資源簡介

第1課時　基礎先行——電學實驗必須熟練掌握的基本知能
(一) 基本儀器的使用及讀數
(一)游標卡尺
1.構造:主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內、外測量爪),游標尺與深度尺是一個整體(如圖所示)。
2.原理:利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成。不管游標尺上有多少個小等分刻度,它的刻度部分的總長度總是比主尺上同樣多的小等分刻度的總長度少1 mm。常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的,其讀數見下表:
刻度格數 (分度) 刻度總長度 每小格與 1 mm的差值 精確度 (可準確到)
10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm
20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm
50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm
3.讀數:若用x表示從主尺上讀出的整毫米數,K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數,則記錄結果為(x+K×精確度)mm。
注意:對于游標卡尺,無論哪種規格,均不需要估讀到下一位,后面不能隨意加零,也不能隨意去零。
(二)螺旋測微器
1.構造:如圖所示,螺旋測微器的測砧和固定刻度是固定在尺架上的;可動刻度、旋鈕、微調旋鈕是與測微螺桿連在一起的,通過精密螺紋套在固定刻度上。
2.原理:測微螺桿與固定刻度之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm,即旋鈕每旋轉一周,測微螺桿前進或后退0.5 mm,而可動刻度上的刻度為50等份,每轉動一小格,測微螺桿前進或后退0.01 mm,即螺旋測微器的精確度為0.01 mm。
3.讀數
(1)測量時被測物體長度的半毫米數由固定刻度讀出,不足半毫米部分由可動刻度讀出。
(2)測量值(mm)=固定刻度讀數(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度讀數(估讀一位)×0.01(mm)。
(三)電壓表、電流表
1.量程選擇
測量時指針偏轉角度要盡可能大,一般要求超過量程的,但又不能超過量程。
2.電表讀數規則
(1)0~3 V的電壓表和0~3 A的電流表的讀數方法相同,此量程下的精確度分別是0.1 V和0.1 A,看清楚指針的實際位置,讀到小數點后面兩位。
(2)對于0~15 V量程的電壓表,精確度是0.5 V,在讀數時只要求讀到小數點后面一位,這時要求“格估讀”,即讀到0.1 V。
(3)對于0~0.6 A量程的電流表,精確度是0.02 A,在讀數時只要求讀到小數點后面兩位,這時要求“半格估讀”,即讀到最小刻度的一半0.01 A。
[針對訓練]
1.游標卡尺和螺旋測微器均為測量長度的工具。
(1)現需測量一小圓管的內徑,應使用如圖　　　　(選填“甲”或“乙”)所示的A、B、C、D、E、F、G中的　　　　(填序號)部分與圓管內壁接觸。
(2)用螺旋測微器測量小球直徑如圖丙所示,此讀數為　　　　mm。
2.(1)如圖甲、乙、丙所示的三把游標卡尺,它們的游標尺自左向右分別為10分度、20分度、50分度,它們的讀數依次為　　　　mm、　　　　mm、　　　　mm。
(2)某同學用如圖丁所示的螺旋測微器測量小球的直徑時,他應先轉動　　　　使F靠近小球,再轉動　　　　使F夾住小球,直至聽到棘輪發出聲音為止,撥動　　　　使F固定后讀數(填儀器部件字母符號)。正確操作后,螺旋測微器的示數如圖戊所示,則小球的直徑是　　　　mm。
3.(1)某次實驗時,電壓表的示數如圖甲所示,讀數為　　　　V。
(2)某次實驗時,電流表的示數如圖乙所示,讀數為　　　　A。
(3)某次實驗時,電阻箱旋鈕位置如圖丙所示,則電阻箱接入的阻值為　　　　Ω。
[關鍵點撥]
游標卡尺的讀數要“三看”
(1)第一看→精確度。例如(如圖所示):
該游標卡尺的精確度為0.1 mm,正確的讀數應為11 mm+4×0.1 mm=11.4 mm。
(2)第二看→游標尺上的0刻度線位置,區分零刻度線與游標尺最前端的線。如圖所示,不注意這一點易錯讀成:10 mm+4×0.1 mm=10.4 mm。
(3)第三看→游標尺的哪條刻度線與主尺上刻度線對齊,注意游標卡尺不需估讀,后面不能隨意加零,也不能隨意去零。如圖所示,不注意這一點,易錯讀成:11 mm+4.0×0.1 mm=11.40 mm。
(二) 伏安法測電阻
1.電流表內、外接法的比較
電流表內接法 電流表外接法
電路圖
誤差原因 電流表分壓 U測=Ux+UA 電壓表分流 I測=Ix+IV
電阻 測量值 R測==Rx+RA>Rx,測量值大于真實值 R測==適用條件 RA Rx,適用于測量大電阻 RV Rx,適用于測量小電阻
2.電流表的內、外接法的選擇
(1)阻值比較法:先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻進行比較:
①若Rx較小,宜采用電流表外接法;
②若Rx較大,宜采用電流表內接法。
(2)比值比較法:
①若>,則用電流表外接法;
②若<,則用電流表內接法。
(
注意
:
比值比較法也可以變形為臨界值法。即
:
①
R
x
<
時
,
用電流表
外接法
;
②
R
x
>
時
,
用電流表
內接法
;
③
R
x
=
時
,
內、外接法均可
。
)
(3)
試觸法:按如圖所示連接好電路,讓電壓表的一根接線柱P先后與a、b處接觸一下:①如果電壓表的示數有明顯的變化,而電流表的示數變化不明顯,即<,則可采用電流表外接法;②如果電流表的示數有明顯的變化,而電壓表的示數變化不明顯,即>,則可采用電流表內接法。
[針對訓練]
1.
