《2019-2020學(xué)年高考物理 主題2 電路及其應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)：電學(xué)基本儀器的使用和讀數(shù)學(xué)案（必修3）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高考物理 主題2 電路及其應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)：電學(xué)基本儀器的使用和讀數(shù)學(xué)案（必修3）（11頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)：電學(xué)基本儀器的使用和讀數(shù) [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]　 物理觀念：1.掌握電流表、電壓表的讀數(shù)方法.2.進(jìn)一步理解電流表內(nèi)接法和外接法以及滑動(dòng)變阻器的兩種接法，能在具體問題中正確地選擇.3.掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)方法. 科學(xué)思維：1.對比電流表、電壓表、螺旋測微器、游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，找到讀數(shù)的一般方法.2.建立伏安法測量導(dǎo)體電阻的電路模型. 一、電壓表、電流表的讀數(shù) 1.首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時(shí)電表允許通過的最大電壓或電流值. 2.根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，即每一小格表示的值，同時(shí)確定讀數(shù)有效數(shù)字所在的位數(shù). 3.按照指針的實(shí)際位置進(jìn)行讀數(shù).

2、 4.(1)0～3V的電壓表和0～3A的電流表讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度是0.1V和0.1A，讀到0.1的下一位，即讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位. (2)對于0～15V量程的電壓表，精確度是0.5V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1V. (3)對于0～0.6A量程的電流表，精確度是0.02A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A. 例1　如圖1為電流表和電壓表的刻度盤. 圖1 (1)圖甲使用0.6A量程時(shí)，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)是________A；當(dāng)使用3A量程時(shí)，對應(yīng)刻度盤上每一小格代

3、表________A，圖中表針示數(shù)為________A. (2)圖乙使用較小量程時(shí)，每小格表示________V，圖中表針的示數(shù)為______V.若使用的是較大量程，則這時(shí)表盤刻度每小格表示______V，圖中表針示數(shù)為______V. 答案　(1)0.02　0.44　0.1　2.20 (2)0.1　1.70　0.5　8.5 解析　(1)使用0.6A量程時(shí)，刻度盤上的每一小格為0.02A，表針示數(shù)為0.44A；當(dāng)使用3A量程時(shí)，每一小格為0.1A，表針示數(shù)為2.20A. (2)電壓表使用3V量程時(shí)，每小格表示0.1V，表針示數(shù)為1.70V；使用15V量程時(shí)，每小格為0.5V，表針示數(shù)

4、為8.5V. 二、電壓表、電流表及滑動(dòng)變阻器的使用 1.電流表的內(nèi)接法和外接法 (1)電路圖(如圖2所示) 圖2 (2)誤差分析 ①內(nèi)接法：U測>UR，R測>R真，適合測量大電阻. ②外接法：I測>IR，R測時(shí)，即Rx<，應(yīng)選外接法；當(dāng)>，即Rx>時(shí)，應(yīng)選內(nèi)接法. 2.滑動(dòng)變阻器的限流式與分壓式接法 (1)電路圖(如圖3所示) 圖3 (2)分壓式和限流式電路的選擇原則 ①若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式電路. ②若待測電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器

5、的滑片從一端滑到另一端時(shí)，待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時(shí)，應(yīng)用分壓式電路. ③若采用限流式接法不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定電流(或電壓)，則此時(shí)必須選用分壓式電路. 說明：兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛唵巍⒛芎牡? 例2　某同學(xué)想描繪小燈泡的伏安特性曲線，他選擇“3V　0.5A”的小燈泡作為研究對象，請回答下面幾個(gè)問題： (1)下列實(shí)驗(yàn)器材中應(yīng)選擇________.(填入器材序號) A.電流表(量程0～0.6A, 內(nèi)阻1Ω) B

6、.電流表(量程0～3A，內(nèi)阻1Ω) C.電壓表(量程0～15V，內(nèi)阻約10kΩ) D.電壓表(0～3V，內(nèi)阻約2kΩ) E.滑動(dòng)變阻器(阻值0～100Ω) F.滑動(dòng)變阻器(阻值0～10Ω) G.電源E＝6V H.開關(guān)S，導(dǎo)線若干 (2)在本實(shí)驗(yàn)中要求電壓與電流從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用________(選填“分壓”或“限流”)式接法，電流表應(yīng)采用________(選填“內(nèi)”或“外”)接法. (3)在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并用實(shí)線代替導(dǎo)線，將圖4中的器材連接成可供實(shí)驗(yàn)的電路. 圖4 答案　見解析圖 解析　(1)燈泡額定電流為0.5A，電流表

