实验演示测量金属丝的电阻率。
3.巩固练习：让学生自己动手进行实验操作，记录实验数据，并计算金属丝的电阻率。
4.归纳小结：总结实验原理、实验步骤和数据处理方法，强调重点和难点。
六、教学反思
1.通过对实验数据的分析，加深学生对电阻率和电阻、横截面积和长度之间关系的理解。
2.引导学生自己动手进行实验操作，提高学生的实验操作能力和数据分析能力。
3.在教学过程中，应注重学生的参与和互动，激发学生的学习兴趣和积极性。
测量金属丝的电阻率教案
测量金属丝的电阻率教案教案：测量金属丝的电阻率一、教学目标1.了解电阻率的概念及其在电学中的重要性；2.掌握测量金属丝电阻率的基本原理和方法；3.培养学生观察、实验设计和数据分析等能力。
二、教学准备1.实验器材：金属丝、直流电源、电流表、电压表、电阻箱、导线等；2.实验器材：电阻率计算公式、实验报告书等。
三、教学过程1.导入（10分钟）通过图片或实物展示不同材质的金属丝，引导学生思考金属丝的特性以及金属导电的原因，并引出电阻率的概念。
2.理论讲解（15分钟）a.概念介绍：电阻率是材料抵抗电流流动的能力的物理量，用ρ表示，单位为Ω·m。
它与材料的导电性能密切相关，是材料本身的属性。
b.计算公式：电阻率ρ=RA/l，其中R为电阻，A为金属丝的横截面积，l为金属丝的长度。
c.电阻与电流、电压的关系：R=V/I，其中R为电阻，V为电压，I 为电流。
3.实验操作（40分钟）a.实验前的准备工作：(1)将金属丝拉直并固定在导线上。
(2)接通直流电源，连接电流表、电压表、电阻箱，调节电阻箱的阻值为适当范围。
b.实验操作步骤：(1)将电流表接入电路，调节电流大小为恒定值。
(2)读取电压表和电流表的示数。
(3)记录不同电流对应的电压数据。
c.实验注意事项：(1)确保金属丝表面清洁，避免对实验曲线产生影响。
(2)电阻箱阻值应选择适当范围，保证测量精度。
4.实验数据处理（30分钟）a.根据实验数据计算每组实验的电阻值，以及金属丝的横截面积和长度。
b.画出电流-电压曲线，并根据曲线拟合求出斜率k。
c.利用公式ρ=RA/l和R=V/I，计算电阻率ρ。
5.讨论和总结（15分钟）学生展示实验数据和计算结果，并进行讨论。
a.比较不同金属丝的电阻率，讨论导电性能的差异。
b.探究金属丝长度、横截面积对电阻率的影响。
c.总结测量金属丝电阻率的基本原理和方法。
6.实验报告书撰写（20分钟）要求学生根据实验结果和讨论内容撰写实验报告书。
高中物理实验-测定金属的电阻率教案
实验：测定金属的电阻率[教学目标]一、知识目标1、初步掌握伏安法测电阻的原理和方法，初步接触电路和器材的选择。
2、熟练掌握螺旋测微器的读数。
3、掌握测定金属电阻率的原理和方法。
二、能力目标1、学会使用常用电学仪器及正确读数，学会根据原理电路连接实物电路，培养学生动手操作能力和运用理论知识解决实际问题的能力。
2、学会正确使用螺旋测微器。
3、在实验过程中培养和提高整体学生的实验素质。
三、德育目标1、建立融洽的师生关系，培养学生间相互协作的精神。
2、培养学生遵守纪律、爱护实验器材和设备的良好习惯，培养学生严紧求实的科学态度。
[教学重点]（1）测定金属电阻率的原理；（2）螺旋测微器的使用和读数；（3）对学生实验过程的指导。
[教学难点]（1）螺旋测微器的读数；（2）实验中的重要注意事项。
[教学方法]学生分组实验[教具]多媒体[教学设计]实验：测定金属的电阻率实验目的：学会用伏安法测量电阻的阻值，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=RS /L =πd 2R /4L 实验器材：金属丝、千分尺、安培表、伏特表、（3伏）电源、（20Ω）滑动变阻器、电键一个、导线几根【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻5~10欧之间为宜，在此前提下，电源选3伏直流电源，安培表选0 0.6安量程，伏特表选0 3伏档，滑动变阻器选0 20欧。
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 =πD 2/4.（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 。
（3）根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1，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。
高中物理 第3章 恒定电流 实验：测定金属的电阻率教学
实验：测定金属的电阻率一、实验目的1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法。
2．练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻。
3．测定金属的电阻率。
二、实验原理1．电阻率的测定原理(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1所示。
图1(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 ＝πd 24。
(3)由电阻定律R ＝ρl S ，得ρ＝RS l ＝πd 2R 4l ＝πd 2U 4lI，求出电阻率。
2．伏安法测电阻的两种电路 类别电流表内接法 电流表外接法 电路图误差分析 电压表示数U V ＝U R ＋U A ＞U R电流表示数I A ＝I RR 测＝U V I A ＞U R I R＝R 真 电压表示数U V ＝U R误差来源于电流表的分压作用 电流表示数I A ＝I R ＋I V ＞I R R 测＝U V I A ＜U R I R ＝R 真 误差来源于电压表的分流作用适用条件R ≫R A R ≪R V三、实验器材 被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干。
四、实验步骤1．用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录。
2．将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l (即有效长度)，反复测量三次，并记录。
3．依照图2中所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大。
图24．电路经检查无误后，闭合开关S ，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值；记入记录表格内，断开开关S 。
5．整理好实验器材，实验结束。
五、数据处理1．根据记录结果，计算出金属丝的直径d 和长度l 的平均值。
2．根据记录的I 、U 值，计算出金属丝的平均电阻值R 。
3．将测得R 、l 、d 的值，代入电阻率计算公式ρ＝RS l ＝πd 2R 4l中，计算出金属丝的电阻率。
高考物理-第3单元-实验：测定金属的电阻率课件
2．用米尺测量金属丝的长度 l，用螺旋测微器测量 金属丝的直径，算出横截面积 S.
