2018物理人教(浙江)选修3-1课件：第二章 恒定电流 实验：探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系

图4
二、仪器的读数及数据处理
例2 利用螺旋测微器、米尺和如图 5 所示的器材 ( 其中 电流表的内阻为1 Ω，电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗 细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率.
(1)用笔画线代替导线，将图5中的器材连接成实物电路，
要求连线不能交叉，电流表、电压表应该选择合适的量
程
(已知电源的电动势为 6 V，滑动变阻器的 答 解 案解析 见 析 阻值为0 ～20 Ω). 图
4.4×10－5 Ω·m (3)该金属丝的电阻率是
.(保留两位
有效数字 答 解)
案 析
由电阻定律得
－3 2 2.20 × 3.14 × 1.850 × 10 RS Uπd －5 ρ＝ l ＝ 4Il ＝ Ω·m ≈ 4.4 × 10 Ω·m. －2 4×0.44×30.50×10
2
3
达标检测
图2
2.实验器材 毫米刻度尺 螺旋测微器、
、电压表、电流表、定值电
.
滑动变阻器 阻、开关及导线、被测金属导线、电池、
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.
(2)连电路：按如图2所示的电路图连接实验电路.
毫米刻度尺 (3)量长度：用
测量接入电路中的被测金属
大 (3)测量l时应测接入电路的金属丝的
微器测量直径d.
线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测
2
题型探究
一、实验原理与操作
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 3 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5 Ω， 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. 0.649(0.647～0.651) 图3
导线的有效长度，重复测量3次，并记录.
最大 (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 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.
4.数据处理
1.在“测定金属的电阻率 ”的实验中需要测出其长度 L、直径d和电阻R. 0.697(0.696,0.698 也对) 答 解 (1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图 8 甲，则 金属丝的直径为
案 析
mm.
图8
螺 旋 测 微 器 的 读 数 为 (0 ＋ 0.5 ＋ 0.01×19.7) mm＝0.697 mm.
F.滑动变阻器，0～100 Ω 应选 ，滑动变阻器应选
案 析
A
C ，电流表
E ①要求较准确地测出其阻值，电压表应选 答 解
.(填序号)
②实验中某同学的实物接线如图
4 所示，
导线连接在滑动变阻器的滑片上 请指出该同学实物接线中的两处
采用了电流表内接法 明显错误 .
答 错 案 解 析
误
a ： 错误a：导线连接在滑动变阻器 ； 的滑片上 . 错误 b ： 错误 b ：采用了电流表内接法. .
图5
(2)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺
测量金属丝的长度示数如图 6 所示，电流表、电压表
2.20 V 7 所示 . 则金属丝两端的电压 0.44 A 30.50 的读数如图 U＝ cm 1.850 ×10－3 m ，金属丝的长度 答 解 电流 I＝ l＝ ＝
案 析
，
，直径d
.
图6
图7
答 案 解 析
(1)从图中读出金属丝的直径为 2.53 cm 从图中可读出紧密绕制的金属丝的宽度为2.53 cm， 30 mm. 故直径为
(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，内阻约10 kΩ B.电压表0～15 V，内阻约50 kΩ C.电流表0～0.6 A，内阻约0.05 Ω D.电流表0～3 A，内阻约0.01 Ω E.滑动变阻器，0～10 Ω
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.
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 U 金属丝的电阻 I 毫米刻度尺 R(R＝ ).电路原理图如图2所示.螺旋测 πd 2 微器 (2) 用 测出金属丝的长度 4 l， l 2 2 π d R π d U RS 用________ ρ S ρ＝ l ＝ 4l ＝ 4lI ， 测出金属丝的直径d，算出横截 面积S(S＝ ).
电阻R的数值可用以下两种方法确定：
平均值
(1) 计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再
斜率 ________ 求出电阻的
5.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，
外接 必须选择电流表
法. 最大 (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 状态. 有效 太长 长度 (即两接
达标检测
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知识探究
一、螺旋测微器的读数原理
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，可动刻度E、旋钮D、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
0.01 mm 0.5 密螺纹的螺距是 0.5 mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆
F前进或后退 份表示 . mm，可动刻度分成50等份，每一等
第二 章 恒定 电流
实验：探究导体电阻与其影响 因素 (包括材料)的关系
知
考试属性 必考
识 探究导体电阻与其影响因
内 素(包括材料)的关系
容
课 1.进一步掌握用伏安法测电阻的电路的设计 思想. 2.会用刻度尺测量金属丝的直径. 3.掌握探究导体电阻与其影响因素关系的实
时
要
求
内容索引
知识探究
题型探究
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“咔、咔”声.
பைடு நூலகம்
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.