2021年一輪考點掃描微專題

專題9.4電學(xué)實驗基礎(chǔ)

目錄

【考點掃描】...................................................................................1

一、螺旋測微器的使用......................................................................1

二、游標(biāo)卡尺...............................................................................2

三.游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)示例........................................................3

四、常用電表的讀數(shù)........................................................................4

五、測量電路與控制電路的選擇..............................................................4

六、電表的改裝.............................................................................6

七、儀器的選擇與實物圖的連接..............................................................7

【典例分析】...................................................................................8

【專題精練】..................................................................................13

【考點掃描】

一、螺旋測微器的使用

1.構(gòu)造：如圖所示，3為固定刻度，E為可動刻度.

2.原理：測微螺桿尸與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕。每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后

退0.5mm,而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，尸前進(jìn)或后退

0.01mm,即螺旋測微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺.

3.讀數(shù)：測量值（mm）=固定刻度數(shù)（mm）（注意半毫米刻度線是否露出）+可動刻度數(shù)（估讀一位）x0.O1（mm）.

如圖2所示，固定刻度示數(shù)為2。mm,半毫米刻度線未露出，而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0,最后的讀

數(shù)為:2.0mm+15.0x0.01mm=2.150mm.

二、游標(biāo)卡尺

1.構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺（主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)、外測量爪）、游標(biāo)卡尺上還有一個深度尺.（如圖所示）

2.用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑.

3.原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成.

不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的

游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其規(guī)格見下表：

刻度格數(shù)（分度）刻度總長度每小格與1mm的差值精確度（可精確到）

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

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4.讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度線對齊的游標(biāo)的格

數(shù)，則記錄結(jié)果表示為（x+Kx精確度）mm.

三.游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)示例

游標(biāo)卡尺的讀數(shù)應(yīng)注意以下幾點

（1）看清精確度

例如（圖）

易錯成11mm+4x0.1mm=11.40mm

正確的應(yīng)為11.4mm,游標(biāo)卡尺不需要估讀，后面不能隨意加零或去零；

例如（圖）

易錯成10mm+12x0.05mm=10.6mm,正確的應(yīng)為10.60mm.

（2）主尺上的單位應(yīng)為厘米

主尺上標(biāo)識的1、2、3等數(shù)字通常是指厘米，讀數(shù)時應(yīng)將毫米和厘米分清，游標(biāo)卡尺主尺上的最小刻度是1

mm.

例如（圖）

易錯成5mm+4x0.05mm=5.20mm

正確的應(yīng)為50mm+4x0.05mm=50.20mm.

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(3)區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端

例如(圖)

易錯成13mm+10x0.05mm=13.50mm

正確讀數(shù)為14mm+10x0.05mm=14.50mm.

四、常用電表的讀數(shù)

對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時電表允許通過的最大電壓

或電流，然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，按照指針的實際位置進(jìn)行讀數(shù)即可.

(1)0?3V的電壓表和0?3A的電流表的讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度分別是0.1V和0.1A,看清楚指

針的實際位置，讀到小數(shù)點后面兩位.

(2)對于0?15V量程的電壓表，精確度是0.5V,在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面一位，這時要求《格估讀”，

即讀至IJ0.1V.

(3)對于。?0.6A量程的電流表，精確度是0.02A,在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點后面兩位，這時要求“半格估

讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A.

五、測量電路與控制電路的選擇

1.電壓表和電流表的內(nèi)、外接法

(1)兩種接法比較

內(nèi)接法外接法

電路圖

-一

誤差原因電流表分壓電壓表分流

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U*產(chǎn)G+UA/測=4+/v

U測

_UwD

DRiw-h

電阻測量值—R'Rv<R

=RX+RA>RX-R*+RV<R'

測量值大于真實值測量值小于真實值

適用條件RA領(lǐng)NRv》Rx

適用于測量大阻值電阻小阻值電阻

(2)兩種電路的選擇

①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若凡較小，宜采用電流表外接法；

若R、較大，宜采用電流表內(nèi)接法.簡單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”.

②臨界值計算法：

歡時，用電流表外接法；就時,用電流表內(nèi)接法.

③實驗試探法：按圖所示接好電路，讓連接電壓表的導(dǎo)線P先后與。、。處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有

較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電

壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法.

2.滑動變阻器兩種連接方式

(1)滑動變阻器兩種接法的對比

限流接法分壓接法對比說明

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R

aR“b

電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同

1<」

—d-----

負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范

RETT廣

R+R/UWE0<U<E分壓電路調(diào)節(jié)范圍大

圍（不計電源內(nèi)阻）

負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范EE

R+R/KRg靖分壓電路調(diào)節(jié)范圍大

圍（不計電源內(nèi)阻）

都是為了保護(hù)電路元

閉合S前觸頭位置b端a端

件

（2）滑動變阻器必須接成分壓電路的幾種情況：

①要求電壓表能從零開始讀數(shù)；

②當(dāng)待測電阻（滑動變阻器的最大阻值）時；

③若采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電路中電表、電阻允許的最大電流.

