实验11　电学实验基础-2027版高考物理一轮复习

物理实验11电学实验基础目录12基础自主落实课前

自检自测·回归教材

能力探究突破课中课堂互动·考教衔接基础

自主落实课前

自检自测·回归教材

一、游标卡尺和螺旋测微器1.游标卡尺(1)原理:利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度。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同样多的小等分刻度少1mm。(2)常见3种游标卡尺的精确度

刻度格数(分度)102050精确度(可准确到)0.1mm0.05mm0.02mm(3)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刻线的格数,则记录结果表达为(x+K×精确度)mm。2.螺旋测微器(1)原理:测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮每旋转一周,测微螺杆前进或后退0.5mm,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0.01mm,即用螺旋测微器测量可准确到0.01mm。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)。

三、电学实验设计的“三原则”及实物连线的“三注意”1.电学实验设计的“三原则”(1)安全性原则:设计方案时,应安全可靠,不会对仪器、器材造成损坏。(2)精确性原则:实验误差应控制在误差允许的范围之内,尽可能选择误差较小的方案。(3)简便性原则:设计实验应便于操作、读数、数据处理及实验者观察。2.实物连线的“三注意”(1)连线顺序:画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次连接起来,其次将要并联的元件并联到电路中去。(2)避免交叉:连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉。(3)“正、负”接线柱:要注意电表的量程和正、负接线柱接法,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。易错辨析(1)0.082cm有两位有效数字。(

)(2)0.92cm与0.920cm含义是一样的。(

)(3)多测几次求平均值可减小系统误差。(

)(4)实验中选择电表时为了保证器材安全,一定要选择大量程的电表。(

)√×××考点一常用仪器的使用与读数能力探究突破课中

课堂互动·考教衔接1.游标卡尺读数的“三看”(1)第一看→精确度。例如,下图易错读成11mm+3.0×0.1mm=11.30mm,正确读数为11.3mm,游标卡尺不需估读,后面不能随意加零,也不能随意去零。(2)第二看→游标尺上的0刻度线位置,区分零刻度线与游标尺的轮廓线。例如,下图易错读成13mm+11×0.05mm=13.55mm,正确读数为14mm+11×0.05mm=14.55mm。(3)第三看→游标尺的哪条刻度线与主尺上的刻度线对齐。2.螺旋测微器读数的注意事项(1)半毫米刻度线是否露出;(2)一定要估读一位;(3)如果以mm为单位记录读数,小数点后一定是三位数字,如6.700mm、0.324mm等。例1

如图所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分,它们的读数依次为

mm,

mm,

mm。

17.723.853.18解析

题图甲:主尺读数为17

mm,游标尺读数为7×0.1

mm=0.7

mm,最后结果是17

mm+0.7

mm=17.7

mm。题图乙:主尺读数为23

mm,游标尺读数为17×0.05

mm=0.85

mm,最后结果是23

mm+0.85

mm=23.85

mm。题图丙:主尺读数为3

mm,游标尺读数为9×0.02

mm=0.18

mm,最后结果是3

mm+0.18

mm=3.18

mm。例2

甲、乙两个螺旋测微器的示数如图所示,其读数分别为

mm、

mm。

0.4000.645解析

题图甲:固定尺读数+可动尺读数=0+40.0×0.01

mm=0.400

mm。题图乙:固定尺读数+可动尺读数=0.5

mm+14.5×0.01

mm=0.645

mm。

例3(1)图甲所示的电流表使用0.6A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3A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)图乙所示的电压表使用较小量程时,每小格表示

V,图中指针的示数为

V。

若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示

V,图中表针指示的是

V。

0.020.440.12.200.11.400.57.0解析

(1)电流表使用0.6

A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02

A,指针的示数为0.44

A;当换用3

A量程时,每一小格为0.1

A,指针示数为2.20

A。(2)电压表使用3

V量程时,每小格表示0.1

V,指针示数为1.40

V;使用15

V量程时,每小格为0.5

V,指针示数为7.0

V。考点二伏安法测电阻的接法1.电流表两种接法的比较

比较项目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电阻测量值适用条件RA≪RxRV≫Rx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻

(3)试触法:如图所示,把电压表的可动接线端分别试接b、c两点,观察两电表的示数变化,若电流表的示数变化明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,应选用内接法;若电压表的示数有明显变化,说明电流表的分压作用对电路影响大,应选用外接法。例4

小李在实验室测量一电阻R的阻值。因电表内阻未知,用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U1=1.65V,电流表的示数如图乙所示,其读数I1=

A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为U2=1.75V,I1=0.33A。由此可知应采用电流表

(选填“内”或“外”)接法。

0.34外

考点三滑动变阻器的两种连接方式1.两种连接方式对比项目限流接法分压接法对比说明电路图

串、并联关系不同负载R上电压调节范围(不计电源内阻)0≤U≤E分压电路调节范围大闭合S前触头位置B端A端都是为了保护电路元件2.滑动变阻器两种接法的选择原则(1)两种电路均可使用的情况下,优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单、耗能低。(2)必须采用分压法的三种情况①电表量程小。若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。②滑动变阻器的阻值小。当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用)。③实验要求电压能从零开始调节,要求电压(电流)测量范围尽可能大,则必须采用分压电路。

例5

请同学设计一个测量电阻的电路,待测电阻Rx阻值约为15Ω。要求用U-I图像来处理数据,滑动变阻器可在较大范围内调节。可供选择的器材如下:A.电流表A1,量程100mA,内阻rA1=12Ω;B.电流表A2,量程2mA,内阻rA2=200Ω;C.电压表V1,量程10V,内阻rV1≈15kΩ;D.电压表V2,量程3V,内阻rV2≈10kΩ;E.保护电阻R0约20Ω;F.滑动变阻器R,最大阻值10Ω,额定电流为1A;G.电池组,电动势12V,内阻很小;H.开关及导线若干。(1)电流表应选

,电压表应选

(填器材前面的字母序号)。

(2)设计电路时,电流表应采用

(选填“内接”或“外接”)法,滑动变阻器应采用

(选填“分压”或“限流”)接法。根据所设计的实验电路,用笔画线代替导线连接实物图。

AD内接分压(3)若在