2019人教版高中物理選修三實(shí)驗(yàn)導(dǎo)體電阻率的測(cè)量學(xué)案

1、 /8尺身實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法。掌握螺旋測(cè)微器的使用方法和讀數(shù)方法。學(xué)會(huì)利用伏安法測(cè)電阻，進(jìn)一步測(cè)出金屬絲的電阻率?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】掌握螺旋測(cè)微器的使用方法和讀數(shù)方法。學(xué)會(huì)利用伏安法測(cè)電阻，進(jìn)一步測(cè)出金屬絲的電阻率?！緦W(xué)習(xí)過(guò)程】一、新課學(xué)習(xí)（一）長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用游標(biāo)卡尺（1）游標(biāo)卡尺結(jié)構(gòu)及使用方法內(nèi)測(cè)咼爪緊同螺釘467S2WIllMIikUllIlJLllLI.HIIIIII叮11IIIIlillllliiulllIHllIIII11.1附頂何游標(biāo)尺測(cè)外徑：側(cè)內(nèi)徑：測(cè)深度：（2）原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。

2、不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少mm。（3）精度：對(duì)應(yīng)關(guān)系為10分度mm，20分度mm，50分度mm。（4）讀數(shù)方法：若用?表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，？?表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為：mm。游標(biāo)卡尺的使用讀數(shù)=首先要弄清該尺的精度。接著從主尺上讀出整毫米數(shù)。再?gòu)挠螛?biāo)尺上讀出不足1毫米的長(zhǎng)度值。最后確定測(cè)量結(jié)果。注意：不需估讀！【練習(xí)】1游標(biāo)卡尺的主尺最小分度為圖1尺的精度是.mm,讀數(shù)是mm；圖2中的精度是mm,讀數(shù)是hll1b門11101110二1111111HImi|IlllllI11111HH|2

3、0mm。2讀出以下各游標(biāo)尺的測(cè)量值:-:Uiiilii1IlliII111111%11111II51LLLIIi6iiiiI11IIlllllllllllll11234Illi-11117391:1OI3游標(biāo)卡尺讀數(shù)練習(xí)螺旋測(cè)微器（1）螺旋測(cè)微器結(jié)構(gòu)及使用方法寫出各部分結(jié)構(gòu)的名稱：A：B：C：D：D：E：F：mm，即旋等份，每mm。讀數(shù)時(shí)，（2）原理：測(cè)微螺桿?與固定刻度?之間的精密螺紋的螺距為_鈕?每旋轉(zhuǎn)一周，？?前進(jìn)或后退mm,而可動(dòng)刻度?上的刻度為轉(zhuǎn)動(dòng)一小格,？?前進(jìn)或后退mm，即螺旋測(cè)微器的精確度為估讀到毫米的上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺。（3）讀數(shù)方法：（4）使用方法測(cè)量時(shí)，在測(cè)微

4、螺桿快靠近被測(cè)物體時(shí)應(yīng)停止使用旋鈕，而改用一避免產(chǎn)生過(guò)大的壓力，既可使測(cè)量結(jié)果精確，又能保護(hù)螺旋測(cè)微器。在讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度尺上表示的刻線是否已經(jīng)露出。讀數(shù)時(shí)，千分位有一位估讀數(shù)字，不能隨便扔掉，即使固定刻度的零點(diǎn)正好與可動(dòng)刻度的某一刻度線對(duì)齊，千分位上也應(yīng)讀取為“0”。當(dāng)小砧和測(cè)微螺桿并攏時(shí)，可動(dòng)刻度的零點(diǎn)與固定刻度的零點(diǎn)不相重合，將出現(xiàn)起點(diǎn)誤差，應(yīng)加以修正，即在最后測(cè)長(zhǎng)度的讀數(shù)上去掉起點(diǎn)誤差的數(shù)值?！揪毩?xí)】1某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件的直徑和高度，測(cè)量結(jié)果如圖(a)和(b)所示。該工件的直徑為cm，高度為mm。某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑，示數(shù)如圖甲、乙所示，