在測定金屬絲電阻的實驗中,為提高測量精確度,減小誤差,需要確定電流表采用內接法還是外接法。由于電表內阻未知,一位同學運用試觸法進行判斷。具體做法是:按如圖所示的電路閉合開關后,當與電壓表連接的導線(帶箭頭部分)接到a點時,電壓表示數為2.0 V,電流表示數為0.40 A;當接到b點時,電壓表示數為3.0 V,電流表示數為0.38 A。電源內阻不計。
(1)由以上數據可知,應該采用電流表　　　　接法。(選填“內”或“外”)
(2)測得Rx的阻值是　　　　Ω。(取兩位有效數字)
2.(2024·湖南高考)某實驗小組要探究一金屬絲的阻值隨氣壓變化的規律,搭建了如圖(a)所示的裝置。電阻測量原理如圖(b)所示,E是電源,V為電壓表,A為電流表。
(1)保持玻璃管內壓強為1個標準大氣壓,電流表示數為100 mA,電壓表量程為3 V,表盤如圖(c)所示,示數為　　　　V,此時金屬絲阻值的測量值R為　　　　Ω(保留3位有效數字);
(2)打開抽氣泵,降低玻璃管內氣壓p,保持電流I不變,讀出電壓表示數U,計算出對應的金屬絲阻值;
(3)根據測量數據繪制R p關系圖線,如圖(d)所示;
(4)如果玻璃管內氣壓是0.5個標準大氣壓,保持電流為100 mA,電壓表指針應該在圖(c)指針位置的　　　　側(填“左”或“右”);
(5)若電壓表是非理想電壓表,則金屬絲電阻的測量值　　　真實值(填“大于”“小于”或“等于”)。
(三) 滑動變阻器的兩種接法
1.兩種接法的比較
限流接法 分壓接法
電路圖
負載R上電 壓調節范圍 ≤U≤E 0≤U≤E
負載R上電 流調節范圍 ≤I≤ 0≤I≤
閉合S前 滑片位置 b端 a端
2.兩種接法的選擇
采用 分壓 接法 ①要求待測電阻兩端的電壓從零開始變化,或精確性要求較高時
②滑動變阻器的最大阻值遠小于待測電阻或串聯的其他電阻的阻值時
③題設條件中所提供的電表量程或電阻的最大允許電流不能滿足限流接法時
采用 限流 接法 ①待測電阻接近或略小于滑動變阻器的最大阻值時
②電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小,不能滿足分壓接法的要求時
③沒有很高的精確性要求,考慮安裝簡捷和節能因素時
[針對訓練]
1.用伏安法測定某定值電阻Rx(內阻約為100 Ω),要盡可能準確地測量這只電阻的阻值。除被測電阻Rx外,還有如下的實驗儀器:
A.直流電源:電壓12 V,內阻不計;
B.電壓表:量程0~3 V,內阻約10 kΩ;
C.電壓表:量程0~15 V,內阻約20 kΩ;
D.電流表:量程0~0.3 A,內阻約20 Ω;
E.電流表:量程0~10 mA,內阻r=200 Ω;
F.滑動變阻器:阻值0~50 Ω;
G.開關一個、導線若干。
(1)在上述儀器中,電壓表應選用　　　　,電流表應選用　　　　(用儀器前序號表示)。
(2)請在下列虛線框內畫出電路原理圖。
(3)若電流表示數為I,電壓表示數為U,則Rx=　　　　(用題中字母表示)。
2.(2024·全國甲卷)電阻型氧氣傳感器的阻值會隨所處環境中的氧氣含量發生變化。在保持流過傳感器的電流(即工作電流)恒定的條件下,通過測量不同氧氣含量下傳感器兩端的電壓,建立電壓與氧氣含量之間的對應關系,這一過程稱為定標。一同學用圖(a)所示電路對他制作的一個氧氣傳感器定標。實驗器材有:裝在氣室內的氧氣傳感器(工作電流1 mA)、毫安表(內阻可忽略)、電壓表、電源、滑動變阻器、開關、導線若干、5個氣瓶(氧氣含量分別為1%、5%、10%、15%、20%)。完成下列實驗步驟并填空:
(1)將圖(a)中的實驗器材間的連線補充完整,使其能對傳感器定標;
(2)連接好實驗器材,把氧氣含量為1%的氣瓶接到氣體入口;
(3)把滑動變阻器的滑片滑到　　　　端(填“a”或“b”),閉合開關;
(4)緩慢調整滑動變阻器的滑片位置,使毫安表的示數為1 mA,記錄電壓表的示數U;
(5)斷開開關,更換氣瓶,重復步驟(3)和(4);
(6)獲得的氧氣含量分別為1%、5%、10%和15%的數據已標在圖(b)中;氧氣含量為20%時電壓表的示數如圖(c),該示數為　　　　V(結果保留2位小數)。
現測量一瓶待測氧氣含量的氣體,將氣瓶接到氣體入口,調整滑動變阻器滑片位置使毫安表的示數為1 mA,此時電壓表的示數為1.50 V,則此瓶氣體的氧氣含量為　　　　%(結果保留整數)。
3.(2024·廣東高考)某科技小組模擬太陽能發電中的太陽光自動跟蹤系統,制作光源跟蹤演示裝置,實現太陽能電池板方向的調整,使電池板正對光源。圖甲是光照方向檢測電路。所用器材有:電源E(電動勢3 V)、電壓表和(量程均有3 V和15 V,內阻均可視為無窮大)、滑動變阻器R、兩個相同的光敏電阻RG1和RG2、開關S、手電筒、導線若干。圖乙是實物圖,圖中電池板上垂直安裝有半透明隔板,隔板兩側裝有光敏電阻,電池板固定在電動機轉軸上。控制單元與檢測電路的連接未畫出。控制單元對光照方向檢測電路無影響。請完成下列實驗操作和判斷。
