專題電學實驗基礎課件

1、專題電學實驗基礎專題電學實驗基礎一、螺旋測微器的使用1.構造：如圖1所示，B為固定刻度，E為可動刻度。圖1一、螺旋測微器的使用圖12.原理：測微螺桿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每旋轉一周，F(xiàn)前進或后退_ mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉動一小格，F(xiàn)前進或后退_ mm，即螺旋測微器的精確度為_ 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。0.50.010.012.原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.53.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)_ (mm)。如圖2所示，固定

2、刻度示數(shù)為2.0 mm，半毫米刻度線未露出，而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。0.01圖23.讀數(shù)：測量值(mm)固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度二、游標卡尺1.構造：主尺，_ (主尺和游標尺上各有一個內(nèi)、外測量爪)，游標尺上還有一個深度尺(如圖3所示)。游標尺圖32.用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑。二、游標卡尺1.構造：主尺，_ (主尺和游標尺上3.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。常見的游標卡尺的游標尺上

3、小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其讀數(shù)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(可準確到)109 mm0.1 mm_mm2019 mm0.05 mm_mm5049 mm0.02 mm_mm0.10.050.023.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?？?.讀數(shù)：若用x表示從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度線對齊的游標的格數(shù)，則記錄結果表示為(xK精確度)mm。4.讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標尺上三、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，即指針指到最大刻度時電表兩接線柱間

4、允許加的最大電壓或電表允許通過的最大電流，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)03 V的電壓表和03 A的電流表的讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度分別是_ V和_ A，看清楚指針的實際位置，讀到小數(shù)點后面兩位。0.10.1三、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0.50.020.50.02常用儀器的使用與讀數(shù)命題角度游標卡尺的讀數(shù)(1)第一看看清精確度例如(圖4)圖4易錯成11 mm40.1 mm11.40 mm正確的應為11.4 mm，游標卡尺不需要估讀，后面不能隨意加零或去零。常用儀器的使用與讀數(shù)命題角度游標卡尺的讀數(shù)(1)第一看看清(

5、2)第二看游標尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度線與標尺最前端。例如(圖5)圖5易錯成13 mm100.05 mm13.50 mm正確讀數(shù)為14 mm100.05 mm14.50 mm。(2)第二看游標尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度線與標尺最前圖6易錯成5 mm40.05 mm5.20 mm正確的應為50 mm40.05 mm50.20 mm。(3)第三看主尺上的單位主尺上標識的1、2、3等數(shù)字通常是指厘米，讀數(shù)時應將毫米和厘米分清，游標卡尺主尺上的最小刻度是1 mm。例如(圖6)圖6(3)第三看主尺上的單位【例1】 某同學測定一金屬桿的長度和直徑，示數(shù)如圖7甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別

6、為_cm和_mm。圖7【例1】 某同學測定一金屬桿的長度和直徑，示數(shù)如圖7甲、乙所解析刻度尺的分度值為1 mm，要估讀到0.1 mm。游標卡尺讀數(shù)為4 mm100.02 mm4.20 mm。答案60.104.20解析刻度尺的分度值為1 mm，要估讀到0.1 mm。命題角度螺旋測微器的讀數(shù)【例2】 某同學用如圖8甲所示的螺旋測微器測小球的直徑時，他應先轉動_到F靠近小球，再轉動_到F夾住小球，直至聽到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動_使F固定后讀數(shù)(填儀器部件字母符號)。正確操作后，螺旋測微器的示數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑是_mm。圖8命題角度螺旋測微器的讀數(shù)【例2】 某同學用如圖8甲所示的螺旋解析用螺旋

