专题 电学实验基础

专题 电学实验基础
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一、螺旋测微器的使用 1.构造：如图1所示，B为固定刻度，E为可动刻度。
图1
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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_._0_1_ mm，即螺旋测微器的精确度为_0_._0_1_ 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。
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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，即指针指到最大刻度 时电表两接线柱间允许加的最大电压或电表允许通过的最大电流，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__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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解析 (1)图10甲读数：整毫米是17 mm，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。 图10乙读数：整毫米是23 mm，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。 图10丙读数：整毫米是3 mm，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。 (2)固定刻度示数为2.0 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：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
图14
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解析 题图甲：电阻 R1 的测量值 R1 测＝UI ＝300 Ω，真实值 R1 真＝R1 测－RA＝290 Ω； 题图乙：电阻 R2 的测量值 R2 测＝UI ＝300 Ω，真实值 R2 真＝I－URUV＝333.3 Ω。 答案 300 290 300 333.3
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③实验试触法：按图所示接好电路，让连接电压表的导线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，说明电流表 分压更明显，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，说明电压表分流更明显，则可采用电流表内接法。
关于电阻的测量 1.电压表和电流表的内、外接法
(1)两种接法比较 内接法
电路图
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外接法
误差原因
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电流表分压U测＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV
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电阻测量值
适用条件 适用于测量
R 测＝UI测测＝Rx＋RA＞Rx 测量值大于真实值
R 测＝UI测测＝RRx＋xRRVV＜Rx 测量值小于真实值
________到F靠近小球，再转动________到F夹住小球，直至听到棘轮发出声音 为止，拨动________使F固定后读数(填仪器部件字母符号)。正确操作后，螺旋 测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是________mm。
图8
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解析 用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小 球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动止 动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。 答案 D H G 6.700
图12
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(4)旋钮式电阻箱如图13所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电 阻为______Ω。今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是 ________。若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为________。
图13
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(2)当电压表使用0～3 V量程时，每一小格代表0.1 V，表针所指位置的示数为 2.10 V；当电压表使用0～15 V量程时，每一小格代表0.5 V，表针所指位置的示 数为10.5 V。 答案 (1)0.02 0.36 0.1 1.80 (2)0.1 2.10 0.5 10.5
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图11
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(3)①图12甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中指针 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， 图中指针示数为________A。 ②图乙使用较小量程时，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，图中指针示数为 ________V。
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拓展训练1 (1)如图10所示的三把游标卡尺，它们的游标卡尺从上至下分别为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________mm， ________mm，________mm。
图10
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(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图11所示，则金属丝的直径是 ________mm。
RA≪Rx 大阻值电阻
RV≫Rx 小阻值电阻
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(2)两种电路的选择 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。
图5 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。
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(3)第三看→主尺上的单位 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(图6)
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常用仪器的使用与读数 命题角度 游标卡尺的读数 (1)第一看→看清精确度 例如(图4)
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图4
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。
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(2)第二看→游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度线与标尺最前端。例如(图5)
刻度格数(分度) 刻度总长度 每小格与1 mm的差值 精确度(可准确到)
10
9 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
__0_._1__mm __0_.0_5__mm __0_.0_2__mm
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4.读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上 某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm。
图7
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解析 刻度尺的分度值为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
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命题角度 螺旋测微器的读数 【例2】 某同学用如图8甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动
图2
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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)，游标尺上还
有一个深度尺(如图3所示)。
图3 2.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。
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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：
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【例4】 用内阻为3 000 Ω的电压表和内阻为10 Ω的电流表测电阻，在图14甲、乙 两种情况下，电压表的示数都是60 V，电流表的示数都是0.2 A，则R1的测量值 为 ________Ω ， 真 实 值 是 ________Ω ， R2 的 测 量 值 为 ________Ω ， 真 实 值 是 ________Ω。
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图9 解析 (1)当电流表使用0～0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格代表0.02 A，表针 所指位置的示数为0.36 A；当电流表使用0～3 A量程时，每一小格代表0.1 A，表 针所指位置的示数为1.80 A。
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