2019年高考物理大一輪復習 第08章 恒定電流 第3講 電學實驗基礎學案 新人教版

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1、第三講　電學實驗基礎 考點一 基本儀器的使用和讀數(shù) 一、螺旋測微器的原理和讀數(shù) 1．原理：測微螺桿與固定刻度之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕每旋轉(zhuǎn)一周，測微螺桿前進或后退0.5 mm，而可動刻度上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，測微螺桿前進或后退0.01 mm，即螺旋測微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺． 2．讀數(shù)：測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)． 二、游標卡尺的原理和讀數(shù) 1．原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成．不管

2、游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm. 2．讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達為(x＋K×精確度)mm. 三、常用電表的讀數(shù) 　對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題，首先要弄清電表量程，然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，按照指針的實際位置進行讀數(shù)即可． (1)0～3 V的電壓表和0～3 A的電流表讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度是0.1 V和0.1 A，看清楚指針的實際位置，讀到小數(shù)點后面兩位． (2)對于0～15 V量程的電壓表，精確度是0.5 V，在讀數(shù)時只要求讀到小

3、數(shù)點后面一位，即讀到0.1 V. (3)對于0.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面兩位，這時要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A． 1．(1)如圖甲所示的三把游標卡尺，它們的游標尺從上至下分別為9 mm長10等分、19 mm長20等分、49 mm長50等分，它們的讀數(shù)依次為________mm，________ mm，________mm. (2)使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲的直徑是________mm. (3)①圖丙使用0.6 A量程時，對應刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)是__

4、______A；當使用3 A量程時，對應刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)為________A． ②圖丁使用較小量程時，每小格表示________V，圖中表針的示數(shù)為________V.若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示________V，圖中表針示數(shù)為________V. 解析：(1)最上面圖讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后結(jié)果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm. 中間圖讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是17×0.05 mm＝0.85 mm，最后結(jié)果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm. 最下面圖

5、讀數(shù)：整毫米是3，不足1毫米數(shù)是9×0.02 mm＝0.18 mm，最后結(jié)果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm. (2)固定刻度示數(shù)為1.0 mm，不足半毫米的從可動刻度上讀，其示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為1.0 mm＋15.0×0.01 mm＝1.150 mm. (3)①使用0.6 A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02 A，表針示數(shù)為0. 44 A；當使用3 A量程時，每一小格為0.1 A，表針示數(shù)為2.20 A． ②電壓表使用3 V量程時，每小格表示0.1 V，表針示數(shù)為1.70 V；使用15 V量程時，每小格為0.5 V，表針示數(shù)為8.5 V. 答案：(1)17.7　2

6、3.85　3.18　(2)1.150 (3)①0.02　0.44　0.1　2.20　②0.1　1.70　0.5　8.5 考點二 電流表在電路中內(nèi)外接法的選取 1.兩種接法的比較 內(nèi)接法 外接法 電路圖 誤差原因 電流表分壓U測＝Ux＋UA 電壓表分流I測＝Ix＋IV 電阻測量值 R測＝＝Rx＋RA>Rx 測量值大于真實值 R測＝＝

7、2)臨界值計算法 Rx<時，用電流表外接法； Rx>時，用電流表內(nèi)接法． (3)實驗試探法：按如圖所示接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法． 2．在用伏安法測電阻的實驗中，所用電壓表的內(nèi)阻約為20 kΩ，電流表的內(nèi)阻約為10 Ω，選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進行實驗，讀得的各組數(shù)據(jù)用實心圓點標于坐標圖上，如圖所示． (1)根據(jù)各點表示的數(shù)據(jù)描出IU圖線，由此求得該電阻的阻值Rx＝________Ω(保留

