新高考物理一轮复习分层提升练习专题51 电学实验基础(2份打包,原卷版+解析版)
展开游标卡尺的使用
1.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 1 mm。
2.精度:对应关系为10分度0.1 mm,20分度0.05 mm,50分度0.02 mm。
3.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与主尺上某一刻线对齐的游标刻线的格数,则记录结果表达为(x+K×精度)mm。
【例1】图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的__________(填“A”“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为________ mm。
螺旋测微器的使用
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)。
【例2】在测量一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示,校零时的读数为________mm,合金丝的直径为________mm。
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,即电表两接线柱间允许加的最大电压或电表允许通过的最大电流,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。
(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是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,这时要求“格估读”。
(3)对于0~0.6 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,这时要求“半格估读”。
【例3】在“描绘伏安特性曲线”的实验中,电表示数如图所示。若如图1所示的电流表使用的是 SKIPIF 1 < 0 量程,则图中电流表示数是___________A;若使用的是 SKIPIF 1 < 0 量程,则图中电流表示数为___________A。若图2所示电压表使用的是较小量程,则图中电压表的示数为___________V;若使用的是较大量程,则图中电压表示数为___________V。
内外接法测电阻
(一)两种接法的比较
(二)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。简单概括为“大内偏大,小外偏小”。
2.临界值计算法
①Rx
3.实验试探法
按如图所示接好电路,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,则应采用电流表外接法;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,则应采用电流表内接法。
【例4】厦门中学生助手用伏安法测电阻,如果电压表、电流表均为理想电表,其读数分别为U、I,则待测电阻阻值为:Rx= SKIPIF 1 < 0 。实际上电压表及电流表也是有一定内阻的,如量程为0-3V的电压表内阻一般较大,约为3kΩ,量程为0-0.6A的电流表内阻一般很小,约为0.5Ω。如图甲所示为电流表外接法,如图乙所示为电流表内接法,请回答以下问题:
(1)采用图甲所示方案测电阻时,待测电阻Rx的测量值___________(填“大于”或“小于”)真实值,其原因是___________。
(2)采用图乙所示方案测电阻时,待测电阻Rx的测量值___________(填“大于”或“小于”)真实值,其原因是___________。
(3)厦门中学生助手测量一电阻时,不知道电阻大概阻值,因此,他采用了如图丙所示的方法。先把电压表的右端与a点连接,此时电压表示数为4.5V、电流表示数为1.8mA;再把电压表的右端与b点连接,此时电压表示数为4.6V、电流表示数为1.6mA;为了减小电阻的测量误差,他应该把电压表的右端接在___________(选填“a”或“b”)点进行实验;则圆环接入电路的两点间的电阻值为___________Ω。
滑动变阻器的两种接法
1.两种接法的比较
2.两种接法的选择
【例5】13.用伏安法测定某定值电阻 SKIPIF 1 < 0 (内阻约为 SKIPIF 1 < 0 ),要尽可能准确地测量这只电阻的阻值.现有器材除被测电阻 SKIPIF 1 < 0 外,还有如下的实验仪器:
A.直流电源,电压 SKIPIF 1 < 0 ,内阻不计;
B.电压表,量程 SKIPIF 1 < 0 ,内阻约 SKIPIF 1 < 0 ;
C.电压表,量程 SKIPIF 1 < 0 ,内阻约 SKIPIF 1 < 0 ;
D.电流表,量程 SKIPIF 1 < 0 ,内阻约 SKIPIF 1 < 0 ;
E.电流表,量程 SKIPIF 1 < 0 ,内阻 SKIPIF 1 < 0 ;
F.滑动变阻器,阻值 SKIPIF 1 < 0 ;
G.电键一只、导线若干.
