2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十一章電路及其應(yīng)用第三節(jié)第2課時(shí)實(shí)驗(yàn)2金屬絲電阻率的測(cè)量學(xué)案新人教版必修3

PAGE7-試驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量試驗(yàn)2金屬絲電阻的測(cè)量學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道如何選擇試驗(yàn)器材及確定儀器的精度。2.能夠依據(jù)電路圖連接事物圖3.會(huì)用電壓表和電流表測(cè)電阻。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)1.螺旋測(cè)微器的原理和讀數(shù)方法。2.依據(jù)須要選擇合適的器材，確定試驗(yàn)電路圖。3.學(xué)生自我修正試驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。難點(diǎn)1.試驗(yàn)電路圖的確定。2.依據(jù)電路圖連接實(shí)物圖。自主探究一.試驗(yàn)思路用電壓表測(cè)金屬絲兩端的電壓，用電流表測(cè)金屬絲的電流，依據(jù)，計(jì)算出金屬絲的電阻，然后用刻度尺測(cè)量金屬絲的有效長(zhǎng)度（接入電路中的長(zhǎng)度），用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，計(jì)算出金屬絲的橫截面積；依據(jù)電阻定律，得出計(jì)算金屬絲電阻率的公式①。試驗(yàn)電路圖如圖所示。試驗(yàn)器材依據(jù)電路圖完成電路時(shí)，所須要器材有②，直流電源（6V），電流表（0~0.6A），電壓表（0~3V），滑動(dòng)變阻器（20Ω），開關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測(cè)微器，刻度尺。三．測(cè)量物理量1.測(cè)量電阻：用電壓表測(cè)金屬絲兩端的電壓，用電流表測(cè)金屬絲的電流，依據(jù)③，計(jì)算出金屬絲的電阻。2.電阻絲有效長(zhǎng)度的測(cè)量：長(zhǎng)度測(cè)量，用④測(cè)量接入電路的被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度.反復(fù)測(cè)量多次，求出其平均值。留意：精確到毫米，估讀到0.1mm。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⑤的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度.測(cè)量時(shí)應(yīng)在導(dǎo)線連入電路后拉直的狀況下進(jìn)行測(cè)量3.直徑測(cè)定：方法1：把電阻絲緊密纏繞在一個(gè)圓柱形物體上，用刻度尺測(cè)出⑥的寬度，然后除以圈數(shù)，就得到電阻絲的直徑。方法2：用⑦（或游標(biāo)卡尺）在被測(cè)金屬絲上的多個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值，計(jì)算出金屬絲的橫截面積⑧。答案：①②被測(cè)電阻絲③④刻度尺⑤接入電路中⑥多匝電阻絲⑦螺旋測(cè)微器⑧探究思索【典例一】在測(cè)量金屬絲電阻率的試驗(yàn)中

①用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑如圖丙所示，則金屬絲直徑______；

②測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)，應(yīng)選用電路圖中的______圖；

③若金屬絲的長(zhǎng)度為，直徑為，金屬絲兩端電壓為，流過(guò)金屬絲的電流為，則金屬絲電阻率的表達(dá)式______(用測(cè)得的量表示)。

①由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：。

②滑動(dòng)變阻器最大阻值大于待測(cè)電阻阻值，可以起到愛護(hù)和限制電路作用時(shí)，滑動(dòng)變阻器可以采納限流接法；由于金屬絲電阻較小，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表可以采納外接法，故選甲圖；

