第11章 第3节 第2课时 金属丝电阻率的测量（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

第2课时　金属丝电阻率的测量 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1.掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法。 2．了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法。 　　学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率，并能进行误差分析。 　　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范和谨慎操作的习惯。 [对应学生用书P78] (误差分析)测量金属丝电阻率时常见的误差： (1)金属丝直径、长度的测量带来的偶然误差。 (2)电流表外接法，R测<R真导致ρ测<ρ真(系统误差)。 (3)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)。 备课札记 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、实验思路 设计实验电路，如图所示，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d(S＝)，由R＝ρ得：ρ＝＝，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率。 二、物理量的测量 1．电阻的测量：根据伏安法测电阻的思想，用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过U-I图像求R。 2．电阻丝有效长度的测量：用刻度尺测量电阻丝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。 3．电阻丝直径的测量：电阻丝比较细，所以我们采用累积的方法测量，或选取螺旋测微器或游标卡尺来测量电阻丝的直径d。在不同位置测量三次，取平均值d后，根据S＝πd2计算出电阻丝的横截面积S。 三、数据分析 1．公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值。 2．图像法求电阻：作出U-I图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑。 3．计算导体的电阻率：将三个测量值代入公式ρ＝＝，即可求电阻丝的电阻率。 [对应学生用书P78] 探究点一___“伏安法”测电阻 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．伏安法测电阻原理 欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法，由R＝可知，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电阻的阻值。 2．电流表两种接法的比较 内接法 外接法 电路 误差 分析 电压表示数： U V＝UR＋UA＞UR 电流表示数：IA＝IR R测＝＞＝R真 电压表示数：U V＝UR 电流表示数： IA＝IR＋I V＞IR R测＝＜＝R真 误差 来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 适用 情况 测大电阻 测小电阻 3.电流表内、外接的选择方法 (1)直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪R V时，采用外接法，可记忆为“大内小外”。 (2)公式计算法 当<即Rx＞时，用电流表内接法； 当>即Rx＜时，用电流表外接法； 当Rx＝时，两种接法效果相同。 (3)试触法：适用于Rx、R V、RA的阻值关系不能确定的情况，如图所示。把电压表的接线端分别接b、c两点，观察两电表的示数变化： ①若电流表的示数变化明显，即>，说明电压表的分流对电路影响大，表明Rx较大，应选用电流表内接法。 ②若电压表的示数变化明显，即<，说明电流表的分压对电路影响大，表明Rx较小，应选用电流表外接法。 【例1】 (多选)如图所示，用伏安法测电阻时(　　　　　) A．采用图甲所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值 B．采用图甲所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值 C．采用图乙所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值 D．采用图乙所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值 AD　解析：题图甲所示测量电路因电压表分流，使电阻测量值小于真实值，题图乙所示测量电路因电流表分压，使电阻测量值大于真实值，A、D正确。 [练1] 如图所示，有一个未知电阻Rx，为了较准确地测出其电阻值，某同学通过以下两组测量数据，判断电压表S端是接a点还是接b点。当电压表的S端接a点时，两个电表的示数分别为11 V、