【物理】2018届一轮复习人教版电学实验基础学案

【物理】2018届一轮复习人教版电学实验基础学案

第45课时　电学实验基础(实验提能课)‎ 一、游标卡尺和螺旋测微器 ‎1.游标卡尺 ‎(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)精度：对应关系为10分度‎0.1 mm,20分度‎0.05 mm,50分度‎0.02 mm。‎ ‎(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的格数，则记录结果表达为(x＋K×精度)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‎0.5 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)。‎ ‎[例1]　(1)如图甲、乙所示的两把游标卡尺，它们的游标尺分别为‎9 mm长10等分、‎19 mm长20等分，则读数依次为________ mm、________ mm。‎ ‎(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图丙所示，则金属丝的直径是________ mm。‎ ‎[解析]　(1)题图甲读数：整毫米是17，不足1毫米数是5×‎0.1 mm＝‎‎0.5 mm ‎，最后结果是‎17 mm＋‎0.5 mm＝‎17.5 mm。‎ ‎ 题图乙读数：整毫米是23，不足1毫米数是7×‎0.05 mm＝‎0.35 mm，最后结果是‎23 mm＋‎0.35 mm＝‎23.35 mm。‎ ‎(2)固定刻度示数为‎2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为14.0，最后的读数：‎2.0 mm＋14.0×‎0.01 mm＝‎2.140 mm。‎ ‎[答案]　(1)17.5　23.35　(2)2.140‎ ‎(1)游标卡尺不需要估读，读数结果10分度为××.×mm一位小数，20分度和50分度为××.××mm两位小数，换算单位时只需要移动小数点，最后一位数字即使是0也不能抹掉。‎ ‎(2)螺旋测微器需要估读，读数结果为×.×××mm三位小数，需要特别注意半毫米刻度线是否露出。‎ 二、电流表的内接法与外接法 ‎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＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV 电阻 测量值 ‎ R测＝＝Rx＋RA>Rx，测量值大于真实值 R测＝＝ 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。‎ ‎[例2]　(2014·全国卷Ⅱ)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为 200 Ω，电压表 的内阻约为2 kΩ，电流表的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示，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________(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]　根据题意知 >，电压表的分流作用较显著，故采用电流表内接法得到的Rx1更接近待测电阻的真实值。题图甲的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1>Rx真；题图乙的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故 Rx2750‎ ‎ Ω，则滑动变阻器应选择3 000 Ω的。‎ ‎(3)由题图所示电路图可知，图中的d点与接线柱c相连时，闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1，若电表指针不动，则损坏的电阻是R2。‎ 答案：(1)15　35　(2)300　3 000　(3)c ‎6．某同学通过实验描绘一个标有“3 V,0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，现有电源(电动势6 V，内阻不计)、电流表A0(0～500 μA，内阻1 000 Ω)、定值电阻R、开关和导线若干，其他可供选用的器材如下：‎ A．电流表(0～250 mA，内阻约为5 Ω)‎ B．电流表(0～‎0.6 A，内阻约为0.2 Ω)‎ C．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流‎1.0 A)‎ D．滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流‎0.2 A)‎ ‎(1)为了测定小灯泡上的电压，可以将电流表A0串联定值电阻的阻值R＝________Ω，将其改装成一个量程为3.0 V的电压表。‎ ‎(2)为减小测量误差并便于操作，实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。(选填器材前的字母)‎ ‎(3)如图甲是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请补充完成图甲中实物间的连线。‎ ‎(4)某同学在实验中测出9组对应的数据，已在图乙坐标中描出相应的点，请在图中作出小灯泡的伏安特性曲线，如果将这个小灯泡接到电动势为3.0 V、内阻为5.0 Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是______ W(结果保留两位有效数字)。‎ 解析：(1)根据欧姆定律可得Ig(Rg＋R)＝3 V，代入数据解得R＝5 000 Ω。‎ ‎(2)小灯泡的额定电流为I＝＝A＝‎0.2 A，故应选择电流表A，滑动变阻器采用较小的便于操作，故选C。‎ ‎(3)需要电压从零开始，故采用滑动变阻器的分压接法，电流表的内阻和小灯泡的内阻相接近，故采用电流表的外接法，如图所示。‎ ‎(4)伏安特性曲线如图所示。在同一坐标系内作出电源的UI图像；两图像的交点坐标值是该电源给灯泡供电时灯泡两端电压与通过灯泡的电流，由交点可知，U＝2.2 V，I＝‎0.16 A，故P＝UI＝0.35 W。‎ 答案：(1)5 000　(2)A　C　(3)见解析图　(4)见解析图　0.35(0.34～0.36均正确)‎