新教材粤教版必修第三册-第3章-第3节-测量金属丝的电阻率-课件(56张)

1、第三章恒定电流第三节测量金属丝的电阻率学习目标学法指导1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法2掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法3学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率1.利用多媒体或教具，认识并理解游标卡尺及螺旋测微器的测量原理和读数方法2通过实验，知道滑动变阻器的工作原理，掌握测量金属丝电阻率的方法，获取、处理数据并能分析误差知识导图预习导学 | 新知领悟一、螺旋测微器的读数1原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为_mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退_mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退_mm，即螺旋测微器的精确度为_mm.读数时误

2、差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺0.50.50.010.01毫米刻度尺螺旋测微器三个不同2电路连接：按原理电路图连接电路，用_法测出电阻伏安3长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的_长度，反复测量3次，求出其平均值l.4U、I测量：把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值_，电路经检查确认无误后，闭合开关S，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，记入表格内，断开开关S.5拆去实物电路，整理好实验器材有效最大六、误差分析1金属丝的横截面积利用直径计算而得出，_的测量是产生误差的主要来源之一2采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于

3、采用的是电流表_接法，测量值_真实值，使电阻率的测量值偏_3金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差4由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变_，造成测量误差直径外小于小大七、注意事项1本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法2实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端3测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值4测金属导线直径一定要选三个不同部位

4、进行测量，求其平均值5闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置6在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大多维课堂 | 素养初培一、读数方法1先读固定刻度2再读半刻度，若半刻度线已露出，记作 0.5 mm；若半刻度线未露出，记作 0.0 mm.3再读可动刻度(注意估读)记作 n0.01 mm.4最终读数结果为固定刻度半刻度可动刻度估读螺旋测微器的读数方法二、注意事项(1)测量时，注意要在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大

5、的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器(2)在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出(3)读数时，千分位有一位估读数字，不能省略，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”，见精例1.精例1使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，则金属丝的直径是_mm.【答案】2.140(2.1392.141均可)【解析】固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为14.0，最后的读数：2.0 mm14.00.01 mm2.140 mm.变式1某同学用螺旋测微器测量一条金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示可知该金属丝的直径d

6、_mm.【答案】0.900【解析】螺旋测微器的固定刻度为0.5 mm，可动刻度为40.00.01 mm0.400 mm，所以最终读数为0.5 mm0.400 mm0.900 mm.精例2在做“测定金属电阻率”的实验时，需要对金属丝的电阻进行测量，已知金属丝的电阻值Rx约为20 .一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量，这位同学想使被测电阻Rx两端的电压变化范围尽可能的大他可选用的器材有：电源E：电动势为8 V，内阻为1.0 ；电流表A：量程0.6 A，内阻约为0.50 ；实验原理及操作电压表V：量程15 V，内阻约为10 k；滑动变阻器R：最大电阻值为5.0 ；开关一个，导线若干

7、(1)根据上述条件，测量时电流表应采用_(填“外接法”或“内接法”)(2)在方框内画出实验电路图【答案】(1)外接法(2)见解析图【解析】(1)金属丝电阻小，电流表用外接法(2)因为要使Rx两端的电压变化范围尽可能的大，所以滑动变阻器要采用分压式，电路图如图所示变式2在“测定金属丝电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度测量3次，求出其平均值l.其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为_cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值D其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为_mm.(2

8、)采用如图所示的电路测量金属丝的电阻电阻的测量值比真实值_(填“偏大”或“偏小”)最后由公式_计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)(3)请你根据电路图在实物图中进行实物连线(电流表选0.6 A量程，电压表选3 V量程)(3)实物连接如图所示实验的注意事项1本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路必须用电流表外接法2连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端3测量金属丝的有效长度，是指待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直4测金属

9、丝直径一定要选三个不同部位进行测量精例3某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 k的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 的电流表采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R1，其阻值约为5 .实验数据处理及误差分析(1)测R1阻值的最优连接方式为导线连接_(填“a”或“b”)、导线连接_(填“c”或“d”)(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为_.U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53【解析】(1)由于实验测量的是一个小电阻，故电流表应外接，因此导线接a，由于采用

10、分压电路，故导线应接d.(2)根据实验数据作出R1的U-I曲线如图所示，图线的斜率即为电阻R1的大小，由图像可知，R14.6 .变式3现在要测量一段电阻丝的电阻率，电阻丝的阻值Rx0.5 ，允许通过的最大电流为0.5 A现提供如下器材：电流表A(量程0.6 A，内阻约0.6 )电压表V(量程3 V，内阻约3 k)待测的电阻丝Rx(阻值约为0.5 )标准电阻R0 (阻值5 )滑动变阻器R1(5 ，2 A)滑动变阻器R2(200 ，1.5 A)直流电源E(电动势6 V)开关S、导线若干(1)下面四位同学分别设计的“测量部分”的电路，你认为合理的是_(2)实验中滑动变阻器应该选择_(填“R1”或“R

11、2”)，并采用_接法(3)根据你在(1)、(2)中的选择，在图中完成实验电路的连接(4)实验中，如果两电表的读数分别为U和I，测得拉直后电阻丝的长度为L，直径为D，则待测电阻丝的电阻率的计算式为_.(5)用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图所示，则该电阻丝的直径D_mm.(3)根据测量电路图和滑动变阻器的分压式接法，实物连线如图所示1作图像时，应使大多数的点在直线或平滑的曲线上，不在线上的点尽量均匀分布在它们的两侧，误差较大的点舍去不用2偶然误差与系统误差的关系(1)偶然误差：由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的通过多次测量求平均值(或采用图像法处理数据)可减小偶

12、然误差(2)系统误差：由于仪器本身不精密，实验方法粗略或实验原理不完善而产生的通过校准仪器或改进实验方法和实验设计原理可减小误差核心素养微专题螺旋测微器又称千分尺(micrometer)、螺旋测微仪、分厘卡，是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到0.01 mm，测量范围为几个厘米它的一部分加工成螺距为0.5 mm的螺纹，当它在固定套管的螺套中转动时，将前进或后退，活动套管和螺杆连成一体，其周长等分成50个分格螺杆转动的整圈数由固定套管上间隔0.5 mm的刻线去测量，不足一圈的部分由活动套管周边的刻线去测量，最终测量结果需要估读一位小数.【专练】用螺旋测微器测量其直径如图所示，

13、由图可知其直径为_mm.【答案】4.700【解析】螺旋测微器固定刻度示数为4.5 mm，可动刻度示数为20.00.01 mm0.200 mm，故直径为4.5 mm0.200 mm4.700 mm.课堂小练 | 素养达成1(多选)在“测定金属电阻率”的实验中，以下操作中错误的是()A用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中B用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C用伏安法测电阻时，采用电流表内接法，多次测量后算出平均值D实验中应保持金属丝的温度不变【答案】AC【解析】实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与

14、电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法故A、C操作错误2(多选)用伏安法测电阻时，为了减小实验误差，将实验器材按图连接，留下一个电压表接线头P，将P分别与a、b两点接触一下，则()A若电流表示数变化显著，P应接在aB若电流表示数变化显著，P应接在bC若电压表示数变化显著，P应接在bD若电压表示数变化显著，P应接在a【答案】BD【解析】若电流表示数变化显著，则说明电压表的分流作用明显，为避免电压表分流，则应使用电流表的内接法，故P应接在b，A错误，B正确；若电压表示数变化显著，则说明电压表分压作用明显，则应使用电流表的外接法，故P应接在a，即B、D正确3在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大