課題五探究決定導(dǎo)體電阻的因素

1、課題：實驗五探究決定導(dǎo)體電阻的因素主備：繆澄媛第1課時總第 1課時【教學(xué)目標(biāo)】【教學(xué)重點(diǎn)】【教學(xué)難點(diǎn)】【教具】【教學(xué)過程】【二次備課】、實驗?zāi)康? 掌握螺旋測微器及游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法.2.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法.3會用伏安法測電阻，并進(jìn)一步探究決定導(dǎo)體電阻的因素. 二、實驗原理1 螺旋測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)（1）螺旋測微器的構(gòu)造如圖1所示是常用的螺旋測微器它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上.旋鈕D、微調(diào)旋鈕D'和可動刻度E、測微螺桿F連在一起，通過精密螺紋套在B 上.（2）螺旋測微器的原理1測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為

2、 0.5 mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn) 周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5 mm,而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格,F前進(jìn)或后退0.01 mm.即螺旋測微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺.（3）讀數(shù)：測量時被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動 刻度讀出.測量值（毫米）=固定刻度數(shù)（毫米）（注意半毫米刻度線是否露出）+可動刻度數(shù)（估讀一位）X 0.01（毫米）圖22.游標(biāo)卡尺：（1）構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺（主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外測量爪）、游標(biāo)尺上還有（2）用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑.原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度

3、的差值制成.不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少 1 mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其讀數(shù)見下表：=N7標(biāo)亍主對整10k整1>0k整1)0k游標(biāo)尺精度1 -(mm)測量長度L1+ kn（mm）（ 游尺上第k格與尺上的刻度線齊時）總刻度 格數(shù)n刻度總長度（mm）每小格與主尺1格（1 mm）相差1090.10.1N（主尺上讀的毫米數(shù)）+ ：20190.050.05N（主尺上讀的毫米數(shù)）+ ：50490.020.02N（主尺上讀的毫米數(shù)）+ -3伏安法測電（1）電流表、電阻1壓表的應(yīng)用電流表內(nèi)接法電流表外接

4、法電路圖1一中誤差原因電流表分壓U 測=Ux+ U A電壓表分流I 測=Ix + Iv電阻測量值U測R 測=廠=Rx+ Ra>RxI測測量值大于真實值U 測RxRvR測=|=廠丄。<RxI 測Rx+ Rv測量值小于真實值適用條件Ra? RxRv? Rx口訣大內(nèi)偏大（大電阻用內(nèi)接法測量，測 量值偏大）小外偏?。ㄐ‰娮栌猛饨臃y量，測 量值偏?。?）伏安法測電阻的電路選擇 阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜米用電流表外接法；若Rx較大，宜米用電流表內(nèi)接法. 臨界值計算法Rx/RvRa時，用電流表外接法；Rx>7rvRa時，用電流表內(nèi)接法

5、.!實驗試探法：按圖 3接好電路，讓電壓表一根接線柱 P 先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化， 而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電 流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法.4 電阻率的測定原理由R= pS得 p= RS因此，只要測出金屬絲的長度I，橫截面積S和金屬絲的電阻R,即可求出金屬絲的電阻率p(1) 把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲的電阻 R(R= ；)電路原理圖如圖4所示.(2) 用毫米刻度尺測量金屬絲的長度I，用螺旋測微器量得金屬絲的直徑，算出橫截面積S.RS3)將測量的數(shù)據(jù)代入公式尸T求金屬絲的電阻率.圖4點(diǎn)撥因

6、為本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，所以實驗電路采用電流表外接法.三、實驗器材毫米刻度尺、螺旋測微器、直流電流表和直流電壓表、滑動變阻器(阻值范圍050 Q)、電池組、開關(guān)、被測金屬絲、導(dǎo)線若干.四、實驗步驟1 直徑測定：用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個不同位置各測一次直徑，求n2出其平均值d,計算出導(dǎo)線的橫截面積 s=n.2電路連接：連接好用伏安法測電阻的實驗電路.3長度測量：用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的有效長度，反復(fù)測 量3次，求其平均值I.4U、丨測量：把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置， 電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān)S,改變滑動變阻器滑動片的位置，

7、讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)，斷開開關(guān)S,求出金屬導(dǎo)線電阻 R的平均值.5拆除電路，整理好實驗器材.五、數(shù)據(jù)處理1.在求R的平均值時可用兩種方法(1) 用R=；分別算出各次的數(shù)值，再取平均值.(2) 用U I圖線的斜率求出.S n|2U2計算電阻率：將記錄的數(shù)據(jù)R、I、d的值代入電阻率計算式p= R| = 4| .六、誤差分析1 金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得，直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主要來源之2 采用伏安法測量金屬絲的電阻時，由于采用的是電流表外接法，測量值小于真實值，使電阻率的測量值偏小.3 金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等也會帶來偶然誤差.4由于