7、選擇A；燈泡額定電壓為3V，電壓表選擇D；為方便實(shí)驗(yàn)操作滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇F；實(shí)驗(yàn)還需要電源、開關(guān)與導(dǎo)線，故需要的實(shí)驗(yàn)器材為：ADFGH； (2)本實(shí)驗(yàn)要求電壓與電流從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法；由于燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用外接法； (3)滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電流表采用外接法，電路圖如圖甲所示. 根據(jù)電路圖連接實(shí)物，實(shí)物連接圖如圖乙所示. 三、螺旋測微器的原理及讀數(shù) 1.構(gòu)造及原理 如圖5所示，它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動(dòng)刻度E、旋鈕D和微調(diào)旋鈕D′是與測微螺桿F連在一起的，并通過精密螺紋套在B上，精密螺紋的螺距是0.5 mm，即

8、旋鈕D每轉(zhuǎn)一周，測微螺桿F前進(jìn)或后退0.5 mm，可動(dòng)刻度分成50等份，每一等份表示0.01mm. 圖5 2.使用方法 當(dāng)A與F并攏時(shí)，可動(dòng)刻度E的零點(diǎn)恰好跟固定刻度B的零點(diǎn)重合，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，將測微螺桿F旋出，把被測物體放入A、F之間的夾縫中，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，F(xiàn)快要接觸被測物時(shí)，要停止使用旋鈕D，改用微調(diào)旋鈕D′，直到聽到“喀喀”聲. 3.讀數(shù)方法 L＝固定刻度示數(shù)＋可動(dòng)刻度示數(shù)(估讀一位)×分度值. 注意：(1)以毫米為單位時(shí)，小數(shù)點(diǎn)后面要有三位有效數(shù)字，特別是最后一位估讀數(shù)字為零時(shí)，不能省略. (2)在讀數(shù)時(shí)注意半毫米刻度線是否已露出. 例3　用螺旋測微器測量

9、合金絲的直徑.為防止讀數(shù)時(shí)測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊如圖6所示的部件________(選填“A”“B”“C”或“D”).從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為________mm. 圖6 答案　B　0.410 解析　讀數(shù)前應(yīng)先旋緊B，使讀數(shù)固定不變，螺旋測微器的固定刻度為0mm，可動(dòng)刻度為41.0×0.01mm＝0.410mm，所以最終讀數(shù)為0mm＋0.410mm＝0.410mm. 四、游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù) 1.構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺.(如圖7所示) 圖7 2.原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成

10、. 不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)、20個(gè)、50個(gè)的，其規(guī)格見下表： 刻度格數(shù)(分度) 刻度總長度 1mm與每小格的差值 精確度(可精確到) 10 9mm 0.1mm 0.1mm 20 19mm 0.05mm 0.05mm 50 49mm 0.02mm 0.02mm 3.用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑. 4.讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出的與主尺上某一刻度線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表示為(x＋K×精確度) mm. 例4

11、　用游標(biāo)卡尺可以測量某些工件的外徑.在測量時(shí)，示數(shù)如圖8所示，則讀數(shù)為_____mm. 圖8 答案　11.50 解析　游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm，游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為10×0.05mm＝0.50mm，所以最終讀數(shù)為：11mm＋0.50mm＝11.50mm. 1.分別讀出下表中的電壓表和電流表的示數(shù)，并填在表格中. 電表 所選量程 測量值 0～3V 0～15V 0～3A 0～0.6A 答案　2.14V　10.7V　0.80A　0.16A 解析　0～3V的最小分度為0.1V，讀數(shù)為2.14V； 0

12、～15V的最小分度為0.5V，讀數(shù)為10.7V； 0～3A的最小分度為0.1A，讀數(shù)為0.80A； 0～0.6A的最小分度為0.02A，讀數(shù)為0.16A. 2.某同學(xué)用20分度的游標(biāo)卡尺測量一薄金屬圓板的直徑D，用螺旋測微器測量其厚度d，示數(shù)如圖9甲、乙所示.由圖可讀出D＝________mm，d＝________mm. 圖9 答案　50.80　3.776(3.774～3.778均可) 3.某同學(xué)測小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，可供選擇的實(shí)驗(yàn)儀器如下： 小燈泡L(“3.8V　0.3A”) 電壓表V(量程0～5V，內(nèi)阻5kΩ) 電流表A1(量程0～100mA，內(nèi)阻4Ω) 電

13、流表A2(量程0～500mA，內(nèi)阻0.4Ω) 滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10Ω，額定電流1.0A) 滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值500Ω，額定電流0.5A) 直流電源E(電動(dòng)勢約為6V，內(nèi)阻不計(jì)) 開關(guān)S，導(dǎo)線若干 (1)在上述器材中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________；電流表應(yīng)選________. (2)在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖，并在圖中注明各元件的符號. 答案　(1)R1　A2　(2)如圖所示 1.如圖1所示，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是________mm；螺旋測微器的讀數(shù)是________mm. 圖1 答案　0.65　0.680 2.讀出圖2中給出的螺旋測微器和游

