专题八 电学实验基础
突破
实验仪器的原理和使用
考向1 游标卡尺的原理和使用
1.构造：如图所示，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，尺身上还有一个紧固螺钉.
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1 mm.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) 10 20 50 刻度总 长度 9 mm 19 mm 49 mm 每小格与1 mm 的差值 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm 精确度 (可准确到) 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm 4.读数：若用x表示由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，则记录结果表达为(x＋k×精确度) mm.
[典例1] 如图所示的两把游标卡尺，它们的游标尺从左到右分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分，它们的读数依次为 mm、 mm.
甲 乙
[解析] 图甲读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm.乙图读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm.
[答案] 17.7 23.85
考向2 螺旋测微器的原理和使用
1.构造：如图所示是常用的螺旋测微器.它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮
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D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上.
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0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，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0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺.
3.读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出. 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).
[典例2] 使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图所示，则甲、乙两金属丝的直径分别是 mm、 mm.
甲 乙
[解析] 对图甲：固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.对图乙：金属丝的直径为4.8×0.01 mm＝0.048 mm.
[答案] 2.150 0.048
考向3 电流表、电压表的原理和使用 1.电压表、电流表的改装
原理 改装为大量程 电压表 串联电阻分压 改装为大量程 电流表 并联电阻分流 改装原理图 分压电阻 或分流电阻 改装后的 电表内阻
U＝IgR＋IgRg， 所以R＝－Rg IgRg＝(I－Ig)R， 所以R＝UIgIgRg I－IgRV＝R＋Rg>Rg RRgRA＝ 2.两种电表的使用技巧 (1)机械零点的调整：在不通电时，指针应指在零刻线的位置. 1 (2)选择适当量程：估算电路中的电流或电压，指针应偏转到满刻度的以上.若无法估算 3电路中的电流和电压，则应先选用较大的量程，再逐步减小量程. (3)正确接入电路：电流表应串联在电路中，电压表应并联在电路中，两种表都应使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出. (4)正确读数：根据所选量程的准确度，正确读出有效数字和单位. [典例3] (2015·北京卷)如图所示，其中电流表A的量程为 0.6 A，表盘均匀划分为1 30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的 22倍.若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1 的电流值，则下列分析正确的是( ) A.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A B.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A C.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A D.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A [解析] 设电流表A的内阻为RA，用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I1－IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA＝0.06 A，则每一小格表示0.06 A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA＝0.06 A，则每一小格表示0.06 A.选项C正确. [答案] C [典例4] (1)如图甲所示的电流表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表 A，图中表针示数是 A；当使用3 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. 甲 (2)如图乙所示的电压表使用较小量程时，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，图中表针的示数是 V. - 3 - 乙 [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，指针示数为0.44 A；当换用3 A量程时，每一小格为0.1 A，指针示数为2.20 A.(2)电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，指针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格为0.5 V，指针示数为8.5 V. [答案] (1)0.02 0.44 0.1 2.20 (2)0.1 1.70 0.5 8.5 1.由改装后电压表的分压电阻R＝(n－1)Rg可知，电压表的量程越大，其分压电阻越大，电压表的内阻RV越大.若无特别说明，都认为电压表的内阻无穷大，画等效电路时，把电压表视为断路. 2.由改装后电流表的分流电阻R＝ Rg n－1 可知，电流表的量程越大，其分流电阻越小，电流 表的内阻越小.若无特别说明，都认为电流表的内阻为零，画等效电路时，把电流表视为短路. 3.无论是将表头改装成电流表还是电压表，都没有改变表头的参数，即表头的满偏电流、满偏电压都不发生变化，只是由分压电阻或者分流电阻承担了部分电压或电流. 突破 伏安法测电阻 1.电流表、电压表测电阻两种方法的比较 方法 电流表内接法 电流表外接法 电路图 误差原因 电流表分压 电压表分流 U测＝Ux＋UA U测R测＝＝Rx＋RA>Rx，测量值大于真I测实值 I测＝Ix＋IV U测RxRVR测＝＝ Rx>RARV Rx URx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数. I (a) (b) 若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则 (填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值. [解析] 根据题意知>，电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值.图(a)的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1>Rx真；图(b)的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故Rx2 [答案] Rx1 大于 小于 突破 滑动变阻器两种接法的选择 RxRV RARx1.滑动变阻器的限流接法和分压接法 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 0≤U≤E 分压电路调节范围大 RE≤U≤E R＋R0 - 5 - 围 负载R上电流调节范围 闭合开关S前触头位置 ER＋R0≤I≤ ER0≤I≤ ER分压电路调节范围大 都是为了保护电路元件 b端 a端 2.下列情况下滑动变阻器应采用分压接法： (1)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. (2)题设条件中的滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值. (3)题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化. [典例6] 为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 Ω)，有以下一些器材可供选择. 电流表A1(量程0～50 mA，内阻约10 Ω)； 电流表A2(量程0～3 A，内阻约0.12 Ω)； 电压表V1(量程0～3 V，内阻很大)； 电压表V2(量程0～15 V，内阻很大)； 电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 Ω)； 定值电阻R(20 Ω，允许最大电流1.0 A)； 滑动变阻器R1(0～10 Ω，允许最大电流2.0 A)； 滑动变阻器R2(0～1 kΩ，允许最大电流0.5 A)； 单刀单掷开关S一个，导线若干. (1)电流表应选 ，电压表应选 ，滑动变阻器应选 .(填器材的元件符号) (2)请在下面的虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图.(要求所测量范围尽可能大) (3)某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为 Rx＝ . [解析] (1)首先选取唯一性器材：电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 Ω)，定值电阻R(20 Ω，允许最大电流 1.0 A)，单刀单掷开关S，导线.电源电动势约为3 V，所以电压 - 6 - 百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库物理知识点新课标版高考物理一轮复习第七章恒定电流专题八电学实在线全文阅读。
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