第10章 第3讲 第1课时 基础先行——电学实验必须熟练掌握的基本知能(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习

该高中物理高考复习课件聚焦电学实验专题，覆盖游标卡尺、螺旋测微器、伏安法测电阻等核心考点，依据高考评价体系分析仪器读数、电路设计等高频考点权重，结合2024-2025年高考真题归纳读数计算、误差分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题引领+方法突破+素养提升”，如2025河北高考游标卡尺读数题解析“三看”技巧，伏安法试触法判断内外接培养科学思维与科学探究素养，帮助学生掌握实验设计、数据处理等得分要点，教师可据此系统开展高效复习教学。

实验专题系统化突破 第 3 讲 教学课时图解 基础先行——电学实验 必须熟练掌握的基本知能 第 1 课时 (一) 基本仪器的使用及读数 (二) 伏安法测电阻 01 02 CONTENTS 目录 (三) 滑动变阻器的两种接法 03 (四) 电表的改装 04 (一) 基本仪器的使用及读数 (一)游标卡尺 1.构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)，游标尺与深度尺是一个整体(如图所示)。 2.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总是比主尺上同样多的小等分刻度的总长度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其读数见下表： 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 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 3.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，则记录结果为(x+K×精确度)mm。 注意：对于游标卡尺，无论哪种规格，均不需要估读到下一位，后面不能随意加零，也不能随意去零。 (二)螺旋测微器 1.构造：如图所示，螺旋测微器的测砧和固定刻度是固定在尺架上的；可动刻度、旋钮、微调旋钮是与测微螺杆连在一起的，通过精密螺纹套在固定刻度上。 2.原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5 mm，而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格，测微螺杆前进或后退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)=固定刻度读数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度读数(估读一位)×0.01(mm)。 (三)电压表、电流表 1.量程选择 测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的，但又不能超过量程。 2.电表读数规则 (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。 1.(2025·河北高考)1992年，江苏扬州出 土的古代铜卡尺，由固定尺和活动尺 组成，现代游标卡尺的构件与其非常相似，已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度，示数如图所示，其读数为 (　　) A.14.20 mm B.14.2 mm C.17.20 mm D.17.2 mm 针对训练 √ 解析：由题图可知，游标卡尺的主尺读数为17 mm，游标尺的分度值为0.02 mm，第10条刻度线与主尺刻度线对齐，则游标尺的读数为10× 0.02 mm=0.20 mm，所以该游标卡尺的读数为17 mm+0.20 mm=17.20 mm，故选C。 2.(1)如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺自左向右分别为10分度、20分度、50分度，它们的读数依次为______mm、______mm、______mm。  17.6 23.25 3.20 解析：题图甲读数：整毫米数是17 mm，游标尺读数是6×0.1 mm=0.6 mm，最后结果是17 mm+0.6 mm=17.6 mm。题图乙读数：整毫米数是23 mm，游标尺读数是5×0.05 mm=0.25 mm，最后结果是23 mm+0.25 mm=23.25 mm。题图丙读数：整毫米数是3 mm，游标尺读数是10×0.02 mm=0.20 mm，最后结果是3 mm+0.20 mm=3.20 mm。 (2)某同学用如图丁所示的螺旋测微器测量小球的直径时，他应先转动_____使F靠近小球，再转动____使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戊所示，则小球的直径是______mm。  D　 H　 G　 6.700 解析：用螺旋测微器测小球直径时，先转动旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动锁紧装置G使F固定后读数，读数为6.5 mm+20.0×0.01 mm=6.700 mm。 3.(1)某次实验时，电压表的示数如图甲所示，读数为______V。  解析：因为0~3 V的电压表的精确度为0.1 V，需估读到小数点后两位，所以电压表读数为2.00 V。 2.00 (2)某次实验时，电流表的示数如图乙所示，读数为______A。  解析：电流表的精确度为0.02 A，读数为0.52 A。 0.52 (3)某次实验时，电阻箱旋钮位置如图丙所示，则电阻箱接入电路的阻值为________Ω。  2 500.0 解析：电阻箱的精确度为0.1 Ω，不需要估读，则读数为(2×1 000+5 ×100)Ω=2 500.0 Ω。 游标卡尺的读数要“三看” (1)第一看→精确度。例如(如图所示)： 关键点拨 该游标卡尺的精确度为0.1 mm，正确的读数应为11 mm+4×0.1 mm =11.4 mm。 (2)第二看→游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度线与游标尺最前端的线。如图所示，不注意这一点易错读成：10 mm+4×0.1 mm=10.4 mm。 (3)第三看→游标尺的哪条刻度线与主尺上刻度线对齐，注意游标卡尺不需估读，后面不能随意加零，也不能随意去零。如图所示，不注意这一点，易错读成：11 mm+4.0×0.1 mm=11.40 mm。 (二) 伏安法测电阻 1.电流表内、外接法的比较   电流表内接法 电流表外接法 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   电流表内接法 电流表外接法 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 适用条件 RA≪Rx，适用于测量大电阻 RV≫Rx，适用于测量小电阻 2.电流表的内、外接法的选择 (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： ①若Rx较小，宜采用电流表外接法； ②若Rx较大，宜采用电流表内接法。 (2)比值比较法： ①若>，则用电流表外接法； ②若<，则用电流表内接法。 注意：比值比较法也可以变形为临界值法。即： ①Rx<时，用电流表外接法； ②Rx>时，用电流表内接法； ③Rx=时，内、外接法均可。 (3)试触法：按如图所示连接好电路，让 电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下： ①如果电压表的示数有明显的变化，而 电流表的示数变化不明显，即<，则可采用电流表外接法； ②如果电流表的示数有明显的变化，而电压表的示数变化不明显，即>，则可采用电流表内接法。 1.在测定金属丝电阻的实验中，为提高测量 精确度，减小误差，需要确定电流表采用内接法 还是外接法。由于电表内阻未知，一位同学运用 试触法进行判断。具体做法是：按如图所示的电 路闭合开关后，当与电压表连接的导线(带箭头部分)接到a点时，电压表示数为2.0 V，电流表示数为0.40 A；当接到b点时，电压表示数为3.0 V，电流表示数为0.38 A。电源内阻不计。 针对训练 (1)由以上数据可知，应该采用电流表_____接法。(选填“内”或“外”)  解析：由题意可知，>，则电压表的示数变化比较明显，电流表分压较大，为准确测量，电流表应采用外接法。 外 (2)测得Rx的阻值是______Ω。(取两位有效数字)  解析：待测电阻阻值Rx== Ω=5.0 Ω。 5.0 2.(2024·湖南高考)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示，E是电源，V为电压表，A为电流表。 (1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100 mA，电压表量程为3 V，表盘如图(c)所示，示数为___________________V，此时金属丝阻值的测量值R为___________________ Ω(保留3位有效数字)；  解析：电压表量程为0~3 V，分度值为0.1 V，则电压表示数需估读一位，示数为1.25 V，根据欧姆定律可知，金属丝阻值的测量值R==12.5 Ω。 1.25(1.23~1.27均可) 12.5(12.3~12.7均可) (2)打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值； (3)根据测量数据绘制R⁃p关系图线，如图(d)所示； (4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100 mA，电压表指针应该在图(c)指针位置的_____侧(填“左”或“右”)；  解析：根据题图(d)可知，气压越小电阻越大，再根据U=IR结合电流I不变、电阻R增大，则电压增大，电压表的指针位置应该在题图(c)中指针位置的右侧。 右 (5)若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值______真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。  解析：电流表采用外接法会导致电压表分流，即R测=，I测=I真+，即I测>I真，故R测 < R真。 小于 (三) 滑动变阻器的两种接法 1.两种接法的比较   限流接法 分压接法 电路图 负载R上电压调节范围 ≤U≤E 0≤U≤E 负载R上电流调节范围 ≤I≤ 0≤I≤ 闭合S前滑片位置 b端 a端 2.两种接法的选择 采用分压接法 ①要求待测电阻两端的电压从零开始变化，或精确性要求较高时 ②滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻或串联的其他电阻的阻值时 ③题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不能满足限流接法时 采用限流接法 ①待测电阻接近或略小于滑动变阻器的最大阻值时 ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时 ③没有很高的精确性要求，考虑安装简捷和节能因素时 1.(2025·福建厦门三模)某同学用多用电表测出一电阻R0的阻值约为2 000 Ω，为了比较精确地测定该电阻的阻值，现给出下列器材： A.电压表(量程6 V，内阻约为10 kΩ) B.电流表(量程3 mA，内阻约为2 Ω) C.滑动变阻器(最大阻值20 Ω) D.电源(电动势6 V，内阻1 Ω) E.开关、导线若干 针对训练 (1)在方框内画出实验的电路图。 解析：由题意可知，待测电阻阻值约为2 000 Ω，电压表内阻约为10 kΩ，电流表内阻约为2 Ω，R0>，电流表应采用内接法；由于待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图甲所示。 (2)在实物图中完成其余连线使之成为完整的实验电路。 解析：根据电路图连接实物图如图乙所示。 (3)电阻的测量值比真实值______ (选填“偏大”或“偏小”)。在实物图中，开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至_____端(选填“左”或“右”)。  解析：电流表采用内接法，由于电流表的分压作用，电压的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值大于真实值；滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至左端。 偏大 左 2.