習(xí)題課六電學(xué)實驗基礎(chǔ)

第九章恒定電流習(xí)題課六電學(xué)實驗基礎(chǔ)?考點一

基本儀器的使用及讀數(shù)

[素養(yǎng)自修類]1.游標(biāo)卡尺（1）構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺（主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)、外測量爪，游標(biāo)尺上還有一個深度尺，如圖所示）。（2）原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成，不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其讀數(shù)見下表?？潭雀駭?shù)（分度）刻度總長度每小格與1mm的差值精確度（可準(zhǔn)確到）109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm（3）讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果為（x＋K×精確度）mm。注意：對于游標(biāo)卡尺，無論哪種規(guī)格，均不需要估讀到下一位，后面不能隨意加零，也不能隨意去零。2.螺旋測微器（1）構(gòu)造：如圖，B為固定刻度，E為可動刻度。（2）原理：可動刻度E上的刻度為50等份，則螺旋測微器的精確度為0.01mm。②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：（1）半毫米刻度線是否漏出；（2）一定要估讀一位；（3）如果以mm為單位記錄讀數(shù)，小數(shù)點后一定是三位數(shù)字，如：6.700

mm、0.324

mm等。①測量時被測物體長度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動刻度讀出。（3）讀數(shù)

?1.（1）如圖甲、乙、丙所示的三把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺自左向右分別為10分度、20分度、50分度，它們的讀數(shù)依次為

?mm、

?mm、

?mm。解析：（1）題圖甲讀數(shù)：整毫米是17

mm，不足1毫米數(shù)是6×0.1

mm＝0.6

mm，最后結(jié)果是17

mm＋0.6

mm＝17.6

mm。題圖乙讀數(shù)：整毫米是23

mm，不足1毫米數(shù)是5×0.05

mm＝0.25

mm，最后結(jié)果是23

mm＋0.25

mm＝23.25

mm。題圖丙讀數(shù)：整毫米是3

mm，不足1毫米數(shù)是10×0.02

mm＝0.20

mm，最后結(jié)果是3

mm＋0.20

mm＝3.20

mm。答案：（1）17.6

23.25

3.20（2）某同學(xué)用如圖丁所示的螺旋測微器測量小球的直徑時，他應(yīng)先轉(zhuǎn)動

?使F靠近小球，再轉(zhuǎn)動

?使F夾住小球，直至聽到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動

?使F固定后讀數(shù)（填儀器部件字母符號）。正確操作后，螺旋測微器的示數(shù)如圖戊所示，則小球的直徑是

?mm。

解析：（2）用螺旋測微器測小球直徑時，先轉(zhuǎn)動粗調(diào)旋鈕D使測微螺桿F靠近被測小球，再轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕H使測微螺桿F夾住小球，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動止動旋鈕G使F固定后讀數(shù)，讀數(shù)為6.5

mm＋20.0×0.01

mm＝6.700

mm。答案：（2）D

H

G

6.7002.（1）圖甲使用0.6A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表

?A，圖中指針示數(shù)是

?A；當(dāng)使用3A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表

?A，圖中指針示數(shù)為

?A。解析：（1）使用0.6

A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02

A，指針示數(shù)為0.44

A；當(dāng)使用3

A量程時，每一小格為0.1

A，指針示數(shù)為2.20

A。答案：（1）0.02

0.44

0.1

2.20（2）圖乙使用較小量程時，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，圖中指針示數(shù)為

?V。解析：（2）電壓表使用3

V量程時，每小格表示0.1

V，指針示數(shù)為1.70

V；使用15

V量程時，每小格表示0.5

V，指針示數(shù)為8.5

V。答案：（2）0.1

1.70

0.5

8.5考點二

電流表的兩種接法

[素養(yǎng)自修類]1.電流表內(nèi)、外接法的比較內(nèi)接法外接法電路圖??誤差原因電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋I(xiàn)V電阻測量值適用條件RA?RxRV?Rx適用于測量大電阻小電阻2.電流表的內(nèi)、外接法的選擇比值比較法試觸法?1.[比值比較法的應(yīng)用]

答案：Rx1

大于

小于2.[試觸法的應(yīng)用]用電流表和電壓表測量電阻Rx的阻值。如圖所示，分別將圖（a）和圖（b）兩種測量電路連接到電路中，按照圖（a）時，電流表示數(shù)為4.50mA，電壓表示數(shù)為2.50V；按照圖（b）時，電流表示數(shù)為5.00mA，電壓表示數(shù)為2.40V，比較這兩次結(jié)果，下列說法正確的是（