3．利用电阻定律 R＝ρSl ，得出金属丝电阻率的公式 ρ＝RlS.
• 三、实验器材
• 金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压 表、电流表、直流电源、电键、滑动变阻 器、导线若干．
• 四、实验步骤
• 1．用螺旋测微器在被测金属导线上三个 不同的位置各测一次直径，求出其平均值 d.计算出导线的横截面积S.
• (三)游标卡尺的原理及使用
• 1．构造
• 主要部分是一条主尺和一条可以沿着主尺 滑动的游标尺，也称游标．如图5所示．
• 2．原理
• 游标共有n个分格，而n个分格的总长和主 尺的(n－1)个分格的总长相等．设主尺每 个分格的长度为y，游标每个分格的长度 为x，则有nx＝(n－1)y.
主尺与游标每个分格之差 y－x＝ny为游标卡尺的 最小读数值，即游标卡尺的精确度．各种规格的游标卡 尺上，游标尺的分度数 n 是不同的，如 0.1 mm 规格的 游标卡尺，n 为01.1＝10；0.05 mm 规格的游标卡尺，n 为0.105＝20.
第三单元 实验：测定金属的电阻率
• 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；
• 2．掌握螺旋测微器的使用和读数方法；
• 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 1．把金属丝接入电路中，用伏安法测导线的电阻 R(R ＝UI )．电路原理如图 1 所示．
• 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
• 4．测金属丝直径一定要选三个不同部位 进行测量．
• 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．
高三物理复习《测量金属的电阻率》教学设计新部编版
精选教课教课方案设计| Excellent teaching plan教师学科教课方案[ 20–20学年度第__学期]任教课科： _____________任教年级： _____________任教老师： _____________xx市实验学校高三物理复习《丈量金属的电阻率》教课方案课型：实验复习课一、教课方案的理念：依据新课程理论和新课标的要求，侧重表现教师的主导性与学生的主体性，让学生自己剖析问题、解决问题，让学生成为讲堂的主人，详细内容以下：㈠关注学生的学习过程、方法以及感情、态度、价值观。
讲堂教课中，不再过分侧重知识的教授，而是使学生获取悉识与技术的同时，学会学习，赐予学习方法上的指导。
㈡指引和培育学生主动参加学习和管理的意识与能力，改变那种教师讲学生听，教师授课本，学生记笔录的被动教与学的场面，代之以学生踊跃参加学习活动，㈢努力创建一种民主、和睦的讲堂气氛。
只有这样，学生才能勇敢想象，踊跃思想，敢于怀疑，学生的创新精神才能获取培育。
二、教课任务剖析：本节课对学生的要求较高，既要会用螺旋测微器测金属丝的直径，又要会正确使用电流表和电压表，在会用仪器的基础上，还要能连结电路，并进行数据的剖析与办理，这节课的成功与否也关系到对伏安法测电阻偏差剖析的理解程度，同时对此后的电学实验复习也会打下优秀的基础。
三、学生学习心理特色剖析：学生对实验的兴趣较高，但常常缺少仔细的态度，同时初中的思想习惯还在脑筋中作乱，把电表都看作理想的，这会成为学生正确连结电路以及剖析数据的阻碍，但只需正确的指引，抓住学生对实验课的热忱，仍是能够达到优秀教课成效的。
四、教课方式的建立讲堂教课是培育学生创新精神的指引和实践能力的主要门路，为此，我采纳自主、探究、合作的教课方式，指引学生依据实验原理选择器械，确定仪器的精准程度，用伏安法测电阻时，经过学生间的研究议论，确定安培表是内接仍是外接，变阻器是分压式接法仍是限流式接法，学生在踊跃投入讲堂教课的过程中学到知识，获取了能力。
高考物理一轮：实验(7)《测定金属的电阻率》教学案(含答案)
实验七测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)前期准备·明确原理——知原理 抓住关键【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．掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。
3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。
【实验原理】由电阻定律R ＝ρL S 得ρ＝R S L。
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 ＝π⎝⎛⎭⎫d 22，直径d 可由螺旋测微器测出。
【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。
【仪器、仪表的读数】1．螺旋测微器(1)原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm ，即旋钮每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5 mm ，而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格，测微螺杆前进或后退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。
(2)读数：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 )。
2．游标卡尺(1)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 1 mm 。
(2)读数：若用x 表示由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线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x ＋K ×精确度)mm 。
3．常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可。
(1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。
高中物理实验测定金属的电阻率教案
高中物理实验测定金属的电阻率教案篇一：河北省高中物理实验10测定金属的电阻率第二部分高中物理实验物理选修3-1实验10测定金属的电阻率1.学习伏-安法测电阻，掌握测定金属电阻率的方法。
2.复习螺旋测微器的使用。
3.研究由于电表的接入而造成的系统误差及克服方法。
伏特表，安培表，直流电源，滑动变阻器，螺旋测微器，米尺，金属电阻丝（50cm—100cm），电键及导线。
