鲁科版(2019)高中物理必修第三册3.6科学测量：金属丝的电阻率-教案

科学测量：金属丝的电阻率
接法。

请在方框内画出实验电路原理图。

流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示。

U
中一次测量结果如图乙所示，图中读数为________mm。

真实值________（填“偏大”或“偏小”）。

实验测量该金属材料的电阻率。

由于电路中的最大电流为I m＝E
R＝0.15 A，所以电流表应选A1；为了便于调节电路并能较准确
地测出电阻丝的阻值并能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量，且能有效地控制不超出电压表的量程，所以供电电路应用分压式，滑动变阻器应选R1。

（3）供电电路用分压式，R
R A＝30
5＝6，
R V
R＝
3 000
30＝100，
R
R A<
R V
R，所以测量电路应用电流
表外接法，电路如图所示。

（4）由R＝ρL
S得ρ＝
RS
L＝
πd2R
4L，又有R＝
U
I，得ρ＝
πd2U0
4IL0。

答案（1）0.183（0.182～0.184）（2）V1A1R1
（3）见解析图（4）πd2U0 4IL0
四、学习评价
1．（伏安法测电阻）小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣。

于是用伏安法测量其电阻值。

（1）图甲是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图甲中画出。

甲
（2）小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U－I图上，如图乙所示。

在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________（填“○”或“×”）表示的。

乙
（3）请你选择一组数据点，在图乙上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω。

解析（1）由题图乙中的电压、电流数据可知电压表应选择0～3 V量程；2B铅笔芯电阻为小电阻，故电流表应采用外接法，如答案图甲所示。

（2）由于外接法测得的电阻比内接法测得的电阻要小，故电流表外接法得到的数据点是用“×”表示的。

（3）如答案图乙所示，若斜率为铅笔芯的电阻，用“×”数据点连直线，考虑误差因素，R ＝（1.1～1.3）Ω；若用“○”数据点连直线，同理得R＝（1.5～1.7）Ω。

答案（1）如图甲所示
（2）×
（3）作图见图乙。

用“×”连线R＝（1.1～1.3）Ω；用“○”连线，R＝（1.5～1.7）Ω。

2．（测量金属丝的电阻率）在“测定金属丝的电阻率”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。

（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 kΩ B ．电压表0～15 V ，内阻50 kΩ C ．电流表0～0.6 A ，内阻0.05 Ω D ．电流表0～3 A ，内阻0.01 Ω E ．滑动变阻器，0～10 Ω F ．滑动变阻器，0～100 Ω
①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所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误。

错误1：___________________________________________________。

错误2：___________________________________________________。

（3）若测得金属丝的直径用d 表示，电阻用R 表示，则该金属材料的电阻率ρ＝________。

解析 （1）从螺旋测微器的固定刻度上可以看出，半毫米刻度线已经露出来，因此主尺上应读0.5 mm ，可动刻度上接近第18个刻度线，可以估读0.180 mm （或0.179 mm ），所以该金属丝直径为0.5 mm ＋0.180 mm （或0.179 mm ）＝0.680 mm （或0.679 mm ）。

（2）①由电路图知电源是两节干电池，电压是3 V ，用3 V 量程的电压表，故选A ；因为电阻丝的电阻大约为5 Ω，如果把3 V 的电压全加在电阻丝上，电流才是0.6 A ，因此应用量程是0.6 A 的电流表，故选C ；此题中金属丝的电阻大约为5 Ω，为了方便操作，应选10 Ω的滑动变阻器，故选E 。

②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。

（3）由R ＝ρl S 可得ρ＝πRd 2
4l 。

答案 （1）0.680（或0.679）
（2）①A C E ②导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法
（3）πRd 2
4l。