2.6测量金属丝电阻率教案

1、适用学科高中物理适用年级高二适用区域人教版区域课时时长分钟2课时知识点测量金属丝电阻率教案教学目标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。教学重点用伏安法测量电阻的阻值,测定金属的电阻率。教学难点用伏安法测量电阻的阻值,测定金属的电阻率。教学过程一、导入根底知识回忆1、电阻：加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U、I无关.2、电阻定律：导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比,RL/S3、电阻率：电阻率是反

2、映材料导电性能的物理量,由材料决定,但受温度的影响 二、知识讲解一考点解读一、测金属丝的电阻率1.实验电路图与实物连接图2实验目的(1)掌握螺旋测微器和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。3实验原理根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d,计算出横截面积S,并用伏安法测出电阻Rx,即可计算出金属丝的电阻率。4实验器材被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(00.6 A),电压表(03 V),滑动变阻器(50 ),开关,导线假设干,螺旋测微器,毫米刻度尺。5实验步骤(1)直径

3、测定：用螺旋测微器(或游标卡尺)在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出金属丝的横截面积S。(2)电路连接：按如下列图的电路原理图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丝的有效长度,反复测量3次,求出其平均值l。(4)U、I测量：把滑动变阻器的滑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,改变滑动变阻器滑片位置,读出几组相应的电流表和电压表示数I和U的值,填入表格中,断开开关S,求出电阻Rx的平均值。(5)撤除实验线路,整理好实验器材。6数据处理(1)在求Rx的平均值时可用两种方法：用Rx分别算

4、出各次的数值,再取平均值。用U­I图线的斜率求出。(2)计算电阻率：将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算式Rx。二、精密测量工具的使用1螺旋测微器(1)构造：如下列图,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。(2)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

5、被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出,小数局部由可动刻度读出。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)如下列图,固定刻度示数为2.0 mm,缺乏半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为：2.0 mm15.0×0.01 mm2.150 mm。特别提醒螺旋测微器需要估读,最后一位数字为预计数字,读数和记数时预计位为有效数字的最后一位。2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(如下列图)。(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。(3)原理：利用主尺

6、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,它的刻度局部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格的、20格的、50格的,其读数见下表：(4)读数：假设用x表示从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,那么记录结果表示为(xK×精确度)mm。需要注意的是,不管是哪种卡尺,K值均不需要向后估读一位。(5)如下列图,有一游标卡尺,主尺的最小分度是1 mm,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一工件的长度,图示的读数为104 mm0.05×0 mm104.00 mm。特

7、别提醒游标卡尺读数不需要估读,其测量结果的末位数字应为精确度的整数倍。如20分度的结果末位数只能是5或0。三、伏安法测电阻、电表连接方式的选择1电流表的内接法和外接法的比较2.两种电路的选择(1)阻值比较法假设RxRV,宜采用电流表外接法；假设RxRA,宜采用电流表内接法。(2)临界值计算法Rx 时,用电流表外接法；Rx> 时,用电流表内接法。(3)实验试探法：按如下列图接好电路,让电压表一个接线柱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,那么可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,那么可采用电流表内接法。四、常用电

8、表的读数原那么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,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)03 V的电压表和03 A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。(2)对于015 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V。(3)对于00.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读,即读到最小刻度的一半0.01 A。五、误差分析1系统误差(

9、1)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小。(2)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。2偶然误差(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得的,直径的测量是产生误差的主要来源之一。(2)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等均会带来偶然误差。六、本卷须知1螺旋测微器的使用(1)测量前必须校对零点。(2)测量时,当测微螺杆F将要接触被测物体时,要停止使用旋钮D,改用微调旋钮D,当听到“咔、咔声后,停止转动,以防止P和被测物体间产生过大的压力。(3)螺旋测微器应估读一位,即以mm作单位,应读到小数点后面第三位。2测定金

10、属的电阻率(1)测量被测金属导线的有效长度,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。(2)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。(3)实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路,然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。(4)电流不宜太大(电流表用00.6 A量程),通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大。(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。七、实验改进在本实验中,由于电表内阻的影响,使金属丝电阻的测量值偏小,可以改进实验电路

