2024届高考物理一轮复习第八章恒定电流第3讲第1课时基础先行—电学实验基础知识整合课件

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(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：
(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值均不需要向后估读一位。
2.螺旋测微器(1)构造：如图，B为固定刻度，H为可动刻度。(2)原理：可动刻度H上的刻度为50等分，则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)。
[针对训练]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。
(3)图戊所示是电流表的刻度线，若使用0～0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________ A，图中表针的示数是________ A；若使用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。(4)图己所示是电压表的刻度线，若使用0～ 3 V量程时，每小格表示______ V，图中指针的示数为______ V；若使用15 V量程，则这时表盘刻度每小格表示________ V，图中表针指示的是______ V。
(5) 如图庚所示为旋钮式电阻箱，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，则可得到的电阻值范围为____________。解析：(1)题图甲读数：主尺读数为17 mm，游标尺读数是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：主尺读数为23 mm，游标尺读数是7×0.05 mm＝0.35 mm，最后结果是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0.5 mm＋14.5×0.01 mm＝0.645 mm，去掉校零误差，可得合金丝的直径为0.642 mm。
(5)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为2×9 999 Ω＝19 998 Ω，故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)17.5　23.35　(2)0.003　0.642(0.640～0.644 均可)　(3)0.02　0.44　0.1　2.20　(4)0.1　1.70　0.5　8.5　(5)1 987　将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0　0～19 998 Ω
(3)正确读出图中各电表的读数：①如图庚，接0～3 V量程时读数为______ V；接0～15 V量程时读数为________ V。②如图辛，接0～3 A量程时读数为______ A；接0～0.6 A 量程时读数为________ A。解析：(1)图a读数：整毫米是17 mm，不足1毫米数是2×0.1 mm＝0.2 mm，最后结果是17 mm＋0.2 mm＝17.2 mm。图b读数：整毫米是23 mm，不足1毫米数是17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm。
答案：(1)17.2 　23.85(2)0.486(0.484～0.488)　0.536(0.534～0.538)4．077(4.076～4.078)　5.667(5.665～5.669)　(3)①2.16　10.8　②0.80　0.16
[归纳总结]1．游标卡尺的读数要“三看”(1)第一看→精确度。如图所示：易错读成11 mm＋4.0×0.1 mm＝11.40 mm正确读数为11.4 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，区分零刻度与游标尺最前端。如图所示：
易错读成11 mm＋10×0.05 mm＝11.50 mm正确读数为14 mm＋10×0.05 mm＝14.50 mm。(3)第三看→游标尺的哪条刻度线与主尺上的刻度线对齐。2．螺旋测微器的读数勿忘估读最后一位数字为估读数字，读数和记数时估读位为有效数字的最后一位。如图所示：固定刻度上读得示数为2.0 mm，可动刻度上读得示数为15.0，得到的读数为2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
(二) 伏安法测电阻1．电流表内、外接法的比较
答案：Rx1　大于　小于
2．某电阻的阻值大约为70 Ω，为了更精确地测量其阻值，该同学采用伏安法。实验室备有下列器材：A．电压表V1(量程0～3 V，内阻约为15 kΩ)；B．电压表V2(量程0～15 V，内阻约为75 kΩ)；C．电流表A1(量程0～250 mA，内阻约为0.2 Ω)；D．电流表A2(量程0～50 mA，内阻约为1 Ω)；E．滑动变阻器R(最大阻值150 Ω)；F．电池组E(电动势为3 V，内阻不计)；G．开关S，导线若干。
为减小实验误差，电压表应选用________，电流表应选用________(填器材前面的序号)，实验电路应选图________(填“甲”或“乙”)。若该同学选择器材、连接电路等操作均正确，则电阻的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值，原因是________________________________________________。
答案：A　D　乙　小于　电压表分流
（三） 滑动变阻器的两种接法1．两种接法的比较
[针对训练]1．为测量“12 V、5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12 V，内阻不计；电流表：量程0～0.6 A、0～3 A，内阻约为0.2 Ω；电压表：量程0～3 V、0～15 V，内阻约为15 kΩ；滑动变阻器：0～20 Ω，允许最大电流1 A；开关一个，导线若干，实验要求加在小灯泡上的电压可从零开始调节。(1)以下四个电路图你认为最合适的是________。
(2)在本实验中，电流表的量程可选________。
答案：(1)A　(2)0～0.6 A
2．(2022·德州模拟)某同学用伏安法测量待测电阻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，内阻约为10 kΩ)B．电压表(量程0～10 V，内阻约为100 kΩ)C．电流表(0～1 mA，内阻约为30 Ω)D．电流表(0～0.6 A，内阻约为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)
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实际电压(其他正确表述也可)
(四) 电表的改装两种改装的比较
[针对训练]1．[电流表的改装与校对](2022·辽宁高考)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA，内阻为1.2 kΩ)改装成有两个量程的电流表，设计电路如图1所示，其中定值电阻R1＝40 Ω，R2＝360 Ω。(1)当开关S接A端时，该电流表的量程为0～________mA；(2)当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时________(填“大”或“小”)；
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻Rx的阻值，设计了图2中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用________(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
解析：(1)当开关S接A端时，表头与400 Ω电阻并联，表头内阻为1.2 kΩ，当表头满偏时两端电压为0.3 V，流过电阻的电流为750 μA，总电流为1 000 μA，即1 mA；(2)当开关S接B端时，相当于表头内阻变大，并联的电阻变小，可知当表头满偏时流过并联电阻的电流增加，故量程变大；(3)如果要修正电表内阻引起的误差，只需让知道内阻的电表测准确即可，即乙电路可满足要求；分析可知，乙电路接法改装的电表可准确测得待测电阻的电流，电压表测量的是改装电表与待测电阻的总电压，减去改装电表两端电压即为待测电阻准确的电压值，故乙电路满足要求。答案：(1)1　(2)大　(3)乙
2．[电压表的改装与校对] 某同学将一量程为250 μA的微安表改装成量程为0～1.5 V 的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测，设计电路如图所示。(1)微安表铭牌标示内阻为0.8 kΩ，据此计算R1的阻值应为__________kΩ。按照电路图连接电路，并将R1调为该阻值。(2)开关闭合前，R2的滑片应移动到__________端。(3)开关闭合后，调节R2的滑片位置，微安表有示数，但变化不显著，故障原因可能是__________。(填选项前的字母)A．1、2间断路　　B．3、4间断路　　C．3、5间短路
(4)排除故障后，调节R2的滑片位置，当标准电压表的示数为0.60 V时，微安表的示数为98 μA，此时需要__________(填“增大”或“减小”)R1的阻值，以使改装电表的量程达到预期值。