(新高考)高考物理一轮复习课件第8章第3讲《电学实验基础》(含解析)

恒定电流第八章第3讲电学实验基础主干梳理 对点激活0.5 0.01 0.01 0.01 游标尺游标尺 0.1 0.05 0.02 0.1 0.1 0.5 0.02 考点细研 悟法培优1.游标卡尺读数注意事项游标卡尺读数注意事项(1)看清精确度看清精确度如如图图a所所示示，易易读读错错成成11 mm40.1 mm11.40 mm，正正确确的的读读数数应为应为11.4 mm，游标卡尺不需要估读，后面不能随意加零或去零；，游标卡尺不需要估读，后面不能随意加零或去零；如如图图b所所示示，易易读读错错成成10 mm120.05 mm10.6 mm，正正确确的的读读数数应为应为10.60 mm。(2)主尺上的单位为厘米主尺上的单位为厘米主主尺尺上上标标识识的的1、2、3等等数数字字通通常常是是指指厘厘米米，读读数数时时应应将将毫毫米米和和厘厘米米分分清清，游游标标卡卡尺尺主主尺尺上上的的最最小小刻刻度度是是1 mm。如如图图c所所示示，易易读读错错成成5 mm40.05 mm5.20 mm，正确的读数应为，正确的读数应为50 mm40.05 mm50.20 mm。(3)区分零刻度与游标尺最前端区分零刻度与游标尺最前端如如图图d所所示示，易易读读错错成成13 mm100.05 mm13.50 mm，正正确确的的读读数数应为应为14 mm100.05 mm14.50 mm。2螺旋测微器的读数需要估读螺旋测微器的读数需要估读最最后后一一位位数数字字为为估估读读数数字字，读读数数和和记记数数时时估估读读位位为为有有效效数数字字的的最最后后一一位。位。如如图图e所所示示，固固定定刻刻度度示示数数为为2.0 mm，不不足足半半毫毫米米的的部部分分从从可可动动刻刻度度上读得示数为上读得示数为15.0，最后的读数为：，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。例例1(1)有有一一金金属属材材料料制制成成的的圆圆柱柱形形物物体体，当当用用游游标标卡卡尺尺来来测测它它的的截截面面直直径径d时时，示示数数如如图图甲甲所所示示，则则d_ mm。然然后后利利用用伏伏安安法法测测量量该该物物体体的的电电阻阻，此此时时电电压压表表和和电电流流表表的的示示数数如如图图乙乙、丙丙所所示示，则则金金属属物物体体两端的电压为两端的电压为U_ V，流过该物体的电流为，流过该物体的电流为 I_ A。30.50 2.25 0.42(2)在在测测量量一一根根粗粗细细均均匀匀合合金金丝丝电电阻阻率率的的实实验验中中，利利用用螺螺旋旋测测微微器器测测定定合金丝直径的过程如图丁所示，校零时的读数为合金丝直径的过程如图丁所示，校零时的读数为_ 0.007(0.0050.008均可均可)mm，合金丝的直径为，合金丝的直径为_ mm。0.638(0.6360.640均可均可)尝试解答尝试解答 变变式式1(1)某某学学生生用用螺螺旋旋测测微微器器测测量量不不同同金金属属导导线线的的直直径径，其其示示数数如如图图a、b、c所示，该金属导线的直径读数为：所示，该金属导线的直径读数为：a_ mmb._ mmc._ mm4.592(4.5914.594均可均可)1.880(1.8791.881均可均可)8.600(8.5998.601均可均可)(2)用用游游标标尺尺为为50分分度度的的游游标标卡卡尺尺测测量量某某工工件件的的长长度度时时，示示数数如如图图d所所示，则测量结果应该读作示，则测量结果应该读作_ mm。10.40(3)正确读出图中各表的读数：正确读出图中各表的读数：如如图图e，接接03 V量量程程时时读读数数为为_ V；接接015 V 量量程程时时读读数数为为_ V。如如图图f，接接03 A量量程程时时读读数数为为_ A；接接00.6 A 量量程程时时读读数数为为_ A。2.18 10.8 0.80 0.16 解析解析(1)a.