(1)電路連接。
圖乙中已正確連接了部分電路,請完成虛線框中滑動變阻器R、電源E、開關S和電壓表間的實物圖連線。
(2)光敏電阻阻值與光照強度關系測試。
①將圖甲中R的滑片置于　　　　端。用手電筒的光斜照射到RG1和RG2,使RG1表面的光照強度比RG2表面的小。
②閉合S,將R的滑片緩慢滑到某一位置。的示數如圖丙所示,讀數U1為　　　　V,的示數為1.17 V。由此可知,表面光照強度較小的光敏電阻的阻值　　　　(填“較大”或“較小”)。
③斷開S。
(3)光源跟蹤測試。
①將手電筒的光從電池板上方斜照射到RG1和RG2。
②閉合S,并啟動控制單元。控制單元檢測并比較兩光敏電阻的電壓,控制電動機轉動。此時兩電壓表的示數U1(四) 電表的改裝
　　電壓表、電流表的改裝及其特點
項目 表頭G改裝成電壓表 表頭G改裝成電流表
改裝 電路
改裝 原理 串聯大電阻分壓 并聯小電阻分流
改裝后 的量程 U=Ig(R+Rg) I=Ig+
接入的 電阻 由U=Ig(Rg+R), 解得R=-Rg 由IgRg=(I-Ig)R, 解得R=
改裝后 的內阻 RV=Rg+R RA=
校準 電路
注意:改裝后表頭內阻Rg、表頭的滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug都沒有變,只是表頭的刻度需要相應的調整。
[針對訓練]
1.[電流表的改裝與校準]
現要測量一個滿偏電流Ig=50 μA的表頭內阻并改裝成量程為1 mA的電流表,如圖甲所示。
(1)先閉合開關,再調整滑動變阻器,使電流表A的示數為84 mA,表頭G的示數如圖乙所示,則流過G的電流是　　　　。若rA=1.0 Ω,則可得表頭的內阻rg=　　　　。
(2)給G并聯一個R1的電阻改裝成電流表,將改裝后的電流表與標準電流表串聯進行校準時,當表頭G的示數為Ig時,標準電流表A的示數為0.76 mA,則改裝之后的電流表實際量程是　　　　 。
(3)若要把它改裝成量程為1 mA的電流表,還需要在R1兩邊并聯一個R2=　　　　R1的電阻。
2.[電壓表的改裝與校準]
(2024·安徽高考)某實驗小組要將電流表G(銘牌標示:Ig=500 μA,Rg=800 Ω)改裝成量程為1 V和3 V的電壓表,并用標準電壓表對其進行校準。選用合適的電源、滑動變阻器、電阻箱、開關和標準電壓表等實驗器材,按圖甲所示連接電路,其中虛線框內為改裝電路。
(1)開關S1閉合前,滑片P應移動到　　　　(填“M”或“N”)端。
(2)根據要求和已知信息,電阻箱R1的阻值已調至1 200 Ω,則R2的阻值應調至　　　　Ω。
(3)當單刀雙擲開關S2與a連接時,電流表G和標準電壓表V的示數分別為I、U,則電流表G的內阻可表示為　　　　　　。(結果用U、I、R1、R2表示)
(4)校準電表時,發現改裝后電壓表的讀數始終比標準電壓表的讀數偏大,經排查發現電流表G內阻的真實值與銘牌標示值有偏差,則只要　　　　即可。(填正確答案標號)
A.增大電阻箱R1的阻值
B.減小電阻箱R2的阻值
C.將滑動變阻器的滑片P向M端滑動
(5)校準完成后,開關S2與b連接,電流表G的示數如圖乙所示,此示數對應的改裝電壓表讀數為　　　　V。(保留2位有效數字)
第1課時　基礎先行——電學實驗必須熟練掌握的基本知能
(一)　1.解析:(1)圓管的內徑可以用游標卡尺上面的兩個內測量爪B與圓管內壁接觸測量。
(2)讀出固定刻度和可動刻度的數值,二者相加,即讀數為8.5 mm+10.0×0.01 mm=8.600 mm。
答案:(1)甲　B　(2)8.600
2.解析:(1)題圖甲讀數:整毫米數是17 mm,游標尺讀數是6×0.1 mm=0.6 mm,最后結果是17 mm+0.6 mm=17.6 mm。題圖乙讀數:整毫米數是23 mm,游標尺讀數是5×0.05 mm=0.25 mm,最后結果是23 mm+0.25 mm=23.25 mm。題圖丙讀數:整毫米數是3 mm,游標尺讀數是10×0.02 mm=0.20 mm,最后結果是3 mm+0.20 mm=3.20 mm。
(2)用螺旋測微器測小球直徑時,先轉動旋鈕D使測微螺桿F靠近被測小球,再轉動微調旋鈕H使測微螺桿F夾住小球,直到棘輪發出聲音為止,撥動鎖緊裝置G使F固定后讀數,讀數為6.5 mm+20.0×0.01 mm=6.700 mm。
答案:(1)17.6　23.25　3.20　(2)D　H　G　6.700
3.解析:(1)因為0~3 V的電壓表的精確度為0.1 V,需估讀到小數點后兩位,所以電壓表讀數為2.00 V。
(2)電流表的精確度為0.02 A,讀數為0.52 A。
(3)電阻箱的精確度為0.1 Ω,則讀數為R0=(2×1 000+5×100) Ω=2 500.0 Ω。
答案:(1)2.00　(2)0.52　(3)2 500.0
