资源简介 第27讲 电学实验基础1.（1）某同学分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲、乙所示，长度为 mm，直径为 mm；（2）在某次测电阻的实验电路中，电压表、电流表示数如图丙、丁所示，接3 V量程时读数为 V，接0.6 A量程时读数为 A。2.某同学在实验室中用伏安法测一电阻R的阻值。（1）该同学用如图所示的电路判定电流表需采用内接法还是外接法。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。将单刀双掷开关K掷到1时，电压表和电流表的示数分别为U1＝2.9 V、I1＝31.2 mA；将K掷到2时，电压表和电流表的示数分别为U2＝3.0 V、I2＝29.7 mA，由此可知单刀双掷开关K应掷到 （选填“1”或“2”）。（2）若电阻的测量值R测是通过电压表的读数U和电流表的读数I的比值计算得出，则该电阻测量值R测＝ Ω（计算结果保留3位有效数字），且测量值R测 （选填“大于”“等于”或“小于”）电阻R的真实值。3.一只小灯泡，标有“3 V 0.6 W”字样，现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻：电源（电动势为12 V，内阻为1 Ω）、最大阻值为5 Ω的滑动变阻器、电流表（内阻为1 Ω）、电压表（内阻为10 kΩ）、开关一个、导线若干。（1）在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用 （选填“内接”或“外接”）法，滑动变阻器应采用 （选填“分压式”或“限流式”）接法。（2）在下面的虚线框内画出你所设计的实验电路图（尽量减小实验误差）。4.某同学用伏安法测电阻Rx的阻值（约为1 000 Ω），除了待测电阻Rx、开关S、导线外，还有下列器材：电流表A（量程0～3 mA，内阻约为5 Ω）；电压表V（量程0～3 V，内阻约为3 kΩ）；滑动变阻器R（0～10 Ω，允许通过的最大电流2 A）；蓄电池E（电动势为3 V，内阻约为0.1 Ω）。（1）要求能多测几组数据，且Rx测量值尽可能准确，你在下列选项中选择的电路图是 （填字母序号）。（2）按所选电路进行实验，在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到 （选填“A”或“B”）端，测量时测量值比真实值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。（3）实验中该同学发现电压表坏了，于是找来一个电流表G（量程0～1 mA，内阻rg＝10 Ω）和电阻箱串联改装成量程为0～3 V的电压表，则电阻箱的电阻值应调节为R0＝ Ω。该同学将改装成功后的电压表正确连入选择的电路，又想办法测出了电流表A的准确内阻RA，实验时电流表A的读数为IA，电流表G的读数为Ig，则待测电阻Rx＝ （用符号表示）。5.用伏安法测定某定值电阻Rx（内阻约为100 Ω），要尽可能准确地测量这只电阻的阻值。现有器材除被测电阻Rx外，还有如下的实验仪器：A.直流电源，电压12 V，内阻不计；B.电压表，量程0～3 V，内阻约10 kΩ；C.电压表，量程0～15 V，内阻约20 kΩ；D.电流表，量程0～0.3 A，内阻约20 Ω；E.电流表，量程0～10 mA，内阻r＝200 Ω；F.滑动变阻器，阻值0～50 Ω；G.开关一只、导线若干。（1）在上述仪器中，电压表应选用 ，电流表应选用 。（均填用仪器前序号）（2）请在方框内画出电路原理图。（3）若电流表示数为I，电压表示数为U，则Rx＝ （用题中字母表示）。6.某学习小组研究“不同的电阻测量方案对误差的影响”。现有器材为：电源、电流表（量程0.6 A）、电压表（量程3 V）、待测定值电阻、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、开关、导线若干。实验步骤如下：（1）用图甲、图乙所示的电路分别测量待测电阻的阻值，请在图丙中按图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将电路补充完整；（2）将图丙中滑动变阻器的滑片P滑到 端（选填“e”或“f”），闭合开关，调节滑动变阻器，记录测量数据。（3）根据测量数据在U-I坐标系中描点作图，得到图丁中的图线a和b，a图线是采用图 （选填“甲”或“乙”）电路测得的结果。（4）为提高测量精度，在图甲电路中，用电流传感器代替电流表，电压传感器代替电压表，对同一电阻再次进行测量。得到对应的U-I图线c，拟合直线及表达式见图戊，认为其测量值等于真实值。（5）相对误差反映测量的可信程度，相对误差公式为δ＝×100％。由步骤（3）和（4）可得图线a的电阻相对误差为δ＝ ％（保留3位有效数字）。第27讲 电学实验基础1.（1）10.50 0.900 （2）2.13 0.16解析：（1）游标卡尺的精度为0.02 mm，主尺示数为10 mm，游标尺示数为25×0.02 mm＝0.50 mm，故示数为10 mm＋0.50 mm＝10.50 mm；螺旋测微器精度为0.01 mm，螺旋测微器的读数为0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm。（2）接3 V量程时分度值为0.1 V，读数为2.13 V；接0.6 A量程时分度值为0.02 A，读数为0.16 A。2.（1）2 （2）101 大于解析：（1）单刀双掷开关K掷到1和2时，电压表的示数变化的百分比为η1＝×100％＝×100％≈3.4％，电流表的示数变化的百分比为η2＝×100％＝×100％≈4.8％，可知电流表的示数变化更明显，说明电压表的分流更严重，为减小误差，应采用电流表内接法，单刀双掷开关K应掷到2。（2）电阻测量值R测＝＝ Ω≈101 Ω由于电流表的分压作用，实际待测电阻两端的电压小于电压表的示数，故测量值R测大于电阻R的真实值。