第10章 恒定电流-第3节 电学实验基础 课件—2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“恒定电流”章节的电学实验基础，覆盖常用仪器读数、测量与控制电路选择、器材选取及实物连接三大核心考点，依据高考评价体系分析各考点考查权重，归纳出仪器读数、电路设计、误差分析等常考题型，构建系统复习框架，体现高考备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“真题解析+素养培养+技巧指导”，如通过游标卡尺、螺旋测微器读数实例（例1）和伏安法内外接选择（例2），培养学生科学思维中的模型建构与科学推理能力，提炼“半格估读”“分压限流判断法”等应试技巧，助力学生掌握实验题答题规律，教师可据此精准开展专题复习，提升高考冲刺效率。

第10章 恒定电流 第3节 电学实验基础 1 考点一 常用仪器的读数 考点二 测量电路与控制电路的选择 考点三 实验器材的选取与实物图的连接 2 考点一 常用仪器的读数 3 一、螺旋测微器 1.构造：如图所示，为固定刻度， 为可动刻度。 4 2.原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为，即旋钮 每旋转一 周，前进或后退____，而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格， 前进或 后退_____，即螺旋测微器的精确度为_____ 。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。 3.读数：测量值固定刻度数（注意半毫米刻度线是否露出） 可动刻度数 （估读一位） 。 0.5 0.01 0.01 如图所示，固定刻度示数为 ，半毫米刻度线未露出，而从可动刻 度上读的示数为 ，最后的读数为： 。 5 二、游标卡尺 1.构造：主尺，________（主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪），游标卡尺 上还有一个深度尺。（如图所示） 游标尺 6 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 。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， 其规格见下表： 刻度格数（分度） 刻度总长度 每小格与 的差值 精确度（可精确到） 10 20 50 4.读数：若用表示从主尺上读出的整毫米数， 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（ 精确度） 。 7 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 允许通过的最大电压或电流，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）的电压表和 的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是 ____ 和____A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。 （2）对于量程的电压表，精确度是____ ，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 0.1 0.5 8 （3）对于 量程的电流表，精确度是_____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 。 （4）测电压或电流时，电表精确度为1，， 的估读到下一位；精确度为2， ，，5，， ，末位为2和5的，读数时只读到与最小刻度位数相同即可。 0.02 9 【视角1】　游标卡尺、螺旋测微器的读数 例1 （1）如图所示的三把游标卡尺，它们的游标尺分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为　　　　mm，　　　　mm， 　　　　mm。 17.7 23.85 3.18 10 [解析] 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。 11 （2）读出下面各螺旋测微器的读数，甲　　　　mm，乙　　　　mm， 丙　　　　mm。  4.039 1.100 3.515 [解析] 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。 12 【视角2】　电压表、电流表和电阻箱的读数 例2 （1）如图甲所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表 　　　　A，图中表针示数为　　　　A；当使用3 A量程时，对应刻度盘 中每一小格代表　　　A，图中表针示数为　　　A。 0.02 0.44 0.1 2.20 [解析] 电流表使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A。 13 （2）如图乙所示的电表使用较小量程时，每小格表示　　　V，图中表针的示数为　　　V；若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示　　　V，图中表针示数为　　　V。  0.1 1.70 0.5 8.5 [解析] 电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V。 14 （3）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。现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____________。 1987 丙 将“×1 k”挡旋钮调到2，再将“×100”挡旋钮调到0 0~19 998 Ω 15 [解析] 电阻为1 987 Ω。