11.3.2实验：导体电阻率的测量（第2课时）教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

人教版高中物理必修三第十一章 11.3《实验：导体电阻率的测量》第2课时教学 设计 【教学设计思路】 学情分析：学生在此之前已经学习了电阻定律，便拥有了本节课的理论依据，对电路 有了一个初步了解，并且通过前一节课的学习，己经学握了游标卡尺以及螺旋测微器的使用。 教材分析：本节课作为第一个实验，承接了前一节课的长度测量方法，同时为后续电 学的深入学习打下了基础。 教学过程： 物理观念 1、 寻找到测量金属丝电阻率的原理及要测量的数据和方法。 2、掌握伏安法测电阻的方法并知道进行误差分析。 教 学 科学思维 通过本实验的探究学习，提升逻辑思维和实验探究的能力。 目 科学探究 在设计实验中学会自主进行实验设计、提升小组合作的能力。 标 科学态度 通过对金属丝电阻率的测量，使学生养成良好的思维表达习惯和科学的 与责任 价值观，激发学习物理的兴趣。 重点：金属丝的电阻率测量原理、伏安法测电阻的方法 教学重点、难点 难点：伏安法测电阻的误差分析。 教学资源 ppt演示文稿。 教学方法设计 讲授法、启发式教学、情景探究教学 教学过程 【巩固】 1.游标卡尺的使用方法？ 2.电阻定律内容？ 3.螺旋测微器的使用方法？ 【提出问题导入新课】 一、新课导入： 我们之前学习了电阻定律，导体电阻的影响因素有哪些？ 电阻率的含义是什么？ 现有一根金属丝，我很想知道它的导电能力，同学们有没有什么方法？ 【搭建平台新课教学】 一、 实验原理 R=P a=深=R 故： 4 根据上式。我们需要测量金属丝的电阻和长度、直径。 二、实验设计： 1、长度：刻度尺 2、直径：螺旋测微器 3、电阻：测得导体两端电流与电压的关系 三、伏安法测电阻 1、两种滑动变阻器的接法： 限流法（初中所学）： 分压法（新的电路）： (与初中伏安法测电阻电路图有什么区别？ 答：滑动变阻器的接法不同。) (1)两总方法的区别： ①分压法待测电阻R的电压可以从零开始，而限流电路不能。 ②分压电路电压变化范围比限流电路大。 (2)选择依据： ①若需要被测电阻Rx两端电压从零开始变化，必须选分压电路。 ②若Rx比R滑大得多，且实验要求电压（电流）变化范围较大时，必须选分压电路。 ③若电路中最小电流仍超过被测电阻x的额定电流，必须采用分压电路。若无上述三种问 愿，均采取限流接法。 本实验需要电压测量范围较大，所以滑动变阻器采用分压式接法。 2、电流表的两种接法： 内接法： 外接法： (1)两种接法的区别： ①内接法误差来源于电流表分压，外接法误差来源于电压表分流。 ②电阻测量值： R Ua-R.+R,>R. 内接法 (即测量值大于真实值) U题=R,<R, 外接法： Ra-Ta R.+Ry (即测量值小于真实值) (2)选择依据： 待测电阻远大于电流表电阳选择内接法，待测电阻远小于电压电阻选择外接法，即 大电阻采用电流表内接法，结果偏大；大内大 小电阻采用电流表外接法，结果偏小。小外小 (3)当待测电阻阻值不好估计，则需采用“试触法” 移动滑动变阻器： 若电压表示数变化明显，说明电流表分压作用较强，即x阻值较小，应采用“外接法”，S 应接a: 若电流表示数变化明显，说明电压表分流作用较强，即Rx阻值较大，应采用“内接法”，S 应接b。 本实验金属丝电阻较小，所以电流表采用外接法。 即本实验应采用分压电路、电流表外接。 四、进行实验： 1、测量电阻： 根据电路图连接实物图（滑动变阻器滑片应置于最左端）。 实物连接 缓慢分次拨动滑片，多次测量，记录电压表及电流表示数： 次数 1 2 3 4 电压表示数(v) 电流表示数(A) 2、长度L的测量： 利用刻度尺进行多次测量，记录数据。 3、直径的测量 0m030 法一：刻度尺累积法： 法二：游标卡尺 法三：螺旋测微器（误差小，优先选择） 多次测量并记录数据。 五、数据处理： 1、绘制U-I图像根据斜率求得电阻R。 U/V 3 2 1 0 0.20.40.60.81.01.21/A 2、取平均值测得金属丝接入长度 3、取平均值测得金属丝横截面直径 0= 领_d2R 4、带入 4 求得电阻率。 六、误差分析： 系统误差（因实验设计带来的误差）：①外接法测得电阻偏小②金属丝通电升温影响电阻 偶然误差（只能减小不能避免）：①长度的测量②直径的测量③电流表、电压表读数的偏差 七、注意事项： 1、测量有效长度，为电压表两端点间金属丝的长度，测量时应将其拉直，反复测量三次， 求其平均值。 2、测直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。 3、闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在接入电路的电阻值最大位置。 4、测电阻通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，对实验结果影响较大。 【巩固提升 知识运用】 1.某同学在测定某种合金丝的电阻率时： (1)用螺旋测