3.（1）外接 分压式 （2）见解析图解析：（1）因小灯泡正常工作时的电阻约为Rx＝＝15 Ω，而电流表、电压表的内阻分别为1 Ω和10 kΩ，满足RV Rx，电流表应外接；实验中因小灯泡两端电压只需3 V，而电源电动势为12 V，所以滑动变阻器应采用分压式接法。（2）设计的实验电路图如图所示。4.（1）B （2）A 偏大 （3）2 990 －RA解析：（1）实验要求能多测几组数据，且Rx测量值尽可能准确，可知，控制电路采用滑动变阻器的分压式接法，由于≈3＜≈200，则电压表的分流影响大，测量电路应采用电流表的内接法，可知B选项符合要求，故B正确。（2）按所选电路进行实验，为了确保安全，在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到A端；测量电路采用电流表内接法，由于电流表的分压影响，使得电压的测量值偏大，导致R测＝Rx＋RA，因此测量值比真实值偏大。（3）根据电压表的改装原理，串联的电阻箱的电阻值应调节为R0＝ Ω－10 Ω＝2 990 Ω根据欧姆定律，待测电阻为Rx＝－RA。5.（1）B E （2）见解析图 （3）－r解析：（1）由题意可知，要尽可能准确地测量电阻阻值，D选项电流表的内阻不确定，E选项电流表的内阻是定值，两者相对于待测电阻阻值均不可忽略，则选择E选项电流表；由于电流表内阻已知，电流表选用内接法，若选用量程为0～15 V的电压表，由欧姆定律有I1＝＝ A＝0.04 A＝40 mA，不符合题意，若选用量程为0～3 V的电压表，由欧姆定律有I2＝＝ A＝0.01 A＝10 mA，符合题意，则电压表选择B即可。（2）由于滑动变阻器阻值小于待测电阻，本题应采用分压式接法，同时，电流表选用内接法，电路如图所示。（3）根据闭合电路的欧姆定律有U＝I（Rx＋r），解得Rx＝－r。6.（1）见解析图 （2）e （3）甲 （5）27.8解析：（1）由题中数据可知，电压表量程选3 V，所以接线柱接3 V量程，电流表与待测电阻串联与电压表并联，则电压表3 V接线柱接在待测电阻右侧接线柱上，滑动变阻器采用限流接法，因下端已经连接电路，则待测电阻右侧接线柱接在滑动变阻器的e端或f端，补充完整电路如图所示。（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到接入电路阻值最大处，即滑动变阻器的滑片P滑到e端。（3）选择电流表外接法，由于电压表的分流作用，电流表测量值大于流经Rx的电流值，测量结果偏小；选择电流表内接法，由于电流表的分压作用，电压表测量值大于Rx两端的电压值，测量结果偏大；a图线对应的测量值大于b图线对应的测量值，所以a图线是采用电流表内接法，即采用图甲所示的电路测得的结果。（5）结合图戊的U-I关系式可知，待测电阻的真实值＝5.031 Ω，由图丁可知，图线a的电阻测量值为＝＝ Ω≈6.429 Ω，图线a的电阻相对误差为δ＝×100％≈27.8％。1 / 1第27讲 电学实验基础1.掌握常用仪器的使用及读数方法。 2.掌握电流表的内、外接法及滑动变阻器的两种连接方式。 3.掌握误差的分类及产生原因。 4.会根据电路原理图连接实验器材。考点一 常用仪器的使用与读数要点深化1.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），游标尺上还有一个深度尺（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 mm20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm50 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，K值均不需要估读到下一位。2.螺旋测微器（1）构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。（2）原理：固定刻度B的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上有50个等分刻度，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。读数时估读到毫米的千分位上。（3）读数：测量值a（mm）＝固定刻度数b（mm）（注意半毫米刻度线是否露出）＋可动刻度数c（估读一位）×0.01（mm）。3.电压表、电流表的使用及读数量程选择 使用事项 电表估读选择合适量程：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 （1）使用前应先进行零点调整（机械调零）。 （2）导线接在电表的接线柱上时，使电流从“＋”接线柱流入，“－”接线柱流出 （1）最小分度是“1，0.1，0.01，…”时，估读到最小分度的（即估读到最小分度的下一位）。 （2）最小分度是“2，0.2，0.02，…”时，估读到最小分度的（即估读到最小分度的那一位）。 （3）最小分度是“5，0.5，0.05，…”时，估读到最小分度的（即估读到最小分度的那一位）（1）如图甲、乙、丙所示的是三把不同分度的游标卡尺测量时的情境，其读数依次为 mm、 mm、 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（均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。尝试解答 1.游标卡尺的读数“三看” （1）“一看”：精确度是0.1 mm、0.05 mm还是0.02 mm。 （2）“二看”：游标尺上的0刻度线位置，注意区分0刻度线与标尺最前端的边界线。 （3）“三看”：游标尺的第几条刻度线与主尺上的某刻度线对齐。 2.螺旋测微器的读数“三”注意 （1）半毫米刻度线是否漏出。 （2）一定要估读一位。 （3）如果以mm为单位记录读数，小数点后一定是三位数字，如6.700 mm、0.324 mm等。