高中物理实验7测定金属的电阻率学案
高中物理_测量金属丝的电阻率教学设计学情分析教材分析课后反思
测量金属丝的电阻率教学设计课前复习1.欧姆定律UR U 根据欧姆定律得到I导体的电阻R 与加在导体两端的电压U成正比，跟导体中的电流I 成反比，这种说法对吗？2.电阻定律（1）内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比；导体电阻还与构成它的材料有关．（2）公式：R＝ρl S，式中ρ是比例系数，它与导体的材料有关，是表征材料性质的一个重要的物理量，ρ叫做这种材料的电阻率．2．电阻率ρ（1）单位：欧姆·米，符号：Ω· m．（2）变化规律：电阻率往往随温度的变化而变化．金属的电阻率随温度的升高而增大．（3）应用：电阻温度计、标准电阻等．课堂教学实验：测量金属丝的电阻率实验目的:测量金属丝的电阻率实验器材:米尺螺旋测微器电流表电压表滑动变器、金属丝、电源、开关、导线实验原理:由R=ρl/S 得ρ =RS/l. 由电压表和电流表测量金属丝电阻R. 用米尺测出长度l ，螺旋测微器测量金属丝直径，计算截面积S. 实验过程:1、伏安法测电阻R需要解决几个问题：（1）仪器的选择（电流表、电压表、滑动变阻器）（2）测量电路的选择（安培表是内接？外接?）（3）控制电路的选择（滑动变阻器限流？分压？）实验器材：待测电阻丝的电阻约为5ΩA．量程是0～0.6A ，内阻约为0.5 Ω的电流表；B．量程是0～3A，内阻约为0.1 Ω的电流表；C．量程是0～3V，内阻约为6kΩ的电压表；D．量程是0～15V，内阻约为30kΩ的电压表；E．阻值为0～20Ω，额定电流为2A 的滑动变阻器；F．电池组（3V）；G．开关一个，导线若干．实验时电流表选电压表选在框内设计电路图，然后根据电路图连接实物图数据处理:2.测量金属丝的横截面积S 和长度L 需要解决几个问题：(1) 了解螺旋测微器的结构和原理(2) 掌握螺旋测微器的读数技巧螺旋测微器: 1、螺旋测微器的结构2、螺旋测微器的原理:原理：精密螺纹的螺距为0.5mm，即D 每旋转一周，F 前进或后退0.5mm。
高考物理实验-测定金属电阻率
测定金属电阻率知识元测定金属电阻率知识讲解一、实验目的1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法；2．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法；3．会用伏安法测定金属的电阻率．二、实验原理把电阻丝连入如图所示的电路，用电压表测其两端电压，用电流表测电流，根据R x=计算金属丝的电阻R x，然后用米尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S，根据电阻定律计算出电阻率．三、实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、开关及连接导线、金属电阻丝．四、实验步骤1．测直径：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．2．测长度：将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度L（即有效长度），反复测量三次，求出L的平均值．3．连电路：按照如图所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大．4．测电阻：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的值，记录在表格内，断开开关S，求出电阻R的平均值．5．算电阻率：将测得的R、L、d的值代入电阻率计算公式ρ=R=中，计算出金属丝的电阻率．或利用U-I图线的斜率求出电阻R，代入公式ρ=R计算电阻率．6．整理：拆去实验线路，整理好实验器材．五、注意事项1．金属丝的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接入电路部分的长度，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三次，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，从而造成误差．4．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．5．伏安法测电阻是这个实验的核心内容，测量时根据不同情况，根据所给器材对电流表的内接还是外接做出正确选择．六、误差分析1．金属丝直径、长度的测量带来误差．2．测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测＜R真，由R=ρ可知，ρ测＜ρ真．3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差．例题精讲测定金属电阻率例1.在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。
高中物理学生实验测定金属的电阻率导学案新人教选修
实验：测定金属的电阻率学习目标1.理解伏安法测电阻的原理，会讨论伏安法测电阻的误差.2.正确选择安培表内接法和外接法。
3.掌握滑线变阻器的使用方法4.测出金属的电阻率学习疑问学习建议【知识点回顾】电阻定律内容?【实验目的】1．学会用伏安法测电阻；2．测定金属的电阻率。
【实验原理】1．原理：根据电阻定律公式SlRρ=，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。
2．器材：螺旋测微器；毫米刻度尺；电池组；电流表；电压表；滑动变阻器；电键；被测金属导线；导线若干．3．步骤：（1）用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S．（2）按图86－1所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。
（3）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，反复测量3次，求出其平均值l 。
（4）把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S 改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，记入记录表格内，断开电键S ．求出导线电阻R 的平均值．（5）将测得R 、l 、d 的值，代人电阻率计算公式lI Ud l RS 42πρ==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．【注意事项】1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待洲金属导线的两端3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度．测量时应将导线拉直．4．闭合电键S 之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置．5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度正的值不宜过大（电流表用0～0．6A 量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．6．求R 的平均值可用两种方法：第一种是用R ＝U ／I 算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像（U －I 图线）的斜率来求出．若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．【合作探究一】伏安法测电阻一． 原理：伏安法测电阻是电学的基础实验之一。
