11.3 实验2 金属丝电阻率的测量（教学设计）- 【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019必修第三册）

第3节　实验2 金属丝电阻率的测量 教学设计 备课人 学科 物理 课题 实验2 金属丝电阻率的测量 教学内容分析 本节是第3节的第二部分，也是核心的环节。本节承接上一节的内容，在测量了金属丝长度、直径的基础上，再对金属丝的电阻进行测量。伏安法测电阻是初中物理电学部分的重点实验，学生已经有一定的了解。本节的内容要着眼于高中与初中的不同之处，分析电表的内阻、滑动变阻器的不同连接对实验准确性的影响。 学情分析 通过学前面的学习，学生已对电阻率的概念有了一定了解。但由于这一概念相对抽象，学生的认识并不深入。通过本节的实验操作，学生在练习操作各种器材、熟悉相关电路的同时，也能加深对电阻率概念的认知。 电路方面，学生在初中学习过限流电路，但缺少对电压表、电流变内阻的分析，也只接触过滑动变阻器的最基本连接方法。因此，在进行本次实验时，要让学生由此出发，分析电路内外接、限流式和分压式的区别，并在此基础上绘制出实验电路图。 教学目标 1、理解测量电阻率的实验原理及实验方法。 2、通过分组实验，学会测量导体的电阻率，并能进行误差分析。 3、通过使用游标卡尺或螺旋测微器测量长度，以及测量电阻等过程，进一步形成自觉遵守实验操作规程和谨慎操作的习惯。 教学 重难点 教学重点： 金属丝电阻率的测量。 教学难点： 电路的分压式接法。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 【提问】不同导体的导电性能不同，通过上一节的学习，哪一个物理量是反映导体材料导电性能的重要物理量？ 【提问】通过前面的学习，我们找到了测量导体长度和直径的工具和方法，那么，要测导体的电阻率又该如何操作呢？ 【提问】要完成测量，应选用哪些测量工具？应测量哪些物理量？ 思考并回答： 电阻率。 推导并回答： 由可推得 用毫米刻度尺测量金属丝的长度。 用游标卡尺或螺旋测微器测量金属丝的直径。 用伏安法测量金属丝的电阻。 承接第2节的内容，引出本节的主题。 有电阻定律的表达式得出测量电阻率的基本原理。 依据对原理的分析，找出需要测量的物理量及相应的测量工具。 环节一 测量思路 与方法 【提问】测金属丝的长度应选用什么测量工具？测量过程中有何注意事项？ 测量工具：毫米刻度尺；分度值1mm，可估读到0.1mm； 测量思路：测量接入电路的电阻丝有效长度，多测几次求取平均值。 【例】毫米刻度尺的使用。 毫米刻度尺的最小分度值为_____，测量时应精确到_____mm，估读到_____mm。请读出下图中物块的长度。 【提问】测金属丝的直径应选用什么测量工具？测量过程中有何注意事项？ 测量思路：测量金属丝的直径d，间接得出金属丝的横截面积。 测量方法： ①若选刻度尺，利用累积法测直径； ②选螺旋测微器或游标卡尺直接测量直径，在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的平均值。 【提问】怎样测量导体的电阻呢？ 电路图： 思考并回答： 电阻丝总长度约几十厘米，可选用毫米刻度尺。 审题并回答： 65.5mm 思考并回答： 可使用螺旋测微器。 思考并回答： 测量方法：伏安法 测量思路：用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值； 对测量金属丝长度、直径的方法进行简单回顾，为设计并进行实验做准备。 进一步提出问题，引导学生回忆初中所学伏安法测电阻的相关知识。 环节二 测量电路 的设计 【讲述】连接伏安法测电阻的电路时，电表有两种常见的接法，分别是： ①电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”。 ②电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”。 【提问】因电流表有分压、电压表有分流作用，两种方法测量电阻都有误差，那么，实际应用中该如何选择呢？ 【提问】当电流表外接时，如图所示，电压表和电流表的示数各是多少？计算得到的电阻表达式是怎样的？与实际值的差别是怎样的？ 【提问】当电流表内接时，如图所示，电压表和电流表的示数各是多少？计算得到的电阻表达式是怎样的？与实际值的差别是怎样的？ 【提问】内接法与外接法怎样选择？ 　　 当（即）时用内接法。 当（即）时用外接法。 当（即）时两种接法均可。 【讲述】“内外接”方法的另一种选择方法——试探法。 如图，按内外接的方式依次连接，观察电流表、电压表示数变化情况。 若伏特表示数有明显变化，即，用外接； 若安培表示数有明显变化，即，用内接。 在初中所学伏安法的基础上思考两种接法的区别。 在初中所学伏安法的基础上思考两种接法的区别及误差来源。 分析、推导并作答： 电压表读数： 电流表示数： 电阻的测量值： 由于 ∴ 误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小。 测量小电阻，即Rx<<RV情况下，使用外接法误差较小。 分析、推导并作答： 电压表读数：