（1）如图甲所示的电流表使用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。（2）如图乙所示的电压表使用较小量程时，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。（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 Ω。尝试解答 考点二 测量电路和控制电路的选择要点深化电流表的两种接法1.伏安法测电阻两种接法的比较（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 RV Rx巧记口诀 大内偏大（大电阻内接法，测量值偏大） 小外偏小（小电阻外接法，测量值偏小）2.电流表两种接法选择（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。（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）试触法：按图所示接好电路，让连接电压表的导线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，说明电流表分压更明显，则可采用电流表外接法；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，说明电压表分流更明显，则可采用电流表内接法。（2025·甘肃高考12题）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。（1）首先设计如图甲所示的电路。①要求用S2选择电流表内、外接电路，请在图甲中补充连线将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 （选填“a”或“b”）端；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 （选填“c”或“d”）端。（2）为了消除上述实验中电表引起的误差，该小组又设计了如图乙所示的电路。①请在图乙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）。尝试解答 滑动变阻器的两种接法1.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前滑片位置 b端 a端 都是为了保护电路元件2.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时，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）要求电压表从零开始读数，要求电压（电流）测量范围尽可能大；（2）当待测电阻Rx R（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。某同学想进一步更精确地测量一电阻约为200 Ω的导体的阻值，现有的器材及其代号和规格如下：电流表A1（量程0～50 mA，内阻约为5 Ω）；电流表A2（量程0～500 μA，内阻约为50 Ω）；电压表V1（量程0～3 V，内阻约为10 kΩ）；电压表V2（量程0～10 V，内阻约为50 kΩ）；滑动变阻器R1（阻值范围为0～5 Ω，允许通过的最大电流为2.0 A）；滑动变阻器R2（阻值范围为0～20 Ω，允许通过的最大电流为1.0 A）；直流电源E（电动势10 V，内阻不计），待测电阻Rx，开关S一个，导线若干。（1）为了使实验误差较小，要求电表的指针的偏转幅度达到半偏以上，并要求测得多组数据进行分析，则电流表应选择 ，电压表应选择 ，滑动变阻器应选择 ；（2）请将你设计的实验电路画在方框内。尝试解答 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的大约值，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。 （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。考点三 实验器材的选取与实物图的连接要点深化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。有时也可以依据测量数据来确定选择的电表。（2）滑动变阻器：分压选最大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2～3倍的滑动变阻器。（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以上且不超过电流表、电压表量程。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）。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，并且使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。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）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（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）。（2）请设计合理的实验电路，将电路图完整地画在图虚线框中，并把实物图连接完整。尝试解答 第27讲 电学实验基础考点一要点深化【典例1】 （1）17.6 23.25 3.20 （2）D H G 6.700解析：（1）题图甲读数：整毫米是17 mm，不足1毫米数是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：整毫米是23 mm，不足1毫米数是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：整毫米是3 mm，不足1毫米数是10×0.02 mm＝0.20 mm，最后结果是3 mm＋0.20 mm＝3.20 mm。（2）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，拨动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。【典例2】 （1）0.02 0.44 0.1 2.20 （2）0.1 1.70 0.5 8.5 （3）1 987 将“×1 k”挡旋钮调到2，再将“×100”挡旋钮调到0 0～19 998解析：（1）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。（2）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。（3）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。考点二要点深化【典例3】 （1）①见解析图 ②b ③c（2）①见解析图 ②－解析：（1）①实物连接图如图所示，②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，此时，连入电路中的阻值最大，可保护电路的安全。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，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。（2）①实物连接图如图所示，②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＝－。【典例4】 （1）A1 V2 R1 （2）见解析图解析：（1）电动势为10 V，导体的电阻约为200 Ω，则电路中最大电流约为I＝＝50 mA，故电流表应选A1，电压表应选择V2。由于要测得多组数据进行分析，因此电路采用分压式电路，为方便操作，滑动变阻器应选用阻值较小的R1。（2）根据题意可得＝500 Ω＞Rx，故电流表应采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，故实验电路图如图。考点三要点深化【典例5】 （1）A C E （2）见解析图解析：（1）电源电动势为3 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，则应该选择滑动变阻器最大阻值较小的E。（2）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。1 / 1(共70张PPT)第27讲 电学实验基础目标要求1. 掌握常用仪器的使用及读数方法。2. 掌握电流表的内、外接法及滑动变阻器的两种连接方式。3. 掌握误差的分类及产生原因。4. 会根据电路原理图连接实验器材。目 录CONTENTS考点一 常用仪器的使用与读数考点二 测量电路和控制电路的选择考点三 实验器材的选取与实物图的连接课时跟踪检测考点一 常用仪器的使用与读数要点深化1. 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），游标尺上还有一个深度尺（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 mm20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm50 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，K值均不需要估读到下一位。2. 螺旋测微器（1）构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。（2）原理：固定刻度B的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上有50个等分刻度，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。读数时估读到毫米的千分位上。（3）读数：测量值a（mm）＝固定刻度数b（mm）（注意半毫米刻度线是否露出）＋可动刻度数c（估读一位）×0.01（mm）。3. 电压表、电流表的使用及读数量程选择 使用事项 电表估读选择合适量程：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 （1）使用前应先进行零点调整（机械调零）。 （2）导线接在电表的接线柱上时，使电流从“＋”接线柱流入，“－”接线柱流出 （1）最小分度是“1，0.1，0.01，…”时，估读到最小分度的（即估读到最小分度的下一位）。（2）最小分度是“2，0.2，0.02，…”时，估读到最小分度的（即估读到最小分度的那一位）。（3）最小分度是“5，0.5，0.05，…”时，估读到最小分度的（即估读到最小分度的那一位）（1）如图甲、乙、丙所示的是三把不同分度的游标卡尺测量时的情境，其读数依次为 mm、 mm、 mm。17.6 23.25 3.20 解析： 题图甲读数：整毫米是17 mm，不足1毫米数是6×0.1 mm＝0.6mm，最后结果是17 mm＋0.6 mm＝17.6 mm。题图乙读数：整毫米是23 mm，不足1毫米数是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：整毫米是3 mm，不足1毫米数是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（均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，拨动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。