2020-2021学年 高二物理 电学实验基础 期末复习强化学案Word版含答案

电学实验基础
实验溯本求源
一、螺旋测微器的使用
1．构造：如图1所示
2．原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F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．
3．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)．如图2所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.
二、游标卡尺
1．构造：主尺，游标尺 (主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)，游标尺上还有一个深度尺(如图3所示)．
2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．
3．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.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：
刻度格数
(分度)
刻度总
长度
每小格与
1 mm的差值
精确度
(可准确到)
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm
4.读数：若用x表示从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度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm.
三、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，即指针指到最大刻度时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即可．
(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“15格估读”，即读到0.1 V.
(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”，即读到最小刻度的一半0.01 A.
热点题型探究
热点一　常用仪器的使用与读数
师生共研
题型1|游标卡尺的读数
1．第一看→看清精确度
例如(下图)
易错成11 mm＋4×0.1 mm＝11.40 mm
正确的应为11.4 mm，游标卡尺不需要估读，后面不能随意加零或去零．
2．第二看→游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度线与标尺最前端．例如(下图)
易错成13 mm＋10×0.05 mm＝13.50 mm
正确读数为14 mm＋10×0.05 mm＝14.50 mm.
3．第三看→主尺上的单位
主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm.例如(下图)
易错成5 mm＋4×0.05 mm＝5.20 mm
正确的应为50 mm＋4×0.05 mm＝50.20 mm.
例1 某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm和________mm.
题型2|螺旋测微器的读数
例2 某同学用如图甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动________到F靠近小球，再转动______到F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动________(填仪器部件字母符号)使F固定后读数．正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是________mm.
题型3|电流表、电压表的读数
例3 (1)图甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是________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.
(2)图乙使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为________V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针示数为________V.
题型4|电阻箱的读数
例4 旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________ Ω.今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是________________________________．若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为________________．
练1　读出下图中游标卡尺(50分度)与螺旋测微器、电流表、电压表的读数．
(1)________mm；(2)________mm；(3)________A；(4)________V.
练2　(1)某同学用游标卡尺的________(选填“内测量爪”“外测量爪”或“深度尺”)测得一玻璃杯的内高，如图甲所示，则其内高为________cm.
(2)该同学随后又用螺旋测微器测得玻璃杯的玻璃厚度如图乙所示，则厚度为________mm.
(3)该同学用螺旋测微器测得一小球直径如图丙所示，正确读数后得小球直径为1.731 mm，则a＝________，b＝________.
考点二　测量电路与控制电路的选择
师生共研
题型1|电压表和电流表的内、外接法
(1)两种接法比较
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＝U测I测＝Rx＋RA>Rx
测量值大于真实值
R测＝U测I测＝RxRvRx+Rv测量值小于真实值
适用条件
RA?Rx
RV?Rx
适用于测量
大阻值电阻
小阻值电阻
(2)两种电路的选择
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：
RxRVRA时，用电流表内接法．
③实验试探法：按图所示接好电路，让连接电压表的导线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．
例5 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或乙所示，结果由公式Rx＝UI计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数．若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值．
题型2|控制电路的选择
例6 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除了标有“6 V　1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A．直流电源6 V(内阻不计)
B．直流电流表0～3 A(内阻0.1 Ω以下)
C．直流电流表0～300 mA(内阻约为5 Ω)
D．直流电压表0～15 V(内阻约为15 kΩ)
E．滑动变阻器“10 Ω　2 A”
F．滑动变阻器“1 kΩ　0.5 A”
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次．
(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(均用序号表示)
(2)试按要求在虚线框(图甲)中画出电路图．
(3)根据电路图将图乙中所示器材连成实验电路．
练3　为测量“12 V　5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材：
电源(12 V，内阻不计)；
电流表(量程0～0.6 A、0～3 A，内阻约为0.2 Ω)；
电压表(量程0～3 V、0～15 V，内阻约为15 kΩ)；
滑动变阻器(0～20 Ω，允许最大电流1 A)；
开关一个，导线若干．
实验要求加在小灯泡上的电压可从零开始调节．
(1)如图所示的四个电路图中你认为最合适的是________(填选项前的字母)．
(2)在本实验中，电流表的量程可选________．
练4　某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A．电压表(量程0～1 V，内阻约为10 kΩ)
B．电压表(量程0～10 V，内阻约为100 kΩ)
C．电流表(0～1 mA，内阻约为30 Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻约为0.05 Ω)
E．电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)
F．电源(电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计)
G．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)
(1)为使测量尽量准确，电压表选用________，电流表选用________，电源选用________．(均填器材的字母代号)
(2)画出测量Rx阻值的实验电路图．
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是______________________．
专题七　电学实验基础
热点题型探究
例1　解析：刻度尺的分度值为1 mm，要估读到0.1 mm.游标卡尺读数为4 mm＋10×0.02 mm＝4.20 mm.
