第11章 第3节 第2课时 实验2：金属丝电阻率的测量-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

第十一章电路及其应用 课末，随堂演练 1,读出图中游标卡尺和螺旋测微器的读数游标3.在“测定金属的电阻率”的实验中 卡尺的读数为 mm:螺旋测微器的读 数为 2 mm. 0.204 A 05.10 2.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电 (1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测 阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻， 得结果如图甲所示，则该金属丝的直径为 用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡 mm. 尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡 尺的示数如图甲和乙所示. (2)用量程为3V的电压表和量程为0.6A的 40 电流表测金属丝的电压和电流时读数如图乙 5 6田 Lcnttmn 30 10 所示，则电压表的读数为 V,电流表 的读数为 A. 由图得圆柱体的直径为 mm,长度为 cm. 友情提示完成P课时作业（十七） 第2课时 实验2：金属丝电阻率的测量 答案精解Pn [学习目标]1.掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法（科学探究）.2.了解伏安法测电阻的思路及 实验数据的处理方法（科学思维）. 课前·教材预案 教材梳理 知识点二 物理量的测量 知识点一 实验思路 1.电阻的测量 设计实验电路，如图，取一段金属电阻丝连接 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 到电路中，测出电阻丝的 出多组电压、电流值，通过U-I图像求R. 和直径d(S= ),由R=pS 2.电阻丝有效长度的测量 得：p (用R、S、I表示)= 用 测量电阻丝 的有效长 (用R、d、l表示)，从而计算出该电阻丝所用材 度1.反复测量多次，得到有效长度的平均值. 料的电阻率。 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 或 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= 计算出电阻丝 的横截面积S. ·67· 物理必修第三册课堂学案 知识点三数据分析 布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予 1.数据处理 考虑 (1)公式法求电阻：测量多组 (3)计算导体的电阻率：将三个测量值代入公 值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、 式p一空-即可求电阻丝的电阻率 41 电压取平均值。 2.误差分析 (2)图像法求电阻：作出U-I图像，由图像的 (1)电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比 求出电阻值，在设定标度时要尽量使各 常温下电阻率略大。 点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分 (2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确. 课堂·深度探究 考点一实验原理和操作 【变式1】在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某 【例题1】在“测定金属丝的电阻率”的实验中： 同学用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数 属丝的有效长度，测量3次，求出其平均值L, 如图所示，则该金属丝直径的测量值d= 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 mm. (1)采用如图甲所示的电路测量金属丝的电 三 阻.电阻的测量值比真实值 (选填 40 35 “偏大”或“偏小”) (2)请根据如图甲所示电路图，用笔画线代替 导线将图乙中的实验器材连接起来，并使滑 动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的 电流最小 ☐h (2)已知被测金属丝的电阻约为5Ω，实验所 用电源的电压为3V,电流表内阻约为0.1Ω， 电压表内阻约为15kΩ.请你根据电路图在图 ☐☐h+ 乙中进行实物连线， (3)若通过测量可知，金属丝的长度为，直径 (3)若测出金属丝的电阻为R,则金属丝的电 为d,通过金属丝的电流为I,对应金属丝两 阻率p= 端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电 考点二 数据处理 阻率p= ,(用题目所给字母和通用 【例题2】某同学测量一段长度已知的电阻丝的 数学符号表示) 电阻率.实验操作如下： ·68· 第十一章电路及其应用 (1)螺旋测微器如图所示.在测量电阻丝的直 径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺 杆之间，使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接 触，再旋动 (选填“A”“B”或“C”),直 到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时 防止螺旋测微器损坏 20前80100120A 测比测微螺打 (5)由此，可求得电阻丝的阻值R= n 根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。 【变式2】在“测定金属的电阻率”实验中，所用测 量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分 (2)选择电阻丝的 (选填“同一”或 的长度约为50cm. “不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一 电阻丝的直径 次测量结果如图所示，其读数应为 mm (3)图甲中R,为待测电阻丝.