1. 游标卡尺的读数“三看”（1）“一看”：精确度是0.1 mm、0.05 mm还是0.02 mm。（2）“二看”：游标尺上的0刻度线位置，注意区分0刻度线与标尺最前端的边界线。（3）“三看”：游标尺的第几条刻度线与主尺上的某刻度线对齐。2. 螺旋测微器的读数“三”注意（1）半毫米刻度线是否漏出。（2）一定要估读一位。（3）如果以mm为单位记录读数，小数点后一定是三位数字，如6.700mm、0.324 mm等。（1）如图甲所示的电流表使用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。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。0.02 0.44 0.1 2.20 （2）如图乙所示的电压表使用较小量程时，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。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。0.1 1.70 0.5 8.5 （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 。1 987 将“×1 k”挡旋钮调到2，再将“×100”挡旋钮调到0 若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为 Ω。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。0～19 998 考点二 测量电路和控制电路的选择要点深化电流表的两种接法1. 伏安法测电阻两种接法的比较（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 RV Rx巧记口诀 大内偏大（大电阻内接法，测量值偏大） 小外偏小（小电阻外接法，测量值偏小）2. 电流表两种接法选择（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。（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）试触法：按图所示接好电路，让连接电压表的导线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，说明电流表分压更明显，则可采用电流表外接法；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，说明电压表分流更明显，则可采用电流表内接法。（2025·甘肃高考12题）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。（1）首先设计如图甲所示的电路。①要求用S2选择电流表内、外接电路，请在图甲中补充连线将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 （选填“a”或“b”）端；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 （选填“c”或“d”）端。b c 答案： ①见解析图解析： ①实物连接图如图所示，②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，此时，连入电路中的阻值最大，可保护电路的安全。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，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。（2）为了消除上述实验中电表引起的误差，该小组又设计了如图乙所示的电路。①请在图乙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：①见解析图解析：①实物连接图如图所示，②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＝－。滑动变阻器的两种接法1. 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前滑片位置 b端 a端 都是为了保护电路元件2. 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时，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）要求电压表从零开始读数，要求电压（电流）测量范围尽可能大；（2）当待测电阻Rx R（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。某同学想进一步更精确地测量一电阻约为200 Ω的导体的阻值，现有的器材及其代号和规格如下：电流表A1（量程0～50 mA，内阻约为5 Ω）；电流表A2（量程0～500 μA，内阻约为50 Ω）；电压表V1（量程0～3 V，内阻约为10 kΩ）；电压表V2（量程0～10 V，内阻约为50 kΩ）；滑动变阻器R1（阻值范围为0～5 Ω，允许通过的最大电流为2.0 A）；滑动变阻器R2（阻值范围为0～20 Ω，允许通过的最大电流为1.0 A）；直流电源E（电动势10 V，内阻不计），待测电阻Rx，开关S一个，导线若干。（1）为了使实验误差较小，要求电表的指针的偏转幅度达到半偏以上，并要求测得多组数据进行分析，则电流表应选择 ，电压表应选择 ，滑动变阻器应选择 ；解析： 电动势为10 V，导体的电阻约为200 Ω，则电路中最大电流约为I＝＝50 mA，故电流表应选A1，电压表应选择V2。由于要测得多组数据进行分析，因此电路采用分压式电路，为方便操作，滑动变阻器应选用阻值较小的R1。