探究決定導線電阻的因素
(二)伏安法測電阻與實驗電路
老師:我們來研究導體電阻的大小與導體的長度、橫截面積和材料三個量的關系,不僅定性地更要通過做實驗定量地探究。我們還沒有學會使用直接測量電阻的儀表,想一想,可以用什么辦法間接地測出電阻?
學生:
老師:可以根據我們學過的歐姆定律來間接地測量電阻,這種方法叫伏安法測電阻。
伏安法測電阻可以有兩種接法,一種是外接法,另一種是內接法,如圖所示。
a
v
外接法
a
v
內接法
想一下,這兩種接法有區別嗎?若測量小電阻,用哪種接法能使結果更精確?
學生思考,討論。
老師分析總結:內接法中所測的電壓有誤差,外接法所測的電流有誤差,通過分析可知,外接法適用于測量小電阻時采用,內接法適用于測量大電阻時采用。
由于導線的電阻都比較小,因此我們應該采取外接法來進行測量。
請同學們設計實驗電路。
學生:根據教師提出的要求和提示來設計實驗電路圖。參考如下。
老師:同學們分組做實驗,可選擇導體電阻的大小與導體的長度、橫截面積和材料三個量的關系中其中一個作為實驗對象。
老師提出問題以供思考并一邊介紹儀器:
1) 如果研究“導線的電阻與導線的橫截面積的關系”,那么其他的特征(如導線的長度、導線的材料等)應如何選擇?(其他的特征(如導線的長度、導線的材料等)要保持相同,而這種方法就是我們已經熟知的控制變量法可以選用兩根橫截面積不同、其他特征相同的導線作為測量的對象)
2) 如何減小實驗誤差?(為了減小實驗誤差,對每根導線的電阻進行多次測量,然后取它們的平均值,由于導線的直徑不便測量,因此我們已經在事先選好了兩根橫截面積關系已知的導線;)
老師提出實驗要求及提示:
1) 實驗目的:(表明要進行實驗的題目)例如,探究導線的電阻與導線的橫截面積的關系
2) 實驗原理:畫出電路圖(可以根據自己的需要添加文字說明)
3) 實驗步驟:
①記錄實驗過程中的操作步驟,并用號里的文字來表達你的注釋,例如這個操作步驟的注意事項等;
②在進行實驗之前,必須設計好記錄表格,可參照教材;
③認真記錄你所得到的數據,并把它們填入你設計的表格之中。
4) 實驗的注意事項:
①閉合開關前,檢查滑動變阻器位置,使其接入電路的電阻值最大;
②通電時間不宜過長,以免金屬導線的溫度明顯升高;
③適當選擇電流表、電壓表量程,調節滑動變阻器,盡量使量表的指針偏轉較大,以減小讀數誤差。
板書設計:探究決定導線電阻的因素
一、認識電阻
(一)電阻的作用:它描述對電流的阻礙作用,反映一段導體的性質
(二)探究導線電阻大小跟哪些因素有關
1.提出問題、確定目標(參考課25頁、36頁和提示1)
2.猜想與假設(參考實6頁和提示2)
3.制定方案、進行實驗
(1)伏安法測電阻:根據歐姆定律來間接地測量電阻的方法叫做伏安法測電阻。
(2)外接法與內接法:如圖所示