适用于新教材2024版高考物理一轮总复习第9章电路实验探究课10电学实验基次件课件PPT

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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之间固定的差值制成。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刻线的格数,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)。
二、常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即电表两接线柱间允许加的最大电压或电表允许通过的最大电流,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数。(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。(2)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,这时要求“ 格估读”。(3)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”。
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、进行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,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·判一判(1)0.082 cm有两位有效数字。(　√　)(2)0.92 cm与0.920 cm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。(　×　)(5)设计实验和选择器材时首先遵循安全原则,其次是准确性原则,最后才考虑操作方便性原则。(　√　)
1.游标卡尺的读数的“三看”(1)第一看→精确度。例如,甲图易错读成11 mm+3.0×0.1 mm=11.30 mm,正确读数为11.3 mm,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,区分零刻度与标尺最前端。例如,乙图易错读成13 mm+10×0.05 mm=13.50 mm,正确读数为14 mm+10×0.05 mm=14.50 mm。乙(3)第三看→游标尺的哪条(第K条)刻度线与主尺上的刻度线对齐。
2.螺旋测微器的读数要注意(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:6.700 mm、0.324 mm等。
对点演练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)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图丙、丁所示,校零时的读数为　　　　 mm,测得合金丝的直径为　　　　 mm。 
答案 (1)17.5　23.35　(2)0.003　0.642(0.640~0.644 均可)解析 (1)题图甲读数:主尺读数为17 mm,游标尺读数为5×0.1 mm=0.5 mm,最后结果为17 mm+0.5 mm=17.5 mm。题图乙读数:主尺读数为23 mm,游标尺读数为7×0.05 mm=0.35 mm,最后结果为23 mm+0.35 mm=23.35 mm。(2)由于螺旋测微器校零时有误差,估读为0.003 mm,测量后的读数为0.645 mm,去掉校零误差,可得合金丝的直径为0.642 mm。
2.(1)图甲使用0~0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表　　　　 A,图中指针示数是　　　　 A;当使用0~3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表　　　　 A,图中指针示数为　　　　 A。 (2)图乙使用较小量程时,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,图中指针示数为　　　　 V。 
(3)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。若用两个这样的电阻箱,即可得到的电阻值范围为　　　　　　。 丙
答案 (1)0.02　0.44　0.1　2.20　(2)0.1　1.70　0.5　8.5　(3)1 987　0~19 998 Ω解析 (1)使用0~0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02 A,指针示数为0.44 A;当使用0~3 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0~3 V量程时,每小格表示0.1 V,指针示数为1.70 V;使用0~15 V量程时,每小格表示0.5 V,指针示数为8.5 V。(3)电阻为1 987 Ω。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。
1.测量电路的接法——电流表的内接法、外接法(1)电流表两种接法的比较
2.控制电路的接法——滑动变阻器的限流式、分压式接法(1)滑动变阻器两种接法的比较
(2)通常情况下,由于限流式结构简单、耗能少,优先使用限流式。但以下三种情况不能使用限流式接法:①“测不全”:要求电压表能从零开始读数时,限流式接法无法获得需要的数据;②“限不住”: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;③“调不准”:当待测电阻R≫R0(滑动变阻器的最大阻值)时,限流式接法起不到调节电路电压、电流作用。
典例.某待测电阻Rx的阻值约为60 Ω,现要精确测量其电阻,实验室提供以下器材:A.电源E(电动势约为4.5 V,内阻很小)B.电压表V1(量程0~3 V,内阻约为5 kΩ)C.电压表V2(量程0~15 V,内阻约为15 kΩ)D.电流表A(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω)E.滑动变阻器R(最大阻值10 Ω,额定电流2 A)F.定值电阻R1=1 ΩG.定值电阻R2=6 ΩH.开关S及导线若干
对点演练3.某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:A.电压表(量程0~1 V,内阻约10 kΩ)B.电压表(量程0~10 V,内阻约100 kΩ)C.电流表(量程0~1 mA,内阻约30 Ω)D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.05 Ω)E.电源(电动势1.5 V,额定电流0.5 A,内阻不计)F.电源(电动势12 V,额定电流2 A,内阻不计)G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A)
(1)为使测量尽量准确,电压表选用　　　　,电流表选用　　　　,电源选用　　　　。(均填器材的字母代号) (2)请在方框内画出测量Rx阻值的实验电路图。
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)其真实值,原因是　  　。答案 (1)B　C　F　(2)见解析图　(3)大于　电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压