(1)在上述仪器中,电压表应选用_____,电流表应选用______(用仪器前序号表示)。
(2)请在方框内画出电路原理图_____。
(3)若电流表示数为I,电压表示数为U,则 SKIPIF 1 < 0 _____(用题中字母表示)。
电表的改装
【例6】如图所示为一改装后的电流表和电压表电路,已知表头满偏电流为100微安,内阻为900欧姆,定值电阻R1=100欧姆,定值电阻R2=1910欧姆,A为公用接线柱则
(1)当使用___________两接线柱时是 电流表,其量程为___________安培;
(2)当使用___________两接线柱时是 电压表,其量程为___________伏特;
【多维度分层专练】
1.请按要求填写:
(1)某同学用游标卡尺的________测得一玻璃杯的内高,如图甲所示,则其内高为________cm;
(2)又用螺旋测微器测得其玻璃厚度如图乙所示,则厚度为________mm;
(3)该同学用螺旋测微器又测得一小球直径如图丙所示,正确读数后得小球直径为1.731mm,则a=__________,b=__________。
(4)某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图丁、戊所示,则该金属杆的长度和直径分别为______cm和______mm。
2.(1)如图甲所示,螺旋测微器的读数为__________mm;
(2)如图乙所示,游标卡尺的读数为__________mm。
3.请正确读数
若电压表接入电路中是 SKIPIF 1 < 0 量程,则电压读数:___________V
若电压表接入电路中是 SKIPIF 1 < 0 量程,则电压读数:___________V
若电流表接入电路中是 SKIPIF 1 < 0 量程,则电流读数:___________A
若电流表接入电路中是 SKIPIF 1 < 0 量程,则电流读数:___________A
4.测量电阻伏安特性时,用 SKIPIF 1 < 0 表示测量电阻的阻值, SKIPIF 1 < 0 表示电压表的内阻,RA表示电流表的内阻, SKIPIF 1 < 0 表示内外接转换时电流表的相对变化, SKIPIF 1 < 0 表示内外接转换时电压表的相对变化,则下列说法正确的是( )
A.当 SKIPIF 1 < 0 ,且R较RA大得不多时,宜选用电流表外接
B.当 SKIPIF 1 < 0 ,且R较RA大得不多时,宜选用电流表内接
C.当 SKIPIF 1 < 0 时宜采用电流表内接
D.当 SKIPIF 1 < 0 时宜采用电流表外接
5.小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。因电表内阻未知,用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数 SKIPIF 1 < 0 ,电流表的示数如图乙所示,其读数 SKIPIF 1 < 0 ___________A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 。由此可知应采用电流表___________(选填“内”或“外”)接法。
6.利用伏安法测电阻,可以选电流表内接法和电流表外接法两种方法。图甲中电压表的读数为 SKIPIF 1 < 0 ,电流表的读数为 SKIPIF 1 < 0 ,图乙中电压表的读数为 SKIPIF 1 < 0 ,电流表的读数为 SKIPIF 1 < 0 ,待测电阻的阻值为 SKIPIF 1 < 0 。
(1)关于测量过程中产生的误差,下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A.无论哪种方法,只要采用多次测量取平均值的方式,就能有效减小误差,使误差几乎为0
B.采用图甲电路,电压表的测量值大于待测电阻两端的电压值,电流表的测量值等于流经待测电阻的电流值
C.采用图乙电路,电压表的测量值等于待测电阻两端的电压值,电流表的测量值大于流经待测电阻的电流值
D.图甲适用于测小电阻,图乙适用于测大电阻
(2)利用电流表内接法,待测电阻阻值记为“ SKIPIF 1 < 0 ”;利用电流表外接法,待测电阻阻值记为“ SKIPIF 1 < 0 ”;该电阻阻值的真实值记为“ SKIPIF 1 < 0 ”。请按照从大到小的顺序将这三个量依次排序为________。
(3)若已知电压表的内阻为 SKIPIF 1 < 0 ,则可利用________(填“图甲”或“图乙”)测出待测电阻的真实值,其真实值为 SKIPIF 1 < 0 ________。