(二)　1.解析:(1)由題意可知,>,則電壓表的示數變化比較明顯,電流表分壓較大,為準確測量,電流表應采用外接法。
(2)待測電阻阻值Rx== Ω=5.0 Ω。
答案:(1)外　(2)5.0
2.解析:(1)電壓表量程為0~3 V,分度值為0.1 V,則電壓表示數需估讀一位,示數為1.25 V,根據歐姆定律可知,金屬絲阻值的測量值R==12.5 Ω。
(4)根據題圖(d)可知,氣壓越小電阻越大,再根據U=IR可知電流I不變、電阻R增大,則電壓增大,電壓表的指針位置應該在題圖(c)中指針位置的右側。
(5)電流表采用外接法會導致電壓表分流,即R測=,I測=I真+,即I測>I真,故R測 < R真。
答案:(1)1.25(1.23~1.27均可)　12.5(12.3~12.7均可)　(4)右　(5)小于
(三)　1.解析:(1)為了盡可能精準測量待測電阻,電流表應選內阻已知的E;由歐姆定律得,待測電阻與電流表E兩端電壓最大為Um=Im(Rx+r)=3 V,則電壓表選B。
(2)由于待測電阻阻值遠大于滑動變阻器最大阻值,為測多組實驗數據,滑動變阻器應采用分壓接法,由于電流表內阻已知,電流表應采用內接法,實驗電路圖如圖所示。
(3)根據歐姆定律可知Rx+r=,則待測電阻阻值Rx=-r。
答案:(1)B　E　(2)見解析圖　(3)-r
2.解析:(1)連接實物圖如圖甲所示,注意連線不要有交叉,且電流從電表的正接線柱流入,從電表的負接線柱流出。
(3)為了保護電路,閉合開關瞬間,毫安表和電壓表的示數應為0,所以閉合開關前應將滑動變阻器的滑片滑至a端。
(6)根據電壓表的讀數規則可知,電壓表的示數為1.40 V。根據題圖(b)中的數據點擬合電壓表示數U與氧氣含量的關系曲線如圖乙所示,則可知當電壓表的示數為1.50 V時,氧氣含量約為17%。
答案:(1)見解析圖甲　(3)a　(6)1.40　17
3.解析:(1)實物連線如圖所示。
(2)①為保護實驗電路,實驗前應將題圖甲中R的滑片置于b端。
②電壓表量程為3 V,最小刻度為0.1 V,則讀數為1.60 V;表面光照強度較小的RG1兩端電壓較大,說明表面光照強度較小的光敏電阻的阻值較大。
(3)由于兩電壓表的示數U1答案:(1)見解析圖　(2)①b　②1.60　較大 (3)逆時針　U1=U2
(四)　1.解析:(1)表頭G的滿偏電流Ig=50 μA,則題圖乙所示表頭G的示數為30.0 μA。根據并聯電路電壓相等可得84×10-3 A×1.0 Ω=30×10-6 A×rg,解得表頭G的內阻rg=2 800 Ω。
(2)對改裝電表,流過電阻R1的電流為=0.76 mA-Ig,根據并聯電路電壓相等可得IR1·R1=Ig·rg,解得R1= Ω,則改裝后的電流表的實際量程為I1=Ig+=0.95 mA。
(3)若把并聯R1的表頭G再改裝成量程為1 mA的電流表,需要并聯電阻R2==2800 Ω,=18。
答案:(1)30.0 μA　2 800 Ω　(2)0.95 mA (3)18
2.解析:(1)由題圖甲可知,滑動變阻器采用分壓式接法,為了電路安全,在開關S1閉合前,滑片P應移動到M端。
(2)當開關S2接b時,根據歐姆定律得U1=Ig(Rg+R1)=1 V,此時電壓表量程為1 V。當開關S2接a時,電壓表量程為3 V,根據歐姆定律得U2=Ig(Rg+R1+R2),解得R2=4 000 Ω。
(3)當開關S2接a時,根據歐姆定律得U=I(Rg+R1+R2),故電流表G的內阻可表示為Rg=-R1-R2。
(4)校準電表時,發現改裝后電壓表的讀數始終比標準電壓表的讀數偏大,可知電流表G內阻的真實值小于銘牌標示值,根據歐姆定律知,要使改裝后的電壓表兩量程讀數準確,只能增大電阻箱R1的阻值。故選A。
(5)根據歐姆定律得UV=IA(Rg+R1)=430×10-6×(800+1 200)V=0.86 V。
答案:(1)M　(2)4 000　(3)-R1-R2　(4)A　(5)0.86
12 / 12(共80張PPT)
電學實驗——3層級6課時梯度進階
第 3 講
層級(一) 　基礎先行 層級(二)　重點實驗 層級(三)　創新思維　　　
第1課時　電學實驗必須熟練掌握的基本知能 第2課時 測量金屬絲的電阻率 第3課時 測量電源的電動勢和內阻 第4課時 用多用電表測量電學中的物理量 第5課時　測量電阻常用的6種方法
第6課時　定值電阻的妙用
教學課時圖解
基礎先行——電學實驗必須熟練掌握的基本知能
第1課時
1
(一) 基本儀器的使用及讀數
2
(二) 伏安法測電阻
CONTENTS
目錄
4
(四) 電表的改裝
3
(三) 滑動變阻器的兩種接法
(一) 基本儀器的使用及讀數
(一)游標卡尺
1.構造：主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內、外測量爪)，游標尺與深度尺是一個整體(如圖所示)。
