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1、 大一轮复习讲义 专题突破八电学实验基础 第七章恒定电流 NEIRONGSUOYIN 内容索引 过好双基关 研透命题点 随堂测试 回扣基础知识训练基础题目 细研考纲和真题分析突破命题点 随堂检测检测课堂学习效果 过好双基关 1 螺旋测微器的使用 1 构造 如图1所示 B为固定刻度 E为可动刻度 2 原理 测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0 5mm 即旋钮D每旋转一周 F前进或后退mm 而可动刻度E上的刻度为50等份 每转动一小格 F前进或后退mm 即螺旋测微器的精确度为mm 读数时估读到毫米的千分位上 因此 螺旋测微器又叫千分尺 0 5 0 01 0 01 图1 3 读数 测量值
2、mm 固定刻度数 mm 注意半毫米刻度线是否露出 可动刻度数 估读一位 mm 如图2所示 半毫米刻度线未露出 固定刻度示数为2 0mm 而从可动刻度上读的示数为15 0 最后的读数为 2 0mm 15 0 0 01mm 2 150mm 0 01 图2 2 游标卡尺 1 构造 主尺 主尺和游标尺上各有一个内 外测量爪 游标卡尺上还有一个深度尺 如图3所示 2 用途 测量厚度 长度 深度 内径 外径 游标尺 图3 3 原理 利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成 不管游标尺上有多少个小等分刻度 它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm 常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有1
3、0个的 20个的 50个的 其规格见下表 4 读数 若用x表示从主尺上读出的整毫米数 K表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数 则记录结果表示为 x K 精确度 mm 0 1 0 05 0 02 3 电表的改装 4 电流表 电压表的使用 1 机械零点的调整 在不通电时 指针应指在零刻度线的位置 若不指零 应该用螺丝刀调整 2 选择适当量程 估算电路中电流和电压 电表指针应偏转到满刻度的以上 若无法估算电路中的电流和电压 则应先选用较大的量程 再逐步减小量程 3 正确接入电路 电流表应在电路中 电压表应在电路中 两种电表都应使电流从接线柱流入 接线柱流出 串联 并联 正 负 4
4、正确读数 根据所选量程的精确度 正确读出有效数字并注明单位 0 3V的电压表和0 3A的电流表的读数方法相同 此量程下的精确度分别是0 1V和0 1A 看清楚指针的实际位置 读到小数点后面 对于0 15V量程的电压表 精确度是0 5V 在读数时只要求读到小数点后面 即读到0 1V 对于0 0 6A量程的电流表 精确度是0 02A 在读数时只要求读到小数点后面两位 这时要求 半格估读 即读到最小刻度的一半0 01A 两位 一位 5 注意内阻 电流表和电压表一方面作为仪器使用 同时又是被测电路中的一个电阻 实验中没有特别要求时 一般不考虑它们的内阻对电路的影响 但在有些测量中 不能忽视它们的内阻对
5、被测电路的影响 如伏安法测电阻等 这时电流表应看成 能读出本身电流IA的小电阻RA 若已知RA 则该电流表可当成表使用 即UA IARA 电压表也可看成 能读出本身电压UV的大电阻RV 若已知RV 则该电压表也可当表使用 即IV 电压 电流 5 滑动变阻器的两种接法 0 6 实验器材的选取与实物图连接 1 电学实验仪器的选择选择电学实验器材主要是选择电表 滑动变阻器 电源等 一般要考虑四方面因素 安全因素 通过电源 电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流 误差因素 选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差 电压表 电流表在使用时 其指针应偏转到满偏刻度的以上 使用欧姆表时应选用指针尽可能
