2021高考物理一轮复习第8章电路及其应用第3讲电学实验基础学案.doc

第3讲电学实验基础知识点游标卡尺1．构造：主尺、01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。

(如图甲所示)2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。

3．原理：利用主尺的最小刻度与游标尺的最小刻度的差值制成。

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 mm020.1 mm2019 mm0.05 mm030.05 mm5049 mm0.02 mm040.02 mm度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度) mm。

5．使用：当外(内)测量爪一侧的两个刃接触时，游标尺上的零刻度线与主尺上的零刻度线正好对齐。

将被测物体夹(套)在这两个刃之间，把主尺读数和游标尺读数综合起来，就是被测物体的长度。

知识点螺旋测微器1．构造：如图乙所示，B为固定刻度，E为可动刻度。

2．用途：测量厚度、长度、外径。

3．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010.5 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020.01 mm，即螺旋测微器的精确度为030.01 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。

4．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)×040.01(mm)。

如图丙所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。

5．使用：用螺旋测微器测量物体的微小尺寸时，先使F与A接触，E的左边缘与B的零刻度线对正；将被测物体夹在F与A之间，旋转D，当F快靠近物体时，停止使用D，改用D′，听到“喀喀”声时停止；然后读数。

知识点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对应的电压或电流，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)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是010.1 V和020.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。

(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是030.5 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0～0.6 A量程的电流表，精确度是040.02 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。

考点细研悟法培优考点1 常见仪器的使用与读数1.游标卡尺读数注意事项(1)看清精确度①例如(如图所示)易错成11 mm＋4×0.1 mm＝11.40 mm正确的应为11.4 mm，游标卡尺不需要估读，后面不能随意加零或去零；②例如(如图所示)易错成10 mm＋12×0.05 mm＝10.6 mm正确的应为10.60 mm。

(2)主尺上的单位为厘米主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm。

例如(如图所示)易错成5 mm＋4×0.05 mm＝5.20 mm正确的应为50 mm＋4×0.05 mm＝50.20 mm。

(3)区分零刻度与游标尺最前端例如(如图所示)易错成13 mm＋10×0.05 mm＝13.50 mm正确读数为14 mm＋10×0.05 mm＝14.50 mm。

2．螺旋测微器的读数需要估读最后一位数字为估读数字，读数和记数时估读位为有效数字的最后一位。

例如(如图所示)固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的部分从可动刻度上读得示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm ＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm 。

3．长度测量工具的选用测量工具的选择既要考虑使用的方便，也要考虑测量误差的大小。

例如电阻丝的长度一般用分度值为1 mm 的刻度尺直接测量。

而电阻丝的直径较小，一般用游标卡尺或螺旋测微器测量，也可以用累积的方法用毫米刻度尺粗略测量。

例1 (1)有一金属材料制成的圆柱形物体，当用游标卡尺来测它的截面直径d 时，示数如图甲所示，则d ＝________ mm 。

然后利用伏安法测量该物体的电阻，此时电压表和电流表的示数如图乙、丙所示，则金属物体两端的电压为U ＝________ V ，流过该物体的电流为 I ＝________ A 。

(2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图丁所示，校零时的读数为_______ mm ，合金丝的直径为_______ mm 。

尝试解答 (1)30.50 2.25 0.42 (2)0.007(0.005～0.008均可) 0.638(0.636～0.640均可)。

(1)游标卡尺主尺的读数为30 mm ，游标尺上第10条刻度线与主尺某刻度线对齐，由于游标尺是20分度的，所以读数为30 mm ＋0.05×10 mm＝30.50 mm 。

电压表选用0～3 V 量程，分度为0.1 V ，读数时应估读到分度的110，所以读数为2.25 V ；电流表选用0～0.6 A 量程，分度为0.02 A ，读数时应估读到分度的12，所以读数为0.42 A 。

(2)校零时螺旋测微器的读数为0＋0.7×0.01 mm＝0.007 mm 。

合金丝的直径为0.645 mm －0.007 mm ＝0.638 mm 。

[变式1] (1)某学生用螺旋测微器测量不同金属导线的直径，其示数如图a 、b 、c 所示，该金属导线的直径读数为：a．________ mm B.________ mmC.________ mm(2)用游标尺为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如图d所示，则测量结果应该读作________ mm。

