高考物理復(fù)習(xí)第八章鏈接高考8電學(xué)儀器的使用及基本電路的選擇講義（含解析）新人教版.docx

電學(xué)儀器的使用及基本電路的選擇考點(diǎn)一游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器讀數(shù)考點(diǎn)解讀1游標(biāo)卡尺(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)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.(2)精度：對(duì)應(yīng)關(guān)系為10分度0.1 mm,20分度0.05 mm, 50分度0.02 mm.(3)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.2螺旋測(cè)微器(1)原理：測(cè)微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5 mm，而可動(dòng)刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，F(xiàn)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)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動(dòng)刻度讀出測(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)典例賞析典例1(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_(kāi)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.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2.0 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)：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.答案(1)17.723.853.18(2)2.1501游標(biāo)卡尺不需要估讀，讀數(shù)結(jié)果10分度為. mm一位小數(shù)，20分度和50分度為.mm兩位小數(shù)，換算單位時(shí)只需要移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)，最后一位數(shù)字即使是0也不能抹掉2螺旋測(cè)微器需要估讀，讀數(shù)結(jié)果為. mm三位小數(shù)，需要特別注意半毫米刻度線是否露出題組鞏固1某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件的直徑和高度，測(cè)量結(jié)果如圖(a)和(b)所示該工件的直徑為_(kāi) cm，高度為_(kāi) mm.解析：圖(a)為20分度的游標(biāo)卡尺，其精度為0.05 mm，主尺讀數(shù)為12 mm，游標(biāo)尺上第4條刻線與主尺上的一條刻線對(duì)齊，故測(cè)量結(jié)果為12 mm40.05 mm12.20 mm1.220 cm.螺旋測(cè)微器的精度為0.01 mm，由圖(b)知固定刻度讀數(shù)為6.5 mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為“36.0”，故工件的高度為6.5 mm36.00.01 mm6.860 mm.答案：1.2206.8602某同學(xué)用如圖甲所示的螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑時(shí)，他應(yīng)先轉(zhuǎn)動(dòng)_到F靠近小球，再轉(zhuǎn)動(dòng)_到F夾住小球，直至聽(tīng)到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)_使F固定后讀數(shù)(以上均填儀器部件字母符號(hào))正確操作后，螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑是_ mm.解析：用螺旋測(cè)微器測(cè)小球直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)旋鈕D使測(cè)微螺桿F靠近被測(cè)小球，再轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕H使測(cè)微螺桿F夾住小球，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)止動(dòng)旋鈕G使F固定后讀數(shù)，讀數(shù)為6.5 mm20.00.01 mm6.700 mm.答案：DHG6.700考點(diǎn)二電流表、電壓表的讀數(shù)及改裝考點(diǎn)解讀1兩種電表的電路結(jié)構(gòu)及讀數(shù)方法電流表電壓表符號(hào)參數(shù)量程：00.6 A，03 A內(nèi)阻：小于1 量程：03 V，015 V內(nèi)阻：3 k，15 k電路結(jié)構(gòu)讀數(shù)方法視線垂直于刻度盤表面，一般都需估讀，3 A量程估讀到最小分度的1/10,0.6 A量程估讀到最小分度的1/2視線垂直于刻度盤表面，一般都需估讀，3 V量程估讀到最小分度的1/10，15 V量程估讀到最小分度的1/52.兩種電表的使用技巧(1)機(jī)械零點(diǎn)的調(diào)整：在不通電時(shí)，指針應(yīng)指在零刻線的位置(2)選擇適當(dāng)量程：估算電路中的電流或電壓，指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上若無(wú)法估算電路中的電流和電壓，則應(yīng)先選用較大的量程，再逐步減小量程(3)正確接入電路：電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表應(yīng)并聯(lián)在電路中，兩種表都應(yīng)使電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出(4)正確讀數(shù)：根據(jù)所選量程的準(zhǔn)確度，正確讀出有效數(shù)字和單位(5)注意內(nèi)阻：電流表和電壓表一方面作為儀器使用，同時(shí)又是被測(cè)電路中的一個(gè)電阻，實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有特別要求時(shí)，一般不考慮它們的內(nèi)阻對(duì)電路的影響，但有些測(cè)量中，不能忽視它們的內(nèi)阻對(duì)被測(cè)電路的影響，如伏安法測(cè)電阻等典例賞析典例2(2018全國(guó)卷) 某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表，可選用的器材有：微安表頭(量程100 A，內(nèi)阻900 )；電阻箱R1(阻值范圍0999.9 )；電阻箱R2(阻值范圍099 999.9 )；導(dǎo)線若干要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1 mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋回答下列問(wèn)題：(1)在虛線框內(nèi)畫(huà)出電路圖并標(biāo)出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱(2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1_，R2_.