A1 V2 R1 （2）请将你设计的实验电路画在方框内。答案：见解析图解析：根据题意可得＝500 Ω＞Rx，故电流表应采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，故实验电路图如图。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的大约值，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。（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。考点三实验器材的选取与实物图的连接要点深化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。有时也可以依据测量数据来确定选择的电表。（2）滑动变阻器：分压选最大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2～3倍的滑动变阻器。（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以上且不超过电流表、电压表量程。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）。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，并且使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。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）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）H. 开关S，导线若干（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）。解析： 电源电动势为3 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，则应该选择滑动变阻器最大阻值较小的E。A C E 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（2）请设计合理的实验电路，将电路图完整地画在图虚线框中，并把实物图连接完整。答案：见解析图解析：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。课时跟踪检测1. （1）某同学分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲、乙所示，长度为 mm，直径为 mm；10.50 0.900 123456解析：游标卡尺的精度为0.02mm，主尺示数为10 mm，游标尺示数为25×0.02 mm＝0.50mm，故示数为10 mm＋0.50mm＝10.50 mm；螺旋测微器精度为0.01 mm，螺旋测微器的读数为0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm。（2）在某次测电阻的实验电路中，电压表、电流表示数如图丙、丁所示，接3 V量程时读数为 V，接0.6 A量程时读数为 A。2.13 0.16 解析：接3 V量程时分度值为0.1 V，读数为2.13 V；接0.6 A量程时分度值为0.02 A，读数为0.16 A。1234562. 某同学在实验室中用伏安法测一电阻R的阻值。（1）该同学用如图所示的电路判定电流表需采用内接法还是外接法。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。将单刀双掷开关K掷到1时，电压表和电流表的示数分别为U1＝2.9 V、I1＝31.2 mA；将K掷到2时，电压表和电流表的示数分别为U2＝3.0 V、I2＝29.7 mA，由此可知单刀双掷开关K应掷到 （选填“1”或“2”）。2 123456解析：单刀双掷开关K掷到1和2时，电压表的示数变化的百分比为η1＝×100％＝×100％≈3.4％，电流表的示数变化的百分比为η2＝×100％＝×100％≈4.8％，可知电流表的示数变化更明显，说明电压表的分流更严重，为减小误差，应采用电流表内接法，单刀双掷开关K应掷到2。123456（2）若电阻的测量值R测是通过电压表的读数U和电流表的读数I的比值计算得出，则该电阻测量值R测＝ Ω（计算结果保留3位有效数字），且测量值R测 （选填“大于”“等于”或“小于”）电阻R的真实值。解析：电阻测量值R测＝＝ Ω≈101 Ω由于电流表的分压作用，实际待测电阻两端的电压小于电压表的示数，故测量值R测大于电阻R的真实值。101 大于 1234563. 一只小灯泡，标有“3 V 0.6 W”字样，现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻：电源（电动势为12 V，内阻为1 Ω）、最大阻值为5 Ω的滑动变阻器、电流表（内阻为1 Ω）、电压表（内阻为10 kΩ）、开关一个、导线若干。（1）在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用 （选填“内接”或“外接”）法，滑动变阻器应采用 （选填“分压式”或“限流式”）接法。外接 分压式 123456解析：因小灯泡正常工作时的电阻约为Rx＝＝15 Ω，而电流表、电压表的内阻分别为1 Ω和10 kΩ，满足RV Rx，电流表应外接；实验中因小灯泡两端电压只需3 V，而电源电动势为12 V，所以滑动变阻器应采用分压式接法。123456（2）在下面的虚线框内画出你所设计的实验电路图（尽量减小实验误差）。答案：见解析图解析：设计的实验电路图如图所示。1234564. 