高中物理二轮复习第20讲专题9C电学实验(知识要点、例-1例2-例.ppt

专题九 物理实验 1 1电学实验部分要求掌握的知识点有： (1)测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器) (2)描绘小电珠的伏安特性曲线 (3)测定电源的电动势和内阻 (4)练习使用多用电表 (5)传感器的简单使用 2 2电学实验的特点 (1)考纲要求掌握的五个电学实验都是电学中的测 量性实验这些实验以电学基本知识为依据，要 求学生掌握电学仪器的使用，电路的简单设计， 电学量的测量和数据的处理、误差分析等，在实 验内容中有很重要的地位 (2)电学实验是高考考查的重要内容，近几年高考 几乎每年都涉及有时侧重于电学仪器的选用和 读数，有时侧重于电路的设计，有时还侧重于数 据的处理和误差分析等，因此复习时要引起足够 的重视 3 1长度测量仪器 (1)游标卡尺的使用： 读数方法：先在主尺上读出整毫米数N，然后看游 标上的第n条刻度与主尺上某刻度线对齐，则被测长 度L为：L=N+nd(单位为毫米)其中d为游标卡尺的 测量精度，卡尺上有标出的亦可通过下面方法求得 ：d=主尺最小分度值游标尺的最小分度值或d=主尺 最小分度值(1mm)/游标尺的分度数 注意事项：(a)使用时，应先弄清卡尺的测量精度 (b)读数时，要注意主尺示数和游标示数的统一，测量 结果没有估计数字(c)能识别及消除零误差 4 附表：常见的几种游标卡尺的比较 0.02mm +几厘米 1mm50格49mm 0.02m m 50分尺 0.05mm +几厘米 1mm20格19mm 0.05m m 20分尺 0.1mm +几厘米 1mm10格9mm0.1mm10分尺 测量范围 主尺 最小 分度 最小分度值分度数刻度总长 游标尺 精度名称 mm=0.98mm mm=0.95mm mm=0.9mm 5 (2)螺旋测微器(千分尺)使用 读数：被测长度L=固定刻度值(毫米、半毫米 值)+可动刻度值+估计值(1位) 注意：(a)读数时注意判断半毫米刻度是否已露 出，最后结果要估读一位数，即使固定刻度的零点 正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应 读取为“0” (b)测量时，当测微螺杆快靠近待测物体时，应停 止使用粗调旋钮，改用微调旋钮，以便保护仪器和 测量准确 6 (c)当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与 固定刻度零点不相重合，将出现零误差，应加以 修正 (d)使用千分尺测同一长度时，一般应反复测量几 次，取其平均值作为测量结果 7 【例1】有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm， 游标上有20个小的等分刻度用它测量一工件的长度 ，如图921 所示图示的读数是_mm. 8 【解析】此图经过了二级放大由一级放大图可知工 件的长度约在1011cm之间，再由二级放大图仔细看 游标上的零刻线所对主尺的刻线位置，由主尺读出测 量的整毫米数：L1=104mm(主尺上所标数值的单位为 cm)；再看游标上的哪一条刻线与主尺上的某一刻线 对齐，由游标读出毫米以下的小数从二级放大图中 可以看出，游标上零刻线右侧的第一条刻线与主尺上 的刻线对得最齐，游标上共20个分度，每个分度代表 0.05mm，所以游标上的读数为L2=0.05mm.故所测该 工件的长度L=L1+L2=104.05mm. 答案：104.05mm 9 【同类变式1】(2009.宁夏)某同学用游标卡尺测量一 圆柱体的长度l，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d ，示数如图922. 由图可读出l=_cm， d=_mm. 10 【解析】 游标卡尺的读数 l=22mm+0.1mm5=22.5mm=2.25cm； 螺旋测微器的读数 d=6.5mm+0.01mm36.0=6.860mm. 