2021年一輪考點掃描微專題專題9.4電學實驗基礎目錄TOC\o"1-3"\h\u【考點掃描】 2一、螺旋測微器的使用 2二、游標卡尺 2三．游標卡尺和螺旋測微器的讀數示例 3四、常用電表的讀數 4五、測量電路與控制電路的選擇 4六、電表的改裝 5七、儀器的選擇與實物圖的連接 6【典例分析】 7【專題精練】 11【考點掃描】一、螺旋測微器的使用1．構造：如圖所示，B為固定刻度，E為可動刻度．2．原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉一周，F前進或后退0.5mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉動一小格，F前進或后退0.01mm，即螺旋測微器的精確度為0.01mm.讀數時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺．3.讀數：測量值(mm)＝固定刻度數(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(估讀一位)×0.01(mm)．如圖2所示，固定刻度示數為2.0mm，半毫米刻度線未露出，而從可動刻度上讀的示數為15.0，最后的讀數為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.二、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)、游標卡尺上還有一個深度尺．(如圖所示)2．用途：測量厚度、長度、深度、內徑、外徑．3．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比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其規格見下表：刻度格數(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.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度線對齊的游標的格數，則記錄結果表示為(x＋K×精確度)mm.三．游標卡尺和螺旋測微器的讀數示例游標卡尺的讀數應注意以下幾點(1)看清精確度例如(圖)易錯成11mm＋4×0.1mm＝11.40mm正確的應為11.4mm，游標卡尺不需要估讀，后面不能隨意加零或去零；例如(圖)易錯成10mm＋12×0.05mm＝10.6mm，正確的應為10.60mm.(2)主尺上的單位應為厘米主尺上標識的1、2、3等數字通常是指厘米，讀數時應將毫米和厘米分清，游標卡尺主尺上的最小刻度是1mm.例如(圖)易錯成5mm＋4×0.05mm＝5.20mm正確的應為50mm＋4×0.05mm＝50.20mm.(3)區分零刻度與標尺最前端例如(圖)易錯成13mm＋10×0.05mm＝13.50mm正確讀數為14mm＋10×0.05mm＝14.50mm.四、常用電表的讀數對于電壓表和電流表的讀數問題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時電表允許通過的最大電壓或電流，然后根據表盤總的刻度數確定精確度，按照指針的實際位置進行讀數即可．(1)0～3V的電壓表和0～3A的電流表的讀數方法相同，此量程下的精確度分別是0.1V和0.1A，看清楚指針的實際位置，讀到小數點后面兩位．(2)對于0～15V量程的電壓表，精確度是0.5V，在讀數時只要求讀到小數點后面一位，這時要求“eq\f(1,5)格估讀”，即讀到0.1V.(3)對于0～0.6A量程的電流表，精確度是0.02A，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0.01A.五、測量電路與控制電路的選擇1．電壓表和電流表的內、外接法(1)兩種接法比較內接法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＝eq\f(U測,I測)＝Rx＋RA>Rx測量值大于真實值R測＝eq\f(U測,I測)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)<Rx測量值小于真實值適用條件RA?RxRV?Rx適用于測量大阻值電阻小阻值電阻(2)兩種電路的選擇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，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內接法．簡單概括為“大內偏大，小外偏小”．②臨界值計算法：Rx<eq\r(RVRA)時，用電流表外接法；Rx>eq\r(RVRA)時，用電流表內接法．③實驗試探法：按圖所示接好電路，讓連接電壓表的導線P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數有較大的變化，而電流表的示數變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數有較大的變化，而電壓表的示數變化不大，則可采用電流表內接法．