步步高2017年高考物理人教版一輪復(fù)習(xí)講義第7章實(shí)驗(yàn)

1、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)一、螺旋測(cè)微器的使用1.構(gòu)造：如圖 1 所示，B 為固定刻度，E 為可動(dòng)刻度.圖 1原理：測(cè)微螺桿 F 與固定刻度 B 之間的精密螺紋的螺距為 0.5 mm，即旋鈕 D 每旋轉(zhuǎn)一周， F 前進(jìn)或后退 0.5 mm，而可動(dòng)刻度 E 上的刻度為 50 等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，F(xiàn) 前進(jìn)或后退 0.01 mm，即螺旋測(cè)微器的精確度為 0.01 mm.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.讀數(shù)：測(cè)量值(mm)固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)0.01(mm).如圖 2 所示，固定刻度示數(shù)為 2.0 mm，半毫米刻度線未露出，而從可動(dòng)刻度上讀

2、的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.圖 2二、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(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺.(如圖 3 所示)知識(shí)內(nèi)容必考要求加試要求實(shí)驗(yàn) 10：探究導(dǎo)體電阻與其影響(包括材料)的關(guān)系(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)圖 3 2.用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑.3.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(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少 1 mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有 10 個(gè)的、20 個(gè)的、50 個(gè)的，其規(guī)格見下表：

3、4.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度線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則結(jié)果表示為(xK精確度)mm.探究導(dǎo)體電阻與其影響的關(guān)系基本實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)電阻定律公式知道只要測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度和它的直徑 d，計(jì)算出橫截面積 S，并用伏安法測(cè)出電阻 Rx，即可計(jì)算出金屬絲的電阻率.實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)金屬絲，直流電源(4 V)，電流表(00.6 A)，電壓表(03 V)，滑動(dòng)變阻器(50 )，開關(guān)，刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度每小格與 1 mm 的差值精確度(可精確到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm

4、0.02 mm導(dǎo)線若干，螺旋測(cè)微器，毫米刻度尺. 3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值 d. (2)連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路.用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量三次，求出其平均值l.把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置.閉合開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù) I 和 U的值，填入表格內(nèi).d2l(6)將測(cè)得的 Rx、l、d 值，代入公式 RS和 S中，計(jì)算出金屬絲的電阻率.4規(guī)律方法總結(jié)1.數(shù)據(jù)處理電阻 R 的數(shù)值可用以下兩種方法確定：(1)計(jì)算法：利用每次測(cè)量的 U、

5、I 值分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值作為測(cè)量結(jié)果. (2)圖象法：可建立 IU 坐標(biāo)系，將測(cè)量的 U、I 值描點(diǎn)作出圖象，利用圖象的斜率求出電阻值 R.2.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)因一般金屬絲電阻較小，為了減少實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，必須選擇電流表外接法. (2)本實(shí)驗(yàn)若用限流式接法，在接通電源之前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大狀態(tài).測(cè)量 l 時(shí)應(yīng)測(cè)接入電路的金屬絲的有效長(zhǎng)度(即兩接線柱之間的長(zhǎng)度)；在金屬絲的 3 個(gè)不同位置上用螺旋測(cè)微器測(cè)量直徑 d.電流不宜過大(電流表用 00.6 A 量程)，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免電阻率因溫度升高而變化.考點(diǎn)一螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺的讀數(shù)1.直尺和游標(biāo)卡尺的讀數(shù)某同學(xué)測(cè)

6、定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑，示數(shù)如圖 4 甲、乙所示，則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分別為 cm 和 mm.圖 460.104.20刻度尺的分度值為 1 mm，要估讀到 0.1 mm.游標(biāo)卡尺讀數(shù)4 mm100.02 mm4.20 mm.2.螺旋測(cè)微器的讀數(shù)完成下列讀數(shù)(如圖 5 所示)圖 5b. mm d.mma.mm c.mma.0.486(0.4840.488) b.0.536(0.5340.538) c.4.078(4.0774.079)d.5.663(5.6615.665)考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)原理與操作d2U3.實(shí)驗(yàn)原理在“探究導(dǎo)體電阻與其影響的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，由可知，對(duì)實(shí)驗(yàn)4Il結(jié)果的準(zhǔn)確性影響最大的是

7、( A.金屬絲直徑 d 的測(cè)量C.電流 I 的測(cè)量A)B.電壓 U 的測(cè)量D.金屬絲長(zhǎng)度 l 的測(cè)量四個(gè)選項(xiàng)中的四個(gè)物理量對(duì)金屬絲的電阻率均有影響，但影響最大的是金屬絲直徑 d的測(cè)量，因?yàn)樵谟?jì)算式中取直徑的二次方.4.實(shí)驗(yàn)操作(多選)在“探究導(dǎo)體電阻與其影響的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下操作中正確的是()A.用毫米刻度尺測(cè)量金屬絲的全長(zhǎng)，且測(cè)量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中B.用螺旋測(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同部位各測(cè)量一次直徑，算出其平均值 C.用伏安法測(cè)電阻時(shí)，采用電流表內(nèi)接法，多次測(cè)量后算出平均值D.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變 BD實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)量出金屬絲接入電路中的有效長(zhǎng)度，而不是全長(zhǎng)；

