【高中物理】2022－2023学年上学期高二物理备课组说课式备课-测定金属的电阻率

实验基础梳理实验热点突破高二物理备课组活动记录1、主、主题：实验八八测定金属的定金属的电阻阻率率2、主、主讲人：人：3、时间：2022.10.274、地点：年段、地点：年段办公室公室一、基本原理与操作一、基本原理与操作原理电路图原理电路图操作要领操作要领(1)测量直径：测量直径：三个不同位置各测一次直径三个不同位置各测一次直径(2)电路连接：电路连接：连接好伏安法测电阻的实验电路连接好伏安法测电阻的实验电路(3)测量长度：测量长度：测金属导线的有效长度测金属导线的有效长度3次次(4)U、I测量：测量：改变滑动变阻器滑片的位置，读出几改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应电流表、电压表的示数组相应电流表、电压表的示数二、数据处理二、数据处理1.求求Rx2.计算电阻率：计算电阻率：将记录的数据将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算式的值代入电阻率计算式注意事项注意事项(1)先测直径，再连电路：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。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。：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。(3)电电流流控控制制：电电流流不不宜宜过过大大，通通电电时时间间不不宜宜过过长长，以以免免金金属属丝丝温温度度过过高高，导导致致电电阻率在实验过程中变大。阻率在实验过程中变大。误差分析误差分析1.电压表和电流表电压表和电流表(1)03 V的的电电压压表表和和03 A的的电电流流表表读读数数方方法法相相同同，此此量量程程下下的的精精确确度度是是0.1 V或或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。(2)对对于于015 V量量程程的的电电压压表表，精精确确度度是是0.5 V，在在读读数数时时只只要要求求读读到到小小数数点点后后面面一位，即读到一位，即读到0.1 V。(3)对对于于00.6 A量量程程的的电电流流表表，精精确确度度是是0.02 A，在在读读数数时时只只要要求求读读到到小小数数点点后后面两位，这时要求面两位，这时要求“半格估读半格估读”，即读到最小刻度的一半，即读到最小刻度的一半0.01 A。对于基本仪器，正确读数必须做到以下三点对于基本仪器，正确读数必须做到以下三点(1)要注意量程。要注意量程。(2)要弄清所要弄清所选量程量程对应的每一大格和每一小格所表示的的每一大格和每一小格所表示的值。(3)要要掌掌握握基基本本仪器器的的读数数原原则。最最小小刻刻度度是是“1”的的仪器器，要要求求读到到最最小小刻刻度度后后再再往往下下估估读一一位位；最最小小刻刻度度是是“2”和和“5”的的仪器器，只只要要求求读到到最最小小刻刻度度所所在的在的这一位，不再往下估一位，不再往下估读。热点二教材原型实验热点二教材原型实验1.电流表的内接法和外接法的比较电流表的内接法和外接法的比较内接法内接法外接法外接法电路图电路图误差原因误差原因电流表分压电流表分压U测测UxUA电压表分流电压表分流I测测IxIV2.器材的选择方法器材的选择方法 (1)电流表和电压表的选择电流表和电压表的选择根据电路中的最大电流根据电路中的最大电流(或最大电压或最大电压)进行选择。进行选择。根据用电器的额定电流根据用电器的额定电流(或额定电压或额定电压)进行选择。进行选择。根据电源的参数进行选择。根据电源的参数进行选择。(2)控控制制电电路路的的选选择择：当当滑滑动动变变阻阻器器的的最最大大电电阻阻远远小小于于待待测测电电阻阻或或要要求求电电流流从从零零开开始始调调节节时时，变变阻阻器器应应采采用用分分压压式式接接法法；当当滑滑动动变变阻阻器器的的最最大大电电阻阻和和待待测测电电阻阻接接近近时时，选用限流式接法。选用限流式接法。