高三物理考前100天第2讲 电学实验基础
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第2讲 电学实验基础 一、以“本”为本/教材基础实验再回首 一、仪器、仪表的读数
[谨记要点] 1．游标卡尺和螺旋测微器的读数 (1)游标卡尺的读数
刻度 格数
游标尺 刻度总长 每小格与1
度/mm 毫米差/mm
测量结果(游标尺上第n条 精确度
刻度线与主尺上的某刻度 /mm
线对齐时)/mm
10
9
0.1
0.1 主尺上读的毫米数＋0.1n
20
19
0.05
0.05 主尺上读的毫米数＋0.05n
50
49
0.02
0.02 主尺上读的毫米数＋0.02n
(2)螺旋测微器的读数 测量值＝固定刻度读数＋可动刻度读数(含估读)×0.01，单位为mm。 (3)读数的三点注意 ①螺旋测微器读数时要估读，以毫米为单位，小数点后必须为3位，同 时注意固定刻度上的半刻度线是否露出。 ②游标卡尺不估读，以毫米为单位，10分度卡尺读数结果小数点后只有 1位；20分度和50分度卡尺读数结果小数点后有2位。 ③注意题目要求的单位是否为mm，若不是则要先以mm为单位读数，然 后再换算为题目要求的单位。
解析：①选用×10挡测量时若偏角过小，说明测量电阻比较大，所以应该换 大挡，即×100挡。 ②换挡必调零，所以要把红黑表笔短接然后进行欧姆调零。 ③欧姆调零过后，将待测电阻接在红、黑表笔之间进行测量，从题图中读出 电阻的测量值R＝22×100 Ω＝2 200 Ω。
答案：①×100 ②欧姆调零 ③红、黑表笔之间 2 200
2．(2020·南昌模拟)如图甲是某实验小组在“练习使用多用电表”实验中的 电路图。使用的器材有：
A．多用电表； B．电压表：量程5 V，内阻十几千欧； C．滑动变阻器：最大阻值5 kΩ； D．导线若干。
实验进行了如下操作： (1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔________， 调节“欧姆调零旋钮”使指针指到“0 Ω”。 (2)将图甲中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连，黑表连接 另一端。 (3)多用电表的示数如图乙所示，读数为________Ω。
2．某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝 直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则金属丝的直径的读数是 ________，电流表的读数是__________，电压表的读数是________。
解析：螺旋测微器先读固定部分为0.5mm，可动部分可估读为38.0× 0.01 mm＝0.380 mm，故总示数为(0.5＋0.380)mm＝0.880 mm；电流表 量程为0.6 A，则最小刻度为0.02 A，读数为0.42 A；电压表量程为3 V， 最小刻度为0.1 V，则读数为2.20 V。 答案：0.880 mm 0.42 A 2.20 V
解析：(1)题图甲读数：主尺读数为17mm，游标尺读数是5×0.1mm＝0.5 mm， 最后结果是17 mm＋0.5 mm＝17.5 mm。题图乙读数：主尺读数为23 mm，游标 尺读数是7×0.05 mm＝0.35 mm，最后结果是23 mm＋0.35 mm＝23.35 mm。 (2)螺旋测微器校零时估读为0.002 mm，测量后的读数为0.645 mm，要去掉开始 误差，可得合金丝的直径为0.643 mm(0.641～0.645 mm均可)。 答案：(1)17.5 23.35 (2)0.002 0.643(0.641～0.645均可)
[练中回扣] 1．(1)如图甲、乙所示的两把游标卡尺，它们的游标尺分别为9 mm长10等分、
19 mm长20等分，则读数依次为________mm、________mm。
(2)在测定一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金 丝直径的过程如图丙、丁所示，校零时的读数为________mm，测得合金丝 的直径为________mm。
(2)要区分“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧 “0”位置，用表盘下边中间的指针定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘刻度 的右侧电阻刻度“0”位置，用欧姆调零旋钮调整。
(3)测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。 (4)选倍率：测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡的刻度 不均匀，使用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只 使用表盘中间的一段刻度范围。 (5)测电阻时要将电阻与其他元件断开。测电阻时不要用手接触多用电表 的表笔。 (6)多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。
