人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用3 实验：导体电阻率的测量说课课件ppt

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1.构造:如图所示,A为　　　    ,B为　 　    ,E为可调刻度. 2.原理:微测螺杆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　　　    mm,而可调刻度E上的刻度为50小格,每转动一小 格,F前进或后退　　　    mm,即螺旋测微器的精确度为　　　    mm.读数 时误差出现在毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺.
3.读数:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可调刻度数 (估读一位)×　　　    (mm).如图所示,固定刻度B示数为6.5 mm(半毫米刻度 线已露出),而从可调刻度E上读出的示数为22.5(数字5为估读),最后的读数为:6.5 mm+22.5×0.01 mm=6.725 mm.
导师点睛　螺旋测微器读数两点注意:(1)以毫米为单位时,小数点后面要有三位有效数字,特别是最后一位估读数字为 零时,不能省略.(2)在读数时注意半毫米刻度线是否已露出.
1.实验原理(1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R ,电路原理图如图所示. (2)用　 　　    测出金属丝的长度l,用　　 　    测出金属丝的直径d,算出横截面积S .
(3)由电阻定律R=　　　    ,得ρ= = = ,求出电阻率.2.实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、开关及导线、被测金属导线、干 电池、滑动变阻器.3.实验步骤(1)测直径:用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同位置各测一次直径,并记录.(2)连电路:按如图所示的电路图连接实验电路.(3)量长度: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,重复测量3 次,并记录.
(4)求电阻:把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,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,记入表格内,断开开关S.(5)拆除实验电路,整理好实验器材.4.数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定:(1)计算法:利用每次测量的U、I值分别计算出电阻,再求出电阻的平均值作为测 量结果.(2)图像法:可建立U-I坐标系,将测量的U、I值描点作出图像,利用图像的斜率来 求出电阻值R.
5.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,电流的测量值 大于真实值,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.
1.本实验中,可以使用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的长度和直径. (    　)提示:由于金属丝较细,用毫米刻度尺测量其直径误差较大.2.用螺旋测微器测金属丝直径时,应选不同的位置测量3次,再取平均值. (　　)3.若待测金属导线是漆包线,可用小刀刮掉漆皮再测量金属导线的直径. (    　)提示:若待测金属导线是漆包线,应该用火烧去其表面的漆皮,再测金属导线的直 径,不可用小刀去刮掉漆皮.4.实验中应保持金属丝温度不变,用伏安法测电阻时,每测一组电压、电流值应及 时把开关断开,防止金属丝温度升高. (　　)5.用伏安法测电阻,无论是用电流表外接法还是电流表内接法,都存在系统误差.  (　　)
电流表和电压表的选择(1)根据电路中的最大电流(或最大电压)进行选择.(2)根据用电器的额定电流(或额定电压)进行选择.(3)根据电源的参数进行选择.
电流表的内接法和外接法的比较
电流表内、外接的选择方法(1)直接比较法:当Rx≫RA时,采用电流表内接法,当Rx≪RV时,采用电流表外接法,即 大电阻用电流表内接法,小电阻用电流表外接法,可记忆为“大内小外”.(2)公式计算法当 < ,即当Rx> 时,用电流表内接法.当 > ,即当Rx< 时,用电流表外接法.当Rx= 时,两种接法效果相同.(3)试触法如图,把电压表的可动接线端分别试接b、c两点,观察两电表的示数变化,若电流 表的示数变化明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,应选用电流表内接法;
若电压表的示数有明显变化,说明电流表的分压作用对电路影响大,所以应选电流表外接法. 
情境　音响上调节音量大小的旋钮、台灯上调节灯光亮度的旋钮、调节电熨斗 的温度的旋钮、汽车上的油量表等都利用了变阻器.变阻器有多种类型,滑动变 阻器是电学实验中常用器件之一.
问题1.滑动变阻器的工作原理是什么?提示:通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻.2.滑动变阻器在电路中的作用是什么?提示:(1)保护电路;(2)改变电路中的电流和电压.3.在初中阶段的学习中,滑动变阻器是如何连接的?提示:选择一上一下两个接线柱串联接入电路.4.在高中阶段我们还会学到滑动变阻器的其他接法,不管什么接法,在电路接通 前,滑片应处在什么位置?提示:使接通电路时工作电路电流最小.
滑动变阻器两种接法的比较
选择原则由于限流式电路能节约能源,一般情况下优先选择限流式接法(以提高电路效率).但在下列几种情况下,必须选择分压式接法:(1)滑动变阻器总电阻远小于被测电阻,且实验要求电压(电流)的变化范围较大;(2)明确要求某部分电路的电压从零开始变化;(3)若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流.
 张同学打算测量由某种合金材料制成的金属丝的电阻率ρ,待测金属丝的横 截面为圆形.实验器材有:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表(内阻几千欧)、电流表(内阻几欧)【1】、滑动变阻器、电源、开关、待测金属丝及导线若干.(1)用毫米刻度尺测量待测金属丝的长度,用螺旋测微器测量其直径【2】,结果分别如图1和图2所示,可得其长度L=　　　     cm,直径D=　　　    mm.
(2)该同学要用图像法求出待测金属丝的阻值,要求电压从零开始变化【3】.请将 图3所示实物电路图中所缺导线补全.
(3)图4是根据实验中测得的6组电流I、电压U的值描绘的点,由图可求出电阻值R=　　　    Ω(保留3位有效数字);
(4)请写出待测金属丝的电阻率ρ的表达式ρ=　　　    (用测得的物理量符号和已 知量表示).
信息提取【1】金属丝的电阻较小,几欧姆,与电压表、电流表内阻相比较,确定电流表采用 内接法还是外接法.【2】螺旋测微器的读数=固定刻度数(注意半毫米刻度线是否露出)+可调刻度数 (估读一位)×0.01(单位:mm).【3】电压从零开始变化,滑动变阻器采用分压式接法.
思路分析解答本题要分五步走:第一步:螺旋测微器的读数,要先读出固定刻度读数,再读出可调刻度读数,然后相 加即可得出结果.第二步:根据题意,确定电流表的连接方式.第三步:要求电压从零开始变化,确定滑动变阻器的连接方式.第四步:根据U-I图上所标的点,作出U-I图线,算出斜率可得出电阻值【4】.第五步:根据电阻定律【5】,求出电阻率.
解析　(1)毫米刻度尺的分度值为0.1 cm,由图可知,待测金属丝的长度测量值为59.40 cm.螺旋测微器的读数为0+43.5×0.01 mm=0.435 mm,即待测金属丝直径测 量值为0.435 mm(由【2】得到).(2)要求电压从零开始变化,故滑动变阻器采用分压式接法(由【3】得到);待测金属丝电阻较小,电流表采用外接法(由【1】得到).实物电路图连接如图所示.