高中物理实验-测定金属的电阻率教案
实验：测定金属的电阻率[教学目标]一、知识目标1、初步掌握伏安法测电阻的原理和方法，初步接触电路和器材的选择。
2、熟练掌握螺旋测微器的读数。
3、掌握测定金属电阻率的原理和方法。
二、能力目标1、学会使用常用电学仪器及正确读数，学会根据原理电路连接实物电路，培养学生动手操作能力和运用理论知识解决实际问题的能力。
2、学会正确使用螺旋测微器。
3、在实验过程中培养和提高整体学生的实验素质。
三、德育目标1、建立融洽的师生关系，培养学生间相互协作的精神。
2、培养学生遵守纪律、爱护实验器材和设备的良好习惯，培养学生严紧求实的科学态度。
[教学重点]（1）测定金属电阻率的原理；（2）螺旋测微器的使用和读数；（3）对学生实验过程的指导。
[教学难点]（1）螺旋测微器的读数；（2）实验中的重要注意事项。
[教学方法]学生分组实验[教具]多媒体[教学设计]实验：测定金属的电阻率实验目的：学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。
实验原理：用刻度尺测一段金属导线的长度L ，用螺旋测微器测导线的直径d ，用伏安法测导线的电阻R ，根据电阻定律，金属的电阻率ρ=RS /L =πd 2R /4L 实验器材：金属丝、千分尺、安培表、伏特表、（3伏）电源、（20Ω）滑动变阻器、电键一个、导线几根【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻5~10欧之间为宜，在此前提下，电源选3伏直流电源，安培表选0 0.6安量程，伏特表选0 3伏档，滑动变阻器选0 20欧。
实验步骤（1）用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值D 求出其横截面积S =πD 2/4.（2）将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L ，测三次，求出平均值L 。
（3）根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。
高考物理一轮复习 第七章 恒定电流 实验七 测定金属的电阻率教案
实验七 测定金属的电阻率[基本要求][数据处理]1.在求R x 的平均值时可用两种方法：(1)第一种是用R x ＝U I算出各次的数值，再取平均值.(2)第二种是用U I 图线的斜率求出. 2.计算电阻率：将记录的数据U 、I 、d 、l 的值代入电阻率计算公式ρ＝R x S l ＝πd 2U 4Il. [误差分析]1.测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差.2.电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R x 测<R x 真，由R x ＝ρl S ，知ρ测<ρ真.3.通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差.[注意事项]1.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.2.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.电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大.考向1 对实验原理和误差的考查[典例1] (1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数依次是 mm 、 A 、 V.(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10 Ω，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为20 k Ω，电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电源电动势E ＝4.5 V ，内阻较小.则以下电路图中， (填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏 (填“大”或“小”).甲 乙 (3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A ＝2.0 Ω，那么测量金属丝电阻R x 的最佳电路应是上图中的 (填字母代号)电路.此时测得电流为I 、电压为U ，则金属丝电阻R x ＝ (用题中字母代号表示).[解析] (1)螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm ，可动刻度读数为49.9×0.01 mm＝0.499 mm ，金属丝直径为0.5 mm ＋0.499 mm ＝0.999 mm.电流表读数为0.42 A ，电压表读数为2.20 V.(2)因R V ≫R x ⎝ ⎛⎭⎪⎫R x ＝2.200.42 Ω≈5.2 Ω，测量电路采用电流表外接法，故最佳电路为甲电路，此时测量结果因电压表的分流而偏小.(3)若已知电流表内阻时，最佳电路为乙电路，由欧姆定律得：R x ＋R A ＝U I ，那么R x＝U I －R A .[答案] (1)0.999(0.998～1.000间均可) 0.42 2.20 (2)甲 小 (3)乙U I －R A1.电表读数先看量程，再确定精确度，最后读数.2.对伏安法测电阻，外接法是由于电压表分流产生系统误差，内接法是由于电流表分压产生系统误差.考向2 对数据处理的考查[典例2] (2017·江西南昌一模)某学生用如图a 所示电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有：被测金属导线ab ，电阻约10 Ω，导线允许流过的最大电流为0.8 A ；稳恒电源；电源输出电压恒为E ＝12 V ；电压表V ，量程为0～3 V ，内阻约5 k Ω；保护电阻：R 1＝10 Ω，R 2＝30 Ω，R 3＝200 Ω；刻度尺；螺旋测微器；开关S ；导线若干等.实验时的主要步骤如下：①用刻度尺量出导线ab 的长度l ，用螺旋测微器测出导线的直径d .②按如图a 所示电路将实验所需器材用导线连接好.图a③闭合开关S ，移动接线触片P ，测出aP 长度x ，读出电压表的示数U .④描点作出U x 曲线，求出金属导线的电阻率ρ.完成下列填空：(1)由螺旋测微器测量金属导线的直径d ，其示数如图b 所示，该金属导线的直径d ＝ mm.图b(2)如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，保护电阻R 应选 .(3)根据多次实验测出的aP 长度x 和对应每次实验读出的电压表的示数U 作出的U x 图线如图c 所示，其中图线的斜率为k ，则金属导线的电阻率ρ＝ .