2020高考物理人教版一轮复习练习：第十单元恒定电流 第2讲

第2讲电学仪器的使用及基本电路的选择1游标卡尺和螺旋测微器(千分尺)游标卡尺螺旋测微器构造原理在同样长度的主尺和游标尺上分成不同的等份,利用它们每一等份长度上的差异,来读出较精确的测量数据利用螺旋转动,将微小的直线位移化为角度变化,并在较大的圆周上对其进行显示读数读数=主尺(整毫米数)+游标尺(对齐格数×精度),精度包括0.1mm、0.05 mm或0.02 mm读数=固定刻度示数(单位:mm;注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度示数×精度(0.01 mm)注意(1)在读数时均不需要向后估读一位(2)读数时以mm为单位来读,读出后再按要求化成其他单位(1)螺旋测微器要估读,以毫米为单位时,有效数字要保留到小数点后第三位(2)读数时,除注意观察整毫米数刻度线外,还要特别注意半毫米刻度线是否露出1.1 (2018山西太原模拟)(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9 mm长10等19 mm长20等分、49 mm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】(1)最上面图读数:整毫米是17,不足1毫米数是7×0.1 mm=0.7 mm,最后结果是17mm+0.7 mm=17.7 mm。

中间图读数:整毫米是23,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。

最下面图读数:整毫米是3,不足1毫米数是9×0.02 mm=0.18 mm,最后结果是3 mm+0.18 mm=3.18 mm。

(2)固定刻度示数为2.0 mm,不足半毫米的从可动刻度上读,其示数为15.0,最后的读数:2.0mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。

【答案】(1)17.723.853.18(2)2.150湖南岳阳质检)(1)用游标卡尺测量某一工件的长度,如图甲所示,读得长度L= cm。

0.01 mm。

图乙中的螺旋测微器读数为5.620 mm,请在刻度线旁边的方框内标出相应的数值以符合给出的读数。

(3)若另制作一个螺旋测微器,要求其精确度提高到0.005 mm,而螺旋测微器的螺距仍保持0.5 mm不变,可以采用的方法是。

【解析】(1)本题中主尺读数为10 cm,游标尺第3条刻度线与主尺刻度对齐,所以游标尺的读数为3×0.05 mm=0.15 mm=0.015 cm,所以实际读数为10+0.015=10.015 cm。

(2)本题中5.620 mm=5.5 mm+12.0×0.01 mm,所以固定刻度填5,可动刻度下边填10,上边填15。

(3)要求其精确度提高到0.005 mm,而螺旋测微器的螺距仍保持0.5 mm不变,只要把可动刻度原来的50等分的刻度变成100等分刻度即可。

【答案】(1)10.015(2)如图丙所示丙(3)把可动刻度原来的50等分的刻度变成100等分刻度2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,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)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。

(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V。

(3)对于0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这,即读到最小刻度的一半0.01 A。

河南平顶山模拟)(1)图甲用0.6 A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。

甲乙(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)0.02 0.45 0.1 2.25 (2)0.1 1.70 0.5 8.53 电流表的内接法和外接法(1)两种接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U 测=U x +U A电压表分流I 测=I x +I V电阻测量值 R 测=U测I 测=R x +R A >R x 测量值大于真实值R 测=U测I测=R x R VR x +R V<R x 测量值小于真实值(2)两种接法的选择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R x 较小,宜采用电流表外接法。

若R x 较大,宜采用电流表内接法。

简单概括为“大内偏大,小外偏小”。

②临界值计算法当R x <√R V R A 时,用电流表外接法。

当R x >√R V R A 时,用电流表内接法。

③实验试探法:按图示接好电路,让电压表一根接线柱P 先后与a 、b 处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法。

陕西西安期末)在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20 kΩ,电流表的内阻约为10,测得的各组数据用实心圆点标于坐标图上,如图甲所示。

甲(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R x = Ω(计算结果保留2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。