答案：2.25, 6.860 11 2灵敏电流表、直流电流表和电压表 (1)灵敏电流表：用作改装成电流表、电压表、欧姆 表等电学仪表的表头 主要参数：使用时，一般要知道仪表的几个重要 参数：满偏电流Ig(一般为几十微安几十毫安) 内电阻Rg(一般为几十欧几千欧)满偏电压Ug(可 由Ug=IgRg求出，一般为毫伏级) 12 (2)直流电流表和电压表 灵敏电流表的测量量程(Ig和Ug)是较小的，实 际应用中通常要通过扩大量程的方法把表头改 装成电流表和电压表 【改装的原理】电流表：利用并联电阻分流 的原理在表头两端并联上一小阻值电阻改装 而成如图923 所示(电流量程扩大到n倍时，电 压的量程仍为Ug) 13 图923 14 电压表：利用串联电阻分压的原理在表头一端串 联上一高阻值电阻改装而成如图924 所示(电压量程 扩大到n倍时，电流量程仍为Ig) 图924 15 (3)电流表、电压表的读数规则 电流表量程一般有两种0.10.6A,03A；电 压表量程一般有两种03V,015V.如图925 所 示 图925 16 因为同一个电流表、电压表有不同的量程，因此 ，对应不同的量程，每个小格所代表的电流、电压值 不相同，所以电流表、电压表的读数比较复杂，测量 值的有效数字位数比较容易出错下面是不同表，不 同量程下的读数规则： 电压表、电流表若用03V、03A量程，其最 小刻度(精确度)分别为0.1V、0.1A，为10分度仪表读 数，读数规则较为简单，只需在精确度后加一估读数 即可 17 电压表若用015V量程，则其最小刻度为0.5V， 为2分度仪表读数，所读数值小数点后只能有一位小 数，也必须有一位小数读数应为 V=0.1V的 整数倍 电流表若用00.6A量程，则其最小刻度为0.02A ，为5分度仪表读数，其读数规则与015V电压表 相似，所读数值小数点后只能有两位小数，也必须有 两位小数如上图所示，电流表读数为0.17A.读数应 为 A=0.01A的整数倍 18 【例2】如图926 所示，03A挡电流表的读数为 _ A；015V电压表的读数为_V. 图926 19 【解析】 03A挡电流表的最小刻度值为0.1A，故 图中读数为1.77A.015V电压表的最小刻度值为0.5V ，图中读数为10.8V. 答案：1.77A 10.8V. 20 【同类变式2】如图926 中，00.6A挡电流表读数 _A, 03V 挡电压表读数_V. 【解析】00.6A挡电流表最小刻度值为0.02A，故 读数为0.35A；03V挡电压表最小刻度为0.1V，读 数为2.16V. 21 3描绘小电珠的伏安特性曲线 小电珠的电阻率会随温度的升高而增大，当电珠 两端电压较低时，电珠的功率很小，灯丝温度不变， 电阻率几乎不变，伏安特性曲线是一条直线；当电珠 两端电压较大(接近额定电压)时，电珠的功率较大，灯 丝温度升高，电阻率增大，伏安特性曲线不再是直线 ，而是如图927 甲所示 22 图927 为了使电珠两端的电压能从较低开始调节，供 电部分应用分压器电路，如图927 乙所示 23 【例3】 一般情况下，导体的电阻会随着温度的改 变而改变某同学研究了一白炽灯两端的电压与电 流的关系，得出如下一组数据： 请回答下列问题： I/A00.040 0.072 0.094 0.116 0.156 0.182 U/V00.751.381.802.303.204.30 I/A0.195 0.210 0.220 0.230 0.248 0.264 0.280 U/V5.006.107.208.3010.30 12.30 14.30 24 (1)在图928 甲的方格纸中画出电流和电压的关系图线 图928 25 (2)实验过程中用到下列器材(图928 乙中给出)：直 流电源、滑动变阻器(最大值为30)、电压表(量程 15V，内阻约104)、电流表(量程0.6A，内阻约 0.01)，以及开关一只，导线若干请按实验要求连 接图928 乙所给实物图 (3)从图线和实验数据均可看出，当该灯泡两端的电 压大于3.2V时，灯泡的阻值会发生明显的改变通常 我们把小于3.2V的图线区域叫做线性区域，大于3.2V 的图线区域叫做非线性区域当该灯泡正常发光时， 其电压值是在线性区域，还是在非线性区域，为什么 ？ 26 【解析】(1)图略 (2)先确定电流表是内接电路还是外接电路电流较 小时，RL变化不大，可看做定值，当I=0.040A时， RL1= 可见满足电流表内接要求：RARL；当电流增 大，RL增大，同样满足是RARL，所以电流表应内 接 27 再确定变阻器采用限流还是分压因为白炽灯两 端的电压是从零开始变化的，故滑动变阻器应采用 分压式电路实物连线如下图所示. 28 (3)由表中数据可知白炽灯额定电压远大于3.2V，所 以白炽灯正常发光时，电压值在非体性区域 答案：(1)选定坐标，描点画图(图略) (2)滑动变阻器采用分压式接法，电流表内接法 (3)非线性区域 29 【点评】连接实物图的基本方法 (1)画出实验电路图 (2)分析各元件连接方式,明确电表量程及+、接线 柱 (3)画线连接各元件，一般先