(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)图c[解析] (1)d ＝0.5 mm ＋0.01×37.0 mm＝0.870 mm.(2)已知被测金属导线允许流过的最大电流I max ＝0.8 A ，则R min ＝E I max ＝120.8V ＝15 Ω，又电压表量程为0～3 V ，所以为保证安全，又要测量误差较小，应选电阻R 2.(3)设金属导线单位长度的电阻为R 0，当x 长度的导线两端电压为U 时，由闭合电路欧姆定律有E ＝U xR 0(lR 0＋R 2)，得U ＝R 0E R 0l ＋R 2x ，所以图c 中图线斜率k ＝R 0E R 0l ＋R 2，解得R 0＝kR 2E －kl，由R ＝ρl S ，可得R 0l ＝ρl π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22，得ρ＝kR 2πd 2E －kl ）. [答案] (1)0.870 (2)R 2 (3)kR 2πd 2E －kl ）数据处理的常用方法(1)图象法：利用实验数据，将实验中物理量之间的函数关系用函数图象表示出来，这种方法叫图象法.用图象法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一.用图象法处理数据的优点是直观、简便，有取平均值的效果，由图线的斜率、截距、所包围面积和图线的交点等可以研究物理量之间的变化及其关系，找出规律.(2)解析法：通过实验获取实验数据，代入相关物理量之间的关系式，计算得到结果的方法叫解析法.应用解析法的要求是：①明确实验测量的相关物理量的关系式；②明确要研究的物理量和未知的物理量；③建立方程或方程组进行计算.考向3 实验创新与改进(电阻测量的方法)1.伏安法测电阻伏安法测电阻是电学实验的基础，是高考考查的热点，也是难点.它渗透在电学实验的各个环节中，如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等.2.安安法测电阻已知内阻的电流表可做电压表使用，在缺少合适的电压表的情况下，常用电流表代替电压表使用，这是电学设计电路的高频考点.3.伏伏法测电阻已知内阻的电压表可做电流表使用，在缺少合适的电流表的情况下，常用电压表代替电流表使用，这是设计电路中的高频考点.4.半偏法(1)半偏法测电流表内阻如图所示，测量电流表A 的内阻，操作步骤如下：①断开S 2、闭合S 1，调节R 0，使A 表满偏为I 0；②保持R 0不变，闭合S 2，调节R ，使A 表读数为I 02； ③由上得R A ＝R .(2)半偏法测电压表内阻如图所示，测量电压表V 的内阻，操作步骤如下：①滑动变阻器的滑片滑至最右端，电阻箱的阻值调到最大；③闭合S 1、S 2，调节R ，使V 表示数指到满偏刻度.③断开S 2，保持R 0不变，调节R ，使V 表指针指到满刻度的一半；④由上可得R V ＝R .[典例3] 在把电流表改装成电压表的实验中，需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻，其主要操作步骤如下：①接通S 1，调节R 1，使电流表指针偏转到满刻度；②保持R 1不变，再接通S 2，调节R 2，使电流表指针偏转到满刻度的一半；③读出R 2的阻值，即可认为电流表的内阻r g ＝R 2.现备有如下器材：A.电流表(量程0～100 μA ，内阻约为100 Ω)B.电阻箱(范围0～9.9 Ω)C.电阻箱(范围0～999.9 Ω)D.电阻箱(范围0～99 999 Ω)E.电源(电动势3 V，内阻不计)F.电源(电动势6 V，内阻不计)G.开关和若干导线(1)电路图中R1应选，R2应选，电源应选.(填入所选器材的字母代号)(2)实验中读得R2的阻值为100 Ω，若将此电流表改装成量程为 3 V的电压表，应联一个阻值为Ω的电阻.[解析] (1)要减小测量误差，串联在干路中的R1应尽可能大，在R1尽可能大的情况下又保证电流表能半偏，所以电源电动势应该较大.接通S1，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度，此时电路中的电流为满偏电流，即100 μA，由电源电动势为6 V，则R1的阻值约为6100×10－6Ω＝6×104Ω，故R1应选D；R2是用来显示电流表内阻的测量值，所以R2应选C；电源选F.(2)实验中读得R2的阻值为100 Ω，则电流表内阻的测量值为100 Ω.若将此电流表改装成量程为3 V的电压表，应串联一个阻值为3100×10－6Ω－100 Ω＝29 900 Ω的电阻.[答案] (1)D C F (2)串29 900[典例4] 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表V(量程为3 V，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为100 Ω，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关两个，导线若干.(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整.(2)根据设计的电路，写出实验步骤：__________________.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R′V，与电压表内阻的真实值R V相比，R V′(填“>”“＝”或“<”)R V，主要理由是_____________________________________.[解析] (1)因滑动变阻器阻值较小，所以选择滑动变阻器的分压接法.实验电路图如图所示.(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻.(3)断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故R′V＞R V(其他合理说法同样正确) [答案] (1)见解析图(2)见解析(3)> 理由见解析用半偏法测量电流表内阻时，要求电源电路部分为恒流源，也就是说，滑动变阻器阻值要尽可能大，这样，闭合开关后，电流表并联一个电阻箱(阻值等于电流表内阻)，电源输出电流基本不变；用半偏法测量电压表内阻时，原理类似，要求电源电路部分为恒压源，滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器的阻值要远远小于电压表内阻，也就是说，在调整电阻箱阻值使电压表半偏时，路端电压基本不变.本题中调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，为满偏电压的45，其原理与半偏法类似.对于此类问题，可利用串联电路的分压规律列方程解答.。
高考物理实验七测定金属的电阻率学案
实验七测定金属的电阻率目录课前预习·基础落实课堂互动·考点突破课前预习·基础落实【实验目的】1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。
2．掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。
3．会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率。
【实验原理】1．螺旋测微器的构造、原理及读数(1)螺旋测微器的构造如图实Ⅶ－1所示是常用的螺旋测微器。
它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上。
旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上。
(2)螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01 mm。
即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。
(3)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)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)。
2．游标卡尺的构造原理及读数(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)，游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。
(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。
(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。
不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。
常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：(4)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度) mm。
3．伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较(2)两种电路的选择①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x 较小，宜采用电流表外接法；若R x 较大，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内，小外”。
高中物理_ 测金属丝的电阻率教学设计学情分析教材分析课后反思
《测定金属的电阻率》教学设计滑动变阻器、电键、和足够的导线外，还需要下列哪些实验器材（）A．螺旋测微器 B．游标卡尺C．米尺寸 D．直流电源2．要达到“测定金属的电阻率”的目的，必须测出的物理量有（）A．金属丝的长度 B．金属丝的直径C．金属丝两端的电压 D．金属丝中的电流3．在做“测定金属的电阻率”实验时，下列操作中正确的是（）A．用米尺反复测量三次导线的总长，求出其平均值，然后将导线接入电路.B．估计待测金属导线的电阻的大小，选择合适的仪器和实验电路. C．实验时电流的大小，通电时间的长短，不会影响测量的准确性. D．用伏安法测电阻时，为了减小实验误差，应改变滑动变阻器连入电路的电阻值，测出多组电流、电压值，计算出多个电阻值，求出其平均值.4.伏安法测定一段电阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A．电池组（6V，内阻1Ω）；B．电流表（0→3A，内阻0.1Ω）；C．电流表（0→0.6A，内阻0.5Ω）；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0.1A）；《测金属丝的电阻率》学情分析学情分析高中学生大多数年龄在15-17岁之间，属于青年初期或学龄晚期。
高中学生随着年龄的增长和知识的增多有明显的独立性和兴趣倾向，学习自觉性和独立性比强，具有一定的思考能力和自学能力。
但他们在实验仪器的使用中，没有接触过螺旋测微器，因此在学习中会遇到比较大的问题，本次我们用同组互助的形式完成本节实验。
《测金属丝的电阻率》效果分析点评：两大亮点“亮”出精彩课堂本节课是一堂实验操作课，课前，教师利用科学家贡献导学的方式，将本节课的实验探究、科学创新思想引领社会发展的宗旨传输于同学，本节课的第一大亮点就是合作探究，第二大亮点是利用多媒体及时反馈，及时生成，大大提高课堂效率。
测量金属电阻的电阻率教案
测量金属电阻的电阻率教案11.教学目标知识与技能目标：1)能通过实验探究，得出导体电阻与其影响因素的定量关系;2)深化对电阻的认识，掌握电阻定律，并能进行简单的应用。
3)掌握电阻率的概念，知道温度对电阻率的影响。
点评：在课程标准中，有关《电阻定律》的“知识与技能”目标是：通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。
这里有一个非常重要的水平动词——“知道”，属于知识目标中四个水平中的最低水平。
但教师给出的目标中“掌握电阻定律”、“掌握电阻率的概念”都是第三层级的水平要求，远远超出了课程标准对《电阻定律》的知识要求。
对于非学科重点知识，将教学要求提到如此的高度是没有太大的意义的。
2.教学过程1)引入新课同学们学习了电阻的定义式R=U/I，电阻与U和I没有关系，只与导体本身的因素有关。
根据已有的知识，同学们可以猜出：电阻与导体的材料、长度、横截面积有关。
本节课我们就通过实验，探究它们之间的定量关系。
2)方案交流学生提出两种方案，一种是将几种不同的金属丝串联，控制电流不变，研究电压、导体的某一属性和电阻之间的关系;一种是将几种不同的金属丝并联，控制电压不变，研究电流、导体的某一属性和电阻之间的关系。
经过讨论，师生决定采用串联的方式实施测量，和书本上的要求相一致。
教师在这里着重引导学生分析每一次测量需要注意的问题，明确每一次操作应注意的事项，电压表示数的意义，让学生出充分认识到控制变量在本实验中的意义。
3)学生实验根据学生的方案实施实验。
在实验的过程中，教师特别强调的一个要求，就是让学生自己设计实验记录表格，将测量得到的数据记录在自己设计的表格中。
点评：科学探究是由多个环节组成的系列活动，要让学生经历一次比较简单但环节完整的科学探究过程，一般情况下总要一两个小时的时间。
在有限的课堂时间内，师生是很难做到这一点的。
怎样解决这一问题呢?这位老师给我们提供了一个很好的思路，即去掉一些环节，突出某些环节，实现课堂教学的有限开放。
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实验七测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)考纲解读 1.掌握螺旋测微器的原理及读数方法.2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法.3.会用伏安法测电阻，并能测定金属丝的电阻率．一、螺旋测微器的使用1．构造：如图1所示，B为固定刻度，E为可动刻度．图12．原理：测微螺杆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0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即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．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)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．图2如图2所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.