恒定电流第3讲 电学实验基础

第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三第3讲电学实验基础第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三考点一基本仪器的使用及读数1．螺旋测微器(千分尺)的构造、原理及读数(1)构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度．(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三考点一(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)．③如图所示，固定刻度示数为2.0mm，半毫米刻度线未露，而可动刻度上的示数为15.0，最后的读数为2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三考点一2．游标卡尺的构造、原理及读数(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺．(如图所示)第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三考点一(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．(3)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1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：0.02mm0.02mm49mm500.05mm0.05mm19mm200.1mm0.1mm9mm10精确度(可准确到)每小格与1mm的差值刻度总长度刻度格数(分度)第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三考点一(4)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，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm.第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三考点一3．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，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，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即可．(1)0～3V的电压表和0～3A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1V和0.1A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位．第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三考点一(2)对于0～15V量程的电压表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1V.(3)对于0～0.6A量程的电流表，精确度是0.02A，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0.01A.第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三[例1](1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们的读数依次为______mm、______mm、_____mm.(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是____________________mm.解析17.7试题(1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1mm＝0.7mm，最后结果是17mm＋0.7mm＝17.7mm.中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05mm＝0.85mm，最后结果是23mm＋0.85mm＝23.85mm.最下面图读数：整毫米是3，不足1毫米数是9×0.02mm＝0.18mm，最后结果是3mm＋0.18mm＝3.18mm.(2)固定刻度示数为1.0mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数：1.0mm＋15.0×0.01mm＝1.150mm.考点一23.853.181.150(1.149～1.151)第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三(3)①如图丙所示的电表使用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A；当使用3A量程时，对应刻度盘中每一小格代表________A，图中表针示数为___________________A.②如图丁所示的电表使用较小量程时，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.解析0.02试题(3)①使用0.6A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02A，表针示数为0.44A；当使用3A量程时，每一小格为0.1A，表针示数为2.20A.②电压表使用3V量程时，每小格表示0.1V，表针示数为1.70V；使用15V量程时，每小格表示0.5V，表针示数为8.5V.考点一0.440.12.20(2.19～2.21)0.11.70(1.69～1.71)0.58.5第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三(4)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2087Ω，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_____________．解析1987试题(4)电阻为1987Ω，最简单的操作方法是将“×1k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9999Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9999Ω＝19998Ω.故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19998Ω.考点一将“×1k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到00～19998Ω第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三反思提升考点一游标卡尺的读数应注意以下几点(1)看清精确度例如(图甲)易错成(11＋4.0×0.1)mm＝11.40mm，正确的应为11.4mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零．例如(图乙)易错成(10＋12×0.05)mm＝10.6mm，正确的应为10.60mm.第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三反思提升考点一(2)主尺上的单位为厘米主尺上标记的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1mm.例如(图丙)易错成(5＋4×0.05)mm＝5.20mm，正确的应为(50＋4×0.05)mm＝50.20mm.第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三反思提升考点一(3)区分零刻度与标尺最前端例如(图丁)易错成(13＋10×0.05)mm＝13.50mm，正确读数为(14＋10×0.05)mm＝14.50mm.第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三电流表在电路中内、外接法的选取考点二1．两种接法的比较RV≫RxRA≪Rx适用条件电阻测量值电压表分流I测＝Ix＋IV电流表分压U测＝Ux＋UA误差原因电路图电流表外接法电流表内接法R测＝U测I测＝Rx＋RARx测量值大于真实值R测＝U测I测＝RxRVRx＋RVRx测量值小于真实值第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三考点二2.电流表内、外接法的选取(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．(2)比值比较法若RVRxRxRA，则用电流表外接法；若RVRxRxRA，则用电流表内接法．(3)接触法：如图所示，将电压表分别接在a、c和b、c两点间时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流较大，应选用内接法，若电压表示数变化较大，则选用外接法．第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三[例2](2014·高考新课标全国卷Ⅱ)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图a或图b所示，结果由公式Rx＝UI计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数．若将图a和图b中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则______________________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值．Rx1解析试题RxRA＝20，RVRx＝10，因此Rx属于大电阻，用电流表内接法时测量值更接近真实值，即Rx1更接近真实值；因Rx1＝UI＝Rx＋RA，故Rx1Rx，Rx2＝UI＝RxRVRx＋RV，故Rx2Rx.考点二大于小于第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三滑动变阻器的限流式和分压式接法考点三都是为了保护电路元件a端b端闭合S前触头位置分压接法调节范围大负载R上电流调节范围分压接法调节范围大负载R上电压调节范围串、并联关系不同两种接法电路图对比说明分压接法限流接法方式内容RER＋R0≤U≤E0≤U≤E0≤I≤ERER＋R0≤I≤ER1．两种接法比较第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三考点三2.分压和限流电路的选择原则(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，此时则必须选用分压式电路．(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应用分压式电路．(3)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路．(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低．第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三[例3]某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：A．电流表(量程100μA，内阻约2kΩ)；B．电流表(量程500μA，内阻约300Ω)；C．电压表(量程15V，内阻约100kΩ)；D．电压表(量程50V，内阻约500kΩ)；E．直流电源(20V，允许最大电流1A)；F．滑动变阻器(最大阻值1kΩ，额定功率1W)；G．开关和导线若干．电流表应选________，电压表应选________．(填字母代号)某同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：(1)_________________________________；(2)_________________________________．B解析试题通过待测电阻的最大电流Im＝UmRx＝2025×103A＝8×10－4A＝800μA，故选量程500μA的电流表B.考虑电流表B的量程，通过电阻Rx的最大电流Im′＝500μA，所以对应最大电压Um′＝Im′·Rx＝12.5V，选量程为15V的电压表C即可．(1)由题给数据可知RxRA＝25000Ω300Ω≈83，RVRx＝100kΩ25kΩ＝4.相对而言，待测电阻比电流表的内阻大很多，为减小系统误差，电流表应采用内接法．(2)由于滑动变阻器的最大阻值比待测电阻小很多，若采用限流接法，阻值Rx两端的电压或电流调节范围很小，且都超过电表的量程，为了便于调节和保证电表的安全，滑动变阻器应采用分压接法．考点三C滑动变阻器应采用分压接法电流表应采用内接法第3讲电学实验基础考点一随堂巩固训练上页下页考点二考点三随堂巩固训练本课内容结束