）A.電阻的真實值更接近556Ω，且大于556ΩB.電阻的真實值更接近556Ω，且小于556ΩC.電阻的真實值更接近480Ω，且大于480ΩD.電阻的真實值更接近480Ω，且小于480Ω

考點三

滑動變阻器的兩種接法

[素養(yǎng)自修類]1.滑動變阻器兩種接法的比較限流式接法分壓式接法對比說明電路圖??串、并聯(lián)關(guān)系不同負(fù)載Rx上電壓調(diào)節(jié)范圍0≤U≤E分壓式電路的調(diào)節(jié)范圍大負(fù)載Rx上電流調(diào)節(jié)范圍分壓式電路的調(diào)節(jié)范圍大限流式接法分壓式接法對比說明閉合S前滑片P的位置b端a端都是為了保護電路元件2.兩種接法的選擇采用分壓接法（1）要求待測電阻兩端的電壓從零開始變化，或精確性要求較高時（2）滑動變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻或串聯(lián)的其他電阻的阻值時（3）題設(shè)條件中所提供的電表量程或電阻的最大允許電流只有采用分壓接法才能滿足時采用限流接法（1）待測電阻小于滑動變阻器的最大阻值時（2）沒有很高的精確性要求，考慮安裝簡捷和節(jié)能因素時?1.為測量“12V，5W”的小電珠在不同電壓下的功率，給定了以下器材：電源：12V，內(nèi)阻不計；電流表：量程0～0.6A、0～3A，內(nèi)阻約為0.2Ω；電壓表：量程0～3V、0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ；滑動變阻器：0～20Ω，允許最大電流1A；開關(guān)一個，導(dǎo)線若干，實驗要求加在小電珠上的電壓可從零開始調(diào)節(jié)。（1）以下四個電路圖你認(rèn)為最合適的是

?。

答案：（1）A

（2）在本實驗中，電流表的量程可選

?。

答案：（2）0～0.6A2.為了測定阻值約為10Ω，額定電流為0.5A的電阻器的電阻，現(xiàn)準(zhǔn)備有下列器材：A.電源E：電動勢E＝6V、內(nèi)阻不計；B.電流表A1：量程為0～3A、內(nèi)阻約為0.06Ω；C.電流表A2：量程為0～0.6A、內(nèi)阻約為0.3Ω；D.電壓表V1：量程為0～15V、內(nèi)阻約為5×104Ω；E.電壓表V2：量程為0～5V、內(nèi)阻約為104Ω；F.滑動變阻器R1：量程為0～20Ω、額定電流為3A；G.滑動變阻器R2：量程為0～800Ω、額定電流為0.5A；H.開關(guān)S和導(dǎo)線若干。（1）實驗中要求通過待測電阻的電流能從0.15A起逐漸增大，為盡可能精確地測出該電阻的阻值，并且實驗中電表示數(shù)調(diào)節(jié)方便，電流表應(yīng)選擇

?（填寫器材前面的代碼），電壓表應(yīng)選擇

?（填寫器材前面的代碼），滑動變阻器應(yīng)選擇

?（填寫器材前面的代碼）。解析：（1）電源電動勢為6

V，電壓表需要選擇E，待測電阻的額定電流為0.5

A，電流表應(yīng)選擇C；待測阻值約為10

Ω，為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選擇F。答案：（1）C

E

F

（2）在方框中畫出符合要求的實驗電路圖。解析：（2）由題意可知，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，實驗中要求通過待測電阻的電流從0.15

A起逐漸增大，為盡可能精確地測出該電阻的阻值，需測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示。答案：（2）見解析圖3.未知電阻Rx約500Ω左右，同學(xué)欲精確測定其阻值?？捎闷鞑挠校弘妷罕鞻（量程為3V，內(nèi)阻很大），電流表A（量程為1mA，內(nèi)阻為300Ω），電源E（電動勢約為4V，內(nèi)阻不計），滑動變阻器R（最大阻值可選10Ω或1.5kΩ），定值電阻R0（阻值可選75Ω或150Ω），開關(guān)S，導(dǎo)線若干。（1）實驗時，要將電流表量程擴大為5mA，R0應(yīng)選阻值為

?（選填“75Ω”或“150Ω”）的定值電阻。

答案：（1）75Ω

（2）要求通過Rx的電流可在0～5mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，圖（a）中的R應(yīng)選最大阻值為

?（選填“10Ω”或“1.5kΩ”）的滑動變阻器，并將圖（a）的實驗電路原理圖補全。解析：（2）電表從0開始測量，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，滿足題中通過R的電流從0～5

mA連續(xù)可調(diào)，電路中R應(yīng)選最大阻值為10

Ω的滑動變阻器，方便電路的調(diào)節(jié)，電路