专题14 电学中仪器的使用及基本电路的选择(精讲)2019年高考物理双基突破(二)

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专题14 电学中仪器的使用及基本电路的选择(精讲)2019年高考物理双基突破(二)

‎                 ‎ 突破一 电流表、电压表的读数及使用 ‎1.两种电表的电路结构及读数方法 电流表 电压表 符号 参数 量程:0~0.6 A,0~3 A 内阻:小于1 Ω 量程:0~3 V,0~15 V内阻:3 kΩ,15 kΩ 电路 结构 读数 方法 视线垂直于刻度盘表面,一般都需估读,0~3 A量程下的精确度是0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。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。‎ 视线垂直于刻度盘表面,一般都需估读,0~3 V量程下的精确度是0.1 V,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。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,即读到0.1 V..‎ ‎2.两种电表的使用技巧 ‎(1)机械零点的调整:在不通电时,指针应指在零刻线的位置。‎ ‎(2)选择适当量程:估算电路中的电流或电压,指针应偏转到满刻度的以上。若无法估算电路中的电流和电压,则应先选用较大的量程,再逐步减小量程。‎ ‎(3)正确接入电路:电流表应串联在电路中,电压表应并联在电路中,两种表都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。‎ 电表 所选量程 测量值 ‎0~3 V ‎0~15 V ‎0~3 A ‎0~0.6 A ‎(4)正确读数:根据所选量程的准确度,正确读出有效数字和单位。‎ ‎(5)注意内阻:电流表和电压表一方面作为仪器使用,同时又是被测电路中的一个电阻,实验中没有特别要求时,一般不考虑它们的内阻对电路的影响,但有些测量中,不能忽视它们的内阻对被测电路的影响,如伏安法测电阻等。‎ ‎【题1】分别读出下表中的电压表和电流表的示数,并填在表格中。‎ ‎【答案】2.14 V 10.7 V 0.80 A 0.16 A ‎【题2】图甲是学生实验用的两个量程的电流表刻度盘,当用“+”和“0.6”两接线柱时,能测量的最大电流是____A,对应刻度盘上每一小格代表____A,图中表针示数为____A。当使用电流表“+”和“3”两个接线柱时,对应刻度盘上每一小格代表____A,图中表针示数为____A。图乙为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘,当使用较小量程时,测量电压最大值不得超过________V,每小格表示________V;图中指针示数为________V。若使用的是较大量程时,则表盘刻度每小格表示________V;图中指针示数为________V。‎ ‎【答案】0.6 0.02 0.48 0.1 2.40 3.0 0.1 1.70 0.5 8.5‎ ‎【解析】电流表和电压表的读数 ‎ (1)若刻度盘上每一小格为:1,0.1,0.001…时,需估读到最小刻度值的下一位。‎ ‎(2)若刻度盘上每一小格为:0.2,0.02,0.5,0.05…时,只需估读到最小刻度值的位数。 ‎ ‎【题6】现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ,其阻值Rx≈0.5 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A。现有如下器材可供选择:‎ 电流表A(量程0.6 A,内阻约为0.6 Ω)‎ 电压表V(量程3 V,内阻约为3 kΩ)‎ 待测的电阻丝Rx(阻值约为0.5 Ω)‎ 标准电阻R0(阻值5 Ω)‎ 滑动变阻器R1(5 Ω,2 A)‎ 滑动变阻器R2(200 Ω,1.5 A)‎ 直流电源E(E=6 V,内阻不计)‎ 开关S、导线若干 ‎(1)图甲为四位同学分别设计的“测量部分”的电路,你认为合理的是________。‎ ‎(2)实验中滑动变阻器应该选择________(选填“R1”或“R2”),并采用________接法。‎ ‎(3)根据你在(1)、(2)中的选择,在图乙上完成实验电路的连接。‎ ‎(4)某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻丝的电阻率的表达式为ρ=________。‎ ‎(5)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,其中某一次测量结果如丙图所示,其读数应为________。‎ ‎【答案】(1)C (2)R1 分压 (3)见解析图 (4)() (5)1.205 mm(1.203 mm~1.207 mm均正确)‎ ‎(2)滑动变阻器若选用R2限流接法,电流调控范围小,操作不便,所以应选择R1,并采用分压接法。‎ ‎(3)根据测量电路图和滑动变阻器的分压式接法,实物连线如图所示。‎ ‎(4)待测电阻Rx=-R0,由电阻定律有Rx==,联立解得ρ=()。‎ ‎(5)螺旋测微器的读数为1 mm+0.01×20.5 mm=1.205 mm。 ‎ ‎【题7】某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。‎ ‎(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图(a)和图(b)所示,长度为________ cm,直径为________ mm。‎ ‎(2)按图(c)连接电路后,实验操作如下:‎ ‎(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;‎ ‎(b)将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”),将S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1 280 Ω;‎ ‎(3)由此可知,圆柱体的电阻为________ Ω。‎ ‎【答案】(1)5.01 5.315 (2)(a)大 (b)大 (3)1 280‎ ‎(2)(a)为了保护电流表,在接通电路之前,要使电路中的总电阻尽可能大,然后慢慢减小电路中的电阻。‎ ‎(b)为使电路电流较小,使电流表示数逐渐变大,电阻箱阻值也应先调至最大。‎ ‎(3)将S1闭合,S2拨向接点1时,其等效电路图如图甲所示。‎ ‎【题8】某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系,设计并完成了有关的实验,以下是实验中可供选用的器材。‎ A.待测小灯泡,额定功率6 W,额定电流0.5 A;‎ B.电流表,量程0~0.6 A,内阻0.1 Ω;‎ C.电压表,量程0~5 V,内阻约5 kΩ;‎ D.电压表,量程0~15 V,内阻约15 kΩ;‎ E.滑动变阻器,最大阻值50 Ω;‎ F.滑动变阻器,最大阻值1 kΩ;‎ G.直流电源,电动势15 V,内阻可忽略;‎ H.开关一个,导线若干 实验中调节滑动变阻器,小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化,从而测出小灯泡在不同电压下的电流。‎ ‎(1)实验中为较准确测量、方便调节,电压表应选用________,滑动变阻器应选用________(填写仪器符号)。‎ ‎(2)请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图。‎ ‎(3)如图所示是该研究小组测得小灯泡的IU关系图线。由图线可知,小灯泡灯丝电阻随温度的升高而__________(填“增大”“减小”或“不变”);当小灯泡两端所加电压为6 V时,其灯丝电阻值约为________Ω。(保留两位有效数字)‎ ‎(4)若不考虑电表内阻的影响,得到的是上面的I-U关系图线。但由于电表存在内阻,实际测得的伏安特性曲线比上面的I−U关系图线位置偏________(选填“高”或“低”)。‎ ‎【答案】(1)D E (2)见解析图 (3)增大 15 Ω (4)高 ‎(2)滑动变阻器用分压接法,同时因灯泡内阻较小,故电流表采用外接法。原理图如图所示:‎ ‎(3)由题图所示图像可知,随灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流增大,电压与电流的比值增大,灯泡电阻增大;由题图所示图像可知,灯泡两端电压为6 V时,通过灯泡的电流为0.40 A,则灯泡电阻R== Ω=15 Ω。‎ ‎(4)因为采用电流表外接法,由于电压表的分流,使电流表示数偏大,则测量值的I−U图像中电流应偏大,故图像偏高。‎
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