11、,消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差。1等效替换法如下列图电路,R为电阻箱,Rx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,电流表的示数相同,那么有RxR,即可测出Rx。2附加电阻法如下列图电路,R1为一阻值较大的定值电阻,Rx为待测电阻。(1)断开开关S2,闭合开关S1,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I1、U1。(2)保持变阻器R不变,再闭合S2,记下两表的读数I2、U2。(3)待测电阻Rx。考点1 螺旋测微器的构造原理及读数如下列图是常用的螺旋测微器,它的小砧A和固定刻度B固定在尺架上,测砧F、可动刻度E固定在可旋转的套筒上。当套筒旋转时

12、,F和E可前进和后退。原理：精密螺纹的螺距为0.5mm,即D每旋转一周, F前进或后退0.5mm.可动刻度 E上的刻度为50等份,每一小格表示0.01mm.读数： 估读一位 DFEB考点2 游标卡尺的构造原理及读数1构造：游标卡尺是工业上常用的测量长度的仪器,它由尺身及能在尺身上滑动的游标尺组成,如下列图.游标上部有一紧固螺钉,可将游标固定在尺身上的任意位置.尺身和游标都有量爪,利用内测量爪可以测量槽的宽度和管的内径,利用外测量爪可以测量零件的厚度和管的外径.深度尺与游标尺连在一起,可以测槽和筒的深度.2原理：根据游标尺不同有三种：以10分度为例如下列图,主尺的最小分度是1mm,游标尺上有10

13、个小的等分刻度它们的总长等于9mm,因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差0.1mm.当左右测脚合在一起,游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合时,只有游标的第10条刻度线与主尺的9mm刻度线重合,其余的刻度线都不重合.当游标尺的第一条刻度线和主尺的1mm刻度重合时,游标的零刻度线和主尺的零刻度线相差0.1mm,依此类推,游标的第几条刻度线与主尺的刻度线重合,就是零点几毫米.在测量大于1毫米的长度时,整的毫米数要从游标“0线与尺身相对的刻度线读出.3读数： 不估读考点3 测金属丝的电阻率求R的平均值的方法：1用算出各次的测量值,再取平均值；2用UI图像的斜率求出.假设采用图像法,在描点时,要尽量

14、使各点之间的距离拉大一些,连线时要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.三 、例题精析例题1【题干】某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图甲和图乙所示,长度为_cm,直径为_mm。(2)按图丙连接电路后,实验操作如下：将滑动变阻器R1的阻值置于最_处(填“大或“小)；将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0；将电阻箱R2的阻值调至最_(填“大或“小)；S2拨向接点2；保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280 。(3)由此可知,圆柱体

15、的电阻为_。【参考答案】(1)5.015.315 (2)大大 (3)1280【解析】(1)长度为(50 mm1×0.1 mm)50.1 mm5.01 cm；直径为(5.0 mm31.5×0.01 mm)5.315 mm。(2)本实验的实验原理为等效替代法,在实验操作过程中,为了保证平安,要求电路接通时电路中的电流尽可能小,即应使可调电阻的阻值最大。【点睛】 重点掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数。例题2【题干】在“测定金属的电阻率实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路局部的长度约为50 cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为

16、_mm(该值接近屡次测量的平均值)。(2)用伏安法测金属丝的电阻RX。实验所用器材为：电池组(电动势3 V,内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ,额定电流2 A)、开关、导线假设干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知,他们测量RX是采用图2中的_图(选填“甲或“乙)。(3)图3是测量RX的实验器材实物图,图中已连接了局部导线,滑动变阻器的滑片

17、P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U­I坐标系,如图4所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U­I图线。由图线得到金属丝的阻值RX_(保存两位有效数字)。(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号)。A1×102 ·m B1×103 ·mC1×106 ·m D1×108 ·m(6)(多项选择)任