7.已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用下列方法测量其常温下的阻值。
(1)用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量热敏电阻的阻值,正确操作指针偏转如图甲所示。实验小组应将倍率更换至______(选填“×100”或“×1”)倍率,正确操作并读出热敏电阻阻值;
(2)实验小组在粗略测量热敏电阻阻值后,用以下的器材精确测量它的阻值。
A.电源(E=5V,内阻约为1Ω)
B.电流表 SKIPIF 1 < 0 (0~5mA,内阻约为5Ω)
C.电流表 SKIPIF 1 < 0 (量程0.6A,内阻约为1Ω)
D.电压表 SKIPIF 1 < 0 (0~5V,内阻约为3kΩ)
E.电压表 SKIPIF 1 < 0 (0~15V,内阻约为10kΩ)
F.滑动变阻器R(0~10Ω,允许通过的最大电流为10mA)
G.开关
H.导线
①为了尽可能精确的测量热敏电阻的阻值,电流表选_______,电压表选_______;(选填元件前面的序号)
②下列电路图设计合理的是_______。(选填“乙”或“丙”)
(3)已知热敏电阻 SKIPIF 1 < 0 与温度的关系如下表所示:
利用该热敏电阻制作温控报警器,其电路原理如图丁所示,图中E为直流电源(电动势为10V,内阻可忽略),报警系统接在ab之间,当ab之间的输出电压低于6.0V时,便触发报警器报警,若要求开始报警时环境温度为60℃,则图中电阻箱R的阻值应为_______Ω。测试发现温度达到55℃时报警器就开始报警,则应______(选填“调小”或“调大”)电阻箱的阻值。
8.某实验小组利用如下器材测量某金属丝的电阻率:
A.电源(3V,内阻约为0.1Ω)
B.电流表(量程0.6A,内阻约为0.1Ω)
C.电流表(量程3A,内阻约为0.03Ω)
D.电压表(量程3V,内阻约为3kΩ)
E.滑动变阻器(1kΩ,0.3A)
F.滑动变阻器(20Ω,2A)
G.待测金属丝、螺旋测微器、米尺、开关和导线等
(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径,某次测量时示数如图所示,其读数为________mm;
(2)实验小组选好实验器材,实验过程中改变滑动变阻器的位置,记录电压表和电流表的示数如下表:
根据以上信息,你认为该小组选用的电流表是________,滑动变阻器是________(只填仪器前的代号);
(3)请设计较为节能且误差较小的电路,把图乙电路连接完整______。
9.某实验小组要描绘小灯泡(2.5V,0.5W)的伏安特性曲线,实验室提供以下器材可供选择:
A.直流电源3V(内阻不计)
B.直流电压表V1(量程为0~3V,内阻约为3kΩ)
C.直流电压表V2(量程为0~15V,内阻约为25kΩ)
D.直流电流表A1(量程为0~300mA,内阻约为5Ω)
E.直流电流表A2(量程为0~600mA,内阻约为10)
F.滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,允许通过的最大电流为0.5A)
G.滑动变阻器R2(最大阻值10Ω,允许通过的最大电流为2A)
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。
(1)实验中电压表应选用_______,电流表应选用_______,滑动变阻器应选用_______。(均填器材前的字母标号)
(2)请在方框中画出实验使用的电路图,仪器用题目中的符号表示______。
(3)根据实验数据,作出的小灯泡I-U图线如图所示,由此可知,当电压为1.5V时,小灯泡的灯丝电阻为______(结果保留2位有效数字),由图可知,随着电压的增大,小灯泡的电阻______。(填“增大”或“减小”)
10.某实验兴趣小组为了测一个电阻R的阻值,他们先用欧姆表“×10”挡进行测量如图所示。为了更精确地测量其电阻,实验室给出了以下器材:
①电流表G1(0~50mA,内阻r1=3Ω); ②电流表G2(0~100mA),内阻r2约为10Ω);
③定值电阻R1(R1=15Ω); ④滑动变阻器R2(0~5Ω);
⑤干电池(1.5V),内阻不计: ⑥开关S及导线若干。
回答下列问题:
(1)多用电表欧姆挡的读数为_________Ω;
(2)在下面方框里画出实验电路原理图________;
(3)若某次测得电流表G1、G2的示数分别为I1、I2。则被测电阻的大小R=__________(用已知和测量物理量的符号)。
