高中物理实验7测定金属的电阻率学案

测量金属丝的电阻率教学设计课前复习1.欧姆定律UR U 根据欧姆定律得到I导体的电阻R 与加在导体两端的电压U成正比，跟导体中的电流I 成反比，这种说法对吗？2.电阻定律（1）内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比；导体电阻还与构成它的材料有关．（2）公式：R＝ρl S，式中ρ是比例系数，它与导体的材料有关，是表征材料性质的一个重要的物理量，ρ叫做这种材料的电阻率．2．电阻率ρ（1）单位：欧姆·米，符号：Ω· m．（2）变化规律：电阻率往往随温度的变化而变化．金属的电阻率随温度的升高而增大．（3）应用：电阻温度计、标准电阻等．课堂教学实验：测量金属丝的电阻率实验目的:测量金属丝的电阻率实验器材:米尺螺旋测微器电流表电压表滑动变器、金属丝、电源、开关、导线实验原理:由R=ρl/S 得ρ =RS/l. 由电压表和电流表测量金属丝电阻R. 用米尺测出长度l ，螺旋测微器测量金属丝直径，计算截面积S. 实验过程:1、伏安法测电阻R需要解决几个问题：（1）仪器的选择（电流表、电压表、滑动变阻器）（2）测量电路的选择（安培表是内接？外接?）（3）控制电路的选择（滑动变阻器限流？分压？）实验器材：待测电阻丝的电阻约为5ΩA．量程是0～0.6A ，内阻约为0.5 Ω的电流表；B．量程是0～3A，内阻约为0.1 Ω的电流表；C．量程是0～3V，内阻约为6kΩ的电压表；D．量程是0～15V，内阻约为30kΩ的电压表；E．阻值为0～20Ω，额定电流为2A 的滑动变阻器；F．电池组（3V）；G．开关一个，导线若干．实验时电流表选电压表选在框内设计电路图，然后根据电路图连接实物图数据处理:2.测量金属丝的横截面积S 和长度L 需要解决几个问题：(1) 了解螺旋测微器的结构和原理(2) 掌握螺旋测微器的读数技巧螺旋测微器: 1、螺旋测微器的结构2、螺旋测微器的原理:原理：精密螺纹的螺距为0.5mm，即D 每旋转一周，F 前进或后退0.5mm。

测定金属电阻率知识元测定金属电阻率知识讲解一、实验目的1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法；2．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法；3．会用伏安法测定金属的电阻率．二、实验原理把电阻丝连入如图所示的电路，用电压表测其两端电压，用电流表测电流，根据R x=计算金属丝的电阻R x，然后用米尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S，根据电阻定律计算出电阻率．三、实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、开关及连接导线、金属电阻丝．四、实验步骤1．测直径：用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，取直径d的平均值．2．测长度：将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度L（即有效长度），反复测量三次，求出L的平均值．3．连电路：按照如图所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大．4．测电阻：电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记录在表格内，断开开关S，求出电阻R的平均值．5．算电阻率：将测得的R、L、d的值代入电阻率计算公式ρ=R=中，计算出金属丝的电阻率．或利用U-I图线的斜率求出电阻R，代入公式ρ=R计算电阻率．6．整理：拆去实验线路，整理好实验器材．五、注意事项1．金属丝的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接入电路部分的长度，并且要在拉直之后再测量．2．用螺旋测微器测直径时应选三个不同的部位测三次，再取平均值．3．接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流强度不能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，从而造成误差．4．要恰当选择电流表、电压表的量程，调节滑动变阻器的阻值时，应注意同时观察两表的读数，尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差．5．伏安法测电阻是这个实验的核心内容，测量时根据不同情况，根据所给器材对电流表的内接还是外接做出正确选择．六、误差分析1．金属丝直径、长度的测量带来误差．2．测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测＜R真，由R=ρ可知，ρ测＜ρ真．3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差．例题精讲测定金属电阻率例1.在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。

实验：测定金属的电阻率学习目标1.理解伏安法测电阻的原理，会讨论伏安法测电阻的误差.2.正确选择安培表内接法和外接法。

3.掌握滑线变阻器的使用方法4.测出金属的电阻率学习疑问学习建议【知识点回顾】电阻定律内容?【实验目的】1．学会用伏安法测电阻；2．测定金属的电阻率。

【实验原理】1．原理：根据电阻定律公式SlRρ=，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。

2．器材：螺旋测微器；毫米刻度尺；电池组；电流表；电压表；滑动变阻器；电键；被测金属导线；导线若干．3．步骤：（1）用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S．（2）按图86－1所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。

（3）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l 。

（4）把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S 改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，记入记录表格内，断开电键S ．求出导线电阻R 的平均值．（5）将测得R 、l 、d 的值，代人电阻率计算公式lI Ud l RS 42πρ==中，计算出金属导线的电阻率．（6）拆去实验线路．整理好实验器材．【注意事项】1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待洲金属导线的两端3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度．测量时应将导线拉直．4．闭合电键S 之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置．5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度正的值不宜过大（电流表用0～0．6A 量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．6．求R 的平均值可用两种方法：第一种是用R ＝U ／I 算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像（U －I 图线）的斜率来求出．若采用图像法，在描点时，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，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．【合作探究一】伏安法测电阻一． 原理：伏安法测电阻是电学的基础实验之一。

实验：测定金属的电阻率[教学目标]一、知识目标1、初步掌握伏安法测电阻的原理和方法，初步接触电路和器材的选择。

2、熟练掌握螺旋测微器的读数。

3、掌握测定金属电阻率的原理和方法。

二、能力目标1、学会使用常用电学仪器及正确读数，学会根据原理电路连接实物电路，培养学生动手操作能力和运用理论知识解决实际问题的能力。

2、学会正确使用螺旋测微器。

3、在实验过程中培养和提高整体学生的实验素质。

三、德育目标1、建立融洽的师生关系，培养学生间相互协作的精神。

2、培养学生遵守纪律、爱护实验器材和设备的良好习惯，培养学生严紧求实的科学态度。

[教学重点]（1）测定金属电阻率的原理；（2）螺旋测微器的使用和读数；（3）对学生实验过程的指导。

[教学难点]（1）螺旋测微器的读数；（2）实验中的重要注意事项。

[教学方法]学生分组实验[教具]多媒体[教学设计]实验：测定金属的电阻率实验目的：学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。

实验原理：用刻度尺测一段金属导线的长度L ，用螺旋测微器测导线的直径d ，用伏安法测导线的电阻R ，根据电阻定律，金属的电阻率ρ=RS /L =πd 2R /4L 实验器材：金属丝、千分尺、安培表、伏特表、（3伏）电源、（20Ω）滑动变阻器、电键一个、导线几根【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻5~10欧之间为宜，在此前提下，电源选3伏直流电源，安培表选0 0.6安量程，伏特表选0 3伏档，滑动变阻器选0 20欧。

实验步骤（1）用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值D 求出其横截面积S =πD 2/4.（2）将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L ，测三次，求出平均值L 。

