基本儀器的使用2

學生姓名：年級：老師：上課日期：上課時間：課次：第一節(jié)基本儀器的使用［學習目標］：1.掌握螺旋測微器和游標卡尺的原理及讀數(shù)方法。2.掌握電流表和電壓表的讀數(shù)方法。3.會用伏安法測電阻4.掌握滑動變阻器的使用［重點難點］伏安法測電阻和滑動變阻器的使用[學習內(nèi)容]：實驗原理1．游標卡尺的構造、原理及讀數(shù)(1)構造(如圖)主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內(nèi)、外測量爪)、游標尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘。(2)原理利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成。不管游標尺上有多少個小等份刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等份刻度少1mm。常見的游標卡尺的游標尺上小等份刻度有10個的、20個的、50個的，見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可準確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(3)讀數(shù)若用L0表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，x表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)，則其讀數(shù)為L＝L0＋kx，其中k為精確度。2．螺旋測微器的構造、原理及讀數(shù)(1)螺旋測微器的構造如下圖所示是常用的螺旋測微器。它的測砧A和固定刻度S固定在尺架F上。旋鈕K、微調(diào)旋鈕K′和可動刻度H、測微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套在S上。(2)螺旋測微器的原理測微螺桿P與固定刻度S之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕K每旋轉一周，P前進或后退0.5mm，而可動刻度H上的刻度為50等份，每轉動一小格，P前進或后退0.01mm。即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。(3)讀數(shù)測量時被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出。測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)。注意事項1．螺旋測微器的使用(1)測量前須校對零點：先使測砧A與測微螺桿P并攏，觀察可動刻度的零刻度線與固定刻度的軸向線是否重合，以及可動刻度的邊緣與固定刻度的零刻度線是否重合，不重合時，用存放在螺旋測微器盒中的工具調(diào)節(jié)，直到完全重合為止。(2)測量時，當測微螺桿P將要接觸被測物體時，要停止使用旋鈕K，改用微調(diào)旋鈕K′，以避免P和被測物體間產(chǎn)生過大的壓力。這樣，既可以保護儀器，又能保證測量結果準確。當聽到“咔、咔……”聲后，停止轉動，即可讀數(shù)。(3)螺旋測微器應估讀一位，即以mm作單位，應讀到小數(shù)點后面第三位。(4)為防止讀出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯，可在讀數(shù)前估計大概讀數(shù)值，若發(fā)現(xiàn)最后讀數(shù)與開始估計數(shù)值相差較大，立即檢查出錯原因，如半毫米刻度線是否露出?？键c一基本儀器的讀數(shù)【典例解析】例1(1)[2013·山東高考]圖甲為一游標卡尺的結構示意圖，當測量一鋼筆帽的內(nèi)徑時，應該用游標卡尺的________(填“A”“B”或“C”)進行測量；示數(shù)如圖乙所示，該鋼筆帽的內(nèi)徑為________mm。(2)[2013·安徽高考]在測定一根粗細均勻合金絲電阻率的實驗中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖所示，校零時的讀數(shù)為_______mm，合金絲的直徑為_______mm?！踞槍毩暋?1)某學生用螺旋測微器測量不同金屬導線的直徑，其示數(shù)如圖(a)(b)(c)所示，該金屬導線的直徑讀數(shù)為：(a)________mm(b)________mm(c)________mm(2)用游標為50分度的游標卡尺測量某工件的長度時，示數(shù)如圖(d)所示，則測量結果應該讀作________mm。考點二電流表、電壓表的讀數(shù)及使用1.兩種電表的電路結構及讀數(shù)方法電流表電壓表符號參數(shù)量程：0～0.6A，0～3A內(nèi)阻：小于1Ω量程：0～3V，0～15V內(nèi)阻：3kΩ，15kΩ電路結構(改裝)讀數(shù)方法視線垂直于刻度盤表面，一般都需估讀，3A量程估讀到最小分度的1/10，0.6A量程的估讀到最小分度的1/2視線垂直于刻度盤表面，一般都需估讀，3V量程估讀到最小分度的1/10，15V量程的估讀到最小分度的1/52.兩種電表的使用技巧(1)機械零點的調(diào)整：在不通電時，指針應指在零刻線的位置。(2)選擇適當量程：估算電路中的電流或電壓，指針應偏轉到滿刻度的eq\f(1,3)以上。若無法估算電路中的電流和電壓，則應先選用較大的量程，再逐步減小量程。(3)正確接入電路：電流表應串聯(lián)在電路中，電壓表應并聯(lián)在電路中，兩種表都應使電流從正接線柱流入，從負接線柱流出。(4)正確讀數(shù)：根據(jù)所選量程的準確度，正確讀出有效數(shù)字和單位。(5)注意內(nèi)阻：電流表和電壓表一方面作為儀器使用，同時又是被測電路中的一個電阻，實驗中沒有特別要求時，一般不考慮它們的內(nèi)阻對電路的影響，但有些測量中，不能忽視它們的內(nèi)阻對被測電路的影響，如伏安法測電阻等。【例題解析】【例1】(1)圖1甲所示的電流表使用0.6A量程時，對應刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)是________A；當使用3A量程時，對應刻度盤中每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)為________A。(2)如圖乙所示的電表使用較小量程時，每小格表示________V，圖中指針的示數(shù)為________V。若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示________V，圖中表針指示的是________V。圖1【針對練習】正確讀出圖中各表的讀數(shù)：①如圖(e)，接0～3V量程時讀數(shù)為________V；接0～15V量程時讀數(shù)為________V。②如圖(f)，接0～3A量程時讀數(shù)為________A；接0～0.6A量程時讀數(shù)為________A。考點三測量電路的接法及選擇1.電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋IV電阻測量值R測＝eq\f(U測,I測)＝Rx＋RA＞Rx，測量值大于真實值R測＝eq\f(U測,I測)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)＜Rx，測量值小于真實值適用條件RA?RxRV?Rx口訣大內(nèi)偏大(大電阻用內(nèi)接法測量，測量值偏大)小外偏小(小電阻用外接法測量，測量值偏小)2.兩種電路的選擇方法內(nèi)接法外接法計算法eq\f(Rx,RA)＞eq\f(RV,Rx)或Rx＞eq\r(RARV)eq\f(Rx,RA)＜eq\f(RV,Rx)或Rx＜eq\r(RARV)試觸法若不知Rx的大概阻值，可采用“試觸法”，求電路如圖所示連接，空出電壓表的一個接頭S，然后將S分別與a、b接觸一下若電流表示數(shù)“相對變化”明顯，說明電壓表分流作用較強，應采用電流表內(nèi)接法若電壓表示數(shù)“相對變化”明顯，說明電流表分壓作用較強，應采用電流表外接法【典例解析】例3.(2014·新課標全國卷Ⅱ，22)，在伏安法測電阻的實驗中，待測電阻Rx約為200Ω，電壓表的內(nèi)阻約為2kΩ，電流表的內(nèi)阻約為10Ω，測量電路中電流表的連接方式如圖4(a)或(b)所示，結果由公式Rx＝eq\f(U,I)計算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和(b)中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值，且測量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值，測量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值。圖4【針對練習】[2015·寧夏銀川一中一模](1)某實驗小組在“測定金屬電阻率”的實驗過程中，正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖所示，則它們的讀數(shù)依次是________mm、________A、________V。(2)已知實驗中所用的滑動變阻器阻值范圍為0～10Ω，電流表內(nèi)阻約為幾歐，電壓表內(nèi)阻約為20kΩ，電源為干電池(不宜在長時間、大功率狀況下使用)，電源電動勢E＝4.5V，內(nèi)阻較小。則以下電路圖中，________(選填字母代號)電路為本次實驗應當采用的最佳電路，但用此最佳電路測量的金屬絲電阻仍然會比真實值偏________(選填“大”或“小”)。(3)若已知實驗所用的電流表內(nèi)阻的準確值RA＝2.0Ω，那么測量金屬絲電阻Rx的最佳電路應是上圖中的________(選填字母代號)電路。2.