7、測微器測小球直徑時，先轉動粗調(diào)旋鈕D使測微螺桿F靠近被測小球，再轉動微調(diào)旋鈕H使測微螺桿F夾住小球，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動止動旋鈕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解析用螺旋測微器測小球直徑時，先轉動粗調(diào)旋鈕D使測微螺桿F命題角度電流表電壓表的讀數(shù)【例3】 (1)如圖9甲所示，當電流表使用的量程為00.6 A時，對應刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針所指位置的示數(shù)為_A；當電流表使用的量程為03 A時，對應刻度盤中每一小格代表_A，圖中表針所指位置的示數(shù)為_A。(2)如圖乙所示，當電壓表使用的量程為03 V時，每一小格代表_V，

8、圖中表針所指位置的示數(shù)為_V；當電壓表使用的量程為015 V時，則表盤刻度每一小格代表_V，圖中表針所指位置的示數(shù)為_V。命題角度電流表電壓表的讀數(shù)【例3】 (1)如圖9甲所示，當電圖9解析(1)當電流表使用00.6 A量程時，刻度盤上的每一小格代表0.02 A，表針所指位置的示數(shù)為0.36 A；當電流表使用03 A量程時，每一小格代表0.1 A，表針所指位置的示數(shù)為1.80 A。圖9(2)當電壓表使用03 V量程時，每一小格代表0.1 V，表針所指位置的示數(shù)為2.10 V；當電壓表使用015 V量程時，每一小格代表0.5 V，表針所指位置的示數(shù)為10.5 V。答案(1)0.020.360.1

9、1.80(2)0.12.100.510.5(2)當電壓表使用03 V量程時，每一小格代表0.1 V，拓展訓練1 (1)如圖10所示的三把游標卡尺，它們的游標卡尺從上至下分別為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。圖10拓展訓練1 (1)如圖10所示的三把游標卡尺，它們的游標卡尺圖11(2)使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖11所示，則金屬絲的直徑是_mm。圖11(2)使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖11所示(3)圖12甲使用0.6 A量程時，對應刻度盤上每一小格代表_A，圖中指針示數(shù)是_A；當使用3 A量程時，對應

10、刻度盤上每一小格代表_A，圖中指針示數(shù)為_A。圖乙使用較小量程時，每小格表示_V，圖中指針的示數(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，圖中指針示數(shù)為_V。圖12(3)圖12甲使用0.6 A量程時，對應刻度盤上每一小格代圖13(4)旋鈕式電阻箱如圖13所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為_。今欲將接入電路的電阻改為2 087 ，最簡單的操作方法是_。若用兩個這樣的電阻箱，即可得到的電阻值范圍為_。圖13(4)旋鈕式電阻箱如圖13所示，電流從接線柱A流入，從解析(1)圖10甲讀數(shù)：整毫米是17 mm，不足1毫米數(shù)是70.1 mm0.7 mm，最后結果是17

11、mm0.7 mm17.7 mm。圖10乙讀數(shù)：整毫米是23 mm，不足1毫米數(shù)是170.05 mm0.85 mm，最后結果是23 mm0.85 mm23.85 mm。圖10丙讀數(shù)：整毫米是3 mm，不足1毫米數(shù)是90.02 mm0.18 mm，最后結果是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。解析(1)圖10甲讀數(shù)：整毫米是17 mm，不足1毫米數(shù)是(3)使用0.6 A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02 A，指針示數(shù)為0.44 A；當使用3 A量程時，

12、每一小格為0.1 A，指針示數(shù)為2.20 A。電壓表使用3 V量程時，每小格表示0.1 V，指針示數(shù)為1.70 V；使用15 V量程時，每小格表示0.5 V，指針示數(shù)為8.5 V。(4)電阻為1 987 。最簡單的操作方法是將“1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“100”旋鈕調(diào)到0。每個電阻箱的最大阻值是9 999 ，用這樣的兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是29 999 19 998 。故用兩個這樣的電阻箱，可得到的電阻值范圍為019 998 。(3)使用0.6 A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02 答案(1)17.723.853.18(2)2.150(3)0.020.440.12.200.11.70