（3）根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。

实验七 测定金属的电阻率[基本要求][数据处理]1.在求R x 的平均值时可用两种方法：(1)第一种是用R x ＝U I算出各次的数值，再取平均值.(2)第二种是用U ­I 图线的斜率求出. 2.计算电阻率：将记录的数据U 、I 、d 、l 的值代入电阻率计算公式ρ＝R x S l ＝πd 2U 4Il. [误差分析]1.测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差.2.电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R x 测<R x 真，由R x ＝ρl S ，知ρ测<ρ真.3.通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差.[注意事项]1.先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量.2.电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法.3.电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大.考向1 对实验原理和误差的考查[典例1] (1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数依次是 mm 、 A 、 V.(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10 Ω，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为20 k Ω，电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电源电动势E ＝4.5 V ，内阻较小.则以下电路图中， (填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏 (填“大”或“小”).甲 乙 (3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A ＝2.0 Ω，那么测量金属丝电阻R x 的最佳电路应是上图中的 (填字母代号)电路.此时测得电流为I 、电压为U ，则金属丝电阻R x ＝ (用题中字母代号表示).[解析] (1)螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm ，可动刻度读数为49.9×0.01 mm＝0.499 mm ，金属丝直径为0.5 mm ＋0.499 mm ＝0.999 mm.电流表读数为0.42 A ，电压表读数为2.20 V.(2)因R V ≫R x ⎝ ⎛⎭⎪⎫R x ＝2.200.42 Ω≈5.2 Ω，测量电路采用电流表外接法，故最佳电路为甲电路，此时测量结果因电压表的分流而偏小.(3)若已知电流表内阻时，最佳电路为乙电路，由欧姆定律得：R x ＋R A ＝U I ，那么R x＝U I －R A .[答案] (1)0.999(0.998～1.000间均可) 0.42 2.20 (2)甲 小 (3)乙U I －R A1.电表读数先看量程，再确定精确度，最后读数.2.对伏安法测电阻，外接法是由于电压表分流产生系统误差，内接法是由于电流表分压产生系统误差.考向2 对数据处理的考查[典例2] (2017·江西南昌一模)某学生用如图a 所示电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有：被测金属导线ab ，电阻约10 Ω，导线允许流过的最大电流为0.8 A ；稳恒电源；电源输出电压恒为E ＝12 V ；电压表V ，量程为0～3 V ，内阻约5 k Ω；保护电阻：R 1＝10 Ω，R 2＝30 Ω，R 3＝200 Ω；刻度尺；螺旋测微器；开关S ；导线若干等.实验时的主要步骤如下：①用刻度尺量出导线ab 的长度l ，用螺旋测微器测出导线的直径d .②按如图a 所示电路将实验所需器材用导线连接好.图a③闭合开关S ，移动接线触片P ，测出aP 长度x ，读出电压表的示数U .④描点作出U ­x 曲线，求出金属导线的电阻率ρ.完成下列填空：(1)由螺旋测微器测量金属导线的直径d ，其示数如图b 所示，该金属导线的直径d ＝ mm.图b(2)如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，保护电阻R 应选 .(3)根据多次实验测出的aP 长度x 和对应每次实验读出的电压表的示数U 作出的U ­x 图线如图c 所示，其中图线的斜率为k ，则金属导线的电阻率ρ＝ .(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)图c[解析] (1)d ＝0.5 mm ＋0.01×37.0 mm＝0.870 mm.(2)已知被测金属导线允许流过的最大电流I max ＝0.8 A ，则R min ＝E I max ＝120.8V ＝15 Ω，又电压表量程为0～3 V ，所以为保证安全，又要测量误差较小，应选电阻R 2.(3)设金属导线单位长度的电阻为R 0，当x 长度的导线两端电压为U 时，由闭合电路欧姆定律有E ＝U xR 0(lR 0＋R 2)，得U ＝R 0E R 0l ＋R 2x ，所以图c 中图线斜率k ＝R 0E R 0l ＋R 2，解得R 0＝kR 2E －kl，由R ＝ρl S ，可得R 0l ＝ρl π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22，得ρ＝kR 2πd 2E －kl ）. [答案] (1)0.870 (2)R 2 (3)kR 2πd 2E －kl ）数据处理的常用方法(1)图象法：利用实验数据，将实验中物理量之间的函数关系用函数图象表示出来，这种方法叫图象法.用图象法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一.用图象法处理数据的优点是直观、简便，有取平均值的效果，由图线的斜率、截距、所包围面积和图线的交点等可以研究物理量之间的变化及其关系，找出规律.(2)解析法：通过实验获取实验数据，代入相关物理量之间的关系式，计算得到结果的方法叫解析法.应用解析法的要求是：①明确实验测量的相关物理量的关系式；②明确要研究的物理量和未知的物理量；③建立方程或方程组进行计算.考向3 实验创新与改进(电阻测量的方法)1.伏安法测电阻伏安法测电阻是电学实验的基础，是高考考查的热点，也是难点.它渗透在电学实验的各个环节中，如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等.2.安安法测电阻已知内阻的电流表可做电压表使用，在缺少合适的电压表的情况下，常用电流表代替电压表使用，这是电学设计电路的高频考点.3.伏伏法测电阻已知内阻的电压表可做电流表使用，在缺少合适的电流表的情况下，常用电压表代替电流表使用，这是设计电路中的高频考点.4.半偏法(1)半偏法测电流表内阻如图所示，测量电流表A 的内阻，操作步骤如下：①断开S 2、闭合S 1，调节R 0，使A 表满偏为I 0；②保持R 0不变，闭合S 2，调节R ，使A 表读数为I 02； ③由上得R A ＝R .(2)半偏法测电压表内阻如图所示，测量电压表V 的内阻，操作步骤如下：①滑动变阻器的滑片滑至最右端，电阻箱的阻值调到最大；③闭合S 1、S 2，调节R ，使V 表示数指到满偏刻度.③断开S 2，保持R 0不变，调节R ，使V 表指针指到满刻度的一半；④由上可得R V ＝R .[典例3] 在把电流表改装成电压表的实验中，需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻，其主要操作步骤如下：①接通S 1，调节R 1，使电流表指针偏转到满刻度；②保持R 1不变，再接通S 2，调节R 2，使电流表指针偏转到满刻度的一半；③读出R 2的阻值，即可认为电流表的内阻r g ＝R 2.现备有如下器材：A.电流表(量程0～100 μA ，内阻约为100 Ω)B.电阻箱(范围0～9.9 Ω)C.电阻箱(范围0～999.9 Ω)D.电阻箱(范围0～99 999 Ω)E.电源(电动势3 V，内阻不计)F.电源(电动势6 V，内阻不计)G.开关和若干导线(1)电路图中R1应选，R2应选，电源应选.(填入所选器材的字母代号)(2)实验中读得R2的阻值为100 Ω，若将此电流表改装成量程为 3 V的电压表，应联一个阻值为Ω的电阻.[解析] (1)要减小测量误差，串联在干路中的R1应尽可能大，在R1尽可能大的情况下又保证电流表能半偏，所以电源电动势应该较大.接通S1，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度，此时电路中的电流为满偏电流，即100 μA，由电源电动势为6 V，则R1的阻值约为6100×10－6Ω＝6×104Ω，故R1应选D；R2是用来显示电流表内阻的测量值，所以R2应选C；电源选F.(2)实验中读得R2的阻值为100 Ω，则电流表内阻的测量值为100 Ω.若将此电流表改装成量程为3 V的电压表，应串联一个阻值为3100×10－6Ω－100 Ω＝29 900 Ω的电阻.[答案] (1)D C F (2)串29 900[典例4] 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表V(量程为3 V，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为100 Ω，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关两个，导线若干.(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整.(2)根据设计的电路，写出实验步骤：__________________.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R′V，与电压表内阻的真实值R V相比，R V′(填“>”“＝”或“<”)R V，主要理由是_____________________________________.[解析] (1)因滑动变阻器阻值较小，所以选择滑动变阻器的分压接法.实验电路图如图所示.(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻.(3)断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故R′V＞R V(其他合理说法同样正确) [答案] (1)见解析图(2)见解析(3)> 理由见解析用半偏法测量电流表内阻时，要求电源电路部分为恒流源，也就是说，滑动变阻器阻值要尽可能大，这样，闭合开关后，电流表并联一个电阻箱(阻值等于电流表内阻)，电源输出电流基本不变；用半偏法测量电压表内阻时，原理类似，要求电源电路部分为恒压源，滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器的阻值要远远小于电压表内阻，也就是说，在调整电阻箱阻值使电压表半偏时，路端电压基本不变.本题中调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，为满偏电压的45，其原理与半偏法类似.对于此类问题，可利用串联电路的分压规律列方程解答.。