8、金屬絲的電阻很小，與電壓表內(nèi)阻相差很大，使金屬絲與電壓表并聯(lián)，電壓表對(duì)它分流作用很小，應(yīng)采用電流表外接法，A、C 錯(cuò)誤.故選 B、D.5.器材選擇與實(shí)物連接在“探究導(dǎo)體電阻與其影響的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，有兩節(jié)新的干電池、開關(guān)、若干導(dǎo)線和待測(cè)金屬管，其阻值約為 5 及下列器材：電壓表 03 V，內(nèi)阻約 10 k電壓表 015 V，內(nèi)阻約 50 k電流表 00.6 A，內(nèi)阻約 0.05 電流表 03 A，內(nèi)阻約 0.01 E.滑動(dòng)變阻器，010 F.滑動(dòng)變阻器，0100 (1)要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，電壓表應(yīng)選，電流表應(yīng)選，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選；(填序號(hào))(2)實(shí)驗(yàn)中他的實(shí)物接線如圖 6 所示，請(qǐng)接線中的兩

9、處明顯錯(cuò)誤.圖 6錯(cuò)誤 1： 錯(cuò)誤 2： (1)ACE(2)導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上 采用了電流表內(nèi)接法(1)由于兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為 3 V，所以電壓表應(yīng)選 A；由于通過金屬管的最大電流約為 Im U 3 A0.6 A，所以電流表應(yīng)選 C.Rx5(2)由于待測(cè)金屬管阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)用外接法，連線圖中的兩處明顯錯(cuò)誤分別是：錯(cuò)誤 1：導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上；錯(cuò)誤 2：采用了電流表內(nèi)接法.考點(diǎn)三儀器的讀數(shù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理6.儀器的讀數(shù)與實(shí)驗(yàn)器材在“探究導(dǎo)體電阻與其影響的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，螺旋測(cè)微器示數(shù)如圖 7 所示，讀數(shù)是 mm；若要測(cè)量該金屬絲的電

10、阻率，還需要用到的測(cè)量?jī)x器有.圖 70.638刻度尺、電壓表、電流表7.儀器讀數(shù)和數(shù)據(jù)處理利用螺旋測(cè)微器、刻度尺和如圖 8 所示的器材(其中電流表的內(nèi)阻為1 ，電壓表的內(nèi)阻為 5 k)測(cè)量一根粗細(xì)均勻的阻值約為 5 的金屬絲的電阻率.(1)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖 8 中的器材連接成實(shí)物電路，要求盡量避免交叉，電流表、電壓表應(yīng)當(dāng)選擇合適的量程(已知電源的電動(dòng)勢(shì)為 6V，滑動(dòng)變阻器的阻值為 020 ).圖 8圖 9圖 10實(shí)驗(yàn)時(shí)，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑和用刻度尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度示數(shù)如圖 9 所示，電流表、電壓表的讀數(shù)如圖 10 所示.由圖可以讀出金屬絲兩端的電壓 U，流過金屬絲的電流 I，金

11、屬絲的長(zhǎng)度 L，金屬絲的直徑 d.該金屬絲的電阻率是.(保留兩位有效數(shù)字)圖(2)2.20 V0.44 A30.50 cm1.850103 m(3)4.4105 m(1)見(1)由于金屬絲的電阻比電壓表的內(nèi)阻小得多，因此采用電流表外接法；由于金屬絲的電阻比滑動(dòng)變阻器的總電阻要小，因此采用限流式接法；由題圖可以看出電流表應(yīng)該連接“”接線柱和“0.6”接線柱，電壓表應(yīng)該連接“”接線柱和“3”接線柱，具體連線如圖所示.(2)由題圖可以看出：電壓表的量程是 3 V，所以讀數(shù)是 2.20 V；電流表的量程是 0.6 A，所以讀數(shù)是 0.44 A；由于螺旋測(cè)微器的半毫米刻度線已經(jīng)露出，因此讀數(shù)是 1.85

12、0103 m；刻度尺的讀數(shù)是 40.50 cm10.00 cm30.50 cm.(3)由電阻定律得2.203.141.8501032RSUd2 L 4IL m40.4430.501024.4105 m.8.伏安法測(cè)電阻與數(shù)據(jù)處理值.對(duì) 2B 鉛筆芯的導(dǎo)電性能感，于是用伏安法測(cè)量其電阻(1)圖 11 是部分連接好的實(shí)物電路圖，請(qǐng)用電流表外接法完成接線并在圖中畫出.圖 11圖 12(2)用電流表內(nèi)接法和外接法分別測(cè)量了一段 2B 鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到 UI 圖上，如圖 12 所示.在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用(填“”或“”)表示的.(3)請(qǐng)你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為 .(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)見圖甲(2)(3)見圖乙用“”表示的數(shù)據(jù)連線時(shí)，電阻為 1