根据电阻定律，一段金属丝的电阻值:LR=（1）S其中L为金属丝长度，S为横截面积，为金属电阻率，这是一个用来表示物质电阻特性的物理量，电阻率反映了物质对电流阻碍作用的属性。
电阻率大则说明这种材料的导电性能差，电阻率小则说明这种物质的导电性能好。
如铜和铝的电阻率分别为0.017欧·毫米2/米和0.028欧·毫米2／米(在200C)，而绝缘体的电阻率非常大，其数量级一般都在1012-1022欧·毫米2/米之间。
例如常用的绝缘材料硬橡胶其电阻率为1019-1022欧·毫米2/米。
必须指出的是电阻率不仅与导体的材料有关，还和导体的温度有关。
一般温度升高时电阻率随之增大，从而使导体的电阻值变大。
这种效应在导体中通过电流使导体升温时尤为明显。
例如220伏，100瓦的白炽灯泡，其热电阻为484欧姆，而不通电时的冷电阻只有40欧姆左右。
从（1）式可导出RS（2）L由（2）式可以看出，如果测出某金属丝的长度、横截面积和对应的电阻值，就可以计算出这种材料的电阻率。
对于给定的电阻丝（实际上是一段合金电阻丝），我们用米尺量出其长度，用螺旋测微器测出它的直径代入公式S=D/4，然后计算出其横截面积，用欧姆定律R=U/I计算出电阻。
把测量出的物理量代入公式（2），可求出电阻丝的电阻率。
测电阻的方法是通过伏特表和安培表测出加在电阻丝两端的电压和流过电阻丝的电流，然后借助于欧姆定律间接求出的，所以称为“伏—安法测电阻”。
121.用螺旋测微器测金属丝直径可以提高测量的精确度，可以读到毫米的千分位。
电学实验一 测定金属的电阻率教学设计及学案
电学实验一测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)教学设计一、教学目的1、掌握一种测定金属电阻率的方法2、会使用螺旋测微器进行读数3、培养理论联系实际的能力二、学情分析：学生对实验的兴趣较高，但往往缺乏认真的态度，同时初中的思维习惯还在头脑中作怪，把电表都当作理想的，这会成为学生正确连接电路以及分析数据的障碍，也会对实验中的误差分析形成干扰，因此在高三的实验复习中只要正确的引导，抓住学生对实验课的热情，有针对性地不断向学生强化各个电学实验的要点和注意事项。
三、教学方法1、主体引导法：高三的实验复习课没有大多的时间给学生从基础开始复习实验，所以老师作为实验复习课的主体引导学生从知识的体系去复习。
2、讨论法：测量金属电阻率的实验电路设计有四种，通过讨论复习电流表的“内接法”、“外接法”、滑动变阻器的“分压式”、“限流式”接法，通过学生的讨论，加深学生对电路设计的掌握程度。
四、教学重点和难点重点：伏安法测电阻难点：实验电路的设计五、教学过程详见下页《电学实验一测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)学案》六、教学流程图一、实验目的：(1)掌握电流表、电压表的使用原则和读数方法，掌握滑动变阻器在电路中的两种常用的连接方式。
(2)学会使用螺旋测微器，并会读螺旋测微器的读数．(3)理解伏安法测电阻的原理及如何减小误差．(4)间接测定金属的电阻率．二、实验原理：由电阻定律R= 可知，金属的电阻率为ρ= ，因此，由金属导线的长度l、横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R= ，便可求出制成导线的金属的电阻率ρ = ．三、实验前知识准备1、螺旋测微器的构造原理及读数1）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．2）读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出.测量值(毫米)＝ (毫米)＋×0.01(毫米)2、游标卡尺1）常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10、20、50。
测量金属电阻的电阻率教案
测量金属电阻的电阻率教案11.教学目标知识与技能目标：1)能通过实验探究，得出导体电阻与其影响因素的定量关系;2)深化对电阻的认识，掌握电阻定律，并能进行简单的应用。
3)掌握电阻率的概念，知道温度对电阻率的影响。
点评：在课程标准中，有关《电阻定律》的“知识与技能”目标是：通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。
这里有一个非常重要的水平动词——“知道”，属于知识目标中四个水平中的最低水平。
但教师给出的目标中“掌握电阻定律”、“掌握电阻率的概念”都是第三层级的水平要求，远远超出了课程标准对《电阻定律》的知识要求。
对于非学科重点知识，将教学要求提到如此的高度是没有太大的意义的。
2.教学过程1)引入新课同学们学习了电阻的定义式R=U/I，电阻与U和I没有关系，只与导体本身的因素有关。
根据已有的知识，同学们可以猜出：电阻与导体的材料、长度、横截面积有关。
本节课我们就通过实验，探究它们之间的定量关系。
2)方案交流学生提出两种方案，一种是将几种不同的金属丝串联，控制电流不变，研究电压、导体的某一属性和电阻之间的关系;一种是将几种不同的金属丝并联，控制电压不变，研究电流、导体的某一属性和电阻之间的关系。
经过讨论，师生决定采用串联的方式实施测量，和书本上的要求相一致。
教师在这里着重引导学生分析每一次测量需要注意的问题，明确每一次操作应注意的事项，电压表示数的意义，让学生出充分认识到控制变量在本实验中的意义。
3)学生实验根据学生的方案实施实验。
在实验的过程中，教师特别强调的一个要求，就是让学生自己设计实验记录表格，将测量得到的数据记录在自己设计的表格中。
点评：科学探究是由多个环节组成的系列活动，要让学生经历一次比较简单但环节完整的科学探究过程，一般情况下总要一两个小时的时间。
在有限的课堂时间内，师生是很难做到这一点的。
怎样解决这一问题呢?这位老师给我们提供了一个很好的思路，即去掉一些环节，突出某些环节，实现课堂教学的有限开放。
测定金属的电阻率教学案
学科 课型 知识盘点 1. 测定金属电阻率的实验原理是什么？ 物理 复习 编制人 课题 教学过程设计 张树源 审核人 刘晓东 教学案编号 测定金属的电阻率
2. 实验中如何测定细金属丝电阻？ 实验中如何测定金属丝长度？ 实验中如何测定金属丝直径？ 3. 本实验中误差来源有哪些？ 4. 本实验中如何减小误差？ 5. 实验中为何要在每一组数据读完毕后尽快断开电键？
6
E．电源（3V，内阻不计）
乙
甲
（1）为了选择比较合适的测量方法，以便提高测量精度，先用多用表的欧姆挡粗略测量 待测金属丝的电阻。现将多用表的选择开关置于“×1”挡，按正确的步骤进行操作，表盘示 。 数如图甲所示，则电阻 RX 的粗略值为 （2）实验时，先用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径，如图乙所示是某次测量 时的情况，读数为 mm。 （3）若要求在实验中金属丝两端的电压从 0 开始变化，测量金属丝电阻的误差尽量小， 请在下面的虚线框中设计出符合要求的电路图。
考点突破 实验目的： 1.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法 2.掌握电流表电压表和滑动变阻器的使用方法及读数方法 3.学会用伏安法测量电阻的阻值，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，用螺旋测微器测导线的直径，用伏安法测导线的电阻，根 据电阻定律，金属的电阻率。 实验器材：被测金属导线、米尺、螺旋测微器、电流表、电压表、直流电源、电键、滑动变阻器导线若干。 实验步骤： 1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值 d；
U ， I
实际电流表示数为 IR+IV。测得 Rx 值比真值小。当 Rv 值越大，Iv 越小，电流表示数越接近 IR，当 RV>>Rx 时，测量值 Rx 比较准值。这种接法（电流表外接法）适宜测量 电阻。 （填写较大或较小） 电
测定金属的电阻率(高三,课程教案).docx
实验七测定金属的电阻率 (练习使用螺旋测微器 )一、螺旋测微器的构造原理及读数1．螺旋测微器的构造如图 1 所示是常用的螺旋测微器．它的测砧 A 和固定刻度 B 固定在尺架 C 上．旋钮 D、微调旋钮D′和可动刻度 E、测微螺杆 F 连在一起，通过精密螺纹套在 B 上．图 12．螺旋测微器的原理测微螺杆 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．3．读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出.测量值 ( 毫米 )＝固定刻度数 (毫米 )(注意半毫米刻度线是否露出 ) ＋可动刻度数 (估读一位 )×0.01( 毫米 )二、游标卡尺1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉．(如图 2 所示 )图 22．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．3．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 1 mm. 常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10 个的、 20 个的、 50个的，其读数见下表：游标尺每小格与主尺精度总刻度刻度总长1 格1 (mm)格数 n度 (mm)n(1 mm)相差1090.10.1 20190.050.05 50490.020.02测量长度 L＝ N1＋k (mm)(游n标尺上第 k 格与主尺上的刻度线对齐时) N(主尺上读的1整毫米数 )＋k10 N(主尺上读的1整毫米数 )＋k20 N(主尺上读的1整毫米数 )＋k50三、伏安法测电阻1．电流表、电压表的应用电流表内接法电流表外接法电路图误差电流表分压电压表分流原因U 测＝ U x＋ U A I 测＝ I x＋ I VU 测U测R x R V电阻R 测＝I测AR测＝I测＝R x＋ R V<R x ＝ R x＋ R> R x测量值测量值大于真实值测量值小于真实值适用条件R A? R x R V? R x大内偏大 (大电阻用内接法小外偏小(小电阻用外接法口诀测量，测量值偏大)测量，测量值偏小)2．伏安法测电阻的电路选择(1) 阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x较小，宜采用电流表外接法；若R x较大，宜采用电流表内接法．(2)临界值计算法R x<R V R A时，用电流表外接法；R x>R V R A时，用电流表内接法．(3) 实验试探法：按图 3 接好电路，让电压表一根接线柱P 先后与 a、 b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数图 3有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．四、测量金属的电阻率实验目的1．掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法．2．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．3．会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率．,.实验原理l RSl，横截面积 S 和金属丝的电阻R，由 R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度S l即可求出金属丝的电阻率ρ.(1) 把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝U)．电路原理图如图 4 所示．I(2) 用毫米刻度尺测量金属丝的长度l，用螺旋测微器量得图 4金属丝的直径，算出横截面积S.RS(3) 将测量的数据代入公式ρ＝求金属丝的电阻率．l点拨因为本实验中被测金属丝的电阻值较小，所以实验电路采用电流表外接法．实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器( 阻值范围 0 ～50Ω)、电池组、开关、被测金属丝、导线若干．实验步骤1．直径测定：用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其πd 2平均值 d ，计算出导线的横截面积S＝.42．电路连接：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，求其平均值l.4．U、I测量：把滑动变阻器的滑动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，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和 U 的值，填入记录表格内，断开开关S，求出金属导线电阻 R 的平均值．5．拆除电路，整理好实验器材．数据处理1．在求R的平均值时可用两种方法U(1)用 R＝I分别算出各次的数值，再取平均值．(2)用 U－ I 图线的斜率求出．Sπd2U2．计算电阻率：将记录的数据R、 l、 d的值代入电阻率计算式ρ＝R＝.l 4 lI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也会带来偶然误差．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．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 ～0.6 A 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 ＝ U / I 算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象 (U － I 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．实验改进在本实验中， 由于电表内电阻的影响， 从而使金属导线电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差．1．等效替换法连接电路如图 5 所示 R 为电阻箱， R x 为待测电阻，通过调节电阻箱 R ，使单刀双掷开关S 分别接 1 和 2 时，电流表中的电流示数相同，则表明Rx ＝ ，即可测出 x .RR2．附加电阻法连接电路如图 6 所示，1 为一阻值较大的固定电阻， x 为待测RR电阻．(1)S 2 断开，闭合S 1，调节变阻器 R ，使电流表、电压表都有一个适当读数，记下两表读数I 1、 U 1 .(2) 保持变阻器 R 不变，再闭合 S 2，记下两表的读数 I 2、 U 2 .U 1 U 2(3) 待测电阻 R x ＝ －.I1I2图 5图 6,.考点一游标卡尺、螺旋测微器的读数游标卡尺的读数应注意以下几点：(1)看清精确度例如 (图 7)图7易错成 11 ＋ 4×0.1 mm ＝ 11.40 mm正确的应为11.4 mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零．例如 (图 8),.图 8易错成 10 ＋ 12 ×0.05 mm＝10.6 mm，正确的应为10.60 mm(2)主尺上的单位应为厘米主尺上标识的 1 、2 、3 等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是 1 mm.例如 (图 9)图 9易错成 (5 ＋ 4 ×0.05) mm＝5.20 mm正确的应为 (50 ＋ 4 ×0.05) mm＝50.20 mm(3)区分零刻度与标尺最前端例如 (图 10)图 10易错成 13 ＋ 10 ×0.05 mm＝13.50 mm正确读数为14 ＋10 ×0.05 mm＝14.50 mm例 1 (1) 如图 11 所示为一种游标卡尺，它的游标尺上有20 个小的等分刻度，总长度为19 mm. 用它测量某物图 11体长度时，游标卡尺示数如图所示，则该物体的长度是 ___________ cm.(2) 如图 12 所示为使用螺旋测微器测量某金属丝直径的示意图，则该金属丝的直径为________ mm.,.图12考点二对实验的理解与应用例 2在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图13 所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为 5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．(1) 从图中读出金属丝的直径为 ________mm.图 13(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A ．电压表 0 ～ 3 V ，内阻 10 k ΩB．电压表0 ～ 15 V ，内阻 50 k ΩC．电流表0 ～ 0.6 A ，内阻 0.05ΩD ．电流表0～ 3 A ，内阻 0.01ΩE．滑动变阻器0～ 10 ΩF．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 ________． (填序号 )②实验中某同学的实物接线如图14 所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．,.图 14错误 1 ：；错误 2__________________________________________________________________.仪器选择的基本思路(1)优先考虑安全因素：各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流(或电压 )不能超过其允许的最大电流(或电压 ) ．实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流(一般应假设变阻器采用限流接法时进行估算)．如：用伏安法作出标有“ 6 V ， 0.6 W ”字样的小灯泡的U－ I 图线，则实际加在灯泡两端的电压的最大值不能超过 6 V.(2) 考虑读数误差因素：1一般要求各电表的实际读数不小于其量程的，以减小读数误差．3(3)仪器选择的一般步骤：①首先选择唯一性的器材；②粗画电路图 (暂不接电流表和电压表 )；③估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材．考点三伏安法测电阻率 (仪器选取及电路设计 )例 3某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：A ．电池组 (3 V ，内阻约 1 Ω)B．电流表 A 1 (0 ～ 3 A ，内阻 0.012 5Ω)C．电流表 A 2 (0 ～ 0.6 A ，内阻约 0.125Ω)D ．电压表V1 (0 ～ 3 V ，内阻 4 k Ω)E．电压表V 2(0 ～15 V ，内阻 15 k ΩF．滑动变阻器R1(0～20Ω，允许最大电流 1 A)G．滑动变阻器R2(0～2 000Ω，允许最大电流0.3 A)H．开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用 ____________填(写仪器前字母代号 )．(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻 R x在组成测量电路时，应采用安培表________接法，将设计的电路图画在下面虚线框内．(3) 若用螺旋测微器测得金属丝的直径 d 的读数如图15 ，则读为____mm.(4) 若用L表示金属丝的长度， d 表示直径，测得电阻为R，请图 15写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝______.四、用等效替代法测电表的内阻原理与方法如图 16 所示，先让待测电表与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表中示数仍为I，则电阻箱的读数即等于待测电表的内阻．图 16仪器选择等效替代法测量电流表内阻时选择的电流表量程应与待测电流表量程相近；测量电压表内阻时可根据电压表的量程与内阻的大小选择电流表的量程．例 4 (2011 ·新课标全国·22) 为了测量一微安表头 A 的内阻，某同学设计了如图17 所示的电路．