2024年高考物理一轮复习（新人教版） 第10章 专题强化15　电学实验基础.docx

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1、专题强化十五电学实验基础目标要求1.会分析电学实验的误差，会通过改进电路减少系统误差.2.掌握常用仪器的读数方法.3.会根据电路原理图连接实验器材题型一常用仪器的读数一、螺旋测微器1构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度2原理：固定刻度B的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上有50个等分刻度，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 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)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，

2、固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，可动刻度示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.二、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)，游标卡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：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量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1 mm.常见的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种，其规格见下表：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)109 mm0.1 mm0

3、.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm4.读数：从主尺上读出整毫米数x，然后再从游标尺上找出第k条刻度线与主尺上某一刻度线对齐，即记录结果表示为(xk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)03 V的电压表和03 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位(2)对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，

4、在读数时只要求读到小数点后面一位，这时要求“格估读”，即读到0.1 V.(3)对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.1为了读数更精确，游标卡尺也需要估读，如图读作11.40 mm.()2游标卡尺主尺上的数字对应的单位为cm.()3如图，游标卡尺读数为5.20 mm.()4如上图，游标卡尺读数为50.20 mm，可简化写为50.2 mm.() 考向1游标卡尺、螺旋测微器的读数例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9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等

5、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.答案(1)17.723.853.18(2)4.0391.1003.515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70.1 mm0.7 mm，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm.题图中间游标卡尺：主尺读数为23 mm，游标尺读数为170.05 mm0.85 mm，最后结果是23 mm0.85 mm23.85 mm.题图最下面游标卡尺：主尺读数为3 mm，游标尺读数为90.02 mm0.18 mm，最后结果是3 mm0.18 mm3.18 mm

6、.(2)甲：(43.90.01) mm4.039 mm；乙：(110.00.01) mm1.100 mm；丙：(30.51.50.01) mm3.515 mm. 考向2电压表、电流表和电阻箱的读数例2(1)如图甲所示的电表使用0.6 A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3 A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

7、为_ .现欲将接入电路的电阻改为2 087 ，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)0.020.440.12.20(2)0.11.700.58.5(3)1 987将“1 k”挡旋钮调到2，再将“100”挡旋钮调到0019 998 解析(1)电流表使用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3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用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 .最简

8、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 ，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是29 999 19 998 ，故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻范围为019 998 .测电压或电流时，电表精确度为1,0.1,0.01的估读到下一位；精确度为2,0.2,0.02,5,0.5,0.05，末位为2和5的，读数时只读到与最小刻度位数相同即可题型二测量电路与控制电路的选择1电流表的内、外接法内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRARx测量值大于真实值R测时，选用电流表内接法当RVRx或R

9、x时，选用电流表外接法2.滑动变阻器两种连接方式的对比限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围(不计电源内阻)UE0UE分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件3.滑动变阻器两种接法的选择滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化，通常情况下，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流式滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况：要求电压表能从零开始读数，要求电压(电流)测量范围尽可能大；当待测电阻RxR(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用)；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

10、电流例3(2020全国卷22)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 k，电流表内阻为0.5 .该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间测量得到如图(b)所示的两条UI图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数回答下列问题：(1)图(b)中标记为的图线是采用电压表跨接在_(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线_(填“”或“”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为_ (保留1位小数)(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修

11、正，修正后待测电阻的阻值为_ (保留1位小数)答案(1)O、P(2)50.5(3)50.0解析(1)若通过Rx的电流相等，由题图(b)知图线对应的电压值较大，由R可知图线所测电阻较大，图线所测电阻较小，则图线是采用电压表跨接在O、P两点的方案测量得到的(2)由题图(b)可得图线测得电阻阻值R 50.5 ，图线测得电阻阻值 R 46.6 ，待测电阻阻值约为50 ，20，100，因0.6 mA，解得R2.86 k故电阻R应该选用的阻值为2 k.(2)实物图如图所示(3)为避免电流表、电压表在开关S闭合时示数超出量程，闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端应滑动到最左端(4)根据部分电路欧姆定律可得，电压