5、則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分另H為cm和mm。乙(二)金屬絲電阻率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)原理：物理量的測(cè)量總結(jié)出需要的實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)步驟：直徑測(cè)定用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值d,計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積。電路連接按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路。在下面的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路長(zhǎng)度測(cè)量用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的，反復(fù)測(cè)量3次,求出其平均值2。U、I測(cè)量把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)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(wú)誤后，閉合開關(guān)S,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S。數(shù)據(jù)處

6、理在求Rx的平均值時(shí)可用兩種方法用Rx=-分別算出各次的數(shù)值，再取平均值。用圖線的求出。計(jì)算電阻率將記錄的數(shù)據(jù)Rx、1、d的值代入電阻率計(jì)算式卩=。誤差分析金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得，直徑的測(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要來(lái)源之一。采用伏安法測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)，由于采用的是電流表外接法，測(cè)量值小于真實(shí)值，使電阻率的測(cè)量值偏小。金屬絲的長(zhǎng)度測(cè)量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會(huì)帶來(lái)偶然誤差。由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會(huì)使金屬絲的電阻率變大，造成測(cè)量誤差。注意事項(xiàng)本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路一般采用實(shí)驗(yàn)連線時(shí)，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(cè)金屬導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器連成主干線

7、路，然后再把電壓表并聯(lián)在待測(cè)金屬導(dǎo)線的兩端。測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，是指測(cè)量待測(cè)導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的待測(cè)導(dǎo)線長(zhǎng)度，測(cè)量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直，反復(fù)測(cè)量三次，求其平均值。測(cè)金屬導(dǎo)線直徑一定要選三個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)量，求其平均值。閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動(dòng)變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置。在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，通過(guò)待測(cè)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I不宜過(guò)大(電流表用量程)，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸增大。求Rx的平均值時(shí)可用兩種方法：第一種是用Rx=UI算出各次的測(cè)量值，再取平均值；第二種是用圖象(UI圖線)來(lái)求出。若采用圖象法，在

8、描點(diǎn)時(shí)，要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要盡可能地讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮。三、課堂練習(xí)(多選)在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，以下操作中錯(cuò)誤的是()用米尺測(cè)量金屬絲的全長(zhǎng)，且測(cè)量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中用螺旋測(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同部位各測(cè)量一次直徑，算出其平均值用伏安法測(cè)電阻時(shí)，采用電流表內(nèi)接法，多次測(cè)量后算出平均值實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變（1）如圖甲、乙所示的兩把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺分別為9mm長(zhǎng)10等分、19mm長(zhǎng)20等分，則讀數(shù)依次為mm、mm。甲乙（2）使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，則金屬絲的直徑是mm

9、。在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了如下測(cè)量:（1）用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度。測(cè)量3次，求出其平均值/。其中一次測(cè)量結(jié)果如圖甲所示，金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對(duì)齊，圖中讀數(shù)為cm。用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，選不同的位置測(cè)量3次，求出其平均值。其中一次測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，圖中讀數(shù)為mm。甲乙（2）采用如圖所示的電路測(cè)量金屬絲的電阻。電阻的測(cè)量值比真實(shí)值（選填“偏大”或“偏小”）。最后由公式p=計(jì)算出金屬絲的電阻率（用直接測(cè)量的物理量表示）。（3）請(qǐng)你根據(jù)電路圖在實(shí)物圖中進(jìn)行實(shí)物連線。（電流表選0.6A量程，電壓表選3V量程）現(xiàn)在要測(cè)量一段電阻絲的電阻率p,電阻絲的阻值Rx0.5Q，允許通過(guò)的最大電流為0.5A?，F(xiàn)提供如下器材：電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約0.6Q）電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約3kQ）待測(cè)的電阻絲R（阻值約為0.5Q）標(biāo)準(zhǔn)電阻R0（阻值50）滑動(dòng)變阻器R（50,2A）滑動(dòng)變阻器R2(2000,1.5A)直流電源E（電動(dòng)勢(shì)6V）開關(guān)S、導(dǎo)線若干BII1）下面四位同學(xué)分別設(shè)計(jì)的“測(cè)量部分”的電路，你認(rèn)為合理的是CD（2）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)