（3）滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且要求電壓不從零開始變化，通常情況下，由于限流式結(jié)

構(gòu)簡單、耗能少，優(yōu)先使用限流式.

六、電表的改裝

1.電流表G原理和主要參數(shù)

①電流表G是根據(jù)通電線圈在磁場中受磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的，且指什偏角。與電流強度/成

正比，即6=//,故表的刻度是均勻的。

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②電流表的主要參數(shù)有——表頭內(nèi)阻“：即電流表線圈的電阻；滿偏電流Ig：即電流表允許通過的最大電

流值，此時指針達(dá)到滿偏；滿偏電壓4：即指針滿偏時，加在表頭兩端的電壓，故Ug=/gRg

2.電壓表和電流表的改裝原理

改裝后的電壓表或電流表，雖然量程擴(kuò)大了，但通過電流表的最大電流或加在電流表兩端的最大電壓仍為

電流表的滿偏電流及和滿偏電壓Ug,只是由于串聯(lián)電路的分壓及并聯(lián)電路的分流使表的量程擴(kuò)大了。

G改裝成電壓表G改裝成電流表

原理圖,

原理串聯(lián)分壓并聯(lián)分流

串聯(lián)(并聯(lián))的U=Ig(Rg+R)IgRg=(I-Ig)R

電阻

瑜邛-R"(〃T)4R

故與故

改裝后電表總R總=，量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高，串聯(lián)

R*=2

內(nèi)阻〃，量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高，并聯(lián)阻值越小。

的電阻值越大。

七、儀器的選擇與實物圖的連接

1.電學(xué)實驗儀器的選擇

選擇電學(xué)實驗器材主要是選擇電表、滑動變阻器、電源等，一般要考慮四方面因素：

(1)安全因素：通過電源、電阻和電表的電流不能超過其允許的最大電流.

(2)誤差因素：選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時，其指針應(yīng)偏

轉(zhuǎn)到滿偏刻度的;以上；使用歐姆表時應(yīng)選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位.

(3)便于操作：選用滑動變阻器時應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實驗要求，又便于調(diào)節(jié).在調(diào)節(jié)

滑動變阻器時，應(yīng)使其大部分電阻線都被用到.

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(4)實驗實際：除以上三個因素外，還應(yīng)注重實驗實際，如所用的電源與滑動變阻器的匹配問題等.

2.實物圖連接的注意事項

(1)畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，按照電路原理圖依次到開關(guān)，再到滑動變阻器，按順序以單

線連接方式將主電路中串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來；其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去.

(2)連線時要將導(dǎo)線接在接線柱上，兩條導(dǎo)線不能交叉.

(3)要注意電表的量程和正、負(fù)接線柱，要使電流從電表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出.

【典例分析】

【例1】某同學(xué)測定一金屬桿的長度和直徑，示數(shù)如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別為

cm和.mm.

二:

【答案】60.104.20

【解析】刻度尺的分度值為1mm,要估讀到0.1mm.游標(biāo)卡尺讀數(shù)為4mm+10x0.02mm=4.20mm.

【例2】旋鈕式電阻箱如圖所示，電流從接線柱A流入，從3流出，則接入電路的電阻為Q,今

欲將接入電路的電阻改為2087Q,最簡單的操作方法是若用兩個

這樣的電阻箱，即可得到的電阻值范圍為.

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【答案】1987將“Xik”旋鈕調(diào)到2,再將“x100”旋鈕調(diào)到00?19998。

【解析】接入電路的電阻為1987O,最簡單的操作方法是將“xik”旋鈕調(diào)到2,再將“x100”旋鈕調(diào)到0.

每個電阻箱的最大阻值是9999。，用這樣的兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是2x9999Q=19998。.故

用兩個這樣的電阻箱，可得到的電阻值范圍為。?19998Q.

【例3】用內(nèi)阻為3000。的電壓表和內(nèi)阻為10。的電流表測電阻，在圖15甲、乙兩種情況下，電壓表的

示數(shù)都是60V,電流表的示數(shù)都是0.2A,則Ri的測量值為Q,真實值是Q,&的測量值

為C,真實值是C.

【答案】300290300333.3

【解析】題圖甲：電阻吊的測量值Ri*產(chǎn)，=300C,真實值Ri滋一RA=290C；題圖乙：電阻&

的測量值/?2M=，=300Q,真實值&,=涓尸333.3Q

[例4]（2019?全國卷I23）某同學(xué)要將一量程為250gA的微安表改裝為量程為20mA的電流表.該同學(xué)測

得微安表內(nèi)阻為1200A,經(jīng)計算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接，進(jìn)行改裝.然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安

表，根據(jù)圖（a）所示電路對改裝后的電表進(jìn)行檢測（虛線框內(nèi)是改裝后的電表）.

