2025高考物理總復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

第3講實(shí)驗(yàn):電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)高考總復(fù)習(xí)2025強(qiáng)基礎(chǔ)固本增分研考點(diǎn)精準(zhǔn)突破目錄索引強(qiáng)基礎(chǔ)固本增分一、游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器1.游標(biāo)卡尺(1)原理:利用主尺的單位刻度與游標(biāo)尺的單位刻度之間固定的微量差值來(lái)提高測(cè)量精度。不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度,它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上同樣多的小等分刻度少1mm。(2)精確度:對(duì)應(yīng)關(guān)系為10分度0.1mm,20分度0.05mm,50分度0.02mm。(3)讀數(shù):若用x表示由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(xiàn)對(duì)齊的游標(biāo)刻線(xiàn)的格數(shù),則記錄結(jié)果表達(dá)為(x+K×精確度)mm。2.螺旋測(cè)微器

(1)原理:測(cè)微螺桿與固定刻度之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕每旋轉(zhuǎn)一周,測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退0.5mm,而可動(dòng)刻度上的刻度為50等份,每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格,測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退0.01mm,即用螺旋測(cè)微器測(cè)量可準(zhǔn)確到0.01mm。讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上,因此,螺旋測(cè)微器又叫千分尺。(2)讀數(shù):測(cè)量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線(xiàn)是否露出)+可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)。二、常用電表的讀數(shù)對(duì)于電壓表和電流表的讀數(shù)問(wèn)題,首先要弄清電表量程,即電表兩接線(xiàn)柱間允許加的最大電壓或電表允許通過(guò)的最大電流,然后根據(jù)表盤(pán)總的刻度數(shù)確定精確度,按照指針的實(shí)際位置進(jìn)行讀數(shù)。(1)0~3V的電壓表和0~3A的電流表的讀數(shù)方法相同,此量程下的精確度分別是0.1V和0.1A,看清楚指針的實(shí)際位置,讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位。(2)對(duì)于0~15V量程的電壓表,精確度是0.5V,在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位,這時(shí)要求“格估讀”。(3)對(duì)于0~0.6A量程的電流表,精確度是0.02A,在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位,這時(shí)要求“半格估讀”。三、電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“三原則”及實(shí)物連線(xiàn)的“三注意”1.電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“三原則”(1)安全性原則:設(shè)計(jì)方案時(shí),應(yīng)安全可靠,不會(huì)對(duì)儀器、器材造成損壞。(2)精確性原則:實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)控制在誤差允許的范圍之內(nèi),盡可能選擇誤差較小的方案。(3)簡(jiǎn)便性原則:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)便于操作、讀數(shù)、數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)者觀(guān)察。2.實(shí)物連線(xiàn)的“三注意”(1)連線(xiàn)順序:畫(huà)線(xiàn)連接各元件,一般先從電源正極開(kāi)始,按照電路原理圖依次到開(kāi)關(guān),再到滑動(dòng)變阻器,按順序以單線(xiàn)連接方式將主電路中串聯(lián)的元件依次連接起來(lái),其次將要并聯(lián)的元件并聯(lián)到電路中去。(2)避免交叉:連線(xiàn)時(shí)要將導(dǎo)線(xiàn)接在接線(xiàn)柱上,兩條導(dǎo)線(xiàn)不能交叉。(3)“正、負(fù)”接線(xiàn)柱:要注意電表的量程和正、負(fù)接線(xiàn)柱,要使電流從電表的正接線(xiàn)柱流入,從負(fù)接線(xiàn)柱流出?！獭痢痢裂锌键c(diǎn)精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一常用儀器的使用和讀數(shù)1.游標(biāo)卡尺讀數(shù)的“三看”(1)第一看→精確度。例如,甲圖易錯(cuò)讀成11mm+3.0×0.1mm=11.30mm,正確讀數(shù)為11.3mm,游標(biāo)卡尺不需估讀,后面不能隨意加零,也不能隨意去零。甲(2)第二看→游標(biāo)尺上的0刻度線(xiàn)位置,區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端。例如,乙圖易錯(cuò)讀成13mm+10×0.05mm=13.50mm,正確讀數(shù)為14mm+10×0.05mm=14.50mm。乙(3)第三看→游標(biāo)尺的哪條刻度線(xiàn)與主尺上的刻度線(xiàn)對(duì)齊。2.螺旋測(cè)微器讀數(shù)的注意事項(xiàng)(1)半毫米刻度線(xiàn)是否露出;(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(diǎn)后一定是三位數(shù)字,如:6.700mm、0.324mm等。典題1

某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)量長(zhǎng)為30cm的某金屬絲的電阻率時(shí),兩電表的示數(shù)分別如圖甲所示(電壓表量程0~3V,電流表量程0~0.6A),用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑如圖乙所示,下列說(shuō)法正確的是(

