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）

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。‎