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(1)根據(jù)圖(a)和題給條件，將圖(b)中的實物連線.

(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時，微安表的指針位置如圖所示，由此可以推測出改裝的電表量程不是

預(yù)期值，而是.(填正確答案標(biāo)號)

A.18mAB.21mA

C.25mAD.28mA

(3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是.(填正確答案標(biāo)號)

A.微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻大于1200。

B.微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻小于1200。

C.R值計算錯誤，接入的電阻偏小

D.R值計算錯誤，接入的電阻偏大

(4)要達(dá)到預(yù)期目的，無論測得的內(nèi)阻值是否正確，都不必重新測量，只需要將阻值為R的電阻換為一個阻

值為城的電阻即可，其中左=.

【答案】(1)連線如圖所示

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【解析】(1)量程為250nA的微安表改裝成量程為20mA的電流表，量程擴(kuò)大了80倍，需要將定值電阻

與微安表并聯(lián)，然后根據(jù)題圖(a)的原理圖連線.

(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表示數(shù)為16.0mA時，對應(yīng)的微安表讀數(shù)為160/A,說明量程擴(kuò)大了100倍，因此所改裝的

電表量程是25mA,選項C正確.

⑶根據(jù)/氏=(/一//R得：/=陪+及

出現(xiàn)該情況可能是微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際電阻大于1200C,或者并聯(lián)的電阻R計算錯誤，接入的電阻

偏小，選項A、C正確.

(4)設(shè)微安表的滿偏電壓為U,則對并聯(lián)的電阻K有

U=(25-0.25)X10TR

(7=(20-0.25)x103)t/?

解得%=瑞.

［例5］為測量某微安表G(量程200NA,內(nèi)阻大約2200Q)的內(nèi)阻，有以下器材可供選擇:

A.電壓表(0?3V)；

B.電壓表(0?15V)；

C.滑動變阻器(0?10C)；

D.滑動變阻器(0?1kC)：

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E.電源E（電動勢約為6V）

F.電阻箱&（最大阻值為9999Q）

開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干.

（1）按圖甲所示電路圖將圖乙中的實物連線.

（2）實驗過程為：合上開關(guān)S,先調(diào)節(jié)R使電壓表讀數(shù)為U,再調(diào)節(jié)電阻箱（此時電壓表讀數(shù)幾乎不變），使微

安表指示為滿偏，記下此時電阻箱阻值為昭=8056Q；

然后再調(diào)節(jié)凡使電壓表讀數(shù)為再調(diào)節(jié)電阻箱（此時電壓表讀數(shù)幾乎不變），使微安表指示為滿偏，記下

此時電阻箱阻值為R2（如圖所示）.

電壓表應(yīng)選,滑動變阻器應(yīng)選.（填字母代號）

電阻箱的讀數(shù)&=。，待測微安表的內(nèi)阻與=Q.

【答案】（1）見解析圖（2）AC46532153

【解析】（1）根據(jù)電路圖，實物連線如圖所示

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(2)因為電源電動勢約為6V,B電壓表量程太大，故電壓表選A,但操作時，需注意不能超過A電壓表的

量程.要使調(diào)節(jié)電阻箱時電壓表讀數(shù)幾乎不變，微安表內(nèi)阻應(yīng)遠(yuǎn)大于滑動變阻器阻值，故滑動變阻器選C；

由題圖可知，電阻箱的讀數(shù)&=4653C；

2

由題意有(%+Ri)/g=U，(Rg+R2)/g=,U，

聯(lián)立解得，待測微安表的內(nèi)阻”=2153Q.

【專題精練】

1.(2020?安徽蚌埠市第二次質(zhì)檢)小明用螺旋測微器測量一根導(dǎo)體棒的直徑，刻度如圖甲所示，讀數(shù)為

mm；用游標(biāo)為20分度的游標(biāo)卡尺測量某個圓筒的深度，部分刻度如圖乙所示,讀數(shù)為cm.

【答案】4.224(4.222-4.226)2.185

【解析】螺旋測微器的固定刻度為4.0mm,可動刻度為22.4x0.01mm=0.224mm,所以最終讀數(shù)為4.0mm

+0.224mm=4.224mm；這種游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺刻度是把主尺刻度19mm的長度，分為20等份，每等份為

0.95mm,游標(biāo)尺上第17個刻度和主尺上38mm刻度對齊，讀數(shù)為38mm-17x0.95mm=21.85mm=2.185

cm.