图中， A 0是标准电流表，R0和 R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S 和 S1分别是单刀双掷开关和单刀开关， E 是电池．完成下列实验步骤中的填空：图17(1)将 S 拨向接点 1 ，接通 S1，调节 ________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时 ________的读数I；(2)然后将 S 拨向接点 2，调节 ________，使 ________，记下此时R N的读数；(3)多次重复上述过程，计算 R N读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．测定金属的电阻率（随堂练习）1． (2010 ·安徽理综·21( Ⅰ ))(1) 在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图18(a) 所示，读数为________mm.(2) 在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20 分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图 (b) 所示，读数为________cm.(a)(b)图18,. 2．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：(1)用 20 分度的游标卡尺测量其长度如图19 甲所示，可知其长度为________ mm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为________ mm；甲乙图19(3)用多用电表的电阻“× 10 ”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图 20 ，则该电阻的阻值约为 ________ Ω；图20(4)为更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻 R电流表 A 1 (量程 0～ 3 mA ，内阻约 50Ω)电流表 A 2(量程 0～ 15 mA ，内阻约 30Ω)电压表 V 1(量程 0～3 V ，内阻约 10 k Ω)电压表 V 2(量程 0～15V ，内阻约 25 k Ω)直流电源E(电动势4V，内阻不计 )滑动变阻器R1(阻值范围0～15Ω)滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ)开关 S，导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出测量用的正确电路图，并标明所用器材的代号．,.3.某同学设计了一个监测河水电阻率的实验．他在一根内径d ＝8.00mm的均匀玻璃管两端装上橡胶塞和电极，如图21，两电极相距L＝ 0.314 m ，其间充满待测的河水．他先用多用电表“× 1 k ”欧姆挡粗测管内水柱的电阻R，如图22， R＝________Ω.图21图 22为提高精度，他又用以下仪器：电压表(3 V,15 V,300 k Ω)、电流表 (300滑动变阻器 (1 k Ω)、电源 (12 V ， 6 Ω)及开关和导线若干．实验电路如图μA,50Ω)、23 ，通过多次实验测量，测出每次实验水柱电阻对应的U、I 值，并在图24U－ I 图象中描出如图所示的包括(0,0) 点在内的9 个点表示他测得的9 组 (U，I)值．图23,.图24通过对 U－ I 图线分析求出水柱的电阻R＝________Ω.(保留两位有效数字)4． 2010 年诺贝尔物理学奖授予两位俄裔科学家，以表彰他们在石墨烯材料开发领域的“突破性研究” ．石墨烯可来源于铅笔芯，某校A、 B两个兴趣小组想探究铅笔芯的电阻率，他们在老师的指导下各自选取一段长为L、横截面积为S 的粗细均匀的铅笔芯，根据所学知识设计了不同的方案进行如下实验：(1)A 组方案：实验电路如图25 所示 ( 整根铅笔芯连在电路中)．主要步骤如下，请完成相关问题：图25a ．图 26 是该方案所用器材的实物图，图中已连好部分导线，请用笔画线代替导线将电路图补充完整．图26b ．实验中测出多组U、 I数据；c．将测量数据描在图27 所示的坐标纸上．请在图中完成该铅笔芯的U－ I图线，并根据图线求出其电阻值R＝________Ω.,.图27RSd ．由ρ＝L求得铅笔芯的电阻率．(2)B 组方案：实验电路如图28 所示．主要步骤如下，请完成相关问题：图28a ．闭合开关S1，单刀双掷开关S2扳到“ 1 ”位置，调节变阻器R′，使电压表为某一适当的读数，测量并记下金属滑环到铅笔芯左端O 点的距离 L1；b ．保持R′不变，开关 S2扳到“ 2 ”位置，调节电阻箱R，使电压表的读数与开关S2位于“ 1 ”位置时相同，此时电阻箱各旋钮情况如图29 所示，则这段长度为L1的铅笔芯的电阻值为________Ω.图29c．移动金属滑环，重复 a 、b 步骤．记下多组R、L 数据，画出R－ L 图线，求出该,.铅笔芯的电阻率．(3) 从电压表内阻对实验结果的影响考虑，较合理的方案是________组(填“ A ”或“B”)．,.答案课堂探究例1 (1)1.050 (2)0.260例 2 (1)0.680(2) ①A C E②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上错误2：采用了电流表内接法例 3 (1)ACDFH(2) 外πRd2(3)0.900(4)4L例 4 (1) R标准电流表 (或 A)(2) R标准电流表 (或 A)的读数仍为I(3) 平均00N0值随堂训练1． (1)0.617(0.616～ 0.619) (2)0.6752． (1)50.15(2)4.700(4.698 ～ 4.702)(3)220 (4) 如图所示3． 1.1 ×10 4 1.0 ×10 4(0.96 ×10 4～ 1.5 ×10 4均正确 )4． (1)a. 电路图如图所示c．U－I图线如下图所示,.5． 0(2)b.2.8(3)B。
高中物理_ 测金属丝的电阻率教学设计学情分析教材分析课后反思
《测定金属的电阻率》教学设计
滑动变阻器、电键、和足够的导线外，还需要下列哪些实验器材（）A．螺旋测微器 B．游标卡尺
C．米尺寸 D．直流电源
2．要达到“测定金属的电阻率”的目的，必须测出的物理量有（）A．金属丝的长度 B．金属丝的直径
C．金属丝两端的电压 D．金属丝中的电流
3．在做“测定金属的电阻率”实验时，下列操作中正确的是（）
A．用米尺反复测量三次导线的总长，求出其平均值，然后将导线接入电路.
B．估计待测金属导线的电阻的大小，选择合适的仪器和实验电路. C．实验时电流的大小，通电时间的长短，不会影响测量的准确性. D．用伏安法测电阻时，为了减小实验误差，应改变滑动变阻器连入电路的电阻值，测出多组电流、电压值，计算出多个电阻值，求出其平均值.