)甲乙A.加在金屬絲兩端的電壓為7.0V B.流過(guò)金屬絲的電流為0.5AC.該金屬絲電阻阻值為35Ω D.該金屬絲的直徑為1.605mmD解析

電壓表量程0~3

V,加在金屬絲兩端電壓為1.20

V,故A錯(cuò)誤;電流表量程0~0.6

A,流過(guò)金屬絲的電流為0.50

A,故B錯(cuò)誤;該金屬絲電阻阻值為

=2.40

Ω,故C錯(cuò)誤;該金屬絲的直徑為1.50

mm+0.01×10.5

mm=1.605

mm,故D正確。典題2(1)常用螺旋測(cè)微器的精確度是0.01mm,圖甲中的螺旋測(cè)微器讀數(shù)為5.620mm,請(qǐng)寫(xiě)出刻度線(xiàn)旁邊的方框內(nèi)相應(yīng)的數(shù)以符合給出的讀數(shù)A

B

C

。

(2)如圖乙所示的游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為

cm。

甲乙515105.095解析

(1)根據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)結(jié)合題圖甲可知,主尺固定刻度填5,半刻度已經(jīng)露出,這樣主尺讀取5.5

mm,可動(dòng)刻度應(yīng)讀取0.120

mm,由于精確度為0.01

mm,故可動(dòng)數(shù)據(jù)讀取12.0,則C填10,B填15。(2)由圖乙可知,游標(biāo)為20分度,且第19個(gè)小格與主尺對(duì)齊,則讀數(shù)為50

mm+19×0.05

mm=50.95

mm=5.095

cm?？键c(diǎn)二測(cè)量電路和控制電路的接法1.測(cè)量電路的接法——電流表的內(nèi)接法、外接法(1)電流表兩種接法的比較連接方法內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測(cè)=Ux+UA電壓表分流I測(cè)=Ix+IV連接方法內(nèi)接法外接法電阻測(cè)量值R測(cè)=Rx+RA>Rx測(cè)量值大于真實(shí)值測(cè)量值小于真實(shí)值適用條件RA?RxRV?Rx適用于測(cè)量大阻值電阻小阻值電阻(2)電流表兩種接法的選擇①阻值比較法:先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內(nèi)接法。簡(jiǎn)單概括為“大內(nèi)偏大,小外偏小”。③試觸法:如圖所示,讓電壓表一根接線(xiàn)柱P先后與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則采用電流表外接法;如果電流表的示數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化不大,則采用電流表內(nèi)接法。2.控制電路的接法——滑動(dòng)變阻器的限流式、分壓式接法(1)滑動(dòng)變阻器兩種接法的比較(2)通常情況下,由于限流式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗能少,優(yōu)先使用限流式。但以下三種情況不能使用限流式接法:①“測(cè)不全”:要求電壓表能從零開(kāi)始讀數(shù)時(shí),限流式接法無(wú)法獲得需要的數(shù)據(jù);②“限不住”:若采用限流式接法,電路中的最小電流仍超過(guò)電路中電表、電阻允許的最大電流;③“調(diào)不準(zhǔn)”:當(dāng)待測(cè)電阻R?R0(滑動(dòng)變阻器的最大阻值)時(shí),限流式接法起不到調(diào)節(jié)電路電壓、電流作用。典題3

某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量某種合金絲的電阻率,進(jìn)行了如下操作:(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑,示數(shù)如圖甲所示,則合金絲的直徑為

mm;

甲0.626(0.626~0.628均可)(2)設(shè)計(jì)如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路,用電流表和電壓表測(cè)量金屬絲的電阻值。請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn),在圖丙中將滑動(dòng)變阻器接入實(shí)物電路的正確位置;乙丙見(jiàn)解析圖

(3)正確連接電路后,某次測(cè)量時(shí)電壓表和電流表指針的位置分別如圖丁、戊所示,則電壓U=

V,電流I=

A。

丁戊1.200.50解析

(1)合金絲的直徑為d=0.5

mm+12.6×0.01

mm=0.626

mm。(2)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖如圖所示。(3)由圖丁可知,電壓表的示數(shù)為U=1.20

V,由圖戊可知,電流表的示數(shù)為I=0.50

A。典題4

某同學(xué)為了測(cè)定一個(gè)圓柱體工件材料的電阻率,采用了如下方法:甲乙(1)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量圓柱體工件的高度和直徑,測(cè)量結(jié)果如圖甲、乙所示,該工件高度H為

cm,直徑D為

mm。

10.2205.900(2)用多用電表測(cè)得該工件的電阻Rx大約為500Ω,該同學(xué)又用伏安法測(cè)定該工件的阻值,除被測(cè)電阻外,還有如下實(shí)驗(yàn)儀器:A.直流電源(電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻不計(jì))B.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約為3kΩ)C.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約為25kΩ)D.電流表A1(量程0~25mA,內(nèi)阻約為1Ω)E.電流表A2(量程