2018-2019学年高中物理第二章恒定电流实验：测定金属的电阻率课件新人教版.pptx

1、实验：测定金属的电阻率,第二章恒定电流,学科素养与目标要求 物理观念：掌握测定金属电阻率的实验原理、实验器材. 科学探究：了解本实验需要测的物理量及所用的器材和方法；能进行分组分层、自主合作探究，能综合信息进行数据处理. 科学思维：进一步掌握用伏安法测电阻的电路的设计思想，会根据不同情况设计电路图. 科学态度与责任：在实验过程中保持很好地交流、合作，准确记录数据，认真进行数据处理.,内容索引,题型演练 学以致用 实训演练,达标检测 检测评价 达标过关,技能储备 明确原理 提炼方法,技能储备,1.实验原理 (1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻 R(R ).电路原理图如图1所示. (2

2、)用 测出金属丝的长度l，用_ 测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S ).,图1,毫米刻度尺,螺旋测微器,(3)由电阻定律R ，得 ，求出电阻率.,2.实验器材 螺旋测微器、 、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电池、 .,毫米刻度尺,滑动变阻器,3.实验步骤 (1)测直径：用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置 各测一次直径，并记录. (2)连电路：按如图1所示的电路图连接实验电路. (3)量长度：用 测量接入电路中的待测金属 丝的有效长度，重复测量3次，并记录. (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

3、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.,图1,毫米刻度尺,最大,4.数据处理 电阻R的数值可用以下两种方法确定： 计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的 作为测量结果. 图象法：可建立IU坐标系，将测量的U、I值描点作出图象，利用图象的 来求出电阻值R.,平均值,斜率,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，必须选择电流表 法； (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. (3)测量l时应测接入电路的金属丝的 长度(即两接线柱之间的长

4、度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d. (4)电流不宜过 (电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜 ，以免电阻率因温度升高而变化.,外接,最大,有效,大,太长,题型演练,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2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 ，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.,解析,答案,一、实验原理及操作,图2,(1)从图中读出金属丝的直径为 mm.,0.649(0.6470.651均可),解析,答案,(2)为此取来两节新的干电池、开

5、关和若干导线及下列器材： A.电压表03 V，内阻约10 k B.电压表015 V，内阻约50 k C.电流表00.6 A，内阻约0.05 D.电流表03 A，内阻约0.01 E.滑动变阻器，010 F.滑动变阻器，0100 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),A,C,E,解析因为两节干电池的电动势是3 V，故用3 V量程的电压表A；因为金属丝的电阻大约为5 ，如果把3 V的电动势全加在金属丝上，电流才是0.6 A，因此用量程是0.6 A的电流表C；此题中金属丝的电阻大约为5 ，为了减小实验误差，应选10 的滑动变阻器E.,答案,实验中某同学的实物

6、连线如图3所示，请指出该同学实物连线中的两处明显错误.,图3,错误a： ； 错误b： .,导线连接在滑动变阻器的滑片上,采用了电流表内接法,例2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部分的长度约为50 cm.,二、实验数据处理,(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4所示，其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值). 解析螺旋测微器的读数为0 mm39.80.01 mm0.398 mm.,0.398(0.3950.399均正确),图4,解析,答案,(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)、电流表(内阻约0.1

7、)、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ，额定电流2 A)、开关、导线若干. 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：,由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图5中的 图(选填“甲”或“乙”).,图5,甲,解析由实验记录的数据可知Rx的阻值大约为5 .由题知RxRV，故电流表外接.若滑动变阻器接为限流式接法，电路中最小电流值Imin 0.12 A，则Rx两端的电压最小值UminIminRx0.6 V，而从实验数据可知Rx两端电压可为0.10 V，因此滑动变阻器应采用分压式接法.,解析,答案,解析,答案,(3)图6是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导

8、线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据(2)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.,图6,答案见解析图,解析实物图如图甲所示,甲,解析,答案,(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图7所示，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 (保留两位有效数字).,图7,答案见解析图,4.4(4.34.7均可),解析图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，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，如图乙所示.,乙,图线的斜率反映了金属

9、丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx4.4 .,解析,(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). A.1102 m B.1103 m C.1106 m D.1108 m,答案,(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，下列关于误差的说法中正确的是 (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.若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 解析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

10、的，其测量结果总是偏大或偏小；偶然误差具有随机性，可以通过多次测量取平均值或图象法来减小偶然误差.,解析,答案,达标检测,现在要测量一段电阻丝的电阻率，其阻值Rx约为0.5 ，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) 直流电源E(E6 V，内阻不计) 开关S、导线若干,(1)图为四位同学分别设计的测量电路的一部分，你认为合理的是 ；,解析,答案,(2)实验中滑动变阻器应该选择 (选填“R1”或“R2”)，并采用_ 接法； 解析滑动变阻器若选用R2并采用限流式接法，调控范围小，操作不便，而电源内阻不计，不用考虑大电流时电源电动势的变化，因而选择R1，并采用分压式接法.,解析,答案,R1,分压式,(3)根据你在(1)(2)中的选择，在图8甲上完成实验电路的连接；,解析,答案,图8,答案见解析图,解析根据测量电路图和滑动变阻器的分压式接法，实物连线如图