读数读数4.5 mm9.20.01 mm4.592 mmb读数读数1.5 mm38.00.01 mm1.880 mmc读数读数8.5 mm10.00.01 mm8.600 mm。(2)读数读数10 mm200.02 mm10.40 mm(3)读数读数2.18 V，读数，读数10.8 V。读数读数0.80 A，读数，读数0.16 A。解析解析 1.电表的接法电表的接法(1)电流表内、外接法的比较电流表内、外接法的比较(2)两种电表接法的选择两种电表接法的选择阻阻值值比比较较法法：先先将将待待测测电电阻阻的的估估计计值值与与电电压压表表、电电流流表表内内阻阻进进行行比比较，若较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。较大，宜采用电流表内接法。(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况要求电压表能从零开始读数，或要求电压要求电压表能从零开始读数，或要求电压(或电流或电流)变化范围足够大。变化范围足够大。当待测电阻当待测电阻RxR(滑动变阻器的最大阻值滑动变阻器的最大阻值)时。时。若若采采用用限限流流式式接接法法，电电路路中中的的最最小小电电流流仍仍超超过过电电路路中中电电表表等等元元件件的的允许电流。允许电流。3常见的电阻测量方法常见的电阻测量方法(1)伏安法伏安法伏伏安安法法测测电电阻阻是是电电学学实实验验的的基基础础，它它渗渗透透在在电电学学实实验验的的各各个个环环节节中中，如测未知电阻、测电阻率、测电表内阻等。如测未知电阻、测电阻率、测电表内阻等。特特点点：大大内内大大，小小外外小小(测测大大电电阻阻时时应应用用内内接接法法，测测量量值值比比真真实实值值大大；测小电阻时应采用外接法，测量值比真实值小测小电阻时应采用外接法，测量值比真实值小)。(2)伏伏法测电阻伏伏法测电阻(电压表的灵活选用电压表的灵活选用)已已知知内内阻阻的的电电压压表表可可作作电电流流表表使使用用，在在缺缺少少合合适适的的电电流流表表的的情情况况下下，常用电压表代替电流表使用常用电压表代替电流表使用(如图甲如图甲)，这是设计电路中的高频考点。，这是设计电路中的高频考点。(3)安安法测电阻安安法测电阻(电流表的灵活选用电流表的灵活选用)已已知知内内阻阻的的电电流流表表可可作作电电压压表表使使用用，在在缺缺少少合合适适的的电电压压表表的的情情况况下下，常用电流表代替电压表使用常用电流表代替电压表使用(如图乙如图乙)，这是电学设计电路的高频考点。，这是电学设计电路的高频考点。(4)用用“替代法替代法”测电阻测电阻实验原理实验原理(如图所示如图所示)实验步骤实验步骤S先先与与2相相接接，记记录录的的示示数数，再再与与1相相接接，调调节节R值值使使示示数数与与原原值值相相等等，则则RxR。说明说明a对对的的要要求求，只只要要有有刻刻度度且且不不超超过过量量程程即即可可，与与指指针针位位置置是是否否超超量量程程无关，因为电流表示数不参与运算。无关，因为电流表示数不参与运算。b也可以用一只电压表测量。也可以用一只电压表测量。说说明明：半半偏偏法法测测电电流流表表的的内内阻阻时时，只只有有当当R1RA(R1R2)时时，RA测测RA。R1RA、R1R2为为选选器器材材提提供供依依据据，即即R1应应选选阻阻值值较较大大的的电电阻阻；在在安全范围内电源应选电动势较大的。安全范围内电源应选电动势较大的。例例2(2020江江西西省省上上饶饶市市三三模模)某某物物理理兴兴趣趣小小组组想想测测定定一一个个阻阻值值大大约约为为10 k，额定电功率为，额定电功率为0.1 W的电阻的电阻Rx，现有以下实验器材可以选择：，现有以下实验器材可以选择：A电流表电流表A1(量程为量程为1 mA，内阻约为，内阻约为100)B电流表电流表A2(量程为量程为3 mA，内阻约为，内阻约为20)C电压表电压表V1(量程为量程为10 V，内阻约为，内阻约为50 k)D电压表电压表V2(量程为量程为30 V，内阻约为，内阻约为100 