18、何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准,以下关于误差的说法中正确的选项是_(有多个正确选项)。A用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C假设将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差D用U­I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【参考答案】(1)0.397(0.3950.399均可) (2)甲 (3)如图5所示 (4)如图6 4.5(4.34.7)(5)C(6)CD【解析】(1)千分尺读数：固定刻度值旋转刻度格数×0.01 mm039.7×0.01 mm0.39

19、7 mm。(2)由测的U、I值得RX约5 ,乙图提供的最小电压U0.6 V,应选用甲图电路。(3)见参考答案图5所示。(4)描点后可见,第6次测量误差很大,舍去,作过O点的直线将其余6个点拟合到直线上,如参考答案图6所示。RX4.5 。(5)由R,1.1×106 ·m,应选C。(6)由于观察角度及观察能力不同,对测微器读数产生偶然误差,选项A错误；电流表和电压表不可能成为理想电表,对测量带来的误差是不可防止的,属于系统误差,选项B错误；电压表内阻的分流,是产生系统误差的原因,如果将其电阻计算在电路内,如前面实验电路,R测,RX,即可消除系统误差。【点睛】实物图连线的原那么与

20、方法技巧(1)总的原那么：先串后并,接线到柱,注意量程和正负。(2)对限流电路,只需用笔画线当做导线,从电源正极开始,把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法局部依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。(3)对分压电路,应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三局部用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动头的电势上下,根据“伏安法局部电表正负接线柱的情况,将“伏安法局部接入该两点间。(注意滑动变阻器应调到使“伏安法局部所接两点间阻值最小处)例题3【题干】有一根细长而均匀的金属管线样品,长约为60 cm,电阻大约为6 ,横截面如

21、图甲所示。(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图乙所示,金属管线的外径为_mm；(2)现有如下器材：A电流表(量程0.6 A,内阻约0.1 )B电流表(量程3 A,内阻约0.03 )C电压表(量程3V,内阻约3 k)D滑动变阻器(1 750 ,0.3 A)E滑动变阻器(15 ,3 A)F蓄电池(6 V,内阻很小)G开关一个,带夹子的导线假设干要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选_,滑动变阻器应选_。(只填代号字母)(3)请将如下列图的实际测量电路补充完整。(4)金属管线样品材料的电阻率为,通过屡次测量得出金属管线的电阻为R,金属管线的外径为d,要想求得金属管线内形状不规那么的

22、中空局部的横截面积S,在前面实验的根底上,还需要测量的物理量是_(所测物理量用字母表示并用文字说明)。计算中空局部横截面积的表达式为S_。【参考答案】(1)1.125±0.001(2)AE(3)见解析图 (4)管线的长度 L【解析】(1)螺旋测微器的读数为：1 mm0.01×12.5 mm1.125 mm。(2)因样品阻值约为6 ,电压表的量程为3 V,故电流最大约为0.5 A,电流表应选A。为调节方便,滑动变阻器应选用总阻值与样品相差不大的E。(3)因Rx6 , ,故测量电路应为外接法电路。因滑动变阻器的总阻值大于样品阻值,且实验中不需从零调节,故控制电路为限流接法,如下

23、列图。(4)设金属管线长度为L,由导体电阻公式得R。可得S,所以需要测量金属管线的长度L。【点睛】实验原理与器材使用的创新(1)实验原理的创新教材中实验是测量金属丝的电阻率,实验也可采用教材实验的原理测定导线的长度、横截面积等。考查本实验的题目还可以将测金属丝的电阻率,改为测圆柱体金属、圆桶形薄片、电解液等的电阻率。测量电阻时还可应用等效替代法、半偏法、多用电表、电桥法、双电流表法、双电压表法等。(2)实验器材的创新实验如考虑导线电阻Rx较小,可不直接测量Rx的阻值,而是测量Rx与定值电阻的串联阻值。实验中假设没有螺旋测微器测电阻丝的直径,可将电阻丝紧密的缠绕在圆柱形铅笔上3050匝,测总长度

24、,然后求出直径。例题4【题干】关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的选项是()A导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此,只有导体有电流通过时,才具有电阻B由R可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比C将一根导线一分为二,那么半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零【参考答案】D【解析】导体的电阻率由材料本身性质决定,并随温度变化而变化,导体的电阻与长度、横截面积有关,与导体两端电压及导体中电流大小无关,A、B、C错；电阻率反映材料的导电性能,电阻率常与温度有关,存在超导现象,D对。【点睛】知道决定电阻率的因素即可。四

25、 、课堂运用根底1、【题干】关于金属的电阻率,以下说法正确的选项是()A纯金属的电阻率小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率最大B纯金属的电阻率随温度的升高而减小,绝缘体的电阻率随温度的升高而增大C合金的电阻率随温度的升高而减小D电阻率的大小只随温度的变化而变化,与材料无关【参考答案】A【解析】由不同种类金属的电阻特点知A对。纯金属的电阻率随温度的升高而增大,而合金的电阻率随温度的升高增加量很小或不变,B、C错。电阻率除与温度有关外,还与材料有关,D错。2.【题干】关于材料的电阻率,以下说法中正确的选项是()A把一根长导线截成等长的三段,那么每段的电阻率都是原来的三分之一B材料的电阻率随温度的升

26、高而增大C合金的电阻率大于组成该合金的任一纯金属的电阻率D电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大【参考答案】C【解析】电阻率是材料本身的一种电学特性,与导体的长度、横截面积无关,A选项错。金属材料的电阻率随温度的升高而增大,半导体材料那么相反,B选项错。合金的电阻率比任一组分的纯金属的电阻率大,C选项对。电阻率大说明材料的导电性能差,不能说明对电流的阻碍作用一定大,因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量,而电阻还跟导体的长度、横截面积等因素有关,D选项错。3.【题干】假设常温下的超导体研制成功,它适于做()A保险丝B输电线C电炉丝 D电阻温度计【参考答案

27、】B【解析】超导体电阻为零,不能产热可用来做输电线。4.【题干】(多项选择)金属材料的电阻率有以下特点：一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大,有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息,判断以下说法中正确的选项是()A连接电路用的导线一般不用合金来制作B电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作C电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作【参考答案】AB【解析】电路中导线输送电能,但由于导线本身有电阻,所以导线也要消耗电能,并转化为热量,导线电阻越小,在其

28、他条件一定的情况下,损耗的电能也越小,故应选择电阻率小的材料,由提供的信息纯金属较适宜；电炉等电热器是利用电流的热效应工作,流过电热器的电流与导线上的电流相等,但电热器却能明显发热,说明其电阻大,选择电阻率大的合金丝较适宜；电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显变化的原理工作的,电阻率几乎不受温度影响的显然不能成为电阻温度计的材料。综上所述,正确的判断应为A、B。稳固1、【题干】如图是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I­R图像。现将甲、乙串联后接入电路中,那么()A甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小B甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小C在相同时间内,电流通过乙电阻丝

29、产生的焦耳热少D甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小【参考答案】C【解析】假设将两电阻丝串联接入电路中,由于通过两电阻丝的电流相同,由图像可知,此时甲的电阻大于乙的电阻,所以甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大,A错误；由于两电阻丝的横截面积、长度均相同,故甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大,B错误；由QI2Rt可知,在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少,C正确；由PI2R可知D错误。2.【题干】 甲、乙两根保险丝均为同种材料制成,直径分别是d10.5 mm和d21 mm,熔断电流分别为2.0 A和6.0 A。把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大

30、电流是()A6.0 A B7.5 AC10.0 A D8.0 A【参考答案】B【解析】因甲、乙两保险丝等长,由R,知4。当R1、R2并联时,令I12 A,那么由I1R1I2R2得I28 A6 A,故I1不能取2 A；令I26 A,那么由I1R1I2R2得I11.5 A2.0 A,故两者并联时,整个电路允许通过的最大电流II1I2(1.56)A7.5 A。应选项B正确。3.【题干】工业上采用一种称为“电导仪的仪器测量液体的电阻率,其中一个关键部件如下列图,A、B是两片面积为1 cm2的正方形铂片,间距为d1 cm,把它们浸在待测液体中,假设通过两根引线加上U6 V的电压时,测出电流I1 A,那么

31、这种液体的电阻率为多少？【参考答案】6×104 ·m【解析】R 6×106 由题意知：ld102 m,S104 m2由R得 ·m6×104 ·m。拔高1、【题干】在“测定金属的电阻率的实验中,(1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时,测得结果如图甲所示,那么该金属丝的直径为_mm。(2)用量程为3 V的电压表和量程为0.6 A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图乙所示,那么电压表的读数为_V,电流表的读数为_A。(3)用米尺测量金属丝的长度L0.810 m。利用以上测量数据,可得这种材料的电阻率为_ ·m(保存两位有效数字)

32、。【参考答案】(1)2.935(2)2.600.52(3)4.2×105【解析】(1)螺旋测微器的读数为：d2.5 mm43.5×0.01 mm2.935 mm。(2)因电压表的每小格读数为0.1 V,所以应估读到0.01 V,所以电压表的读数为：U2.60 V；同理,电流表的每小格读数为0.02 A,应估读到0.01 A,所以电流表的读数为：I0.52 A。(3)根据R得：带入数据得：4.2×105·m。2、【题干】在“测定金属的电阻率实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路局部的长度约为50 cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一

33、次测量结果如下列图,其读数应为_mm(该值接近屡次测量的平均值)。(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组(电动势3 V,内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约为3 k)、滑动变阻器R(020 ,额定电流2 A)、开关、导线假设干。某同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图中的_图(选填“甲或“乙)。(3)以下列图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连

34、接了局部导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如下列图,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第1、5、7次测量数据的坐标点,并描绘出U­I图线。由图线得到金属丝的电阻值Rx_(保存两位有效数字)。(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为_(填选项前的符号)。A1×102 ·mB1×103 ·mC1×106 ·m D1×108 ·m(

35、6)任何实验测量都存在误差,本实验所用测量仪器均已校准,以下关于误差的说法中正确的选项是_(有多个正确选项)。A用螺旋测微器测量金属丝直径时,由读数引起的误差属于系统误差B由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C假设将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差D用U­I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【参考答案】(1)0.397(0.3950.399均可) (2)甲(3)见解析图(4)见解析图 45(4.34.7均可)(5)C(6)CD【解析】(1)此问是此题的亮点。通过给定的数据发现电压接近从0开始,故必须采用滑动变阻器的分压式接法。(2)采用滑动变

36、阻器的分压式接法,连线时应使测量电路在开始时分到的电压为0(如下列图)。(3)图线应过原点,且使大多数点在一条直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,明显偏离的点应舍去,如下列图。(4)R,S2,取d4×104m,l0.5 m,R4.5 ,解得1×106 ·m。(5)系统误差是由仪器的某些不完善或实验方法不够完善等产生的,其测量结果总是偏大或偏小；偶然误差具有随机性,可以通过屡次测量取平均值来减小偶然误差。3、【题干】(多项选择)在“测定金属的电阻率的实验中,以下操作中错误的选项是()A用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中B

37、用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C用伏安法测电阻时采用电流表内接法,屡次测量后算出平均值D实验中应保持金属丝的温度不变【参考答案】AC【解析】实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长；金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它分流作用很小,应采用电流表外接法。故A、C操作错误。课堂小结今天这节课我们学了测量金属丝电阻率的知识,要重点理解电阻率。同时通过这节课的学习也为我们下一节课学习做了铺垫。总结升华1原理：根据电阻定律公式,只要测量出金属导线的长度l和它的直径d,计算出导线的横截面积S,并用伏安法测出金属导线的电阻R,即可

38、计算出金属导线的电阻率2器材：螺旋测微器；毫米刻度尺；电池组；电流表；电压表；滑动变阻器；电键；被测金属导线；导线假设干3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,计算出导线的横截面积S2按图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路3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,求出其平均值l4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,闭合电键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,断开电键S求出导线电阻R的平均值5将测得R、l、d的值,代人

39、电阻率计算公式中,计算出金属导线的电阻率6拆去实验线路整理好实验器材课后作业根底1、【题干】(多项选择)在“测定金属的电阻率实验中,关于误差的以下说法中正确的选项是()A电流表采用外接法,将会使测<真B电流表采用外接法,由于电压表的并联引起了电阻丝分压的减小而引起测量误差C由可知,I、d、U、l中每一个物理量的测量都会引起的测量误差D由可知对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量【参考答案】ACD【解析】由于采用外接法,将导致R测<R真,由可知测<真,A对；虽然电压表的并联引起电阻丝分得电压减小,但是计算电阻丝的电阻用的是电压和电流的瞬时对应关系,只是由于电压表的分流会使电流

40、I的测量值偏大,电阻测量值偏小,引起误差,B错；由可知每一个物理量测量都会引起的误差,但由于直径的指数为2,所以对结果影响最大的是d的测量,C、D对。2.【题干】(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图7所示,校零时的读数为_ mm,合金丝的直径为_mm。(2)为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图8甲所示的实验电路图,按照该电路图完成图乙中的实物电路连接。【参考答案】(1)0.0070.638(2)如下列图【解析】解析：(1)由于螺旋测微器开始起点有误差,估读为0.007 mm,测量后要去掉开始误差。(2)将电表连入电路时注意电流要从正接线柱流入

41、,掌握滑动变阻器的分压接法。3、【题干】某同学在一次“测定金属的电阻率的实验中,用米尺测出接入电路局部的金属丝长度为l0.720 m,用螺旋测微器测出金属丝直径(刻度位置如下列图),用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为5 ),然后计算出该金属材料的电阻率。在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测金属丝外,还有如下实验器材：A直流电源(输出电压为3 V)B电流表A(量程00.6 A,内阻约0.125 )C电压表V(量程03 V,内阻3 k)D滑动变阻器(最大阻值20 )E开关、导线等(1)从图中读出金属丝的直径为_mm。(2)根据所提供的器材,在虚线框中画出实验电路图。(3)假设根据伏安法测出金属丝

42、的阻值为Rx4.0 ,那么这种金属材料的电阻率为_ ·m。(保存两位有效数字)【参考答案】(1)0.600(2)如下列图(3)1.6×106【解析】(3)由R得,将Rx4.0 、l0.720 m、d0.600 mm0.600×103 m代入得1.6×106·m。稳固1、【题干】某实验小组在“测定金属的电阻率的实验过程中,获得的金属丝直径以及电流表、电压表的读数如下列图,那么它们的值分别是_mm,_A,_V。实验中所用的滑动变阻器阻值范围为010 ,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20 k。电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势E4

43、.5 V,内阻很小。那么图11中_(填电路图下方的字母)电路为本次实验应当采用的最正确电路。用此电路测得的金属丝电阻Rx比真实值_(选填“大或“小)。假设实验所用的电流表内阻的准确值RA2.0 ,那么准确测量金属丝电阻Rx的最正确电路应是图11中的_电路。假设此时测得电流为I、电压为U,那么金属丝电阻Rx_(用题中各物理量符号表示)。【参考答案】0.9980.422.26A小BRA【解析】根据螺旋测微器读数规那么可知金属丝直径为0.998 mm；电流表读数是0.42 A,电压表读数是2.26 V。由于金属丝电阻一般不太大,应采用电流表外接法。干电池不宜在长时间、大功率状况下使用,应采用限流电路

44、,所以本次实验应当采用的最正确电路为图A。用此电路测得的金属丝电阻Rx实质是电阻丝与电压表并联后的等效电阻值,比真实值小。假设实验所用的电流表内阻的准确值RA2.0 ,那么准确测量金属丝电阻Rx的最正确电路应是题图中的B电路。假设此时测得电流为I、电压为U,那么金属丝电阻RxRA。2、【题干】现在要测量一段电阻丝的电阻率,其阻值Rx0.5 ,允许通过的最大电流为0.5 A。现有如下器材可供选择：电流表A(量程0.6 A,内阻约为0.6 )电压表V(量程3 V,内阻约为3 k)待测电阻丝Rx(阻值约为0.5 )标准电阻R0(阻值5 )滑动变阻器R1(5 ,2 A)滑动变阻器R2(200 ,1.5 A)