(2024·全国甲卷)电阻型氧气传感器的阻值会随所处 环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电 流(即工作电流)恒定的条件下，通过测量不同氧气含量 下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应 关系，这一过程称为定标。一同学用图(a)所示电路对他 制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内 的氧气传感器(工作电流1 mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%)。完成下列实验步骤并填空： (1)将图(a)中的实验器材间的连线补充完整，使其能对传感器定标； 解析：连接实物图如图甲所示，注意连线不要有交叉，且电流从电表的正接线柱流入，从电表的负接线柱流出。 (2)连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口； (3)把滑动变阻器的滑片滑到___端(填“a”或“b”)，闭合开关；  解析：为了保护电路，闭合开关瞬间，毫安表和电压表的示数应为0，所以闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至a端。 a (4)缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为1 mA，记录电压表的示数U； (5)断开开关，更换气瓶，重复步骤(3)和(4)； (6)获得的氧气含量分别为1%、5%、10%和15%的数据已标在图(b)中；氧气含量为20%时电压表的示数如图(c)，该示数为______V(结果保留2位小数)。  1.40 现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为1 mA，此时电压表的示数为1.50 V，则此瓶气体的氧气含量为_____%(结果保留整数)。  解析：根据电压表的读数规则可知，电压表的示 数为1.40 V。根据题图(b)中的数据点拟合电压表 示数U与氧气含量的关系曲线如图乙所示，则可 知当电压表的示数为1.50 V时，氧气含量约为 17%。 17 (四) 电表的改装 电压表、电流表的改装及其特点 项目 表头G改装成电压表 表头G改装成电流表 改装电路 改装原理 串联大电阻分压 并联小电阻分流 改装后的量程 U=Ig(R+Rg) I=Ig+ 项目 表头G改装成电压表 表头G改装成电流表 接入的电阻 由U=Ig(Rg+R)，解得R=-Rg 由IgRg=(I-Ig)R，解得R= 改装后的内阻 RV=Rg+R RA= 校准电路 注意：改装后表头内阻Rg、表头的满偏电流Ig、满偏电压Ug都没有变，只是表头的刻度需要相应的调整。 1.[电流表的改装与校准] 现要测量一个满偏电流Ig=50 μA的表头内阻并改装成量程为1 mA的电流表，如图甲所示。 针对训练 (1)先闭合开关，再调整滑动变阻器，使电流表A的示数为84 mA，表头G的示数如图乙所示，则流过G的电流是_________。若rA=1.0 Ω，则可得表头的内阻rg=_________。  解析：表头G的满偏电流Ig=50 μA，则题图乙所示表头G的示数为30.0 μA。根据并联电路电压相等可得84×10-3 A×1.0 Ω=30×10-6 A×rg，解得表头G的内阻rg=2 800 Ω。 30.0 μA 2 800 Ω (2)给G并联一个R1的电阻改装成电流表，将改装后的电流表与标准电流表串联进行校准时，当表头G的示数为Ig时，标准电流表A的示数为0.76 mA，则改装之后的电流表实际量程是_________。  解析：对改装后的电表，流过电阻R1的电流为=0.76 mA-Ig，根据并联电路电压相等可得IR1·R1=Ig·rg，解得R1= Ω，则改装后的电流表的实际量程为I1=Ig+=0.95 mA。 0.95 mA (3)若要把它改装成量程为1 mA的电流表，还需要在R1两边并联一个R2=____R1的电阻。  解析：若把并联R1的表头G再改装成量程为1 mA的电流表，需要并联电阻R2==2 800 Ω，=18。 18 2.[电压表的改装与校准] (2024·安徽高考)某实验小组要将电流表G(铭牌标示：Ig=500 μA，Rg=800 Ω)改装成量程为1 V和3 V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图甲所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 (1)开关S1闭合前，滑片P应移动到____ (填“M”或“N”)端。  M 解析：由题图甲可知，滑动变阻器采用分压式接法，为了电路安全，在开关S1闭合前，滑片P应移动到M端。 (2)根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1 200 Ω，则R2的阻值应调至_______Ω。  解析：当开关S2接b时，根据欧姆定律得U1=Ig(Rg+R1)=1 V，此时电压表量程为1 V。当开关S2接a时，电压表量程为3 V，根据欧姆定律得U2=Ig(Rg+R1+R2)，解得R2=4 000 Ω。 4 000 (3)当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为_________。(结果用U、I、R1、R2表示)  解析：当开关S2接a时，根据欧姆定律得U=I(Rg+R1+R2)，故电流表G的内阻可表示为Rg=-R1-R2。 -R1-R2 (4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要___即可。(填正确答案标号)  A.增大电阻箱R1的阻值 B.减小电阻箱R2的阻值 C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 A 解析：校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值，根据欧姆定律知，要使改装后的电压表两量程读数准确，只能增大电阻箱R1的阻值。故选A。 (5)校准完成后，开关S2与b连接，电流表G的示数如图乙所示，此示数对应的改装电压表读数为______V。(保留2位有效数字)  解析：根据欧姆定律得UV=IA(Rg+R1)=430×10-6×(800+1 200)V=0.86 V。 0.86 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $