必修 第三册 第2单元 专题强化2 电学实验基础（Word教参）-【百汇大课堂】2026年高考物理总复习下册·第1轮（浙江专用）

专题强化2　电学实验基础 目标定位 1.掌握游标卡尺、螺旋测微器的使用和读数方法。2.掌握电流表、电压表和电阻箱的读数方法。3.会分析电学实验的误差，会通过器材的选择和电路的设计，减小偶然误差和系统误差。 热点一　游标卡尺和螺旋测微器的使用及读数 [对应学生用书P30] 1．螺旋测微器(千分尺)的构造、原理及读数 (1)构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。 (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0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。 (3)读数 ①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。 ②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1位)×0.01(mm)。 ③如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，而可动刻度上的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。 2．游标卡尺的构造、原理及读数 (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： 单位：mm 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 0.1 0.1 20 19 0.05 0.05 50 49 0.02 0.02 (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线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm。 [典例1] (1)如图所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为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。 (2)读出下面各螺旋测微器的读数，甲：______mm，乙：______mm，丙：______mm。 答案：(1)17.7　23.85　3.18　(2)4.039　1.100　3.515 解析：(1)题图最上面游标卡尺：主尺读数为17 mm，游标尺读数为7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm。 题图中间游标卡尺：主尺读数为23 mm，游标尺读数为17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm。 题图最下面游标卡尺：主尺读数为3 mm，游标尺读数为9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm。 (2)甲：(4＋3.9×0.01)mm＝4.039 mm；乙：(1＋10.0×0.01)mm＝1.100 mm；丙：(3＋0.5＋1.5×0.01)mm＝3.515 mm。 热点二　电流表、电压表和电阻箱的使用及读数 [对应学生用书P31] 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。 2．对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，这时要求“格估读”，即读到0.1 V。 3．对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 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。 4．电阻箱不用估读，各旋盘指示点的示数乘对应倍数，相加就是接入电路的电阻值；但旋盘倍数为“×0.1”的指示点为0时，十分位的0不能省略，如825.0 Ω。 [典例2] (1)①图甲所示的电流表使用0～0.6 A量程时，刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是__________A；当使用0～3 A量程时，刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A。 ②图乙所示的电压表使用较小量程时，刻度盘上每小格表示______V，图中表针示数为______V。若使用的是较大量程，则这时刻度盘上每小格表示______V，图中表针指示的是______V。 (2)旋钮式电阻箱如图丙所示，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，则可得到的电阻值范围为________________________。 答案：(1)①0.02　0.44　0.1　2.20 ②0.1　1.40　0.5　7.0 (2)1 987　将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0　0～19 998 Ω 解析：(1)①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，表针的示数为0.44 A；当换用0～3 A量程时，每一小格代表0.1 A，表针示数为2.20 A。 ②电压表使用0～3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.40 V；使用0～15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为7.0 V。 (2)电阻为1 987 Ω。最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻为2×9 999 Ω＝19 998 Ω，故两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω。 热点三　测量电路和控制电路的选择 [对应学生用书P31] 1．测量电路的接法——电流表的内接法、外接法 (1)两种接法的比较 类型 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压，U测＝Ux＋UA 电压表分流，I测＝Ix＋IV 电阻测量值 R测＝＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真实值 R测＝＝<Rx　 测量值小于真实值 适用于测量 大阻值电阻 小阻值电阻 (2)两种接法的选择 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＜时，用电流表外接法； Rx＞时，用电流表内接法。 ③实验试探法：按如图所示接好电路，让与电压表接线柱相连的导线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，则采用电流表外接法；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，则采用电流表内接法。 2．控制电路的接法——滑动变阻器的限流式、分压式接法 (1)两种连接方式的对比 类型 限流接法 分压接法 对比说明 电路图 串、并联关系不同 负载R上电压调节范围(不计电源内阻) ≤U≤E 0≤U≤E 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 (2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况 ①要求电压表能从零开始读数； ②当待测电阻Rx≫R0(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、电阻允许的最大电流。 (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，由于限流式接法结构简单、耗能少，优先使用限流式接法。 考向1电流表的内、外接法 [典例3] 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx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(a)或图(b)所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则______(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 答案：Rx1　大于　小于 解析：根据题意知>，电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值。图(a)电流表的测量值是真实的，而电压值比真实值大，则Rx1＞Rx真，图(b)电压的测量值是真实的，而电流的测量值大于真实值，则Rx2＜Rx真。 考向2滑动变阻器两种接法的选择 [典例4] 某同学为研究热敏电阻Rt(约几百欧)的I－U关系，准备有以下器材： A．待测热敏电阻Rt B．电压表V(量程0～3 V，内阻约为1 kΩ) C．电流表A(量程0～60 mA，内阻约为0.1 Ω) D．滑动变阻器R(0～10 Ω) E．电源E(电动势为3 V，内阻可忽略) F．开关与导线若干 为使实验误差较小，要求电压从零开始测得多组数据进行分析，以下的四个电路中应选用________进行实验。 B　解析：热敏电阻的阻值比滑动变阻器的阻值大很多，且要求电压从零开始，所以滑动变阻器要用分压式接法；根据所给仪器，电压表内阻与待测电阻的比值小于待测电阻与电流表内阻的比值，故用电流表内接法，B正确。 热点四　实验器材的选取与实物图的连接 [对应学生用书P32] 1．电学实验仪器的选择 选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器材，一般要考虑三方面因素： (1)安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流。 (2)误差因素：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的以上；选择电阻表倍率时，应使用指针尽可能指在中间刻度附近。 (3)便于操作：选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节。在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻丝都用到。 2．实物图连接的注意事项 (1)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，根据电路原理图，按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来；然后将并联元件并联到电路中去。 (2)连线时要将导线接在接线柱上，任意两条导线不能交叉。 (3)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。 [典例5] 某实验小组要测量一个用电器L的额定功率(额定电压为10 V、额定功率在12～15 W之间)，测量电路的部分导线已经接好(如图所示)。实验室有下列器材可供选用： 直流电源：E1(电动势为3 V，内阻很小) E2(电动势为15 V，内阻很小) 直流电流表：A1(量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω) A2(量程为0～3 A，内阻约为0.1 Ω) 直流电压表：V(量程为0～3 V，内阻为3 kΩ) 滑动变阻器：R1(阻值范围为0～20 Ω) R2(阻值范围为0～200 Ω) 定值电阻：R3＝3 kΩ、R4＝9 kΩ、R5＝25 kΩ 开关一个，导线若干 为使测量尽可能准确、方便，请回答下列问题： (1)电源应该选择________(填“E1”或“E2”)； (2)电流表应该选择______(填“A1”或“A2”)； (3)滑动变阻器应该选择________(填“R1”或“R2”)； (4)由于电压表的量程不够，要利用一个定值电阻进行改装。请选择合适的定值电阻，在图中用笔画线代替导线连接好测量电路的剩余部分。 答案：(1)E2　(2)A2　(3)R1　(4)见解析图 解析：(1)由于额定电压为10 V，所以直流电源选择电动势为15 V的E2。 (2)其额定电流为1.2～1.5 A，所以直流电流表选择A2。 (3)根据已有的电路结合让实验结果更为精确的要求，采用限流电路，所以利用滑动变阻器R1作为限流电阻。 (4)若要将电压表改装为量程更大的电压表，需要与其串联一个定值电阻，根据串联电路特点知，若串联R3，则量程为6 V，若串联R4，则量程为12 V，若串联R5，则量程为28 V，因此串联R4比较合适，如图所示。 学科网（北京）股份有限公司 $$