高中物理练习：必修三电学实验

1.决定导戏电阻的因素（同时练习使用螺旋测微器）

一、螺旋测微器的使用

1.构造：如图1所示，8为固定刻度，E为可动刻度.

2.原理：测微螺杆”与固定刻度4之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮。每旋转一

周，产前进或后退”mm,而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，尸前进或后

退皿门出］,即螺旋测微器的精确度为皿mm.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尸固定刻度数（mm）（注意半毫米刻度线是否露出）+可动刻度数（估读

一位）X0.01（mm）.

如图2所示，固定刻度示数为2.0mm,半亳米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为

15.0,最后的读数为：2.0mm+15.0X0.01mm=2.150mm.

二、游标卡尺

I.构造：主尺、避迟（主尺和游标尺上各有一个内、外测展爪）、游标K尺上还有一个深

度尺.（如图3所示）

扑测量爪

图3

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，其规格见

下表：

刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm的差值精确度(可精确到)

109mm0.1mni0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

4.读数：若用x表示从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度线

对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x+KX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，即指针指到最大刻度时电表允许

通过的最大电压或电流，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

读数即可.

(1)0〜3V的电压表和。〜3A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是”V和

0JA,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gV,在读数时只要求读到小数点后面一位，即

读到0.1V.

(3)对于0-0.6A量程的电流表，精确度是(102A,在读数时只要求读到小数点后面两位，

这时要求“半格估读”，却读到最小刻度的一半0.01A.

四、测电阻率实验

1.实验原理(如图4所示)

根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的足度和它的直径4计算出横截面积S,并用伏安

法测出电阻义，即可计算出金属丝的电阻率.

被测金属丝，直流电源(4V),电流表(。〜0.6A),电压表(0〜3V),滑动变阻器(()〜50Q),

开关，导线若干，螺旋测微器,亳米刻度尺.

3.实验步骤

(I)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.

(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路.

(3)用亳米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值

(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值量大的位置.

(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数/和U

的值，填入记录表格内.

⑹将测得的R、八d值，代入公式长=/4和3=苧中，计算出金属丝的电阻率.

4.伏安法测电阻的电路选择

⑴限值比较法：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；若此较大，宜采用电流表内接法.

⑵临界值计算法

RV〈、R\RA时,用电流表处接法；

R\K/RVRA时,用电流表内接法.

⑶实验试探法：按图5接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与心。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，则可采用电流表处接法；如果电

流表的示数有较大的变化，而甩压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法.

图5

5.注意事项

(I)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径应在金属丝连入电路之前测量.

(2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法.

(3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实

验过程中变大.

6.误差分析：大内偏大，小外偏小。

⑴若为内接法，电流表分压.适合测量大电阻，测量结果偏大。

⑵若为外接法，电压表分流.适合测量小电阻，测量结果偏小。

(3)长度和直径的测量.

2.描绘小灯泡的伏安电性曲线(这个现在不是必做实验，但里面部

分的电路常识需要了解)

1.实验原理

(1)测多组小电珠的u、/的值，并绘出/-u图象；

(2)由图线的斜率反映电流与电压和通度的关系.

2.实验器材

小电珠“3.8V,0.3A”、电压表“0-3V-15V”、电流表“0~-0.6A--3A”、滑动变阻

/、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.

3.实验步骤

(1)画出电路图(如图I甲所示).

图1

(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如图乙所示的

电路.

(3)测量与记录

移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值/,并将测量数据填入

自己设计的表格中.

(4)数据处理

①在坐标纸上以U为横轴，/为纵轴，建立直角坐标系.

②在坐标纸上描出各组数据所对应的点.

③将描出的点用壬遣的曲线连接起来，得到小电珠的伏安特性曲线.

4.实验器材选取

⑴原则：①安全；②精确；③操作方便.

(2)具体要求

①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流.干电池中电流一般不允许超过0.6A.

②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流.

③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值.

④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的;以上.

