测定金属的电阻率教学案.doc

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2009级教学案
学科
物理
编制人
万洪山
审核人
杨云波
教学案编号

课型
复习
课题
测定金属的电阻率
教学过程设计
实验目的：学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。
实验原理：用刻度尺测一段金属导线 的长度，用螺旋测微器测导线的直径，用伏安法测导线的电阻，根据电阻定律，金属的电阻率。
实验器材：被测金属导线、米尺、螺旋测微器、电流表、电压表、直流电源、电键、滑动变阻器导线若干。
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；
      2.按图所示的电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路；
      3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值L；
      4.把滑动变阻器的滑动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，闭合电键K。改变　滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格内，断开电键K。　求出导线电阻R的平均值；
      5.将测得R、L、d的值，代入电阻率计算公式中，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。
一、电阻的测量-----用伏安法测电阻：
用图甲所示电路测Rx阻值时，电压表示数为Rx两端电压，电流表示数为通过Rx的电流，，实际电流表示数为IR+IV。测得Rx值比真值小。当Rv值越大，Iv越小，电流表示数越接近IR，当RV>>Rx时，测量值Rx比较准值。这种接法（电流表外接法）适宜测量 电阻。（填写较大或较小）
图2
A
Rx
甲
V
A
Rx
乙
V
用图乙所示电路，测Rx值时，当Rx>>RA时，测量值比较准确。这种接法[电流表内接法]适宜测量 电阻。（填写较大或较小）

二、滑动变阻器两种电路接法的选择
滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取.
1．下列情况可选用限流式接法
（1）测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.
（2）电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.
（3）没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.
2．下列三种情况必须选用分压式接法
（1）要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法.
（2）当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法。
（3）若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法.
3.实物图连线方法
A
A
V
V
（1）无论是分压接法还是限流接法，都应该先把测量电路（伏安法部分）接好；
（2）对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱并选择正确的量程，滑动变阻器的滑动触头应调到阻值最大处）。
（3）对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的分布，将伏安法部分接入该两点间。

三、游标尺的构造
游标尺包括：尺身、主尺、游标尺、深度尺、内测量爪 、外测量爪和紧固螺钉七个部分。

0
10
20
0
1
2
3
0
5
10
0
1

0
1
2
3
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5
6
7
8
9
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

四、螺旋测微器
1.原理：精密螺纹的螺距为0.5mm，即D每旋转一周， F前进或后退0.5mm。可动刻度 E上的刻度为50等份，每一小格表示0.01mm。
2.螺旋测微器的读数方法：
测量时被测物体长度的整数部分有固定刻度上读出，小数部分由可动刻度E读出（注意要估读一位数）。
D
F
E
B
读数时，特别要注意固定刻度上表示0.5mm 的刻度线是否从“旋转套”边缘露出，避免少读0.5mm。可根据“可动刻度”上“0”的位置来判断：“0”在基准线上方——未露出，“0”在基准线下方——已露出。

10
11
0
10

课堂练习
1.一游标卡尺的主尺最小分度为1mm，现用它测量一工件的长度，其读数如图，则读数为
mm；
2. 在“用单摆测定重力加速度”实验中，某同学用游标卡尺测量摆球的直径，游标卡尺的主尺最小分度为1 mm，游标上有20个小的等分刻度。卡尺上的示数如图所示，可读出这个摆球的直径为___________mm。

乙图
0

20
25
15

主尺
0
5
10
3cm
1
2
游标

3.乙图中螺旋测微器的读数为________mm

4.某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径d=　　　mm。另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图乙所示，则该工件的长度L=　　　　cm。

0

20
25
15

图甲
20
0
10
5
15
5
6
7
cm
图乙

5.．欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A．电池组（3V，内阻1）；
B．电流表（0~3A，内阻0.0125）
C．电流表（0~0.6A，内阻0.125）
D．电压表（0~3V，内阻3k）
E．电压表（0~15V，内阻15k）
F．滑动变阻器（0~20，额定电流1A）
G．滑动变阻器（0~2000，额定电流0.3A）
H．电键、导线。
（1）上述器材中应选用的是________。（填写各器材的字母代号）
（2）实验电路应采用电流表________接法。（填“内”或“外”）
（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I=________A，U=________V。
（4）将图中给定的器材连成实验电路。

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