(保留到個(gè)位)解析(1)R1電阻范圍小，所以R1與表頭并聯(lián)起分流作用，R2電阻范圍大，所以R2與改裝后的電流表整體串聯(lián)，起分壓作用電路如圖所示(2)UgIgRg(IIg)R1，R1100 IR2UUg，R22 910 .答案(1)見(jiàn)解析圖(2)1002 910題組鞏固1如圖所示，其中電流表A的量程為0.6 A，表盤均勻劃分為30個(gè)小格，每一小格表示0.02 A，R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的，R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍若用電流表A的表盤刻度表示流過(guò)接線柱1的電流值，則下列分析正確的是()A將接線柱1、2接入電路時(shí)，每一小格表示0.04 AB將接線柱1、2接入電路時(shí)，每一小格表示0.02 AC將接線柱1、3接入電路時(shí)，每一小格表示0.06 AD將接線柱1、3接入電路時(shí)，每一小格表示0.01 A解析：C當(dāng)接線柱1、2接入電路時(shí)，電阻R1與電流表內(nèi)阻并聯(lián)后等效阻值為電流表內(nèi)阻的，由于電流表的滿偏電壓為定值，因此量程擴(kuò)大為原來(lái)的3倍，故每一小格變?yōu)?.02 A30.06 A，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤當(dāng)接線柱1、3接入電路時(shí)，電阻R1與電流表內(nèi)阻并聯(lián)后再和電阻R2串聯(lián)，但是串聯(lián)的電阻R2對(duì)于電流表量程無(wú)影響，故每一小格仍為0.06 A，C正確，D錯(cuò)誤2分別讀出下表中的電壓表和電流表的示數(shù)，并填在表格中電表所選量程測(cè)量值03 V015 V03 A00.6 A解析：表中03 V的電壓表和03 A的電流表讀數(shù)方法相同，精確度是0.1 V或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對(duì)于00.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(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 A.答案：2.14 V10.7 V0.80 A0.16 A考點(diǎn)三測(cè)量電路與控制電路設(shè)計(jì)考點(diǎn)解讀1電流表的兩種接法(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 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” 臨界值計(jì)算法Rx時(shí)，用電流表外接法；Rx時(shí)，用電流表內(nèi)接法 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3滑動(dòng)變阻器的兩種接法(1)兩種接法的比較限流接法分壓接法兩種接法電路圖負(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)(3)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(guò)電流表(或電壓表)的量程，或超過(guò)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(kāi)始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式電路(4)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、耗能低典例賞析典例3有一個(gè)電阻Rx，其阻值大約是10 ，請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，以便測(cè)量其阻值可供選擇的電路如圖所示可供選擇的器材是：A電動(dòng)勢(shì)4.5 V、內(nèi)阻不計(jì)的電源EB量程為15 V、內(nèi)阻10 k的電壓表V1C量程為3 V、內(nèi)阻6 k的電壓表V2D量程為300 mA、內(nèi)阻4 的電流表A1E量程為5 A、內(nèi)阻2 的電流表A2F最大阻值20 、額定電流1.5 A的滑動(dòng)變阻器R1G最大阻值500 、額定電流0.5 A的滑動(dòng)變阻器R2H開(kāi)關(guān)和若干根導(dǎo)線則選用的電路是_(填甲或乙)，選用的器材是_(填器材的字母代號(hào))解析Rx的阻值大約為10 ，與電流表內(nèi)阻接近，因此用電流表外接法，同時(shí)Rx的大約值小于滑動(dòng)變阻器的總阻值，因而采用限流接法，故選用甲電路；電源電動(dòng)勢(shì)E4.5 V，EIm(RxRA)，ImA0.321A321 mA或ImA0.375 A375 mA，電流表選D.UImRx0.32110 V3.21 V，因而電壓表選C，變阻器R2最大值為500 ，與Rx偏差太大，因此變阻器選F.答案甲ACDFH題組鞏固1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甲或圖乙所示，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)若將圖甲和圖乙中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1_(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值，測(cè)量值Rx2_(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值解析：根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)解題根據(jù)題意知，電壓表的分流作用較顯著，故Rx1更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值圖甲的測(cè)量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值，故Rx1Rx真；圖乙的測(cè)量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值，故Rx2Rx真答案：Rx1大于小于2如圖為“測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路圖，已知小燈泡額定電壓為2.5 V.