2．电流表和电压表的读数规则
量程
精确度
读数规则
电流表0～3 A 电压表0～3 V
0.1 A 0.1 V
与刻度尺一样，采用
1 10
估读，读数规则较
简单，只需要精确值后加一估读数即可
电流表0～0.6 A 0.02 A 估读位与最小刻度在同一位，采用12估读
电压表0～15 V 0.5 V 估读位与最小刻度在同一位，采用15估读
[练中回扣] 1．(2020·衡水中学检测)若多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、
×100。用×10挡测量某电阻Rx时，操作步骤正确，发现电表指针偏转角度 过小，为了较准确地进行测量，则应： ①将选择开关置于________； ②将红、黑表笔短接进行____________； ③将待测电阻Rx接在______________进行测量。若按照以上①②③步骤正 确操作后，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是________Ω。
(4)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个电池，一个满偏电流Ig＝0.6 mA的 电流表和一个滑动变阻器串联而成的电路，如图丙所示。实验中一同学先调节 甲图中滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，用欧姆挡正确测量时， 多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。根据前面的实验数据计算可 得，此多用电表内电池的电动势为________V。 (5)该欧姆表用久后，电池因老化造成其电动势减小、内阻增大但该欧姆表仍能 进行欧姆调零，则用其测得的电阻值________真实值(填“大于”“等于”或 “小于”)。
二、以多用电表的原理及使用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ核心的实验 [谨记要点]
1．多用电表的读数 电流表、电压表的刻度是均匀的，读数时应注意量程；欧姆表的刻度是 不均匀的，读数时应注意乘倍率。 2．使用多用电表的六个注意事项 (1)电流的流向：由于使用多用电表时不管测量什么，电流都要从电表的 “＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡 时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。
[谨记要点] 1．游标卡尺和螺旋测微器的读数 (1)游标卡尺的读数
刻度 格数
游标尺 刻度总长 每小格与1
度/mm 毫米差/mm
测量结果(游标尺上第n条 精确度
刻度线与主尺上的某刻度 /mm
线对齐时)/mm
10
9
0.1
0.1 主尺上读的毫米数＋0.1n
20
19
0.05
0.05 主尺上读的毫米数＋0.05n
50
49
0.02
0.02 主尺上读的毫米数＋0.02n
(2)螺旋测微器的读数 测量值＝固定刻度读数＋可动刻度读数(含估读)×0.01，单位为mm。 (3)读数的三点注意 ①螺旋测微器读数时要估读，以毫米为单位，小数点后必须为3位，同 时注意固定刻度上的半刻度线是否露出。 ②游标卡尺不估读，以毫米为单位，10分度卡尺读数结果小数点后只有 1位；20分度和50分度卡尺读数结果小数点后有2位。 ③注意题目要求的单位是否为mm，若不是则要先以mm为单位读数，然 后再换算为题目要求的单位。
解析：①选用×10挡测量时若偏角过小，说明测量电阻比较大，所以应该换 大挡，即×100挡。 ②换挡必调零，所以要把红黑表笔短接然后进行欧姆调零。 ③欧姆调零过后，将待测电阻接在红、黑表笔之间进行测量，从题图中读出 电阻的测量值R＝22×100 Ω＝2 200 Ω。
答案：①×100 ②欧姆调零 ③红、黑表笔之间 2 200
2．(2020·南昌模拟)如图甲是某实验小组在“练习使用多用电表”实验中的 电路图。使用的器材有：
A．多用电表； B．电压表：量程5 V，内阻十几千欧； C．滑动变阻器：最大阻值5 kΩ； D．导线若干。
实验进行了如下操作： (1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔________， 调节“欧姆调零旋钮”使指针指到“0 Ω”。 (2)将图甲中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连，黑表连接 另一端。 (3)多用电表的示数如图乙所示，读数为________Ω。
2．某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝 直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则金属丝的直径的读数是 ________，电流表的读数是__________，电压表的读数是________。
解析：螺旋测微器先读固定部分为0.5mm，可动部分可估读为38.0× 0.01 mm＝0.380 mm，故总示数为(0.5＋0.380)mm＝0.880 mm；电流表 量程为0.6 A，则最小刻度为0.02 A，读数为0.42 A；电压表量程为3 V， 最小刻度为0.1 V，则读数为2.20 V。 答案：0.880 mm 0.42 A 2.20 V
解析：(1)题图甲读数：主尺读数为17mm，游标尺读数是5×0.1mm＝0.5 mm， 最后结果是17 mm＋0.5 mm＝17.5 mm。题图乙读数：主尺读数为23 mm，游标 尺读数是7×0.05 mm＝0.35 mm，最后结果是23 mm＋0.35 mm＝23.35 mm。 (2)螺旋测微器校零时估读为0.002 mm，测量后的读数为0.645 mm，要去掉开始 误差，可得合金丝的直径为0.643 mm(0.641～0.645 mm均可)。 答案：(1)17.5 23.35 (2)0.002 0.643(0.641～0.645均可)
[练中回扣] 1．(1)如图甲、乙所示的两把游标卡尺，它们的游标尺分别为9 mm长10等分、
19 mm长20等分，则读数依次为________mm、________mm。
(2)在测定一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金 丝直径的过程如图丙、丁所示，校零时的读数为________mm，测得合金丝 的直径为________mm。
(2)要区分“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧 “0”位置，用表盘下边中间的指针定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘刻度 的右侧电阻刻度“0”位置，用欧姆调零旋钮调整。
(3)测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。 (4)选倍率：测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡的刻度 不均匀，使用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只 使用表盘中间的一段刻度范围。 (5)测电阻时要将电阻与其他元件断开。测电阻时不要用手接触多用电表 的表笔。 (6)多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。
2．电流表和电压表的读数规则
量程
精确度
读数规则
电流表0～3 A 电压表0～3 V
0.1 A 0.1 V
与刻度尺一样，采用
1 10
估读，读数规则较
简单，只需要精确值后加一估读数即可
电流表0～0.6 A 0.02 A 估读位与最小刻度在同一位，采用12估读
电压表0～15 V 0.5 V 估读位与最小刻度在同一位，采用15估读
[练中回扣] 1．(2020·衡水中学检测)若多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、
×100。用×10挡测量某电阻Rx时，操作步骤正确，发现电表指针偏转角度 过小，为了较准确地进行测量，则应： ①将选择开关置于________； ②将红、黑表笔短接进行____________； ③将待测电阻Rx接在______________进行测量。若按照以上①②③步骤正 确操作后，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是________Ω。
(4)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个电池，一个满偏电流Ig＝0.6 mA的 电流表和一个滑动变阻器串联而成的电路，如图丙所示。实验中一同学先调节 甲图中滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，用欧姆挡正确测量时， 多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。根据前面的实验数据计算可 得，此多用电表内电池的电动势为________V。 (5)该欧姆表用久后，电池因老化造成其电动势减小、内阻增大但该欧姆表仍能 进行欧姆调零，则用其测得的电阻值________真实值(填“大于”“等于”或 “小于”)。
二、以多用电表的原理及使用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ核心的实验 [谨记要点]
1．多用电表的读数 电流表、电压表的刻度是均匀的，读数时应注意量程；欧姆表的刻度是 不均匀的，读数时应注意乘倍率。 2．使用多用电表的六个注意事项 (1)电流的流向：由于使用多用电表时不管测量什么，电流都要从电表的 “＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡 时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。