2．滑動變阻器兩種連接方式(1)滑動變阻器兩種接法的對比限流接法分壓接法對比說明電路圖串、并聯關系不同負載R上電壓調節范圍(不計電源內阻)eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤E分壓電路調節范圍大負載R上電流調節范圍(不計電源內阻)eq\f(E,R＋R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)分壓電路調節范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為了保護電路元件(2)滑動變阻器必須接成分壓電路的幾種情況：①要求電壓表能從零開始讀數；②當待測電阻Rx?R(滑動變阻器的最大阻值)時；③若采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電路中電表、電阻允許的最大電流．(3)滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且要求電壓不從零開始變化，通常情況下，由于限流式結構簡單、耗能少，優先使用限流式．六、電表的改裝1．電流表eq\o\ac(○,G)原理和主要參數①電流表G是根據通電線圈在磁場中受磁力矩作用發生偏轉的原理制成的，且指什偏角θ與電流強度I成正比，即θ＝kI，故表的刻度是均勻的。②電流表的主要參數有——表頭內阻Rg：即電流表線圈的電阻；滿偏電流Ig：即電流表允許通過的最大電流值，此時指針達到滿偏；滿偏電壓Ug：即指針滿偏時，加在表頭兩端的電壓，故Ug＝IgRg2．電壓表和電流表的改裝原理改裝后的電壓表或電流表，雖然量程擴大了，但通過電流表的最大電流或加在電流表兩端的最大電壓仍為電流表的滿偏電流Ig和滿偏電壓Ug，只是由于串聯電路的分壓及并聯電路的分流使表的量程擴大了。eq\o\ac(○,G)改裝成電壓表eq\o\ac(○,G)改裝成電流表原理圖原理串聯分壓并聯分流串聯（并聯）的電阻U＝Ig(Rg＋R)故IgRg＝(I－Ig)R故改裝后電表總內阻,量程擴大的倍數越高，串聯的電阻值越大。,量程擴大的倍數越高，并聯阻值越小。七、儀器的選擇與實物圖的連接1．電學實驗儀器的選擇選擇電學實驗器材主要是選擇電表、滑動變阻器、電源等，一般要考慮四方面因素：(1)安全因素：通過電源、電阻和電表的電流不能超過其允許的最大電流．(2)誤差因素：選用電表量程應考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時，其指針應偏轉到滿偏刻度的eq\f(1,3)以上；使用歐姆表時應選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位．(3)便于操作：選用滑動變阻器時應考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實驗要求，又便于調節．在調節滑動變阻器時，應使其大部分電阻線都被用到．(4)實驗實際：除以上三個因素外，還應注重實驗實際，如所用的電源與滑動變阻器的匹配問題等．2．實物圖連接的注意事項(1)畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，按照電路原理圖依次到開關，再到滑動變阻器，按順序以單線連接方式將主電路中串聯的元件依次串聯起來；其次將要并聯的元件再并聯到電路中去．(2)連線時要將導線接在接線柱上，兩條導線不能交叉．(3)要注意電表的量程和正、負接線柱，要使電流從電表的正接線柱流入，從負接線柱流出．【典例分析】【例1】某同學測定一金屬桿的長度和直徑，示數如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別為________cm和________mm.【例2】旋鈕式電阻箱如圖所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為________Ω，今欲將接入電路的電阻改為2087Ω，最簡單的操作方法是____________________________________若用兩個這樣的電阻箱，即可得到的電阻值范圍為________．【例3】用內阻為3000Ω的電壓表和內阻為10Ω的電流表測電阻，在圖15甲、乙兩種情況下，電壓表的示數都是60V，電流表的示數都是0.2A，則R1的測量值為______Ω，真實值是________Ω，R2的測量值為________Ω，真實值是________Ω.【例4】(2019·全國卷Ⅰ·23)某同學要將一量程為250μA的微安表改裝為量程為20mA的電流表．該同學測得微安表內阻為1200Ω，經計算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接，進行改裝．然后利用一標準毫安表，根據圖(a)所示電路對改裝后的電表進行檢測(虛線框內是改裝后的電表)．(1)根據圖(a)和題給條件，將圖(b)中的實物連線．(2)當標準毫安表的示數為16.0mA時，微安表的指針位置如圖所示，由此可以推測出改裝的電表量程不是預期值，而是________．