2020届高考物理课标版二轮复习训练题：中档防错8八、电表读数与实物图连接易错分析 Word版含解析
展开www.ks5u.com八、电表读数与实物图连接易错分析
(一)电表读数
1.电压表和电流表
(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度是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,即读到0.1 V。
(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”,即读到最小刻度的一半0.01 A。
2.欧姆表读数
(1)测电阻时,电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。
(2)测电压和电流时,如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01、0.001等,读数时应读到最小刻度的下一位,若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、0.002等,或5、0.5、0.05、0.005等,读数时只读到与最小刻度位数相同即可,并按二分之一或五分之一估读,即把最小刻度分成二等份或五等份,观察判断指针靠近哪一个等分线,进而估读到该等分线对应的数值。
(3)注意事项
欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘
①左∞右0:电阻无限大与电流、电压零刻度重合,电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合。
②刻度不均匀:左密右疏。
③欧姆挡是倍率挡,即读出的示数再乘以挡上的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。在不知道待测电阻的估计值时,应先从中等倍率开始试测,指针偏角太小,换大倍率挡;指针偏角太大,换小倍率挡。
④欧姆表的读数:待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率。为了减小读数误差,指针应指表盘到的部分,即中央刻度附近。
典例1 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,图中表针示数是 A;当使用0~3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数为 A。
②图乙使用较小量程时,每小格表示 V,图中表针的示数为 V。若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示 V,图中表针示数为 V。
③旋钮式电阻箱如图所示,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,即可得到的电阻值范围为 。
答案 ①0.02 0.44 0.1 2.20 ②0.1 1.70 0.5 8.5 ③1987 将“×1 k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0 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,表针示数为0.44 A;当使用0~3 A量程时,每一小格为0.1 A,表针示数为2.20 A。
②电压表使用0~3 V量程时,每小格表示0.1 V,表针示数为1.70 V;使用0~15 V量程时,每小格表示0.5 V,表针示数为8.5 V。
③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。
典例2 (2017课标Ⅲ,23,9分)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆×100 Ω挡。
图(a)
图(b)
(1)图(a)中的A端与 (填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是 (填正确答案标号)。
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1+R2= Ω,R4= Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为 ;若此时B端是与“3”相连的,则读数为 ;若此时B端是与“5”相连的,则读数为 。(结果均保留3位有效数字)
答案 (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1.10×103 Ω 2.95 V
解析 (1)为了确保电表“红”进“黑”出,A端应与“黑”色表笔相连接。
(2)R6应是欧姆挡的欧姆调零电阻,故B项正确。
(3)当换挡开关接2时,为直流电流1 mA挡,满足IgRg=(I-Ig)(R1+R2),得R1+R2=160 Ω。
当换挡开关接4时,为直流电压1 V挡,则满足U=I(R并+R4),R并=120 Ω,得R4=880 Ω。
(4)若B端与“1”相连,则为直流电流2.5 mA挡,由1/5估读法可得读数为1.47 mA。若B端与“3”相连,则为欧姆×100 Ω挡,可得读数为1.10×103 Ω。若B端与“5”相连,则为直流电压5 V挡,可得读数为2.95 V。
反思总结
电表的读数是经常出错的点,关键是掌握读数规则,分析清楚读数原理,避免出错。
(二)实物图连接
1.仪器选择的一般步骤
(1)首先选择唯一性的器材。
(2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表)。
(3)估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下,结合已知器材的规格,确定实验电路和实验器材。
2.实物图连线的基本原则
(1)对限流式电路,一般是从电源的正极开始,把电源、开关、滑动变阻器以及测量电路顺次连接起来即可。
(2)对分压式电路,应先将电源、开关和滑动变阻器的全部电阻用导线连接起来,然后在滑动变阻器上金属杆两端的接线柱中任选一个,依据电路中电流的流向将测量电路部分连接起来即可。
典例3 为了精确测量一电阻的阻值Rx,现有以下器材:蓄电池组E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,电阻箱RP,开关S1、S2,导线若干。某实验小组设计了如图甲所示的电路,实验的主要步骤如下:
a.闭合S1,断开S2,调节R和RP,使电流表和电压表的示数适当,记下两表示数分别为I1、U1;
b.保持S1闭合、RP阻值不变,闭合S2,记下电流表和电压表示数分别为I2、U2。
(1)按图甲所示的电路图连接图乙所示的实物图。
(2)被测电阻的阻值Rx= (用两电表的示数表示)。
(3)由于电流表、电压表都不是理想电表,则被测电阻的阻值Rx的测量值 真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
甲
乙
答案 (1)见解析图 (2) (3)等于
解析 (1)如图所示
(2)由题意易知RP=,又RP、Rx并联的阻值为R并=,又+=,联立解得Rx=。
(3)若考虑电流表和电压表不是理想电表,则在分析时应考虑电压表的内阻,即在第(2)问的分析中表示的就是RP和RV并联时的总电阻,结合后面的分析可知此时Rx的测量值仍等于真实值。
典例4 (2017课标Ⅱ,23,9分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA,内阻大约为2 500 Ω)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 Ω,另一个阻值为2 000 Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 Ω);电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
图(a)
图(b)
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为 Ω(填“20”或“2 000”)。
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的 端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势 (填“相等”或“不相等”)。
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2 601.0 Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 Ω(结果保留到个位)。
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: 。
答案 (1)如图所示 (2)①20 ②左 ③相等
④2 550 (3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程
解析 本题考查实物连接、电阻的测量、器材的选取。
(2)①R1为分压电阻,为了有效控制测量电路,故选20 Ω的小电阻;
②为了保护微安表,开始R1的滑片C应滑到左端,使微安表示数为零;
③当B与D的电势相等时,IDB=0,S2闭合前后电路的电阻不变,导致微安表的示数不变;
④设R2中电流为I1,Rz中电流为I2,当φB=φD时
URz1=UR2左,URg=UR2右
即I2·Rz1=I1R2左,I2Rg=I1R2右
得=
当Rz与微安表对调时,有=
故有=
Rg== Ω=2 550 Ω
反思总结
最近两年高考电学实验中实物连图考查较多,难度也较大,易错点集中在:
(1)复杂电路的连接,如2017课标卷Ⅱ23题,电路复杂,难度较大,解答关键在于,分析清楚实验原理,画出电路图,反复研究,正确连接。
(2)单刀双掷开关的连接是实物图连接的易错点,也是高考的难点,解题关键点在于分析清楚单刀双掷开关结构,明确开关中间接线柱连接位置。
