资源简介

科学测量：金属丝的电阻率 教学设计
教学目标
掌握测量金属电阻率的原理
掌握测量金属的电阻率的测量电路图
理解其中电流表，滑动变阻器接法
掌握电压表、电流表、滑动变阻器选择原则
通过以例题的形式讲解让学生更好巩固测量过程，掌握做题技巧
教学重难点
熟练掌握解答测量金属电阻率的习题
通过比较、计算选择电压表、电流表
能通过图像并结合测量原理解答习题
能通过计算选择滑动变阻器接法
教学过程
复习引入
测量金属的电阻率是高中电学实验中的一个重要测量实验，复习测量金属电阻率的原理，所需测量器材，及电路设计，强调电流表外接，滑动变阻器大部分采用的是分压式接法。
典题讲解
挑选了一道测量金属的电阻率的典型例题精心讲解，巩固知识的同时掌握做题方法
例 测定金属电阻率的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30Ω。现通过以下实验测量该电阻丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测出电阻丝的直径为d。
(2)实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列：
电压表V1(量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ)
电压表V2(量程为0～15 V，内阻约为15 kΩ)
电流表A1(量程为0～100 mA，内阻约为5 Ω)
电流表A2(量程为0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)
滑动变阻器R1(0～5 Ω)
滑动变阻器R2(0～1 kΩ)
电源(电动势为4.5 V，内阻不计)
为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值，电压表应选________,电流表应选________，滑动变阻器应选________
在图甲框中画出该实验的实验原理图。
利用测量数据画出U－L图线，如图乙所示，其中(L0，U0)是U－L图线上的一个点的坐标。根据U－L图线，用电阻丝的直径d、电流I和坐标(L0，U0)计算出电阻丝的电阻率ρ＝________。
分析电压表、电流表、滑动变阻器的选择，电压表量程选择和电源电动势最接近的；电流表选择，需要计算通过金属的最大电流来判断电流表量程；滑动变阻器分压式接法选取阻值小的滑动变阻器，分压式一般选择和金属阻值最接近的，题上一般几千欧的滑动变阻器都是不用考虑的，阻值太大不易调节，容易发生电流电压突变情况。
实验电路图的设计，实验一般选取的是金属丝，电阻较小，采用电流表外接法，滑动变阻器接法的选择要和金属丝电阻比较后判断。
金属丝电阻率要结合图像及原理来计算。
针对训练
1.在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度.测量3次,求出其平均值l.其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻度线对齐,图中读数为 cm.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.其中一次测量结果如图乙所示,图中读数为___mm.
(2)采用如图所示的电路测量金属丝AB的电阻.调节滑动变阻器,若其中一次测量两表读数分别如图中(a)、(b)所示,则电压表读数为__V,电流表读数为 A,AB电阻的测量值大小为____Ω,根据所连接的电路可知,该电阻的测量值比真实值(填“偏大”或“偏小”).
(3)根据以上测量值,求出电阻率p= Ω·m.(答案保留两位有效数字)
2.在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度l.再用螺旋测微器测量金属丝的直径 D，某次测量结果如图一所示，则这次测量的读数D =__mm.
(2)为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表(x1挡)粗测拟接入电路的金属丝的阻值R.欧姆调零后，将表笔分别与金属丝两端连接，某次测量结果如图二所示，则这次测量的读数R= Ω.
(3)使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值.为了安全、准确、方便地完成实验，除电源(电动势为4V，内阻很小)、待测电阻丝、导线、开关外，电压表应选用 ,电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 (选填器材前的字母)。
A.电压表V(量程3V，内阻约3kQ
B.电压表V(量程15V，内阻约15kΩ)
C.电流表A1(量程600mA，内阻约1Ω)
D.电流表A2(量程3A，内阻约0.02Ω)
E.滑动变阻器R1(总阻值10Ω，额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(总阻值100Ω，额定电流2A)
(4)若采用图三所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的 点相连(选填“a”或“b”)。

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