实验七测定金属的电阻率目录课前预习·基础落实课堂互动·考点突破课前预习·基础落实【实验目的】1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。

2．掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。

3．会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率。

【实验原理】1．螺旋测微器的构造、原理及读数(1)螺旋测微器的构造如图实Ⅶ－1所示是常用的螺旋测微器。

它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上。

旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上。

(2)螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01 mm。

即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。

读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。

(3)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。

测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)。

2．游标卡尺的构造原理及读数(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)，游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。

(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。

(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。

不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。

常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：(4)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度) mm。

3．伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较(2)两种电路的选择①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x 较小，宜采用电流表外接法；若R x 较大，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内，小外”。

《测定金属的电阻率》教学设计滑动变阻器、电键、和足够的导线外，还需要下列哪些实验器材（）A．螺旋测微器 B．游标卡尺C．米尺寸 D．直流电源2．要达到“测定金属的电阻率”的目的，必须测出的物理量有（）A．金属丝的长度 B．金属丝的直径C．金属丝两端的电压 D．金属丝中的电流3．在做“测定金属的电阻率”实验时，下列操作中正确的是（）A．用米尺反复测量三次导线的总长，求出其平均值，然后将导线接入电路.B．估计待测金属导线的电阻的大小，选择合适的仪器和实验电路. C．实验时电流的大小，通电时间的长短，不会影响测量的准确性. D．用伏安法测电阻时，为了减小实验误差，应改变滑动变阻器连入电路的电阻值，测出多组电流、电压值，计算出多个电阻值，求出其平均值.4.伏安法测定一段电阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A．电池组（6V，内阻1Ω）；B．电流表（0→3A，内阻0.1Ω）；C．电流表（0→0.6A，内阻0.5Ω）；D．电压表（0→3V，内阻3kΩ）；E．电压表（0→15V，内阻15kΩ）；F．滑动变阻器（0→20Ω，额定电流1A）；G．滑动变阻器（0→2000Ω，额定电流0.1A）；《测金属丝的电阻率》学情分析学情分析高中学生大多数年龄在15-17岁之间，属于青年初期或学龄晚期。

高中学生随着年龄的增长和知识的增多有明显的独立性和兴趣倾向，学习自觉性和独立性比强，具有一定的思考能力和自学能力。

但他们在实验仪器的使用中，没有接触过螺旋测微器，因此在学习中会遇到比较大的问题，本次我们用同组互助的形式完成本节实验。

《测金属丝的电阻率》效果分析点评：两大亮点“亮”出精彩课堂本节课是一堂实验操作课，课前，教师利用科学家贡献导学的方式，将本节课的实验探究、科学创新思想引领社会发展的宗旨传输于同学，本节课的第一大亮点就是合作探究，第二大亮点是利用多媒体及时反馈，及时生成，大大提高课堂效率。

测量金属电阻的电阻率教案11.教学目标知识与技能目标：1)能通过实验探究，得出导体电阻与其影响因素的定量关系;2)深化对电阻的认识，掌握电阻定律，并能进行简单的应用。

3)掌握电阻率的概念，知道温度对电阻率的影响。

点评：在课程标准中，有关《电阻定律》的“知识与技能”目标是：通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。

这里有一个非常重要的水平动词——“知道”，属于知识目标中四个水平中的最低水平。

但教师给出的目标中“掌握电阻定律”、“掌握电阻率的概念”都是第三层级的水平要求，远远超出了课程标准对《电阻定律》的知识要求。

对于非学科重点知识，将教学要求提到如此的高度是没有太大的意义的。

2.教学过程1)引入新课同学们学习了电阻的定义式R=U/I，电阻与U和I没有关系，只与导体本身的因素有关。

根据已有的知识，同学们可以猜出：电阻与导体的材料、长度、横截面积有关。

本节课我们就通过实验，探究它们之间的定量关系。

2)方案交流学生提出两种方案，一种是将几种不同的金属丝串联，控制电流不变，研究电压、导体的某一属性和电阻之间的关系;一种是将几种不同的金属丝并联，控制电压不变，研究电流、导体的某一属性和电阻之间的关系。