③依據(jù)歐姆定律得知電阻為：

由電阻定律可知：

解得電阻率為：答案：①1.775②甲③【典例二】某物理愛好小組測(cè)量一小段某材料制成的電阻絲的電阻率。（1）先用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲的直徑d，如圖甲所示，其直徑_____mm；再用游標(biāo)卡尺測(cè)量電阻絲的長(zhǎng)度L，如圖乙所示，其長(zhǎng)度_______cm，最終用多用電表粗測(cè)其電阻，如圖丙所示，其電阻________Ω。（2）為了精確測(cè)量電阻絲的電阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路。①依據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線連接如圖戊所示的實(shí)物電路。②閉合，當(dāng)接a時(shí)，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為；當(dāng)接b時(shí)，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，則待測(cè)電阻的值__________（用題中的物理量符號(hào)表示）。③若電阻絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面直徑為d，則該材料制成的電阻絲的電阻率_____（用題中的物理量符號(hào)表示）。解析：（1）依據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則，電阻絲的直徑；依據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，電阻絲的長(zhǎng)度；依據(jù)多用電表讀數(shù)規(guī)則，電阻。（2）①依據(jù)電路圖連線。②閉合，當(dāng)接a時(shí)，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，設(shè)電流表內(nèi)阻為，由歐姆定律，；當(dāng)接b時(shí)，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，由歐姆定律，；聯(lián)立解得。③由電阻定律，導(dǎo)線橫截面積，解得。答案：（1）1.350；4.230；6.0（2）①實(shí)物連線圖如圖所示（其他正確接法也可）②③學(xué)問(wèn)梳理隨堂訓(xùn)練1.在測(cè)量金屬電阻率的試驗(yàn)中，依據(jù)圖所示電路測(cè)量金屬絲的電阻。電壓表的示數(shù)為，電流表的示數(shù)為，則金屬絲電阻的測(cè)量值_________；測(cè)得金屬絲的長(zhǎng)度為，橫截面積為，則這段金屬絲的電阻率_________（用和表示）。2.某愛好小組對(duì)銅導(dǎo)線的電阻率進(jìn)行課題探討。（1）現(xiàn)取長(zhǎng)度為L(zhǎng)的一捆銅導(dǎo)線，用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑為D，在試驗(yàn)前，事先了解到銅導(dǎo)線的電阻很小，在用伏安法測(cè)量其電阻時(shí)，設(shè)計(jì)如圖所示的電路，則電壓表的另一端應(yīng)接________（填“a”或“b”）端。（2）測(cè)量得電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，可得銅的電阻率_________（用字母表示）。（3）該愛好小組發(fā)覺用（1）中所選電路測(cè)得的電阻率與從課本上查閱到銅的電阻率相比_________（填“偏大”或“偏小”），但是試驗(yàn)的操作已經(jīng)非常規(guī)范，測(cè)量運(yùn)用的電表也已盡可能校驗(yàn)精確，下列關(guān)于造成這種偏差的緣由，你認(rèn)為正確的是__________。A.電流表測(cè)量值小于流經(jīng)的電流值 B.電流表測(cè)量值大于流經(jīng)的電流值C.電壓表測(cè)量值小于兩端的電壓值 D.電壓表測(cè)量值大于兩端的電壓值3.某同學(xué)為了測(cè)量一根鉛筆芯的電阻率，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路測(cè)量該鉛筆芯的電阻值。所用器材有電流表，電阻箱、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)鉛筆芯、電源、開關(guān)及導(dǎo)線等。操作步驟如下：調(diào)整滑動(dòng)變阻器和電阻箱的阻值達(dá)到最大；閉合開關(guān)，適當(dāng)調(diào)整滑動(dòng)變阻器和電阻箱的阻值；記錄兩個(gè)電流表的示數(shù)分別為。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)若電流表的內(nèi)阻可忽視，則電流表示數(shù)_______時(shí)，電阻箱的阻值等于待測(cè)筆芯的電阻值。(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量該筆芯的直徑，螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖乙所示，該筆芯的直徑為________。(3)已測(cè)得該筆芯的長(zhǎng)度，電阻箱的讀數(shù)為，依據(jù)上面測(cè)量的數(shù)據(jù)可計(jì)算出筆芯的電阻率_________。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(4)若電流表的內(nèi)阻不能忽視，仍利用(1)中方法，則筆芯電阻的測(cè)量值_________真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”)。

答案1.答案：;解析：依據(jù)歐姆定律可得金屬絲電阻的測(cè)量值：①

依據(jù)電阻定律可得：②

聯(lián)立①②式可得這段金屬絲的電阻率：2.答案：（1）a（2）（3）偏?。籅解析：（1）電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)銅導(dǎo)線電阻，為減小試驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)采納外接法，電壓表的另一端應(yīng)接a端。（2）銅導(dǎo)線的電阻，由電阻定律得，電阻率。（3）由于電流表采納外接法，電阻測(cè)量值小于真實(shí)值，所以由此試驗(yàn)計(jì)算所得的電阻率的值比實(shí)際值偏小，電流表采納外接法，由于電壓表的分流作用，流過(guò)待測(cè)電阻的電流小于電流表示數(shù)，由歐姆定律可知，電阻測(cè)量值小于真實(shí)值，故B正確，A