2022届高考物理一轮复习专题七电学实验基础学案新人教版

word 文档 - 1 - / 13 专题七 电学实验基础 实验溯本求源 一、螺旋测微器的使用 1．构造：如图 1 所示 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 0.5 mm，即旋钮 D 每旋转 一周，F 前进或后退 0.5 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 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． 3．读数：测量值(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)×0.01 (mm)．如图 2 所示，固定刻度示数为 2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可 动刻度上读的示数为 15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm. 二、游标卡尺 1．构造：主尺，游标尺 (主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)，游标尺上还有一个深 度尺(如图 3 所示)． word 文档 - 2 - / 13 2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径． 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 1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有 10 个的、20 个的、50 个的，其读数 见下表： 刻度格数 (分度) 刻度总 长度 每小格与 1 mm 的差值 精确度 (可准确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 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. 三、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，即指针指到最大刻度时电表两 接线柱间允许加的最大电压或电表允许通过的最大电流，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)0～3 V 的电压表和 0～3 A 的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是 0.1 V word 文档 - 3 - / 13 和 0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位． (2)对于 0～15 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， 这时要求“ 格估读”，即读到 0.1 V. (3)对于 0～0.6 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”，即读到最小刻度的一半 0.01 A. 热点题型探究 热点一 常用仪器的使用与读数 师生共研 题型 1|游标卡尺的读数 1．第一看→看清精确度 例如(下图) 易错成 11 mm＋4×0.1 mm＝11.40 mm 正确的应为 11.4 mm，游标卡尺不需要估读，后面不能随意加零或去零． 2．第二看→游标尺上的 0 刻度线位置，区分零刻度线与标尺最前端．例如(下图) 易错成 13 mm＋10×0.05 mm＝13.50 mm word 文档 - 4 - / 13 正确读数为 14 mm＋10×0.05 mm＝14.50 mm. 3．第三看→主尺上的单位 主尺上标识的 1、2、3 等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主 尺上的最小刻度是 1 mm.例如(下图) 易错成 5 mm＋4×0.05 mm＝5.20 mm 正确的应为 50 mm＋4×0.05 mm＝50.20 mm. 例 1 某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直 径分别为________cm 和________mm. 题型 2|螺旋测微器的读数 例 2 某同学用如图甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动________到 F 靠近小 球，再转动______到 F 夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动________(填仪器部件字母 符号)使 F 固定后读数．正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是 ________mm. word 文档 - 5 - / 13 题型 3|电流表、电压表的读数 例 3 (1)图甲使用 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 量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为 ________A. (2)图乙使用较小量程时，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. 题型 4|电阻箱的读数 例 4 旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱 A 流入，从 B 流出，则接入电路的电阻为 ________ Ω . 今 欲 将 接 入 电 路 的 电 阻 改 为 2 087 Ω ， 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 X 围为 ________________． word 文档 - 6 - / 13 练 1 读出下图中游标卡尺(50 分度)与螺旋测微器、电流表、电压表的读数． (1)________mm；(2)________mm；(3)________A；(4)________V. 练 2 (1)某同学用游标卡尺的________(选填“内测量爪”“外测量爪”或“深度尺”)测得 一玻璃杯的内高，如图甲所示，则其内高为________cm. (2)该同学随后又用螺旋测微器测得玻璃杯的玻璃厚度如图乙所示，则厚度为________mm. (3)该同学用螺旋测微器测得一小球直径如图丙所示，正确读数后得小球直径为 1.731 mm，则 a＝________，b＝________. 考点二 测量电路与控制电路的选择 师生共研 word 文档 - 7 - / 13 题型 1|电压表和电流表的内、外接法 (1)两种接法比较 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压 U 测＝Ux＋UA 电压表分流 I 测＝Ix＋IV 电阻测量值 R 测＝ 测 测 ＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真实值 R 测＝ 测 测 ＝ 时，用电流表内接法． ③实验试探法：按图所示接好电路，让连接电压表的导线 P 先后与 a、b 处接触一下，如 果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；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，则可采用电流表内接法． word 文档 - 8 - / 13 例 5 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻 Rx 约为 200 Ω，电压表 V 的内阻约为 2 kΩ， 电流表 A 的内阻约为 10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或乙所示，结果由公式 Rx ＝ 计算得出，式中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数．