第十章 第3讲　小专题 电学实验必备基础练习含答案-高考物理一轮专题

这是一份第十章 第3讲　小专题 电学实验必备基础练习含答案-高考物理一轮专题，共19页。试卷主要包含了游标卡尺，螺旋测微器，电压表、电流表的使用及读数，6　23，700 mm、0，0 V,内阻约5 kΩ)，4　22等内容，欢迎下载使用。
1.游标卡尺
(1)原理:利用主尺的单位刻度(1 mm)与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值制成。
游标尺上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,将其长度等分。常见的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种,其规格见下表。
(2)读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻线对齐的游标尺上的格数,则记录结果表达为(x+K×精确度) mm,精度K值均不需要向后估读一位。
2.螺旋测微器
(1)原理:测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮每旋转一周,测微螺杆前进或后退0.5 mm,而可动刻度上的刻度为50等份,每转动一小格,测微螺杆前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。
(2)读数:测量值(mm)=固定刻度读数(注意半毫米刻线是否露出)(mm)+可动刻度读数(估读一位) ×0.01 (mm)。
3.电压表、电流表的使用及读数
[例1] 【游标卡尺、螺旋测微器的读数】 (1)如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺,它们的游标尺自左向右分别为10分度、20分度、50分度,它们的读数依次为 mm、
mm、 mm。
(2)读出下面各螺旋测微器的读数,丁为 mm,戊为 mm,己为 mm。
【答案】 (1)17.6 23.25 3.20
(2)3.507 1.100 6.703
【解析】 (1)题图甲读数,整毫米为17 mm,不足1毫米数为6×0.1 mm=0.6 mm,最后结果为 17 mm+0.6 mm=17.6 mm;题图乙读数,整毫米为 23 mm,不足1毫米数为5×0.05 mm=
0.25 mm,最后结果为23 mm+0.25 mm=23.25 mm;题图丙读数,整毫米为3 mm,不足 1毫米数为10×0.02 mm=0.20 mm,最后结果为3 mm+0.20 mm=3.20 mm。
(2)题图丁读数,固定刻度读数为3.5 mm,可动刻度读数为0.7×0.01 mm=0.007 mm,最后结果是3.5 mm+0.007 mm=3.507 mm;题图戊读数,固定刻度读数为1 mm,可动刻度读数为10.0×0.01 mm=0.100 mm,最后结果为 1 mm+0.100 mm=1.100 mm;题图己读数,固定刻度读数为6.5 mm,可动刻度读数为20.3×0.01 mm=0.203 mm,最后结果为6.5 mm+
0.203 mm=6.703 mm。
(1)游标卡尺的读数要“三看”。
①“一看”:精确度是0.1 mm、0.05 mm还是0.02 mm。
②“二看”:游标尺上的0刻度线位置,注意区分0刻度线与标尺最前端的边界线。
③“三看”:游标尺的第几条刻度线与主尺上的某刻度线对齐。
(2)螺旋测微器的读数要“三注意”。
①半毫米刻度线是否漏出。
②可动刻度读数时需估读一位。
③如果以mm为单位记录读数,小数点后一定是三位数字,如6.700 mm、0.324 mm等。
[例2] 【电压表、电流表和电阻箱的读数】 (1)如图甲所示的电表使用0～0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数为 A;当使用0～3 A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)如图乙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。
(3)旋钮式电阻箱如图丙所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为 Ω。现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 。
【答案】 (1)0.02 0.44 0.1 2.20
(2)0.1 1.70 0.5 8.5
(3)1 987 将“×1 k”挡旋钮调到2,再将“×100”挡旋钮调到0 0～19 998 Ω
【解析】 (1)电流表使用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)分别读出各表盘示数并乘相应倍率,然后将各阻值相加即可得电阻箱阻值,由题图丙可知,接入电阻为1 987 Ω;先将“×1 k”挡旋钮调到2,再将“×100”挡旋钮调到0;每个电阻箱的最大阻值是 9 999 Ω,将两个电阻箱串联可得最大电阻为2×9 999 Ω=19 998 Ω,故用两个这样的电阻箱,可得到的电阻范围为0～19 998 Ω。
考点二 测量电路和控制电路的选择
1.电流表的内、外接法
2.滑动变阻器的限流、分压接法
(1)两种接法的比较。
(2)两种接法的选择。
滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化,通常情况下,由于限流式结构简单、耗能少,优先使用限流接法。
滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况:
①要求电压表能从零开始读数。
②若采用限流接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。
③当待测电阻R≫R0(滑动变阻器的最大阻值)时,限流接法起不到调节电路电压、电流的
作用。
[例3] 【电流表的内、外接法】 某同学通过实验测阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值,用内阻约为3 kΩ的电压表、内阻约为0.125 Ω的电流表进行测量。他设计了图甲和图乙两种电路,下列说法正确的是( )
[A] 实验中应采用图甲电路,此电路测得的Rx偏大
[B] 实验中应采用图乙电路,此电路测得的Rx偏大
[C] 实验中应采用图甲电路,误差主要是由电压表分流引起的
[D] 实验中应采用图乙电路,误差主要是由电流表分压引起的
【答案】 C
【解析】 根据RVRA=515 Ω>5 Ω,故应采用电流表外接法,即实验中采用题图甲电路图,由于电压表的分流作用,使得测量的电流值偏大,则根据R=UI可知,测得电阻比真实值偏小,故A、B、D错误,C正确。
实验误差分析
(1)系统误差。
①系统误差是指在一定条件下,对一个物理量进行多次测量时,由于仪器本身结构上的缺陷、实验方法或者理论方法不完善而产生的误差。
②特点:在相同条件下重复做同一实验时,测量结果总是朝同一方向偏离,即总是比真实值偏大或比真实值偏小。
③可以通过仪器的校准、实验方法的选择、实验所依据理论公式的完善、实验条件的满足来减小系统误差。
(2)偶然误差。
①在相同的观测条件下,对某一未知量进行一系列观测,观测误差的大小和符号没有明显的规律性,即呈现偶然性。
②常见偶然误差:
a.电压表、电流表、多用电表、毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等读数误差。
b.描点、计算等对数据处理造成的误差。
③可以通过多次测量取平均值或图像法减小偶然误差。
[例4] 【滑动变阻器两种接法】 金属丝电阻约为5 Ω,电流表电阻约为0.1 Ω,电压表电阻约为3 kΩ。要求金属丝两端电压从0开始调节,能较准确地测出电阻丝的阻值,实验电路应选用( )

[A] [B]

[C] [D]
【答案】 B
【解析】 由题意可知,要求金属丝两端电压从0开始调节,滑动变阻器应选用分压式接入电路,由于待测电阻值与电压表和电流表内阻的关系有RxRx
测量值大于真实值
R测=U测I测=RxRVRx+RVRARV时,选用电流表内接法
当RV≫Rx或Rx