高中物理实验测定金属的电阻率教案.docVIP

实验：测定金属的电阻率 [教学目标] 一、知识目标 1、初步掌握伏安法测电阻的原理和方法，初步接触电路和器材的选择。 2、熟练掌握螺旋测微器的读数。 3、掌握测定金属电阻率的原理和方法。 二、能力目标 1、学会使用常用电学仪器及正确读数，学会根据原理电路连接实物电路，培养学生动手操作能力和运用理论知识解决实际问题的能力。 2、学会正确使用螺旋测微器。 3、在实验过程中培养和提高整体学生的实验素质。 三、德育目标 1、建立融洽的师生关系，培养学生间相互协作的精神。 2、培养学生遵守纪律、爱护实验器材和设备的良好习惯，培养学生严紧求实的科学态度。 [教学重点] （1）测定金属电阻率的原理； （2）螺旋测微器的使用和读数； （3）对学生实验过程的指导。 [教学难点] （1）螺旋测微器的读数； （2）实验中的重要注意事项。 [教学方法] 学生分组实验 [教 具] 多媒体 [教学设计] 实验：测定金属的电阻率 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L，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，根据电阻定律，金属的电阻率ρ=RS/L=πd2R/4L 实验器材： 金属丝、千分尺、安培表、伏特表、（3伏）电源、（20Ω）滑动变阻器、电键一个、导线几根 点拨被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻510欧之间为宜，在此前提下，电源选3伏直流电源，安培表选0 0.6安量程，伏特表选0 3伏档，滑动变阻器选0 20欧。实验步骤 （1）用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值D求出其横截面积S=πD2/4. （2）将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L，测三次，求出平均值L。 （3）根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。 点拨：为避免接线交叉和正负极性接错，接线顺序应遵循：电源正极→电键（断开状态）→滑动变阻器→用电器→安培表正极→安培表负极→电源负极，最后将伏特表并接在待测电路的两端，即先接干路，后接支路。 （4）检查线路无误后闭合电键，调节滑动变阻器读出几组I、U值，分别计算电阻R再求平均值，设计表格把多次测量的D、L、U、I记下来。 【点拨】测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A以下，本实验由于安培表量程0~0.60A，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。实验记录测量次数 1 2 3 平均值 导线长/m 导线直径/m 导线的横截面积S= （公式）= （代入数据）= m2 测量次数 1 2 3 电阻平均值 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 所测金属的电阻率ρ= （公式）= （代入数据）= Ωm 【注意事项】 （1）测量金属导线的直径时要用螺旋测微器，直接测量的结果要估读下一位数字。 （2）金属导线的电阻和电流表的内阻相差不很大，因此在用伏安法测电阻时应采用电流表的外接法，开始实验时滑动变阻器在电路中的阻值应调至最大，实验过程中通过金属导线的电流不宜过大，以防止温度升高电阻率发生变化。 【点拨】（1）：为了减少电阻的计算误差，可以作U-I图象求出电阻的平均值 【点拨】（2）：经验表明，引起实验误差的原因可能是： ①采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻测量值偏大，若误用内接法则安培表分压影响更大。 ②仪表量程太大且读数不准 ③计算未遵从有效数字运算法则 实验中易混淆的是：R=U/I和R=ρL/S两个定律，这两个定律都是实验定律，但前者是研究电阻与电流、电压两者之间关系；后者是研究导体本身的性质即电阻与材料、长度、截面积三者之间关系，与所在的电路因素或是否接入电路无关，注意R=U/I中，电阻与U、I无关；R=ρL/S中，电阻率与L和S无关，使用这两式时ρ是不变的。 易错的是：测量电路（内、外接法）、控制电路（限流式和分压式）、量程的选择及有效数字、电阻R平均值的计算等。 D前未查零误差、测D时未按三个不同位置测量取平均值。 实验结论 由实验表中数据计算得出，待测金属丝的电阻率平均值。某电压表的内阻在20～50k(之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材： 待测电压表（量程3V）； 电流表（量程200(A）； 电流表（量程5mA）； 电流表（量程0.6A）； 滑动变阻器R（最大阻值