(填正確答案標號)A．18mA B．21mAC．25mA D．28mA(3)產生上述問題的原因可能是________．(填正確答案標號)A．微安表內阻測量錯誤，實際內阻大于1200ΩB．微安表內阻測量錯誤，實際內阻小于1200ΩC．R值計算錯誤，接入的電阻偏小D．R值計算錯誤，接入的電阻偏大(4)要達到預期目的，無論測得的內阻值是否正確，都不必重新測量，只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為kR的電阻即可，其中k＝________.【例5】為測量某微安表G(量程200μA，內阻大約2200Ω)的內阻，有以下器材可供選擇：A．電壓表(0～3V)；B．電壓表(0～15V)；C．滑動變阻器(0～10Ω)；D．滑動變阻器(0～1kΩ)；E．電源E(電動勢約為6V)F．電阻箱RZ(最大阻值為9999Ω)開關S一個，導線若干．(1)按圖甲所示電路圖將圖乙中的實物連線．(2)實驗過程為：合上開關S，先調節R使電壓表讀數為U，再調節電阻箱(此時電壓表讀數幾乎不變)，使微安表指示為滿偏，記下此時電阻箱阻值為R1＝8056Ω；然后再調節R，使電壓表讀數為eq\f(2,3)U，再調節電阻箱(此時電壓表讀數幾乎不變)，使微安表指示為滿偏，記下此時電阻箱阻值為R2(如圖所示)．電壓表應選________，滑動變阻器應選________．(填字母代號)電阻箱的讀數R2＝________Ω，待測微安表的內阻Rg＝________Ω.【專題精練】1.(2020·安徽蚌埠市第二次質檢)小明用螺旋測微器測量一根導體棒的直徑，刻度如圖甲所示，讀數為________mm；用游標為20分度的游標卡尺測量某個圓筒的深度，部分刻度如圖乙所示，讀數為________cm.2.(2020·山東濟寧第二次摸底)圖甲中螺旋測微器的讀數為________mm.如圖乙為用多用電表的“×1”歐姆擋正確操作后測某電阻時指針的位置，其讀數為________Ω.3.(1)如圖甲所示的電表使用0.6A量程時，對應刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數為________A；當使用3A量程時，對應刻度盤中每一小格代表________A，圖中表針示數為________A.(2)如圖乙所示的電表使用較小量程時，每小格表示________V，圖中表針的示數為________V．若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示________V，圖中表針示數為________V.4如圖甲是學生實驗用的有兩個量程的電流表刻度盤，當用“＋”和“－0.6”兩接線柱時，能測的最大電流是________A，對應刻度盤上每一小格代表________A；圖中表針示數為________A；當使用電流表的“＋”和“－3”兩個接線柱時，對應刻度盤上每一小格代表______A，圖中表針示數為________A.圖乙為學生實驗用的有兩個量程的電壓表刻度盤．當使用較小量程時，測量電壓最大值不得超過________V，每小格表示________V，圖中指針示數為________V；若使用的是較大量程，則表盤刻度每小格表示________V，圖中指針示數為________V.6.某同學用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10kΩ)，除了Rx、開關S、導線外，還有下列器材供選用：A．電壓表(量程0～1V，內阻約10kΩ)B．電壓表(量程0～10V，內阻約100kΩ)C．電流表(量程0～1mA，內阻約30Ω)D．電流表(量程0～0.6A，內阻約0.05Ω)E．電源(電動勢1.5V，額定電流0.5A，內阻不計)F．電源(電動勢12V，額定電流2A，內阻不計)G．滑動變阻器R0(阻值范圍0～10Ω，額定電流2A)(1)為使測量盡量準確，電壓表選用________，電流表選用________，電源選用________．(均填器材的字母代號)(2)在虛線框內畫出測量Rx阻值的實驗電路圖．(3)該同學選擇器材、連接電路和操作均正確，從實驗原理上看，待測電阻測量值會________其真實值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是__________________________________．7.(2019·全國卷Ⅲ·23)某同學欲將內阻為98.5Ω、量程為100μA的電流表改裝成歐姆表并進行刻度和校準，要求改裝后歐姆表的15kΩ刻度正好對應電流表表盤的50μA刻度．可選用的器材還有：定值電阻R0(阻值14kΩ)，滑動變阻器R1(最大阻值1500Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值500Ω)，電阻箱(0～99999.9Ω)，干電池(E＝1.5V，r＝1.5Ω)，紅、黑表筆和導線若干．(1)歐姆表設計將圖中的實物連線組成歐姆表．歐姆表改裝好后，滑動變阻器R接入電路的電阻應為________Ω；滑動變阻器選______