2020版高考物理大一輪復習 第八章 專題強化九 電學實驗基礎課件 教科版.ppt

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1、,大一輪復習講義,專題強化九電學實驗基礎,,第八章恒定電流,,NEIRONGSUOYIN,內容索引,過好雙基關,研透命題點,回扣基礎知識 訓練基礎題目,細研考綱和真題 分析突破命題點,,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. 2.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.,0.5,0.01,0.01,圖1,3.讀數(shù)：測量值(mm)固定刻度

2、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2,,二、游標卡尺,,,1.構造：主尺、 (主尺和游標尺上各有一個內、外測量爪)、游標卡尺上還有一個深度尺.(如圖3所示) 2.用途：測量厚度、長度、深度、內徑、外徑.,游標尺,圖3,3.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

3、的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其規(guī)格見下表：,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.,0.1,0.05,0.02,,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允許通過的最大電壓或電流，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. (2)對于015

4、V量程的電壓表，精確度是 V，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面一位，這時要求“ 格估讀”，即讀到0.1 V. (3)對于00.6 A量程的電流表，精確度是 A，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面兩位，這時要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A.,0.1,0.1,0.5,0.02,,,研透命題點,,1.游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù) 游標卡尺的讀數(shù)應注意以下幾點 (1)看清精確度 例如(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；,,,,命題點一常用儀器的使用與讀數(shù),圖4,例如(圖5) 易錯成10 mm120.

5、05 mm10.6 mm，正確的應為10.60 mm.,圖5,(2)主尺上的單位應為厘米 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) 易錯成5 mm40.05 mm5.20 mm 正確的應為50 mm40.05 mm50.20 mm.,圖6,(3)區(qū)分零刻度與標尺最前端 例如(圖7) 易錯成13 mm100.05 mm13.50 mm 正確讀數(shù)為14 mm100.05 mm14.50 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8甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別為________cm和_____

6、_mm.,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.,圖8,60.10,4.20,例2某同學用如圖9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.,解析用螺旋測微器測小球直徑時，先轉動粗調旋鈕D使測微螺桿F靠近被測小球，再轉動微調旋鈕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.

7、01 mm6.700 mm.,圖9,D,H,G,6.700,變式1(2018湖北省武漢市部分學校起點調研)某同學利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結果如圖10甲和乙所示.該工件的直徑為_______ cm，高度為__________________________ mm.,圖10,1.220,6.860( 6.858 6.862均正確),解析游標卡尺的主尺讀數(shù)為1.2 cm，游標尺上第4個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數(shù)為40.05 mm0.20 mm0.020 cm，所以最終讀數(shù)為：1.2 cm0.020 cm1.220 cm. 螺旋測微器的固定刻度為6.5

8、 mm，可動刻度為36.00.01 mm0.360 mm，所以最終讀數(shù)為6.5 mm0.360 mm6.860 mm.,2.電壓表、電流表和變阻箱的讀數(shù) 例3(1)如圖11甲所示的電表使用0.6 A量程時，對應刻度盤上每一小格代表_____A，圖中表針示數(shù)為_____ A；當使用3 A量程時，對應刻度盤中每一小格代表____ A，圖中表針示數(shù)為_____ A.,解析使用0.6 A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02 A，表針示數(shù)為0.44 A；當使用3 A量程時，每一小格為0.1 A，表針示數(shù)為2.20 A.,圖11,0.02,0.44,0.1,2.20,(2)如圖乙所示的電表使用較小量程時，

9、每小格表示_____ V，圖中表針的示數(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，圖中表針示數(shù)為____ V.,解析電壓表使用3 V量程時，每小格表示0.1 V，表針示數(shù)為1.70 V；使用15 V量程時，每小格表示0.5 V，表針示數(shù)為8.5 V.,0.1,1.70,0.5,8.5,例4旋鈕式電阻箱如圖12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

10、為____________.,解析接入電路的電阻為1 987 ，最簡單的操作方法是將“1 k”旋鈕調到2，再將“100”旋鈕調到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 .,1 987,將“1 k”旋鈕調到2，再將“100”旋鈕調到0,019 998 ,圖12,變式2如圖13甲是學生實驗用的有兩個量程的電流表刻度盤，當用“”和“0.6”兩接線柱時，能測的最大電流是_____ A，對應刻度盤上每一小格代表_____A；圖中表針示數(shù)為_____ A；當使用電流表的“”和“3