经过讨论，师生决定采用串联的方式实施测量，和书本上的要求相一致。

教师在这里着重引导学生分析每一次测量需要注意的问题，明确每一次操作应注意的事项，电压表示数的意义，让学生出充分认识到控制变量在本实验中的意义。

3)学生实验根据学生的方案实施实验。

在实验的过程中，教师特别强调的一个要求，就是让学生自己设计实验记录表格，将测量得到的数据记录在自己设计的表格中。

点评：科学探究是由多个环节组成的系列活动，要让学生经历一次比较简单但环节完整的科学探究过程，一般情况下总要一两个小时的时间。

在有限的课堂时间内，师生是很难做到这一点的。

怎样解决这一问题呢?这位老师给我们提供了一个很好的思路，即去掉一些环节，突出某些环节，实现课堂教学的有限开放。

实验7 测定金属的电阻率一、实验目的1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法； 2．掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法； 3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率． 二、实验器材金属丝、螺旋测微器、电流表、__________________、直流电源、__________________、开关一个、导线若干、毫米刻度尺．考点一 实验原理与实验操作 1.实验原理由电阻定律R ＝ρl S得ρ＝________．金属导线的电阻R 用伏安法测量，金属导线的长度l 用________测量，金属导线的横截面积S 可由其直径d 算出，即S ＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22，直径d 可由________测出．2．实验步骤(1)用螺旋测微器测金属导线的________，计算出导线的横截面积S .(2)按如图S7­1所示电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路(金属丝电阻很小，电流表用外接法)，把滑动变阻器的滑片调到使接入电路中的电阻值最________的位置．图S7­1(3)将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入________的金属导线的有效长度l .(4)闭合开关S ，改变________的位置，测出多组电流表、电压表的读数． (5)采用计算法或采用________法求电阻R .(6)把测量数据代入电阻率公式ρ＝________，计算出金属的电阻率． 1 如图S7­2所示，用伏安法测定电阻约为5 Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池．图S7­2(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使F与A间距稍大于被测物，放入被测物，再转动________到夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数．(填仪器部件字母符号)(2)根据原理图连接图丙的实物图．(3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变________的位置，得到几组U、I、L的数据，其中L为OP的长，用R＝UI计算出相应的电阻后作出R­L图线如图S7­3所示．取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________．图S7­3式题在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验所用器材为：电源(电动势3 V，内阻约为1 Ω)、电流表(量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)、电压表(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．某同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数12345 6U/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.460(1)根据以上实验数据，请在下面的虚线方框里画出该同学所采用的电路图．(2)某次测量中，电流表示数如图S7­4甲所示，电压表示数如图乙所示，则电流表和电压表的读数分别为______A和________V.图S7­4(3)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法正确的是( )A．多次测量金属丝直径取平均值，可以减小偶然误差B．由于所用测量仪器均已校准，故测量时可认为没有误差C．实验中电压表内阻引起的误差属于系统误差D．用U­I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差■ 注意事项1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法．2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测金属导线连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端．3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值．4．测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．考点二数据处理与误差分析1.测定金属的电阻率的数据处理(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U­I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，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．2．测定金属的电阻率的误差分析(1)金属丝的直径测量是产生误差的主要来源之一．(2)采用伏安法测电阻时，电表的内阻会带来系统误差．(3)在测量长度、电流、电压的过程中，测量工具读数时会带来偶然误差．(4)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差．] 实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图S7­5甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．可供使用的器材有：甲乙图S7­5电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；定值电阻：R0＝3 Ω；电源：电动势6 V，内阻可不计；开关、导线若干．回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”)．(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图S7­6甲电路完成剩余部分的连接．图S7­6(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V.(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)．某同学应用测定某电源的电动势E、内阻r的电路来测定一段电阻丝的电阻率ρ，设计的电路如图S7­7(a)所示．ab 是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，R0是阻值为2 Ω的保护电阻，滑动片P与电阻丝始终接触良好．实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径为d＝0.400 mm.实验时，闭合开关S，调节P的位置，记录aP长度x和对应的电压U、电流I的数据，并求得UI的数值，如下表所示：图S7­7x/m0.100.200.300.400.500.60U/V 1.50 1.72 1.89 2.00 2.10 2.18I/A0.490.430.380.330.310.28UI/Ω 3.06 4.00 4.97 6.06 6.777.79(1)根据表中数据在图(b)中作出UI­x关系图像利用该图像，可求得电阻丝的电阻率ρ＝ ________Ω·m (保留两位有效数字)．(2)图(b)中UI­x关系图像纵轴截距的物理意义是________________．■ 注意事项1．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．2．求R的平均值时可用两种方法：第一种是用R＝UI算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像(U­I图线)来求出．若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．考点三同类实验拓展与创新测量思路实验电路测量原理或实验步骤1.利用定值电阻和两个电流表测量电阻根据并联电路的特点I1R＝I2R x，可得被测电阻为R x＝I1RI22.利用定值电阻和两个电压表测量电阻根据串联电路的特点U1R＝U2R x，可得被测电阻为R x＝U2RU13.等效替代法测电阻(1)——电阻箱和电流表①电路图如图所示；②闭合开关S，把开关S1拨到1，调节滑动变阻器R0，使电流表指针有一较大的偏角；③把开关S1拨到2，调节R使电流表的示数与步骤②中相同，注意R0保持不变；④读出电阻箱的阻值为R1；⑤被测电阻R x＝R14.等效替代法测电阻(2)——电阻箱和电压表①电路图如图所示；②闭合开关S，把开关S1拨到1，调节滑动变阻器R0，使电压表指针有一较大的偏角；③把开关S1拨到2，调节R使电压表的示数与步骤②中相同，注意R0保持不变；④读出电阻箱的阻值为R1；⑤被测电阻R x＝R13 利用如图S7­8甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20 Ω.带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b 上．在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度．可供选择的器材还有：电池组E(电动势为3.0 V，内阻约为1 Ω)；电流表A1(量程0～100 mA，内阻约为5 Ω)；电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；电阻箱R(0～999.9 Ω)；开关、导线若干．图S7­8实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；B．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏，重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；F．断开开关，整理好器材．(1)某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d＝________mm.(2)实验中电流表应选择________(选填“A1”或“A2”)．(3)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R­L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式ρ＝________(用给定的物理量符号和已知常数表示)．(4)本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果______(选填“有”或“无”)影响．[2015·重庆卷] 同学们测量某电阻丝的电阻R x，所用电流表的内阻与R x相当，电压表可视为理想电压表．①若使用图S7­9所示电路图进行实验，要使得R x的测量值更接近真实值，电压表的a 端应连接到电路的________点(选填“b”或“c”)．图S7­9②测得电阻丝的U­I图如图S7­10所示，则R x为______Ω(保留两位有效数字)．图S7­10③实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态．某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化．他们对此现象进行探究，在探究电阻丝两端的电压为10 V的条件下，得到电阻丝的电阻R x随风速v(用风速计测)的变化关系如图S7­11甲所示．由图可知当风速增加时，R x会________(选填“增大”或“减小”)．在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10 V，需要将滑动变阻器R W的滑片向________端调节(选填“M”或“N”)．④为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图S7­11乙所示的电路．其中R 为两只阻值相同的电阻，R x为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，V为待接入的理想电压表．如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表“＋”端和“－”端应分别连接到电路中的________点和________点(在“a”“b”“c”“d”中选填)．甲乙图S7­111．[2013·安徽卷] 在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图S7­12所示，校零时的读数为________ mm，合金丝的直径为________mm.图S7­12(2)为了精确测量合金丝的电阻R x，设计出如图S7­13甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接．甲乙图S7­132．如图S7­14甲所示的金属工件，截面外方内圆，外边长a约为1 cm、内径d约为0.5 cm、长度L约为40 cm.图S7­14(1)某同学用游标卡尺测出截面外边长如图乙所示，其读数a＝________ cm.(2)应选用________来测量工件内径d(填“毫米刻度尺”“游标卡尺”或“螺旋测微器”)．(3)为了测出该金属的电阻率，该同学设计了如图丙所示的电路，请按设计的电路完成实物图丁的连线．(4)实验测得工件两端电压为U，通过的电流为I，请写出该金属电阻率的表达式ρ＝________(用a、d、L、U、I等字母表示)．3．为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图S7­15所示的电路．图中A0是标准微安表，R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：图S7­15(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时R N的读数；(3)多次重复上述过程，计算R N读数的________，此为待测微安表头内阻的测量值．4．某金属材料制成的电阻，阻值随温度变化而变化．为了测量R T在0到100 ℃之间的多个温度下的阻值，某同学设计了如图S7­16所示的电路，其中A是量程为3 mA、内阻忽略不计的电流表，E为电源(电动势为1.5 V，内阻约为1 Ω)，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，S为单刀双掷开关．图S7­16(1)实验室中提供的滑动变阻器有两个：R A(0～150 Ω)、R B(0～500 Ω)，本实验中滑动变阻器选用________(选填“R A”或“R B”)．(2)完成下面实验步骤中的填空：①调节温度，使得R T的温度达到T1；②将S接1，调节R1，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数I；③将S接2，调节________，使________，记下此时电阻箱的读数R0；④则当温度为T1时，电阻R T＝________；⑤改变R T的温度，在每一温度下重复步骤②③④，即可测得电阻阻值随温度变化的规律．(3)由上述实验测得的不同温度下R T的电阻值，画出该金属材料制成的电阻R T随温度t 变化的图像如图S7­17甲所示．若把该电阻与电池(电动势E＝1.5 V，内阻不计)、电流表(量程为5 mA、内阻R g＝100 Ω)、电阻箱串联起来，连成如图S7­17乙所示的电路，用电阻R T 作为测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的金属电阻温度计．若电阻箱取值R＝50 Ω，则电流表5 mA处对应的温度数值为________℃.图S7­175．[2014·四川卷] 如图S7­18是测量阻值约几十欧的未知电阻R x的原理图，图中R0是保护电阻(10 Ω)，R1是电阻箱(0～99.9 Ω)，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10 V，内阻很小)．图S7­18在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大．实验具体步骤如下：(ⅰ)连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；(ⅱ)闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I1＝0.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；(ⅲ)重复步骤(ⅱ)，再测量6组R1和I2值；(ⅳ)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点．图S7­19根据实验回答以下问题：①现有四只供选用的电流表：A．电流表(0～3 mA，内阻为2.0 Ω)B．电流表(0～3 mA，内阻未知)C．电流表(0～0.3 A，内阻为5.0 Ω)D．电流表(0～0.3 A，内阻未知)A1应选用________，A2应选用________．②测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1＝0.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值________(选填“不变”“变大”或“变小”)．③在坐标纸上画出R1与I2的关系图．④根据以上实验得出R x＝________Ω.实验7 测定金属的电阻率【实验器材】电压表 滑动变阻器 【考点互动探究】考点一 实验原理与实验操作 1．R S l毫米刻度尺 螺旋测微器2．(1)直径d (2)大 (3)电路 (4)滑动变阻器滑片 (5)图像 (6)πd 2R4l例1 (1)D H G (2)见解析图 (3)线夹P (P 点或P ) πΔRd24ΔL[解析] (1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮D ，使F 与A 间距稍大于被测物，放入被测物，再转动微调旋钮H 到夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动卡销G 使F 固定后读数．(2)如图所示．(3)实验中多次改变电阻丝长度，即改变线夹P 的位置进行测量；由电阻定律R ＝ρL S＝4ρL πd 2，R ­L 图线的斜率k ＝4ρπd 2＝ΔR ΔL ，则电阻率ρ＝πΔRd24ΔL. 变式题 (1)见解析图 (2)0.520 2.30 (3)ACD[解析] (1)因电流、电压从0起步可调，滑动变阻器采用分压式接法，又R x <R A R V ，电流表采用外接法，电路设计如图所示．(2)两表的读数都要估读，电流表的读数为0.520 A ，电压表的读数为2.30 V.(3)测量金属丝直径次数越多，取平均值时偶然误差抵消几率越大，选项A 正确；本实验所测电流值偏大，属系统误差，无法克服，选项B 错误，选项C 正确；用U ­I 图像处理数据，舍弃偏离直线较远的点，求金属丝电阻可以减小偶然误差，选项D 正确．考点二 数据处理与误差分析 例2 (1)R 2 a (2)如图所示(3)2.30(2.29、2.31均正确) (4)94(93、95均正确)[解析] (1)根据电阻定律估算得铜导线的电阻大约为R x ＝ρl S＝1.7 Ω，而R 0＋R x ＝4.7 Ω，根据电路图，电压表的量程是3 V ，电源的电动势为6 V ，所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为4.7 Ω.为了多测几组数据，以保证实验结果的准确性，滑动变阻器应选R 2.(2)略．(3)电压表最小刻度表示0.1 V ，应该按照110估读进行读数，所以读数为2.30 V.(4)因为R x ＝UI －R 0＝ρl S，所以l ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U I －R 0Sρ＝94 m. 变式题 (1)图略 1.2×10－6(2)电流表的内阻 [解析] (1)根据电阻定律得R ＝ρx S ，由欧姆定律得R ＝U I －R A ，联立得U I ＝ρS·x ＋R A ，由图像的斜率k ＝ρS，可求得电阻丝的电阻率ρ＝kS ＝1.2×10－6Ω·m.考点三 同类实验拓展与创新例3 (1)0.732 (2)A 1 (3)πd 2R 04L 0(4)无[解析] (1)根据螺旋测微器读数规则可得d ＝0.5 mm ＋0.232 mm ＝0.732 mm ； (2)根据题意，电路中可能出现的最大电流为I ＝3 V20 Ω＝0.15 A ＝150 mA ，故电流表选择A 1即可；(3)由闭合电路的欧姆定律可知，E ＝I (R ＋r ＋R A ＋R电阻丝)＝I ⎝⎛⎭⎪⎫R ＋r ＋R A ＋ρ4L πd 2，联立解得R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E I －r －R A －4ρπd 2·L ，由已知条件可知，k ＝－R 0L 0＝－4ρπd 2，解得ρ＝πd 2R 04L 0；(4)由ρ＝πd 2R 04L 0可知，本实验中电流表的内阻对电阻率的测量结果无影响．[点评] 本题测电阻率应用了闭合电路的欧姆定律，在保证电路干路电流一定的前提下，通过研究改变电阻丝长度L ，找到对应串联电阻R ，从而建立对应的R ­L 数量关系，借助图像的斜率k 有效解决了电阻率ρ的问题．变式题 ① c ② 4.1(4.0～4.2) ③减小 M ④b d[解析] ①电流表内阻和电阻丝阻值相当，电压表为理想电表，当a 端接到b 点时，电流表的内阻对R x 两端电压的测量影响较大，故用外接法，即接在c 点．②直接利用图像斜率计算即可；③根据图像，可知电阻随着风速的增大而减小；风速增加时，R x 阻值变小，电路总电阻变小，干路电流变大，导致测量电路两端的电压变小，为保持电阻丝两端的电压为10 V，滑动变阻器的滑片应向M端调节；④由③知，电阻随着风速的增大而减小，在串联电路中分到的电压也减小，观察电路知中间支路的两个电阻一直平分电压，而左侧支路无风时两个电阻平分电压，有风时上半部分R x分压多，下半部分R x分压少，要求风速从零增加时，电压表示数从零开始增加，分析电路中的分压情况可知，只有b、d两点间的电压满足上述要求，故电压表应接在b、d之间，且b点电势高，因此电压表的“＋”端接b，“一”端接d.【教师备用习题】1．[2014·江苏卷] 某同学通过实验测量一种合金的电阻率．(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧题图所示的部件________ (选填“A”“B”“C”或“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm.(2)题图所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出．合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化．由此可以推断：电路中________(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”)．(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V 和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应做怎样的改进？请写出两条建议．[答案] (1)B0.410 (2)7、9 断路(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值(或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值)[解析] (1)读数前应先旋紧B，螺旋测微器的读数为0 mm＋0.01 mm×41.0＝0.410 mm.(2)因为电压表有读数，说明除7、9之间的电路都应畅通，且是串联电路，由于电压表内阻比较大，因此通过电压表、电流表的电流比较小，滑动变阻器滑片的移动对两电表示数的影响较小，则7、9之间的电路可能接触不良，形成断路．(3)由于R V R A＝3000×0.3 Ω＝30 Ω，R x>R V R A，即R xR A>R VR x，宜采用电流表内接法；通过多次测量求平均值或图像法可提高实验的精确度．2．[2014·浙江卷] 小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值．(1)图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出．图1(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U­I图上，如图2所示．在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________(选填“○”或“×”)表示的．图2(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω.[答案] (1)如图所示图1图2(2)“×”(3)作图见第22题图2 用“×”连线R＝(1.1～1.3) Ω；用“○”连线R＝(1.5～1.7) Ω[解析] (1)由图2中的电压、电流数据从零开始可知滑动变阻器采用分压式，电压表选择量程3 V，电流表采用外接法．(2)由于外接法中电压表分流，测得的电阻比内接法测得的要小，故电流表外接法得到的数据点是用“×”表示的．(3)用“×”数据点连直线，斜率为铅笔芯的电阻，考虑误差因素，R＝(1.1～1.3) Ω，用“○”数据点连直线，同理得R＝(1.5～1.7) Ω.3．[2013·广东卷]图(a)是测量电阻R x的原理图．学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6 A(内阻不计)，标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm.图(a)图(b)图(c)(1)根据原理图连接图(b)的实物图．(2)断开S 2，合上S 1；调节电源输出电压为 3.0 V 时，单位长度电阻丝的电压u ＝________V/cm.记录此时电流表A 1的示数．(3)保持S 1闭合，合上S 2；滑动c 点改变ac 的长度L ，同时调节电源输出电压，使电流表A 1的示数与步骤(2)记录的值相同，记录长度L 和A 2的示数I .测量6组L 和I 值，测量数据已在图(c)中标出．写出R x 与L 、I 、u 的关系式R x ＝______________；根据图(c)用作图法算出R x ＝______________________ Ω.[答案] (1)如图所示 (2)0.1 (3)Lu I64．[2012·山东卷] 在“测量金属丝的电阻率”的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝：R x (阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)； 电压表：V(量程3 V ，内阻约3 k Ω)； 电流表：A 1(量程0.6 A ，内阻约0.2 Ω)； A 2(量程3 A ，内阻约0.05 Ω)； 电源：E 1(电动势3 V ，内阻不计)； E 2(电动势12 V ，内阻不计)；滑动变阻器：R (最大阻值约20 Ω)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S ；导线．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm.(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________、电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．Ｋ[答案] ①1.770(1.768～1.772均正确)②A1E1如图所示[解析] 因为待测金属丝的额定电流为0.5 A，所以流经电流表的电流最大值是0.5 A，所以电流表选择A1.本实验滑动变阻器采用限流接法，所以滑动变阻器与待测电阻丝串联，如果选择电动势为12 V的电源，电路中的最小电阻为120.5Ω＝24 Ω，滑动变阻器必须全部接入电路，不能得到多组数据，影响测量精度，所以电源选择E1.5．[2012·北京卷] 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的长度约为50 cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为____________mm(该值接近多次测量的平均值)．图1(2)用伏安法测金属丝的电阻R x.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数 1 2 3 4 5 6 7U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上实验数据可知，他们测量x是采用图2中的______________(选填“甲”或“乙”)．图2(3)图3是测量R x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．图3(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U­I 图线．由图线得到金属丝的阻值R x＝________Ω(保留两位有效数字)．图4(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m(6)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是___________ (有多个正确选项)．A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用U­I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差[答案] (1)0.397(0.395～0.399) (2)甲(3)如图5所示图5图6(4)如图6所示 4.5(4.3～4.7) (5)C (6)CD[解析] (2)从表格可以看出，电压表是从很小读数开始，所以采用分压式接法．。

高二物理实验七测定金属的电阻率【实验目的】1．练习使用螺旋测微器；2．学会用伏安法测电阻；3．测定金属的电阻率。

【实验原理】1.根据电阻定律有，金属的电阻率因此，只要测出金属丝的长度l，横截面积S和导线的电阻R，就可以求出金属丝的电阻率ρ①根据部分电路的欧姆定律可知R=U/I只要测出金属丝两端的电压U和金属丝中的电流I，就可以测出金属丝的电阻．即用伏安法测出金属丝的电阻R②金属丝的长度l可以用米尺测量．③金属丝的横截面积S由金属丝的直径d算出，即S=πd2/4．由于金属丝的直径较小，因此需要用比较精密的测量长度的仪器——螺旋测微器来测量．这就是本实验的实验原理．若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电阻率的表达式为2．在测定金属线的电阻时，为了防止金属线过热造成金属线的长度及电阻率的变化，因此，流过金属线的电流不宜太大．则当电流表具有0～0.6A和0～3A两种量程时，应当选用哪个量程?如果被测金属线电阻约5Ω，电压表具有0～3V和0～15V两种量程，应当选用哪个量程?分析：电流表选0～0.6A电压表选0～3V3．在图3中，电流表选用0～0.6A量程，电压表选用0～3V量程，则各指针所指示的分别为:I是0.35A，Ⅱ是0.50A；Ⅲ是1.20V，Ⅳ是2.00V．(由于被测金属丝的电阻较小，一般为5Ω～10Ω，电压表3 V档的内阻约为3 kΩ，电流表0.6 A档的内阻约为0.1Ω，所以测量电路应采用电流表外接法．为了调节金属丝两端的电压，应选用滑动变阻器，根据本实验的实际情况，可采用滑动变阻器的限流接法．)4.图4提供测电阻所用的实验器材，请将它们用线连接成所需的实验电路；并将变阻器的滑动片移到阻值最大的位置(用“↓”表示)．5．实验中所使用的刻度尺的最小刻度是1mm，则它的测量结果可以准确到 1mm ，读数时应当读到 0.1mm 位．下图中，(A)的测量结果是 0.1546 m, (B)的测量结果是 0.4500 m.6. 螺旋测微器的构造、原理、读数方法(1)CAI课件模拟螺旋测微器的构造:螺旋测微器是由：测砧A、固定刻度B、尺架C、可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D`、测微螺杆F构成的．(2)CAI课件模拟螺旋测微器的原理螺旋测微器的螺距是0.5 mm，可动刻度一周为50格；旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退0．5mm．因此，旋钮D每转过l格，测微螺杆F前进或后退0．01 mm．可见螺旋测微器的精确度为0．01 mm．(3)CAI课件模拟螺旋测微器的操作与读数．使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先调节旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D，，这样不致于在测微螺杆和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确性．当听到咔咔的声音时停止转动，并用止动螺旋止动．读数时，被测物体长度大于o．5 mm的部分在固定刻度上读出，不足o．5 mm的部分在可动刻度上读出，读可动刻度示数时，还要注意估读一位数字．螺旋测微器的读数可用下面公式表示：螺旋测微器的读数＝固定刻度上的读数+可动刻度上的格数×精确度o.01 mm(4)CAI课件模拟螺旋测微器测量几种金属丝的直径，学生练习读数．A．4.365mm B．4.090mm C．0.690 mm D．0.987mm7.注意事项⑴实验中先对测量仪器、仪表进行检查；观察电表的指针是否指在零刻度，如果有偏差，应当用小螺丝刀轻轻转动表头下方正中央的小螺丝，直到指针指在零刻度为止，或请老师帮忙调整；当螺旋测微器的测帖A和螺杆F并拢时，可动刻度E的零点应该恰好跟固定刻度B零点重合，如果不重合，就存在“零误差”，在测量时如何处理它可以向老师请教.⑵使用螺旋测微器中，当F快要接近被测物体时，要停止使用大旋钮D，改用微调旋钮D`,这样就不至于在F和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器又能保证测量结果的准确.⑶在连接电路之前，应当适当安排仪器的位置，做到既要方便连线，又要使经常操作的仪器(如滑动变阻器)方便操作，经常观察的仪表(如电表)便于读数．图1的排列就考虑到这个要求可供参考．⑷连线之前应先断开开关，闭合开关之前要使滑动变阻器的滑动片位于阻值最大的位置．拆除电路时，应首先拆去电源连线，然后再拆其他连线，并整理好仪器．⑸L、d测多次，求平均值⑹通电电流不宜过大，时间不宜过长【步骤规范】【典型例题】例1 在“测定金属电阻率”的实验中，若被测电阻丝的长度为80.00cm，电阻约为3Ω～4Ω，在下列器材中应选用的是（写代号）．A．电压表（0～15V）；B．电压表（0～3V）；C．电流表（0～0.6A）；D．电流表（0～3A）；E．滑动变阻器（0～50Ω，2A）； F滑动变阻器（0～500Ω，1A）； G．电源（E＝3V，r＝0.2Ω）；H电源（E＝10V，r＝lΩ）；I．开关；J．导线（若干）．答案. B C E G I J例2测定金属电阻率的实验中，（1）如图2（a）为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图，则此金属丝的直径为 m；（2）如图2（b）为用伏安法测金属丝电阻的电路图，其中M为， N 为；若两表示数分别如图2（C）、（d）所示，则被测金属丝的电阻R测＝；（ 3）用以上方法测得的金属丝电阻率与其实际值比较是．（填“偏小”、“偏大”或“准确”）答案: （1）5.9×10－2m （2）电流表电压表 5Ω（3）偏小例3 在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图3所示，可知该金属丝的直径d=______×10－3m。