某同学用伏安法测电阻Rx的阻值（约为1 000 Ω），除了待测电阻Rx、开关S、导线外，还有下列器材：电流表A（量程0～3 mA，内阻约为5 Ω）；电压表V（量程0～3 V，内阻约为3 kΩ）；滑动变阻器R（0～10 Ω，允许通过的最大电流2 A）；蓄电池E（电动势为3 V，内阻约为0.1 Ω）。123456（1）要求能多测几组数据，且Rx测量值尽可能准确，你在下列选项中选择的电路图是 （填字母序号）。B 123456解析：实验要求能多测几组数据，且Rx测量值尽可能准确，可知，控制电路采用滑动变阻器的分压式接法，由于≈3＜≈200，则电压表的分流影响大，测量电路应采用电流表的内接法，可知B选项符合要求，故B正确。123456（2）按所选电路进行实验，在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到 （选填“A”或“B”）端，测量时测量值比真实值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。解析：按所选电路进行实验，为了确保安全，在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到A端；测量电路采用电流表内接法，由于电流表的分压影响，使得电压的测量值偏大，导致R测＝Rx＋RA，因此测量值比真实值偏大。A 偏大 123456（3）实验中该同学发现电压表坏了，于是找来一个电流表G（量程0～1mA，内阻rg＝10 Ω）和电阻箱串联改装成量程为0～3 V的电压表，则电阻箱的电阻值应调节为R0＝ Ω。该同学将改装成功后的电压表正确连入选择的电路，又想办法测出了电流表A的准确内阻RA，实验时电流表A的读数为IA，电流表G的读数为Ig，则待测电阻Rx＝ （用符号表示）。解析：根据电压表的改装原理，串联的电阻箱的电阻值应调节为R0＝ Ω－10 Ω＝2 990 Ω根据欧姆定律，待测电阻为Rx＝－RA。2 990 －RA 1234565. 用伏安法测定某定值电阻Rx（内阻约为100 Ω），要尽可能准确地测量这只电阻的阻值。现有器材除被测电阻Rx外，还有如下的实验仪器：A. 直流电源，电压12 V，内阻不计；B. 电压表，量程0～3 V，内阻约10 kΩ；C. 电压表，量程0～15 V，内阻约20 kΩ；D. 电流表，量程0～0.3 A，内阻约20 Ω；E. 电流表，量程0～10 mA，内阻r＝200 Ω；F. 滑动变阻器，阻值0～50 Ω；G. 开关一只、导线若干。123456（1）在上述仪器中，电压表应选用 ，电流表应选用 。（均填用仪器前序号）B E 解析：由题意可知，要尽可能准确地测量电阻阻值，D选项电流表的内阻不确定，E选项电流表的内阻是定值，两者相对于待测电阻阻值均不可忽略，则选择E选项电流表；由于电流表内阻已知，电流表选用内接法，若选用量程为0～15 V的电压表，由欧姆定律有I1＝＝ A＝0.04 A＝40 mA，不符合题意，若选用量程为0～3 V的电压表，由欧姆定律有I2＝＝ A＝0.01 A＝10 mA，符合题意，则电压表选择B即可。123456（2）请在方框内画出电路原理图。答案：见解析图解析： 由于滑动变阻器阻值小于待测电阻，本题应采用分压式接法，同时，电流表选用内接法，电路如图所示。123456（3）若电流表示数为I，电压表示数为U，则Rx＝ （用题中字母表示）。解析：根据闭合电路的欧姆定律有U＝I（Rx＋r），解得Rx＝－r。－r 1234566. 某学习小组研究“不同的电阻测量方案对误差的影响”。现有器材为：电源、电流表（量程0.6 A）、电压表（量程3 V）、待测定值电阻、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、开关、导线若干。123456（1）用图甲、图乙所示的电路分别测量待测电阻的阻值，请在图丙中按图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将电路补充完整；实验步骤如下：123456答案：见解析图解析：由题中数据可知，电压表量程选3 V，所以接线柱接3 V量程，电流表与待测电阻串联与电压表并联，则电压表3 V接线柱接在待测电阻右侧接线柱上，滑动变阻器采用限流接法，因下端已经连接电路，则待测电阻右侧接线柱接在滑动变阻器的e端或f端，补充完整电路如图所示。123456（2）将图丙中滑动变阻器的滑片P滑到 端（选填“e”或“f”），闭合开关，调节滑动变阻器，记录测量数据。e 解析：闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到接入电路阻值最大处，即滑动变阻器的滑片P滑到e端。123456（3）根据测量数据在U-I坐标系中描点作图，得到图丁中的图线a和b，a图线是采用图 （选填“甲”或“乙”）电路测得的结果。甲 123456解析：选择电流表外接法，由于电压表的分流作用，电流表测量值大于流经Rx的电流值，测量结果偏小；选择电流表内接法，由于电流表的分压作用，电压表测量值大于Rx两端的电压值，测量结果偏大；a图线对应的测量值大于b图线对应的测量值，所以a图线是采用电流表内接法，即采用图甲所示的电路测得的结果。123456（4）为提高测量精度，在图甲电路中，用电流传感器代替电流表，电压传感器代替电压表，对同一电阻再次进行测量。得到对应的U-I图线c，拟合直线及表达式见图戊，认为其测量值等于真实值。123456（5）相对误差反映测量的可信程度，相对误差公式为δ＝×100％。由步骤（3）和（4）可得图线a的电阻相对误差为δ＝ ％（保留3位有效数字）。27.8 解析：结合图戊的U-I关系式可知，待测电阻的真实值＝5.031 Ω，由图丁可知，图线a的电阻测量值为＝＝ Ω≈6.429 Ω，图线a的电阻相对误差为δ＝×100％≈27.8％。123456THANKS演示完毕 感谢观看 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第27讲 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