4.伏安法测定一段电阻值约为5Ω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（6V，内阻1Ω）；
B．电流表（0→3A，内阻0.1Ω）；
C．电流表（0→0.6A，内阻0.5Ω）；
D．电压表（0→3V，内阻3kΩ）；
E．电压表（0→15V，内阻15kΩ）；
F．滑动变阻器（0→20Ω，额定电流1A）；
G．滑动变阻器（0→2000Ω，额定电流0.1A）；。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验七测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)一、螺旋测微器的构造原理及读数1．螺旋测微器的构造如图1所示是常用的螺旋测微器．它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上．旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上．图12．螺旋测微器的原理测微螺杆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．3．读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出.测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)二、游标卡尺1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉．(如图2所示)图22．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．3．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1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：游标尺精度1n(mm)测量长度L＝N ＋k1n(mm)(游标尺上第k格与主尺上的刻度线对齐时)总刻度格数n 刻度总长度(mm)每小格与主尺1格(1 mm)相差1090.10.1N(主尺上读的整毫米数)＋110k20190.050.05N(主尺上读的整毫米数)＋120k50490.020.02N(主尺上读的整毫米数)＋150k三、伏安法测电阻1．电流表、电压表的应用电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测＝U x＋U A电压表分流I测＝I x＋I V电阻测量值R测＝U测I测＝R x＋R A>R x测量值大于真实值R测＝U测I测＝R x R VR x＋R V<R x测量值小于真实值适用条件R A≪R x R V≫R x口诀大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小)2(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x较小，宜采用电流表外接法；若R x较大，宜采用电流表内接法．(2)临界值计算法R x<R V R A时，用电流表外接法；R x>R V R A时，用电流表内接法．图4(3)实验试探法：按图3接好电路，让电压表一根接线柱P 先后 与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数 图3 有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．四、测量金属的电阻率实验目的1．掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法．2．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． 3．会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率．实验原理由R ＝ρl S 得ρ＝RSl ，因此，只要测出金属丝的长度l ，横截面积S 和金属丝的电阻R ，即可求出金属丝的电阻率ρ.(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R (R ＝UI)．电路原理图如图4所示． (2)用毫米刻度尺测量金属丝的长度l ，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S . (3)将测量的数据代入公式ρ＝RSl求金属丝的电阻率． 点拨 因为本实验中被测金属丝的电阻值较小，所以实验电路采用电流表外接法． 实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω)、电池组、开关、被测金属丝、导线若干． 实验步骤1．直径测定：用螺旋测微器在被测金属导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 ＝πd 24.2．电路连接：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，求其平均值l .4．U 、I 测量：把滑动变阻器的滑动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 ，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，填入记录表格内，断开开关S ，求出金属导线电阻R 的平均值．5．拆除电路，整理好实验器材． 数据处理1．在求R 的平均值时可用两种方法(1)用R ＝UI 分别算出各次的数值，再取平均值．(2)用U －I 图线的斜率求出．2．计算电阻率：将记录的数据R 、l 、d 的值代入电阻率计算式ρ＝R S l ＝πd 2U4lI .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也会带来偶然误差． 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． 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0～0.6 A 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 ＝U /I 算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(U －I 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． 实验改进在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属导线电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差． 1．等效替换法连接电路如图5所示R 为电阻箱，R x 为待测电阻，通过调节 电阻箱R ，使单刀双掷开关S 分别接1和2时，电流表中的电流示数相同，则表明R x ＝R ，即可测出R x . 图5 2．附加电阻法连接电路如图6所示，R 1为一阻值较大的固定电阻，R x 为待测电阻．(1)S 2断开，闭合S 1，调节变阻器R ，使电流表、电压表都有一 个适当读数，记下两表读数I 1、U 1.(2)保持变阻器R 不变，再闭合S 2，记下两表的读数I 2、U 2. 图6 (3)待测电阻R x ＝U 1I 1－U 2I 2.考点一 游标卡尺、螺旋测微器的读数游标卡尺的读数应注意以下几点： (1)看清精确度 例如(图7)图7易错成11＋4×0.1 mm＝11.40 mm正确的应为11.4 mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零．例如(图8)图8易错成10＋12×0.05 mm＝10.6 mm，正确的应为10.60 mm(2)主尺上的单位应为厘米主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm.例如(图9)图9易错成(5＋4×0.05) mm＝5.20 mm正确的应为(50＋4×0.05) mm＝50.20 mm(3)区分零刻度与标尺最前端例如(图10)图10易错成13＋10×0.05 mm＝13.50 mm正确读数为14＋10×0.05 mm＝14.50 mm例1(1)如图11所示为一种游标卡尺，它的游标尺上有20个小的等分刻度，总长度为19 mm.用它测量某物图11 体长度时，游标卡尺示数如图所示，则该物体的长度是___________ cm.(2)如图12所示为使用螺旋测微器测量某金属丝直径的示意图，则该金属丝的直径为________ mm.图12考点二对实验的理解与应用例2在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图13所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．(1)从图中读出金属丝的直径为________mm. 图13(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A．电压表0～3 V，内阻10 kΩB．电压表0～15 V，内阻50 kΩC．电流表0～0.6 A，内阻0.05 ΩD．