[2016·寧夏銀川一中考試]在測量金屬絲電阻率的實驗中，可供選用的器材如下：待測金屬絲：Rx(阻值約4Ω，額定電壓約2V)；電壓表：V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)；電流表：A1(量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω)；A2(量程3A，內(nèi)阻約0.05Ω)；電源：E1(電動勢3V，內(nèi)阻不計)；E2(電動勢12V，內(nèi)阻不計)；滑動變阻器：R1(最大阻值約20Ω)；滑動變阻器：R2(最大阻值約1kΩ)；螺旋測微器；毫米刻度尺；開關；導線。(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為________mm。(2)為使測量盡量精確，需要多組測量，電流表應選________、電源應選________，滑動變阻器應選________(均填器材代號)，畫出電路原理圖?？键c四滑動變阻器兩種接法的選擇1.滑動變阻器兩種接法的比較限流接法分壓接法對比說明電路圖串、并聯(lián)關系不同負載R上電壓調(diào)節(jié)范圍eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤E分壓電路調(diào)節(jié)范圍大負載R上電流調(diào)節(jié)范圍eq\f(E,R＋R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為保護電路元件2.兩種接法的選擇(1)選擇不同接法的原則eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(安全性原則\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(不超量程,在允許通過的最大電流以內(nèi),電表、電源不接反)),方便性原則\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(便于調(diào)節(jié),便于讀數(shù))),經(jīng)濟性原則：損耗能量最小))(2)下列情況下滑動變阻器應采用分壓接法①題設條件中所提供的電表量程或電阻的最大允許電流不夠。②題設條件中的滑動變阻器的最大阻值遠小于被測電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻的阻值。③題設要求回路中某部分電路兩端的電壓從零開始連續(xù)變化?！镜淅馕觥俊纠?】為了測量某待測電阻Rx的阻值(約為30Ω)，有以下一些器材可供選擇。電流表A1(量程0～50mA，內(nèi)阻約10Ω)；電流表A2(量程0～3A，內(nèi)阻約0.12Ω)；電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻很大)；電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻很大)；電源E(電動勢約為3V，內(nèi)阻約為0.2Ω)；定值電阻R(20Ω，允許最大電流1.0A)；滑動變阻器R1(0～10Ω，允許最大電流2.0A)；滑動變阻器R2(0～1kΩ，允許最大電流0.5A)；單刀單擲開關S一個，導線若干。(1)電流表應選________，電壓表應選________，滑動變阻器應選________。(填器材的元件符號)(2)請在下面的虛線框內(nèi)畫出測量電阻Rx的實驗電路圖。(要求所測量范圍盡可能大)(3)某次測量中，電壓表示數(shù)為U時，電流表示數(shù)為I，則計算待測電阻阻值的表達式為Rx＝________?！踞槍τ柧殹?有一個電阻Rx，其阻值大約是10Ω，請選擇適當?shù)钠鞑?，以便測量其阻值。可供選擇的電路如圖6。可供選擇的器材是：圖6A.電動勢4.5V、內(nèi)阻不計的電源EB.量程為15V、內(nèi)阻10kΩ的電壓表V1C.量程為3V、內(nèi)阻6kΩ的電壓表V2D.量程為300mA、內(nèi)阻4Ω的電流表A1E.量程為5A、內(nèi)阻2Ω的電流表A2F.最大阻值20Ω、額定電流1.5A的滑動變阻器R1G.最大阻值500Ω、額定電流0.5A的滑動變阻器R2H.開關和若干根導線。則選用的電路是________(填甲或乙)，選用的器材是________(填器材的字母代號)。學生作業(yè)：.1[2015·浙江高考]圖1是小紅同學在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的實物連接圖。(1)根據(jù)圖1畫出實驗電路圖；(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖2中的①、②、③、④所示，電流表量程為0.6A，電壓表量程為3V。所示讀數(shù)為：①________、②________、③________、④________。兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為________和________。2.電流表量程一般有兩種：0～0.6A，0～3A；電壓表量程一般有兩種：0～3V，0～15V，如圖23所示；圖23①接0～3V量程時讀數(shù)為________V。②接0～15V量程時讀數(shù)為________V。③接0～3A量程時讀數(shù)為________A。④接0～0.6A量程時讀數(shù)為________A。