滑动变阻器两种接法的对比滑动变阻器两种接法的对比方式方式内容内容限流接法限流接法分压接法分压接法对比说明对比说明两种接法电路图两种接法电路图串、并联关系不同串、并联关系不同负载负载R上电压调节范围上电压调节范围(电源内阻不计电源内阻不计)UE0UE分压电路调节范围大分压电路调节范围大命题角度命题角度仪器的选择及电路设计仪器的选择及电路设计【例例2】2018天天津津卷卷，9(3)某某同同学学用用伏伏安安法法测测定定待待测测电电阻阻Rx的的阻阻值值(约约为为10 k)，除了除了Rx、开关、开关S、导线外，还有下列器材供选用：、导线外，还有下列器材供选用：A.电压表电压表(量程量程01 V，内阻约，内阻约10 k)B.电压表电压表(量程量程010 V，内阻约，内阻约100 k)C.电流表电流表(量程量程01 mA，内阻约，内阻约30)D.电流表电流表(量程量程00.6 A，内阻约，内阻约0.05)E.电源电源(电动势电动势1.5 V，额定电流，额定电流0.5 A，内阻不计，内阻不计)F.电源电源(电动势电动势12 V，额定电流，额定电流2 A，内阻不计，内阻不计)G.滑动变阻器滑动变阻器R0(阻值范围阻值范围010，额定电流，额定电流2 A)为为使使测测量量尽尽量量准准确确，电电压压表表选选用用_，电电流流表表选选用用_，电电源源选选用用_。(均填器材的字母代号均填器材的字母代号)画出测量画出测量Rx阻值的实验电路图。阻值的实验电路图。该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_其真实值其真实值(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)，原因是，原因是_。实物图连接及数据处理实物图连接及数据处理【例例3】(2019四四川川广广元元统统考考)在在测测定定金金属属电电阻阻率率的的实实验验中中，所所用用金金属属电电阻阻丝丝的的电电阻阻约为约为30。现通过以下实验测量该电阻丝的电阻率。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、若干导线及下列器材：实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材：电压表电压表V1(量程为量程为03 V，内阻约为，内阻约为3 k)电压表电压表V2(量程为量程为015 V，内阻约为，内阻约为15 k)电流表电流表A1(量程为量程为0100 mA，内阻约为，内阻约为5)电流表电流表A2(量程为量程为00.6 A，内阻约为，内阻约为0.1)滑动变阻器滑动变阻器R1(05)滑动变阻器滑动变阻器R2(01 k)电源电源(电动势为电动势为4.5 V，内阻不计，内阻不计)为为了了便便于于调调节节电电路路并并能能较较准准确确地地测测出出电电阻阻丝丝的的阻阻值值，电电流流表表应应选选_，滑滑动动变变阻器应选阻器应选_。(3)如如图图10甲甲所所示示，将将电电阻阻丝丝拉拉直直后后，将将其其两两端端分分别别固固定定在在刻刻度度尺尺两两端端的的接接线线柱柱a和和b上上，刻刻度度尺尺的的中中间间有有一一个个可可沿沿电电阻阻丝丝滑滑动动的的触触头头，触触头头的的另另一一端端为为接接线线柱柱c，当当用用手手按按下下触触头头时时，触触头头才才与与电电阻阻丝丝接接触触，触触头头的的位位置置可可在在刻刻度度尺尺上上读读出出。实实验验中中改改变变触触头头与与电电阻阻丝丝接接触触的的位位置置后后移移动动滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片，使使电电流流表表示示数数I保保持持不不变变，分分别别测测量量出出多多组组接接入入电电路路中中电电阻阻丝丝的的长长度度L与与对对应应的的电电压压表表的的示示数数U。请请在在图图甲甲中中完完成成实实验验电电路路的的连连接接，部部分分已已连连好好的的线线不不能能改改动动。(要要求求：能能改改变变接接入入电电路路中中的的电电阻阻线线的的长长度度和能进行多次测量和能进行多次测量)图图10(4)利利用用测测量量数数据据画画出出UL图图线线，如如图图乙乙所所示示，其其中中(L0，U0)是是UL图图线线上上的的一一个个点点的的坐坐标标。