11、”兩個接線柱時，對應刻度盤上每一小格代表____ A，圖中表針示數(shù)為_____ A.,解析結合電流表和電壓表所選量程，首先應正確讀出相應的分度值，然后根據(jù)表針所指位置和其讀數(shù)方法可得結果.,0.60,0.02,0.34,圖13,0.1,1.70,3.00,圖乙為學生實驗用的有兩個量程的電壓表刻度盤.當使用較小量程時，測量電壓最大值不得超過_____ V，每小格表示____ V，圖中指針示數(shù)為_____ V；若使用的是較大量程，則表盤刻度每小格表示____ V，圖中指針示數(shù)為____ V.,0.1,2.20,0.5,11.0,1.電壓表和電流表的內、外接法 (1)兩種接法比較,,,,命題點二關于

12、電阻的測量,(2)兩種電路的選擇 阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻進行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內接法.簡單概括為“大內偏大，小外偏小”. 臨界值計算法：,圖14,實驗試探法：按圖14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，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，則可采用電流表內接法.,例5用內阻為3 000 的電壓表和內阻為10 的電流表測電阻，在圖15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

13、的測量值為____ ，真實值是____ ，R2的測量值為_____ ，真實值是______ .,圖15,300,290,300,333.3,2.滑動變阻器兩種連接方式 (1)滑動變阻器兩種接法的對比,(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.,例6(2018天津理綜9(3))某同學用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為1

14、0 k)，除了Rx、開關S、導線外，還有下列器材供選用： A.電壓表(量程01 V，內阻約10 k) B.電壓表(量程010 V，內阻約100 k) C.電流表(量程01 mA，內阻約30 ) D.電流表(量程00.6 A，內阻約0.05 ) E.電源(電動勢1.5 V，額定電流0.5 A，內阻不計) F.電源(電動勢 12 V，額定電流2 A，內阻不計) G.滑動變阻器R0(阻值范圍010 ，額定電流2 A) (1)為使測量盡量準確，電壓表選用___，電流表選用____，電源選用____.(均填器材的字母代號),B,C,F,解析若電源選用E，則通過Rx的最大電流為0.15 mA，電流表選用C

15、還達不到半偏，故電源應選用F.電壓表內阻應盡可能與被測電阻阻值相差大一些且接近電源電壓，故電壓表選用B.由此可知電路中的電流約為1 mA，故電流表選用C.,(2)在虛線框內畫出測量Rx阻值的實驗電路圖.,答案見解析圖,解析因為待測電阻阻值較大，所以電流表應采用內接法.因為滑動變阻器的阻值很小，若采用限流接法接入電路起不到多大的限流作用，所以滑動變阻器應采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示.,(3)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__________ __________________________

16、_______________________.,解析因為電流表采用內接法，電壓表測出的電壓為Rx與電流表串聯(lián)后兩端電壓，U測U實，而R ，所以R測R實.,大于,電壓表的,讀數(shù)大于待測電阻兩端的實際電壓(其他表述正確也可),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.,,,,命題點三電表改裝問題,例7(2018全國卷22)某同學組裝一個多用電表.可選用的器材有：微安表頭(量程100 A，內阻900 )；電阻箱R1(阻值范圍0999.9 )；電阻箱R2(阻值范圍099

17、999.9 )；導線若干. 要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表，在此基礎上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表.組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋.,圖16,回答下列問題： (1)在圖16虛線框內畫出電路圖并標出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱.,答案見解析圖,解析如圖所示.,(2)電阻箱的阻值應取R1_____，R2______.(保留到個位),解析接a時改裝成量程為1 mA的電流表，有 IgRg(IIg)R1 解得R1100 接b時改裝成量程為3 V的電壓表，有 UIgRgIR2 解得R22 910 .,100,2 910,變

18、式3(2018江西省十所省重點高中二模)實驗室中有一塊量程較小的電流表G，其內阻約為1 000 ，滿偏電流為100 A，將它改裝成量程為1 mA、 10 mA的雙量程電流表.現(xiàn)有器材如下： A.滑動變阻器，最大阻值50 ； B.滑動變阻器，最大阻值50 k； C.電阻箱，最大阻值9 999 ； D.電池，電動勢3.0 V，內阻不計； E.電池，電動勢4.5 V，內阻不計； F.單刀單擲開關S1和S2，單刀雙擲開關S3及導線若干.,圖17,(1)采用如圖17甲所示電路測量電流表G的內阻，為提高測量精確度，選用的滑動變阻器為___，選用的電池為___(填器材前的字母序號)；采用此種方法，電流表G內

