2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流實驗九電學(xué)實驗基礎(chǔ)學(xué)案新人教版

1、實驗九電學(xué)實驗基礎(chǔ)實驗知識自主回顧shi yan zhi shi zi zhu hui gu知識點1游標(biāo)卡尺的構(gòu)造、原理及讀數(shù)1構(gòu)造(如圖)主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)、外測量爪)、游標(biāo)尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘。2原理利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。不管游標(biāo)尺上有多少個小等份刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等份刻度少1 mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等份刻度有10個的、20個的、50個的，見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1 mm的差值精確度(可準(zhǔn)確到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05

2、mm5049 mm0.02 mm0.02 mm3讀數(shù)若用l0表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，x表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則其讀數(shù)為ll0kx，其中k為精確度。知識點2螺旋測微器的構(gòu)造、原理及讀數(shù)1螺旋測微器的構(gòu)造如下圖所示是常用的螺旋測微器。它的測砧a和固定刻度s固定在尺架f上。旋鈕k、微調(diào)旋鈕k和可動刻度h、測微螺桿p連在一起，通過精密螺紋套在s上。2螺旋測微器的原理測微螺桿p與固定刻度s之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕k每旋轉(zhuǎn)一周，p前進(jìn)或后退0.5 mm，而可動刻度h上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，p前進(jìn)或后退0.01 mm。即螺旋測微器的精確度為0.0

3、1 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。3讀數(shù)測量時被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)或半毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出。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)。核心考點重點突破he xin kao dian zhong dian tu po考點一測量儀器、儀表的讀數(shù)1游標(biāo)卡尺讀數(shù)注意事項(1)看清精確度例如(如圖所示)易錯成11 mm50.1 mm11.50 mm正確的應(yīng)為11.5 mm，游標(biāo)卡尺不需要估讀，后面不能隨意加零或去零；例如(如圖所示)易錯成10 mm140.05 mm10.7 mm正確的應(yīng)

4、為10.70 mm。(2)主尺上的單位為厘米主尺上標(biāo)識的1、2、3等數(shù)字通常是指厘米，讀數(shù)時應(yīng)將毫米和厘米分清，游標(biāo)卡尺主尺上的最小刻度是1 mm。例如(如圖所示)易錯成5 mm20.05 mm5.10 mm正確的應(yīng)為50 mm20.05 mm50.10 mm。(3)區(qū)分零刻度與游標(biāo)尺最前端例如(如圖所示) 易錯成13 mm100.05 mm13.50 mm正確讀數(shù)為14 mm100.05 mm14.50 mm。2螺旋測微器的讀數(shù)需要估讀最后一位數(shù)字為估讀數(shù)字，讀數(shù)和記數(shù)時估讀位為有效數(shù)字的最后一位。例如(如圖所示)固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米的部分從可動刻度上讀得示數(shù)為15.0，最

5、后的讀數(shù)為：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。例1完成下列讀數(shù)(1)電流表量程一般有兩種 00.6 a,03 a；電壓表量程一般有兩種 03 v,015 v。如圖所示：接03 v量程時讀數(shù)為1.88 v。接015 v量程時讀數(shù)為9.4 v。接03 a量程時讀數(shù)為0.82 a。接00.6 a量程時讀數(shù)為0.16 a。(2)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺的深度尺測得一玻璃杯的內(nèi)高，如圖甲所示，則其內(nèi)高為10.02 cm；該同學(xué)用螺旋測微器測得其玻璃厚度如圖乙所示，則厚度為2.760 mm；該同學(xué)用螺旋測微器又測得一小球直徑如圖丙所示，正確讀數(shù)后得小球直徑為1.732 mm，則a20，b0。(3

6、)某同學(xué)用刻度尺測量金屬絲的長度l，其示數(shù)如圖甲，則金屬絲的長度l40.29 cm。解析(1)刻度盤上每一小格為0.1 v，讀數(shù)為1.88 v?？潭缺P上每一小格為0.5 v，讀數(shù)為9.4 v?？潭缺P上每一小格為0.1 a，讀數(shù)為0.82 a?？潭缺P上每一小格為0.02 a，讀數(shù)為0.16 a。(2)測玻璃杯的內(nèi)高用游標(biāo)卡尺的深度尺，由圖甲知，游標(biāo)尺有10個刻度線，其精確度為0.1 mm，則玻璃杯的內(nèi)高為10 cm20.1 mm10.02 cm。由圖乙知，玻璃杯的厚度為2.5 mm26.00.01 mm2.760 mm。螺旋測微器讀數(shù)時，在固定刻度處讀出整毫米數(shù)或半毫米數(shù)，由于小球直徑為1.73