最简单的操作方法是先将“×1 k”挡旋钮调到2，再将“×100”挡旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω = 19 998 Ω，故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻范围为0~19 998 Ω。 16 考点二 测量电路与控制电路的选择 17 1.电压表和电流表的内、外接法 内接法 外接法 电路图 ________________________ __________________________ 误差原因 电流表分压 电压表分流 电阻测量值 测量 值大于真实值 测量值小于 真实值 适用条件 适用于测量 大阻值的电阻 小阻值的电阻 18 2.滑动变阻器两种连接方式的对比 限流接法 分压接法 对比说明 两种接法电路图 ___________________________ ___________________________ 串、并联关系 不同 负载 上电压调节范 围（不计电源内阻） 分压电路调节 范围大 闭合 前触头位置 端 端 都是为了保护 电路元件 19 3.滑动变阻器两种接法的选择 滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化，通常情况 下，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流式。 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，例如测量电阻的伏安特性曲线，要求电压（电流）测 量范围尽可能大； ②当待测电阻<m></m>（滑动变阻器的最大阻值）时（限流式接法滑动变阻器几乎不起 作用）； 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。 20 4.实验误差分析 （1）系统误差 ①伏安法测电阻系统误差来源：电压表的分流或电流表的分压。 ②减小系统误差 根据题目中给出的电阻阻值大约值，选用合适的实验器材，采用误差小的实验方案 （如电流表的内、外接法）。 ③消除系统误差 题目给定的条件充分（电表内阻已知），合理设计电路可消除系统误差。 21 （2）偶然误差 ①电压表、电流表、多用电表、毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等读数误差。 ②描点、计算等对数据处理造成的误差。 ③通过多次测量取平均值或图像法可以减小偶然误差。 22 【视角1】　测量电路的选择与误差分析 例1 (2025·甘肃)某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有:电池(电动势1.5 V)两节，电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)，电流表(量程0.3 A，内阻约1 Ω)，滑动变阻器(最大阻值20 Ω)，待测电阻Rx，开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。 23 （1）首先设计如图（1）所示的电路。 ①要求用S2选择电流表内、外接电路，请在图1中补充连线将S2的c、d端接入电路； ②闭合S1前，滑动变阻器的滑片P应置于　 　　端(填“a”或“b”)；  ③闭合S1后，将S2分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，因此测量电阻时S2应该接　　　　端(填“c”或“d”)。  [答案] 见解析 b c 24 [解析] 实物连接图如图所示， 闭合S1前，根据滑动变阻器的限流式接法，滑片P应置于b端，连入电路中的阻值最大，保护电路的安全。 闭合S1后，将S2分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，说明电流表分压明显，为减小实验误差，应采用电流表外接法，因此测量电阻时S2应该接c端。 25 （2）为了消除上述实验中电表引入的误差、该小组又设计了如图2所示的电路。 ①请在图2中补充连线将电压表接入电路； ②闭合S1，将S2分别接c和d端时，电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic和Ud、Id。则待测电阻阻值Rx = 　　　　　(用Uc、Ud、Ic和Id表示)。  [答案] 见解析 　 26 [解析] 实物连接图如图所示， 根据电路分析，当闭合S1，将S2接c端时，电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic， 则 = Rx+RA+R滑 将S2接d端时，电压表、电流表的读数分别为Ud、Id，则 = RA+R滑 那么待测电阻阻值Rx = 。 27 【视角2】　控制电路的选择 例2 一同学探究阻值约为550 Ω的待测电阻Rx在0~5 mA范围内的伏安特性。可用器材有:电压表V(量程为3 V，内阻很大)，电流表A(量程为1 mA，内阻为300 Ω)，电源E(电动势约为4 V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10 Ω或1.5 kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75 Ω或150 Ω)，开关S，导线若干。 28 （1）要求通过Rx的电流可在0~5 mA范围内连续可调，将图(a)所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图； [答案] 见解析 [解析] 电流表内阻已知，电流表与R0并联扩大电流表量程，进而准确测量通过Rx的电流，电压表单独测量Rx的电压；滑动变阻器采用分压式接法，电表从0开始测量，满足题中通过Rx的电流从0~5 mA连续可调，电路图如下 29 （2）实验时，图(a)中的R应选最大阻值为　　　　(填“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为　　　　(填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值电阻；  [解析]电路中R应选最大阻值为10 Ω的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高、实验误差小； 通过Rx的电流最大为5 mA，需要将电流表量程扩大为原来的5倍，根据并联分流的规律示意图如下 根据并联分流，即并联电路中电流之比等于电阻的反比，可知 解得R0 = 75 Ω 30 （3）测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示，则此时Rx两端的电压为　　　V，流过Rx的电流为　　　 mA，此组数据得到的Rx的阻值为　　　　 Ω(保留3位有效数字)。  2.30 4.20 548 [解析]电压表每小格表示0.1 V，向后估读一位，即U = 2.30 V； 电流表每小格表示0.02 mA，本位估读，即0.84 mA，电流表量程扩大5倍，所以通过Rx的电流为I = 4.20 mA； 根据欧姆定律可知Rx = Ω≈548 Ω。 31 考点三 实验器材的选取与实物图的连接 32 1.实验器材选择的技巧 （1）电压表、电流表：不超过量程，且要超过满偏刻度的<m></m>。有时也可以从测量数据 来确定选择的电表。 （2）滑动变阻器：分压选阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻器，限流选最大阻 值为待测电阻<m></m>倍的滑动变阻器。电流半偏法测电阻，滑动变阻器选阻值大的。 （3）定值电阻：若用于电表改装，阻值与改装后的量程匹配，若用于保护电路，应使 电流表、电压表读数在满偏刻度的<m></m>以上且不超过电流表、电压表量程。 33 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，按照电路原理图依次到开关，再到滑 动变阻器，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，再将要并联 的元件并联到电路中去。 （2）连线时要将导线接在接线柱上，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。 （4）滑动变阻器的接法：限流法，导线分别连接到上、下接线柱上（两个接线柱）；分 压法，导线分别连接到上边一个接线柱和下边两个接线柱上（一上两下共三个接线柱）。 34 【视角1】　器材选择+实物连线 例1 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0~3 A，内阻约为0.1 Ω) 35 直流电压表:V(量程为3 V、内阻为3 kΩ) 滑动变阻器:R1(阻值范围0~20 Ω) R2(阻值范围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: 36 （1）电源应该选择　　　　(填“E1”或“E2”)；  [解析] 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）电流表应该选择　　　　(填“A1”或“A2”)； [解析]其额定电流为1.2~1.5 A，所以直流电流表选择A2。 （3）滑动变阻器应该选择　　　　(填“R1”或“R2”)；  [解析]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。 37 （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] 见解析图 [解析]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。 38 【视角2】　电路设计+实物连线 例2 用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路。实验室提供的器材为:待测电流表A(量程10 mA，内阻约为50 Ω)，滑动变阻器R1，电阻箱R，电源E(电动势约为6 V，内阻可忽略)，开关S1和S2，导线若干。 39 （1）根据实验室提供的器材，在图(a)所示虚线框内将电路原理图补充完整，要求滑动变阻器起限流作用； [答案] 见解析 [解析] 电路原理图如图； 40 （2）将图(b)中的实物按设计的原理图连线； 　[答案] 见解析 [解析]实物连线如图: 41 ② [解析]待测电流表两端允许的最大电压为UA = 0.01×50 V = 0.5 V，当S2断开，电流表满偏时，滑动变阻器的阻值R = Ω = 550 Ω，故滑动变阻器选择②。 （3）若实验提供的滑动变阻器有两种规格 ①10 Ω，额定电流2 A ②1 500 Ω，额定电流0.5 A 实验中应该取　　　。(填“①”或“②”)  42 【视角3】　器材选择+电路设计+实物连线 例3 某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻(圆柱体的电阻约为6 Ω): 为精确测量其电阻，并且待测电阻的电压从零开始可以连续调节，除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下，为了测多组实验数据。 （1）则电压表应选　　　；电流表应选　　　；滑动变阻器应选　　　(填写器材前对应的序号字母)。  A.电压表V1(量程3 V，内阻约为15 kΩ) B.电压表V2(量程15 V，内阻约为75 kΩ) C.电流表A1(量程0.6 A，内阻约为1 Ω) A C 43 D.电流表A2(量程3 A，内阻约为0.2 Ω) E.滑动变阻器R1(0~5 Ω，0.6 A) F.滑动变阻器R2(0~2 000 Ω，0.1 A) G.1.5 V的干电池两节，内阻不计 H.开关S，导线若干 [解析] 电源电动势为3.0 V，则电压表应选A；电路可能出现的最大电流为 A = 0.5 A，则电流表应选C；待测电阻的电压从零开始可以连续调节，则滑动变阻器应接成分压电路，则应该选择阻值较小的E。 44 （2）请设计合理的实验电路，将电路图完整地画在虚线框中，并把实物图连接完整。 [答案] 如解析图所示 45 [解析] 因RV≫Rx，则应该采用电流表外接电路；合理的实验电路如图甲，实物图连接如图乙。 46 $