根根据据UL图图线线，用用电电阻阻丝丝的的直直径径d、电电流流I和和坐坐标标(L0，U0)计计算算出出电电阻阻丝丝的电阻率的电阻率_。实物图连接的要点实物图连接的要点(1)各各导线都都应连接在接接在接线柱上。柱上。(2)不不应在在导线中中间出出现交叉，交叉，导线不能跨不能跨过仪器。器。(3)连接接电表表应注意量程注意量程选用正确，正、用正确，正、负接接线柱不要接柱不要接错。(4)开关要控制整个开关要控制整个电路。路。1.实验原理实验原理(如图如图11)2.实验步骤实验步骤热点三实验拓展创新热点三实验拓展创新命题角度命题角度用用“替代法替代法”测电阻测电阻S先与先与2接，记录接，记录的示数，再与的示数，再与1接，调接，调R值使值使示数与原值相等，则示数与原值相等，则RxR。【例例4】电电流流表表A1的的量量程程为为0200 A，内内阻阻约约为为500，现现要要准准确确测测量量其其内内阻阻，除除若干开关、导线之外还有器材如下：若干开关、导线之外还有器材如下：电流表电流表A2：与：与A1规格相同规格相同滑动变阻器滑动变阻器R1：阻值为：阻值为020 电阻箱电阻箱R2：阻值为：阻值为09 999 保护电阻保护电阻R3：阻值约为：阻值约为3 k电源：电动势电源：电动势E约为约为1.5 V、内阻、内阻r约为约为2(1)如如图图12所所示示，某某同同学学想想用用等等效效法法测测量量电电流流表表内内阻阻，设设计计了了部部分分测测量量电电路路，在在此此基基础础上上请请你你将将滑滑动动变变阻阻器器接接入入电电路路中中，使使实实验验可可以以完成。完成。(2)电路补充完整后，请你完善以下测量电流表电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A1内阻的实验步骤。内阻的实验步骤。a.先先将将滑滑动动变变阻阻器器R1的的滑滑片片移移到到使使电电路路安安全全的的位位置置，再再把把电电阻阻箱箱R2的阻值调到的阻值调到_。(选填选填“最大最大”或或“最小最小”)b.闭合开关闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，调节滑动变阻器R1，使两电流表接近满偏，记录电流表，使两电流表接近满偏，记录电流表A2的示数的示数I。c.保保持持S闭闭合合、滑滑动动变变阻阻器器R1的的滑滑片片位位置置不不变变，断断开开S1，再再闭闭合合S2，调调节节R2，使使电电流流表表A2的示数的示数_，读出此时电阻箱的阻值，读出此时电阻箱的阻值R0，则电流表，则电流表A1内阻内阻r1_。用用“半偏法半偏法”测电阻测电阻1.利用电流表半偏测利用电流表半偏测的内阻的内阻(1)实验原理实验原理(如图如图13)(2)实验步骤实验步骤R1调至阻值最大，闭合调至阻值最大，闭合S1，调，调R1的阻值使的阻值使示数达到满偏值。示数达到满偏值。保持保持R1阻值不变，闭合阻值不变，闭合S2，调，调R2使使示数达到满偏值一半，同时记录示数达到满偏值一半，同时记录R2的值。的值。Rg测测R2。2.利用电压表半偏测利用电压表半偏测的内阻的内阻(1)实验原理实验原理(如图如图14)(2)如如图图14所所示示，测测量量电电压压表表的的内内阻阻，操操作作步步骤骤如下：如下：滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片滑滑至至最最右右端端，电电阻阻箱箱的的阻阻值值调调到最大；到最大；闭合闭合S1、S2，调节，调节R0，使，使表示数指到满偏刻度。表示数指到满偏刻度。断断开开S2，保保持持R0不不变变，调调节节R，使使表表指指针针指指到到满刻度的一半；满刻度的一半；由上可得由上可得RVR。【例例5】(2016全全国国卷卷，23)某某同同学学利利用用图图15所所示示电电路路测测量量量量程程为为2.5 V 的的电电压压表表的的内内阻阻(内内阻阻为为数数千千欧欧姆姆)，可可供供选选择择的的器器材材有有：电电阻阻箱箱R(最最大大阻阻值值99 999.9)，滑滑动动变变阻阻器器R1(最最大大阻阻值值50)，滑滑动动变变阻阻器器R2(最最大大阻阻值值5 k)