二、游标卡尺1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺卡上还有一个深度尺．(如图3所示)图32．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其规格见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可精确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm4.的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm.三、常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可．(1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位．(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.(3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.基本实验要求1．实验原理根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻R x，即可计算出金属丝的电阻率．2．实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(50 Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺．3．实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.(2)接好用伏安法测电阻的实验电路．(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.(4)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．(5)闭合开关，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 的值，填入记录表格内．(6)将测得的R x 、l 、d 值，代入公式R ＝ρl S和S ＝πd24中，计算出金属丝的电阻率．4．电流表、电压表测电阻两种方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 VR x ＋R V<R x测量值小于真实值适用条件R A ≪R xR V ≫R x1．伏安法测电阻的电路选择(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x 较小，宜采用电流表外接法；若R x 较大，宜采用电流表内接法． (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：按图4接好电路，让电压表的一根接线柱P 先后与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．图42．注意事项(1)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径应在金属丝连入电路之前测量． (2)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)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大．3．误差分析(1)若为内接法，电流表分压．(2)若为外接法，电压表分流．(3)长度和直径的测量．考点一测量仪器、仪表的读数例1 (1)如图5甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm 长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为________mm、________mm、________mm. (2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是________mm.图5(3)①如图6甲所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A；当使用3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表________A，图中表针示数为________A.②如图乙所示的电表使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为________V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针示数为________V.图6图7(4)旋钮式电阻箱如图7所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________Ω.今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是_____________________________________________________________________________________________.若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为____________．答案(1)17.7 23.85 3.18 (2)2.150(3)①0.02 0.44 0.1 2.20 ②0.1 1.70 0.5 8.5(4)1 987 将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0 0～19 998 Ω解析(1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm ＋0.7 mm＝17.7 mm.中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm＋0.85 mm ＝23.85 mm.最下面图读数：整毫米是3，不足1毫米数是9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是3 mm＋0.18 mm ＝3.18 mm.(2)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数：2.0 mm ＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.(3)①使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A.②电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V.(4)电阻为1 987 Ω，最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω.故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω.变式题组1．[测量仪器的读数]某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图8(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示．图(a)所示读数为________mm，图(b)所示读数为______ mm，所测金属板的厚度为______mm.图8答案0.010 6.870 6.860解析题图(a)的读数为1.0×0.01 mm＝0.010 mm.题图(b)的读数为6.5 mm＋37.0×0.01 mm＝6.870 mm，故金属板的厚度d＝6.870 mm－0.010 mm＝6.860 mm.2．[测量仪器、电表的读数](1)电流表量程一般有两种——0～0.6 A,0～3 A；电压表量程一般有两种——0～3 V,0～15 V，如图9所示；图9①接0～3 V量程时读数为________V.②接0～15 V量程时读数为________V.③接0～3 A量程时读数为________A.④接0～0.6 A量程时读数为________A.(2)完成下列读数（如图10所示）。