6、在中间刻度附近的倍率挡位 便于操作 选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求 又便于调节 在调节滑动变阻器时 应使其大部分电阻线都被用到 实验实际 除以上三个因素外 还应注重实验实际 如所用的电源与打点计时器的匹配问题等 2 实物图连接的注意事项 画线连接各元件 一般先从电源正极开始 按照电路原理图依次到开关 再到滑动变阻器 按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来 再将需要并联的元件并联到电路中 连线时要将导线接在接线柱上 两条导线不能交叉 要注意电表的量程和正 负接线柱 要使电流从电表的正接线柱流入 从负接线柱流出 研透命题点 例1 1 如图4甲所示的三把游
7、标卡尺 它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分 19mm长20等分 49mm长50等分 它们的读数依次为 mm mm mm 图4 命题点一常用仪器的读数 17 7 24 85 3 18 解析题图甲中最上面图读数 主尺读数是17 游标尺读数是7 0 1mm 0 7mm 最后结果是17mm 0 7mm 17 7mm 中间图读数 主尺读数是24 游标尺读数是17 0 05mm 0 85mm 最后结果是24mm 0 85mm 24 85mm 最下面图读数 主尺读数是3 游标尺读数是9 0 02mm 0 18mm 最后结果是3mm 0 18mm 3 18mm 2 使用螺旋测微器测量金属丝的直径 示数
8、如图乙所示 则金属丝的直径是 mm 2 150 解析固定刻度示数为2 0mm 可动刻度读数为35 0 最后的读数 2 0mm 35 0 0 01mm 2 350mm 变式1 1 如图5甲所示的电表使用0 6A量程时 对应刻度盘上每一小格代表 A 图中表针示数为 A 当使用3A量程时 对应刻度盘中每一小格代表 A 图中表针示数为 A 0 02 图5 2 如图乙所示的电表使用较小量程时 每小格表示 V 图中表针的示数为 V 若使用的是较大量程 则这时表盘刻度每小格表示 V 图中表针示数为 V 8 5 0 44 0 1 2 20 0 1 1 70 0 5 变式2旋钮式电阻箱如图6所示 电流从接线柱A
9、流入 从B流出 则接入电路的电阻为 今欲将接入电路的电阻改为2087 最简单的操作方法是 若用两个这样的电阻箱 即可得到的电阻值范围为 图6 1987 将 1k 旋钮调到2 再将 100 旋钮调到0 0 19998 命题点二电阻的测量 伏安法 1 电流表的内 外接法 1 两种接法比较 2 两种电路的选择 阻值比较法 先将待测电阻的估计值与电压表 电流表内阻进行比较 若Rx较小 宜采用电流表外接法 测量值小于真实值 若Rx较大 宜采用电流表内接法 测量值大于真实值 简单概括为 大内偏大 小外偏小 临界值计算法 实验试探法 按图7所示接好电路 让连接电压表的导线P先后与a b处接触一下 如果电压表
10、的示数有较大的变化 而电流表的示数变化不大 则采用电流表外接法 如果电流表的示数有较大的变化 而电压表的示数变化不大 则采用电流表内接法 图7 2 滑动变阻器两种接法的选择 1 滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况 要求电压能从零开始变化 当待测电阻Rx R 滑动变阻器的最大阻值 时 若采用限流式接法 电路中的最小电流仍超过电路中电表 电阻的允许电流 2 滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化 通常情况下 由于限流式接法结构简单 耗能少 优先使用限流式接法 例2 2018 苏州市调研卷 为描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验室备有下列器材 A 小灯泡 额定电压6V 额定电流
11、600mA B 电流表A1 量程0 0 6A 内阻约为0 5 C 电流表A2 量程0 3A 内阻约为0 1 D 电压表V 量程0 6V 内阻约为10k E 滑动变阻器R1 0 10 2A F 滑动变阻器R2 0 100 1 5A G 直流电源E 约6V H 开关 导线若干 1 实验中电流表应选用 滑动变阻器应选用 以上均填器材代号 A1 R1 2 请用笔画线代替导线 将图8电路连接完整 图8 答案电路图如图所示 1 利用电流表半偏测的内阻方法一并联分流法 如图9 1 实验步骤 R1调至阻值最大 闭合S1 调R1的阻值使示数达满偏值 保持R1阻值不变 闭合S2 调R2使示数达满偏值的一半 同时记
