电学实验基础（原卷版）

2023届高三物理轮复习多维度导学与分层专练

专题51电学实验基础

导练目标导练内容

目标1游标卡尺的使用

目标2螺旋测微器的使用

目标3常用电表的读数

目标4内外接法测电阻

目标5滑动变阻器的两种接法

目标6电表的改装

【知识导学与典例导练】

一、游标卡尺的使用

1.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。

2.精度：对应关系为10分度0.1mm,20分度0.05mm,50分度0.02mm。

3.读数：若用x表示由主尺上读出的整亳米数，K表示从游标尺.上读出与主尺上某一刻线对齐的游标刻线

的格数，则记录结果表达为（x+Kx精度）mm。

【例1】图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的（填W“B〃

或“C”）进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为mm,

023cm

lllllllllllllllllllllllllllllllllll

01020

乙

二、螺旋测微器的使用

测测微螺杆

1.原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮每旋转一周，测微螺杆前进或后退

0.5mm,而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格，测微螺杆前进或后退0.01mm,即螺旋测微器的

精确度为0.01mm。读数时估读到亳米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。

2.读数：测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半亳米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位AO.OI(mm)。

【例2］在测量一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝宜径的过程如图所示,

校零时的读数为mm,合金丝的直径为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O~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”。

⑶对于。〜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”。

【例3】在"描绘伏安特性曲线〃的实验中，电表示数如图所示。若如图1所示的电流表使用的是0.6A量程,

则图中电流表示数是A：若使用的是3A量程，则图中电流表示数为A.若图2所示

电压表使用的是较小量程，则图中电压表的示数为V；若使用的是较大最程，则图中电压表示

数为Vo

四、内外接法测电阻

(一)两种接法的比较

内接法外接法

p-<y>—1HS>q

电路图

误差电流表分压电压表分流

原因匕—+以/M=/.r+/v

电阻

R潟¥=R、+RA>R1,测量值大于真实值R『牛=三*七,测量值小于真实值

/测Kr-rnv

测量值

(二)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R较小，宜采用电流表外接法；若R较大，宜

采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小

2.临界值计算法

①RSNRVRA时，用电流表外接法。

②凡T福时，用电流表内接法。

3.实验试探法

&aZT\b

o—r-I==I—r-®-r0

按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱。先后与。、〃处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，

血电流表的小数变化小大，则应采用电流表外接法；如果电流衣的小数有较大的变化，血电压表的不数变

化不大，则应采用电流表内接法。

【例4】厦门中学生助手用伏安法测电阻，如果电压表、电流表均为理想电表，其读数分别为U、/,则待

测电阻阻值为：加焊实际上电压表及电流表也是有一定内阻的，如量程为53V的电压表内阻一般较大,

约为3kQ,量程为0-0.6A的电流表内阻一般很小，约为0.5C。如图甲所示为电流表外接法，如图乙所示为

电流表内接法，请回答以下问题：

<Y)~~~©----

甲乙丙

（1）采用图甲所示方案测电阻时，待测电阻口的测量值（填“大于〃或“小于〃）真实值，其原

因是o

（2）采用图乙所示方案测电阻时，待测电阻质的测量值（填“大于〃或“小于〃）真实值，其原

因是0

（3）厦门中学生助手测量一电阻时，不知道电阻大概阻值，因此，他采用了如图丙所示的方法。先把电压

表的右端与。点连接，此时电压表示数为4.5V、电流表示数为18mA：再把电压表的右端与8点连接，此时

电压表示数为4.6V、电流表示数为1.6mA：为了减小电阻的测量误差，他应该把电压表的右端接在

（选填为”或*〃）点进行实验；则圆环接入电路的两点间的电阻值为3

五、滑动变阻器的两种接法

1.两种接法的比较

限流接法分压接法

R

两种接法

匚aRob

电路图

~'1------

负载R上电

枭USE0<U<E

压调节范围

负载R上电

会

R+访

流调节范围

闭合S前

b端a端

触头位置

2.两种接法的选择

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采用

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分压

③题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够时接法

①待测电阻接近或略小于滑动变阻器的最大阻值时采用

②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时限流

③没有很高的精确性要求，考虑安装简捷和节能因素时接法

【例5】13.用伏安法测定某定值电阻段（内阻约为KXK2）,要尽可能准确地测量这只电阻的阻值.现有器

材除被测电阻尺外，还有如下的实验仪器:

A.直流电源，电压12V,内阻不计;

B.电压表,量程0-3V,内阻约10kC；

C.电压表，量程0-15V,内阻约20kC；

D.电流表，量程O-O.3A,内阻约20C：

E.电流表，量程（）-10mA,内阻r=2000

F.滑动变阻器，阻值650Q：

G.电键一只、导线若干.

（1）在上述仪器中，电压表应选用,电流表应选用（用仪器前序号表示）。

（2）请在方框内画出电路原理图.

（3）若电流表示数为/,电压表示数为U,则与=（用题中字母表示）。

六、电表的改装

改装成电压表改装成电流表

031筋/。

i-

内部电路G

0

——®——i-o/7X

•1----(A)----r0

L__•

H--------U----------H

改装原理串联大电阻分压并联小电阻分流

改装后

R+凡

U=《Rg+R)

的量程

量程扩大

"=1+半

为

的倍数

接入电阻

R=a】一i)Rg

的阻值

改装后的

n—旦

=

RvnRg■n

总内阻

标准邛表j厂©~1

_©-1保护

电阻

校准电路标准电乐表J

------------------("J--------------

------------1------------厂------

I1b

【例6】如图所示为一改装后的电流表和电压表电路，已知表头满偏电流为100微安，内阻为900欧姆，定

值电阻々=100欧姆,定值电阻&=1910欧姆，A为公用接线柱则

R-

ABC

(1)当使用两接线柱时是电流表，其量程为安培;

(2)当使用两接线柱时是电压表，其量程为伏特;

【多维度分层专练】

1.请按要求填写:

（1）某同学用游标卡尺的测得一玻璃杯的内高，如图甲所示，则其内高为I

1011

卜出“5"cm

010

甲

（2）又用螺旋测微器测得其玻璃厚度如图乙所示，则厚度为mm；

乙

（3）该同学用螺旋测微器又测得一小球直径如图丙所示，正确渎数后得小球直径为1.731mm.贝I］。=

（4）某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图丁、戊所示，则该金属杆的长度和直径分别为cm

和mm。

T戊

2.（1）如图甲所示，螺旋测微器的读数为mm：

<T

三O

-

-

三

111鲤1

三

一45

-

|

/4OJ

甲

（2）如图乙所示，游标卡尺的读数为mm。

34cm

IlliIIJIIIJ

IIIi|iiiiI

1020

乙

3.请止确读数

若电压表接入电路中是3V量程，则电压读数：V

若电压表接入电路中是15V量程，则电压读数：V

若电流表接入电路中是0.6V量程，则电流读数：A

若电流表接入电路中是3A量程，则电流读数：A

4.测量电阻伏安特性时，用R表示测量电阻的阻值，时表示电压表的内阻，心表示电流表的内阻，?表

示内外接转换时电流表的相对变亿，篝表示内外接转换时电压表的相对变化，则下列说法正确的是（）

A.当宠二%,且R较心大得不多时，宜选用电流表外接

B.当宠=长，且R较凡.大得不多时，宜选用电流表内接

C.当当时宜采用电流表内接

D.当牛〉竿时宜采用电流表外接

5.小李在实验室测量一电阻&的阻值。因电表内阻未知，用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是

外接。正确连线后，合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的

读数U1=L65V,电流表的示数如图乙所示，其读数乙=A；将K掷到2,电压表和电流表的读

数分别为4=L75V,/.=().33A0由此可知应采用电流表(选填”内〃或"外〃)接法.