图10a．________mm b．________mm c．________mmd．________mm e．________mm.答案(1)①1.90 ②9.5 ③0.80 ④0.16(2)a.0.486(0.484～0.488)b．0.536(0.534～0.538)c．4.078(4.077～4.079) d．5.663(5.661～5.665)e．11.14游标卡尺的读数应注意以下几点：(1)看清精确度例如(图11)图11易错成(11＋4.0×0.1) mm＝11.40 mm正确读数为11.4 mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零．例如(图12)图12易错成(10＋12×0.05) mm＝10.6 mm，正确读数为10.60 mm.(2)主尺上的单位为厘米主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm.例如(图13)图13易错成(5＋4×0.05) mm＝5.20 mm正确读数为(50＋4×0.05) mm＝50.20 mm(3)区分零刻度与游标尺最前端例如(图14)图14易错成(13＋10×0.05) mm＝13.50 mm正确读数为(14＋10×0.05) mm＝14.50 mm考点二实验操作及数据处理例2 为测量某一玩具电动机中导线圈导线的电阻率，某实验小组的部分实验方案如下：图15图16(1)用螺旋测微器测得与导线圈导线同种规格的导线的直径d如图15所示，则d＝________mm；用多用电表测得电动机中线圈电阻约为25 Ω.(2)用多用电表测量电动机中导线圈的电阻R x：选择“×1”倍率欧姆挡，并按正确步骤操作后，指针的位置如图16所示(此过程电动机不转动)，则R x＝________Ω.为了提高精度，他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻R x：电流表A1(0～3 A、约5 Ω)；滑动变阻器R1(0～1 kΩ)；电流表A2(0～30 mA、约10 Ω)；滑动变阻器R2(0～50 Ω)；定值电阻R0＝60 Ω；电源(4 V、约1 Ω)及开关等，导线若干．①实验小组为使测量过程中电动机不转动而采用了如图17所示的电路图，应选择的电流表是________，滑动变阻器是________．(填写符号)图17②按照实验要求，多用电表已选择“直流电压2.5 V”挡作为电压表使用，请依据图17将图18所示的实验电路中的实物图用笔画线代替导线将欠缺的两处补完整．图18③图19是该实验小组用测得的数值描绘出的图象，其斜率表示的是________(填选项)．图19A．导线圈的电阻B．导线圈的电阻与R0阻值之和解析(1)螺旋测微器的读数：d＝0.01 mm×15.5＝0.155 mm.(2)①选择电流表时需先估算电路中的电流，设电动机和定值电阻R0串联的电压为电源电动势，则I＝425＋60A≈0.047 A＝47 mA实际实验时可通过滑动变阻器调节电压使流过电流表的电流不超过30 mA，所以电流表选A2. 滑动变阻器应选择便于调节的R2.②由于电流表A2的电阻较大，为减小实验误差，应采用电流表外接法．为有效地控制电路中的电压和电流，滑动变阻器应采用分压式接法，所以电路图连接如图所示：答案(1)0.155(±0.003范围内均可) (2)25(3)①A2R2②见解析图③B变式题组3．[对实验操作及数据处理的考查]用伏安法测定电阻约为5 Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池．如图20甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出．实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示．图20(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使测微螺杆F 接近被测电阻丝，再转动________夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F 固定后读数．(填仪器部件的字母符号)(2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将实物图丁连接成实验电路． (3)图21闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P 的位置，得到几组U 、I 、L 的数据，用R ＝U I计算出相应的电阻值后作出R －L 图线如图21所示．取图线上两个点间数据之差ΔL 和ΔR ，若电阻丝直径为d ，则电阻率ρ＝________. 答案 (1)D H G (2)如图所示 (3)πΔRd 24ΔL解析 (1)在用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮D ，使测微螺杆F 接近被测电阻丝，再转动微调旋钮H 夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G 使F 固定后读数．(3)根据R ＝ρl S ，得ΔR ＝ρΔL S ，而S ＝πd 24，代入得ρ＝πΔRd24ΔL.4．[实验操作及数据处理]在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：(1)某实验小组用如图22所示电路对镍铬合金丝和康铜丝进行探究，a、b、c、d是四种金属丝．图22①实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系．你认为要不要串联电流表？并简单说明理由．________________________________________________________________________________________________________________________________②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝，则金属丝d应为下表中的________(用表中编号D、E、F表示).