【精選】高中物理實驗測定金屬的電阻率教案精選

1、高中物理實驗測定金屬的電阻率教案 篇一：河北省高中物理實驗10 測定金屬的電阻率 第二部分 高中物理實驗 物理 選修3-1 實驗10測定金屬的電阻率 實驗?zāi)康?1.學(xué)習(xí)伏-安法測電阻，掌握測定金屬電阻率的方法。 2.復(fù)習(xí)螺旋測微器的使用。 3.研究由于電表的接入而造成的系統(tǒng)誤差及克服方法。 實驗儀器 伏特表，安培表，直流電源，滑動變阻器，螺旋測微器，米尺，金屬電阻絲（50cm100cm），電鍵及導(dǎo)線。 實驗原理 按照電阻定律，一段金屬絲的電阻值: lr =? （1） s 其中l(wèi)為金屬絲長度，s為橫截面積， ?為金屬電阻率，這是一個用來表示物質(zhì)電阻特性的物理量，電阻率反映了物質(zhì)對電流阻礙作用的屬

2、性。電阻率大那么說明這種材料的導(dǎo)電功能差，電阻率小那么說明這種物質(zhì)的導(dǎo)電功能好。如銅和鋁的電阻率分別為0.017歐·毫米2/米和0.028歐·毫米2米(在200c)，而絕緣體的電阻率特別大，其數(shù)量級一般都在1012-1022歐·毫米2/米之間。例如常用的絕緣材料硬橡膠其電阻率為1019-1022歐·毫米2/米。 必須指出的是電阻率不僅與導(dǎo)體的材料有關(guān)，還和導(dǎo)體的溫度有關(guān)。一般溫度升高時電阻率隨之增大，從而使導(dǎo)體的電阻值變大。這種效應(yīng)在導(dǎo)體中通過電流使導(dǎo)體升溫時尤為明顯。例如220伏，100瓦的白熾燈泡，其熱電阻為484歐姆，而不通電時的冷電阻只有40歐姆

3、左右。 從（1）式可導(dǎo)出 ?rs （2） l 由（2）式能夠看出，假設(shè)測出某金屬絲的長度、橫截面積和對應(yīng)的電阻值，就能夠計算出這種材料的電阻率。 關(guān)于給定的電阻絲（實際上是一段合金電阻絲），我們用米尺量出其長度，用螺旋測微器測出它的直徑代入公式 s=?d/4 ，然后計算出其橫截面積，用歐姆定律 r = u/i計算出電阻。把測量出的物理量代入公式（2），可求出電阻絲的電阻率。 測電阻的方法是通過伏特表和安培表測出加在電阻絲兩端的電壓和流過電阻絲的電流，然后借助于歐姆定律間接求出的，因而稱為“伏安法測電阻”。 1 2實驗指導(dǎo) 1. 用螺旋測微器測金屬絲直徑能夠提高測量的準(zhǔn)確度，能夠讀到毫米的千分位

4、。 2. 電流可操縱在0.20-0.60安培之間。由于電流過小，電表誤差過大（1/3量程以上為有效），而電流太大時（比方2安培）導(dǎo)線上的熱功率也大，那么導(dǎo)體的熱漲冷縮和電阻率隨溫度升高而變大這兩種效應(yīng)都可增大實驗誤差。 3. 由于一般電阻絲電阻為幾歐姆，考慮到便于調(diào)理,可使用050歐姆的滑線變阻器，電源可選用3伏的電壓, 如此即可將電流操縱在0.20-0.60安培之間，又便于均勻調(diào)理。安培表應(yīng)選用0-0.60安的檔，伏特表選用0-3伏檔。 4. 采納伏-安法測電阻，由于儀表的接入而改變了原來（不接入電表時）的電路構(gòu)造。這就不可防止的要造成系統(tǒng)誤差。如圖3-1和圖32所示，在用伏安法測電阻時伏特

5、表與安培表有兩種不同的接法，我們稱圖31中的接法為安培表外接，圖32中的接法為安培表內(nèi)接。 借助于歐姆定律計算電阻r時，公式r = u/i中的電壓和電流本意是指r兩端的電壓和流過r上的電流，但從圖31和圖32中能夠的看出：安培表外接時電流的測量值大于r中的電流值；安培表內(nèi)接時電壓的測量值大于r兩端的電壓值，如此用上述兩電路測出的電壓和電流值及計算出的電阻r都偏離其真實值，這種誤差屬于系統(tǒng)誤差。 那么在這個實驗中應(yīng)采納哪個電路呢？一般50100厘米的電阻絲rx的電阻約為幾歐。0.6a檔安培表的內(nèi)阻ra一般約為0.1歐多些，3v檔伏特表的內(nèi)阻rv一般約為三千歐以上。按照以上 參數(shù)能夠估算出安培表外

