2025届高考物理一轮复习课件：专题 电学实验基础

一.常用仪器的读数 1.螺旋测微器 (1)构造：B为固定刻度，E为可动刻度。 (3)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)×_______ (mm)。 0.01 (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___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____mm,即螺旋测微器的精确度为____ mm。读数时估读到毫米的千分位上,故螺旋测微器又叫千分尺。 1.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______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。 螺旋测微器读数为_____mm. 0.650 读数_____cm. 0.6578 2.游标卡尺(不估读) (1)分度值(确定精确度) (2)读数* 注意: (1)游标卡尺不估读,读数前先确定精度,精度在哪一位,读数保留到哪一位 (2)看清游标尺上的0刻度线位置，区分0刻度线与标尺最前端 (3)单位:最好先统一为mm,在化简成最终需要的单位 2.一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49 mm。用它测量某物体长度，卡尺示数如图所示，则该物体的长度是________ cm 3.电流表、电压表与电阻箱的读数 1.凡仪器最小分度是含有“1”的,要往下估读到最小分度值下一位； 2.凡仪器最小分度不是含有“1”的（“2”或“5”）,最小分度值是几位小数，结果就保留几位小数。 如最小刻度是0.1v的伏特表，要估读到0.01v 如学生用的电流表0.6A量程，最小分度为0.02A，只读到安培的百分位即可。 3.不需估读的：游标卡尺、欧姆表(测电阻)、电阻箱 0～3V挡的最小分度是_______ 0～15V挡的最小分度是______ 电压表0～3V挡读数为_______ 0～15V挡读数为________ 0～0.6A挡的最小分度是_______ 0～3A挡的最小分度是_______ 电流表0～0.6A挡读数为______ 0～3A挡读数为_________． 0.1V 0.5V 1.90V 9.5V 0.02A 0.1A 0.18A 0.90A 二.电流表内、外接法 电阻如何测量？ Rx=U/I 问题1:若电流表内阻已知，则采用哪种接法? 问题2:若电压表内阻已知，则采用哪种接法? 内接法 外接法 都已知呢？ 1.在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图1甲或乙所示，结果由公式Rx＝U/I计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数．若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则 (选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值． 2．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2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. 思考:当无法比较Rx和 的大小关系时，如何判断内外接法？ 若电压表示数有明显变化， 若电流表示数有明显变化 用外接 用内接 试触法 切记:U,I是外接时的电表读数 3.一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图（a）测得的数据是2.9V 0.04A，用图（b）测得的数据是3.0V，0.03A， 用图 __________测得RX的误差比较小。 测量值约____,比真实值____。 三.滑动变阻器两种连接方式 ①要求待测电路电压表能从零开始读数； ②当待测电阻Rx≫Rm(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、用电器 允许的最大电流。 (3)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化，通常情况下，由于限流式结构简单,耗能少,优先使用限流式。 限流式 分压式 (2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况： 4.某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5 Ω.该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图15(a)所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间．测量得到如图(b)所示的两条U－I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数． 回答下列问题： （1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 (填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的． (2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为 Ω(保留1位小数)． (3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为 Ω(保留1位小数)． 有个重点 1.不估读仪器有哪些 不需估读的：游标卡尺、欧姆表(测电阻)、电阻箱 2.电流表内外接法选择 3.滑动变阻器分压限流选择 四.电表改装 （1）要注意电表的量程和正、负接线柱，要使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出。