⑤从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接

法要选用较小阻值的滑动变阻器.

5.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较

R

/?..

两种接法的电路图||守」

L-5i—

RF

负载〃上电压的调节范围

"十/f0

负载A上电流的调节范围R+RQ7、R。《噬

6.两种接法的适用条件

⑴限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变

阻器的最大电阻还小).

(2)分压式接法适合测盘阻值较大的电阻(一般L匕滑动变阻器的最大电阻耍大).

7.注意事项

(I)电路的连接方式：

①电流表应采用处接法：因为小电珠(3.8V0.3A)的电阻很小，与量程为0.6A的电流表串

联时，电流表的分压影响很大.

②滑动变阻器应采用分压式接法:目的是使小电珠两端H勺电压能从0开始连续变化.

⑵闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为0的一端，使开关闭合时

小电珠的电压能从0开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而

烧坏灯丝.

(3)/-U图线在Uo=l.OV左右将发生明显弯曲，故在U=1.0V左右绘点要密，以防出现较

大误差.

8.误差分析

(I)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的

分流，使测得的电流值大于真实值.

(2)测量时读数带来误差.

⑶在坐标纸上描点、作图带来误差.

3.测置电源的电动势和内阻

I.实验原理

闭合电路欧姆定律.

2.实验器材

电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺.

3.基本操作

(1)电流表用/A的量程，电压表用3V的量程，按图1连接好电路.

甲乙

图1

(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端.

⑶闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(小UD.用同样的

方法再测量几组/、U值，填入表格中.

(4)断开开关，拆除电路，整理好器材.

4.实验数据求瓜，•的处理方法

Ui=E-hr

(1)列方程求解：由〃=£一/「得,‘广，，解得£、匚

Ui=E—hr

(2)用作图法处理数据，如图2所示.

①图线与纵轴交点为

②图线与横轴交点为/短=§；

③图线的斜率表示

2.注意事项

(1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池.

(2)电流不要过大，应小于0.5A,读数要快.

⑶要测出不少于6组的(/,⑺数据，变化范围要大些.

(4)若U-I图线纵轴刻度不从零开始(命题中的“陷阱”)，则图线和横轴的交点不再是短

路电流，内阻应根据/«=蒂|确定.

⑸电流表要内接式（因为，很小）.（相对于电源内阻来说就是“外接”）

3.误差来源

（I）偶然误差：用图象法求E和厂时作图不准确.

（2）系统误差：电压表分流.

4.练习使用多用电表

一、电流表与电压表的改装

1.改装方案

改装为电压表改装为大量程的电流表

原理串联电阻分压并联电阻分流

必入R;

a

改装原理图__J

〃*-UL

!-----------------------------------------•

U=/g(Hg+R)

分压电阻或分流电阻

故R=*_R8故承

R

改装后电表内阻Rv=Rg+R>RgRA—.R心+R…：Rg

C*

电压表的本质是内阻无限大、“量程无限小”的电流表

三、多用电表

1.多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程.

图4

2.外形如图4所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半

部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程.

3.多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮（使电表指针指在右端零欧姆处）、指针定

位螺丝（使电表指针指在左端的“0”位置）、表笔的正、负插孔（红表笔插入“+”插孔，

黑表笔插入“一”插孔）.

四、二极管的单向导电性

1.晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图5甲所

示.

甲

2.晶体二极管具有单向导电性（符号上的箭头表示允许电流通过的方向）.当给二极管加正

向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻

很大，电路截止，如图丙所示.

3.将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”

极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、

负极.

5.使用多用电表实验

1•实验器材

多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻（大、中、

小）三个.

2.实验步骤

⑴观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测最项目及量程.

⑵机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置.若不指零，则可用小

螺丝刀进行机械调零.

⑶将红、黑表笔分别插入“+”、“一”插孔.

（4）测量小灯泡的电压和电流.

①按如图6甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两

端的电压.

图6

②按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开