6.利用伏安法测电阻，可以选电流表内接法和电流表外接法两种方法。图甲中电压表的读数为G，电流表

的读数为图乙中电压表的读数为。2，电流表的读数为待测电阻的阻值为尺。

——@-r-®-

---TI——(A)-^---------T&—^-(A)------

图甲图乙

(1)关于测最过程中产生的误差，下列说法正确的是(填正确答案标号)。

A.无论哪种方法，只要采用多次测量取平均值的方式，就能有效减小误差，使误差几乎为0

B.采用图甲电路，电压表的测量值大于待测电阻两端的电压值，电流表的测量值等于流经待测电阻的电流

值

C.采用图乙电路，电压表的测量值等于待测电阻两端的电压值，电流表的测量值大于流经待测电阻的电流

值

D.图甲适用于测小电阻，图乙适用于测大电阻

（2）利用电流表内接法，待测电阻阻值记为“R内〃；利用电流表外接法，待测电阻阻值记为“人外〃；该电阻

阻值的真实值记为“R/'。请按照从大到小的顺序将这三个量依次排序为o

（3）若已知电压表的内阻为Rv，则可利用（填"图甲〃或“图乙〃）测出待测电阻的真实值，其真实

值为凡=。

7.已知一热敏电阻当温度从10回升至60S时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用下列方法测量其常

温下的阻值。

（1）用多用电表的欧姆挡“xl0〃倍率测量热敏电阻的阻值，正确操作指针偏转如图甲所示。实验小组应将倍

率更换至（选填“xl00〃或“义1〃）倍率，正确操作并读出热敏电阻阻值；

甲

（2）实验小组在粗略测量热敏电阻阻值后，用以下的器材精确测量它的阻值。

A.电源（E=5V,内阻约为1。）

B.电流表A1（0~5mA,内阻约为5Q）

C.电流表A?（量程0.6A,内阻约为1C）

D.电压表VI（0~5V,内阻约为3kQ）

E.电压表V?（0-15V,内阻约为10kQ）

F.滑动变阻器R（0-100,允许通过的最大电流为10mA）

G.开关

H.导线

①为了尽可能精确的测量热敏电阻的阻值，电流表选，电压表选;（选填元件前面的序号）

②下列电路图设计合理的是。（选填“乙〃或"丙"）

（3）已知热敏电阻&与温度的关系如下表所示:

Z/010.020.030.040.053.060.0

1/Q2400.01500.01150.0860.0435.0120.0

利用该热敏电阻制作温控报警器，其电路原理如图丁所示，图中E为直流电源（电动势为10V,内阻可忽略），

报警系统接在曲之间，当必之间的输出电压低于6.0V时，便触发报警器报警，若要求开始报警时环境温

度为60回，则图中电阻箱R的阻值应为①测试发现温度达到55回时报警器就开始报警，则应

（选填"调小"或“调大〃）电阻箱的阻值。

丁

8.某实验小组利用如下器材测量某金属丝的电阻率:

A.电源（3V,内阻约为0.1C）

B.电流表（量程0.6A,内阻约为0.1Q）

C.电流表（量程3A,内阻约为Q03C）

D.电压表（量程3V,内阻约为3kQ）

E.滑动变阻器（lkQ,0.3A）

F.滑动变阻器（20Q,2A）

（1）用螺旋测微器测出金属丝的直径，某次测量时示数如图所示，其读数为mm：

（2）实验小组选好实验器材，实验过程中改变滑动变阻器的位置，记录电压表和电流表的示数如卜.表:

次数12345

UN0.801.001.501.802.30

//A0.180.220.340.420.52

根据以上信息，你认为该小组选用的电流表是,滑动变阻器是（只填仪器前的代号）；

（3）请设计较为节能且误差较小的电路，把图乙电路连接完整_____o

9.某实验小组要描绘小灯泡（2.5V,0.5W）的伏安特性曲线，实验室提供以下器材可供选择：

A.直流电源3V（内阻不计）

B.直流电压表Vi（量程为。〜3V,内阻约为3kQ）

C.直流电压表V2（量程为0〜15V,内阻约为25kQ）

D,直流电流表Ai（量程为。〜300mA,内阻约为5Q）

E.直流电流表A2（量程为。〜600mA,内阻约为10）

F.滑动变阻器Q（最大阻值100Q,允许通过的最大电流为0.5A）

G.滑动变阻器心（最大阻值10。，允许通过的最大电流为2A）

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。

（1）实验中电压表应选用