(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：閉合開(kāi)關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，_；閉合開(kāi)關(guān)后，逐漸移動(dòng)變阻器的滑片，_；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線(2)在虛線框中畫(huà)出與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖解析：(1)滑動(dòng)變阻器為分壓式接法，故閉合開(kāi)關(guān)前，燈泡兩端的電壓為零，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使它靠近滑動(dòng)變阻器左端的接線柱閉合開(kāi)關(guān)后，逐漸移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，增加小燈泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓達(dá)到額定電壓(2)與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖如圖所示答案：(1)使它靠近滑動(dòng)變阻器左端的接線柱增加小燈泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓達(dá)到其額定電壓(2)圖見(jiàn)解析思想方法(十八)實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖連接方法方法闡述1.電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材主要是選擇電表、滑動(dòng)變阻器、電源等器材，一般要考慮四方面因素：(1)安全因素：通過(guò)電源、電阻和電表的電流不能超過(guò)其允許的最大電流(2)誤差因素：選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測(cè)量值的相對(duì)誤差，電壓表、電流表在使用時(shí)，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的以上；使用歐姆表時(shí)宜選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位(3)便于操作：選用滑動(dòng)變阻器時(shí)應(yīng)考慮對(duì)外供電電壓的變化范圍既能滿足實(shí)驗(yàn)要求，又便于調(diào)節(jié)在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，應(yīng)使其大部分電阻線都用到(4)實(shí)驗(yàn)實(shí)際：除以上三個(gè)因素外，還應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)實(shí)際，如所用的電源與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的匹配問(wèn)題等2.實(shí)物圖連接的注意事項(xiàng)(1)畫(huà)線連接各元件，一般先從電源正極開(kāi)始，按照電路原理圖依次到開(kāi)關(guān)，再到滑動(dòng)變阻器，按順序以單線連接方式將主電路中串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來(lái)；其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去(2)連線時(shí)要將導(dǎo)線接在接線柱上，兩條導(dǎo)線不能交叉(3)要注意電表的量程和正、負(fù)接線柱，要使電流從電表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出.典例賞析典例某同學(xué)為了測(cè)定一只電阻的阻值，采用了如下方法：(1)用多用電表粗測(cè)：多用電表電阻擋有4個(gè)倍率，分別為1 k、100、10、1.該同學(xué)選擇“100”倍率，用正確的操作步驟測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大(指針位置如圖中虛線所示)為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，請(qǐng)你補(bǔ)充完整下列依次應(yīng)該進(jìn)行的主要操作步驟：A_；B兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在0 處；C重新測(cè)量并讀數(shù)，若這時(shí)刻度盤上的指針位置如圖中實(shí)線所示，測(cè)量結(jié)果是_.(2)該同學(xué)用伏安法繼續(xù)測(cè)定這只電阻的阻值，除被測(cè)電阻外，還有如下實(shí)驗(yàn)儀器：A直流電源(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))B電壓表V1 (量程05 V，內(nèi)阻約為5 k)C電壓表V2 (量程015 V，內(nèi)阻約為25 k)D電流表A1(量程025 mA，內(nèi)阻約為1 )E電流表A2(量程0250 mA，內(nèi)阻約為0.1 )F滑動(dòng)變阻器一只，阻值020 G開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干在上述儀器中，電壓表應(yīng)選擇_(選填“V1”或“V2”)，電流表應(yīng)選擇_(選填“A1”或“A2”)，請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫(huà)出電路原理圖(電表用題中所給的符號(hào)表示)解析(1)指針偏轉(zhuǎn)角度太大，說(shuō)明選擇的倍率偏大，因此應(yīng)選用較小的倍率，將“100”換為“10”；此時(shí)的讀數(shù)為指針?biāo)傅目潭瘸艘员堵?，即電阻?210 120 .(2)由于電源電動(dòng)勢(shì)只有3 V，所以電壓表選擇量程為05 V的電壓表V1；因電路中最大電流約為Im25 mA，所以選用量程025 mA的電流表A1；由于滑動(dòng)變阻器最大阻值小于待測(cè)電阻的阻值，所以控制電路應(yīng)選用分壓接法，因待測(cè)電阻遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，應(yīng)選用電流表內(nèi)接法，電路如圖所示答案(1)A.換用“10”的倍率C120 (2)V1A1圖見(jiàn)解析題組鞏固1某物理實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材測(cè)定電壓表V1的內(nèi)阻，可選用的器材如下：A待測(cè)電壓表V1：量程3 V，內(nèi)阻約3 kB電壓表V2：量程15 V，內(nèi)阻約20 kC電流表A：量程3 A，內(nèi)阻約0.1 D定值電阻R09.0 kE滑動(dòng)變阻器R10200 F滑動(dòng)變阻器R202 kG電源E：電動(dòng)勢(shì)約為12 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)H開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干(1)