k)E直流电源直流电源E(电动势为电动势为9 V，内阻约为，内阻约为1)F滑动变阻器滑动变阻器R1(20，1 A)G开关、导线若干开关、导线若干(1)为为了了方方便便并并能能多多次次测测量量使使结结果果尽尽可可能能精精确确，电电流流表表应应选选_，电压表应选电压表应选_；(填器材前面的序号填器材前面的序号)(2)根据所选器材在方框内设计并画出电路图；根据所选器材在方框内设计并画出电路图；(3)若若操操作作、读读数数、计计算算均均无无误误，考考虑虑到到电电表表内内阻阻影影响响，R测测_R真真(填填“大于大于”“”“等于等于”或或“小于小于”)；(4)为为避避免免电电表表内内阻阻的的影影响响，小小组组成成员员提提出出用用新新的的器器材材设设计计另另外外的的方方案案如如图图所所示示，连连接接好好电电路路后后，闭闭合合开开关关S1，调调节节各各可可变变电电阻阻，使使得得开开关关S2由由断断开开到到闭闭合合，灵灵敏敏电电流流计计G指指针针无无偏偏转转，并并记记录录此此时时电电压压表表示示数数U和和电电流流表表示示数数I，则则待待测测电电阻阻Rx_，该该方方案案中中若若从从系系统统误误差差分分析析，R测测_R真真(填填“大于大于”“”“等于等于”或或“小于小于”)。A C 大于大于 等于等于(2)由由于于待待测测电电阻阻阻阻值值很很大大，故故电电流流表表应应该该选选择择内内接接，由由于于滑滑动动变变阻阻器器的阻值远小于待测电阻阻值，故应该采用分压式接法，电路图如图。的阻值远小于待测电阻阻值，故应该采用分压式接法，电路图如图。尝试解答尝试解答 尝试解答尝试解答 变变式式2(2020辽辽宁宁省省辽辽南南协协作作校校二二模模)某某研研究究性性小小组组在在实实验验室室找找到到一一阻阻值值未未知知的的电电阻阻Rx，用用欧欧姆姆表表粗粗略略测测量量其其阻阻值值大大约约为为2 k，该该小小组组同同学学在在实验室找到了如下的实验仪器：实验室找到了如下的实验仪器：电流表电流表A1，量程，量程1 mA，内阻约为，内阻约为50 电流表电流表A2，量程，量程300 A，内阻约为，内阻约为300 电压表电压表V1，量程，量程10 V，内阻约为，内阻约为15 k电压表电压表V2，量程，量程3 V，内阻约为，内阻约为10 k滑动变阻器滑动变阻器R，总阻值，总阻值50，额定电流为，额定电流为1 A电池组电池组E，电动势，电动势3 V，内阻很小但不能忽略，内阻很小但不能忽略开关、导线若干开关、导线若干(1)在线框中画出测量在线框中画出测量Rx阻值的电路图，要求标明各仪器符号。阻值的电路图，要求标明各仪器符号。(2)由由于于电电压压表表、电电流流表表内内阻阻未未知知，实实验验结结果果存存在在系系统统误误差差，为为了了消消除除系系统统误误差差，该该小小组组同同学学又又在在实实验验室室找找到到一一阻阻值值大大约约为为1 k的的定定值值电电阻阻R0，设计了如图所示的测量电路。设计了如图所示的测量电路。请完成下列操作过程：请完成下列操作过程：第第一一步步：先先将将滑滑动动变变阻阻器器R的的滑滑片片滑滑至至最最左左端端，单单刀刀双双掷掷开开关关S2合合向向a，然然后后闭闭合合开开关关S1，调调节节滑滑动动变变阻阻器器，使使电电压压表表和和电电流流表表的的示示数数尽尽量量大大些些(不超过量程不超过量程)，读出此时电压表和电流表的示数，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1；第二步：第二步：_。根据以上记录数据写出被测电阻根据以上记录数据写出被测电阻Rx的表达式的表达式Rx_。根据实验原理图连接好实物图。根据实验原理图连接好实物图。解析解析 解析解析 1.电学实验仪器的选择电学实验仪器的选择选选择择电电学学实实验验器器材材主主要要是是选选择择电电表表、滑滑动动变变阻阻器器、电电源源等等，一一般般要要考考虑四方面因素：虑四方面因素：(1)安安全全因因素素：通通过过电电源源、电电阻阻和和电电表表的的电电流流不不能能超超过过其其允允许许的的最最大大电电流。流。(3)便