第18讲 电学实验 热点一 基本仪器的使用与读数 1.游标卡尺 测量值=主尺读数(mm)+精确度×与主尺上某一刻度对齐的游标尺上刻度线数值(mm),不估读。 2.螺旋测微器(千分尺) 测量值=固定刻度读数(mm)+可动刻度读数(带估读值)×0.01 mm。注意要估读到0.001 mm。 3.电流表和电压表 量程 精确度 读数规则 电流表0~3 A 0.1 A 与刻度尺一样,读数规则较简单,只需在精确值后加一估读数即可 电压表0~3 V 0.1 V 电流表0~0.6 A 0.02 A 估读位与最小刻度在同一位 电压表0~15 V 0.5 V 例1 读出以下仪器仪表的读数。 (1)图(a)中电压表量程为3 V,则读数为 V;图(b)中电流表量程为0.6 A,则读数为 A;图(c)中螺旋测微器读数为 mm;图(d)中游标卡尺读数为 mm。 (2)当使用多用电表测量物理量时,多用电表表盘示数如图(e)所示。若此时选择开关对准“×10 Ω”挡,则被测电阻的阻值为 Ω。若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大,则应该换用倍率 (选填“×1 Ω”或“×100 Ω”)的挡位,换挡后先要进行 ,然后再测量电阻。使用完电表后应把选择开关拨到 位置。 热点二 以测电阻为核心的实验 实验电路的选择及分析 名称 电路 测量原理 伏安法 Rx=,小外偏小,大内偏大 伏安法 消除系 统误差 接a时,U2、I2 接b时,U1、I1 Rx=- Rx= 活用电表法 伏伏法 V2内阻已知时,Rx=RV2 安安法 A1内阻已知时,Rx=RA1 等效 替代法 电源输出电压不变,将S合到2,调节R1,使电流表的示数与S合到1时的示数相等,则Rx=R1 等效 替代法 电源输出电压不变,将S合到b,调节R1,使电压表的示数与S合到a时的示数相等,则Rx=R1 电桥法 调节电阻箱R3,灵敏电流计G的示数为0时,R1和R3两端的电压相等,设为U1,同时R2和Rx两端的电压也相等,设为U2,根据欧姆定律有=,=,由以上两式解得R1Rx=R2R3,这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值 半偏法 闭合S1,断开S2,调节R1使G表指针满偏;闭合S2,只调节R2使G表半偏(R1 Rg),则R2=Rg测RV真 电阻 表法 电路略,注意:①要在指针靠近中央时读数;②换挡要进行欧姆调零;③电阻表刻度左密右疏 例2 (2025·四川卷,12)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有: 待测合金丝样品(长度约1 m) 螺旋测微器 学生电源E(电动势0.4 V,内阻未知) 米尺(量程0~100 cm) 滑动变阻器(最大阻值20 Ω) 电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω) 电流表(量程0~30 mA,内阻较小) 开关S1、S2 导线若干 (1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品20.00 cm和70.00 cm位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm,则该样品横截面直径的平均值为 mm。 (2)该小组采用限流电路,则图甲中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱 (选填“a”或“b”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 端(选填“左”或“右”)。 (3)断开S2、闭合S1,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处。断开S1、闭合S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0 mA处,此时电阻箱面板如图乙所示,则该合金丝的电阻率为 Ω·m(取π=3.14,结果保留2位有效数字)。 (4)为减小实验误差,可采用的做法有 (有多个正确选项)。 A.换用内阻更小的电源 B.换用内阻更小的电流表 C.换用阻值范围为0~99.99 Ω的电阻箱 D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值 例3 (2025·江西南昌模拟)某学生实验小组要测量一量程为3 V的电压表的内阻(约为几千欧)。 (1)先用多用电表粗测电压表内阻:将多用电 ... ...
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