13、0.58.5(4)1 987將“1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“100”旋鈕調(diào)到0019 998 答案(1)17.723.853.18(2)2.150關于電阻的測量1.電壓表和電流表的內(nèi)、外接法(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關于電阻的測量1.電壓表和電流表的內(nèi)、外接法(1)兩種接法比專題-電學實驗基礎專題-電學實驗基礎實驗試觸法：按圖所示接好電路，讓連接電壓表的導線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，說明電流表分壓更明顯，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，說

14、明電壓表分流更明顯，則可采用電流表內(nèi)接法。實驗試觸法：按圖所示接好電路，讓連接電壓表的導線P先后與a【例4】 用內(nèi)阻為3 000 的電壓表和內(nèi)阻為10 的電流表測電阻，在圖14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_，真實值是_，R2的測量值為_，真實值是_。圖14【例4】 用內(nèi)阻為3 000 的電壓表和內(nèi)阻為10 的答案300290300333.3答案300290300333.3專題-電學實驗基礎圖15答案Rx1大于小于圖15答案Rx1大于小于2.滑動變阻器兩種連接方式(1)滑動變阻器兩種接法的對比限流接法分壓接法對比說明電路圖串、并聯(lián)關系不

15、同負載R上電壓調(diào)節(jié)范圍(不計電源內(nèi)阻)0UE分壓電路調(diào)節(jié)范圍大2.滑動變阻器兩種連接方式限流接法分壓接法對比說明電路圖串專題-電學實驗基礎(2)滑動變阻器必須接成分壓電路的幾種情況：要求電壓表能從零開始讀數(shù)；當待測電阻RxR(滑動變阻器的最大阻值)時；若采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電路中電表、電阻允許的最大電流。(3)滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且要求電壓不從零開始變化，通常情況下，由于限流式結構簡單、耗能少，優(yōu)先使用限流式。(2)滑動變阻器必須接成分壓電路的幾種情況：【例5】 2018天津卷，9(3)某同學用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10 k)，除了Rx、開關S

16、、導線外，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)【例5】 2018天津卷，9(3)某同學用伏安法測定待該同學選擇器材、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_其真實值(填“大于”、“小于”或“等于”)，原因是_。為使測量盡量準確，電壓表選用_，電流表選用_，電

17、源選用_。(均填器材的字母代號)畫出測量Rx阻值的實驗電路圖。該同學選擇器材、連接電路和操作均正確，從實驗原理上看，待測解析若選用電動勢為1.5 V的電源，則實驗中電流最大值僅為0.15 mA，兩個電流表均無法準確測量，故選用電動勢為12 V的電源F；此時，實驗中最大電流約為1.2 mA，故電流表選用C；電壓表選用B。由于滑動變阻器的最大阻值遠小于待測電阻的阻值，所以滑動變阻器采用分壓式接法；待測電阻的阻值遠大于電流表內(nèi)阻，所以電流表內(nèi)接。由于電流表的分壓作用，電阻測量值偏大，所以電阻測量值大于其真實值。解析若選用電動勢為1.5 V的電源，則實驗中電流最大值僅為答案BCF大于電壓表的讀數(shù)大于待

18、測電阻兩端實際電壓答案BCF大于電壓表的讀數(shù)大于待測電阻兩端實際拓展訓練3 為測量“12 V5 W”的小燈泡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)；滑動變阻器(020 ，允許最大電流1 A)；開關一個，導線若干。實驗要求加在小燈泡兩端的電壓可從零開始調(diào)節(jié)。拓展訓練3 為測量“12 V5 W”的小燈泡在不同電壓下的(2)在本實驗中，電流表的量程可選_。答案(1)A(2)00.6 A(1)如圖所示的四個電路圖中你認為最合適的是_(填選項下的字母)。(2)在本實驗中，

