测定金属的电阻率Word文档格式.docx
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测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）。
②若电流表、电压表示数均为零，该同学
利用多用电表检查故障。
先将选择开关
旋至 档（填“欧姆×
100”“直
流电压10V”或“直流电流2．5mA”），
再将 （填“红”或“黑”）表笔
固定在a接线柱，把另一支表笔依次接
b、c、d接线柱。
若只有滑动变阻器断
路，则多用电表的示依
次是 、 、 。
试题分析：
第一层次：
静态分析，各知识点在历年高考中的简单呈现和总结
测金属丝的电阻率，是高考中经常考察的一个实验，其中涉及了螺旋测微器和游标卡尺的计数使用，电流表的连接方式，滑动变阻器的连接方式，仪器的选择及电路的设计，难度在中偏上，分值在6到8分。
第二层次：
动态分析，各知识点在诸年高考试题中考查规律的剖析、方法要求的剖析以及进行科学合理的预测
1、高考对相关知识的考察分析
高考涉及的内容有：
螺旋测微器和游标卡尺的计数使用，电流表的连接方式，滑动变阻器的连接方式，仪器的选择及电路的设计
2、本知识点的命题形式、考察角度及题型种类
以实验题的形式出面
3、考察方向
在原来的实验原理基础上将实验进行改进，考察学生实际的应用能力。
第三层次：
学生在做此类试题时存在的问题有哪些？
主要错误有哪些？
存在问题有：
1、用螺旋测微器和游标卡尺进行读数时精确度找不准，读法不对。
2、不能根据所给的器材断定电流表的连接方式
3、滑动变阻器的连接方式搞不清
4、不能进行正确的电路设计
第四层次：
学生为什么会出现这些问题？
为什么会产生这些错误？
1、粗心造成读数的错误
2、电流表的连接方式，滑动变阻器的连接方式，仪器的选择原理不牢固，造成电路的设计中不合理
第五层次：
教师在本部分内容备考中着重解决的问题是什么？
1、加强读数的训练
2、注重原理的分析
3、进行由易入难的针对训练，通过解决实际问题让学生学会利用基本方法和原理解决物理问题。
学习目标
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电流表和电压表的读数方法．
3．会用伏安法测电阻，并进一步探究决定导线电阻的因素．
一、螺旋测微器的构造原理及读数
1．螺旋测微器的构造
如图1所示是常用的螺旋测微器．它的A和B固定在C上．D、D′和E、F连在一起，通过精密螺纹套在B上．
图1
2．螺旋测微器的原理
测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，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0.01mm.即螺旋测微器的精确度为0.01mm.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数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读
出.测量值（毫米）＝______________（毫米）（注意半毫米刻线是否露出）＋____________（估读一位）×
0.01（毫米）．
练习：
1、如图12所示为使用螺旋测微器测量某金属丝直径的示意图，则该金属丝的直径为________mm.
2、下图是用螺旋测微器测量三根金属棒直径的示意图，从左到右三根金属棒的直径依次为：
mm、mm、mm。
二、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，尺身上还有一个紧固螺钉．（如图2所示）
图2
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1mm.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，其读数见下表：
游标尺
精度
（mm）
测量长度L＝N
＋k
（mm）（游
标尺上第k格
与主尺上的
刻度线对齐时）
总刻度
格数n
刻度总长
度（mm）
每小格
与主尺
1格
（1mm）
相差
10
9
0.1
N（主尺上读的
整毫米数）＋
k
20
50
1、有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。
用它测量一工件的长度，如下左图所示，图示的读数是mm。
2.一游标卡尺的主尺最小分度为1mm，游标上有10个小等分间隔，现用此
卡尺来测量工件的直径，如上右图所示。
该工件的直径为___________mm
3、下左图为用游标为50分度的卡尺（测量值可准确到0.02mm）测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如图可读出圆筒的内径为mm。
6
.上右图为用游标为50分度的卡尺（测量值可准确到0.02mm）测定某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图。
可读出圆柱的直径为mm。
7.下图所示，甲、乙游标卡尺的示数分别为甲图mm，乙图mm。
三、伏安法测电阻
1．电流表、电压表的应用
电流表内接法
电流表外接法
电路图
误差
原因
电阻
测量值
适用条件
口诀
2．伏安法测电阻的电路选择
（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．
（2）临界值计算法
Rx<
时，
Rx>
（3）实验试探法：
按图3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；
如果电流表的示数图3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．
四、电阻率的测定原理
把金属丝接入如图2所示的电路中，用________测金属丝两端的电压，用________测金属丝中流过的电流，根据Rx＝________计算金属丝的电阻Rx，
然后用__________测量金属丝的长度l，用__________测量金属丝的直径d，计算出横截面积S；
根据电阻定律Rx＝ρl/S，得出计算金属丝电阻率的公式
ρ＝
＝__________.
实验器材
①金属丝②__________③安培表④伏特表⑤直流电源⑥__________⑦电键一个⑧导线若干⑨刻度尺．
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d，计算出导线的横截面积S＝__________.
2．将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的________长度，反复测量3次，求出其平均值l.