8、金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差.七、注意事項1 本實驗中被測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實驗電路一般采用電流表外接法.2實驗連線時，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬 導(dǎo)線、滑動變阻器連成主干線路（閉合電路），然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導(dǎo)線的兩端.3測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個端點(diǎn)之間的 長度，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的待測導(dǎo)線長度，測量時應(yīng)將導(dǎo)線拉直，反復(fù)測量 三次，求其平均值.4測金屬導(dǎo)線直徑一定要選三個不同部位進(jìn)行測量，求其平均值.5 閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置.6在用伏安法測

9、電阻時，通過待測導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I不宜過大（電流表用00.6 A量程）,通電時間不宜過長，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大.7.求R的平均值時可用兩種方法：第一種是用R= U/I算出各次的測量值，再取平均值；第二種是用圖象（U - I圖線）來求出若采用圖象法，在描點(diǎn)時，要盡 量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時要盡可能地讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩 側(cè)，個別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮.八、實驗改進(jìn)在本實驗中，由于電表內(nèi)電阻的影響，從而使金屬導(dǎo)線電阻測量值偏小，可以 改進(jìn)實驗電路，消除由于電表內(nèi)阻的影響而帶來的實驗誤差.1 等效替換法連接電路如圖5所示，R為電阻箱，Rx為待測

10、電阻，通過調(diào)節(jié)電阻箱R,使單刀雙擲開關(guān) S分別接1和2時，電流表中的電流示數(shù)相同，貝U表明Rx = R,即可測出Rx.2 附加電阻法連接電路如圖6所示，R1為一阻值較大的固定電阻，Rx為待測電阻.（1）S2斷開，閉合 0,調(diào)節(jié)變阻器R,使電流表、電壓表都 有一個適當(dāng)讀數(shù)，記下兩表讀數(shù)丨1、U1.保持變阻器R不變，再閉合 S2,記下兩表的讀數(shù)12、U2.(3) 待測電阻Rx=屮一當(dāng).Il I 2考點(diǎn)一游標(biāo)卡尺、螺旋測微器的讀數(shù)例1 (1)如圖11所示為一種游標(biāo)卡尺，它的游標(biāo)尺上有20圖11個小的等分刻度，總長度為19 mm.用它測量某物體長度時，游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖所示，則該物體的長度是 cm.(2

11、) 如圖12所示為使用螺旋測微器測量某金屬絲直徑的示意圖，則該金屬絲的 直徑為mm.-=三圖12考點(diǎn)二對實驗的理解與應(yīng)用例2(2011江蘇物理單科11)某同學(xué)利用如圖13所示的實驗電路來測量電阻的阻值.電阻R/ Q5.010.015.025.035.045.0電壓U/V1.001.501.802.142.322.45(1)將電阻箱接入a、b之間，閉合開關(guān)適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器 R'后保持其阻值不變改變電阻箱的阻值R,得到一組電壓表的示數(shù)U與R的數(shù)據(jù)如下表：圖13請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖 14中作出U - R關(guān)系圖象.圖14用待測電阻Rx替換電阻箱，讀得電壓表示數(shù)為2.00 V 利用(1)中測繪的

12、U R圖象可得R< =Q.(3) 使用較長時間后，電池的電動勢可認(rèn)為不變，但內(nèi)阻增大.若仍用本實驗裝 置和(1)中測繪的U R圖象測定某一電阻，則測定結(jié)果將 (選填“偏大”或"偏小”).現(xiàn)將一已知阻值為 10 Q的電阻換接在a、b之間，你應(yīng)如何 調(diào)節(jié)滑動變阻器，便仍可利用本實驗裝置和(1)中測繪的U R圖象實現(xiàn)對待測電阻的準(zhǔn)確測定？考點(diǎn)三電表內(nèi)阻的測量例3 (2011新課標(biāo)全國22)為了測量一微安表頭 A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖15所示的電路圖中， Ao是標(biāo)準(zhǔn)電流表，Ro和Rn分別是滑動變阻器和電阻箱，S和Si分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池完成下列實驗步驟中的填空：(1

13、)將S撥向接點(diǎn)1,接通Si,調(diào)節(jié)，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時的讀數(shù)I;然后將S撥向接點(diǎn)2,調(diào)節(jié) ，使，記下此時Rn的讀數(shù)；(3) 多次重復(fù)上述過程，計算Rn讀數(shù)的，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值.考點(diǎn)四 器材選擇與電路設(shè)計例4 檢測一個標(biāo)值為5 Q的滑動變阻器，可供使用的器材如下：A .待測滑動變阻器 Rx：全電阻約5 Q (電阻絲繞制緊密，匝數(shù)清晰可數(shù))B .電流表A1：量程0.6 A，內(nèi)阻約0.6 QC .電流表A2：量程3 A，內(nèi)阻約0.12 QD .電壓表V1 :量程15 V，內(nèi)阻約15 kQE. 電壓表 V2：量程3 V，內(nèi)阻約3 kQF. 滑動變阻器R:全電阻約20 QG .直流電源E:電動勢3 V，內(nèi)阻不計H .游標(biāo)卡尺I.毫米刻度尺J開關(guān)S、導(dǎo)線若