7、2 mm，固定刻度讀數(shù)為1.5 mm，可動刻度讀數(shù)為(1.732 mm1.5 mm)/0.01 mm23.2，故a20，b0。(3)由圖甲知，刻度尺的分度值為0.1 cm，讀數(shù)時要估計一位，金屬絲的長度l40.29 cm。名師點撥電流表和電壓表的讀數(shù)原則(1)若刻度盤上每一小格為：1,0.1,0.01時，需估讀到最小刻度值的下一位。(2)若刻度盤上每一小格為：0.2,0.02,0.5,0.05時，只需估讀到最小刻度值的位數(shù)。變式訓(xùn)練1(2021山東臨沂蒙陰實驗中學(xué)月考)新式游標(biāo)卡尺的刻度線看起來“稀疏”，使讀數(shù)更加清晰明了，便于使用者正確讀取數(shù)據(jù)。通常游標(biāo)卡尺有10分度、20分度和50分度三種

8、規(guī)格；新式游標(biāo)卡尺也有相應(yīng)的三種，但刻度卻是：19 mm等分成10份，39 mm等分成20分，99 mm等分成50份。對于一個“39 mm等分成20份”的新式游標(biāo)卡尺， 它的分度值是0.05 mm。用它測量某物體的厚度，示數(shù)如圖所示，正確的讀數(shù)是3.030 cm。解析本題考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)。游標(biāo)卡尺上20格對應(yīng)的長度為39 mm，即每格長為1.95 mm，游標(biāo)卡尺上每格比主尺上每兩格小x0.05 mm，故分度值為0.05 mm；這種游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法為主尺讀數(shù)游標(biāo)對準(zhǔn)刻度x，即30 mm60.05 mm30.30 mm3.030 cm?？键c二測量電路與控制電路的選擇1電壓表和電流表的內(nèi)、外接法

9、(1)兩種接法比較內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓u測uxua電壓表分流i測ixiv電阻測量值r測rxrarx測量值大于真實值r測rx測量值小于真實值適用條件rarxrvrx口訣大內(nèi)偏大(大電阻用內(nèi)接法測量，測量值偏大)小外偏小(小電阻用外接法測量，測量值偏小)(2)兩種電路的選擇阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若rx較小，宜采用電流表外接法；若rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法。比值法：當(dāng)時，用電流表內(nèi)接法。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

10、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滑動變阻器的兩種接法限流法分壓法閉合開關(guān)前要使滑動變阻器的電阻處于最大值，對應(yīng)上圖中應(yīng)是滑動頭移至最下端閉合開關(guān)前要使用電器兩端的電壓最小，對應(yīng)上圖中滑動變阻器的滑動頭應(yīng)移到最左端實物圖中只用到上下兩個接線柱實物圖中用到上面一個下面兩個接線柱用電器rx的電壓調(diào)節(jié)范圍用電器rx的電壓調(diào)節(jié)范圍0滑動變阻器的電阻與用電器的電阻差不多大時電壓調(diào)節(jié)作用最理想滑動變阻器的電阻越小調(diào)節(jié)用電器電壓的作用越好說明：有下列幾種情況的一定要用分壓法：(1)被調(diào)節(jié)的用電器的電壓或電流一定要從0開始連續(xù)調(diào)節(jié)或要求測量數(shù)據(jù)盡量多(2)采用限流電路時，

11、電路中的最小電流仍超過電表量程或超過元件允許的最大電流時(3)在給予的滑動變阻器的電阻最大值遠(yuǎn)小于用電器的電阻時例2用內(nèi)阻為3 000 的電壓表和內(nèi)阻為10 的電流表測電阻，在下圖甲、乙兩種情況下，電壓表的示數(shù)都是60 v，電流表的示數(shù)都是0.2 a，則r1的測量值為300 ，真實值是290 ，r2的測量值為300 ，真實值是333.3 。解析題圖甲：電阻r1的測量值r1測300 ，真實值r1真r1測ra290 ；題圖乙：電阻r2的測量值r2測300 ，真實值r2真333.3 ?？键c三實驗器材的選取與實物圖連接1實驗器材的選取 以“安全性”“精確性”“方便性”為前提，綜合考慮。選擇電學(xué)實驗儀器

12、主要是選擇電表、滑動變阻器、電源等器件。(1)選擇電表以不使電表受損和盡量減少誤差為原則，即加在電表上的最大電壓或電流不得超過其最大量程，實驗過程中指針可移動范圍最好大于量程的。(2)選擇滑動變阻器要考慮它的額定電流，然后對采用分壓法的滑動變阻器選總阻值較小的，對采用限流法的滑動變阻器的總阻值選比電路中的電阻稍大些為好。對于滑動頭稍有移動，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用。(3)對器材選擇的一般步驟是：找出唯一性的器材；草畫電路圖(暫不把電表接入)；估算電流最大值和最小值；考慮電表是否安全(該用分壓法還是限流法)，以及能否使電表達(dá)到滿偏的以上。2實物圖連接的一般思路(1)先畫電路圖，后連實物