2.原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成。不管游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度總是比主尺上同樣多的小等分刻度的總長度少1 mm。常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其讀數見下表：
刻度格數(分度) 刻度總長度 每小格與 1 mm的差值 精確度(可準確到)
10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm
20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm
50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm
3.讀數：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數，K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數，則記錄結果為(x+K×精確度)mm。
注意：對于游標卡尺，無論哪種規格，均不需要估讀到下一位，后面不能隨意加零，也不能隨意去零。
(二)螺旋測微器
1.構造：如圖所示，螺旋測微器的測砧和固定刻度是固定在尺架上的；可動刻度、旋鈕、微調旋鈕是與測微螺桿連在一起的，通過精密螺紋套在固定刻度上。
2.原理：測微螺桿與固定刻度之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕每旋轉一周，測微螺桿前進或后退0.5 mm，而可動刻度上的刻度為50等份，每轉動一小格，測微螺桿前進或后退0.01 mm，即螺旋測微器的精確度為0.01 mm。
3.讀數
(1)測量時被測物體長度的半毫米數由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動刻度讀出。
(2)測量值(mm)=固定刻度讀數(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度讀數(估讀一位)×0.01(mm)。
(三)電壓表、電流表
1.量程選擇
測量時指針偏轉角度要盡可能大，一般要求超過量程的，但又不能超過量程。
2.電表讀數規則
(1)0~3 V的電壓表和0~3 A的電流表的讀數方法相同，此量程下的精確度分別是0.1 V和0.1 A，看清楚指針的實際位置，讀到小數點后面兩位。
(2)對于0~15 V量程的電壓表，精確度是0.5 V，在讀數時只要求讀到小數點后面一位，這時要求“格估讀”，即讀到0.1 V。
(3)對于0~0.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，在讀數時只要求讀到小數點后面兩位，這時要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A。
1.游標卡尺和螺旋測微器均為測量長度的工具。
針對訓練
(1)現需測量一小圓管的內徑，應使用如圖　　　　(選填“甲”或“乙”)所示的A、B、C、D、E、F、G中的　　　　 (填序號)部分與圓管內壁接觸。
解析：圓管的內徑可以用游標卡尺上面的兩個內測量爪B與圓管內壁接觸測量。
甲
B
(2)用螺旋測微器測量小球直徑如圖丙所示，此讀數為________ mm。
解析：讀出固定刻度和可動刻度的數值，二者相加，即讀數為8.5 mm+10.0×0.01 mm=8.600 mm。
8.600
2.(1)如圖甲、乙、丙所示的三把游標卡尺，它們的游標尺自左向右分別為10分度、20分度、50分度，它們的讀數依次為　　　　mm、
　　　　mm、　　　　mm。
17.6
23.25
3.20
解析：題圖甲讀數：整毫米數是17 mm，游標尺讀數是6×
0.1 mm =0.6 mm，最后結果是17 mm+0.6 mm=17.6 mm。題圖
乙讀數：整毫米數是23 mm，游標尺讀數是5×0.05 mm=0.25 mm， 最后結果是23 mm +0.25 mm=23.25 mm。題圖丙讀數：整毫米數是3 mm，游標尺讀數是10×0.02 mm=0.20 mm，最后結果是3 mm + 0.20 mm=3.20 mm。
(2)某同學用如圖丁所示的螺旋測微器測量小球的直徑時，他應先轉動　　　　使F靠近小球，再轉動　　　　使F夾住小球，直至聽到棘輪發出聲音為止，撥動　　　　使F固定后讀數(填儀器部件字母符號)。正確操作后，螺旋測微器的示數如圖戊所示，則小球的直徑是　　　　mm。
D
H
G
6.700
