2026年高考总复习优化设计一轮复习物理（广西版）-实验11　电学实验基础

高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI实验11电学实验基础第九章2026内容索引010203强基础增分策略增素能精准突破练思维迁移运用强基础增分策略一、螺旋测微器的使用1.构造:如图所示,B为固定刻度,E为可动刻度。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0.5mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5mm,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0.01mm,即螺旋测微器的精确度为0.01mm。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)。如图所示,固定刻度示数为2.0mm,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:2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm。二、游标卡尺的使用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.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1mm。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(可精确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.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。(1)0~3V的电压表和0~3A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1V和0.1A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。(2)对于0~15V量程的电压表,精确度是0.5V,在读数时只要求读到小数点后面一位,这时要求“格估读”。(3)对于0~0.6A量程的电流表,精确度是0.02A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”。四、实验器材的选择1.选择实验器材的原则(1)可行性原则要能根据实验要求和客观条件选用合适的仪器,使实验切实可行,能达到预期目标,例如当要求测量一个电阻的阻值时,就要根据要求的测量精度、实验室条件和已有的理论知识,确定是采用电阻表还是伏安法或者电桥法等。当确定采用伏安法测量时,还要根据电阻的规格(额定功率)选择电压表、电流表。(2)准确性原则

满足要求即可根据实验的需要,选用精度合适的测量工具,但是对某个实验来讲,精确度够用即可,并不是越高越好,如称一吨煤,没有必要用精密的天平去称量。在“测定金属丝电阻率”的实验中,为保证测量结果的有效数字位数合适,测金属丝的直径要用螺旋测微器,而测金属丝的长度用毫米刻度尺即可,伏安法测电阻用一般的电表即可满足实验要求。(3)操作性原则实验时条件方便、便于操作,如滑动变阻器的选择,既要考虑它的额定电流,又要考虑它的阻值范围,在两者都能满足实验要求的情况下,还有考虑阻值大小在实验操作中是否调节便利。2.选择实验器材的一般步骤(1)首先选择唯一性的器材;(2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表);(3)估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下,结合已知器材的规格,确定实验电路和实验器材。五、实物图连接1.画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来,再将要并联的元件并联到电路中去。2.连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉。3.要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。4.滑动变阻器的接法:限流法,导线分别连接到上、下各一个接线柱上(两个接线柱);分压法,导线分别连接到上边一个接线柱和下边两个接线柱上(一上两下共三个接线柱)。六、实验误差分析1.系统误差(1)伏安法测电阻系统误差来源:电压表的分流或电流表的分压。(2)减小系统误差根据题目中给出的电阻大约值,选用合适的实验器材,采用误差小的实验方案(如电流表的内、外接法)。(3)消除系统误差题目给定的条件充分(电表内阻已知),合理设计电路可消除系统误差。2.偶然误差(1)电压表、电流表、多用电表、毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等读数误差。(2)描点、计算等对数据处理造成的误差。(3)通过多次测量取平均值或图像法可以减小偶然误差。增素能精准突破考点一常用仪器的使用与读数对于基本仪器,正确读数必须做到以下三点:(1)要注意量程。(2)要弄清所选量程对应的每一大格和每一小格所表示的值。(3)要掌握基本仪器的读数原则。最小刻度是“1”的仪器,要求读到最小刻度后再往下估读一位;最小刻度是“2”和“5”的仪器,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读。典例1.(1)如图所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分,它们的读数依次为

mm,

mm,

mm。

(2)读出下面各螺旋测微器的读数,甲

mm,乙

mm,丙

mm。甲乙丙答案

(1)17.7

23.85

3.18

(2)4.039

1.100

3.515解析

(1)题图最上面游标卡尺主尺读数为17

mm,游标尺读数为7×0.1

mm=0.7

mm,最后结果是17

mm+0.7

mm=17.7

mm;题图中间游标卡尺主尺读数为23

mm,游标尺读数为17×0.05

mm=0.85

mm,最后结果是23

mm+0.85

mm=23.85

mm;题图最下面游标卡尺主尺读数为3

mm,游标尺读数为9×0.02

mm=0.18

mm,最后结果是3

mm+0.18

mm=3.18

mm。(2)甲:(4+3.9×0.01)

mm=4.039

mm;乙:(1+10.0×0.01)

mm=1.100

mm;丙:(3+0.5+1.5×0.01)

mm=3.515

mm。典例2.(1)如图甲所示的电表使用0~0.6A量程时,对应刻度盘上每一小格代表

A,图中表针示数为

A;当使用3A量程时,对应刻度盘中每一小格代表

A,图中表针示数为

A。

(2)如图乙所示的电表使用较小量程时,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。

(3)旋钮式电阻箱如图丙所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为

Ω。现欲将接入电路的电阻改为2087Ω,最简单的操作方法是

。

若用两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为

。

答案

(1)0.02

0.44

0.1

2.20(2)0.1

1.70

0.5

8.5(3)1987

将“×1k”挡旋钮调到2,再将“×100”挡旋钮调到0

0~19998Ω解析

(1)电流表使用0~0.6

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0~3

A量程时,每一小格为0.1

A,表针示数为2.20

A。(2)电压表使用0~3

V量程时,每小格表示0.1

V,表针示数为1.70

V;使用0~15

V量程时,每小格表示0.5

V,表针示数为8.5

V。(3)电阻为1

987

Ω。最简单的操作方法是先将“×1

k”挡旋钮调到2,再将“×100”挡旋钮调到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,可得到的电阻范围为0~19

