高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 实验：导体电阻率的测量优质课教学设计及反思

课 时 教 案

第 11 单元             第  4  案               总第 18 案

课题： §11.3.2导体电阻率的测量—电阻率的测量

【教学目标与核心素养】

1．知道实验目的

2．理解实验原理

3．会测量导体的电阻率并进行数据分析

【教学重点】

1．实验原理

2．测量方法和数据处理方法

【教学难点】

1．螺旋测微器的使用

2．电表量程的选择和实物线路连接

【教学过程】

【实验目的】

1.掌握电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法。

2.掌握螺旋测微器的使用和读数方法。

3.学会用伏安法测电阻的方法。

4.测定金属的电阻率。

【实验思路】

⑴ 根据电阻定律，只要测出金属导线的长度l，直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测量出金属导线的电阻R.。

电阻率的计算公式：

⑵ 由于金属丝的电阻约几欧，所以测其电阻时，实验电路中电流表应采用外接法。同时用滑动变阻器控制电路中的电流不宜过大，采用如上图所示的电路。

【实验器材】

 螺旋测微器、毫米刻度尺、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、金属电阻丝、开关及连接导线若干。

【物理量的测量】

1.电阻的测量

依照所给出的电路图用导线把器材连好。注意滑动变阻器的阻值调到最小位置，电压表和电流表选择好合适的量程，改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，通过 U-I图像求得电阻R。

2.电阻丝有效长度的测量

将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长度)，反复测量多次，求出有效长度的平均值

3.电阻丝直径的测量

⑴用毫米刻度尺测量多匝电阻丝的长度，然后除以圈数，即可得到电阻丝的直径。

⑵用游标卡尺或者螺旋测微器测量

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。

需要注意的是：用游标卡尺测量时，电阻丝应该置于外测量爪的平面处；用螺旋测微器测量时，当接近电阻丝时， 须转动微调旋钮。

5.将测得的R、l、d的值代入电阻率计算公式中，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。

【数据分析】

查阅电阻率表， 判断材料的类型；与该材料的电阻率进行比较，分析误差产生的原因。

【注意事项】

1.金属导线的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接人电路部分的长度，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3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，造成误差。

4.电键S闭合前，滑动变阻器的阻值是否处于最小值，电表的正、负接线柱是否正确，量程是否恰当。

5.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。

【针对练习】

1.要达到“测定金属的电阻率”的目的，必须直接测出的物理量中下列符合实际的选项有：

  ①金属丝的长度        ②金属丝的直径           ③金属丝的电阻

  ④金属丝两端的电压    ⑤金属丝的横截面积       ⑥通过金属丝中的电流强度

  A.①③⑤      B.③⑤⑥      C.①②④      D.②③⑥

2.随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现竞有九成样品的细菌超标或电导率不合格（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）。

⑴不合格的纯净水的电导率一定是偏        （填“大”或“小”）。

⑵对纯净水样品进行检验所用的设备如图所示，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封。请画出检验电路图并把检测电路连接好（要求测量尽可能准确，已知水的电导率远小于金属的电导率，所用滑动变阻器的阻值较小）

⑶由以上检测电路测出的水的电导率比其真实值偏      （填“大”或“小”）。

小结：

作业：