12、录R2的值 Rg测 R2 半偏法 测电表内阻 拓展点1 图9 2 误差分析 闭合S2后 R2与Rg的并联值R并Ig 而此时的示数为Ig 所以IR2 Ig 所以R2 Rg 所以Rg测 Rg 只有当R1 Rg R1 R2 时 Rg测 Rg 说明 R1 Rg R1 R2为选器材提供依据 即R1应选最大阻值大的滑动变阻器 在安全范围内电源应选电动势大的 方法二串联分压法如图10所示 测量电流表的内阻 操作步骤如下 将电阻箱R的电阻调到零 闭合S 调节R0 使表达到满偏I0 保持R0不变 调节R 使表示数为 由上可得Rg R 图10 2 利用电压表半偏测的内阻方法一如图11所示 测量电压表的内阻 操作步
13、骤如下 闭合S 调节电阻箱阻值为R1时 测得表示数为U1 调节电阻箱阻值为R2时 测得表示数为 由上可得RV R2 2R1 方法二如图12所示 测量电压表的内阻 操作步骤如下 滑动变阻器的滑片滑至最右端 电阻箱的阻值调到最大 闭合S1 S2 调节R0 使表示数指到满偏刻度 断开S2 保持R0不变 调节R 使表指针指到满刻度的一半 由上可得RV R 图11 图12 例3有一只量程为3V的电压表 内阻约为5 8k 某同学要精确地测量该电压表的内阻 设计的测量电路如图13所示 其中R2为最大电阻9999 的电阻箱 R1为滑动变阻器 电源电动势为4 5V 内阻很小 实验步骤如下 按电路图连接电路 闭合
14、S2 将滑动变阻器滑片调至最左端 闭合S1 调节滑动变阻器 使电压表满偏 再打开S2 调节电阻箱 调至电压表半偏 记下电阻箱的读数 并认为此时电阻箱的电阻为该电压表的内阻 图13 1 图14中电阻箱的读数为 k 2 实验室中有两个滑动变阻器 a 最大阻值为20 额定电流为1A b 最大阻值为10k 额定电流为20mA 为了能精确测量电压表内阻 实验中应选择 滑动变阻器 填变阻器前的字母代号 3 实验中S2从闭合到断开 断开S2之前 电阻箱置于9999 断开后A B两点的电压UAB 3V 选填 或 7 5 图14 a 4 实验中由于电路设计所存在的实验误差 系统误差 导致测量值 真实值 选填 或
15、 解析电阻箱的接入使电压表与电阻箱的分压大于原来电压表的分压 则电阻箱的分压大于电压表的分压 其阻值要大于电压表的内阻 例4 2018 苏锡常镇二模 某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻 A 待测电压表 量程3V 内阻约几k B 电流表 量程0 6A 内阻约0 1 C 电池组 电动势约3V 内阻可忽略 D 滑动变阻器R0E 变阻箱R 0 9999 F 开关和导线若干 1 图15甲是某同学设计的电路 大家讨论后一致认为此电路不可行 你认为原因是 A R0阻值较小B 电流表存在内阻C 电压表无法准确读数D 电流表无法准确读数 图15 D 2 同学们改用图乙电路进行测量 设电阻箱的阻值为R 电压表
16、的示数为U 为了能根据图象求得电压表的内阻 应该作 图线 选填 R U R 或 U 3 请根据你选择的坐标轴和下表的数据 在图丙中标上合适的标度作出相应图线 答案如图所示 4 根据你所画出的图线 求出电源的电动势E V 电压表内阻RV k 结果均保留两位有效数字 3 1 2 9 3 3 2 9 2 5 3 3 实验原理如图16 1 S接1 调节R2 读出表示数为I 2 S接2 R2不变 调节电阻箱R1 使表示数仍为I 3 由以上可得Rx R1 该方法的优点是消除了表内阻对测量的影响 缺点是电阻箱的电阻R1不能连续变化 替代法测电阻 拓展点2 图16 例5 2016 江苏单科 10 小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系 已知该金属电阻在常温下的阻值约10 R随t的升高而增大 实验电路如图17所示 控温箱用以调节金属电阻的温度 实验时闭合S 先将开关K与1端闭合 调节金属电阻的温度 分别记下温度t1 t2 和电流表的相应示数I1 I2 然后将开关K与2端闭合 调节电阻箱使电流表的示数再次为I1 I2 分别记下电阻箱相应的示数R1 R2 图17 1 有以下两种电流表 实
