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1、,主题2 电路及其应用,实验：电学基本仪器的使用和读数,学科素养与目标要求,物理观念： 1.掌握电流表、电压表的读数方法. 2.进一步理解电流表内接法和外接法以及滑动变阻器的两种接法，能在具体问题中正确地选择. 3.掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法. 科学思维： 1.对比电流表、电压表、螺旋测微器、游标卡尺的读数方法，找到读数的一般方法. 2.建立伏安法测量导体电阻的电路模型.,NEIRONGSUOYIN,内容索引,达标检测,检测评价 达标过关,课时对点练,注重双基 强化落实,题型演练,学以致用 实训演练,题型演练,一、电压表、电流表的读数,1.首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允
2、许通过的最大电压或电流值. 2.根据表盘总的刻度数确定精确度，即每一小格表示的值，同时确定读数有效数字所在的位数. 3.按照指针的实际位置进行读数.,4.(1)03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V和0.1 A，读到0.1的下一位，即读到小数点后面两位. (2)对于015 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，即读到0.1 V. (3)对于00.6 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.,例1 如图1为电流表和电压表的刻度盘. (1)图
3、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.,图1,0.02,0.44,0.1,2.20,解析 使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 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.,解析 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
4、示数为8.5 V.,0.1,1.70,0.5,8.5,二、电压表、电流表及滑动变阻器的使用,1.电流表的内接法和外接法 (1)电路图(如图2所示),图2,(2)误差分析 内接法：U测UR，R测R真，适合测量大电阻. 外接法：I测IR，R测R真，适合测量小电阻.,(3)电流表内、外接法的选择：,2.滑动变阻器的限流式与分压式接法 (1)电路图(如图3所示),图3,(2)分压式和限流式电路的选择原则 若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路. 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应用分
5、压式电路. 若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则此时必须选用分压式电路. 说明：两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低.,例2 某同学想描绘小灯泡的伏安特性曲线，他选择“3 V 0.5 A”的小灯泡作为研究对象，请回答下面几个问题： (1)下列实验器材中应选择_.(填入器材序号) A.电流表(量程00.6 A, 内阻1 ) B.电流表(量程03 A，内阻1 ) C.电压表(量程015 V，内阻约10 k) D.电压表(03
6、V，内阻约2 k) E.滑动变阻器(阻值0100 ) F.滑动变阻器(阻值010 ) G.电源E6 V H.开关S，导线若干,答案 见解析图,解析 灯泡额定电流为0.5 A，电流表选择A；灯泡额定电压为3 V，电压表选择D；为方便实验操作滑动变阻器应选择F；实验还需要电源、开关与导线，故需要的实验器材为：ADFGH；,(2)在本实验中要求电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用_(选填“分压”或“限流”)式接法，电流表应采用_(选填“内”或“外”)接法.,答案 见解析图,解析 本实验要求电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法；由于灯泡电阻远小于电压表内阻，电流表应采用外接法；,(3
7、)在虚线框中画出实验电路图，并用实线代替导线，将图4中的器材连接成可供实验的电路.,答案 见解析图,图4,解析 滑动变阻器采用分压式接法，电流表采用外接法，电路图如图甲所示.,根据电路图连接实物，实物连接图如图乙所示.,三、螺旋测微器的原理及读数,1.构造及原理 如图5所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上，精密螺纹的螺距是0.5 mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01 mm.,图5,2.使用方法 当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零
8、点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮D，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D，直到听到“喀喀”声. 3.读数方法 L固定刻度示数可动刻度示数(估读一位)分度值. 注意：(1)以毫米为单位时，小数点后面要有三位有效数字，特别是最后一位估读数字为零时，不能省略. (2)在读数时注意半毫米刻度线是否已露出.,例3 用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图6所示的部件_(选填“A”“B”“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直径为_ mm.,B,解析 读数前应先旋紧B，使读数固定不变，
9、螺旋测微器的固定刻度为0 mm，可动刻度为41.00.01 mm0.410 mm，所以最终读数为0 mm0.410 mm0.410 mm.,图6,0.410,四、游标卡尺的原理及读数,1.构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图7所示),图7,2.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.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：,3.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径. 4.读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米
