高考物理一輪復(fù)習(xí)必修第三冊(cè)第八章恒定電流第3講第1課時(shí)基礎(chǔ)先行-電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)整合課件

第3講實(shí)驗(yàn)專題系統(tǒng)化突破第1課時(shí)基礎(chǔ)先行——電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)整合(一)基本儀器的使用及讀數(shù)1．游標(biāo)卡尺(1)構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)，游標(biāo)尺與深度尺是一個(gè)整體(如圖所示)。(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(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1mm。常見(jiàn)的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其讀數(shù)見(jiàn)下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度每小格與1mm的差值精確度(可準(zhǔn)確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(3)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(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)果為(x＋K×精確度)mm。[注意]

對(duì)于游標(biāo)卡尺，無(wú)論哪種規(guī)格，讀數(shù)(x＋K×精確度)mm中的K值均不需要向后估讀一位。2.螺旋測(cè)微器(1)構(gòu)造：如圖，B為固定刻度，H為可動(dòng)刻度。(2)原理：可動(dòng)刻度H上的刻度為50等分，則螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm。(3)讀數(shù)①測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動(dòng)刻度讀出。②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)。[針對(duì)訓(xùn)練]1．(1)如圖甲、乙所示的兩把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺分別為9mm長(zhǎng)10等分、19mm長(zhǎng)20等分，則讀數(shù)依次為_(kāi)_______mm、________mm。

(2)在測(cè)定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過(guò)程如圖丙、丁所示，校零時(shí)的讀數(shù)為_(kāi)_______mm，測(cè)得合金絲的直徑為_(kāi)_______mm。(3)圖戊所示是電流表的刻度線，若使用0～0.6A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上每一小格代表________A，圖中表針的示數(shù)是________A；若使用0～3A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上每一小格代表______A，圖中表針示數(shù)為_(kāi)_____A。(4)圖己所示是電壓表的刻度線，若使用0～3V量程時(shí)，每小格表示______V，圖中指針的示數(shù)為_(kāi)_____V；若使用15V量程，則這時(shí)表盤(pán)刻度每小格表示________V，圖中表針指示的是______V。(5)

如圖庚所示為旋鈕式電阻箱，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為_(kāi)_______Ω。今欲將接入電路的電阻改為2087Ω，最簡(jiǎn)單的操作方法是__________________________________。若用兩個(gè)這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為_(kāi)___________。解析：(1)題圖甲讀數(shù)：主尺讀數(shù)為17mm，游標(biāo)尺讀數(shù)是5×0.1mm＝0.5mm，最后結(jié)果是17mm＋0.5mm＝17.5mm。題圖乙讀數(shù)：主尺讀數(shù)為23mm，游標(biāo)尺讀數(shù)是7×0.05mm＝0.35mm，最后結(jié)果是23mm＋0.35mm＝23.35mm。(2)由于螺旋測(cè)微器校零時(shí)有誤差，估讀為0.003mm，測(cè)量后的讀數(shù)為0.5mm＋14.5×0.01mm＝0.645mm，去掉校零誤差，可得合金絲的直徑為0.642mm。(5)電阻為1987Ω。最簡(jiǎn)單的操作方法是將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0。每個(gè)電阻箱的最大阻值是9999Ω，用這樣的兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻為2×9999Ω＝19998Ω，故兩個(gè)這樣的電阻箱可得到的電阻值范圍為0～19998Ω。答案：(1)17.5

23.35

(2)0.003

0.642(0.640～0.644均可)

(3)0.02

0.44

0.1

2.20

(4)0.1

1.70

0.5

8.5

(5)1987將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0

0～19998Ω(3)正確讀出圖中各電表的讀數(shù)：①如圖庚，接0～3V量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)_____V；接0～15V量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)_______V。②如圖辛，接0～3A量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)_____A；接0～0.6A量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)_______A。解析：(1)圖a讀數(shù)：整毫米是17mm，不足1毫米數(shù)是2×0.1mm＝0.2mm，最后結(jié)果是17mm＋0.2mm＝17.2mm。圖b讀數(shù)：整毫米是23mm，不足1毫米數(shù)是17×0.05mm＝0.85mm，最后結(jié)果是23mm＋0.85mm＝23.85mm。答案：(1)17.2

23.85(2)0.486(0.484～0.488)

0.536(0.534～0.538)4．077(4.076～4.078)

5.667(5.665～5.669)

(3)①2.16

10.8

②0.80

0.16[歸納總結(jié)]1．游標(biāo)卡尺的讀數(shù)要“三看”(1)第一看→精確度。如圖所示：

易錯(cuò)讀成11mm＋4.0×0.1mm＝11.40mm

正確讀數(shù)為11.4mm，游標(biāo)卡尺不需估讀，后面不能隨意加零，也不能隨意去零。(2)第二看→游標(biāo)尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度與游標(biāo)尺最前端。如圖所示：

易錯(cuò)讀成11mm＋10×0.05mm＝11.50mm正確讀數(shù)為14mm＋10×0.05mm＝14.50mm。(3)第三看→游標(biāo)尺的哪條刻度線與主尺上的刻度線對(duì)齊。2．螺旋測(cè)微器的讀數(shù)勿忘估讀

