物理必修 第三册实验：导体电阻率的测量第2课时教案

这是一份物理必修 第三册实验：导体电阻率的测量第2课时教案，共8页。教案主要包含了教学设计思路，提出问题 导入新课等内容，欢迎下载使用。
【教学设计思路】
学情分析：学生在此之前已经学习了电阻定律，便拥有了本节课的理论依据，对电路有了一个初步了解，并且通过前一节课的学习，已经掌握了游标卡尺以及螺旋测微器的使用。
教材分析：本节课作为第一个实验，承接了前一节课的长度测量方法，同时为后续电学的深入学习打下了基础。
教学过程：
教 学 目 标
物理观念
1、寻找到测量金属丝电阻率的原理及要测量的数据和方法。
2、掌握伏安法测电阻的方法并知道进行误差分析。
科学思维
通过本实验的探究学习，提升逻辑思维和实验探究的能力。
科学探究
在设计实验中学会自主进行实验设计、提升小组合作的能力。
科学态度与责任
通过对金属丝电阻率的测量，使学生养成良好的思维表达习惯和科学的价值观，激发学习物理的兴趣。
教学重点、难点
重点：金属丝的电阻率测量原理、伏安法测电阻的方法
难点：伏安法测电阻的误差分析。
教学资源
ppt演示文稿。
教学方法设计
讲授法、启发式教学、情景探究教学
教学过程
【巩固】
1.游标卡尺的使用方法？
2.电阻定律内容?
3.螺旋测微器的使用方法？
【提出问题 导入新课】
一、新课导入：
我们之前学习了电阻定律，导体电阻的影响因素有哪些？
电阻率的含义是什么？
现有一根金属丝，我很想知道它的导电能力，同学们有没有什么方法？
【搭建平台 新课教学】
一、实验原理
故：
根据上式。我们需要测量金属丝的电阻和长度、直径。
二、实验设计：
1、长度：刻度尺
2、直径：螺旋测微器
3、电阻：测得导体两端电流与电压的关系
三、伏安法测电阻
1、两种滑动变阻器的接法：
限流法（初中所学）：
分压法（新的电路）：
（与初中伏安法测电阻电路图有什么区别？
答：滑动变阻器的接法不同。）
（1）两总方法的区别：
①分压法待测电阻R的电压可以从零开始，而限流电路不能。
②分压电路电压变化范围比限流电路大。
（2）选择依据：
①若需要被测电阻Rx两端电压从零开始变化，必须选分压电路。
②若Rx比R滑大得多，且实验要求电压（电流）变化范围较大时, 必须选分压电路。
③若电路中最小电流仍超过被测电阻Rx的额定电流，必须采用分压电路。若无上述三种问题，均采取限流接法。
本实验需要电压测量范围较大，所以滑动变阻器采用分压式接法。
2、电流表的两种接法：
内接法：
外接法：
（1）两种接法的区别：
①内接法误差来源于电流表分压，外接法误差来源于电压表分流。
②电阻测量值：
内接法（即测量值大于真实值）
外接法：（即测量值小于真实值）
（2）选择依据：
待测电阻远大于电流表电阻选择内接法，待测电阻远小于电压电阻选择外接法，即
大电阻采用电流表内接法，结果偏大；大内大
小电阻采用电流表外接法，结果偏小。小外小
（3）当待测电阻阻值不好估计，则需采用“试触法”
移动滑动变阻器：
若电压表示数变化明显，说明电流表分压作用较强，即Rx阻值较小，应采用“外接法”，S应接a；
若电流表示数变化明显，说明电压表分流作用较强，即Rx阻值较大，应采用“内接法”，S应接b。
本实验金属丝电阻较小，所以电流表采用外接法。
即本实验应采用分压电路、电流表外接。
四、进行实验：
1、测量电阻：
根据电路图连接实物图（滑动变阻器滑片应置于最左端）。
缓慢分次拨动滑片，多次测量，记录电压表及电流表示数：
次数
1
2
3
4
电压表示数（v）
电流表示数（A）
2、长度L的测量：
利用刻度尺进行多次测量，记录数据。
3、直径的测量
法一：刻度尺累积法：
法二：游标卡尺
法三：螺旋测微器（误差小，优先选择）
多次测量并记录数据。
五、数据处理：
1、绘制U-I图像根据斜率求得电阻R。
2、取平均值测得金属丝接入长度
3、取平均值测得金属丝横截面直径
4、带入求得电阻率。
六、误差分析：
系统误差（因实验设计带来的误差）：①外接法测得电阻偏小②金属丝通电升温影响电阻
偶然误差（只能减小不能避免）：①长度的测量②直径的测量③电流表、电压表读数的偏差
七、注意事项：
1、测量有效长度，为电压表两端点间金属丝的长度，测量时应将其拉直，反复测量三次，求其平均值。
2、测直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。
3、闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在接入电路的电阻值最大位置。
4、测电阻通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，对实验结果影响较大。
【巩固提升 知识运用】
1．某同学在测定某种合金丝的电阻率时：
（1）用螺旋测微器测得其直径为 mm（如图甲所示）；

（2）用20分度的游标卡尺测其长度为 cm（如图乙所示）；

（3）用图丙所示的电路测得的电阻值将比真实值 （填“偏大”或“偏小”）。

【答案】 3.203/3.204/3.205 5.015 偏小
【详解】（1）螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图甲可知直径为
（2）20分度游标卡尺的精确值为0.05mm，由图乙可知长度为
（3）由于电流表采用外接法，误差来源于电压表的分流，导致电流表测量结果偏大，电阻测量值将比真实值偏小。
2．采用图1所示的电路图来测量金属丝的电阻率。

（1）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在 （填“M”或“N”）端。
（2）按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为 （填“a”“b”或“c”）。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有 。

【答案】 M b 移动滑片时，电压表和电流表的示数不变
【详解】（1）[1]实验时，闭合开关S前，为保护电路，滑动变阻器滑片P应处在最大阻值处，滑动变阻器的滑片P应处在M端。
（2）[2][3]滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器下端两接线柱与电源相连，故b导线接错；该错误带来的问题是移动滑片的过程中电压表和电流表的示数不变。
3．用欧姆表粗测得一圆柱复合材料的电阻约为3kΩ，某实验小组通过以下实验测量其电阻率ρ。
（1）该实验小组用刻度尺测量其长度L、螺旋测微器测量其直径D，某次直径测量结果如图所示：D= mm；

（2）实验使用的滑动变阻器的阻值为0~20Ω，请将如图实际测量电路补充完整 。

（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 端（填“a”或“b”）；
（4）某次实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，用实验测量的物理量L、D、U、I表示电阻率，则表达式为ρ= 。
【答案】 6.700 a
【详解】（1）[1]由图可得，其直径D为
（2）[2]因为待测电阻约为3千欧，则电流表应该内接，且滑动变阻器应该采用分压式接法，故电路如图

（3）[3]闭合开关前，应该让待测电阻两端分的电压为零，即滑动变阻器的滑片应置于a （左）端；
（4）[4]由电阻定律变形可得
其中
联立解得
【课堂小结 知识更新】
板书设计
11.3.2 实验：导体电阻率的测量
一、实验原理

二、实验设计
1、分压法与限流法
2、内接法与外接法
三、进行实验
四、误差分析

教后反思
本节课内容较多，特别是分压法与限流法、内接法与外接法的讲解，很多注意事项，不要满堂灌侧重读数，一定要把原理说清楚方便学生记忆；在讲课过程中多注意引导学生思考；在关键易错点上一定要多加强调。