3．按如图2所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路，把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值________的位置．
4．电路经检查确认无误后，闭合电键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，断开电键S，求出导线电阻R的平均值．
应用指南 测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A以下，本实验中安培表量程为0～0.6A，每次通电时间应尽量短（以能读取电表数据为准），读数完毕立即断开电键S，防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化．计算时，务必算出每次的电阻值再求平均值，不能先分别求电压U和电流I的平均值，再由欧姆定律得平均值，否则会带来较大计算误差．
5．将测得的R、l、d值代入电阻率计算公式ρ＝
＝
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．
注意事项
1．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，亦即电压表并入两点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直．
2．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．
3．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路）．连线时应避免接线交叉和正、负极接错，最后再把电压表并联在待测金属导线的两端．
4．闭合电键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．
5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I的值不宜过大（电流表用0～0.6A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．
误差分析
1．金属丝直径、长度的测量读数等人为因素带来误差．
2．测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测<
R真，由R＝ρ
，知ρ测<
ρ真．
3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误
差.
实验改进
在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属导线电阻测量值偏小，可以改进实验电路，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
连接电路如图5所示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，电流表中的电
流示数相同，则表明Rx＝R，即可测出Rx.图5
2．附加电阻法
连接电路如图6所示，R1为一阻值较大的固定电阻，Rx为待测
电阻．
（1）S2断开，闭合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.图6
（3）待测电阻Rx＝
－
.
例1 在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属
丝直径时的刻度位置如图13所示，用米尺测出金属丝的长度L，
金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然
后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）从图中读出金属丝的直径为________mm.图13
（2）为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：
A．电压表0～3V，内阻10kΩ
B．电压表0～15V，内阻50kΩ
C．电流表0～0.6A，内阻0.05Ω
D．电流表0～3A，内阻0.01Ω
E．滑动变阻器0～10Ω
F．滑动变阻器0～100Ω
①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）
②实验中某同学的实物接线如图14所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错
误．
图14
错误1：
________________________________________________________________；
错误2__________________________________________________________________.
仪器选择的基本思路
（1）优先考虑安全因素：
各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流（或电压）不能超过其
允许的最大电流（或电压）．实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流（一般应假
设变阻器采用限流接法时进行估算）．如：
用伏安法作出标有“6V，0.6W”字样
的小灯泡的U－I图线，则实际加在灯泡两端的电压的最大值不能超过6V.
（2）考虑读数误差因素：
一般要求各电表的实际读数不小于其量程的
，以减小读数误差．
（3）仪器选择的一般步骤：
①首先选择唯一性的器材；
②粗画电路图（暂不接电流表和电压表）；
③估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材．
伏安法测电阻率（仪器选取及电路设计）
例2 某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：
A．电池组（3V，内阻约1Ω）
B．电流表A1（0～3A，内阻0.0125Ω）
C．电流表A2（0～0.6A，内阻约0.125Ω）
D．电压表V1（0～3V，内阻4kΩ）
E．电压表V2（0～15V，内阻15kΩ
F．滑动变阻器R1（0～20Ω，允许最大电流1A）
G．滑动变阻器R2（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）
H．开关、导线若干
（1）实验时应从上述器材中选用____________（填写仪器前字母代号）．
（2）测电阻时，电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时，应采用安培表________接法，将设计的电路图画在下面虚线框内．
（3）若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图15，则读
为____mm.
图15
（4）若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请
写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝______.
.用等效替代法测电表的内阻
原理与方法
如图16所示，先让待测电表与一电流表串联后接到电动势恒
定的电源上，读出电流表示数I；
然后将电阻箱与电流表串联
后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表中示数仍为
I，则电阻箱的读数即等于待测电表的内阻．
图16
仪器选择
等效替代法测量电流表内阻时选择的电流表量程应与待测电流表量程相近；
测量电压表内阻时可根据电压表的量程与内阻的大小选择电流表的量程．
例4 （2011·
新课标全国·
22）为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图17所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：
图17
（1）将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；
（2）然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时RN的读数；
（3）多次重复上述过程，计算RN读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量
值．
课堂小结：
课堂小测
1 （目标1）
（1）如图11所示为一种游标卡尺，它的游标尺上有
图11
20个小的等分刻度，总长度为19mm.用它测量某物
体长度时，游标卡尺示数如图所示，则该物体的长
度是___________cm.
（2）如图12所示为使用螺旋测微器测量某金属丝直径的示意图，则该金属丝的直径为________mm.
图12
2（目标3）．在做“探究决定导线电阻的因素”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
3．（目标1）
（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9所示，则测量结果应该读作________mm.
图9
图10
（2）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图10所示，此示数为______mm.
（3）在“探究决定导线电阻的因素”的实验中，用电压表测得金属丝两端的电压U，用电流表测得通过金属丝中的电流I，用螺旋测微器测得金属丝的直径d，测得数据如图11所示，请从图中读出U＝________V，I＝______A，d＝________m.
4、（目标2和目标3））某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得其电阻值约为2Ω.为提高测量的精度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线（用Rx表示）的电阻．
A．电源E（电动势为3.0V，内阻不计）
B．电压表V（量程为0～3.0V，内阻约为2kΩ）
C．电压表V（量程为0～15.0V，内阻约为6kΩ）
D．电流表A（量程为0～0.6A，内阻约为1Ω）
E．电流表A（量程为0～3.0A，内阻约为0.1Ω）
F．滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流2.0A）
G．滑动变阻器R2（最大阻值1kΩ，额定电流1.0A）
H．定值电阻R0（阻值为3Ω）
I．开关S一个，导线若干
（1）如图15所示是该实验小组用螺旋测微器对铜芯线直径的某次测量，其读数是________mm.
（2）实验时电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________．（只填代号）
（3）为提高实验的精确度，请你为该实验小组设计电路图，并画在下面的方框中．
（4）某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯线材料的电阻率的表达式为：
ρ＝________.
教学反思：
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