（2）注意改后的量程指什么 并联电阻 串联电阻 1.电流表(Ig,Rg,Ug)改电流表(量程I) 2.电流表(Ig,Rg,Ug)改电压表(量程U) 思考:如何将电压表(U,Rv)改成大量程电压表(U0)？ 1.某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干． 要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡． 回答下列问题： (1)在图13虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱． (2)电阻箱的阻值应取R1＝ Ω，R2＝ Ω.(保留到个位) (1)如图所示的四个电路图中你认为最合适的是_______(填选项下的字母)。 (2)在本实验中，电流表的量程可_____。 2.为测量“12 V　5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材： 电源(12 V，内阻不计)； 电流表(量程0～0.6 A、0～3 A，内阻约为0.2 Ω)； 电压表(量程0～3 V、0～15 V，内阻约为15 kΩ)； 滑动变阻器(0～20 Ω，允许最大电流1 A)； 开关一个，导线若干。 实验要求加在小灯泡两端的电压可从零开始调节。 实验九:描绘小灯泡的伏安(U-I)特性曲线 1.原理:R=U/I 2.器材: 3.电路图: 4.实验步骤 电源(4-6V直流),小灯泡,滑动变阻器,电压表,电流表,开关,导线若干,铅笔,坐标纸 (1)依小灯泡上所标的额定值,确定电表量程,并按所示的电路图连接好 实物图(?)。闭合S前P至于A端。 (2)闭合开关S,调节滑动变阻器,记录电压U和电流I,重复多次.填表 (3)断开开关，整理好器材。 (4)处理数据做I-U图,分析数据得结论 5.误差分析 1.现要用伏安法描绘一只标值为“2.5 V,0.6 W”小灯泡的I－U图线，有下列器材供选用： A．电压表(0～3 V，内阻3 kΩ；0～15 V，内阻10 kΩ) B．电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω；0～3 A，内阻0.1 Ω) C．滑动变阻器(10 Ω，2 A) D．滑动变阻器(100 Ω，1.0 A) E．蓄电池(电动势6 V，内阻不计) (1）为了减小测量误差，图2甲中的S1应接____(填“M”或“N”)，滑动变阻器应选用____。 (3)开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于___端(选填“A”“B”或“AB正中间”)．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明显，但电流表示数始终为0，则电路故障为_． 2．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，额定功率为0.5 W，此外还有以下器材可供选择： A．直流电源3 V(内阻不计) B．直流电流表A1：量程0～300 mA(内阻约为5 Ω) C．直流电流表A2：量程0～3 A(内阻约为0.1 Ω) D．直流电压表V：量程0～3 V(内阻约为3 kΩ) E．滑动变阻器R1：阻值范围0～100 Ω，额定电流0.5 A F．滑动变阻器R2：阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A G．导线和开关 实验要求：滑动变阻器便于调节，小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量． (1)实验中电流表应选用___(填写仪器前的字母)； (2)在图3甲所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出，请补齐电路的其他部分，要求滑片P向b端滑动时，灯泡变亮)； B (3)根据实验数据，画出小灯泡的I－U图线如图乙所示．由此可知，当电压为0.5 V时，小灯泡的灯丝电阻是________Ω. (4)根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功率P随其两端电压U或电压的平方U2变化的图象，在图中所给出的a、b、c图象中可能正确的是________(选填“a”“b”或“c”)． (3)5.0(或5)　(4)b 3.LED灯的核心部件是发光二极管．某同学欲测量一只工作电压为2.9 V的发光二极管的正向伏安特性曲线，所用器材有：电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)，电流表 (用多用电表的直流25 mA挡替代，内阻约为5 Ω)，滑动变阻器(0～20 Ω)，电池组(内阻不计)，开关和导线若干．他设计的电路如图4(a)所示．回答下列问题： (1)根据图(a)，在实物图(b)上完成连线； (2)调节滑动变阻器的滑片至最____端(填“左”或“右”)，将多用电表选择开关拨至直流25 mA挡，闭合开关； (3)某次测量中，多用电表示数如图(c)，则通过二极管的电流为___ mA； (4)该同学得到的正向伏安特性曲线如图(d)所示．由曲线可知，随着两端电压增加，二极管的正向电阻____(填“增大”“减小”或“不变”)；当两端电压为2.9 V时，正向电阻为_____________ kΩ(结果保留两位有效数字)； (5)若实验过程中发现，将滑动变阻器滑片从一端移到另一端，二极管亮度几乎不变,电压表示数在2.7～2.9 V之间变化，试简要描述一种可能的电路故障： a b 毫米刻度尺,导线 实验十 测定金属的电阻率 电阻定律得表达式： 1.原理:伏安法测电阻(R=U/I) 2.器材: 3.电路图 4.实验步骤 (1)测直径d(S=πd2/4):螺旋测微器 (2)量有效长度L:毫米刻度尺 (3)按图连电路 (4)测U,I: 把滑动变阻器的滑动触头置a,闭合S,触头从a滑到b,记录多组I和U,断开开关S。 (5)拆除电路,整理好器材 5.数据处理(计算R) 计算法 图象法 注意事项 6.误差分析 1.电流表外接法(小电阻) 2.一般限流式接法(节能) 3.