8-3 电学实验基础

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(2)固定刻度示数为 1.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为 15.0，最后 的读数为 1.0 mm＋15.0×0.01 mm＝1.150 mm. (3)①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，每小格为 0.5 V，表针示数为 8.5 V. 答案：(1)17.7 23.85 3.18 (2)1.150 (3)①0.02 0.44 0.1 2.20 ②0.1 1.70 0.5 8.5
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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，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)0～3 V 的电压表和 0～3 A 的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是 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．
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四、电流表的内接法和外接法 1．两种接法的比较
内接法
外接法
电路图
误差原因
电流表分压 U 测＝Ux＋UA
电阻测 量值
R 测＝UI测测＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真实值
电压表分流 I 测＝Ix＋IV R 测＝UI测测＝RRx＋xRRVV<Rx 测量值小于真实值
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1－1.[基础仪器的使用和读数] 某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、
乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为 cm 和
mm.
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解析：刻度尺的最小分度为 1 mm，要估读到 0.1 mm. 游标卡尺读数为 4 mm＋10×0.02 mm＝4.20 mm. 答案：60.10 4.20
答案：Rx1 大于 小于
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2－1.[电流表内外接法的选取] 在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻
约为 20 kΩ，电流表的内阻约为 10 Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行
实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示．
(1)根据各点表示的数据描出 I－U 图线，由此求得该电阻的阻值 Rx＝ 两位有效数字)．
基础复习课 第三讲 电学实验基础
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抓基础·双基夯实 研考向·考点探究
一、螺旋测微器的原理和读数
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1．原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为 0.5 mm，即旋钮每旋转 一周，测微螺杆前进或后退 0.5 mm，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 0.01 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． 2．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)．
测得 Rx
的误差较小，测量值 Rx＝
.
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解析：对比两次测量中电压和电流的变化量，电压的变化量为原电压的310，电流
的变化量为原电流的13，说明电压的变化量远小于电流的变化量．因此，电流表分
压不明显，即电流表内阻 RA≪Rx，所以采用图甲测量时误差较小，且 Rx＝UI ＝
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2－2.[电流表内外接法的选取] 一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏
安法测量此电阻，用如图所示甲、乙两种电路各测一次，用图甲测得的数据是 3.0
V,3.0 mA.用图乙测得的数据是 2.9 V，4.0 mA，由此可知，用图
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考点二 电流表在电路中内外接法的选取 (师生共研) [典例 2] 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻 Rx 约为 200 Ω，电压表 的内阻约 为 2 kΩ，电流表 的内阻约为 10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图 a 或 b
U 所示，结果由公式 Rx＝ I 计算得出，式中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数．若 将图 a 和 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．
2.两种接法的选择 (1)两种接法的一般适用条件 ①限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比 滑动变阻器的总电阻还小)． ②分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)．
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(2)必须采用分压法的三种情况 ①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大 时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻 的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法． ②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻 器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时， 应改用分压电路． ③若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路．
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(2)对于 0～15 V 量程的电压表，精确度是 0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面 一位，即读到 0.1 V. (3)对于 0.6 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.
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1－2.[基本仪器的使用和读数] 分别读出下表中的电压表和电流表的示数，并填 在表格中.
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解析：0～3 V 的最小分度为 0.1 V，读数为 2.16 V； 0～15 V 的最小分度为 0.5 V，读数为 10.8 V； 0～3 A 的最小分度为 0.1 A，读数为 0.80 A； 0～0.6 A 的最小分度为 0.02 A，读数为 0.16 A. 答案：2.16 V 10.8 V 0.80 A 0.16 A
A，图中表
针示数为
A.
②图丁使用较小量程时，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.
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解析：(1)最上面图读数：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. 中间图读数：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. 最下面图读数：整毫米是 3，不足 1 毫米数是 9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是 3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm.
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二、游标卡尺的原理和读数
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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 1 mm. 2．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.
3.0 3.0×10－3
Ω＝1 000 Ω.
答案：甲 1 000 Ω
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考点三 滑动变阻器的选择和使用 (师生共研) [典例 3] 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)；
mm，
mm，
mm.
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(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是 mm.
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(3)①图丙使用 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
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(3)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简 单、耗能低．
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六、电路实物图连线方法
1．总的原则：先串后并，接线到柱，注意量程和正负．
2．对限流电路，只需用笔画线当做导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动
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解析：由于RRVx＝2200000＝10，而RRAx＝21000＝20，可见RRAx>RRVx，应采用题图 a 电路测 量更准确，即 Rx1 更接近待测电阻的真实值；由于 Rx1＝UI ，其中 R 真＝UIRR，而 U>UR， I＝IR，则 Rx1>R 真，即测量值 Rx1 大于真实值；又由于 Rx2＝UI ，R 真＝UIRR，其中 U ＝UR，I>IR，则 Rx2<R 真，即测量值 Rx2 小于真实值．
变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动
变阻器应调到阻值最大处)．
3．对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连
接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动头
的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接
Ω(保留
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(2)在虚线框内画出“伏安法”测量该电阻的部分电路图．
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解析：(1)图线如图所示
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Rx＝ΔΔUI ＝2.4×103 Ω (2.3×103～2.5×103 Ω)
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(2)因满足RRAx >RRVx ，故采用电流表内接法． 答案：见解析
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2.两种接法的选择 (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 Rx 较小，宜采用电流表外接法；若 Rx 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 Rx< RVRA时，用电流表外接法； Rx> RVRA时，用电流表内接法．
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(3)实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱 P 先后与 a、b 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 流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可 采用电流表内接法．
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入该两点间．(注意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处)
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考点一 基本仪器的使用和读数 (师生共研)
[典例 1] (1)如图甲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 等分，它们的读数依次为
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五、滑动变阻器的限流接法和分压接法
1．两种接法的比较
内容方式
限流接法
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分压接法
电路图
负载 R 上电压调节范围
负载 R 上电流调节范围 闭合 S 前触头位置
RR＋ER0≤U≤E R＋ER0≤I≤ER
b端
0≤U≤E
0≤I≤RE a端
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