6、接時，伏特表與r的分流比大約為1：600。安培表內(nèi)接時，安培表與r的分壓比大約為1：50，相比之下明顯看出采納安培表外接誤差要小。 上述分析征詢題的方法請同學(xué)們務(wù)必掌握，由于在電學(xué)實驗中經(jīng)常要遇到這類電路的選擇征詢題。 操作要求 1. 通電時，電流不宜過大，否那么電阻絲溫升過高導(dǎo)致電阻率變大，造成實驗誤差較大。 2. 測量金屬絲直徑時，應(yīng)選金屬絲的三個不同部位進(jìn)展。 3. 用米尺對金屬絲長度進(jìn)展測量時，為克服米尺刻度的不均勻性，最好 選三個不同的刻度作為測量的起點。如全長約50厘米，第一次測長度時以10厘米刻度線為起點，第二次可從20厘米刻度線為起始線。 2 圖31 圖32 4. 金屬絲被選用

7、部分的兩端點處要磨光潔，使其無油污或氧化物以減少 接觸電阻。 5. 實驗開場前留意滑動變阻器阻值要調(diào)到最大。 實驗步驟 1測三次長度，然后取平均值l。 2. 用螺旋測微器測三次金屬絲的直徑，然后取平均值d。 3按圖31所示電路接線，用伏安法測三次電阻，分別為r1、r2、r3，取其平均值r=（r1+r2+r3）/3。 4. 將長度、直徑和電阻的平均值l、d和r代入公式 ?r? 征詢題討論 ?d24l 1. 本實驗是用什么方法測電阻絲電阻的？電阻的測量值與真值之間的誤差是如何樣產(chǎn)生的？ 2. 假設(shè)被測電阻rx阻值較大，例如rx約為1.5千歐左右，應(yīng)采納安培表外接電路仍然安培表內(nèi)接電路？試分析。 3

8、. 設(shè)安培表外接電路為電路a，安培表內(nèi)接電路為電路b。現(xiàn)有兩個未知電阻r1與r2,，用歐姆表粗測可知r1為10歐左右，r2接近1千歐，那么測r1應(yīng)選電路。測r2應(yīng)選電路。 4. 設(shè)上題中安培表內(nèi)阻為ra，伏特表內(nèi)阻為rv，測r1時兩表讀數(shù)分別為u1、i1，測r2時兩表讀數(shù)分別為u2、i2。那么r1和r2的真值應(yīng)分別表示為r1= ，r2=。 3篇二：測定金屬的電阻率(高三、) 實驗七 測定金屬的電阻率(練習(xí)使用螺旋測微器) 一、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

9、細(xì)螺紋套在b上 圖1 2螺旋測微器的原理 測微螺桿f與固定刻度b之間的精細(xì)螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕d每旋轉(zhuǎn)一周，f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.即螺旋測微器的準(zhǔn)確度為0.01 mm.讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因而，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)(留意半毫米刻度線是否露出)可動刻度數(shù)(估 讀一位)×0.01(毫米) 二、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)尺上還有一個深

10、度尺，尺身上還有一個緊固螺釘(如圖2所示) 圖2 2用處：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑 3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 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：1電流表、電壓表的應(yīng)用 2(1)阻值比擬法：先將待測電阻的可能值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)展比擬，假設(shè)rx較小，宜采納電流表外接法；假設(shè)rx較大，宜采納電流表內(nèi)接法 (2)臨界值計算法 rxlt;vra時，用電流表外接法； rxvra時，用電流表內(nèi)接法 (3)實驗試探法：按圖3接好電

11、路，讓電壓表一根接線柱p先后 與a、b處接觸一下，假設(shè)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，那么可采納電流表外接法；假設(shè)電流表的示數(shù) 圖3 有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，那么可采納電流表內(nèi)接法 四、測量金屬的電阻率 實驗?zāi)康?1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，并能測定金屬的電阻率 實驗原理 lrs 由r得，因而，只要測出金屬絲的長度l，橫截面積s和金屬絲的電阻r， sl即可求出金屬絲的電阻率. (1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲的電阻r(r u 電路原理圖如圖4所示

12、 i (2)用毫米刻度尺測量金屬絲的長度l，用螺旋測微器量得 圖4 金屬絲的直徑，算出橫截面積s.rs (3)將測量的數(shù)據(jù)代入公式求金屬絲的電阻率 l 點撥 由于本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，因而實驗電路采納電流表外接法 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 )、電池組、開關(guān)、被測金屬絲、導(dǎo)線假設(shè)干 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，求出其 d2 平均值d，計算出導(dǎo)線的橫截面積s42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

13、，求其平均值l. 4u、i測量：把滑動變阻器的滑動片調(diào)理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，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撤除電路，整理好實驗器材 數(shù)據(jù)處理 1在求r的平均值時可用兩種方法 u (1)用r i(2)用ui圖線的斜率求出 sdu 2計算電阻率：將記錄的數(shù)據(jù)r、l、d的值代入電阻率計算式r. l4li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一 2采納伏安法測量金屬絲的電阻時，由于采納的是電流表外接法，測量值小

14、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)等也會帶來偶爾誤差 4由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差 本卷須知 1本實驗中被測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因而實驗電路一般采納電流表外接法 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之間的長度， 亦即電壓表兩端點間的待測導(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)展測量，求

15、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步增大 7求r的平均值時可用兩種方法：第一種是用ru/i算出各次的測量值，再取平均值；第二種是用圖象(ui圖線)來求出假設(shè)采納圖象法，在描點時，要盡量使各點間的間隔拉大一些，連線時要盡可能地讓各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠(yuǎn)的點能夠不予考慮 實驗改良 在本實驗中，由于電表內(nèi)電阻的阻礙，從而使金屬導(dǎo)線電阻測量值偏小，能夠改良實驗電路，消除由于電表內(nèi)阻的

16、阻礙而帶來的實驗誤差 1等效交換法 2 連接電路如圖5所示r為電阻箱，rx為待測電阻，通過調(diào)理 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)一樣，那么說明rxr，即可測出rx.圖52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s1，調(diào)理變阻器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)i1、u1. (2)保持變阻器r不變，再閉合s2，記下兩表的讀數(shù)i2、u2. (3)待測電阻rx u1u2 i. 1i2 考點一 游標(biāo)卡尺、螺旋測微器的讀數(shù) 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)應(yīng)留意以下幾點： (1)看清準(zhǔn)確度 例如(圖7) 圖6篇三：高

17、中物理 測定金屬的電阻率教學(xué) 新人教版選修3-1 20072008學(xué)年度第一學(xué)期測量金屬的電阻率教學(xué)設(shè)計 教材版本：人教版高中物理第二冊（必修加選修） 教學(xué)內(nèi)容：實驗七測量金屬的電阻率 課型：實驗課 一、教學(xué)設(shè)計的理念： 按照新課程理論和新課標(biāo)的要求，著重表達(dá)老師的主導(dǎo)性與學(xué)生的主體性，讓學(xué)生本人分析征詢題、處理征詢題，讓學(xué)生成為課堂的主人，詳細(xì)內(nèi)容如下： 關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、方法以及情感、態(tài)度、價值觀。課堂教學(xué)中，不再過分注重知識的傳授，而是使學(xué)生獲得知識與技能的同時，學(xué)會學(xué)習(xí)，給予學(xué)習(xí)方法上的指導(dǎo)。 引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)和治理的認(rèn)識與才能，改變那種老師講學(xué)生聽，老師講課本，學(xué)生記的被

18、動教與學(xué)的場面，代之以學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)活動，樂于探究，勤于動手。 努力制造一種民主、和諧的課堂氣氛。只有如此，學(xué)生才能大膽想象，積極思維，敢于質(zhì)疑，學(xué)生的創(chuàng)新精神才能得到培養(yǎng)。 二、教學(xué)任務(wù)分析： 本節(jié)課對學(xué)生的要求較高，既要會用螺旋測微器測金屬絲的直徑，又要會正確使用電流表和電壓表，在會用儀器的根底上，還要能連接電路，并進(jìn)展數(shù)據(jù)的分析與處理，這節(jié)課的成功與否也關(guān)系到對伏安法測電阻誤差分析的理解程度，同時對以后的電學(xué)實驗也會打下良好的根底，除了對所學(xué)知識能夠融會貫穿外，對實踐才能、與同學(xué)的合作精神的培養(yǎng)都是有重要作用的。 三、學(xué)生學(xué)習(xí)心理特點分析： 學(xué)生對實驗的興趣較高，但往往缺乏認(rèn)確實態(tài)度，同時初中的思維適應(yīng)還在頭腦中作祟，把電表都當(dāng)作理想的，這會成為學(xué)生正確連接電