最后一位數(shù)字為估讀數(shù)字，讀數(shù)和記數(shù)時(shí)估讀位為有效數(shù)字的

最后一位。如圖所示：

固定刻度上讀得示數(shù)為2.0mm，可動(dòng)刻度上讀得示數(shù)為15.0，得到的讀數(shù)為2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。(二)伏安法測(cè)電阻1．電流表內(nèi)、外接法的比較答案：Rx1大于小于2．某電阻的阻值大約為70Ω，為了更精確地測(cè)量其阻值，該同學(xué)采用伏安法。實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：A．電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約為15kΩ)；B．電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約為75kΩ)；C．電流表A1(量程0～250mA，內(nèi)阻約為0.2Ω)；D．電流表A2(量程0～50mA，內(nèi)阻約為1Ω)；E．滑動(dòng)變阻器R(最大阻值150Ω)；F．電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì))；G．開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電壓表應(yīng)選用________，電流表應(yīng)選用________(填器材前面的序號(hào))，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選圖________(填“甲”或“乙”)。若該同學(xué)選擇器材、連接電路等操作均正確，則電阻的測(cè)量值________(填“大于”“小于”或“等于”)其真實(shí)值，原因是________________________________________________。答案：A

D乙小于電壓表分流（三）

滑動(dòng)變阻器的兩種接法1．兩種接法的比較2．兩種接法的選擇采用分壓接法①要求待測(cè)電阻兩端的電壓從零開(kāi)始變化，或精確性要求較高時(shí)②滑動(dòng)變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻或串聯(lián)的其他電阻的阻值時(shí)③題設(shè)條件中所提供的電表量程或電阻的最大允許電流不夠時(shí)采用限流接法①待測(cè)電阻接近或略小于滑動(dòng)變阻器的最大阻值時(shí)②電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓接法的要求時(shí)③沒(méi)有很高的精確性要求，考慮安裝簡(jiǎn)捷和節(jié)能因素時(shí)[針對(duì)訓(xùn)練]1．為測(cè)量“12V、5W”的小燈泡在不同電壓下的功率，給定了以下器材：電源：12V，內(nèi)阻不計(jì)；電流表：量程0～0.6A、0～3A，內(nèi)阻約為0.2Ω；電壓表：量程0～3V、0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ；滑動(dòng)變阻器：0～20Ω，允許最大電流1A；開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)要求加在小燈泡上的電壓可從零開(kāi)始調(diào)節(jié)。(1)以下四個(gè)電路圖你認(rèn)為最合適的是________。(2)在本實(shí)驗(yàn)中，電流表的量程可選________。答案：(1)A

(2)0～0.6A2．某同學(xué)用伏安法測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值(約為10kΩ)，除了Rx、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：A．電壓表(量程0～1V，內(nèi)阻約為10kΩ)B．電壓表(量程0～10V，內(nèi)阻約為100kΩ)C．電流表(0～1mA，內(nèi)阻約為30Ω)D．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約為0.05Ω)E．電源(電動(dòng)勢(shì)1.5V，額定電流0.5A，內(nèi)阻不計(jì))F．電源(電動(dòng)勢(shì)12V，額定電流2A，內(nèi)阻不計(jì))G．滑動(dòng)變阻器R0(阻值范圍0～10Ω，額定電流2A)答案：(1)B

C

F

(2)見(jiàn)解析圖(3)大于電壓表的讀數(shù)大于待測(cè)電阻兩端實(shí)際電壓(其他正確表述也可)(四)電表的改裝兩種改裝的比較[針對(duì)訓(xùn)練]1．[電流表的改裝與校對(duì)](2022·遼寧高考)某同學(xué)要將一小量程電流表(滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為1.2kΩ)改裝成有兩個(gè)量程的電流表，設(shè)計(jì)電路如圖1所示，其中定值電阻R1＝40Ω，R2＝360Ω。(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接A端時(shí)，該電流表的量程為0～________mA；(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接B端時(shí)，該電流表的量程比接在A端時(shí)________(填“大”或“小”)；(3)該同學(xué)選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電流表測(cè)量未知電阻Rx的阻值，設(shè)計(jì)了圖2中兩個(gè)電路。不考慮實(shí)驗(yàn)操作中的偶然誤差，則使用________(填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。解析：(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接A端時(shí)，表頭與400Ω電阻并聯(lián)，表頭內(nèi)阻為1.2kΩ，當(dāng)表頭滿偏時(shí)兩端電壓為0.3V，流過(guò)電阻的電流為750μA，總電流為1000μA，即1mA；(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接B端時(shí)，相當(dāng)于表頭內(nèi)阻變大，并聯(lián)的電阻變小，可知當(dāng)表頭滿偏時(shí)流過(guò)并聯(lián)電阻的電流增加，故量程變大；(3)如果要修正電表內(nèi)阻引起的誤差，只需讓知道內(nèi)阻的電表測(cè)準(zhǔn)確即可，即乙電路可滿足要求；分析可知，乙電路接法改裝的電表可準(zhǔn)確測(cè)得待測(cè)電阻的電流，電壓表測(cè)量的是改裝電表與待測(cè)電阻的總電壓，減去改裝電表兩端電壓即為待測(cè)電阻準(zhǔn)確的電壓值，故乙電路滿足要求。答案：(1)1

(2)大(3)乙2．

[電壓表的改裝與校對(duì)]某同學(xué)將一量程為250μA的微安表改裝成量程為1.5V的電壓表。先將電阻箱R1與該微安表串聯(lián)進(jìn)行改裝，然后選用合適的電源E、滑動(dòng)變阻器R2、定值電阻R3、開(kāi)關(guān)S和標(biāo)準(zhǔn)電壓表對(duì)改裝后的電表進(jìn)行檢測(cè)，設(shè)計(jì)電路如圖所示。(1)微安表銘牌標(biāo)示內(nèi)阻為0.8kΩ，據(jù)此計(jì)算R1的阻值應(yīng)為_(kāi)_________kΩ。按照電路圖連接電路，并將R1調(diào)為該阻值。(2)開(kāi)關(guān)閉合前，R2的滑片應(yīng)移動(dòng)