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电学实验一测定金属的电阻率教学设计及学案

电学实验一测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)教学设计
一、教学目的
1、掌握一种测定金属电阻率的方法
2、会使用螺旋测微器进行读数
3、培养理论联系实际的能力
二、学情分析:
学生对实验的兴趣较高,但往往缺乏认真的态度,同时初中的思维习惯还在头脑中作怪,把电表都当作理想的,这会成为学生正确连接电路以及分析数据的障碍,也会对实验中的误差分析形成干扰,因此在高三的实验复习中只要正确的引导,抓住学生对实验课的热情,有针对性地不断向学生强化各个电学实验的要点和注意事项。

三、教学方法
1、主体引导法:高三的实验复习课没有大多的时间给学生从基础开始复习实验,所以老师作为实验复习课的主体引导学生从知识的体系去复习。

2、讨论法:测量金属电阻率的实验电路设计有四种,通过讨论复习电流表的“内接法”、“外接法”、滑动变阻器的“分压式”、“限流式”接法,通过学生的讨论,加深学生对电路设计的掌握程度。

四、教学重点和难点
重点:伏安法测电阻
难点:实验电路的设计
五、教学过程
详见下页《电学实验一测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)学案》
六、教学流程图
默写电阻定律公式,并提出问题:如何求电阻率
根据学生回答问题引出测量电阻率的原理。

根据原理,引出需要的准备知识。

根据原理设计电路图,确定实验步骤。

学生动手实验,并进行数据处理与误差分析。

例题讲解。

课后练习。

七、板书设计
电学实验一测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)
1、实验目的
2、实验原理
螺旋测微器、游标卡尺的使用和读数
3、实验步骤
4、数据处理、误差分析
5、注意事项
一、实验目的:
(1)掌握电流表、电压表的使用原则和读数方法,掌握滑动变阻器在电路中的两种常用的连接方式。

(2)学会使用螺旋测微器,并会读螺旋测微器的读数.
(3)理解伏安法测电阻的原理及如何减小误差.
(4)间接测定金属的电阻率.
二、实验原理:
由电阻定律R= 可知,金属的电阻率为ρ= ,因此,由金属导线的长度l、横截面积S,并用伏安法测出金属导线的电阻R= ,便可求出制成导线的金属的电阻率ρ = .
三、实验前知识准备
1、螺旋测微器的构造原理及读数
1)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.
2)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)= (毫米)+×(毫米
)
2、游标卡尺
1)常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10、20、50。

精度=1mm/等分刻度
2)读数:测量值=+×精度
3)读数练习:
A B C
3、伏安法测电阻
1)电流表的内外接法的比较
电流表内接法电流表外接法
电路图
误差原因电流表分压
U测=U x+U A
电压表分流
I测=I x+I V
电阻测量值R测=
U测
I测
=R x+R A>R x
测量值大于真实值
R测=
U测
I测

R x R V
R x+R V
<R x
测量值小于真实值
适用条件R A?R x R V?R x
口诀 (大电阻用内
接法测量,测量值偏大)
(小电阻用外接
法测量,测量值偏小)
2
①阻值比较法:
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:
C
C
4、滑动变阻器的限流接法和分压接法 (1)两种接法比较: 方式 内容 限流接法
分压接法
对比说明 两种接法电路图
串、并联关系不同
负载R 上电压调节范

RE
R +R 0
≤U ≤E 0≤U ≤E
分压接法调节范围大
负载R 上电流调节范

E
R +R 0
≤I ≤E R
0≤I ≤E R
分压接法调节范围大 闭合S 前触头位置
b 端 a 端
都是为了保护电路元件
①限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。

因为R x 小,限流式中滑动变阻器分得电压大,移动滑动触头调节范围大。

②分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大)。

因为R x 大,分压式中R x 几乎不影响电压的分配,移动滑动触头电压变化明显,便于调节。

四、实验步骤
(1)用螺旋测微器在金属丝上的三个不同位置上各测直径一次,求出直径d 的平均值. (2)用刻度尺测量连入电路的金属丝的长度l (以保证其测量长度为有效长度),共测三次,再求出平均值.
(3)在右框设计电路图,按设计的电路连接实物,用伏安法测量电阻. (4)断开开关,拆除导线,整理好器材. (5)数据处理
五、数据处理
1.在求R 的平均值时可用两种方法
(1)用R =U 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.
2.计算电阻率:将记录的数据R 、L 、d 的值代入电阻率计算式
六、误差分析
1.采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表内接法或者外接法,有系统误差.
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.
七、注意事项:由于金属丝通电后发热升温,会
使金属丝的电阻率变大.
八、例题讲解
1.在测量金属丝电阻率的实验中,已知电阻丝的电阻约为10Ω,现备有下列器材供选用:
A.量程是0~0.6 A,内阻是Ω的电流表
B.量程是0~3 A,内阻是Ω的电流表
C.量程是0~6 V,内阻是6 kΩ的电压表
D.量程是0~15 V,内阻是30 kΩ的电压表
E.阻值为0~1 kΩ,额定电流为0.6 A的滑动变阻器
F.蓄电池(6 V)
G.开关一个,导线若干
(1)为使测量结果尽量准确,电流表应选用 ,电压表应选用。

(只填字母代号)(2)在下图设计出电路图,并用铅笔画线连接实验电路.
2.欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求多测量几组数据,现备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω);
B.电流表(0~3A,内阻Ω);
C.电流表(0~0.6A,内阻Ω);
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0.3A);
H.开关、导线。

(1)上述器材中应选用的是 (填写
各器材的字母代号)。

(2)实验电路应采用电流表___ _接法(填“内”或
“外”),(3)设实验中,电流表、电压表的某组示数如上图
所示,图示中I= A,U= V。

(4)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改
变,请按要求在方框中画出测量待测金属导线的电阻R x的原理电路图。

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