12、表内阻为RV.课时精练1某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为_ mm；用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为_ cm.另一位学生用游标尺上标有50等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图丙所示，则该工件的长度L_ cm.答案8.021(8.0208.022均可)2.0605.236解析螺旋测微器的固定刻度读数为8 mm，可动刻度读数为2.10.01 mm0.021 mm，所以最终读数为8 mm0.021 mm8.021 mm，由于需要估读，因此在范围8.0208.022 mm内均正确游标卡尺的主尺读数为20 mm，游标尺上第12个刻度与主尺上某一

13、刻度对齐，故游标尺读数为120.05 mm0.60 mm，所以最终读数为20 mm0.60 mm20.60 mm2.060 cm.工件的长度L52 mm0.0218 mm5.236 cm.2如图，螺旋测微器的读数为_ mm；电压表的读数为_ V；电流表的读数为_ A.答案0.6952.600.52解析螺旋测微器的读数为0.5 mm0.01 mm19.50.695 mm；电压表的读数为2.60 V；电流表的读数为0.52 A.3某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 k)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：A电压表(量程01 V，内阻约10 k)B电压表(量程010 V，内阻

14、约100 k)C电流表(量程01 mA，内阻约30 )D电流表(量程00.6 A，内阻约0.05 )E电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)F电源(电动势 12 V，额定电流2 A，内阻不计)G滑动变阻器R0(阻值范围010 ，额定电流2 A)(1)为使测量尽量准确，电压表选用_，电流表选用_，电源选用_(均填器材的字母代号)(2)在虚线框内画出测量Rx阻值的实验电路图(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_其真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_答案(1)BCF(2)见解析图(3)大于电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其

15、他表述正确也可)解析(1)若电源选用E，则通过Rx的最大电流为0.15 mA，此时两电流表均达不到半偏，故电源应选用F.电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压，故电压表选用B.由此可知电路中的电流约为1 mA，故电流表选用C.(2)因为待测电阻阻值较大，所以电流表应采用内接法因为滑动变阻器的阻值很小，若采用限流式接法接入电路的滑动变阻器起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示(3)因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端电压，U测U实，而R，所以R测R实4(2023山东临沂市第一中学模拟)某物理兴趣小组利用“伏安法”测

16、量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值，电路如图甲所示已知电源电压为6 V，R010 ，滑动变阻器规格为“50 0.6 A”(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小，导线不能交叉；(2)实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0.现用一根导线在图甲中先后连接接线柱A与B、C与H时，电流表和电压表示数仍为0，连接接线柱H与G时，电流表和电压表指针有明显偏转，则电路的故障是_；(3)排除故障后，闭合开关调节滑片，利用电压表和电流表测出了多组实验数据，并作出了电压表与电流表示数的关系图像，如图乙所示，则Rx阻值为_；(4)调节滑动变阻器，当电压表的示数为

17、3 V时，Rx消耗的电功率是_ W；(5)电路中串联R0的作用是_(填正确答案前的字母)A增大串联电阻，增大分压，电压表易于读数B增大串联电阻，增大分流，电流表易于读数答案(1)见解析图(2)开关断路(或开关接触不良)(3)2(4)0.125(5)A解析(1)滑动变阻器的接线柱要“一上一下”串联接入电路，因为要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小，连接电路如图所示(2)连接电路后，闭合开关，发现电流表示数为0，说明电路发生了断路，电压表示数为0，说明与电压表并联以外的电路断路用一根导线在题图甲中先后连接接线柱A与B、C与H时，电流表和电压表示数仍为0，说明R0、Rx和滑动变阻器都没有故障，连接接

18、线柱H与G时，电流表和电压表指针有明显偏转，则说明开关断路(3)由题图乙知电压表测量的电阻阻值为R总R0Rx12 ，故Rx阻值为RxR总R012 10 2 .(4)由题图乙可知，当R0和Rx阻值一定时，电流表示数与电压表示数成正比，所以当电压表的示数为3 V时，通过Rx的电流为0.25 A，所以Rx消耗的电功率为PI2Rx0.2522 W0.125 W.(5)为了增大串联电阻，增大分压，使电压表易于读数，所以在该电路中串联R0，故A正确，B错误5某同学要测量一个未知电阻的阻值，实验室提供的器材有：A电流表A1：量程为03 mA，内阻r1约为15 B电流表A2：量程为01.5 mA，内阻r2为2

