3.6 科學測量：金屬絲的電阻率 教學設(shè)計 高二上學期物理魯科版（2019）必修第三冊

科學測量：金屬絲的電阻率教學設(shè)計教學目標掌握測量金屬電阻率的原理掌握測量金屬的電阻率的測量電路圖理解其中電流表，滑動變阻器接法掌握電壓表、電流表、滑動變阻器選擇原則通過以例題的形式講解讓學生更好鞏固測量過程，掌握做題技巧教學重難點熟練掌握解答測量金屬電阻率的習題通過比較、計算選擇電壓表、電流表能通過圖像并結(jié)合測量原理解答習題能通過計算選擇滑動變阻器接法教學過程復習引入測量金屬的電阻率是高中電學實驗中的一個重要測量實驗，復習測量金屬電阻率的原理，所需測量器材，及電路設(shè)計，強調(diào)電流表外接，滑動變阻器大部分采用的是分壓式接法。典題講解挑選了一道測量金屬的電阻率的典型例題精心講解，鞏固知識的同時掌握做題方法例測定金屬電阻率的實驗中，所用金屬電阻絲的電阻約為30Ω?，F(xiàn)通過以下實驗測量該電阻絲的電阻率。(1)用螺旋測微器測出電阻絲的直徑為d。(2)實驗中能提供的器材有開關(guān)、若干導線及下列：電壓表V1(量程為0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)電壓表V2(量程為0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ)電流表A1(量程為0～100mA，內(nèi)阻約為5Ω)電流表A2(量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω)滑動變阻器R1(0～5Ω)滑動變阻器R2(0～1kΩ)電源(電動勢為4.5V，內(nèi)阻不計)為了便于調(diào)節(jié)電路并能較準確地測出電阻絲的阻值，電壓表應選________,電流表應選________，滑動變阻器應選________在圖甲框中畫出該實驗的實驗原理圖。利用測量數(shù)據(jù)畫出U－L圖線，如圖乙所示，其中(L0，U0)是U－L圖線上的一個點的坐標。根據(jù)U－L圖線，用電阻絲的直徑d、電流I和坐標(L0，U0)計算出電阻絲的電阻率ρ＝________。分析電壓表、電流表、滑動變阻器的選擇，電壓表量程選擇和電源電動勢最接近的；電流表選擇，需要計算通過金屬的最大電流來判斷電流表量程；滑動變阻器分壓式接法選取阻值小的滑動變阻器，分壓式一般選擇和金屬阻值最接近的，題上一般幾千歐的滑動變阻器都是不用考慮的，阻值太大不易調(diào)節(jié)，容易發(fā)生電流電壓突變情況。實驗電路圖的設(shè)計，實驗一般選取的是金屬絲，電阻較小，采用電流表外接法，滑動變阻器接法的選擇要和金屬絲電阻比較后判斷。金屬絲電阻率要結(jié)合圖像及原理來計算。針對訓練1.在“測定金屬的電阻率”的實驗中,某同學進行了如下測量:(1)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度.測量3次,求出其平均值l.其中一次測量結(jié)果如圖甲所示,金屬絲的另一端與刻度尺的零刻度線對齊,圖中讀數(shù)為cm.用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,選不同的位置測量3次,求出其平均值d.其中一次測量結(jié)果如圖乙所示,圖中讀數(shù)為___mm.(2)采用如圖所示的電路測量金屬絲AB的電阻.調(diào)節(jié)滑動變阻器,若其中一次測量兩表讀數(shù)分別如圖中(a)、(b)所示,則電壓表讀數(shù)為__V,電流表讀數(shù)為A,AB電阻的測量值大小為____Ω,根據(jù)所連接的電路可知,該電阻的測量值比真實值(填“偏大”或“偏小”).(3)根據(jù)以上測量值,求出電阻率p=Ω·m.(答案保留兩位有效數(shù)字)2.在“測定金屬的電阻率”的實驗中，某同學進行了如下操作:(1)用毫米刻度尺測量接入電路中的金屬絲的有效長度l.再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑D，某次測量結(jié)果如圖一所示，則這次測量的讀數(shù)D=__mm.(2)為了合理選擇實驗方案和器材，首先使用歐姆表(x1擋)粗測擬接入電路的金屬絲的阻值R.歐姆調(diào)零后，將表筆分別與金屬絲兩端連接，某次測量結(jié)果如圖二所示，則這次測量的讀數(shù)R=Ω.(3)使用電流表和電壓表準確測量金屬絲的阻值.為了安全、準確、方便地完成實驗，除電源(電動勢為4V，內(nèi)阻很小)、待測電阻絲、導線、開關(guān)外，電壓表應選用,電流表應選用,滑動變阻器應選用(選填器材前的字母)。A.電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kQB.電壓表V(量程15V，內(nèi)阻約15kΩ)C.電流表A1(量程600mA，內(nèi)阻約1Ω)D.電流表A2(量程3A，內(nèi)阻約0.02Ω)E.滑動變阻器R1(總阻值