测量L,d多处测量 4.通电时间不宜长(以免p变化) 1.有一根均匀的管线状导体，横截面如图2甲所示，长约为5.0 cm，电阻值约为6 Ω. 可供选择的器材有： A．电流表(量程0.6 A，内阻约为0.1 Ω) B．电流表(量程3 A，内阻约为0.03 Ω) C．电压表(量程3 V，内阻约为3 kΩ) D．滑动变阻器(1 750 Ω，0.3 A) E．滑动变阻器(15 Ω，3 A) F．蓄电池(6 V，内阻很小) G．开关一个，带夹子的导线若干 (1)使用游标卡尺测量管线状导体的长度如图乙所示，则管线状导体的长度L＝________ cm. (2)要精确测量管线样品的阻值，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填选项前的字母) (3)请将如图3所示的实际测量电路补充完整． (4)已知管线状导体材料的电阻率为ρ，通过测量得出电压表示数为U，电流表示数为I，外径为d，要想求得管线状导体内形状不规则的中空部分的横截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是________，计算中空部分横截面积的表达式为S＝________. 2．“测定铜导线的电阻率”实验中可供选用的器材有： A．横截面积为1.0 mm2、长度为100 m的一捆铜导线(电阻Rx约2 Ω) B．电流表G：内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝3 mA C．电流表A：量程0.6 A，内阻约1 Ω D．滑动变阻器R：最大阻值5 Ω E．定值电阻：R0＝3 Ω，R1＝900 Ω，R2＝1 000 Ω F．电源：电动势6 V，内阻不计 G．开关，导线若干 请完成下列实验内容： (1)把电流表G与定值电阻改装成量程为3 V的电压表，则定值电阻应选________(填“R1”或“R2”)． (2)为了尽可能获取多组数据，实验电路图应选图4四幅中的____，电路中R0的作用是______． (3)根据正确的电路图，在图中完成实物图的连接(已正确连接了部分导线)． (4)某次测量中，电流表G的读数为2.40 mA时，电流表A的读数为0.50 A，由此求得铜导线的电阻率为________ Ω·m.(保留两位有效数字) ②利用下列器材设计一个电路，尽量 一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号。 电源E (电动势10 V，内阻约为10 Ω) 电流表A1 (量程0～250 mA，内阻R1＝5 Ω) 电流表A2 (量程0～300 mA，内阻约为5 Ω) 滑动变阻器R (最大阻值10 Ω，额定电流2 A) 开关S及导线若干 ③某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx＝________。从设计原理看，其测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。 3.现测定长金属丝的电阻率。 ①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______mm。 4.用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω)，实验室提供如下器材： 电池组E：电动势3 V，内阻不计； 电流表A1：量程0～15 mA，内阻约为100 Ω； 电流表A2：量程0～300 μA，内阻为1 000 Ω； 滑动变阻器R1：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A； 电阻箱R2：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流1 A； 开关S、导线若干。 要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题： (1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表______(填写器材代号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到________Ω，这样可以改装成一个量程为3.0 V的电压表。 (2)在图中画完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号。 (3)调节滑动变阻器R1，两表的示数如图3所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，测得待测电阻Rx的阻值是________。测量值比真实值______? 用“替代法”测电阻 1.实验原理(如图) 2.实验步骤 用“半偏法”测电流表、电压表电阻 (1)实验原理(如图) (没误差) 电流表差值法 电压表差值法 1.某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图8甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻值．所用器材有电流表A1、A2，电阻箱R1、滑动变阻器R2、待测铅笔芯Rx、电源E、开关S及导线等．操作步骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值，记录两个电流表A1、A2的示数分别为I1、I2. (1)若电流表的内阻可忽略，则电流表示数I2＝____I1时，电阻箱的阻值等于待测铅笔芯的电阻值． (2)用螺旋测微器测量该铅笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图乙所示，该铅笔芯的直径为________ mm. (3)已测得该铅笔芯的长度L＝20.00 cm， 电阻箱R1的读数为5.00 Ω，根据上面测量 的数据可计算出铅笔芯的电阻率ρ＝___ Ω·m (4)若电流表A2的内阻不能忽略，仍利用(1)中方法， 则铅笔芯电阻的测量值_____真实值(填“大于”“小于”或“等于”)． $$