10、数，K表示从游标尺上读出的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(xK精确度) mm.,解析 游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为100.05 mm0.50 mm，所以最终读数为：11 mm0.50 mm11.50 mm.,例4 用游标卡尺可以测量某些工件的外径.在测量时，示数如图8所示，则读数为_ mm.,图8,11.50,达标检测,1.分别读出下表中的电压表和电流表的示数，并填在表格中.,1,2,3,2.14 V,10.7 V,0.80 A,0.16 A,解析 03 V的最小分度为0.1 V，读数为2.14 V； 015 V
11、的最小分度为0.5 V，读数为10.7 V； 03 A的最小分度为0.1 A，读数为0.80 A； 00.6 A的最小分度为0.02 A，读数为0.16 A.,1,2,3,2.某同学用20分度的游标卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图9甲、乙所示.由图可读出D_ mm，d_ _mm.,1,2,3,图9,50.80,3.776(3.774,3.778均可),3.某同学测小灯泡正常发光时的电阻，可供选择的实验仪器如下： 小灯泡L(“3.8 V 0.3 A”) 电压表V(量程05 V，内阻5 k) 电流表A1(量程0100 mA，内阻4 ) 电流表A2(量程0500 mA
12、，内阻0.4 ) 滑动变阻器R1(最大阻值10 ，额定电流1.0 A) 滑动变阻器R2(最大阻值500 ，额定电流0.5 A) 直流电源E(电动势约为6 V，内阻不计) 开关S，导线若干 (1)在上述器材中，滑动变阻器应选_；电流表应选_.,1,2,3,R1,A2,(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号.,答案 如图所示,1,2,3,课时对点练,1.如图1所示，游标卡尺的读数是_ mm；螺旋测微器的读数是_ mm.,0.65,1,2,3,4,5,6,7,图1,0.680,2.读出图2中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数，螺旋测微器的示数为_ mm，游标卡尺A的示数为_ cm，
13、游标卡尺B的示数为_ cm.,1,2,3,4,5,6,7,6.125,4.120,图2,1.095,3.(2018山东聊城市高一下期末)用螺旋测微器测量某金属丝的直径，如图3所示，该金属丝的直径为_ mm.,0.900,1,2,3,4,5,6,7,图3,4.(2018滨州市期末)有一灯泡上标有“2.5 V 1.5 W”字样，现要测绘该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材可供选用： A.电压表(03 V，内阻1.0 k) B.电压表(015 V，内阻3.0 k) C.电流表(03 A，内阻1.0 ) D.电流表(00.6 A，内阻3.5 ) E.滑动变阻器(最大阻值为5 ，2 A) F.滑动变阻器(最
14、大阻值为1 000 ，0.5 A) G.学生电源(直流6 V)及开关、导线等 (1)实验中所用的电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_.(选填器材前面的字母),A,1,2,3,4,5,6,7,E,D,(2)本实验要求电压从零开始测量，所以下列电路图中正确的是图_.,B,1,2,3,4,5,6,7,5.图4是小组同学在测绘小灯泡的伏安特性曲线时的实物连接图.,1,2,3,4,5,6,7,图4,(1)在虚线框中画出实验电路图；,1,2,3,4,5,6,7,解析 由实物连接图可知电路图如图所示.,答案 见解析,(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图5中的、所示，电流表量程为0.
15、6 A，电压表量程为3 V.所示读数为：_、_、_、_.两组数据得到的电阻分别为_和_.,答案 见解析,1,2,3,4,5,6,7,图5,解析 电流表量程为0.6 A时，最小刻度为0.02 A，读数读到小数点后两位，所以表示数为0.10 A，表示数为0.24 A；电压表量程为3 V，最小刻度为0.1 V，应估读到0.01 V，所以表示数为2.00 V，表示数为0.28 V，灯泡两端电压小，通过灯泡的电流就小，故为同一组数据，为另一组数据，根据欧姆定律得,1,2,3,4,5,6,7,6.(2018山东德州市高一下期末)为了精确测量某待测电阻Rx的阻值(大约60 )，有以下器材可供选择. 电流表：
16、A1(量程050 mA，内阻约6 ) 电流表：A2(量程03 A，内阻约0.6 ) 电压表：V1(量程03 V，内阻约3 000 ) 电压表：V2(量程015 V，内阻很大) 滑动变阻器：R1(05 ，允许最大电流2.0 A) 滑动变阻器：R2(01 k，允许最大电流0.5 A) 电源：E(电动势约为3 V，内阻不计) 单刀单掷开关S一个，导线若干； (1)电流表应选_，电压表应选_，滑动变阻器应选_；(均填器材代号),1,2,3,4,5,6,7,A1,V1,R1,(2)请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图.(要求测量值的范围尽可能大一些),答案 如图所示,1,2,3,4,5,6,7,(3
17、)通过分析，在本实验中Rx的测量值_真实值(选填“大于”“等于”或“小于”).,小于,1,2,3,4,5,6,7,7.兴趣小组为了测量一待测电阻丝的阻值Rx，其阻值约为9 ，再用千分尺测量该段电阻丝的直径，如图6所示，然后再用伏安法精确地测量.实验室里准备了以下器材： A.电压表V1，量程3 V，内阻约5 k B.电压表V2，量程15 V，内阻约25 k C.电流表A1，量程0.6 A，内阻约0.2 D.电流表A2，量程3 A，内阻约0.04 E.电源，电动势E3 V F.滑动变阻器R1，最大阻值5 ，最大电流为3 A G.滑动变阻器R2，最大阻值200 ，最大电流为1.5 A H.开关S、导线若干 (1)此电阻丝的直径是_ mm.,1,2,3,4,5,6,7,图6,1.010,(2)在用伏安法测量该段电阻丝的阻值时，要求尽可能准确，并且待测电阻两端的电压从零开始可以连续调节，则在上述提供的器材中电压表应选_；电流表应选_；滑动变阻器应选_.(填器材前面的字母代号),1,2,3,4,5,6,7,A,C,F,(3)在虚线框内画出用伏安法测量该段电阻丝的阻值时的实验电路图.,1,2,3,4,5,6,7,答案 如图所示,