广东省肇庆市高中物理第二章电路实验测定金属的电阻率教案2粤教版选修3-1实验：测定金属的电阻率一、实验目的1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法.2.掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用方法和读数方法.3.学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率二、实验原理 由得，因此，只要测出金属丝的长度，导体的直径d和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率.三、实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、直流电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干.四、实验步骤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d2.依照电路图用导线将器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的长度，即有效长度，测量3次，求出其平均值4.电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流值和电压值，记入记录表格内；断开开关S，求出导线电阻的平均值5.将测得的、、d值代入电阻率计算公式，计算出金属导线的电阻率6. 拆去实验线路，整理好实验器材五、数据处理 1.在求Rx的平均值时可用两种方法 (1)用分别算出各次的数值，再取平均值. (2)用U-I图线的斜率求出. 2.计算电阻率：将记录的数据Rx、、d的值代入电阻率计算式.六、误差分析1.金属丝直径、长度测量带来的误差。
2.电流表及电压表对电阻测量的影响，采用伏安法测量金属丝的电阻时，因为采用的是电流表外接法，所以测量值小于真实值即（），由知，电阻率电阻率的测量值偏小（即）3. 电流表和电压表的读数等会带来偶然误差4.由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差七、注意事项（1）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. （2）实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端. （3）测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，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. （4）测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值. （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. （6）在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大.（7）求R的平均值时可用两种方法：第一种是用算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(U-I图线)来求出.若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地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.练一练1、欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A．电池组（3V，内阻1）； B．电流表（0~3A，内阻0.0125） C．电流表（0~0.6A，内阻0.125） D．电压表（0~3V，内阻3k） E．电压表（0~15V，内阻15k） F．滑动变阻器（0~20，额定电流1A） G．滑动变阻器（0~2000，额定电流0.3A） H．电键、导线。
（1）上述器材中应选用的是________填写各器材的字母代号） （2）实验电路应采用电流表________接法填“内”或“外”） （3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I=________A，U=________V （4）将图中给定的器材连成实验电路 2、在“测量金属丝的电阻率”的实验中：(1)用螺旋测微器测金属丝的直径如图8-5-4所示，则金属丝的直径为 mm.(2)已知电阻丝的电阻约为10Ω，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有 (只填代号).A.量程是0～0.6A，内阻约 0. 5Ω的电流表；B.量程是0～3A，内阻约 0.1Ω的电流表；C.量程是0～3V，内阻约 6kΩ的电压表；D.量程是0～15V，内阻约 30kΩ的电压表；E.阻值为0～1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器；F.阻值为0～20Ω，额定电流为2A的滑动变阻器；G.蓄电池(6V)；H.开关一个，导线若干. (3)画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图.3.在做“测定金属的电阻率”实验时，下列操作正确的是（ ）A．若待测金属导线是漆包线，应该用火烧去表面漆皮，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径，千万不可用小刀去刮漆皮，而两端接头部分则用纱布打磨干净，以保证电路接触良好B．用米尺反复测量三次导线的总长度，求出平均值L，然后将导线接入测量电路中C．估计待测金属导线的总长，选择合适的仪器和实验电路D．合上开关S，不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值，记录几组对应的电流和电压数值，计算出导线的总电阻4.在“测定金属丝电阻率”的实验中，由可知，对实验结果的准确性影响最大的是（ ）A．导线直径d的测量B．电压U的测量C．电流I的测量D．导线长度的测量7.（1）用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如图13所示，则测量结果应该读作 mm。
2）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图14所示，此示数为 mm8.在“测定金属的电阻率”实验中，某同学进行了如下测量：（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度测量3次，求出其平均值L其中一次测量结果如16甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻度对齐，图中读数为 cm用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为 cm2）采用图17所示的电路测量金属丝的电阻电阻的测量值比真实值 （填“偏大”或“偏小”）最后由公式 计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示）3）请你根据以上的电路图在图18中进行实物连线电流表选0.6A量程，电压表选3V量程附：【伏安法测电阻】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：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法.简单概括为“大内偏大，小外偏小”. (2)临界值计算法 时，用电流表外接法； 时，用电流表内接法. (3)实验试探法：按图示接好电路，让电压表一根接线柱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，则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，则可采用电流表内接法.【螺旋测微器、游标卡尺的使用】 1.螺旋测微器的构造原理及读数 (1)螺旋测微器的构造 如图所示是常用的螺旋测微器.它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上.旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上. (2)螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P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：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。
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) 如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足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 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm. 2.游标卡尺(如图) (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,尺身上还有一个紧固螺钉. (2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径. (3)原理:利用主尺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,它的刻度部分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个的、20个的、50个的,见下表: (4)读数：若用x表示由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，则记录结果表达为(x+K×精确度) mm.19。