请用笔画线代 (该值接近多次测量的平均值)》 替导线，将滑动变阻器接入图乙实物电路中 45 的正确位置 (2)用伏安法测金属丝的电阻R,实验所用 器材为：电池组（电动势3V,内阻约1Ω）、电 流表（内阻约0.12）、电压表（内阻约3k2)、 滑动变阻器R(0~20、额定电流2A)、开 关、导线若干 某小组同学利用以上器材正确连接好电路， 洲动变 进行实验测量，记录数据如下： 器 次数1 2 3 4 5 6 7 U7V0.100.300.701.001.501.702.30 (4)为测量R,利用图甲所示的电路，调节滑 1/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520 动变阻器测得5组电压U,和电流I1的值，作 由以上实验数据可知，他们测量R是采用图 出的U,-11关系图像如图所示.接着，将电 中的 (选填“甲”或“乙”)图 压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电 流I2的值，数据见下表： U/V 0.501.021.542.05 2.55 I:/mA 20.040.060.080.0 100.0 甲 请根据表中的数据，在图中方格纸上作出 (3)如图所示是测量R的实验器材实物图， U-1图像. 图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片 ·69 物理必修第三册课堂学案 P置于变阻器的一端.请根据(2)所选的电路 图线得到金属丝的阻值R,=Ω.（保 图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开 留两位有效数字) 关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏 U/ 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.100.200.300.400.500.60 (4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐 (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率 标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对 约为 ,(填选项前的符号) 应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次 A.1×1022·m B.1×1052·m 测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线.由 C.1×10-62·m D.1×10-8·m 课末·随堂演练 L,(实验原理的操作)在“测量金属丝的电阻率” 的实验中，需要测量的物理量有U、I、d、. 45 40) 35 甲 2 0.204 丙 (1)用螺旋测微器测金属丝直径时的读数如图 甲所示，则金属丝的直径为 mm. 中中中中中中中中中 (2)若用图乙所示电路测量金属丝的电阻，则 00.100.200.300.400.500.60x/m 测量结果将相对于真实值 (选填“偏 丙 (1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如 大”或“偏小”) 图乙所示，其示数为d mm. (3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流 时，读数如图丙、丁所示，则电压表的读数为 (2)实验时闭合开关，调节P的位置，记录uP V,电流表的读数为 长度x和对应的电压U、电流I等相关数据， A. (4)请用测量得到的物理量写出金属丝电阻率 如表所示。 p的表达式： r/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 2.(实险数据处理)ab是一段粗细均匀的合金金 U/V 1.50 1.72 1.89 2.00 2.10 2.18 属丝，为测定该金属丝的电阻率，某实验小组 1/A 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28 设计了如图甲所示的电路.R。是阻值为22的 U 3.06 4.00 4.97 6.06 6.77 7.79 保护电阻，滑片P与电阻丝始终接触良好。 ·70 第十一章电路及其应用 若不考虑电流表的内阻，请利用题中所给字母 n·m(结果保留两位有效数字).图丙中号x 写出该合金金属丝电阻率的表达式ρ 关系图线纵轴截距的物理意义是 (3)据表中数据作出号-x关系如图丙所示，利 用该图，可求得电阻丝的电阻率ρ为 友情提示完成Pm课时作业（十八） 第4节 串联电路和并联电路 答案精解P [学习目标]1.分析、掌握串联和并联电路电流、电压的关系，并理解其含义，体会严谨的推理过程（物 理观念).2.掌握串、并联电路电流、电压的关系，能计算串、并联电路的总电阻（科学思维）.3.应用串、 并联电路规律分析电流表及电压表的改装原理（科学思维）， 课前·教材预案 教材梳理 知识点二 电流表和电压表的电路结构 知识点一 串、并联电路的电流、电 L.小量程电流表G(表头)的三个参量 压和电阻 一内阻R: 的电阻 1.串联电路：把几个导体或用电器 →满偏电流！：指针偏转到 流过表头的比流。 连接，接入电路的连接方式，如图甲所示 满偏电形：表头通过 时 加在表头两端的电压 = 2.电表改装原理 2.并联电路：把几个导体或用电器的一端 (1)电压表改装：将表头 一个较 ,另一端也 电阻，常被称作分压电阻，如图所示 将两端接入电路的连接方式，如图乙所示. 4区 3.串联电路、并联电路的特点 (2)电流表改装：将表头 一个较 串联电路 并联电路 电阻，常被称作分流电阻，如图所示 总电流等于各支路 电流 各处电流 ,即 关系 电流」 即1= I= 1自主检测 总电压等于各部分电 各支路两端电压 电压围 压 ,即U= ,即U= 1.判断下列说法的正误. 关系 (1)并联电路并联的电阻越多，则总电阻越大， () 总电阻的倒数等于 总电阻等于各部分电 各支路电阻的 (2)串联电路串联的电阻越多，则总电阻越大 电阻 阻 () 关系 即R (3)同一表头改装成电流表，并联的电阻越大， 改装后的电流表的量程越大。 () ·71null