习题课六电学实验基础

第九章恒定电流习题课六电学实验基础⁠考点一

基本仪器的使用及读数

[素养自修类]1.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，如图所示）。（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1mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其读数见下表。刻度格数（分度）刻度总长度每小格与1mm的差值精确度（可准确到）109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm（3）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线对齐的游标的格数，则记录结果为（x＋K×精确度）mm。注意：对于游标卡尺，无论哪种规格，均不需要估读到下一位，后面不能随意加零，也不能随意去零。2.螺旋测微器（1）构造：如图，B为固定刻度，E为可动刻度。（2）原理：可动刻度E上的刻度为50等份，则螺旋测微器的精确度为0.01mm。②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）。注意：（1）半毫米刻度线是否漏出；（2）一定要估读一位；（3）如果以mm为单位记录读数，小数点后一定是三位数字，如：6.700

mm、0.324

mm等。①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。（3）读数

⁠1.（1）如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺自左向右分别为10分度、20分度、50分度，它们的读数依次为

⁠mm、

⁠mm、

⁠mm。解析：（1）题图甲读数：整毫米是17

mm，不足1毫米数是6×0.1

mm＝0.6

mm，最后结果是17

mm＋0.6

mm＝17.6

mm。题图乙读数：整毫米是23

mm，不足1毫米数是5×0.05

mm＝0.25

mm，最后结果是23

mm＋0.25

mm＝23.25

mm。题图丙读数：整毫米是3

mm，不足1毫米数是10×0.02

mm＝0.20

mm，最后结果是3

mm＋0.20

mm＝3.20

mm。答案：（1）17.6

23.25

3.20（2）某同学用如图丁所示的螺旋测微器测量小球的直径时，他应先转动

⁠使F靠近小球，再转动

⁠使F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动

⁠使F固定后读数（填仪器部件字母符号）。正确操作后，螺旋测微器的示数如图戊所示，则小球的直径是

⁠mm。

解析：（2）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：（2）D

H

G

6.7002.（1）图甲使用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表

⁠A，图中指针示数是

⁠A；当使用3A量程时，对应刻度盘上每一小格代表

⁠A，图中指针示数为

⁠A。解析：（1）使用0.6

A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02

A，指针示数为0.44

A；当使用3

A量程时，每一小格为0.1

A，指针示数为2.20

A。答案：（1）0.02

0.44

0.1

2.20（2）图乙使用较小量程时，每小格表示

⁠V，图中指针的示数为

⁠V；若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示

⁠V，图中指针示数为

⁠V。解析：（2）电压表使用3

V量程时，每小格表示0.1

V，指针示数为1.70

V；使用15

V量程时，每小格表示0.5

V，指针示数为8.5

V。答案：（2）0.1

1.70

0.5

8.5考点二

电流表的两种接法

[素养自修类]1.电流表内、外接法的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电阻测量值适用条件RA≪RxRV≫Rx适用于测量大电阻小电阻2.电流表的内、外接法的选择比值比较法试触法⁠1.[比值比较法的应用]

答案：Rx1

大于

小于2.[试触法的应用]用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值。如图所示，分别将图（a）和图（b）两种测量电路连接到电路中，按照图（a）时，电流表示数为4.50mA，电压表示数为2.50V；按照图（b）时，电流表示数为5.00mA，电压表示数为2.40V，比较这两次结果，下列说法正确的是（

）A.电阻的真实值更接近556Ω，且大于556ΩB.电阻的真实值更接近556Ω，且小于556ΩC.电阻的真实值更接近480Ω，且大于480ΩD.电阻的真实值更接近480Ω，且小于480Ω

考点三

滑动变阻器的两种接法

[素养自修类]1.滑动变阻器两种接法的比较限流式接法分压式接法对比说明电路图⁠⁠串、并联关系不同负载Rx上电压调节范围0≤U≤E分压式电路的调节范围大负载Rx上电流调节范围分压式电路的调节范围大限流式接法分压式接法对比说明闭合S前滑片P的位置b端a端都是为了保护电路元件2.两种接法的选择采用分压接法（1）要求待测电阻两端的电压从零开始变化，或精确性要求较高时（2）滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻或串联的其他电阻的阻值时（3）题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流只有采用分压接法才能满足时采用限流接法（1）待测电阻小于滑动变阻器的最大阻值时（2）没有很高的精确性要求，考虑安装简捷和节能因素时⁠1.为测量“12V，5W”的小电珠在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12V，内阻不计；电流表：量程0～0.6A、0～3A，内阻约为0.2Ω；电压表：量程0～3V、0～15V，内阻约为15kΩ；滑动变阻器：0～20Ω，允许最大电流1A；开关一个，导线若干，实验要求加在小电珠上的电压可从零开始调节。（1）以下四个电路图你认为最合适的是

⁠。

答案：（1）A

（2）在本实验中，电流表的量程可选

⁠。

答案：（2）0～0.6A2.为了测定阻值约为10Ω，额定电流为0.5A的电阻器的电阻，现准备有下列器材：A.电源E：电动势E＝6V、内阻不计；B.电流表A1：量程为0～3A、内阻约为0.06Ω；C.电流表A2：量程为0～0.6A、内阻约为0.3Ω；D.电压表V1：量程为0～15V、内阻约为5×104Ω；E.电压表V2：量程为0～5V、内阻约为104Ω；F.滑动变阻器R1：量程为0～20Ω、额定电流为3A；G.滑动变阻器R2：量程为0～800Ω、额定电流为0.5A；H.开关S和导线若干。（1）实验中要求通过待测电阻的电流能从0.15A起逐渐增大，为尽可能精确地测出该电阻的阻值，并且实验中电表示数调节方便，电流表应选择

⁠（填写器材前面的代码），电压表应选择

⁠（填写器材前面的代码），滑动变阻器应选择

⁠（填写器材前面的代码）。解析：（1）电源电动势为6

V，电压表需要选择E，待测电阻的额定电流为0.5

A，电流表应选择C；待测阻值约为10

Ω，为方便实验操作，滑动变阻器应选择F。答案：（1）C

E

F

（2）在方框中画出符合要求的实验电路图。解析：（2）由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，实验中要求通过待测电阻的电流从0.15

A起逐渐增大，为尽可能精确地测出该电阻的阻值，需测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示。答案：（2）见解析图3.未知电阻Rx约500Ω左右，同学欲精确测定其阻值。可用器材有：电压表V（量程为3V，内阻很大），电流表A（量程为1mA，内阻为300Ω），电源E（电动势约为4V，内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选10Ω或1.5kΩ），定值电阻R0（阻值可选75Ω或150Ω），开关S，导线若干。（1）实验时，要将电流表量程扩大为5mA，R0应选阻值为

⁠（选填“75Ω”或“150Ω”）的定值电阻。

答案：（1）75Ω

（2）要求通过Rx的电流可在0～5mA范围内连续可调，图（a）中的R应选最大阻值为

⁠（选填“10Ω”或“1.5kΩ”）的滑动变阻器，并将图（a）的实验电路原理图补全。解析：（2）电表从0开始测量，滑动变阻器应采用分压式接法，满足题中通过R的电流从0～5

mA连续可调，电路中R应选最大阻值为10

Ω的滑动变阻器，方便电路的调节，电路