实验七测定金属的电阻率 (练习使用螺旋测微器 )一、螺旋测微器的构造原理及读数1．螺旋测微器的构造如图 1 所示是常用的螺旋测微器．它的测砧 A 和固定刻度 B 固定在尺架 C 上．旋钮 D、微调旋钮D′和可动刻度 E、测微螺杆 F 连在一起，通过精密螺纹套在 B 上．图 12．螺旋测微器的原理测微螺杆 F 与固定刻度 B 之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm ，即旋钮D每旋转一周，F 前进或后退0.5 mm ，而可动刻度 E 上的刻度为50 等份，每转动一小格， F 前进或后退0.01 mm. 即螺旋测微器的精确度为0.01 mm. 读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．3．读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出.测量值 ( 毫米 )＝固定刻度数 (毫米 )(注意半毫米刻度线是否露出 ) ＋可动刻度数 (估读一位 )×0.01( 毫米 )二、游标卡尺1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉．(如图 2 所示 )图 22．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm. 常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10 个的、 20 个的、 50个的，其读数见下表：游标尺每小格与主尺精度总刻度刻度总长1 格1 (mm)格数 n度 (mm)n(1 mm)相差1090.10.1 20190.050.05 50490.020.02测量长度 L＝ N1＋k (mm)(游n标尺上第 k 格与主尺上的刻度线对齐时) N(主尺上读的1整毫米数 )＋k10 N(主尺上读的1整毫米数 )＋k20 N(主尺上读的1整毫米数 )＋k50三、伏安法测电阻1．电流表、电压表的应用电流表内接法电流表外接法电路图误差电流表分压电压表分流原因U 测＝ U x＋ U A I 测＝ I x＋ I VU 测U测R x R V电阻R 测＝I测AR测＝I测＝R x＋ R V<R x ＝ R x＋ R> R x测量值测量值大于真实值测量值小于真实值适用条件R A? R x R V? R x大内偏大 (大电阻用内接法小外偏小(小电阻用外接法口诀测量，测量值偏大)测量，测量值偏小)2．伏安法测电阻的电路选择(1) 阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x较小，宜采用电流表外接法；若R x较大，宜采用电流表内接法．(2)临界值计算法R x<R V R A时，用电流表外接法；R x>R V R A时，用电流表内接法．(3) 实验试探法：按图 3 接好电路，让电压表一根接线柱P 先后与 a、 b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数图 3有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．四、测量金属的电阻率实验目的1．掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法．2．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法．3．会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率．,.实验原理l RSl，横截面积 S 和金属丝的电阻R，由 R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度S l即可求出金属丝的电阻率ρ.(1) 把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝U)．电路原理图如图 4 所示．I(2) 用毫米刻度尺测量金属丝的长度l，用螺旋测微器量得图 4金属丝的直径，算出横截面积S.RS(3) 将测量的数据代入公式ρ＝求金属丝的电阻率．l点拨因为本实验中被测金属丝的电阻值较小，所以实验电路采用电流表外接法．实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器( 阻值范围 0 ～50Ω)、电池组、开关、被测金属丝、导线若干．实验步骤1．直径测定：用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其πd 2平均值 d ，计算出导线的横截面积S＝.42．电路连接：连接好用伏安法测电阻的实验电路．3．长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求其平均值l.4．U、I测量：把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和 U 的值，填入记录表格内，断开开关S，求出金属导线电阻 R 的平均值．5．拆除电路，整理好实验器材．数据处理1．在求R的平均值时可用两种方法U(1)用 R＝I分别算出各次的数值，再取平均值．(2)用 U－ I 图线的斜率求出．Sπd2U2．计算电阻率：将记录的数据R、 l、 d的值代入电阻率计算式ρ＝R＝.l 4 lI误差分析1．金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一．2．采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小．3．金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等也会带来偶然误差．4．由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差．注意事项1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法．2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路 )，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端．3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值．4．测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．5．闭合开关S 之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置．6．在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I 不宜过大(电流表用0 ～0.6 A 量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．7．求 R 的平均值时可用两种方法：第一种是用 R ＝ U / I 算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象 (U － I 图线 )来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些， 连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．实验改进在本实验中， 由于电表内电阻的影响， 从而使金属导线电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差．1．等效替换法连接电路如图 5 所示 R 为电阻箱， R x 为待测电阻，通过调节电阻箱 R ，使单刀双掷开关S 分别接 1 和 2 时，电流表中的电流示数相同，则表明Rx ＝ ，即可测出 x .RR2．附加电阻法连接电路如图 6 所示，1 为一阻值较大的固定电阻， x 为待测RR电阻．(1)S 2 断开，闭合S 1，调节变阻器 R ，使电流表、电压表都有一个适当读数，记下两表读数I 1、 U 1 .(2) 保持变阻器 R 不变，再闭合 S 2，记下两表的读数 I 2、 U 2 .U 1 U 2(3) 待测电阻 R x ＝ －.I1I2图 5图 6,.考点一游标卡尺、螺旋测微器的读数游标卡尺的读数应注意以下几点：(1)看清精确度例如 (图 7)图7易错成 11 ＋ 4×0.1 mm ＝ 11.40 mm正确的应为11.4 mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零．例如 (图 8),.图 8易错成 10 ＋ 12 ×0.05 mm＝10.6 mm，正确的应为10.60 mm(2)主尺上的单位应为厘米主尺上标识的 1 、2 、3 等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是 1 mm.例如 (图 9)图 9易错成 (5 ＋ 4 ×0.05) mm＝5.20 mm正确的应为 (50 ＋ 4 ×0.05) mm＝50.20 mm(3)区分零刻度与标尺最前端例如 (图 10)图 10易错成 13 ＋ 10 ×0.05 mm＝13.50 mm正确读数为14 ＋10 ×0.05 mm＝14.50 mm例 1 (1) 如图 11 所示为一种游标卡尺，它的游标尺上有20 个小的等分刻度，总长度为19 mm. 用它测量某物图 11体长度时，游标卡尺示数如图所示，则该物体的长度是 ___________ cm.(2) 如图 12 所示为使用螺旋测微器测量某金属丝直径的示意图，则该金属丝的直径为________ mm.,.图12考点二对实验的理解与应用例 2在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图13 所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为 5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．(1) 从图中读出金属丝的直径为 ________mm.图 13(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A ．电压表 0 ～ 3 V ，内阻 10 k ΩB．电压表0 ～ 15 V ，内阻 50 k ΩC．电流表0 ～ 0.6 A ，内阻 0.05ΩD ．电流表0～ 3 A ，内阻 0.01ΩE．滑动变阻器0～ 10 ΩF．滑动变阻器0～ 100Ω①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选 ________． (填序号 )②实验中某同学的实物接线如图14 所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．,.图 14错误 1 ：；错误 2__________________________________________________________________.仪器选择的基本思路(1)优先考虑安全因素：各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流(或电压 )不能超过其允许的最大电流(或电压 ) ．实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流(一般应假设变阻器采用限流接法时进行估算)．如：用伏安法作出标有“ 6 V ， 0.6 W ”字样的小灯泡的U－ I 图线，则实际加在灯泡两端的电压的最大值不能超过 6 V.(2) 考虑读数误差因素：1一般要求各电表的实际读数不小于其量程的，以减小读数误差．3(3)仪器选择的一般步骤：①首先选择唯一性的器材；②粗画电路图 (暂不接电流表和电压表 )；③估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材．考点三伏安法测电阻率 (仪器选取及电路设计 )例 3某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：A ．电池组 (3 V ，内阻约 1 Ω)B．电流表 A 1 (0 ～ 3 A ，内阻 0.012 5Ω)C．电流表 A 2 (0 ～ 0.6 A ，内阻约 0.125Ω)D ．电压表V1 (0 ～ 3 V ，内阻 4 k Ω)E．电压表V 2(0 ～15 V ，内阻 15 k ΩF．滑动变阻器R1(0～20Ω，允许最大电流 1 A)G．滑动变阻器R2(0～2 000Ω，允许最大电流0.3 A)H．开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用 ____________填(写仪器前字母代号 )．(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻 R x在组成测量电路时，应采用安培表________接法，将设计的电路图画在下面虚线框内．(3) 若用螺旋测微器测得金属丝的直径 d 的读数如图15 ，则读为____mm.(4) 若用L表示金属丝的长度， d 表示直径，测得电阻为R，请图 15写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝______.四、用等效替代法测电表的内阻原理与方法如图 16 所示，先让待测电表与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表中示数仍为I，则电阻箱的读数即等于待测电表的内阻．图 16仪器选择等效替代法测量电流表内阻时选择的电流表量程应与待测电流表量程相近；测量电压表内阻时可根据电压表的量程与内阻的大小选择电流表的量程．例 4 (2011 ·新课标全国·22) 为了测量一微安表头 A 的内阻，某同学设计了如图17 所示的电路．图中， A 0是标准电流表，R0和 R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S 和 S1分别是单刀双掷开关和单刀开关， E 是电池．完成下列实验步骤中的填空：图17(1)将 S 拨向接点 1 ，接通 S1，调节 ________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时 ________的读数I；(2)然后将 S 拨向接点 2，调节 ________，使 ________，记下此时R N的读数；(3)多次重复上述过程，计算 R N读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．测定金属的电阻率（随堂练习）1． (2010 ·安徽理综·21( Ⅰ ))(1) 在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图18(a) 所示，读数为________mm.(2) 在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20 分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图 (b) 所示，读数为________cm.(a)(b)图18,. 2．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：(1)用 20 分度的游标卡尺测量其长度如图19 甲所示，可知其长度为________ mm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为________ mm；甲乙图19(3)用多用电表的电阻“× 10 ”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图 20 ，则该电阻的阻值约为 ________ Ω；图20(4)为更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻 R电流表 A 1 (量程 0～ 3 mA ，内阻约 50Ω)电流表 A 2(量程 0～ 15 mA ，内阻约 30Ω)电压表 V 1(量程 0～3 V ，内阻约 10 k Ω)电压表 V 2(量程 0～15V ，内阻约 25 k Ω)直流电源E(电动势4V，内阻不计 )滑动变阻器R1(阻值范围0～15Ω)滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ)开关 S，导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出测量用的正确电路图，并标明所用器材的代号．,.3.某同学设计了一个监测河水电阻率的实验．他在一根内径d ＝8.00mm的均匀玻璃管两端装上橡胶塞和电极，如图21，两电极相距L＝ 0.314 m ，其间充满待测的河水．他先用多用电表“× 1 k ”欧姆挡粗测管内水柱的电阻R，如图22， R＝________Ω.图21图 22为提高精度，他又用以下仪器：电压表(3 V,15 V,300 k Ω)、电流表 (300滑动变阻器 (1 k Ω)、电源 (12 V ， 6 Ω)及开关和导线若干．实验电路如图μA,50Ω)、23 ，通过多次实验测量，测出每次实验水柱电阻对应的U、I 值，并在图24U－ I 图象中描出如图所示的包括(0,0) 点在内的9 个点表示他测得的9 组 (U，I)值．图23,.图24通过对 U－ I 图线分析求出水柱的电阻R＝________Ω.(保留两位有效数字)4． 2010 年诺贝尔物理学奖授予两位俄裔科学家，以表彰他们在石墨烯材料开发领域的“突破性研究” ．石墨烯可来源于铅笔芯，某校A、 B两个兴趣小组想探究铅笔芯的电阻率，他们在老师的指导下各自选取一段长为L、横截面积为S 的粗细均匀的铅笔芯，根据所学知识设计了不同的方案进行如下实验：(1)A 组方案：实验电路如图25 所示 ( 整根铅笔芯连在电路中)．主要步骤如下，请完成相关问题：图25a ．图 26 是该方案所用器材的实物图，图中已连好部分导线，请用笔画线代替导线将电路图补充完整．图26b ．实验中测出多组U、 I数据；c．将测量数据描在图27 所示的坐标纸上．请在图中完成该铅笔芯的U－ I图线，并根据图线求出其电阻值R＝________Ω.,.图27RSd ．由ρ＝L求得铅笔芯的电阻率．(2)B 组方案：实验电路如图28 所示．主要步骤如下，请完成相关问题：图28a ．闭合开关S1，单刀双掷开关S2扳到“ 1 ”位置，调节变阻器R′，使电压表为某一适当的读数，测量并记下金属滑环到铅笔芯左端O 点的距离 L1；b ．保持R′不变，开关 S2扳到“ 2 ”位置，调节电阻箱R，使电压表的读数与开关S2位于“ 1 ”位置时相同，此时电阻箱各旋钮情况如图29 所示，则这段长度为L1的铅笔芯的电阻值为________Ω.图29c．移动金属滑环，重复 a 、b 步骤．记下多组R、L 数据，画出R－ L 图线，求出该,.铅笔芯的电阻率．(3) 从电压表内阻对实验结果的影响考虑，较合理的方案是________组(填“ A ”或“B”)．,.答案课堂探究例1 (1)1.050 (2)0.260例 2 (1)0.680(2) ①A C E②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上错误2：采用了电流表内接法例 3 (1)ACDFH(2) 外πRd2(3)0.900(4)4L例 4 (1) R标准电流表 (或 A)(2) R标准电流表 (或 A)的读数仍为I(3) 平均00N0值随堂训练1． (1)0.617(0.616～ 0.619) (2)0.6752． (1)50.15(2)4.700(4.698 ～ 4.702)(3)220 (4) 如图所示3． 1.1 ×10 4 1.0 ×10 4(0.96 ×10 4～ 1.5 ×10 4均正确 )4． (1)a. 电路图如图所示c．U－I图线如下图所示,.5． 0(2)b.2.8(3)B。