解析：用螺旋測微器測小球直徑時，先轉動旋鈕D使測微螺桿F靠近被測小球，再轉動微調旋鈕H使測微螺桿F夾住小球，直到棘輪發出聲音為止，撥動鎖緊裝置G使F固定后讀數，讀數為6.5 mm+ 20.0×0.01 mm=6.700 mm。
3.(1)某次實驗時，電壓表的示數如圖甲所示，讀數為______V。
解析：因為0~3 V的電壓表的精確度為0.1 V，需估讀到小數點后兩位，所以電壓表讀數為2.00 V。
2.00
(2)某次實驗時，電流表的示數如圖乙所示，讀數為　　　　A。

解析：電流表的精確度為0.02 A，讀數為0.52 A。
0.52
(3)某次實驗時，電阻箱旋鈕位置如圖丙所示，
則電阻箱接入的阻值為　　　　Ω。
解析：電阻箱的精確度為0.1 Ω，則讀數為
R0=(2×1 000+5×100) Ω=2 500.0 Ω。
2 500.0
游標卡尺的讀數要“三看”
(1)第一看→精確度。例如(如圖所示)：
該游標卡尺的精確度為0.1 mm，正確的讀數應為11 mm+4×0.1 mm= 11.4 mm。
關鍵點撥
(2)第二看→游標尺上的0刻度線位置，區分零刻度線與游標尺最前端的線。如圖所示，不注意這一點易錯讀成：10 mm+4×0.1 mm= 10.4 mm。
(3)第三看→游標尺的哪條刻度線與主尺上刻度線對齊，注意游標卡尺不需估讀，后面不能隨意加零，也不能隨意去零。如圖所示，不注意這一點，易錯讀成：11 mm+4.0×0.1 mm=11.40 mm。
(二) 伏安法測電阻
1.電流表內、外接法的比較
電流表內接法 電流表外接法
電路圖
誤差原因 電流表分壓U測=Ux+UA 電壓表分流I測=Ix+IV
電阻測量值
適用條件 RA Rx，適用于測量大電阻 RV Rx，適用于測量小電阻
續表
2.電流表的內、外接法的選擇
(1)阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、
電流表內阻進行比較：
①若Rx較小，宜采用電流表外接法；
②若Rx較大，宜采用電流表內接法。
(2)比值比較法：
①若>，則用電流表外接法；
②若<，則用電流表內接法。
注意：比值比較法也可以變形為臨界值法。即：
①Rx<時，用電流表外接法；
②Rx>時，用電流表內接法；
③Rx=時，內、外接法均可。
(3)試觸法：按如圖所示連接好電路，讓電壓表的一根接線柱P先后與a、b處接觸一下：①如果電壓表的示數有明顯的變化，而電流表的示數變化不明顯，即<，則可采用電流表外接法；②如果電流表的示數有明顯的變化，而電壓表的
示數變化不明顯，即>，則可采
用電流表內接法。
1.在測定金屬絲電阻的實驗中，為提高測量精確度，減小誤差，需要確定電流表采用內接法還是外接法。由于電表內阻未知，一位同學運用試觸法進行判斷。具體做法是：按如圖所示的電路閉合開關后，當與電壓表連接的導線(帶箭頭部分)接到a點時，電壓表示數為2.0 V，電流表示數為0.40 A；當接到b點時，電壓表
示數為3.0 V，電流表示數為0.38 A。電源內
阻不計。
針對訓練
(1)由以上數據可知，應該采用電流表　　　　接法。(選填“內”或“外”)
解析：由題意可知，>，則電壓表的示數變化比較明顯，電流表分壓較大，為準確測量，電流表應采用外接法。
外
(2)測得Rx的阻值是　　　　Ω。(取兩位有效數字)
解析：待測電阻阻值Rx== Ω=5.0 Ω。
5.0
2.(2024·湖南高考)某實驗小組要探究一金屬絲的阻值隨氣壓變化的規律，搭建了如圖(a)所示的裝置。電阻測量原理如圖(b)所示，E是電源，V為電壓表，A為電流表。
(1)保持玻璃管內壓強為1個標準大氣壓，電流表示數為100 mA，電壓表量程為3 V，表盤如圖(c)所示，示數為__________________V，此時金屬絲阻值的測量值R為____________________Ω(保留3位有效數字)；
解析：電壓表量程為0~3 V，分度值為0.1 V，則電壓表示數需估讀一位，示數為1.25 V，根據歐姆定律可知，金屬絲阻值的測量值R==12.5 Ω。
1.25(1.23~1.27均可)
12.5(12.3~12.7均可)
(2)打開抽氣泵，降低玻璃管內氣壓p，保持電流I不變，讀出電壓表示數U，計算出對應的金屬絲阻值；
(3)根據測量數據繪制R p關系圖線，如圖(d)所示；
(4)如果玻璃管內氣壓是0.5個標準大氣壓，保持電流為100 mA，電壓表指針應該在圖(c)指針位置的_______側(填“左”或“右”)；
解析：根據題圖(d)可知，氣壓越小電阻越大，再根據U=IR可知電流I不變、電阻R增大，則電壓增大，電壓表的指針位置應該在題圖(c)中指針位置的右側。
右
(5)若電壓表是非理想電壓表，則金屬絲電阻的測量值　　　真實值(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析：電流表采用外接法會導致電壓表分流，即R測=，I測=I真+，即I測>I真，故R測 < R真。