14、標(biāo)卡尺的示數(shù)，螺旋測微器的示數(shù)為________mm，游標(biāo)卡尺A的示數(shù)為________cm，游標(biāo)卡尺B的示數(shù)為________cm. 圖2 答案　6.125　4.120　1.095 3.(2018·山東聊城市高一下期末)用螺旋測微器測量某金屬絲的直徑，如圖3所示，該金屬絲的直徑為______mm. 圖3 答案　0.900 4.(2018·濱州市期末)有一燈泡上標(biāo)有“2.5V　1.5W”字樣，現(xiàn)要測繪該燈泡的伏安特性曲線，有下列器材可供選用： A.電壓表(0～3V，內(nèi)阻1.0kΩ) B.電壓表(0～15V，內(nèi)阻3.0kΩ) C.電流表(0～3A，內(nèi)阻1.0Ω)

15、 D.電流表(0～0.6A，內(nèi)阻3.5Ω) E.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為5Ω，2A) F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為1000Ω，0.5A) G.學(xué)生電源(直流6V)及開關(guān)、導(dǎo)線等 (1)實(shí)驗(yàn)中所用的電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________.(選填器材前面的字母) (2)本實(shí)驗(yàn)要求電壓從零開始測量，所以下列電路圖中正確的是圖________. 答案　(1)A　D　E　(2)B 5.圖4是小組同學(xué)在測繪小燈泡的伏安特性曲線時(shí)的實(shí)物連接圖. 圖4 (1)在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖； (2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流

16、表與電壓表的示數(shù)如圖5中的①、②、③、④所示，電流表量程為0.6A，電壓表量程為3V.所示讀數(shù)為：①________、②________、③________、④__________.兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為________和________. 圖5 答案　見解析 解析　(1)由實(shí)物連接圖可知電路圖如圖所示. (2)電流表量程為0.6 A時(shí)，最小刻度為0.02 A，讀數(shù)讀到小數(shù)點(diǎn)后兩位，所以①表示數(shù)為0.10A，②表示數(shù)為0.24A；電壓表量程為3V，最小刻度為0.1V，應(yīng)估讀到0.01V，所以③表示數(shù)為2.00V，④表示數(shù)為0.28V，燈泡兩端電壓小，通過燈泡的電流就小，故

17、①④為同一組數(shù)據(jù)，②③為另一組數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律得R1＝≈8.3Ω，R2＝＝2.8Ω. 6.(2018·山東德州市高一下期末)為了精確測量某待測電阻Rx的阻值(大約60Ω)，有以下器材可供選擇. 電流表：A1(量程0～50mA，內(nèi)阻約6Ω) 電流表：A2(量程0～3A，內(nèi)阻約0.6Ω) 電壓表：V1(量程0～3V，內(nèi)阻約3000Ω) 電壓表：V2(量程0～15V，內(nèi)阻很大) 滑動(dòng)變阻器：R1(0～5Ω，允許最大電流2.0A) 滑動(dòng)變阻器：R2(0～1kΩ，允許最大電流0.5A) 電源：E(電動(dòng)勢約為3V，內(nèi)阻不計(jì)) 單刀單擲開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干； (1)電流表應(yīng)選_____

18、___，電壓表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________；(均填器材代號) (2)請?jiān)谔摼€框中畫出測量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖.(要求測量值的范圍盡可能大一些) (3)通過分析，在本實(shí)驗(yàn)中Rx的測量值________真實(shí)值(選填“大于”“等于”或“小于”). 答案　(1)A1　V1　R1 (2)如圖所示 (3)小于 7.興趣小組為了測量一待測電阻絲的阻值Rx，其阻值約為9Ω，再用千分尺測量該段電阻絲的直徑，如圖6所示，然后再用伏安法精確地測量.實(shí)驗(yàn)室里準(zhǔn)備了以下器材： 圖6 A.電壓表V1，量程3V，內(nèi)阻約5kΩ B.電壓表V2，量程15V，內(nèi)阻

19、約25kΩ C.電流表A1，量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω D.電流表A2，量程3A，內(nèi)阻約0.04Ω E.電源，電動(dòng)勢E＝3V F.滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值5Ω，最大電流為3A G.滑動(dòng)變阻器R2，最大阻值200Ω，最大電流為1.5A H.開關(guān)S、導(dǎo)線若干 (1)此電阻絲的直徑是________mm. (2)在用伏安法測量該段電阻絲的阻值時(shí)，要求盡可能準(zhǔn)確，并且待測電阻兩端的電壓從零開始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，則在上述提供的器材中電壓表應(yīng)選____________；電流表應(yīng)選__________；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________.(填器材前面的字母代號) (3)在虛線框內(nèi)畫出用伏安法測量該段電阻絲的阻值時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路圖. 答案　(1)1.010　(2)A　C　F　(3)如圖所示 11