13、圖。在電路圖上標(biāo)明電源的正、負(fù)極，電流表和電壓表的正、負(fù)接線柱等。(按實物的布局設(shè)計線路圖，再根據(jù)線路圖連接實物圖)(2)先串后并，注意正負(fù)。連電路實物圖時，應(yīng)選擇一條包含電路元件最多的通路，例如：從電源的正極出發(fā)，沿著電流的方向依次把開關(guān)、用電器、電流表(先接正接線柱，后接負(fù)接線柱)、變阻器等連接起來，一直連到電源負(fù)極，然后再把其余的電路元件和電壓表并聯(lián)在電路的某兩點之間。(3)注意量程，接線到柱。連接多量程電流表、電壓表時，應(yīng)注意選擇適當(dāng)?shù)慕泳€柱(即選取合適的量程)，所有導(dǎo)線的連接點都應(yīng)畫在用電器的接線柱上或電源的正、負(fù)極上，不應(yīng)在無接線柱的地方把幾條導(dǎo)線相接。(4)避免交叉，檢查無誤。所

14、畫導(dǎo)線不應(yīng)交叉，以使連接情況清晰易辨。畫好電路實物圖后，應(yīng)對照電路圖再檢查一遍，以便減小錯誤。例3某同學(xué)利用圖(a)所示電路測量量程為 2.5 v 的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱r(最大阻值99 999.9 )，滑動變阻器r1(最大阻值50 )，滑動變阻器r2(最大阻值5 k)，直流電源e(電動勢3 v)，開關(guān)1個，導(dǎo)線若干。實驗步驟如下：按電路原理圖(a)連接線路；圖(a)將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應(yīng)的位置，閉合開關(guān)s；調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00 v，

15、記下電阻箱的阻值。回答下列問題：(1)實驗中應(yīng)選擇滑動變阻器r1(填“r1”或“r2”)。(2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線。圖(b)答案(3)實驗步驟中記錄的電阻箱阻值為630.0 ，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變，計算可得電壓表的內(nèi)阻為2 520 (結(jié)果保留到個位)。(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為d(填正確答案標(biāo)號)。a100 ab250 ac500 ad1 ma【解析】(1)滑動變阻器r1的阻值較小，在分壓電路中便于調(diào)節(jié)，故實驗中應(yīng)選擇滑動變阻器r1。(2)實物圖連線如圖所示。(3)電阻箱阻值為0時，電壓表滿偏電壓ug2

16、.5 v，電阻箱阻值r630.0 時，電壓表的示數(shù)uv2.00 v，此時電阻箱兩端的電壓uruguv0.5 v，根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可得，故rgr630.0 2 520 。(4)電壓表的滿偏電流為ig，則igrgug，故iga1 ma，選項d正確。2年高考1年模擬2 nian gao kao 1 nian mo ni1(2020福建泉州期中)在測量金屬絲電阻值的實驗中，部分儀器顯示如圖所示。電流表讀數(shù)為0.40 a，電壓表讀數(shù)為2.20 v，螺旋測微器的讀數(shù)為2.430 mm。解析由題圖所示電流表可知，電流表量程為00.6 a，其分度值為0.02 a，示數(shù)為0.40 a；由題圖所示電壓

17、表可知，電壓表量程為03 v，其分度值為0.1 v，示數(shù)為2.20 v；由題圖所示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為2 mm，可動刻度示數(shù)為43.00.01 mm0.430 mm，螺旋測微器的讀數(shù)為2 mm0.430 mm2.430 mm。2(2020安徽六安月考)某同學(xué)用伏安法測定待測電阻rx的阻值(約為10 k)，除了rx、開關(guān)s、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：a電壓表(量程01 v，內(nèi)阻約10 k)b電壓表(量程010 v，內(nèi)阻約100 k)c電流表(量程01 ma，內(nèi)阻約30 )d電流表(量程00.6 a，內(nèi)阻約0.05 )e電源(電動勢1.5 v，額定電流0.5 a，內(nèi)阻不計)f電源(電動

18、勢12 v，額定電流2 a，內(nèi)阻不計)g滑動變阻器r0(阻值范圍010 ，額定電流2 a)(1)為使測量盡量準(zhǔn)確，電壓表選用b，電流表選用c，電源選用f。(均填器材的字母代號)(2)在虛線框內(nèi)畫出測量rx阻值的實驗電路圖。(3)該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確，從實驗原理上看，待測電阻測量值會大于其真實值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是電壓表的讀數(shù)大于待測電阻兩端的實際電壓(其他表述正確也可)。解析(1)若電源選用e，則通過rx的最大電流為0.15 ma，電流表選用c還達(dá)不到半偏，故電源應(yīng)選用f。電壓表內(nèi)阻應(yīng)盡可能與被測電阻阻值相差大一些且接近電源電壓，故電壓表選用b。由此可知電路中的電流約為1 ma，故電流表選用c。(2)因為待測電阻阻值較大，所以電流表應(yīng)采用內(nèi)接法。因為滑動變阻器的阻值很小，若采用限流接法接入電路起不到多大的限流作用，所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示。(3)因為電流表采用內(nèi)接法，電壓表測出的電壓為rx與電流表串聯(lián)后兩端電壓，u測u實，而r，所以r測r實。3(2010河北模擬)實驗臺上備有下列器材：a電流表(量程50