小于
(三)滑動變阻器的兩種接法
限流接法 分壓接法
電路圖
負載R上電壓調節范圍 0≤U≤E
負載R上電流調節范圍
閉合S前滑片位置 b端 a端
1.兩種接法的比較
2.兩種接法的選擇
采用 分壓 接法 ①要求待測電阻兩端的電壓從零開始變化，或精確性要求較高時
②滑動變阻器的最大阻值遠小于待測電阻或串聯的其他電阻的阻值時
③題設條件中所提供的電表量程或電阻的最大允許電流不能滿足限流接法時
采用 限流 接法 ①待測電阻接近或略小于滑動變阻器的最大阻值時
②電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓接法的要求時
③沒有很高的精確性要求，考慮安裝簡捷和節能因素時
續表
1.用伏安法測定某定值電阻Rx(內阻約為100 Ω)，要盡可能準確地測量這只電阻的阻值。除被測電阻Rx外，還有如下的實驗儀器：
A.直流電源：電壓12 V，內阻不計；
B.電壓表：量程0~3 V，內阻約10 kΩ；
C.電壓表：量程0~15 V，內阻約20 kΩ；
針對訓練
D.電流表：量程0~0.3 A，內阻約20 Ω；
E.電流表：量程0~10 mA，內阻r=200 Ω；
F.滑動變阻器：阻值0~50 Ω；
G.開關一個、導線若干。
(1)在上述儀器中，電壓表應選用_______，電流表應選用_______
(用儀器前序號表示)。
解析：為了盡可能精準測量待測電阻，電流表應選內阻已知的
E；由歐姆定律得，待測電阻與電流表E兩端電壓最大為Um= Im(Rx+r) =3 V，則電壓表選B。
B
E
(2)請在下列虛線框內畫出電路原理圖。
答案：見解析圖
解析：由于待測電阻阻值遠大于滑動變阻器最大阻值，為測多組實驗數據，滑動變阻器應采用分壓接法，由于電流表內阻已知，電流
表應采用內接法，實驗電路圖如圖所示。
(3)若電流表示數為I，電壓表示數為U，則Rx=　　　　(用題中字母表示)。
解析：根據歐姆定律可知Rx+r=，則待測電阻阻值Rx=-r。
-r
2.(2024·全國甲卷)電阻型氧氣傳感器的阻值會隨所處環境中的氧氣含量發生變化。在保持流過傳感器的電流(即工作電流)恒定的條件下，通過測量不同氧氣含量下傳感器兩端的電壓，建立電壓與氧氣含量之間的對應關系，這一過程稱為定標。一同學用圖(a)所示電路對他制作的一個氧氣傳感器定標。實驗器材有：裝在氣室內的氧氣傳感器(工作電流1 mA)、毫安表(內阻可忽略)、電壓表、電源、滑動變阻器、開關、導線若干、5個氣瓶(氧氣含量分別為1%、5%、10%、15%、20%)。完成下列實驗步驟并填空：
(1)將圖(a)中的實驗器材間的連線補充完整，使其能對傳感器定標；
答案：見解析圖甲　
解析：連接實物圖如圖甲所示，注意
連線不要有交叉，且電流從電表的正接線
柱流入，從電表的負接線柱流出。
(2)連接好實驗器材，把氧氣含量為1%的氣瓶接到氣體入口；
(3)把滑動變阻器的滑片滑到　　　　端(填“a”或“b”)，閉合開關；
解析：為了保護電路，閉合開關瞬間，毫安表和電壓表的示數應為0，所以閉合開關前應將滑動變阻器的滑片滑至a端。
a
(4)緩慢調整滑動變阻器的滑片位置，使毫安表的示數為1 mA，記錄電壓表的示數U；
(5)斷開開關，更換氣瓶，重復步驟(3)和(4)；
(6)獲得的氧氣含量分別為1%、5%、10%和15%的數據已標在圖(b)中；氧氣含量為20%時電壓表的示數如圖(c)，該示數為_________
V(結果保留2位小數)。
1.40
現測量一瓶待測氧氣含量的氣體，將氣瓶接到氣體入口，調整滑動變阻器滑片位置使毫安表的示數為1 mA，此時電壓表的示數為1.50 V，則此瓶氣體的氧氣含量為　　　　%(結果保留整數)。
解析：根據電壓表的讀數規則可知，電壓表
的示數為1.40 V。根據題圖(b)中的數據點擬
合電壓表示數U與氧氣含量的關系曲線如圖
乙所示，則可知當電壓表的示數為1.50 V時，
氧氣含量約為17%。
17
3.(2024·廣東高考)某科技小組模擬太陽能發電中的太陽光自動跟蹤系統，制作光源跟蹤演示裝置，實現太陽能電池板方向的調整，使電池板正對光源。圖甲是光照方向檢測電路。所用器材有：電源E(電動勢3 V)、電壓表 和 (量程均有3 V和15 V，內阻均可視為無窮大)、滑動變阻器R、兩個相同的光敏電阻RG1和RG2、開關S、手電筒、導線若干。圖乙是實物圖，圖中電池板上垂直安裝有半透明隔板，隔板兩側裝有光敏電阻，電池板固定在電動機轉軸上。控制單元與檢測電路的連接未畫出。控制單元對光照方向檢測電路無影響。請完成下列實驗操作和判斷。
(1)電路連接。
圖乙中已正確連接了部分電路，請完成虛線框中滑動變阻器R、電源E、開關S和電壓表 間的實物圖連線。
答案：見解析圖　
解析：實物連線如圖所示。
(2)光敏電阻阻值與光照強度關系測試。
