2019年高考物理大一轮复习 第08章 恒定电流 第3讲 电学实验基础学案 新人教版

第三讲电学实验基础考点一基本仪器的使用和读数一、螺旋测微器的原理和读数1原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5 mm，而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格，测微螺杆前进或后退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2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)二、游标卡尺的原理和读数1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.2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(xK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，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)03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是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015 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0.6 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 A1(1)如图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.(3)图丙使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数是_A；当使用3 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图丁使用较小量程时，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.解析：(1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是70.1 mm0.7 mm，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm.中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是170.05 mm0.85 mm，最后结果是23 mm0.85 mm23.85 mm.最下面图读数：整毫米是3，不足1毫米数是90.02 mm0.18 mm，最后结果是3 mm0.18 mm3.18 mm.(2)固定刻度示数为1.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数为1.0 mm15.00.01 mm1.150 mm.(3)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，每小格为0.5 V，表针示数为8.5 V.答案：(1)17.723.853.18(2)1.150(3)0.020.440.12.200.11.700.58.5考点二电流表在电路中内外接法的选取1.两种接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRARx测量值大于真实值R测Rx测量值小于真实值2.两种接法的选择(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Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法简单概括为“大内偏大，小外偏小”(2)临界值计算法Rx时，用电流表内接法(3)实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱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2在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20 k，电流表的内阻约为10 ，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示(1)根据各点表示的数据描出IU图线，由此求得该电阻的阻值Rx_(保留两位有效数字)(2)在虚线框内画出“伏安法”测量该电阻的部分电路图解析：(1)图线如图所示Rx2.4103 (2.31032.5103 )(2)因满足，故采用电流表内接法答案：见解析3(2014全国卷)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 ，电压表的内阻约为2 k，电流表的内阻约为10 ，测量电路中电流表的连接方式如图a或b所示，结果由公式Rx计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数若将图a和b中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值解析：由于10，而20，可见，应采用题图a电路测量更准确，即Rx1更接近待测电阻的真实值；由于Rx1，其中R真，而UUR，IIR，则Rx1R真，即测量值Rx1大于真实值；又由于Rx2，R真，其中UUR， IIR，则 Rx2R真，即测量值Rx2小于真实值答案：Rx1大于小于考点三滑动变阻器的选择和使用1.两种接法的比较内容方式限流接法分压接法电路图负载R上电压调节范围UE0UE负载R上电流调节范围I0I闭合S前触头位置b端a端2.两种接法的选择(1)两种接法的一般适用条件限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)；分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)(2)必须采用分压法的三种情况若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法；若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路；若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路(3)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低4一只小灯泡，标有“3 V,0.6 W”字样，现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻电源电动势为12 V，内阻为1 ；最大阻值为5 的滑动变阻器；电流表的内阻为1 ；电压表的内阻为10 k；开关一个、导线若干(1)在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用_(选填“内接”或“外接”)法滑动变阻器应采用_(选填“分压式”或“限流式”)接法(2)在下面的虚线框内画出你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)解析：因小灯泡正常工作时的电阻约为Rx15 ，而电流表、电压表的内阻分别为1 和10 k，满足RVRx，电流表应外接；实验中因小灯泡两端电压只需3 V，而电源电动势为12 V，所以滑动变阻器应采用分压式接法答案：(1)外接分压式(2)如图所示5为测量“12 V,5 W”的小电珠在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12 V，内阻不计；电流表：量程00.6 A、03 A，内阻约为0.2 ；电压表：量程03 V、015 V，内阻约为15 k；滑动变阻器：020 ，允许最大电流1 A；开关一个，导线若干，实验要求加在小电珠上的电压可从零开始调节(1)以下四个电路图你认为最合适的是()(2)在本实验中，电流表的量程可选_.解析：(1)C与D电路图不符合电压从零开始调节小电珠的电阻RL 28.8 ，144，520.8，由于，故电流表应采用外接法，应选A(2)小电珠的额定电流I A0.4 A，故电流表量程为00.6 A答案：(1)A(2)00.6 A7