8、兩位有效數(shù)字)． (2)在虛線框內(nèi)畫出“伏安法”測量該電阻的部分電路圖． 解析：(1)圖線如圖所示 Rx＝＝2.4×103 Ω(2.3×103～2.5×103 Ω) (2)因滿足>，故采用電流表內(nèi)接法． 答案：見解析 3．(2014·全國卷Ⅱ)在伏安法測電阻的實驗中，待測電阻Rx約為200 Ω，電壓表的內(nèi)阻約為2 kΩ，電流表的內(nèi)阻約為10 Ω，測量電路中電流表的連接方式如圖a或b所示，結(jié)果由公式Rx＝計算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)．若將圖a和b中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實

9、值，且測量值Rx1________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值，測量值Rx2________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值． 解析：由于＝＝10，而＝＝20，可見>，應采用題圖a電路測量更準確，即Rx1更接近待測電阻的真實值；由于Rx1＝，其中R真＝，而U>UR，I＝IR，則Rx1>R真，即測量值Rx1大于真實值；又由于Rx2＝，R真＝，其中U＝UR， I>IR，則 Rx2

10、圍 ≤U≤E 0≤U≤E 負載R上電流調(diào)節(jié)范圍 ≤I≤ 0≤I≤ 閉合S前觸頭位置 b端 a端 2.兩種接法的選擇 (1)兩種接法的一般適用條件 ①限流式接法適合測量阻值小的電阻(跟滑動變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動變阻器的總電阻還小)； ②分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的總電阻要大)． (2)必須采用分壓法的三種情況 ①若采用限流式接法不能控制電流滿足實驗要求，即若滑動變阻器阻值調(diào)到最大時，待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式接法； ②若待測電阻的阻值比滑動變阻器總

11、電阻大得多，以致在限流電路中，滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時，待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時，應改用分壓電路； ③若實驗中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式電路． (3)兩種電路均可使用的情況下，應優(yōu)先采用限流式接法，因為限流式接法電路簡單、耗能低． 4．一只小燈泡，標有“3 V,0.6 W”字樣，現(xiàn)用下面給出的器材測量該小燈泡正常發(fā)光時的電阻．電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為1 Ω；最大阻值為5 Ω的滑動變阻器；電流表的內(nèi)阻為1 Ω；電壓表的內(nèi)阻為10 kΩ；開關一個、導線若干． (1)在設計電路的過程中，為了盡量減小實驗誤差，電流表應采用________(選填“

12、內(nèi)接”或“外接”)法．滑動變阻器應采用________(選填“分壓式”或“限流式”)接法． (2)在下面的虛線框內(nèi)畫出你所設計的實驗電路圖(盡量減小實驗誤差)． 解析：因小燈泡正常工作時的電阻約為Rx＝＝15 Ω，而電流表、電壓表的內(nèi)阻分別為1 Ω和10 kΩ，滿足RV?Rx，電流表應外接；實驗中因小燈泡兩端電壓只需3 V，而電源電動勢為12 V，所以滑動變阻器應采用分壓式接法． 答案：(1)外接　分壓式　(2)如圖所示 5．為測量“12 V,5 W”的小電珠在不同電壓下的功率，給定了以下器材： 電源：12 V，內(nèi)阻不計； 電流表：量程0～0.6 A、0～3 A，內(nèi)阻約為0.2 Ω； 電壓表：量程0～3 V、0～15 V，內(nèi)阻約為15 kΩ； 滑動變阻器：0～20 Ω，允許最大電流1 A； 開關一個，導線若干，實驗要求加在小電珠上的電壓可從零開始調(diào)節(jié)． (1)以下四個電路圖你認為最合適的是(　　) (2)在本實驗中，電流表的量程可選________. 解析：(1)C與D電路圖不符合電壓從零開始調(diào)節(jié)．小電珠的電阻RL＝＝ Ω＝28.8 Ω，＝144，＝520.8，由于<，故電流表應采用外接法，應選A． (2)小電珠的額定電流I＝＝ A≈0.4 A，故電流表量程為0～0.6 A． 答案：(1)A　(2)0～0.6 A 7