第3节 第2课时 金属丝电阻率的测量 学案

第2课时 金属丝电阻率的测量 (实验课—基于经典科学探究) 一、实验装置与器材 器材：刻度尺、螺旋测微器、学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、金属丝、导线。 二、实验原理 设计实验电路，取一段金属电阻丝连接到实验电路中，根据伏安法测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d，由R＝ρ得：ρ＝＝，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率。 三、滑动变阻器的限流式和分压式接法 项目 限流式 分压式 电路组成 滑动变阻 器接入电 路的特点 采用“一上 一下”的接法 采用“一上两下”的接法 调压范围 ～E 0～E 适用情况 负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零调起 (1)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调 (2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R 四、电流表的两种接法 (1)内接法与外接法的区别 项目 电流表内接法 电流表外接法 电路 误差分析 电压表示数UV＝UR＋UA＞UR 电流表示数IA＝IR R测＝＞＝R真 电压表示数UV＝UR 电流表示数 IA＝IR＋IV＞IR R测＝＜＝R真 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 两种电路选择条件 R越大UR越接近UV，R测越接近R真，该电路适合测大电阻R?RA R越小，IR越接近IA，R测越接近R真，该电路适合测小电阻R?RV (2)选择内、外接的判断方法 直接 比较法 当Rx?RA时，采用内接法，当Rx?RV时，采用外接法 公式 计算法 当Rx＞ 时，用内接法， 当Rx＜ 时，用外接法， 当Rx＝时，两种接法效果相同 试触法 如图所示，把电压表的接线端分别接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数变化明显，说明电流表的分压对电路影响大，应选用外接法 一、实验操作　 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：按实验原理中的电路图连接实验电路。 3．量长度：用毫米刻度尺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．测电阻：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．整理器材：拆除实验电路，整理好实验器材。 二、数据处理　 1．金属丝直径：将在三个不同位置测量的直径取平均值作为金属丝的直径d。 2．金属丝长度的测量：将3次测量的长度取平均值作为金属丝的长度l。 3．金属丝的电阻 (1)平均值法：可以用每次测量的U、I分别计算得出金属丝的电阻，再求平均值作为金属丝的电阻。 (2)图像法：建立U?I坐标系，将测量的对应U、I值描点作出图像，利用图像斜率来求出金属丝的电阻R。 4．电阻率的计算 将测得的R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝＝中，计算得出金属丝的电阻率。 三、误差分析　 1．金属丝直径、长度测量的不准确带来偶然误差。 2．电流表外接法，R测