编号材料长度L/m 横截面积S/mm2A 镍铬合金0.300.50B 镍铬合金0.500.50C 镍铬合金0.30 1.00D 镍铬合金0.50 1.00E 康铜丝0.300.50F 康铜丝0.50 1.00(2)①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L＝80.00 cm，用螺旋测微器测金属丝的直径如图23甲所示，则金属丝的直径d为________．②按如图乙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R.改变滑动变阻器的阻值，获得六组I、U数据描在如图24所示的坐标系上．由图可求得金属丝的电阻R＝________Ω，该金属丝的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)．图23图24答案 (1)①不需要，串联电路的电流处处相等，电压与电阻成正比 ②E (2)①1.600 mm ②0.52 1.3×10－6解析 (1)①串联电路的电流处处相等，串联电阻两端电压与电阻成正比，不需要测出电流，根据电阻两端电压大小即可比较出电阻大小．②探究影响电阻的因素，应采用控制变量法，实验已选A 、B 、C 的金属丝，根据控制变量法的要求，应控制材料的长度与横截面积相等而材料不同，因此d 应选表中的E .(2)①由图示螺旋测微器可知，其示数为1.5 mm ＋10.0×0.01 mm ＝1.600 mm ；②根据坐标系内的点作出图象如图所示． 由图象可知，电阻阻值为R ＝U I ＝0.30.58≈0.52 Ω；由R ＝ρlS＝ρlπ(d 2)2可得， 电阻率ρ＝πRd 24l ＝3.14×0.52×(1.600×10－3)24×0.800Ω·m≈1.3×10－6Ω·m；考点三 电阻的测量例3 (2013·北京·21)某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻R x 的阻值．(1)现有电源(4 V ，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流2 A)、开关和导线若干，以及下列电表：A ．电流表(0～3 A ，内阻约0.025 Ω)B ．电流表(0～0.6 A ，内阻约0.125 Ω)C ．电压表(0～3 V ，内阻约3 kΩ)D ．电压表(0～15 V ，内阻约15 kΩ)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)；实验电路应采用图25中的________(选填“甲”或“乙”)．图25(2)图26是测量R x 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线．图26(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P 的位置，并记录对应的电流表示数I 、电压表示数U .某次电表示数如图27所示，可得该电阻的测量值R x ＝U I＝________Ω(保留两位有效数字)．图27(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是__________________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________．(选填选项前的字母) A ．电流表测量值小于流经R x 的电流值 B ．电流表测量值大于流经R x 的电流值 C ．电压表测量值小于R x 两端的电压值 D ．电压表测量值大于R x 两端的电压值(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P 从一端滑向另一端，随滑片P 移动距离x 的增加，被测电阻R x 两端的电压U 也随之增加，下列反映U －x 关系的示意图中正确的是________．解析 (1)电源电动势E ＝4 V ，被测电阻R x ≈5 Ω，则I max ＝E R x ＝45A ＝0.8 A ，电流表若选A ，读数时误差较大，因此电流表应选B ；考虑电压表测量电压时的指针转动范围，电压表应选C.由于R A R V ＞R x ，故电流表应选择外接法．(3)题图中的电流表示数I ＝0.50 A ，电压表示数U ＝2.60 V ，故R x ＝U I＝5.2 Ω.(4)甲电路中产生误差的原因是由于电压表的分流作用，使电流表的示数大于流过R x 的电流，选项B 正确；乙电路的误差来源于电流表的分压作用，电压表示数为R x 和电流表的电压之和，选项D 正确．(5)x 增加，U 随之增加，说明变阻器接入电路的电阻R 随x 的增加而减小．设变阻器的总阻值为R 0，滑片P 从一端滑向另一端移动的距离为L .忽略电压表、电流表的内阻对电路的影响，则被测电阻R x 两端电压U ＝R xR x ＋R 0L (L －x )E ＝R x ER x ＋R 0－R 0L·x，由这一关系式分析可知，选项A 正确．答案 (1)B C 甲 (2)如图所示(3)5.2 (4)B D (5)A 变式题组5．[器材的选择、设计电路图]在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：图28待测金属丝：R x (阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)； 电压表：V(量程3 V ，内阻约3 kΩ)； 电流表：A 1(量程0.6 A ，内阻约0.2 Ω)； A 2(量程3 A ，内阻约0.05 Ω)； 电源：E 1(电动势3 V ，内阻不计)；E 2(电动势12 V ，内阻不计)；滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图28所示，读数为________mm.(2)若滑动变阻器采用限流式接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．答案(1)1.773(1.771～1.775均正确) (2)A1E1电路原理图见解析图解析(1)螺旋测微器的固定刻度上显示为1.5 mm，可动刻度读数为0.273 mm，二者相加就是测量值，1.5 mm＋0.273 mm＝1.773 mm.(2)待测电阻丝的额定电流约为0.5 A，为了减小实验误差，应选量程为0.6A的电流表A1；待测电阻丝的电阻约为4 Ω，额定电流约为0.5 A，故由欧姆定律得额定电压约为2 V，所以电源应选E1.由于待测电阻丝的电阻较小，故电流表应选外接法．电路原理图如图所示．6．[电阻的测量]某中学探究小组在尝试用不同的方法测量电阻的实验，其中一个成员用以下器材测量待测电阻R x的阻值．图29A．待测电阻R x：阻值约为100 ΩB．电源E：电动势约为6.0 V、内阻忽略不计；C．电流表1：量程50 mA、内阻r1＝20 Ω；D．电流表2：量程300 mA、内阻r2约为4 ΩE．定值电阻R0：阻值为20 Ω；F．滑动变阻器R：最大阻值为10 ΩG．单刀单掷开关S、导线若干．他测量电阻R x所用的电路图如图29所示．(1)电路图中的电流表A1应该选择电流表________(填“1”或“2”)，开关S闭合前，滑动变阻器R的滑片应该移到________端(填“A”、“B”或“无要求”)．(2)若某次测量中电流表A 1的示数为I 1，电流表A 2的示数为I 2，则由已知量和测得量表示R x 的表达式为R x ＝________. 