（京津鲁琼版）2020版高考物理总复习 第八章 第3节 电学中仪器的使用及基本电路的选择课件

第八章电路及其应用第3节电学中仪器的使用及基本电路的选择实验十：长度的测量及其测量工具的选用【典题例析】(2019·广州调研)(1)如图所示的三把游标卡尺，它们的游标尺自左至右分别为10等分、20等分、50等分，它们的读数依次为________mm，________mm，________mm.(2)使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图所示，则图(a)、(b)金属丝的直径分别为________mm，________mm.(3)①图甲用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，表针的示数是________A；当使用3A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，图中表针指示的是________V.[答案](1)17.723.203.20(2)2.1500.048(3)①0.020.440.12.20②0.11.700.58.5(1)考查游标卡尺的读数[对应第(1)问]①10分度的游标尺的读数：主尺上读出整毫米数＋游标尺上与主尺上某一刻线对齐的游标的格数×110；②20分度的游标尺的读数：主尺上读出整毫米数＋游标尺上与主尺上某一刻线对齐的游标的格数×120；③50分度的游标尺的读数：主尺上读出整毫米数＋游标尺上与主尺上某一刻度对齐的游标的格数×150.(2)考查螺旋测微器的读数[对应第(2)问]方法：固定刻度数mm＋可动刻度数(估读一位)×0.01mm.(3)考查电流表和电压表的读数[对应第(3)问]①若刻度盘上每一小格为：1，0.1，0.001，…时，需估读到最小刻度值的下一位．②若刻度盘上每一小格为：0.2，0.02，0.5，0.05，…时，只需估读到最小刻度值的位数．【题组突破】1．电压表量程一般有0～3V和0～15V两种；电流表量程一般有0～0.6A和0～3A两种．如图所示：(1)接0～3V量程时读数为________V.(2)接0～15V量程时读数为________V.(3)接0～3A量程时读数为________A.(4)接0～0.6A量程时读数为________A.答案：(1)1.88(2)9.4(3)0.80(4)0.162．某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm和________mm.解析：用毫米刻度尺测量时，读数应读到mm的下一位，即长度测量值为60.10cm；题图乙中游标卡尺为五十分度游标卡尺，精确度为0.02mm，主尺读数为4mm，游标尺第10条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为10×0.02mm＝0.20mm，所以金属杆直径测量值为4.20mm.答案：60.104.203．(2019·沧州一中模拟)如图所示，螺旋测微器的读数为________mm；游标卡尺的读数为________mm.解析：螺旋测微器的读数为6mm＋0.01mm×12.0＝6.120mm；游标卡尺的读数为5cm＋0.05mm×18＝50.90mm.答案：6.120(±0.02)50.90电流表、电压表的读数及改装【知识提炼】1．两种电表的读数方法电流表电压表符号AV参数量程：0～0.6A，0～3A内阻：小于1Ω量程：0～3V，0～15V内阻：3kΩ，15kΩ电流表电压表读数方法视线垂直于刻度盘表面，一般都需估读，3A量程估读到最小分度的110，0.6A量程估读到最小分度的12视线垂直于刻度盘表面，一般都需估读，3V量程估读到最小分度的110，15V量程估读到最小分度的152.电表的改装改装成电压表改装成电流表内部电路改装成电压表改装成电流表改装原理串联分压并联分流改装后的量程U＝Ig(R＋Rg)I＝R＋RgRIg量程扩大的倍数n＝UUgn＝IIg接入电阻的阻值R＝UIg－Rg＝(n－1)RgR＝IgRgI－Ig＝Rgn－1改装后的总内阻RV＝Rg＋R＝nRgRA＝R·RgR＋Rg＝Rgn改装成电压表改装成电流表校对电路改装成的电压表改装成的电流表3.两种电表的使用技巧(1)机械零点的调整：在不通电时，指针应指在零刻线的位置．(2)选择适当量程：估算电路中的电流或电压，指针应偏转到满刻度的13～23范围内．若无法估算电路中的电流和电压，则应先选用较大的量程，再逐步减小量程．(3)正确接入电路：电流表应串联在电路中，电压表应并联在电路中，两种表都应使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．(4)正确读数：根据所选量程的准确度，正确读出有效数字和单位．(5)注意内阻：电流表和电压表一方面作为仪器使用，同时又是被测电路中的一个电阻，实验中没有特别要求时，一般不考虑它们的内阻对电路的影响，但有些测量中，不能忽视它们的内阻对被测电路的影响，如伏安法测电阻等．【题组突破】1．(2019·吉林长春外国语学校质检)(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图甲所示，则金属丝的直径的读数是__________，电流表的读数是________，电压表的读数是________．(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ.电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电动势E＝4.5V，内阻很小．则图乙电路图中__________(填电路图下方的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路．但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏__________(填“大”或“小”)．(3)若实验所用的电流表内阻的准确值RA是已知的，那么准确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是图乙中的__________电路(填电路图下方的字母代号)．此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx＝__________(用题中字母代号表示)．