(3)正确读出图中各表的读数：①如图e，接0～3 V量程时读数为________ V；接0～15 V 量程时读数为________ V。

②如图f，接0～3 A量程时读数为________ A；接0～0.6 A 量程时读数为________ A。

答案(1)4.592(4.591～4.594均可) 1.880(1.879～1.881均可) 8.600(8.599～8.601均可)(2)10.40 (3)①2.18 10.8 ②0.80 0.16解析(1)a.读数＝4.5 mm＋9.2×0.01 mm＝4.592 mmb．读数＝1.5 mm＋38.0×0.01 mm＝1.880 mmc．读数＝8.5 mm＋10.0×0.01 mm＝8.600 mm。

(2)读数＝10 mm＋20×0.02 mm＝10.40 mm(3)①读数＝2.18 V，读数＝10.8 V。

②读数＝0.80 A，读数＝0.16 A。

考点2 关于电阻的测量1.电表的接法(1)电流表内、外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＝U x＋U A电压表分流I测＝I x＋I V 电阻测量值R测＝U测I测＝R x＋R A>R x测量值大于真实值R测＝U测I测＝R x R VR x＋R V<R x测量值小于真实值适用条件R A≪R x R V≫R x适用于测量大电阻小电阻(2)两种电表接法的选择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R x较小，宜采用电流表外接法；若R x较大，宜采用电流表内接法。

②比值比较法a．若R VR x>R xR A(或R x< R V R A)，则用电流表外接法。

b．若R VR x<R xR A(或R x>R V R A)，则用电流表内接法。

③试触法：如图所示，将电压表分别接在a、c和b、c两点间时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流较大，应选用电流表内接法；若电压表示数变化较大，说明电流表分压较大，则选用电流表外接法。

2．滑动变阻器的接法(1)滑动变阻器两种接法的比较限流接法分压接法对比说明两种接法电路图(忽略电源内阻)串、并联关系不同负载R上电压调节范围RER＋R0≤U≤E 0≤U≤E 分压电路调节范围大负载R上电流调节范围ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER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①要求电压表能从零开始读数，或要求电压(或电流)变化范围足够大。

②当待测电阻R x≫R(滑动变阻器的最大阻值)时。

③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表等元件的允许电流。

3．常见的电阻测量方法(1)伏安法伏安法测电阻是电学实验的基础，它渗透在电学实验的各个环节中，如测未知电阻、测电阻率、测电表内阻等。

特点：大内大，小外小(测大电阻时应用内接法，测量值比真实值大；测小电阻时应采用外接法，测量值比真实值小)。

(2)伏伏法测电阻(电压表的灵活选用)已知内阻的电压表可作电流表使用，在缺少合适的电流表的情况下，常用电压表代替电流表使用(如图甲)，这是设计电路中的高频考点。

(3)安安法测电阻(电流表的灵活选用)已知内阻的电流表可作电压表使用，在缺少合适的电压表的情况下，常用电流表代替电压表使用(如图乙)，这是电学设计电路的高频考点。

(4)用“替代法”测电阻①实验原理(如图所示)②实验步骤S先与2相接，记录的示数，再与1相接，调节R 值使示数与原值相等，则R x＝R。

③说明a ．对的要求，只要有刻度且不超过量程即可，与指针是否超23无关，因为电流表示数不参与运算。

b．也可以用一只电压表测量。

(5)半偏法测电表的内阻实验原理半偏法测电表内阻的两种情况①半偏法测电流表的内阻R A：如图甲所示，闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R1，使电流表达到满偏值I0；保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流表的读数等于I02，然后读出电阻箱R2的阻值R2′，则有R A＝R2′。

②半偏法测电压表的内阻R V：如图乙所示，闭合S，将电阻箱R4的阻值调为零，调节滑动变阻器R3，使电压表达到满偏值U0；保持R3的阻值不变，调节R4，使电压表的示数为U02，记下此时电阻箱的示数R4′，则有R V＝R4′。

方法突破两种半偏法的比较(结合图甲、乙)测电流表内阻R A测电压表内阻R V实验条件R1≫R A R3≪R V误差产生原因闭合S2后，总电流变大，I R2>I02R4连入后，与R4两端的电压变大，U R4>U02测量结果R A测＝R2′<R A R V测＝R4′>R V1A12A测A1A12为选器材提供依据，即R1应选阻值较大的电阻；在安全范围内电源应选电动势较大的。