教科版高中物理必修第三冊第二章電路及其應(yīng)用4實驗測量金屬的電阻率第2課時實驗測量金屬的電阻率課件VIP

第二章電路及其應(yīng)用4.實驗：測量金屬的電阻率第2課時實驗：測量金屬的電阻率核心素養(yǎng)：1.掌握測量金屬電阻率的原理和方法。2.能夠應(yīng)用伏安法測量電阻。3.能

夠運用實驗器材進(jìn)行實驗，能設(shè)計表格，會分析實驗數(shù)據(jù)，形成結(jié)論。4.能獨立撰寫

實驗報告，能對實驗結(jié)果進(jìn)行反思和分析誤差。第3頁研習(xí)任務(wù)一實驗原理和操作教材

認(rèn)知1.

實驗?zāi)康模?）學(xué)習(xí)伏安法測電阻的方法。（2）測量金屬絲的電阻率。2.

實驗器材待測金屬絲、

、

、電壓表、

、學(xué)生電源、

開關(guān)、

和導(dǎo)線若干。毫米刻度尺螺旋測微器電流表滑動變阻器

②伏安法測電阻電流表的接法內(nèi)接法外接法電路

誤差分析適用條件R?RAR?RV

毫米刻度尺螺旋測微器研習(xí)

經(jīng)典[典例1]在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中：（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其示數(shù)如圖甲所示，則該金屬絲直徑的測量

值d＝

mm。甲[解析]

（1）螺旋測微器固定刻度示數(shù)為零，可動刻度示數(shù)為38.7×0.01

mm＝

0.387

mm，故d＝0.387

mm。0.387（0.386～0.388均可）

（2）請根據(jù)如圖乙所示電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖丙中的實驗器材連接起來，

并使滑動變阻器的滑片P置于b端時接通電路后的電流最小。乙

丙[答案]（2）見解析圖[解析]（2）接法如圖所示，

第11頁研習(xí)任務(wù)二實驗數(shù)據(jù)處理、

誤差分析與注意事項教材

認(rèn)知1.

數(shù)據(jù)處理（1）公式法求電阻：測量多組

、

值，求出對應(yīng)的電阻后取平均

值，不能對電流、電壓取平均值。（2）圖像法求電阻：作出U－I圖像，由圖像的

求出電阻值，在設(shè)定標(biāo)度時

要盡量使各點間的距離拉大一些，連線時要讓各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離

較遠(yuǎn)的點可以不予考慮。

電壓電流斜率2.

誤差分析（1）電阻絲通電時溫度升高，使所測電阻率比常溫下電阻率略大。（2）電阻絲長度及電阻絲直徑測量不準(zhǔn)確。3.

注意事項（1）為了方便，應(yīng)在金屬絲連入電路前測導(dǎo)線直徑，為了準(zhǔn)確，應(yīng)測量拉直懸空的

連入電路的金屬絲的有效長度，且各測量三次，取平均值。（2）測量電路應(yīng)選用電流表外接法，且測電阻時，電流不宜過大，通電時間不宜太

長，因為電阻率隨溫度而改變。（3）為準(zhǔn)確求出R的平均值，應(yīng)多測幾組U、I數(shù)值，然后采用U－I圖像法求出

電阻。研習(xí)

經(jīng)典[典例2]在“測定金屬絲的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)，待測金屬絲

接入電路部分的長度約為50

cm。（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)應(yīng)

為

mm（該值接近多次測量的平均值）。[解析]

（1）螺旋測微器的讀數(shù)為0＋39.8×0.01

mm＝0.398

mm。0.398（0.397～0.399均正確）

（2）用伏安法測金屬絲的電阻Rx。實驗所用器材為電池組（3

V）、電流表、電壓

表、滑動變阻器R（0～20

Ω，額定電流2

A）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材按照圖正確連接好電路，進(jìn)行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.802.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520（3）這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U－I坐標(biāo)系，如圖所示，圖中已標(biāo)出了與測量

數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標(biāo)點。請在圖中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點，并描繪出U－I

圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝

Ω（保留兩位有效數(shù)

字）。4.4（4.3～4.7均可）

[解析]（3）圖線應(yīng)過原點，選盡可能多的點連成一條直

線，不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)，偏離較遠(yuǎn)的

點應(yīng)舍去，如圖所示。圖線的斜率表示金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值

Rx≈4.4

Ω。（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為

。（π取3.14）A.1×10－2

Ω·mB.1×10－3

Ω·mC.1×10－6

Ω·mD.1×10－8

Ω·m

C

第19頁研習(xí)任務(wù)三實驗拓展與創(chuàng)新[典例3]某小組探究未知金屬絲的電阻率，根據(jù)實驗需要已選用了規(guī)格和量程合適

的器材，按照以下步驟開展實驗。

甲

乙

丙（1）用螺旋測微器測量金屬絲直徑，如圖甲所示，則該直徑為

?

mm；[解析]