答案：60.10　4.20
例2　解析：用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm.
答案：D　H　G　6.700
例3　解析：(1)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每小格为0.1 A，表针示数为2.20 A.
(2)电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格为0.5 V，表针示数为8.5 V.
答案：(1)0.02　0.44　0.1　2.20
(2)0.1　1.70　0.5　8.5
例4　解析：电阻为1 987 Ω.最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω.故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω.
答案：1 987　将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0　0～19 998 Ω
练1　答案：(1)42.20　(2)2.986(2.985～2.987均可)　(3)0.34　(4)2.20
练2　解析：(1)因需测量的是玻璃杯的内高即深度，所以要用游标卡尺的深度尺测量，根据图甲可知，游标卡尺主尺上的整毫米数为100 mm，游标尺的精确度为0.1 mm，且第3条刻度线(不计0刻度线)与主尺上的刻度线对齐，则玻璃杯的内高为100 mm＋0.1 mm×3＝100.3 mm＝10.03 cm.(2)螺旋测微器的读数规则：测量值＝固定刻度读数(注意半毫米刻度线是否露出)＋精确度(0.01 mm)×可动刻度读数(一定要估读)，由图乙可知玻璃厚度为2.5 mm＋0.01 mm×26.0＝2.760 mm.(3)因1.731 mm＝1.5 mm＋0.01 mm×23.1，由螺旋测微器读数规则知a＝20，b＝0.
答案：(1)深度尺　10.03　(2)2.760　(3)20　0
例5　解析：RVRx＝2 000 Ω200 Ω＝10，RxRA＝200 Ω10 Ω＝20，故RVRx答案：Rx1　大于　小于
例6　解析：(1)小灯泡的额定电流为0.25 A，其电阻约为24 Ω，故为精确测量，电流表选C；为方便调节，滑动变阻器选E.
(2)小灯泡内阻较小，故电流表采用外接法，小灯泡两端的电压要求从零开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法．电路图如图甲所示．
(3)实物图连接可以根据分压式接法先把滑动变阻器下面两个接线柱直接连在电源和开关两端，再考虑小灯泡和电流表串联的一端接在滑动变阻器的上接线柱上，另一端接在电源没有接开关的那个接线柱上，最后连接电压表．(要注意电流进出电表必须正进负出)．
答案：(1)C　E　(2)(3)图见解析
练3　答案：(1)A　(2)0～0.6 A
练4　解析：(1)若电源选用E，则通过Rx的最大电流为0.15 mA，电流表选用C还达不到半偏，故电源应选用F.电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且接近电源电压，故电压表选用B.由此可知电路中的电流约为1 mA，故电流表选用C.
(2)因为待测电阻阻值较大，所以电流表应采用内接法．因为滑动变阻器的阻值很小，若采用限流接法接入电路起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示．
(3)因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端电压，U测>U实，而R＝UI，所以R测>R实．
答案：(1)B　C　F
(2)见解析图
(3)大于　电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其他表述正确也可)