19、5 C定值电阻R1：R19 975 D定值电阻R2：R21 975 E滑动变阻器R3：最大阻值为10 F电源E，电动势为3 V，内阻很小但不可忽略G开关S及导线若干(1)该同学根据实验器材设计了如图所示的测量电路，闭合开关S之前，滑动变阻器R3的滑片应置于_(填“最左端”或“最右端”)(2)实验中需要量程为03 V的电压表，则电路图中的电流表应选择_，定值电阻R应选择_(均填器材前面的字母)(3)调节滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片置于合适的位置，若此时电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则待测电阻Rx_(用物理量的符号表示)答案(1)最左端(2)BD(3)解析(1)为了实验安全，闭

20、合开关S之前，应使电路中电流从最小值开始调节，滑动变阻器采用分压接法，故应将滑片置于最左端(2)实验器材中没有电压表，要用电流表改装，只有内阻已知的电流表才能改装成电压表，所以电流表选择B.根据电压表改装原理可得R 1 975 ，故定值电阻应选择D.(3)由串、并联电路的特点和闭合电路欧姆定律有I2(r2R2)(I1I2)Rx解得Rx.6(2023四川攀枝花市模拟)电阻Rx的阻值在35 k间，现要测量其电阻，实验室提供了下列器材： 电压表V(量程3 V，内阻约为30 k)电流表A1(量程100 A，内阻约为100 )电流表A2(量程1 mA，内阻约为10 )滑动变阻器R(最大电阻500 )电源

21、E(电动势4 V)开关S及导线若干某课外活动小组设计了如图甲所示的测量电路进行了实验，请回答下列问题：(1)电路中电流表应选用上述器材中的_(填写字母代号)；(2)闭合开关S前，滑动变阻器的滑动触头P应在_(选填“a”或“b”)端；(3)请根据图甲所示的电路图，在图乙中将实物图连接补充完整；(4)实验中得到的IU图线如图丙中的实线d所示，电阻Rx的测量值为_ k；(5)由于本实验存在误差，你认为电阻Rx的真实IU图线应为图丙中图线_(选填“c” 或“e”)；(6)某同学对图甲中虚线框内的电路进行修改，并从上述器材中选用适当的器材，设计出了测量电压表V内阻的电路，请在方框内画出该同学修改部分的电

22、路，并在图中标出所选用的器材答案(1)A2(2)a(3)见解析图(4)4(5)c(6)见解析图解析(1)电路中的最大电流为I A1 mA，故电流表选择A2.(2)滑动变阻器为分压接法，为了保护电路，闭合开关前应使并联部分的电压为零，故滑动触头P应在a端(3)按实验电路图将实物图补充完整，如图所示(4)根据IU图像求得电阻Rx 4.0 k.(5)本次实验是用电流表的内接法测电阻的，所以电压表测的是电流表和Rx两端的总电压，那么电压和电阻的测量值均偏大，故真实的图线应是c.(6)由于电压表的内阻很大，而满偏电流Im A104 A100 A恰好在电流表A1的量程之内，所以可以直接将两表串联接入虚线框

23、内，如图所示7为了测量一电阻的阻值Rx，现有以下器材：蓄电池E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干某活动小组设计了如图甲所示的电路实验的主要步骤如下：A闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表示数合适，记下两表示数分别为I1、U1；B闭合S2，保持RP阻值不变，记下电流表和电压表示数分别为I2、U2.(1)按电路图在实物图乙上连线(2)写出被测电阻的表达式Rx_(用两电表的读数表示)(3)由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的测量值_(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值答案(1)见解析图(2)(3)等于解析(1)实物连线如图所示(2)由欧姆定律，第一次测量的电阻为电压表和RP的并联电阻，即R并；第二次测量的电阻为电压表、Rx和RP的并联电阻，联立解得Rx.(3)由于电流表、电压表内阻不影响被测电阻的测量，故其测量值等于真实值