第十一章 3 实验：导体电阻率的测量-2022-2023学年新教材高中物理必修第三册【金版教程】创新导学案课件PPT（人教版）

电路及其应用 第十一章 3．实验：导体电阻率的测量 1．掌握游标卡尺和螺旋测微器的原理、读数方法及使用方法。 2．掌握测量金属丝电阻率的原理，能测出金属丝的电阻率。 课前自主学习 直径d 电阻R 长度l 滑动变阻器 电压 电流 U­I 刻度 尺 有效长度l 平均值 刻度尺 游标卡尺 螺旋测微器 三　实验器材 刻度尺(游标卡尺、螺旋测微器)、电流表、电压表、滑动变阻器、电池组、开关、导线、待测金属电阻丝等。 四　实验步骤 1．用螺旋测微器(或游标卡尺)在电阻丝的三个不同位置上各测一次直径d，并记录。 2．依照实验电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的滑片移至最左端。 3．用刻度尺测量接入电路的电阻丝长度l，反复测量三次，并记录。 测量次数 1 2 3 平均值 电阻丝长度l/m 电阻丝直径d/m 4．电路经检查确认无误后，闭合开关S。改变滑动变阻器滑片的位置，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，断开开关S。 5．拆除实验电路，整理好实验器材。 测量次数 1 2 3 电压U/V 电流I/A 课堂探究评价 课堂任务 　测量过程·获取数据 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：测金属电阻丝的电阻率需要测量哪些物理量？ 活动2：测电阻丝的长度时要注意什么？ 提示：需要注意，在测量电阻丝的长度时，测量的并不是电阻丝的总长度，而是接入电路的有效长度l。反复测量多次，得到有效长度的平均值。 提示 活动3：能用刻度尺测量电阻丝的直径吗？请简述其方法。 提示：采用累积的方法，即取一段新的电阻丝，在圆柱形物体上紧密缠绕(如图)，用分度值为1 mm的刻度尺测出总宽度，再除以圈数，即为电阻丝的直径。 提示 活动4：除刻度尺，还能用游标卡尺、螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图甲、乙所示。请简述其原理、读数方法和使用方法。 提示 ②读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，k表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋k×精确度) mm。 ③使用：当外(内)测量爪一侧的两个刃接触时，游标尺上的零刻度线与主尺上的零刻度线正好对齐。将被测物体夹在外测量爪两个刃之间，把主尺读数和游标尺读数综合起来，就是电阻丝的直径。 提示 刻度格数 (分度) 刻度总 长度 每小格与 1 mm的差值 精确度 (可准确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm (2)螺旋测微器 ①原理：固定刻度B的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 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0.01 mm。即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 ②读数：测量时被测物体长度准确到0.5毫米的部分由固定刻度读出，小于0.5毫米的部分由可动刻度读出。 测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。 提示 ③使用：先使F与A接触，E的左边缘与B的零刻度线对正；将被测电阻丝夹在F与A之间，旋转D，当F快靠近电阻丝时，停止使用D，改用D′，听到“喀喀”声时停止；然后读数。 提示 活动5：本实验中有哪些注意事项？ 提示：(1)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。 (2)开关S闭合前，使滑动变阻器的滑片移到闭合电路后电阻丝两端电压为0的位置。 (3)螺旋测微器要估读，以毫米为单位时，小数点后要有三位数字。 (4)游标卡尺不估读。 提示 课堂任务 　 分析数据·得出结论 活动1：分析数据有哪些方法？ 提示 活动2：通过对实验数据的分析，你能得到什么结论？ 提示：通过数据找出相应的量直接计算出电阻率，发现温度不变时电阻率是一个定值，是材料的特性。 活动3：实验中有哪些误差？分别来源于哪里？怎样减小这些实验误差？ 提示：(1)误差及来源 ①电阻丝直径、长度的测量带来偶然误差。 ②通电时间过长，电流过大，都会导致电阻率发生变化(系统误差)。 ③U、I的测量带来的偶然误差。 提示 (2)减小误差的方法 ①为了方便，应在电阻丝连入电路前测电阻丝直径，为了准确，应测量连入电路的电阻丝的有效长度，且各测量三次，取平均值。 ②测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变。 ③为准确求出R，应多测几组U、I数值，然后求R的平均值，或通过U­I图像求出电阻。 提示 课堂任务 　典例探究·提升能力 例　在“测定金属的电阻率”实验中，