若将图甲和图乙中电路测得的电阻 值分别记为 Rx1 和 Rx2，则________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量 值 Rx1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值 Rx2________(选填“大于”“等 于”或“小于”)真实值． 题型 2|控制电路的选择 例 6 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除了标有“6 V 1.5 W”的小灯泡、 导线和开关外，还有： A．直流电源 6 V(内阻不计) B．直流电流表 0～3 A(内阻 0.1 Ω以下) C．直流电流表 0～300 mA(内阻约为 5 Ω) D．直流电压表 0～15 V(内阻约为 15 kΩ) E．滑动变阻器“10 Ω 2 A” F．滑动变阻器“1 kΩ 0.5 A” 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次． (1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(均用序号表示) word 文档 - 9 - / 13 (2)试按要求在虚线框(图甲)中画出电路图． (3)根据电路图将图乙中所示器材连成实验电路． 练 3 为测量“12 V 5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材： 电源(12 V，内阻不计)； 电流表(量程 0～0.6 A、0～3 A，内阻约为 0.2 Ω)； 电压表(量程 0～3 V、0～15 V，内阻约为 15 kΩ)； 滑动变阻器(0～20 Ω，允许最大电流 1 A)； 开关一个，导线若干． 实验要求加在小灯泡上的电压可从零开始调节． (1)如图所示的四个电路图中你认为最合适的是________(填选项前的字母)． (2)在本实验中，电流表的量程可选________． word 文档 - 10 - / 13 练 4 某同学用伏安法测定待测电阻 Rx 的阻值(约为 10 kΩ)，除了 Rx、开关 S、导线外， 还有下列器材供选用： A．电压表(量程 0～1 V，内阻约为 10 kΩ) B．电压表(量程 0～10 V，内阻约为 100 kΩ) C．电流表(0～1 mA，内阻约为 30 Ω) D．电流表(0～0.6 A，内阻约为 0.05 Ω) E．电源(电动势 1.5 V，额定电流 0.5 A，内阻不计) F．电源(电动势 12 V，额定电流 2 A，内阻不计) G．滑动变阻器 R0(阻值 X 围 0～10 Ω，额定电流 2 A) (1)为使测量尽量准确，电压表选用________，电流表选用________，电源选用________．(均 填器材的字母代号) (2)画出测量 Rx 阻值的实验电路图． (3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________ 其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是______________________． 专题七 电学实验基础 热点题型探究 例 1 解析：刻度尺的分度值为 1 mm，要估读到 0.1 mm.游标卡尺读数为 4 mm＋10 ×0.02 mm＝4.20 mm. word 文档 - 11 - / 13 例 2 解析：用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗调旋钮 D 使测微螺杆 F 靠近被测小 球，再转动微调旋钮 H 使测微螺杆 F 夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮 G 使 F 固定后读数，读数为 6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm. 答案：DHG 例 3 解析：(1)使用 0.6 A 量程时，刻度盘上的每小格为 0.02 A，表针示数为 0.44 A； 当使用 3 A 量程时，每小格为 0.1 A，表针示数为 2.20 A. (2)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， 每小格为 0.5 V，表针示数为 8.5 V. 例 4 解析：电阻为 1 987 Ω.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 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻 是 2×9 999 Ω＝19 998 Ω.故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值 X 围为 0～19 998 Ω. 答案：1 987 将“×1 k”旋钮调到 2，再将“×100”旋钮调到 0 0～19 998 Ω 练 2 解析：(1)因需测量的是玻璃杯的内高即深度，所以要用游标卡尺的深度尺测量， 根据图甲可知，游标卡尺主尺上的整毫米数为 100 mm，游标尺的精确度为 0.1 mm，且第 3 条刻度线(不计 0 刻度线)与主尺上的刻度线对齐，则玻璃杯的内高为 100 mm＋0.1 mm×3 word 文档 - 12 - / 13 ＝100.3 mm＝10.03 cm.(2)螺旋测微器的读数规则：测量值＝固定刻度读数(注意半毫米刻度 线是否露出)＋精确度(0.01 mm)×可动刻度读数(一定要估读)，由图乙可知玻璃厚度为 2.5 mm＋0.01 mm×26.0＝2.760 mm.(3)因 1.731 mm＝1.5 mm＋0.01 mm×23.1，由螺旋测 微器读数规则知 a＝20，b＝0. 答案：(1)深度尺 10.03 (2)2.760 (3)20 0 例 5 解析： RV Rx ＝ 2 000 Ω 200 Ω ＝10， Rx RA ＝ 200 Ω 0 Ω ＝20，故 RV Rx < Rx RA ，应该采用电流表内接法，即图甲 接法．由“大内偏大，小外偏小”的结论可知，电流表内接时测量值 Rx1 大于真实值，外接时 测量值 Rx2 小于真实值． 答案：Rx1 大于 小于 例 6 解析：(1)小灯泡的额定电流为 0.25 A，其电阻约为 24 Ω，故为精确测量，电流 表选 C；为方便调节，滑动变阻器选 E. (2)小灯泡内阻较小，故电流表采用外接法，小灯泡两端的电压要求从零开始调节，故滑 动变阻器采用分压式接法．电路图如图甲所示． (3)实物图连接可以根据分压式接法先把滑动变阻器下面两个接线柱直接连在电源和开关 两端，再考虑小灯泡和电流表串联的一端接在滑动变阻器的上接线柱上，另一端接在电源没 有接开关的那个接线柱上，最后连接电压表．(要注意电流进出电表必须正进负出)． word 文档 - 13 - / 13 答案：(1)C E (2)(3)图见解析 练 3 答案：(1)A (2)0～0.6 A 练 4 解析：(1)若电源选用 E，则通过 Rx 的最大电流为 0.15 mA，电流表选用 C 还达不 到半偏，故电源应选用 F.电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且接近电源电压，故 电压表选用 B.由此可知电路中的电流约为 1 mA，故电流表选用 C. (2)因为待测电阻阻值较大，所以电流表应采用内接法．因为滑动变阻器的阻值很小，若 采用限流接法接入电路起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应采用分压接法，实验电路 图如图所示． (3)因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为 Rx 与电流表串联后两端电压，U 测>U 实， 而 R＝ U I ，所以 R 测>R 实． 答案：(1)B C F (2)见解析图 (3)大于 电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其他表述正确也可)