【答案】(1)如图乙所示 2.4×103 2.4×103 (2.3×103~2.5×103)乙(2)如图丙所示丙4 实验电路构思的一般程序(1)两种控制电路的比较(不计电源内阻)方式 内容 限流式接法分压式接法对比说明两种接法 电路图串、并联关系不同负载R 上 电压调节 范围 RER+R ab≤U ≤E 0≤U ≤E分压电路调节范围大负载R 上 电流调节 范围 E R+R ab ≤I ≤ER0≤I ≤ER分压电路调节范围大闭合S 前 滑片P 位置b 端 a 端 都是为了保护电路元件(2)必须选用分压式的3种情况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,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),则必须选用分压式接法。

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,待测电阻上的电流或电压变化不明显,此时,应改用分压式接法。

③若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式接法。

【易错警示】 两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法简单、能耗低。

山东济南模拟) 为测量“12 V 5 W”的小电珠在不同电压下的功率,给定了以下器材::12 V,内阻不计;电流表:量程为0~0.6 A 、0~3 A,内阻约为0.2 Ω; 电压表:量程为0~3 V 、0~15 V,内阻约为15 kΩ; 滑动变阻器:0~20 Ω,允许通过的最大电流为1 A;开关一个,导线若干,实验要求加在小电珠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,电流表的量程选。

【答案】(1)A(2)0~0.6 A河南洛阳模拟)欲用伏安法测定一段阻值约为5 Ω的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现:A.电池组(3 V,内阻为1 Ω)B.电流表(0~3 A,内阻为0.0125 Ω)C.电流表(0~0.6 A,内阻为0.125 Ω)D.电压表(0~3 V,内阻为3 kΩ)E.电压表(0~15 V,内阻为15 kΩ)F.滑动变阻器(0~20 Ω,允许通过的最大电流为1 A)G.滑动变阻器(0~2000 Ω,允许通过的最大电流为0.3 A)H.开关、导线(1)滑动变阻器应选用的是。

(填写器材的字母代号)(2)实验电路应采用电流表(选填“内”或“外”)接法,采用此接法测得的电阻值比其真实值偏(选填“大”或“小”),造成这种误差的主要原因是。

(3)设实验中,电流表、电压表的某组示数如图甲所示,图示中I= A,U= V。

甲(4)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5 A范围内改变,请按要求在虚线框内画出测量待测金属导线的电阻R x的原理电路图。

【解析】(1)题目要求测量结果尽量准确,则要选择滑动变阻器分压接法,应选取阻值较小的F。

=0.6 A,故电(2)因电池组电动势为3 V,则选取电压表D;根据欧姆定律,电路中可能出现的最大电流I=UR流表选取C。

因电压表内阻远大于待测电阻,则选用电流表外接法;采用此接法测得的通过电阻的电流值大可知电阻的测量值比其真实值偏小,造成这种误差的主要原因是电压表的分流作用。

于真实值,则根据R=UI(3)电流表示数I=0.48 A,电压表示数U=2.20 V。

(4)电流表外接而滑动变阻器采用分压式接法,故实验原理电路图如图乙所示。

乙【答案】(1)F(2)外小电压表的分流作用(3)0.482.20(4)如图乙所示5电表的反常规用法电流表、电压表如果知道其内阻,它们的功能就不仅仅是测电流或电压。

因此,如果知道电表的内阻,电流表、电压表就既可以测电流,也可以测电压,还可以作为定值电阻来用,即河北张家口模拟)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。

该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m,再利用图甲所示的电路测出铜导线的电阻R x,从而确定导线的实际长度。

甲乙可供使用的器材有:电流表:量程为0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω;电压表:量程为0~3 V,内阻约为9 kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值为5 Ω;滑动变阻器R2:最大阻值为20 Ω;定值电阻:R0=3 Ω;电源:电动势为6 V,内阻可不计;开关、导线若干。

回答下列问题:(1)实验中滑动变阻器应选(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至(选填“a”或“b”)端。

(2)在实物图丙中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。

丙(3)调节滑动变阻器,当电流表的示数为0.50 A时,电压表示数如图乙所示,示数为V。

(4)导线实际长度为m(计算结果保留2位有效数字)。

【答案】(1)R2 a (2)如图丁所示丁(3)2.30(2.29~2.31均可)(4)94题型电学实验仪器的选择一根据实验原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提,一般遵循以下三个原则。

1.安全性原则:要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器,使实验切实可行,能达到预期目标。