（1）金屬絲直徑為5.5

mm＋19.3×0.01

mm＝5.693

mm；（2）按圖乙連接好電路進(jìn)行測量，先將滑動變阻器R2的滑動片P置于a端；5.693（5.691～

5.695均可）

研習(xí)

經(jīng)典（3）接著將單刀雙擲開關(guān)S1擲向1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得如圖乙電流表讀數(shù)

為

A，然后斷開S2；[解析]（3）最小刻度為0.02

A，則電流表讀數(shù)為0.28

A；（4）電阻箱R1的阻值調(diào)至較大，將單刀雙擲開關(guān)S1擲向2，保持滑動變阻器滑片位置

不變，閉合開關(guān)S2，調(diào)電阻箱使得電流表讀數(shù)逐漸增大到上一步讀數(shù)，記錄電阻箱讀

數(shù)為R；

0.28

R

第22頁課時作業(yè)1.

某同學(xué)要測量一新材料制成的圓柱形均勻電阻絲的電阻率ρ，步驟如下：

甲

乙

丙（1）用游標(biāo)為20分度的游標(biāo)卡尺測量其長度如圖甲所示，由圖甲可知其長度L

＝

mm。解析：（1）由圖甲所示可知，游標(biāo)卡尺主尺示數(shù)為13

mm，游標(biāo)尺示數(shù)為15×0.05

mm＝0.75

mm，游標(biāo)卡尺示數(shù)為13

mm＋0.75

mm＝13.75

mm。13.75

[基礎(chǔ)訓(xùn)練]1234（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示，由圖乙可知其直徑D＝

mm。解析：（2）由圖乙所示可知，螺旋測微器固定刻度示數(shù)為0.5

mm，可動刻度示數(shù)為

45.0×0.01

mm＝0.450

mm，螺旋測微器示數(shù)為0.5

mm＋0.450

mm＝0.950

mm。0.950

1234（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟粗測此電阻絲的電阻，表盤

的示數(shù)如圖丙所示，則其阻值約為R0＝

Ω。解析：（3）用多用電表的電阻“×10”擋，由圖丙所示可知，電阻阻值為11×10

Ω

＝110

Ω。

110

12342.

在“測定金屬的電阻率”的實驗中，

（1）某同學(xué)用螺旋測微器測金屬絲直徑時，測得結(jié)果如圖甲所示，則該金屬絲的直

徑為

mm。解析：（1）螺旋測微器的讀數(shù)為d＝2.5

mm＋43.7×0.01

mm＝2.937

mm。2.937

甲乙1234（2）用量程為3

V的電壓表和量程為0.6

A的電流表測金屬絲的電壓和電流時的讀數(shù)

如圖乙所示，則電壓表的讀數(shù)為

V，電流表的讀數(shù)為

A。解析：（2）因電壓表的每小格讀數(shù)為0.1

V，所以應(yīng)估讀到0.01

V，所以電壓表的讀

數(shù)為U＝2.60

V；同理，電流表的每小格讀數(shù)為0.02

A，應(yīng)估讀到0.01

A，所以電流

表的讀數(shù)為I＝0.52

A。2.60

0.52

1234（3）用米尺測量金屬絲的長度L＝0.810

m。利用以上測量數(shù)據(jù)，可得這種材料的電

阻率為

Ω·m（保留兩位有效數(shù)字）。

4.2×10－5

12343.

某同學(xué)欲測量一段金屬絲Rx的電阻率，待測金屬絲粗細(xì)均勻，阻值約為100

Ω。備

選器材如下：A.

量程為0～50

mA、內(nèi)阻約為50

Ω的電流表B.

量程為0～0.6

A、內(nèi)阻約為0.2

Ω的電流表C.

量程為0～5

V、內(nèi)阻約為15

kΩ的電壓表D.

最大阻值為10

Ω、額定電流為2

A的滑動變阻器RE.

電動勢為E＝5

V、內(nèi)阻很小的直流電源F.

開關(guān)一個，導(dǎo)線若干G.

螺旋測微器，刻度尺1234（1）該同學(xué)用螺旋測微器測量待測金屬絲的直徑D如圖所示，則螺旋測微器的讀數(shù)

為

mm。解析：（1）螺旋測微器讀數(shù)5.5

mm＋0.400

mm＝5.900

mm。（2）為了盡可能精確地測量該金屬絲的電阻率，電流表應(yīng)選用

（填“A”或

“B”）。

5.900（±0.001）

A

1234（3）為了盡可能精確地測量該金屬絲的電阻，下列電路圖正確的是

（填正確

答案標(biāo)號）。

A

BC

DB

1234

（用題中所給的字母表示）。

1234[能力提升]4.

（1）用伏安法測量約5

Ω左右的金屬絲的電阻率，實驗室備有下列器材可供

選擇：A.

電壓表（量程0～3

V，內(nèi)阻約15

kΩ）B.

電壓表（量程0～15

V，內(nèi)阻約75

kΩ）C.

電流表（量程0～3

A，內(nèi)阻約0.2

Ω）D.

電流表（