第十章 恒定电流 第51课时　电学实验基础　实验增分课学生用

第51课时电学实验基础[实验增分课]题型一基本仪器的使用及读数1.游标卡尺和螺旋测微器精确度10分度游标尺，精确度为0.1mm；20分度游标尺，精确度为0.05mm；50分度游标尺，精确度为0.02mm，不估读使用被测物体夹在测微螺杆与测砧之间，旋转粗调旋钮，当测微螺杆快靠近物体时，停止使用粗调旋钮，改用微调旋钮，听到“喀喀”声时停止，然后读数读数若用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度线对齐的游标的格数，则测量值（mm）＝x（mm）＋K×精确度（mm）读数（1）读数：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）＋可动刻度读数（带估读值）×0.01（mm）2.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：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的13，（1）使用前应先进行零点调整（机械调零）；（2）红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔；（3）红表笔接电势高处，黑表笔接电势低处，即电流从红表笔进表，从黑表笔出表（1）最小分度是“1，0.1，0.01，…”时，估读到最小分度的110（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12（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15（即估读到最小分度的那一位

1.【游标卡尺和螺旋测微器的使用与读数】（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。（2）①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。②读出下面各螺旋测微器的读数，己mm，庚mm，辛mm.2.【电流表、电压表、电阻箱的读数】（1）图甲使用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表A，图中指针示数是A；当使用3A量程时，对应刻度盘上每一小格代表A，图中指针示数为A。（2）图乙使用较小量程时，每小格表示V，图中指针的示数为V；若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示V，图中指针示数为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。今欲将接入电路的电阻改为2087Ω，最简单的操作方法是。若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为。题型二电流表的内接法和外接法1.电流表内、外接法的比较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＝U测I测＝Rx＋RA测量值大于真实值R测＝U测I测＝R测量值小于真实值适用条件RA≪RxRV≫Rx适用于测量大电阻小电阻2.电流表的内、外接法的选择定性法先将待测电阻的估计值（或大约值）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比较法当已知Rx、RA、RV的大约阻值时：（1）Rx＜RVRA时（2）Rx＞RVRA时（3）Rx＝RVRA试触法按图接好电路，让电压表一个接线柱固定接好，另一个接线柱P先后与a、b处接触一下记录两表的读数为Ia、Ua、Ib、Ub：（1）如果电压表的示数变化比电流表的示数变化更明显，对应表达式为｜Ia－Ib（2）如果电流表的示数变化比电压表的示数变化更明显，对应表达式为｜Ia－I

1.【试触法的应用】（2021·浙江6月选考19题节选）小李在实验室测量一电阻R的阻值。因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。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。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65V，电流表的示数如图2所示，其读数I1＝A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75V，I1＝0.33A。由此可知应采用电流表（填“内”或“外”）接法。2.【比较法的应用】（2023·全国甲卷22题）某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6kΩ，电流表内阻约为1.5Ω。实验中有图（a）和（b）两个电路图供选择。（1）实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图（c）所示，该同学选择的电路图是图[填“（a）”或“（b）”]。（2）若选择另一个电路图进行实验，在图（c）上用实线画出实验中应得到的I-U关系曲线的示意图。

题型三滑动变阻器的限流接法和分压接法1.滑动变阻器两种接法的比较项目限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同电压调节范围RxERx0≤U≤E分压电路的调节范围大电流调节范围ERx＋R0≤I≤E分压电路的调节范围大闭合S前滑片P的位置b端a端都是为了保护电路元件优点电路简单而且节能电压和电流的调节范围大满足实验要求的条件下优先考虑选择限流接法2.滑动变阻器两种接法的选择（1）滑动变阻器必须采用分压式接法的几种情况①要求电压（或电流）能从零开始变化；②当待测电阻Rx≫R滑（R滑为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、电阻的允许电流。（2）除了上述三种情况外，如果滑动变阻器采用两种接法都能满足要求，则从节能、方便操作角度考虑，优先选用限流式接法。【典例1】物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值，可用器材有：电压表（量程为15V，内阻约为5000Ω），电流表（量程为0.6A，内阻为5Ω），电源E（电动势为12V，内阻不计），滑动变阻器R最大阻值为10Ω，定值电阻R0阻值为15Ω，开关S，导线若干。（R0、Rx、R、电流表、电压表、电源、开关等仪器均无断路和短路，导线无断路）（1）将图甲所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图。要求电流表和电压表的示数从零开始变化。（2）该电路中R0的作用是。（3）测出多组数据，作出I-U图像，如图乙所示。则Rx阻值为Ω。听课记录

为测量“12V，5W”的小电珠在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12V，内阻不计；电流表：量程0～0.6A、0～3A，内阻约为0.2Ω；电压表：量程0～3V、0～15V，内阻约为15kΩ；滑动变阻器：0～20Ω，允许最大电流1A；开关一个，导线若干，实验要求加在小电珠上的电压可从零开始调节。（1）以下四个电路图你认为最合适的是。（2）在本实验中，电流表的量程可选。题型四电学实验的设计、仪器选择及实物连线1.电学实验设计的“三原则”（1）安全性：确保电源、电阻和电表都不会过载，如电流表或电压表量程一定要大于被测电流或电压的最大值。（2）精确性：判断选用多大量程的电表时，应考虑尽可能减小测量误差，对于电压表或电流表，应使指针偏转到满刻度的13到23处，多用电表选用欧姆挡时（3）可调性：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，又能实现调节时测量电表的示数变化明显。2.仪器选择的技巧（1）电压表、电流表：不超过量程，且要超过满偏刻度的13（2）滑动变阻器：①分压式接法要选择总阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻器；②限流式接法要选择最大阻值大于等于待测电阻的滑动变阻器；③电流半偏法测电阻，滑动变阻器选阻值大的。（3）定值电阻：①若用于电表改装，阻值与改装后的量程要匹配；②若用于保护电路，应保证使电路的最大电流（电压）不超过电流表（电压表）的量程及有关元件的额定电流（电压）。3.实物连线的“三点注意”（1）连线顺序：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，其次将要并联的元件并联到电路中去。（2）避免交叉：连线时要将导线接在接线柱上，两条导线不能交叉。（3）“正、负”接线柱：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2】某实验小组要测量一个用电器L的额定功率（额定电压为10V、额定功率在12～15W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3V，内阻很小）E2（电动势为15V，内阻很小）直流电流表：A1（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω）A2（量程0～3A，内阻约为0.1Ω）直流电压表：V（量程为3V、内阻为3kΩ）滑动变阻器：R1（阻值范围0～20Ω）R2（阻值范围0～200Ω）定值电阻：R3＝3kΩ、R4＝9kΩ、R5＝25kΩ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。听课记录

某同学通过实验测量一个阻值约为5Ω的定值电阻。可供使用的器材如下：A.待测电阻Rx≈5ΩB.电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6ΩC.电流表A2，量程3A，内阻约0.12ΩD.电压表V1，量程15V，内阻约15kΩE.电压表V2，量程3V，内阻约3kΩF.滑动变阻器R，总电阻10ΩG.直流电源E，电动势3V，内