解析：(1)螺旋测微器先读固定部分为0.5mm，可动部分可估读为38.1×0.01mm＝0.381mm，故总示数为：(0.5＋0.381)mm＝0.881mm；电流表量程为0.6A，则最小刻度为0.02A，读数为0.42A；电压表量程为3V，最小刻度为0.1V，则读数为2.25V.(2)因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流接法；同时电压表内电阻较大，由以上读数可知，待测金属丝的电阻约为5Ω，故采用电流表外接法误差较小，故选A；在实验中电压表示数准确，但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小．(3)因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B电路；待测金属丝电阻及电流表总电阻R＝UI，则待测金属丝电阻Rx＝R－RA＝UI－RA.答案：见解析2．小明在实验室测量某金属丝的电阻率时，经分析需要一个量程为6V的电压表与一个量程为0.6A的电流表，但实验室为其提供的器材有两个满偏电流为Ig＝3mA、内阻为Rg＝120Ω的电流表，两个最大阻值为9999.9Ω的电阻箱．现用以上器材改装成满足上述要求的电压表和电流表，要得到量程为6V的电压表需将________联的电阻箱调到________Ω，要得到量程为0.6A的电流表需将________联的电阻箱调到________Ω.解析：要将提供的电流表改装成量程为6V的电压表，应串联一个电阻，设应串联电阻的阻值为R1，则Ug＝IgRg＝3×10－3×120V＝0.36V，UR1＝U－Ug＝6V－0.36V＝5.64V，根据串联电路中的电压分配关系可得R1＝UR1UgRg＝5.640.36×120Ω＝1880Ω，即应串联一个1880Ω的电阻，故串联的电阻箱应调到1880Ω.要将提供的电流表改装成量程为0.6A的电流表，应并联一个电阻，设应并联电阻的阻值为R2，则IR2＝I－Ig＝0.6A－3×10－3A＝0.597A，根据并联电路中的电流分配关系可得R2＝IgIR2Rg＝0.0030.597×120Ω≈0.6Ω，即应并联一个0.6Ω的电阻，故并联的电阻箱应调到0.6Ω.答案：串1880并0.6测量电路的接法及选择【知识提炼】1．电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测＝Ux＋UA电压表分流I测＝Ix＋IV电流表内接法电流表外接法电阻测量值R测＝U测I测＝Rx＋RARx，测量值大于真实值R测＝U测I测＝RxRVRx＋RVRx，测量值小于真实值适用条件RA≪RxRV≫Rx口诀大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小)2.两种电路的选择内接法外接法计算法RxRARVRx或RxRARVRxRARVRx或RxRARV试触法若不知Rx的大概阻值，可采用“试触法”，电路如图所示连接，空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下内接法外接法试触法若电流表示数“相对变化”明显，说明电压表分流作用较强，应采用电流表内接法若电压表示数“相对变化”明显，说明电流表分压作用较强，应采用电流表外接法【题组突破】1．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甲或图乙所示，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．若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值．解析：根据题意知RxRARVRx，电压表的分流作用较显著，故采用电流表内接法，则Rx1更接近待测电阻的真实值．图甲的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1Rx真；图乙的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故Rx2Rx真．答案：Rx1大于小于2.在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20kΩ，电流表的内阻约为10Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示．(1)根据各点表示的数据描出I－U图线，由此求得该电阻的阻值Rx＝________Ω(保留两位有效数字)．(2)在虚线框内画出“伏安法”测量该电阻的部分电路图．解析：(1)图线如图所示Rx＝ΔUΔI≈2.3×103Ω(2.0×103～2.4×103Ω)．(2)因满足RxRARVRx，故采用电流表内接法．答案：见解析滑动变阻器两种接法的选择【知识提炼】1．滑动变阻器两种接法的比较限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同限流接法分压接法对比说明负载R上电压调节范围RER＋R0≤U≤E0≤U≤E分压电路调节范围大负载R上电流调节范围ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为保护电路元件2.两种接法的选择(1)选择不同接法的原则安全性原则不超量程在允许通过的最大电流以内电表、电源不接反方便性原则便于调节便于读数经济性原则：损耗能量最小(2)下列情况下滑动变阻器应采用分压接法①题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够．②题设条件中的滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值．③题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化．【题组突破】1．有一个电阻Rx，其阻值大约是10Ω，请选择适当的器材，以便测量其阻值．可供选择的电路如图．可供选择的器材是：A．电动势4.5V、内阻不计的电源EB．量程为15V、内阻10kΩ的电压表V1C．量程为3V、内阻6kΩ的电压表V2D．量程为300mA、内阻4Ω的电流表A1E．量程为5A、内阻2Ω的电流表A2F．最大阻值20Ω、额定电流1.5A的滑动变阻器R1G．最大阻值500Ω、额定电流0.5A的滑动变阻器R2H．开关和若干根导线则选用的电路是________(