新高考物理一轮复习精讲精练第48讲 电学实验基础-（讲义）（2份，原卷版+解析版）

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考点一 常用仪器的读数
基础过关
1.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：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，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，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
(3)读数：测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。
如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，则可动刻度示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
2.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)、游标卡尺上还有一个深度尺。(如图所示)
(2)用途：测量厚度、长度、宽度、内径、外径等。
(3)原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的差值制成。
(4)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的与主尺上某一刻度线对齐的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度) mm。
3.常用电表的读数
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。
(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“15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。
注意：(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本位)。
(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本位)。
【例1】（2025·山西临汾·三模）实验室有一种游标卡尺，其主尺的最小分度值为1mm；它的游标尺上有10个等分刻度，刻度总长19mm，则该游标卡尺的精确度为 mm。如图甲是用该游标卡尺测量某圆柱直径的示意图，读数为 mm。用螺旋测微器再测量该圆柱的直径，刻度部分如图乙所示，读数为 mm。
【例2】（2025·福建厦门·三模）(1)利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度，测量结果分别如图（a）和（b）所示，则该金属棒的直径d＝ mm，金属棒的长度为L＝ cm。
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值：将多用电表的功能旋钮调至“×100Ω”挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图（c）所示，则金属棒的阻值约为 Ω。
【例3】（2024·安徽芜湖·三模）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图甲所示，该示数为 mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图乙所示，该示数为 mm，则可得摆球的直径大小。
【例4】（2025·宁夏银川·一模）用游标上刻有10个小格的游标卡尺测量一个工件的直径，得到如图所示结果，由于遮挡，只能看到游标的后半部分，则工件的直径为 cm。

【例5】（2024·吉林长春·模拟预测）(1)图甲是一把50分度的游标卡尺，它的读数为 ；

(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙，则金属丝的直径是 ；
(3)如图丙，当使用0~0.6A量程时，图中表针示数是 A。
考点二 测量电路与控制电路的选择
基础过关
1.电流表的内、外接法
2.滑动变阻器两种连接方式
(1)两种连接方式对比
(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，通常情况下，由于限流式接法结构简单、耗能少，优先使用限流式接法。
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，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。
3.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。
【例6】（2025·山西·模拟预测）要测量某段金属丝的电阻率，某同学测得该金属丝的截面直径为d，根据实验室提供的器材设计电路，并连接如图甲和图乙两种电路。
(1)上述电路不正确的是 （填“甲”或“乙”）电路，原因是 。
(2)选用正确的电路测电阻，闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到最 （填“左”或“右”）端，闭合开关后，通过多次调节滑动变阻器的滑片，测得多组电压表和电流表的示数U、I，作图像，得到图像的斜率为k，测得金属丝接入电路的长度为L，则根据测量的值，求得金属丝的电阻率 ；由于测电阻存在系统误差，使测得的电阻率比真实值 （填“大”或“小”）。
(3)若已知电流表的内阻为，要消除电阻测量引起的系统误差，请在选用的正确电路上改接一根导线（在要改接的导线上打“×”，用笔画线代替导线画出改接后的导线） 。
【例7】（2025·北京·一模）在测量某定值电阻的电阻率实验中，部分电路按照图1连接。由试触a点改为试触b 点时，发现电压表的示数变化较大，电流表的示数变化不明显，为了减小测量误差，电压表右端接在 点 （ 填 “a”或“b”）。某同学用图2所示的实物电路测录定值电 Rx 的电阻率。闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好，则电路的故障可能是 。
【例8】（2025·陕西宝鸡·一模）某同学在测电阻时的测量电路如图甲所示。实验时所使用电压表的量程为0~3V， 内阻为3000Ω； 电流表的量程为0~0.6A， 内阻为0.10Ω。电表读数如图乙所示。
(1)在图甲情况下， R的测量值R测为 Ω， 真实值R真是 Ω。（计算结果保留两位小数）；
(2)相对误差的计算公式为， 电流表的内阻越小， 相对误差越 （填“大”或“小”）。
【例9】（23-24高三上·重庆荣昌·阶段练习）某同学测量电阻约为30Ω的一段圆柱形合金材料的电阻率，步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量其直径示数如图所示，该示数为 mm；
（2）用伏安法测合金材料的电阻时，除待测合金材料外，实验室还备有如下器材，为了准确测量其电阻，电压表应选 ；电流表应选 。（填写器材前对应的序号字母）
A．电压表，量程0~3V，内阻约3kΩ
B．电压表，量程0~15V，内阻约15kΩ
C．电流表，量程0.6A，内阻约10Ω
D．电流表，量程0~100mA，内阻约2Ω
E.滑动变阻器R（0~10Ω）
F.电动势为4.5V的电源，内阻不计
G.开关S，导线若干
（3）为准确测量电阻，应使待测电阻两端电压变化较大，尽量多的测量数据，请选出正确的实验电路图 。

【例10】（2023·北京海淀·一模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。图中A、B端之间电压恒为U，灯泡L的电阻恒为R1，滑动变阻器R的最大阻值为R2，在保证安全的情况下，为使灯泡两端电压的变化范围尽量大，应选择 （选填“甲”“乙”或“丙”）电路，灯泡两端电压最大变化范围是 。
精讲考点
等效电源
把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下：
(1)两点间断路时的电压等效为电动势E'。
(2)两点短路时的电流为等效短路电流I短'，等效内电阻r'＝E'I短'。
常见电路等效电源如下：

核心考点
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc13257" 考点一 常用仪器的读数 PAGEREF _Tc13257 \h 1
\l "_Tc27268" 考点二 测量电路与控制电路的选择 PAGEREF _Tc27268 \h 5
刻度格数(分度)
刻度总长度
每小格与1 mm的差值
精确度(可精确到)
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
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＝U测I测＝Rx＋RA>Rx
测量值大于真实值
R测＝U测I测＝RxRVRx＋RVRARV时，选用电流表内接法
当RV≫Rx或Rx