19、電流表的量程可選_。(1)如電表改裝問題1.主要類型用靈敏電流計改裝為較大量程電流表、電壓表和多用電表。2.改裝原理(1)電流表的改裝利用了并聯(lián)電路分流的原理。(2)電壓表的改裝利用了串聯(lián)電路分壓的原理。電表改裝問題1.主要類型3.實物圖連接的注意事項(1)畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，按照電路原理圖依次到開關，再到滑動變阻器，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；其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去。(2)連線時要將導線接在接線柱上，兩條導線不能交叉。(3)要注意電表的量程和正、負接線柱，要使電流從電表的正接線柱流入，從負接線柱流出。3.實物圖連接的注意事項(1)畫線連

20、接各元件，一般先從電源正【例6】 (2019全國卷，23)某同學欲將內(nèi)阻為98.5 、量程為100 A的電流表改裝成歐姆表并進行刻度和校準，要求改裝后歐姆表的15 k刻度正好對應電流表表盤的50 A刻度?？蛇x用的器材還有：定值電阻R0(阻值14 k)，滑動變阻器R1(最大阻值1 500 )，滑動變阻器R2(最大阻值500 )，電阻箱(099 999.9 )，干電池(E1.5 V，r1.5 )，紅、黑表筆和導線若干。(a)【例6】 (2019全國卷，23)某同學欲將內(nèi)阻為98.(1)歐姆表設計將圖16(a)中的實物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后，滑動變阻器R接入電路的電阻應為_；滑動變阻器選_(

21、填“R1”或“R2”)。(2)刻度歐姆表表盤通過計算，對整個表盤進行電阻刻度，如圖(b)所示。表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75，則a、b處的電阻刻度分別為_、_。(b)(1)歐姆表設計(b)(c)圖16(3)校準紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使歐姆表指針指向_k處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對應的測量值，完成校準數(shù)據(jù)測量。若校準某刻度時，電阻箱旋鈕位置如圖(c)所示，則電阻箱接入的阻值為_。(c)(3)校準(3)使用歐姆表測量電阻時，首先要進行電阻調(diào)零，此時應將紅、黑表筆短接，調(diào)整滑動變阻器，使歐姆表指針指在0刻度上。電阻箱的阻值為35 000

22、.0 。解析(1)歐姆表的中值刻度為歐姆表的內(nèi)阻，即rR0RAR15 k，解得R900 。由于滑動變阻器R2的最大阻值為500 ，所以滑動變阻器選R1。(3)使用歐姆表測量電阻時，首先要進行電阻調(diào)零，此時應將紅、答案(1)如圖所示900R1(2)45 k5 k(3)035 000.0答案(1)如圖所示900R1(2)45 k5 k拓展訓練4 (2019全國卷，23)某同學要將一量程為250 A的微安表改裝為量程為20 mA的電流表。該同學測得微安表內(nèi)阻為1 200 ，經(jīng)計算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接，進行改裝。然后利用一標準毫安表，根據(jù)圖17(a)所示電路對改裝后的電表進行檢測(虛線框

23、內(nèi)是改裝后的電表)。拓展訓練4 (2019全國卷，23)某同學要將一量程為2(1)根據(jù)圖(a)和題給條件，將圖(b)中的實物連線。(2)當標準毫安表的示數(shù)為16.0 mA時，微安表的指針位置如圖(c)所示。由此可以推測出所改裝的電表量程不是預期值，而是_。(填正確答案標號)(c)圖17A.18 mA B.21 mA C.25 mA D.28 mA(1)根據(jù)圖(a)和題給條件，將圖(b)中的實物連線。(c)(3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是_。(填正確答案標號)A.微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻大于1 200 B.微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻小于1 200 C.R值計算錯誤，接入的電阻偏小D.R值計算錯誤，接入的電阻偏大(4)要達到預期目的，無論測得的內(nèi)阻值是否正確，都不必重新測量，只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為kR的電阻即可，其中k_。(3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是_。(填正確答案解析(1)實物連線如圖所示。(2)串聯(lián)電路中電流處處相等，根據(jù)比例關系得，毫安表示數(shù)為