电流表0～3 A，内阻0.01 ΩE．滑动变阻器0～10 ΩF．滑动变阻器0～100 Ω①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________．(填序号)②实验中某同学的实物接线如图14所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．图14错误1：________________________________________________________________；错误2__________________________________________________________________.仪器选择的基本思路(1)优先考虑安全因素：各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其 允许的最大电流(或电压)．实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流(一般应假 设变阻器采用限流接法时进行估算)．如：用伏安法作出标有“6 V ，0.6 W ”字样 的小灯泡的U －I 图线，则实际加在灯泡两端的电压的最大值不能超过6 V . (2)考虑读数误差因素：一般要求各电表的实际读数不小于其量程的13，以减小读数误差．(3)仪器选择的一般步骤： ①首先选择唯一性的器材；②粗画电路图(暂不接电流表和电压表)；③估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材．考点三 伏安法测电阻率(仪器选取及电路设计)例3 某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5 Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材： A ．电池组(3 V ，内阻约1 Ω)B ．电流表A 1(0～3 A ，内阻0.012 5 Ω)C ．电流表A 2(0～0.6 A ，内阻约0.125 Ω)D ．电压表V 1(0～3 V ，内阻4 kΩ)E ．电压表V 2(0～15 V ，内阻15 kΩF ．滑动变阻器R 1(0～20 Ω，允许最大电流1 A)G ．滑动变阻器R 2(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A)H ．开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前字母代号)．(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻R x 在组成测量电路时，应采用安培表________接法，将设计的电路图画在下面虚线框内．(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d 的读数如图15，则读 为____mm.(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请图15写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝______.四、用等效替代法测电表的内阻原理与方法如图16所示，先让待测电表与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表中示数仍为I，则电阻箱的读数即等于待测电表的内阻．图16 仪器选择等效替代法测量电流表内阻时选择的电流表量程应与待测电流表量程相近；测量电压表内阻时可根据电压表的量程与内阻的大小选择电流表的量程．例4(2011·新课标全国·22)为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图17所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：图17(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时R N的读数；(3)多次重复上述过程，计算R N读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．测定金属的电阻率（随堂练习）1．(2010·安徽理综·21(Ⅰ))(1)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图18(a)所示，读数为________mm.(2)在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图(b)所示，读数为________cm.(a)(b)图182．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图19甲所示，可知其长度为________ mm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为________ mm；甲乙图19(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图20，则该电阻的阻值约为________ Ω；图20(4)为更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R电流表A1(量程0～3 mA，内阻约50 Ω)电流表A2(量程0～15 mA，内阻约30 Ω)电压表V1(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)电压表V2(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)直流电源E(电动势4V，内阻不计)滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω)滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ)开关S，导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出测量用的正确电路图，并标明所用器材的代号．3. 某同学设计了一个监测河水电阻率的实验．他在一根内径d＝8.00mm的均匀玻璃管两端装上橡胶塞和电极，如图21，两电极相距L＝0.314 m，其间充满待测的河水．他先用多用电表“×1 k”欧姆挡粗测管内水柱的电阻R，如图22，R＝________ Ω.图21图22为提高精度，他又用以下仪器：电压表(3 V,15 V,300 kΩ)、电流表(300 μA,50 Ω)、滑动变阻器(1 kΩ)、电源(12 V，6 Ω)及开关和导线若干．实验电路如图23，通过多次实验测量，测出每次实验水柱电阻对应的U、I值，并在图24 U－I图象中描出如图所示的包括(0,0)点在内的9个点表示他测得的9组(U，I)值．图23图24通过对U－I图线分析求出水柱的电阻R＝________ Ω.(保留两位有效数字) 4．2010年诺贝尔物理学奖授予两位俄裔科学家，以表彰他们在石墨烯材料开发领域的“突破性研究”．石墨烯可来源于铅笔芯，某校A、B两个兴趣小组想探究铅笔芯的电阻率，他们在老师的指导下各自选取一段长为L、横截面积为S的粗细均匀的铅笔芯，根据所学知识设计了不同的方案进行如下实验：(1)A 组方案：实验电路如图25所示(整根铅笔芯连在电路中)．主要步骤如下，请完成相关问题：图25a ．图26是该方案所用器材的实物图，图中已连好部分导线，请用笔画线代替导线将电路图补充完整．图26b ．实验中测出多组U 、I 数据；c ．将测量数据描在图27所示的坐标纸上．请在图中完成该铅笔芯的U －I 图线，并根据图线求出其电阻值R ＝________Ω.图27d ．由ρ＝RSL求得铅笔芯的电阻率．(2)B 组方案：实验电路如图28所示．主要步骤如下，请完成相关问题：图28a．闭合开关S1，单刀双掷开关S2扳到“1”位置，调节变阻器R′，使电压表为某一适当的读数，测量并记下金属滑环到铅笔芯左端O点的距离L1；b．保持R′不变，开关S2扳到“2”位置，调节电阻箱R，使电压表的读数与开关S2位于“1”位置时相同，此时电阻箱各旋钮情况如图29所示，则这段长度为L1的铅笔芯的电阻值为________Ω.图29c．移动金属滑环，重复a、b步骤．记下多组R、L数据，画出R－L图线，求出该铅笔芯的电阻率．(3)从电压表内阻对实验结果的影响考虑，较合理的方案是________组(填“A”或“B”)．答案课堂探究例1 (1)1.050 (2)0.260 例2 (1)0.680 (2)①A C E②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上 错误2：采用了电流表内接法 例3 (1)ACDFH (2)外 (3)0.900 (4)πRd 24L例4 (1)R 0 标准电流表(或A 0) (2)R N 标准电流表(或A 0)的读数仍为I (3)平均值 随堂训练1．(1)0.617(0.616～0.619) (2)0.6752．(1)50.15 (2)4.700(4.698～4.702) (3)220 (4)如图所示3．1.1×104 1.0×104(0.96×104～1.5×104均正确) 4．(1)a.电路图如图所示c ．U －I 图线如下图所示5．0(2)b.2.8 (3)B。