19、阻的測量值____真實值(填“”“”或“”).,解析此為半偏法測量電流表的內阻，滑動變阻器選用阻值較大的B，電池選用電動勢較大的E.因閉合S2時，電路中總電阻變小，總電流變大，通過電流表G的電流為 ，則通過R的電流大于 ，則RRg，即測量值偏小.,B,E,,(2)如果在步驟(1)中測得電流表G的內阻為900 ，將電流表G改裝成雙量程電流表，設計電路如圖乙所示，則在此電路中R1____ ，R2___ .,解析當量程為10 mA時，根據(jù)歐姆定律：Ig(RgR2)(IIg)R1；當量程為1 mA時，根據(jù)歐姆定律：IgRg(IIg)(R1R2)；代入數(shù)據(jù)解得：R110 ，R290 .,10,90,1.

20、電學實驗儀器的選擇 選擇電學實驗器材主要是選擇電表、滑動變阻器、電源等，一般要考慮四方面因素： (1)安全因素：通過電源、電阻和電表的電流不能超過其允許的最大電流. (2)誤差因素：選用電表量程應考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時，其指針應偏轉到滿偏刻度的 以上；使用歐姆表時應選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位. (3)便于操作：選用滑動變阻器時應考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實驗要求，又便于調節(jié).在調節(jié)滑動變阻器時，應使其大部分電阻線都被用到.,,,,命題點四實驗器材的選取與實物圖連接,(4)實驗實際：除以上三個因素外，還應注重實驗實際，如所用的電源與打點計時器的

21、匹配問題等. 2.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.,例8(2018四川省第二次“聯(lián)測促改”)為測量某微安表G(量程200 A，內阻大約2 200 )的內阻，有以下器材可供選擇： A.電壓表(03 V)； B.電壓表(015 V)； C.滑動變阻器(010 )； D.滑動變阻器(01 k)； E

22、.電源E(電動勢約為6 V) F.電阻箱RZ(最大阻值為9 999 ) 開關S一個，導線若干. (1)按圖18甲所示電路圖將乙圖中的實物連線.,圖18,答案如圖,解析根據(jù)電路圖，實物連線如圖所示,(2)實驗過程為：合上開關S，先調節(jié)R使電壓表讀數(shù)為U，再調節(jié)電阻箱(此時電壓表讀數(shù)幾乎不變)，使微安表指示為滿偏，記下此時電阻箱阻值為R18 056 ； 然后再調節(jié)R，使電壓表讀數(shù)為 U，再調節(jié)電阻箱(此時電壓表讀數(shù)幾乎不變)，使微安表指示為滿偏，記下此時電阻箱阻值為R2(如圖19所示).,A,C,圖19,電壓表應選____，滑動變阻器應選_____.(填字母代號) 電阻箱的讀數(shù)R2______ ，

23、待測微安表的內阻Rg______ .,4 653,2 153,解析因為電源電動勢約為6 V，B電壓表量程太大，故電壓表選A，但操作時，需注意不能超過A電壓表的量程.要使調節(jié)電阻箱時電壓表讀數(shù)幾乎不變，微安表內阻應遠大于滑動變阻器阻值，故滑動變阻器選C；由題圖可知，電阻箱的讀數(shù)R24 653 ；,聯(lián)立解得，待測微安表的內阻Rg2 153 .,變式4(2018山東省青島市模擬)在做“測定金屬絲的電阻率”的實驗時，需要對金屬絲的電阻進行測量，已知金屬絲的阻值Rx約為1 ，某同學用伏安法對金屬絲的阻值進行比較精確的測量，這位同學想使電壓表和電流表示數(shù)變化范圍盡可能的大.可供選用的器材有： 電源E：電動勢3 V，內阻不計； 電流表A：量程0.3 A，內阻約為1 ； 電壓表V：量程3 V，內阻約為10 k； 滑動變阻器R：最大電阻值為5 ； 定值電阻兩個：R110 ，R2100 ； 開關一個，導線若干. (1)根據(jù)上述條件，實驗時定值電阻應選用____(填“R1”或“R2”)；,R1,圖20,(2)根據(jù)實驗要求在圖20所示實物圖中補齊所需連線；,答案如圖所示,(3)閉合開關前應將滑動變阻器的滑片置于___端(填“a”或“b”)； (4)若在上述實驗中，電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，則金屬絲的阻值 Rx的計算表達式為Rx________.,a,