（新课标）高考物理一轮总复习第八章第三讲电学实验基础教案.docx

第三讲电学实验基础一、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)二、游标卡尺的原理和读数1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.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与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(xK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，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.四、电流表的内接法和外接法1两种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“大内偏大，小外偏小”(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五、滑动变阻器的限流接法和分压接法1两种接法的比较内容方式限流接法分压接法电路图负载R上电压调节范围UE0UE负载R上电流调节范围I0I闭合S前触头位置b端a端2.两种接法的选择(1)两种接法的一般适用条件限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)(2)必须采用分压法的三种情况若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路(3)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低六、电路实物图连线方法1总的原则：先串后并，接线到柱，注意量程和正负2对限流电路，只需用笔画线当做导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)3对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动头的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间(注意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处)考点一基本仪器的使用和读数 (师生共研)典例1(1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为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.(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是 mm.(3)图丙使用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.图丁使用较小量程时，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.解析：(1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是70.1 mm0.7 mm，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm.中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是170.05 mm0.85 mm，最后结果是23 mm0.85 mm23.85 mm.最下面图读数：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1.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数为1.0 mm15.00.01 mm1.150 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，每小格为0.5 V，表针示数为8.5 V.答案：(1)17.7 23.853.18(2)1.150(3)0.020.440.12.200.11.700.58.511.基础仪器的使用和读数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.解析：刻度尺的最小分度为1 mm，要估读到0.1 mm.游标卡尺读数为4 mm100.02 mm4.20 mm.答案：60.104.2012.基本仪器的使用和读数分别读出下表中的电压表和电流表的示数，并填在表格中.解析：03 V的最小分度为0.1 V，读数为2.16 V；015 V的最小分度为0.5 V，读数为10.8 V；03 A的最小分度为0.1 A，读数为0.80 A；00.6 A的最小分度为0.02 A，读数为0.16 A.答案：2.16 V10.8 V0.80 A0.16 A考点二电流表在电路中内外接法的选取 (师生共研)典例2在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 ，电压表的内阻约为2 k，电流表的内阻约为10 ，测量电路中电流表的连接方式如图a或b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a和b中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则 (填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值解析：由于10，而20，可见，应采用题图a电路测量更准确，即Rx1更接近待测电阻的真实值；由于Rx1，其中R真，而UUR，IIR，则Rx1R真，即测量值Rx1大于真实值；又由于Rx2，R真，其中UUR，IIR，则 Rx2，故采用电流表内接法答案：见解析22.电流表内外接法的选取一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用如图所示甲、乙两种电路各测一次，用图甲测得的数据是3.0 V,3.0 mA.用图乙测得的数据是2.9 V，4.0 mA，由此可知，用图 测得Rx的误差较小，测量值Rx .解析：对比两次测量中电压和电流的变化量，电压的变化量为原电压的，电流的变化量为原电流的，说明电压的变化量远小于电流的变化量因此，电流表分压不明显，即电流表内阻RARx，所以采用图甲测量时误差较小，且Rx 1 000 .答案：甲1 000 考点三滑动变阻器的选择和使用 (师生共研)典例3为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 )，有以下一些器材可供选择电流表A1(量程050 mA，内阻约10 )；电流表A2(量程03 A，内阻约0.12 )；电压表V1(量程03 V，内阻很大)；电压表V2(量程015 V，内阻很大)；电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 )；定值电阻R(20 ，允许最大电流1.0 A)；滑动变阻器R1(010 ，允许最大电流2.0 A)；滑动变阻器R2(01 k，允许最大电流0.5 A)；单刀单掷开关S一个，导线若干(1)电流表应选 ，电压表应选 ，滑动变阻器应选 (填字母代号)(2)请在下面的虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图(要求所测量范围尽可能大)(3)某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx .解析：(1)首先选取唯一性器材：电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 )，定值电阻R(20 ，允许最大电流1.0 A)，单刀单掷开关S，导线电源电动势约为3 V，所以电压表选择V1(量程03 V，内阻很大)；待测电阻Rx的阻值约为30 ，流过Rx的最大电流为0.1 A100 mA，如果电流表选择A2(量程03 A，内阻约0.12 )，指针偏转很小，测量不准确，所以只能选择A1(量程050 mA，内阻约10 )；滑动变阻器R2的全值电阻太大，操作不便，所以滑动变阻器应选R1(010 ，允许最大电流2.0 A)(2)因为实验要求所测量范围尽可能大，所以滑动变阻器应采用分压接法；因为待测电阻Rx的阻值远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法；为了使流过电流表的电流不超过其最大量程，即50 mA，应给待测电阻串联一个定值电阻R，起保护作用实验原理图如图所示(3)根据欧姆定律可得RxR.答案：(1)A1V1R1(2)图见解析(3)R31.滑动变阻器的选择和使用一只小灯泡，标有“3 V06 W”字样，现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻电源电动势为12 V，内阻为1 ；最大阻值为5 的滑动变阻器；电流表的内阻为1 ；电压表的内阻为10 k；开关一个、导线若干(1)在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用 (填“内接”或“外接”)法滑动变阻器应采用 (填“分压式”或“限流式”)接法(2)在下面的虚线框内画出你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)解析：因小灯泡正常工作时的电阻约为Rx15 ，而电流表、电压表的内阻分别为1 和10 k，满足RVRx，电流表应外接；实验中因小灯泡两端电压只需3 V，而电源电动势为12 V，所以滑动变阻器应采用分压式接法答案：(1)外接分压式(2)如图所示32.滑动变阻器的选择和使用为测量“12 V5 W”的小电珠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00.6 A、03 A，内阻约为