①將圖甲中R的滑片置于_________端。用手電筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照強度比RG2表面的小。
②閉合S，將R的滑片緩慢滑到某一位置。 的示數如圖丙所示，讀數U1為_______V， 的示數為1.17 V。由此可知，
表面光照強度較小的光敏電阻的阻值__________
(填“較大”或“較小”)。
③斷開S。
b
1.60
較大
解析： ①為保護實驗電路，實驗前應將題圖甲中R的滑片置于b端。
②電壓表量程為3 V，最小刻度為0.1 V，則讀數為1.60 V；表面光照強度較小的RG1兩端電壓較大，說明表面光照強度較小的光敏電阻的阻值較大。
(3)光源跟蹤測試。
①將手電筒的光從電池板上方斜照射到RG1和RG2。
②閉合S，并啟動控制單元。控制單元檢測并比較兩光敏電阻的電壓，控制電動機轉動。此時兩電壓表的示數U1逆時針
U1=U2
解析：由于兩電壓表的示數U1(四) 電表的改裝
電壓表、電流表的改裝及其特點
項目 表頭G改裝成電壓表 表頭G改裝成電流表
改裝電路
改裝原理 串聯大電阻分壓 并聯小電阻分流
改裝后的量程 U=Ig(R+Rg)
接入的電阻
改裝后的內阻 RV=Rg+R
續表
校準電路
注意：改裝后表頭內阻Rg、表頭的滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug都沒有變，只是表頭的刻度需要相應的調整。 續表
1.[電流表的改裝與校準]現要測量一個滿偏電流Ig=50 μA的表頭內阻并改裝成量程為1 mA的電流表，如圖甲所示。
針對訓練
(1)先閉合開關，再調整滑動變阻器，使電流表A的示數為84 mA，表頭G的示數如圖乙所示，則流過G的電流是_________。若rA=1.0 Ω，則可得表頭的內阻rg= _________。
30.0 μA
2 800 Ω
解析：表頭G的滿偏電流Ig=50 μA，則題圖乙所示表頭G的示數為30.0 μA。根據并聯電路電壓相等可得84×10-3 A×1.0 Ω= 30×10-6 A×rg，解得表頭G的內阻rg=2 800 Ω。
(2)給G并聯一個R1的電阻改裝成電流表，將改裝后的電流表與標準電流表串聯進行校準時，當表頭G的示數為Ig時，標準電流表A的示數為0.76 mA，則改裝之后的電流表實際量程是__________。
解析：對改裝電表，流過電阻R1的電流為=0.76 mA-Ig，根據并聯電路電壓相等可得IR1·R1=Ig·rg，解得R1= Ω，則改裝后的電流表的實際量程為I1=Ig+=0.95 mA。
0.95 mA
(3)若要把它改裝成量程為1 mA的電流表，還需要在R1兩邊并聯一個R2=　　　　R1的電阻。
解析：若把并聯R1的表頭G再改裝成量程為1 mA的電流表，需要并聯電阻R2==2800 Ω，=18。
18
2.[電壓表的改裝與校準](2024·安徽高考)某實驗小組要將電流表G(銘牌標示：Ig=500 μA，Rg=800 Ω)改裝成量程為1 V和3 V的電壓表，并用標準電壓表對其進行校準。選用合適的電源、滑動變阻器、電阻箱、開關和標準電壓表等實驗器材，按圖甲所示連接電路，其中虛線框內為改裝電路。
(1)開關S1閉合前，滑片P應移動到　　　　(填“M”或“N”)端。
解析：由題圖甲可知，滑動變阻器采用分壓式接法，為了電路安全，在開關S1閉合前，滑片P應移動到M端。
M
(2)根據要求和已知信息，電阻箱R1的阻值已調至1 200 Ω，則R2的阻值應調至　　　　Ω。
解析：當開關S2接b時，根據歐姆定律得U1=Ig(Rg+R1)=1 V，此時電壓表量程為1 V。當開關S2接a時，電壓表量程為3 V，根據歐姆定律得U2=Ig(Rg+R1+R2)，解得R2=4 000 Ω。
4 000
(3)當單刀雙擲開關S2與a連接時，電流表G和標準電壓表V的示數分別為I、U，則電流表G的內阻可表示為　　　　　　。(結果用U、I、R1、R2表示)
解析：當開關S2接a時，根據歐姆定律得U=I(Rg+R1+R2)，故電流表G的內阻可表示為Rg=-R1-R2。
-R1-R2
(4)校準電表時，發現改裝后電壓表的讀數始終比標準電壓表的讀數偏大，經排查發現電流表G內阻的真實值與銘牌標示值有偏差，則只要　　　　即可。(填正確答案標號)
A.增大電阻箱R1的阻值
B.減小電阻箱R2的阻值
C.將滑動變阻器的滑片P向M端滑動
A
解析：校準電表時，發現改裝后電壓表的讀數始終比標準電壓表的讀數偏大，可知電流表G內阻的真實值小于銘牌標示值，根據歐姆定律知，要使改裝后的電壓表兩量程讀數準確，只能增大電阻箱R1的阻值。故選A。
(5)校準完成后，開關S2與b連接，電流表G
的示數如圖乙所示，此示數對應的改裝電壓表
讀數為　　　　V。(保留2位有效數字)
解析：根據歐姆定律得UV=IA(Rg+R1)=430×10-6×(800+1 200)V= 0.86 V。
0.86

展開更多......

收起↑