第10章 专题强化(十一) 电学实验基础(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考物理高三一轮总复习高效讲义

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 一轮总复习 多媒体课件 专题强化(十一)　电学实验基础 备考目标 1.掌握常用仪器的读数方法。 2.理解测量电路与控制电路的选择方法。 3.会根据电路原理图连接实验器材。 题型一 常用仪器的读数 题型二 测量电路和控制电路的选择 题型三 实验器材的选取和实物图的连接 专题强化（十一） 一、游标卡尺 1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)，游标尺与深度尺是一个整体(如图所示)。 2．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。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其读数见下表： 刻度格数 (分度) 刻度总 长度 每小格与 1 mm的差值 精确度 (可准确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 3.读数：若用x表示从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尺的格数，则记录结果为(x＋k×精确度) mm。 [注意]对于游标卡尺，无论哪种规格，读数(x＋k×精确度)mm中的k值不需要向后估读一位。 二、螺旋测微器 1．构造：如图所示，螺旋测微器的测砧固定刻度是固定在尺架上的；可动刻度、旋钮、微调旋钮是与测微螺杆连在一起的，通过精密螺纹套在固定刻度上。 2．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。 3．读数 (1)测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。 (2)测量值(mm)＝固定刻度(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、电压表、电流表 1．量程选择 选择合适量程：使得测量时的指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的，但又不能超过量程。 电表使用“三注意” (1)使用前应先进行零点调整(机械调零)。 (2)红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔。 (3)红表笔接电势高处，黑表笔接电势低处，即电流从红表笔进表，从黑表笔出表。 2．电表估读 (1)最小分度是“1，0.1，0.01，…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的下一位)。 (2)最小分度是“2，0.2，0.02，…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位)。 (3)最小分度是“5，0.5，0.05，…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位)。 【例1】 (1)如图所示的三把游标卡尺A、B、C，它们的游标尺分别为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)读出下面各螺旋测微器的读数，甲________mm，乙________mm，丙________mm。 解析：(1)游标卡尺A：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。 游标卡尺B：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。 游标卡尺C：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。 (2)甲：(4＋3.9×0.01) mm＝4.039 mm； 乙：(1＋10.0×0.01) mm＝1.100 mm； 丙：(3＋0.5＋1.5×0.01) mm＝3.515 mm。 答案：(1)17.7　23.85　3.18　(2)4.039　1.100　3.515 【例2】 (1)电流表量程一般有两种：0～0.6 A，0～3 A；电压表量程一般有两种：0～3 V，0～15 V。如图甲、乙所示： ①甲接0～3 V量程时读数为________V。 ②甲接0～15 V量程时读数为________ V。 ③乙接0～3 A量程时读数为________ A。 ④乙接0～0.6 A量程时读数为________ A。 (2)旋钮式电阻箱如图丙所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________Ω。今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 若用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为________________。 解析：①刻度盘上每一小格为0.1 V，读数为1.88 V。 ②刻度盘上每一小格为0.5 V，读数为9.4 V。 ③刻度盘上每一小格为0.1 A，读数为0.80 A。 ④刻度盘上每一小格为0.02 A，读数为0.16 A。 (2)电阻为1 987 Ω。 最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。 每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω，故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω。 答案：(1)①1.88　②9.4　③0.80　④0.16 (2)1 987　将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0　0～19 998 Ω 1．电流表的内、外接法 (1)两种接法比较 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 R测＝＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真实值 R测＝＝<Rx 测量值小于真实值 适用条件 RA≪Rx RV≫Rx 适用于测量 大阻值电阻 小阻值电阻 (2)电流表两种接法选择 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，用电流表外接法；Rx>时，用电流表内接法。 ③试触法：按下图所示接好电路，让电路电压表的导线P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有很大变化，而电流表的示数变化不大，说明电流表分压更明显，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有很大变化，而电压表的示数变化不大，说明电压表分流更明显，则可采用电流表内接法。 2．滑动变阻器的两种连接方式 (1)滑动变阻器两种接法的对比 比较项目 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(不计电源阻) ≤U≤E 0≤U≤E 分压电路调节范围大 负载R上电流调范围(不计电源内阻) ≤I≤ 0≤I≤ 分压电路调节范围大 闭合S前滑片位置 b端 a端 都是为了保护电路元件 (2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况 ①要求电压表能从零开始读数。 ②当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时。 ③若采用限流式接法，电路中最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。 (3)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化，通常情况下，由于限流结构简单、耗能少，优先使用限流接法。 【典例】 (2024·内蒙古包头模拟)物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值，可用器材有：电压表(量程为15 V，内阻约为5 000 Ω)，电流表(量程为0.6 A，内阻为5 Ω)，电源E(电动势为12 V，内阻不计)，滑动变阻器R的最大值为10 Ω，定值电阻R0的阻值为15 Ω，开关S，导线若干。(R0、Rx、R、电流表、电压表、电源、开关等仪器均无断路和短路，导线无断路) (1)将图甲所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图，要求电流表和电压表的示数从零开始变化。 (2)连接电路后，闭合开关，逐渐移动滑片，发现电流表始终没有示数，电压表示数逐渐增大最终接近电源电压， 则出现该现象的原因可能是____________________________。 (3)该电路R0的作用是_______________________________________________ ______________________________________________________________________。 (4)测出多组数据，作出IU图像，如图乙所示，则Rx阻值为______Ω。 解析：(1)因待测电阻Rx的电阻和电流表的内阻都较小，为保护电路，应将定值电阻R0与它们串联，又要求电流表和电压表的示数从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，由于电流表的内阻已知，故电流表采用内接法，故实验电路的原理如图所示。 (2)出现该现象的原因可能是R0与Rx之间接线处断路。 (3)由(1)分析可知该电路中R0的作用是：①保护电路；②增大电压表读数范围，降低读数误差。 (4)根据IU图像可知斜率为k＝＝ Ω－1＝，代入数据解得Rx＝4 Ω。 答案：(1)见解析图　(2)R0与Rx之间接线处断路(Rx与电流表之间接线处断路等其他答案均可，说仪器断路或者短路均不对) (3)①保护电路　②增大电压表读数范围，降低读数误差(能描绘出保护电路意思和方便读数即可)　(4)4 1．仪器选择的技巧 (1)电压表、电流表：不超过量程，且要超过满偏刻度的。有时也可以从测量数据来确定选择的电表。 (2)滑动变阻器：分压选阻值小且不超过其额定电流的滑动变阻器，限流选阻值为待测电阻2～3倍的滑动变阻器。电流半偏法测电阻，滑动变阻器选阻值大的。 (3)定值电阻：若用于电表改装，阻值与改装后的量程匹配，若用于保护电路，应使电流表、电压表读数在满偏刻度的以上。 2．实物连线的“4”注意 (1)连线顺序：画线连接各种元件，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，按顺序以单线连接的方式将干路中串联的元件依次串联起来，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，要使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出。 (4)滑动变阻器的接法：限流接法，导线分别连接到上、下接线柱上(一上一下两个接线柱)；分压接法，导线分别连接到上边一个接线柱和下边两个接线柱上(一上两下三个接线柱)。 【典例】 某同学通过实验测量一个阻值约为5 Ω的定值电阻。可供使用的器材如下： A．待测电阻Rx≈5 Ω B．双量程电流表A，量程A1为0.6 A，内阻约为0.6 Ω；量程A2为3 A，内阻约为0.12 Ω C.双量程电压表V，量程V1为15 V，内阻约为15 kΩ；量程V2为3 V，内阻约为3 kΩ D．滑动变阻器R，总电阻为10 Ω E．直流电源E，电动势为3 V，内阻不计 F．开关S，导线若干 (1)用伏安法测量该定值电阻阻值时，应当选择电流表________(选填“A1”或“A2”)，选择电压表________(选填“V1”或“V2”)。 (2)请根据所设计的测量电路图，将图甲所示实物图连接完整(滑动变阻器采用限流接法)。 (3)某次测量的电表示数如图乙所示，其中电压表示数为__________ V，电流表示数为__________ A。 (4)根据上述所测量的实验数据，计算得待测电阻Rx＝________Ω(计算结果保留3位有效数字)。 解析：(1)由于电源的电动势为3 V，因此电压表选择量程为3 V，即选V2，待测电阻约为5 Ω，则电路中最大电流为0.6 A，因此电流表选择量程为0.6 A，即选A1。 (2)由于≫，因此应采用电流表外接法，具体实物图如图所示。 (3)由题图乙可知，电压表读数为1.73 V，电流表读数为0.32 A。 (4)根据测量的实验数据，计算得待测电阻为Rx＝≈5.41 Ω。 答案：(1)A1　V2　(2)见解析图　(3)1.73 0．32　(4)5.41 $$