2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第08章 恒定電流 第3講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)學(xué)案(新人教版)

1、第三講電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)考點(diǎn)一基本儀器的使用和讀數(shù)一、螺旋測(cè)微器的原理和讀數(shù)1原理：測(cè)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(cè)微螺桿前進(jìn)或后退0.5 mm，而可動(dòng)刻度上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退0.01 mm，即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺2讀數(shù)：測(cè)量值(mm)固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)0.01(mm)二、游標(biāo)卡尺的原理和讀數(shù)1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(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同

2、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(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(xK精確度)mm.三、常用電表的讀數(shù)對(duì)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(shí)際位置進(jìn)行讀數(shù)即可(1)03 V的電壓表和03 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(shí)際位置，讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位(2)對(duì)于015 V量程的電壓表，精確度是0.5 V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1 V.(3)對(duì)于0.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，在讀數(shù)時(shí)只

3、要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A1(1)如圖甲所示的三把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從上至下分別為9 mm長(zhǎng)10等分、19 mm長(zhǎng)20等分、49 mm長(zhǎng)50等分，它們的讀數(shù)依次為_mm，_ mm，_mm.(2)使用螺旋測(cè)微器測(cè)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)圖丙使用0.6 A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)是_A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)為_A圖丁使用較小量程時(shí)，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(shí)表盤刻度每小格表示_V，圖中表針示數(shù)為_V.

4、解析：(1)最上面圖讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是70.1 mm0.7 mm，最后結(jié)果是17 mm0.7 mm17.7 mm.中間圖讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是170.05 mm0.85 mm，最后結(jié)果是23 mm0.85 mm23.85 mm.最下面圖讀數(shù)：整毫米是3，不足1毫米數(shù)是90.02 mm0.18 mm，最后結(jié)果是3 mm0.18 mm3.18 mm.(2)固定刻度示數(shù)為1.0 mm，不足半毫米的從可動(dòng)刻度上讀，其示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為1.0 mm15.00.01 mm1.150 mm.(3)使用0.6 A量程時(shí)，刻度盤上的每一小格為0.02 A，表針示數(shù)為0. 4

5、4 A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，每一小格為0.1 A，表針示數(shù)為2.20 A電壓表使用3 V量程時(shí)，每小格表示0.1 V，表針示數(shù)為1.70 V；使用15 V量程時(shí)，每小格為0.5 V，表針示數(shù)為8.5 V.答案：(1)17.723.853.18(2)1.150(3)0.020.440.12.200.11.700.58.5考點(diǎn)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(cè)UxUA電壓表分流I測(cè)IxIV電阻測(cè)量值R測(cè)RxRARx測(cè)量值大于真實(shí)值R測(cè)Rx測(cè)量值小于真實(shí)值2.兩種接法的選擇(1)阻值比較法：先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx

6、較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法簡(jiǎn)單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”(2)臨界值計(jì)算法Rx時(shí)，用電流表內(nèi)接法(3)實(shí)驗(yàn)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(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電壓表的內(nèi)阻約為20 k，電流表的內(nèi)阻約為10 ，選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)圖上，如圖所示(1)根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出IU圖線，由此求得該電阻的阻值Rx_(保留

7、兩位有效數(shù)字)(2)在虛線框內(nèi)畫出“伏安法”測(cè)量該電阻的部分電路圖解析：(1)圖線如圖所示Rx2.4103 (2.31032.5103 )(2)因滿足，故采用電流表內(nèi)接法答案：見解析3(2014全國(guó)卷)在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx約為200 ，電壓表的內(nèi)阻約為2 k，電流表的內(nèi)阻約為10 ，測(cè)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(jì)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(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則_(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1_(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值，測(cè)量值Rx2_(選填“大于”

8、“等于”或“小于”)真實(shí)值解析：由于10，而20，可見，應(yīng)采用題圖a電路測(cè)量更準(zhǔn)確，即Rx1更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值；由于Rx1，其中R真，而UUR，IIR，則Rx1R真，即測(cè)量值Rx1大于真實(shí)值；又由于Rx2，R真，其中UUR， IIR，則 Rx2R真，即測(cè)量值Rx2小于真實(shí)值答案：Rx1大于小于考點(diǎn)三滑動(dòng)變阻器的選擇和使用1.兩種接法的比較內(nèi)容方式限流接法分壓接法電路圖負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍UE0UE負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍I0I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限流式接法適合測(cè)量阻值小的電阻(跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小)；分壓式

9、接法適合測(cè)量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大)(2)必須采用分壓法的三種情況若采用限流式接法不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測(cè)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(cè)電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式接法；若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端時(shí)，待測(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時(shí)，應(yīng)改用分壓電路；若實(shí)驗(yàn)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(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛?jiǎn)單、耗能低4一只小燈泡，標(biāo)有“3 V,0.6

10、 W”字樣，現(xiàn)用下面給出的器材測(cè)量該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為1 ；最大阻值為5 的滑動(dòng)變阻器；電流表的內(nèi)阻為1 ；電壓表的內(nèi)阻為10 k；開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干(1)在設(shè)計(jì)電路的過程中，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)采用_(選填“內(nèi)接”或“外接”)法滑動(dòng)變阻器應(yīng)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(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖(盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差)解析：因小燈泡正常工作時(shí)的電阻約為Rx15 ，而電流表、電壓表的內(nèi)阻分別為1 和10 k，滿足RVRx，電流表應(yīng)外接；實(shí)驗(yàn)中因小燈泡兩端電壓只需3 V，而電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法答案：(1)外接分壓式(2)如圖所示5為測(cè)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(jì)；電流表：量程00.6 A、03 A，內(nèi)阻約為0.2 ；電壓表：量程03 V、015 V，內(nèi)阻約為15 k；滑動(dòng)變阻器：020 ，允許最大電流1 A；開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)要求加在小