998

Ω。考点二测量电路和控制电路的接法1.测量电路的接法——电流表的内接法、外接法(1)电流表两种接法的比较连接方法内接法外接法适用条件RA≪RxRV≫Rx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻(2)电流表两种接法的选择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”。③试触法:如图所示,让电压表一根接线柱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,则采用电流表内接法。2.控制电路的接法——滑动变阻器的限流式、分压式接法(1)滑动变阻器两种接法的比较(2)通常情况下,由于限流式结构简单、耗能少,优先使用限流式。但以下三种情况不能使用限流式接法:①“测不全”:要求电压表能从零开始读数时,限流式接法无法获得需要的数据;②“限不住”:若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流;③“调不准”:当待测电阻R≫R0(滑动变阻器的最大阻值)时,限流式接法起不到调节电路电压、电流作用。典例3.(2024东北三省四市联考)请同学设计一个测量电阻的电路,待测电阻Rx阻值约为15Ω。要求用U-I图像来处理数据,滑动变阻器可在较大范围内调节。可供选择的器材如下:A.电流表A1,量程100mA,内阻rA1=12Ω;B.电流表A2,量程2mA,内阻rA2=200Ω;C.电压表V1,量程10V,内阻rV1≈15kΩ;D.电压表V2,量程3V,内阻rV2≈10kΩ;E.保护电阻R0约20Ω;F.滑动变阻器R,最大阻值10Ω,额定电流为1A;G.电池组,电动势12V,内阻很小;H.开关及导线若干。(1)电流表应选

,电压表应选

(填器材前面的字母序号)。

(2)设计电路时,电流表应采用

(选填“内接”或“外接”)法,滑动变阻器应采用

(选填“分压”或“限流”)接法。根据所设计的实验电路,用笔画线代替导线连接实物图。

(3)若在所测量数据中选一组数据U、I及已知量计算R,则其表达式为Rx=

(用所给字母表示)。

考题点睛

考点考向点睛测量电路与控制电路的接法规律:在电阻测量的过程中,要根据实验中给出的器材恰当地选取电流表的接法及滑动变阻器的接法方法:根据临界值计算法确定电流表接法典例4.(2024广东江门一模)某课外兴趣小组要精确测定一节圆筒状碳布鱼竿的电阻,可选择的实验仪器有:A.电源(3V,内阻可以忽略)B.电压表V(0~3V,内阻约为3kΩ)C.电流表A(0~50mA,内阻为2.0Ω)D.定值电阻R1=0.5ΩE.定值电阻R2=20ΩF.滑动变阻器(0~5Ω,1.0A)G.开关、导线H.多用电表完成下列问题:(1)小组用多用电表测得该节鱼竿的电阻约为16Ω,为了精确测量该节鱼竿的电阻,要求电压调节范围尽量大一些,根据提供的实验器材,可知最佳电路图应为图甲中的

(选填“A”或“B”)。

(2)实验中应该选用的定值电阻是

(选填“R1”或“R2”)。

(3)根据选取的电路图,用笔画线代替导线,把实物图乙连接完整。(4)移动滑动变阻器的滑片,将电流表和电压表对应的示数填在表格中,并在I-U图像中描点作图如图丙所示,则该节鱼竿的电阻大小为

Ω(结果保留三位有效数字)。

U/V01.612.012.202.422.662.82I/mA021.526.829.332.335.537.6

练思维迁移运用1.用游标卡尺测量某一零件的内径时,应选用图中的

(选填“A”“B”或“C”)部位来测量。正确操作后,读取读数前,为防止游标尺滑动,应转动图中的

(选填“D”或“E”)旋钮。

答案

A

D解析

用游标卡尺测量某一零件的内径时应使用内爪,故应选用图中的A部位来测量;正确操作后,读取读数前,为防止游标尺滑动,应转动紧固旋钮固定,即图中的D旋钮。2.在练习使用游标卡尺和螺旋测微器的实验中,测量一枚1元硬币的直径和厚度。(1)用游标卡尺测量其直径,如图甲所示,直径是

mm。

(2)用螺旋测微器测量其厚度,如图乙所示,厚度是

mm。

答案

(1)25.00

(2)1.850解析

(1)用游标卡尺测量其直径是25

mm+0.05

mm×0=25.00

mm。(2)用螺旋测微器测量其厚度是1.5

mm+0.01

mm×35.0=1.850

mm。3.(1)一同学用一游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一物体的长度。测得的结果如图甲所示,则该物体的长度L=

mm。

(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,从图乙中读出金属丝的直径为

mm。

(3)如图丙所示,一电压表接0~15V量程,读数为

V。

(4)如图丁所示,一电流表接0~0.6A量程,读数为

A。

答案

(1)20.30

(2)0.520

(3)10.7(或10.8)

(4)0.16解析

(1)20分度的游标卡尺精确度为0.05

mm,则物体的长度为L=20

mm+6×0.05

mm=20.30

mm。(2)金属丝的直径为d=0.5

mm+2.0×0.01

mm=0.520

mm。(3)接0~15

V量程时,每小格表示0.5

V,读数为10.7

V。(4)接0~0.6

A量程时,每小格表示0.02

A,读数为0.16

A。4.(2023广东茂名二模)智能手机中都配有气压传感器,传感器的电阻会随所处环境气压变化而变化。某实验小组在室温下用以下可供选择的器材探究气压传感器的电阻值Rx随气压变化规律。A.阻值随气压而变化的气压传感器一个(阻值变