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1、2022版高考物理一轮复习 第8章 恒定电流 微专题9 电学实验基础教案2022版高考物理一轮复习 第8章 恒定电流 微专题9 电学实验基础教案年级：姓名：- 15 -微专题九电学实验基础 常用仪器的使用与读数1螺旋测微器的原理和读数(1)原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5 mm，而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格，测微螺杆前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 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。(2)读数：测量值(mm)固定刻度读数(注意半毫米刻线是否露出)可动刻度读数(
2、估读一位)。2游标卡尺的原理和读数(1)原理：利用主尺的分度值与游标尺的分度值的差值制成。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的长度少1 mm。(2)读数：若用x表示由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线对齐的游标尺上的格数，则记录结果表达为xK精确度。3常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可。(1)03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。(2)对
3、于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。(3)对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到分度值的一半0.01 A。(1)如图所示的三把游标卡尺，它们的游标卡尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为_ mm，_ mm，_ mm。甲乙丙(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图丁所示，则金属丝的直径是_ mm。丁(3)图戊使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_ A，图中表针示数是_ A；当使用3 A量
4、程时，对应刻度盘上每一小格代表_ A，图中表针示数为_ A。图己使用较小量程时，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。戊己(4)旋钮式电阻箱如图庚所示，电流从接线柱A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2 087 ，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_。庚解析(1)图甲读数：整毫米是17，不足1毫米数是60.1 mm0.6 mm，最后结果是17 mm0.6 mm17.6 mm。图乙读数：整毫米是23，不足1毫米数是170.05 mm0.85 mm，最后结果是
5、23 mm0.85 mm23.85 mm。图丙读数：整毫米是3，不足1毫米数是90.02 mm0.18 mm，最后结果是3 mm0.18 mm3.18 mm。(2)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为16.0，最后的读数：2.0 mm16.00.01 mm2.160 mm。(3)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A。电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V。(4)电阻为
6、1 987 。最简单的操作方法是将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 ，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是29 999 19 998 。故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为019 998 。答案(1)17.623.853.18(2)2.160(3)0.020.440.12.200.11.700.58.5(4) 1 987将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0019 998 对于基本仪器，正确读数必须注意以下三点(1)要注意量程。(2)要弄清所选量程对应的每一大格和每一小格所表示的值。(3)要掌握基本仪器的读数原则。最小刻度是“
7、1”的仪器，要求读到最小刻度后再往下估读一位；最小刻度是“2”和“5”的仪器，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。1某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示。该工件的直径为_cm，高度为_mm。甲乙解析游标卡尺的主尺读数为1.2 cm，游标尺上第4个刻度线和主尺上某一刻度线对齐，所以游标尺读数为40.05 mm0.20 mm0.020 cm，所以最终读数为：1.2 cm0.020 cm1.220 cm。螺旋测微器的固定刻度为6.5 mm，可动刻度为36.00.01 mm0.360 mm，所以最终读数为6.5 mm0.360 mm6.860
8、 mm。答案1.2206.860(6.8586.862均正确)2某同学设计的可调电源电路如图(a)所示，R0为保护电阻，P为滑动变阻器的滑片，闭合电键S。用电压表测量A、B两端的电压：将电压表调零，选择03 V挡，示数如图(b)，电压值为_V。在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P应先置于_端。要使输出电压U变大，滑片P应向_端滑动。若电源电路中不接入R0，则在使用过程中，存在_的风险(选填“断路”或“短路”)。(a)(b)解析读数为1.30 V；接通电路前，应该使滑片置于A端，使用电器两端的电压为0，这样才能保证外电路安全；要增大外电路电压，需要使滑片滑向B端；如果电路中不接入保护电
9、阻，可能造成电流过大，可调电源内电路出现断路现象，无法对外输出电压。答案1.30AB断路 电流表的内、外接法1电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRARx，测量值大于真实值R测Rx，测量值小于真实值适用条件RARxRVRx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻2.两种接法的选择(1)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；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内小外”。(2)临界值计算法Rx时，用电流表内接法。(3)实验试探法按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱
10、P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则应采用电流表外接法；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，则应采用电流表内接法。(2020全国卷T22)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 k，电流表内阻为0.5 ，该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O 、P两点之间，另一种是跨接在O 、Q两点之间，测量得到如图(b)所示的两条UI图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。(a)回答下列问题：(1)图(b)中标记为的图线是采用电压表跨接在_(填“O 、P ”或“O 、Q ”)两点的方案测
11、量得到的。(b)(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线_(填“”或“”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为_(保留1位小数)。(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为_(保留1位小数)。解析(1)当用电流表内接法时，测量值为Rx1RxRARx，当用电流表外接法时，测量值为Rx2Rx，图(b)中图线的斜率较小，所以应为使用电流表外接法测量的结果，即电压表跨接在O、P间测量得到的。(2)由图线可得Rx约为50.0 ，可知Rx，所以用电流表内接法测量的结果误差较小，即由图线得到的结果更接近待测电阻的真实值，测量结果Rx150.5 。(3)
12、因为Rx1RxRA，所以RxRx1RA50.0 。答案(1)O、P(2)50.5(3)50.01用内阻为3 000 的电压表和内阻为10 的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60 V，电流表的示数都是0.2 A，则R1的测量值为_ ，真实值是_ ，R2的测量值为_ ，真实值是_ 。甲乙解析题图甲：电阻R1的测量值R1测300 ，真实值R1真R1测RA290 ；题图乙：电阻R2的测量值R2测300 ，真实值R2真333.3 。答案300290300333.32在测定某金属的电阻率实验中：图1图2图3(1)某学生进行了如下操作：利用螺旋测微器测金属丝直径d，如图1所示，则d_ m
13、m。测量金属丝电阻Rx的电路图如图2所示，闭合开关S，先后将电压表右侧接线端P接a、b点时，电压表和电流表示数如表1所示。该学生认真观察到两次测量中，电流表的读数几乎未变，发生这种现象的原因是_，比较合理且较准确的金属丝电阻Rx测_ (保留两位有效数字)，从系统误差角度分析，Rx的测量值与其真实值Rx真比较，Rx测_Rx真(选填“”“”或“”)。U(V)I(A)接线端P接a1.840.15接线端P接b2.400.15表1U(V)I(A)接线端P接a2.560.22接线端P接b3.000.20表2(2)另一同学找来一恒压电源，按图3的电路先后将接线端P分别接a处和b处，测得相关数据如表2所示，该同学利用该数据可算出Rx的真实值为_ 。解析(1)由题图所示螺旋测微器可知，螺旋测微器示数为1.5 mm20.40.01 mm1.704 mm。由表中实验数据可知，电压表接a、b两点时，电流表示数不变，电压表示数变化较大，说明电压表内阻很大，电压表分流很小，几乎为零，电流表分压较大，电流表应采用外接法，接线端P应接a点，金属丝电阻Rx测 12 ；电流表采用外接法，由于电压表分流作用，电流表的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，金属丝电阻测量值小于真实值。(2)由表中实验数据知，RA，则RxRA13 。答案(1)1.704电压表内阻远大于金属丝电阻，电压表分流几乎为零12(2)1