2.(2020?山東濟(jì)寧第二次摸底)圖甲中螺旋測微器的讀數(shù)為mm.如圖乙為用多用電表的“xl”歐姆擋

正確操作后測某電阻時指針的位置，其讀數(shù)為C.

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【答案】0.7308

【解析】螺旋測微器的讀數(shù)為0.5mm+23.0x0.01mm=0.730mm；歐姆表選用“幻”歐姆擋，讀數(shù)為8C.

3.(1)如圖中所示的電表使用0.6A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表A,圖中表針示數(shù)為

A；當(dāng)使用3A量程時，對應(yīng)刻度盤中每一小格代表A,圖中表針示數(shù)為A.

(2)如圖乙所示的電表使用較小量程時，每小格表示V,圖中表針的示數(shù)為

V.若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示V,圖中表針示數(shù)為V.

【答案】(1)0.020.440.12.20(2)0.11.700.58.5

【解析】⑴使用0.6A量程時，刻度盤上的每?小格為0.02A,表針示數(shù)為0.44A；當(dāng)使用3A量程時,

每一小格為0.1A,表針示數(shù)為2.20A.

(2)電壓表使用3V量程時，每小格表示0.1V,表針示數(shù)為1.70V；使用15V量程時，每小格表示().5V,

表針示數(shù)為8.5V.

4如圖甲是學(xué)生實驗用的有兩個量程的電流表刻度盤，當(dāng)用和“一0.6”兩接線柱時，能測的最大電流是

A,對應(yīng)刻度盤上每一小格代表A；圖中表針示數(shù)為A；當(dāng)使用電流表的“+”和

“一3”兩個接線柱時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表A,圖中表針示數(shù)為A.

圖乙為學(xué)生實驗用的有兩個量程的電壓表刻度盤.當(dāng)使用較小量程時，測量電壓最大值不得超過

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V,每小格表示V,圖中指針示數(shù)為V；若使用的是較大量程，則表盤刻度每小格表示

V,圖中指針示數(shù)為V.

【答案】0.600.020.340.11,703.000.12.200.511.0

6.某同學(xué)用伏安法測定待測電阻口的阻值（約為10kC）,除了兄、開關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用:

A.電壓表（量程0?IV,內(nèi)阻約10k。）

B.電壓表（量程。?10V,內(nèi)阻約100kC）

C.電流表（量程0?1mA,內(nèi)阻約30。）

D.電流表（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.05C）

E.電源（電動勢1.5V,額定電流0.5A,內(nèi)阻不計一）

F.電源（電動勢12V,額定電流2A,內(nèi)阻不計）

G.滑動變阻器Ro（阻值范圍0?10C，額定電流2A）

（1）為使測量盡量準(zhǔn)確，電壓表選用，電流表選用，電源選用,（均填器材的字母

代號）

（2）在虛線框內(nèi)畫出測量R阻值的實驗電路圖.

（3）該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確，從實驗原理上看，待測電阻測量值會其真實值（填“大

于,，“小于,，或“等于,,），原因是.

【答案】（1）BCF（2）見解析圖（3）大于電壓表的讀數(shù)大于待測電阻兩端的實際電壓（其他表述正確

也可）

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【解析】(1)若電源選用E,則通過R的最大電流為0.15mA,電流表選用C還達(dá)不到半偏，故電源應(yīng)選

用F.電壓表內(nèi)阻應(yīng)盡可能與被測電阻阻值相差大一些且接近電源電壓，故電壓表選用B.由此可知電路中的

電流約為1mA,故電流表選用C.

(2乂為為待測電阻阻值較大，所以電流表應(yīng)采用內(nèi)接法.因為滑動變阻器的阻值很小，若采用限流接法接入

電路起不到多大的限流作用，所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示.

(3)因為電流表采用內(nèi)接法，電壓表測出的電壓為心與電流表串聯(lián)后兩端電壓，UQC/次，而R=E，所以R

；?)>/?實.

7.(2019?全國卷IH23)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5C、量程為100RA的電流表改裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn)，

要求改裝后歐姆表的15kC刻度正好對應(yīng)電流表表盤的50RA刻度.可選用的器材還有：定值電阻Ro(阻值

14kC),滑動變阻器R(最大阻值1500C),滑動變阻器&(最大阻值500C),電阻箱(0?99999.9C),干電

池(E=1.5V,r=1.5C),紅、黑表筆和導(dǎo)線若干.

(1)歐姆表設(shè)計

將圖中的實物連線組成歐姆表.歐姆表改裝好后，滑動變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為C；滑動變

阻器選(填"R尸或“&”).

(2)刻度歐姆表表盤

通過計算，對整個表盤進(jìn)行電阻刻度，如圖所示.表盤上。、h處的電流刻度分別為25和75,則小〃處的

電阻刻度分別為、.

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(3)校準(zhǔn)

紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使歐姆表指針指向kC處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄

多組電阻箱接入