11.学校开放实验室,同学们为了描绘小灯泡L的伏安特性曲线,并想同时较准确地测量其在额定电流下的功率,可供选用的器材如下:
小灯泡L(规格“额定电流为1.0A,额定功率约为6.5W”);
电流表A1(量程3A,内阻约为0.1Ω);
电流表A2(量程0.5A,内阻r2=8Ω);
电压表V(量程3V,内阻rv=2.0kΩ);
标准电阻R1(阻值6.0kΩ);
标准电阻R2(阻值8Ω);
学生电源E(电动势约为10V,内阻不计);
开关S及导线若干。
(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择:
A.阻值0到10Ω,额定电流1.0A B.阻值0到20Ω,额定电流2.0A
本实验应选的滑动变阻器是______(选填“A”或“B”)。
(2)老师要求要尽量准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,电压需从零开始调节,在安全前提下尽可能减小误差且调节方便,在虚线框内画出满足要求的实验电路图,并在图上标明所选器材代号。______
(3)某次实验时,若电流表满偏时,电压表的读数如图所示,则电压表的读数为______,灯泡额定功率为______W。(计算结果保留两位小数)
导练目标
导练内容
目标1
游标卡尺的使用
目标2
螺旋测微器的使用
目标3
常用电表的读数
目标4
内外接法测电阻
目标5
滑动变阻器的两种接法
目标6
电表的改装
内接法
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
电阻
测量值
R测=eq \f(U测,I测)=Rx+RA>Rx,测量值大于真实值
R测=eq \f(U测,I测)=eq \f(RxRV,Rx+RV)
分压接法
两种接法
电路图
负载R上电
压调节范围
eq \f(RE,R+R0)≤U≤E
0≤U≤E
负载R上电
流调节范围
eq \f(E,R+R0)≤I≤eq \f(E,R)
0≤I≤eq \f(E,R)
闭合S前
触头位置
b端
a端
①要求待测电阻两端的电压从零开始变化,或精确性要求较高时
采用
分压
接法
②滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻或串联的其他电阻的阻值时
③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时
①待测电阻接近或略小于滑动变阻器的最大阻值时
采用
限流
接法
②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压接法的要求时
③没有很高的精确性要求,考虑安装简捷和节能因素时
改装成电压表
改装成电流表
内部电路
改装原理
串联大电阻分压
并联小电阻分流
改装后
的量程
U=Ig(Rg+R)
I=eq \f(R+Rg,R)Ig
量程扩大
的倍数
n=1+eq \f(R,Rg)
n=1+eq \f(Rg,R)
接入电阻
的阻值
R=(n-1)Rg
R=eq \f(Rg,n-1)
改装后的
总内阻
RV=nRg
RA=eq \f(Rg,n)
校准电路
t/℃
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
SKIPIF 1 < 0 /Ω
2400.0
1500.0
1150.0
860.0
435.0
120.0
次数
1
2
3
4
5
U/V
0.80
1.00
1.50
1.80
2.30
I/A
0.18
0.22
0.34
0.42
0.52
新高考物理一轮复习分层提升练习专题19 板块模型(2份打包,原卷版+解析版): 这是一份新高考物理一轮复习分层提升练习专题19 板块模型(2份打包,原卷版+解析版),文件包含新高考物理一轮复习分层提升练习专题19板块模型原卷版doc、新高考物理一轮复习分层提升练习专题19板块模型解析版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共25页, 欢迎下载使用。
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新高考物理一轮复习重难点练习难点16 电学实验基础(2份打包,原卷版+解析版): 这是一份新高考物理一轮复习重难点练习难点16 电学实验基础(2份打包,原卷版+解析版),文件包含新高考物理一轮复习重难点练习难点16电学实验基础原卷版doc、新高考物理一轮复习重难点练习难点16电学实验基础解析版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共48页, 欢迎下载使用。