答案 (1)1 A (2)I 2－I 1I 1R 0－r 1 解析 (1)如果电流表A 1选择电流表1，那么就可以计算出待测电阻R x 两端的电压，即U ＝(I 2－I 1)R 0－I 1r 1，从而得出R x 的阻值，选择电流表2达不到实验目的，则电流表A 1应选择电流表1；滑动变阻器R 的滑片应移到A 端，这样做可以保证开关S 闭合后电路的安全．(2)根据欧姆定律可知，待测电阻R x ＝UI，由电路特点可得U ＝(I 2－I 1)R 0－I 1r 1，I ＝I 1，代入公式可得R x 的表达式为R x ＝I 2－I 1I 1R 0－r 1.仪器选择的基本思路 (1)优先考虑安全因素各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压)． (2)考虑读数误差因素一般要求各电表的实际读数不小于其量程的13，以减小读数误差．(3)仪器选择的一般步骤 ①首先选择唯一性的器材；②粗画电路图(暂不接电流表和电压表)；③估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材．考点四 实验拓展与创新电阻测量的几种方法 1．伏安法电路图⎩⎪⎨⎪⎧外接法：内接法：特点：大内小外(内接法测量值偏大，测大电阻时应用内接法测量，测小电阻时应采用外接法测量) 2．安安法若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用．(1)如图30甲所示，当两电流表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2＝I1R1I2.(2)如图乙所示，当两电流表的满偏电压U A2≫U A1时，如果已知的内阻R1，串联一定值电阻R0后，同样可测得的电阻R2＝I1(R1＋R 0)I2.图303．伏伏法若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用．(1)如图31甲所示，两电压表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2＝U2U1 R1.(2)如图乙所示，两电压表的满偏电流I V1≪I V2时，若已知的内阻R1，并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2＝U2U1R1＋U1R0.图314．等效法测电阻如图32所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值．图325．比较法测电阻如图33所示，读得电阻箱R1的阻值及、的示数I1、I2，可得R x＝I2R1I1.如果考虑电流表内阻的影响，则I1(R x＋R A1)＝I2(R1＋R A2)．图336．半偏法测电流表内阻电路图如图34所示图34步骤：(1)断开S2，闭合S1，调节R0，使的示数满偏为I g；(2)保持R0不变，闭合S2，调节电阻箱R，使的示数为I g 2；(3)由上可得R A＝R.特别提醒当R0≫R A时，测量误差小，此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻，且测量值偏小；电源电动势应选大些的，这样表满偏时R0才足够大，闭合S2时总电流变化才足够小，误差才小．例4 (2014·山东·22)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图35甲所示电路测出铜导线的电阻R x，从而确定导线的实际长度．图35可供使用的器材有：电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；定值电阻：R0＝3 Ω；电源：电动势6 V ，内阻可不计； 开关、导线若干． 回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选__________(填“R 1”或“R 2”)，闭合开关S 前应将滑片移至__________端(填“a ”或“b ”)．(2)在图36所示实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图35甲电路完成剩余部分的连接．图36(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A 时，电压表示数如图35乙所示，读数为________ V.(4)导线实际长度为________ m(保留2位有效数字)．解析 (1)因控制电路是限流式接法，而测量电路总电阻大于3 Ω，为使测量电路有较大的调节范围，滑动变阻器应选用总阻值较大的R 2.为了保证开关闭合时电路的安全，应使滑动变阻器接入电路中的阻值最大，即开关闭合前滑片应置于a 端．(3)由题图乙知该电压表的分度值为0.1 V ，故按“十分之一”估读法可知测量结果为2.30 V. (4)测量电路的总电阻R 0＋R x ＝UI ＝4.60 Ω，故R x ＝1.60 Ω.由R x ＝ρl S 可得l ＝R x Sρ，代入数据可得l ≈94 m. 答案 (1)R 2 a (2)如图所示(3)2.30(2.29～2.31均正确) (4)94(93～95均正确)变式题组7．[等效法测电阻]为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图37所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：图37(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时R N的读数；(3)多次重复上述过程，计算R N读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．答案(1)R0标准电流表(或A0) (2)R N标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值解析本题方法为等效替代法，当S接1与接2时通过电路的电流I相同，可知待测微安表头的内阻与R N的电阻相同．8．[实验创新](2013·广东·34(2))图38(a)是测量电阻R x的原理图，学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6 A(内阻不计)，标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm.图38①根据原理图连接图(b)的实物图．②断开S 2，合上S 1；调节电源输出电压为3.0 V 时，单位长度电阻丝的电压u ＝________ V/cm ，记录此时电流表A 1的示数．③保持S 1闭合，合上S 2；滑动c 点改变ac 的长度L ，同时调节电源输出电压，使电流表A 1的示数与步骤②记录的值相同，记录长度L 和A 2的示数I .测量6组L 和I 值，测量数据已在图(c)中标出，写出R x 与L 、I 、u 的关系式R x ＝________；根据图(c)用作图法算出R x ＝________ Ω.(计算结果保留一位有效数字)答案 ①如图所示 ②0.1 ③LuI6解析 本题考查实物连接、实验步骤、实验数据处理，意在考查考生对实验原理的理解及数据处理的能力．断开S 2，合上S 1，电阻丝两端的电压为3.0 V ，则电阻丝单位长度的电压为u ＝3.0 V 30.0 cm＝0.1 V/cm.由于电流表A 1的示数不变，因此ac 段单位长度上的电压不变，R x 两端的电压为Lu ，根据欧姆定律有R x ＝Lu I .L ＝R x uI ，作出图象，如图所示，则根据图象的斜率求得R x ＝6 Ω.。