游标卡尺的读数应注意以下几点:
(1)看清精确度 例如(图10)
图10
易错成(11+4.0×0.1) mm=11.40 mm
正确的应为11.4 mm,游标卡尺不需估读,后面不能随意加零. 例如(图11)
图11
易错成(10+12×0.05) mm=10.6 mm,正确的应为10.60 mm. (2)主尺上的单位为厘米
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(图12)
图12
易错成(5+4×0.05) mm=5.20 mm 正确的应为(50+4×0.05) mm=50.20 mm (3)区分零刻度与标尺最前端 例如(图13)
图13
易错成(13+10×0.05) mm=13.50 mm 正确读数为(14+10×0.05) mm=14.50 mm
考点二 对实验操作及实验数据处理的考查
例2 为测量某一玩具电动机中导线圈导线的电阻率,某实验小组的部分实验方案如下:
图14 图15
(1)用螺旋测微器测得与导线圈导线同种规格的导线的直径d如图14所示,则d=________ mm;
(2)用多用电表测量电动机中导线圈的电阻Rx:选择“×1 Ω”欧姆挡,并按正确步骤操作后,指针的位置如图15所示(此过程电动机不转动),则Rx=________Ω.
图16
(3)为了提高精度,他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻Rx: 电流表A1(0~3 A、约5 Ω);滑动变阻器R1(0~1 kΩ); 电流表A2(0~30 mA、约10 Ω);滑动变阻器R2(0~50 Ω); 定值电阻R0=60 Ω;电源(4 V、约1 Ω)及开关等,导线若干.
①实验小组为使测量过程中电动机不转动而采用了如图16所示的电路图,应选择的电流表是________,滑动变阻器是________;(填写符号)
②按照实验要求,多用电表已选择“直流电压2.5 V”挡作为电压表使用,请依据图16将图17所示的实验电路中的实物图用笔画线代替导线将欠缺的两处补完整;
图17
③图18是该实验小组用测得的数值描绘出的图象,其斜率表示的是________(填选项).
图18
A.导线圈的电阻
B.导线圈的电阻与R0阻值之和
解析 (1)螺旋测微器的读数:d=0.01 mm×15.5=0.155 mm.
(2)多用电表的读数乘以倍率即为待测电阻的阻值,即Rx=25×1 Ω=25 Ω.
(3)①选择电流表时需先估算电路中的电流.设电动机和定值电阻R0串联的电压为电源电动势.则 I=
4
A≈0.047 A=47 mA
25.0+60
实际实验时可通过滑动变阻器调节电压使流过电流表的电流不超过30 mA,所以电流表选A2.
滑动变阻器应选择便于调节的R2.
②由于电流表A2的电阻较大,为减小实验误差,应采用电流表外接法.为有效地控制电路中的电压和电流,应采用滑动变阻器分压电路,所以电路图连接如图所示.
答案 (1)0.155(±0.003范围内均可) (2)25 (3)①A2 R2 ②见解析图 ③B 考点三 对电阻测量的考查
例3 (2013·北京·21)某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值.
(1)现有电源(4V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3 A,内阻约0.025 Ω) B.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω) C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ) D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母);实验电路应采用图19中的________(选填“甲”或“乙”).
图19
(2)图20是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请根据在(1)问中所选的电路图,用笔画线代替导线补充完成图中实物间的连线.
图20
(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U
U.某次电表示数如图21所示,可得该电阻的测量值Rx==________Ω(保留两位有效
I数字).
图21
(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是__________________;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是________.(选填选项前的字母) A.电流表测量值小于流经Rx的电流值 B.电流表测量值大于流经Rx的电流值 C.电压表测量值小于Rx两端的电压值 D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
(5)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻Rx两端的电压U也随之增加,下列反映Ux关系的示意图中正确的是________.
12
解析 (1)为了减小误差,应使电表读数为量程的~,电源电动势为4 V,故电压表选
333RVRxC.估算通过Rx的最大电流约为Im= A=0.6 A,所以电流表应选B.因为>,所以
5RxRA电流表应外接,即应采用甲电路,测量误差较小. (2)
2.60
(3)电流表、电压表的读数分别为I=0.50 A,U=2.60 V,所以Rx= Ω=5.2 Ω.
0.50(4)甲电路中产生误差的主要原因是电压表的分流作用,选项B正确.乙电路中产生误差的主要原因是电流表的分压作用,故选项D正确.
RxE
(5)Rx两端的电压U=,其中R为滑动变阻器总阻值,L为滑动变阻器两端
R
Rx+?L-x?
L总长度,结合数学知识可知选项A正确.
答案 (1)B C 甲 (2)见解析图 (3)5.2 (4)B D (5)A
仪器选择的基本思路
(1)优先考虑安全因素
各电表的实际读数不能超过其量程,电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压).实际处理过程中,需要估算回路中的最大电流(一般按滑动变阻器采用限流接法进行估算).如:用伏安法作出标有“6 V,0.6 W”字样的小灯泡的U-I图象,而实际加在小灯泡两端的电压不能超过6 V. (2)考虑读数误差因素
1
一般要求各电表的实际读数不小于其量程的,以减小读数误差.
3(3)仪器选择的一般步骤 ①首先选择唯一性的器材;