学生实验教学设计一等奖

教学设计

实验：

测定金属的电阻率

【实验原理】

（1）根据R＝ρＬ／Ｓ测定金属丝的电阻率时，需要测量的物理量有Ｉ、U、L、ｄ，选用的测量器材有 、 、 、 ，还需要的其他实验器材有_________________________________，电阻率的计算公式是ρ＝___________。

（2）由于金属丝的电阻约几欧姆，所以测其电阻时；实验电路中安培表应采用 法。同时用滑动变阻器控制电路的电流不宜 ，采用的电路如右图所示。

（3）实验电路如图

【实验器材】

米尺（最小刻度为毫米），螺旋测微器，直流电流表(0A——0.6A)和直流电压表（0V——3V），滑动变阻器（阻值范围0－50Ω），电池两节，开关，一条适当长度的金属导线（长0．5—lｍ，直径0．4mm左右，电阻5－10Ω），导线若干。

【实验步骤】

（1）用螺旋测微器测量金属导线的直径，再由直径算出金属导线的横截面积。

（2）用米尺测量接入电路中的被测金属导线的长度。

（3）按电路图连好电路。注意滑动变阻器开始应调在阻值最大的位置，电流表、电压表量程要选择恰当。

（4）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑动触片，使电流表、电压表分别有一适当的读数，并记录下来。

（5）继续调节滑动变阻器的滑动触片，重复步骤（4），做三次，记录下每次电流表和电压表的读数。

（6）打开开关S，拆除电路，整理好实验器材。

（7）将上面各次记录的数据填入下表。

【注意事项】

（l）测量金属导线的长度，应该在连入电路之后拉直的情况下进行，要测量三次取平均值。

（2）用螺旋测微器测金属丝的直径时要注意选不同位置测几次，再取平均值。

（3）要注意电流表和电压表的量程选择。调节滑动变阻器阻值时，应注意同时观察两表的读数，尽量做到使表的指针偏转较大，以减少读数误差，但应防止超过满偏。

（4）①通电时间不宜太长、电流要小；②电键S闭合前，滑动变阻器的阻值要取最大值，且电键断开；③注意电表的正负接线柱是否正确，量程要适当；④通过调变阻器的阻值，得到多组，U、I值，分别计算R，再取平均值，或依据这些数据作出U－I图线，由图线的斜率求得R的值。（描点连线时，要让尽可能多的点在直线上，其余各点均匀分布在直线两侧，个别明显偏离较远的点应舍去）

（5）控制开关的通断，每测完一组数据断一次开关，保证通电时间不长。

【典型例题】

例１．做“测定金属丝电阻率”的实验时，下列说法中正确的是（

）

A. 应用游标卡尺测定金属的长度可以提高精确度

B．用毫米刻度尺测定金属丝的长度即可 C．通电时间不宜过长，电流不能过大，以免金属丝明显升温，造成其电阻率变化

D．用千分尺测量其直径精确度高

例２．为了提高电阻率的测量精度，下列措施中，哪些是有益的？（

）

A．导线长度Ｌ用米尺测三次，求平均值

B．导线长度应为有效长度，即接入测量电路时两端的接触点之间的长度

C．导线若有绝缘包皮或绝缘漆，一定要用砂布打磨干净

D．测导线直径时，应在同一位置测三次求平均值 例３．下列说法中，哪些是错误的？（

） A．每种金属都有确定的电阻率，电阻率不随温度变化

B．导线越细，越长，其电阻率也越大

C．一般金属的电阻率，都随温度升高而增大

D．为了提高精度，通过导线的电流要足够大，而且要等到稳定一段时间后才可读数

例4. 在“测定金属的电阻率”的实验中，待测电阻丝长约１ｍ，粗约１ｍｍ，它的阻值约为４Ω，用螺旋测微器来测量电阻丝的直径，若螺旋测微器的读数如图所示，则电阻丝的直径ｄ＝

mm 为了精确测定电阻丝的电阻（代号R），要求测出一组包括0在内的电压和电流数据，画出U—Ｉ图线，然后从图线求出电阻丝的电阻。供测量电阻丝电阻的器材有：

电压表，代号Ｖ，量程6ｖ，内阻约15kΩ；

电流表，代号A１，量程3A，内阻约0．２Ω；

电流表，代号A２，量程500mA，内阻为１Ω；

电阻器，代号R１，0——２kΩ，额定电流0．3A；

电阻器，代号Ｒ２，０一10Ω，额定电流１A；

蓄电池，代号E，电动势3V，内阻0．3Ω； 电 键，代号S，以及导线若干。

①为了实验能正常进行，并尽量减少测量误差而且要求滑动变阻器便于调节，从以上所提供的器材中选出所需的实验器材代号:___________________________; ②请设计这个实验应采用的电路图，并在图上标明所用器材的代号。

例5．

图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：

(1)待测电阻Rx（约100Ω）；

(2)直流毫安表（量程0～10毫安，内阻约50Ω）；

(3)直流电压表（量程0～3V，内阻约为5 kΩ）；

(4)直流电源（输出电压4V，内阻可不计）；

(5)滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A）；

(6)电键一个，导线若干条．

根据器材的规格和实验要求，先画出电路图，再在本题的实物图上连线．

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