高中物理实验测定金属的电阻率教案实验：测定金属的电阻率[教学目标]一、知识目标1、初步掌握伏安法测电阻的原理和方法，初步接触电路和器材的选择。

2、熟练掌握螺旋测微器的读数。

3、掌握测定金属电阻率的原理和方法。

二、能力目标1、学会使用常用电学仪器及正确读数，学会根据原理电路连接实物电路，培养学生动手操作能力和运用理论知识解决实际问题的能力。

2、学会正确使用螺旋测微器。

3、在实验过程中培养和提高整体学生的实验素质。

三、德育目标1、建立融洽的师生关系，培养学生间相互协作的精神。

2、培养学生遵守纪律、爱护实验器材和设备的良好习惯，培养学生严紧求实的科学态度。

[教学重点] 测定金属电阻率的原理；螺旋测微器的使用和读数；对学生实验过程的指导。

[教学难点]螺旋测微器的读数；实验中的重要注意事项。

[教学方法] 学生分组实验 [教具] 多媒体 [教学设计] 1实验：测定金属的电阻率实验目的：学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。

实验原理：用刻度尺测一段金属导线的长度L，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测2导线的电阻R，根据电阻定律，金属的电阻率ρ=RS/L=πdR/4L 实验器材：金属丝、千分尺、安培表、伏特表、电源、滑动变阻器、电键一个、导线几根【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径毫米左右，电阻5~10欧之间为宜，在此前提下，电源选3伏直流电源，安培表选0 安量程，伏特表选0 3伏档，滑动变阻器选0 20欧。

实验步骤用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取2平均值D求出其横截面积S=πD/4.将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L，测三次，求出平均值L。

R E A V S 图1根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。

点拨：为避免接线交叉和正负极性接错，接线顺序应遵循：电源正极→电键→滑动变阻器→用电器→安培表正极→安培表负极→电源负极，最后将伏特表并接在待测电路的两端，即先接干路，后接支路。