第八章恒定電流專題強(qiáng)化九電學(xué)試驗(yàn)基礎(chǔ)1/54過好雙基關(guān)2/542.原理：測(cè)微螺桿F與固定刻度B之間精密螺紋螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退

mm，而可動(dòng)刻度E上刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退

mm，即螺旋測(cè)微器準(zhǔn)確度為

mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米千分位上，所以，螺旋測(cè)微器又叫千分尺.一、螺旋測(cè)微器使用1.結(jié)構(gòu)：如圖1所表示，B為固定刻度，E為可動(dòng)刻度.圖10.50.010.013/543.讀數(shù)：測(cè)量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×

(mm).如圖2所表示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，半毫米刻度線未露出，而從可動(dòng)刻度上讀示數(shù)為15.0，最終讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.圖20.014/54二、游標(biāo)卡尺1.結(jié)構(gòu)：主尺、

(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺.(如圖3所表示)圖32.用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑.游標(biāo)尺5/544.讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度線對(duì)齊游標(biāo)格數(shù)，則統(tǒng)計(jì)結(jié)果表示為(x＋K×準(zhǔn)確度)mm.3.原理：利用主尺最小分度與游標(biāo)尺最小分度差值制成.不論游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它刻度部分總長(zhǎng)度比主尺上一樣多小等分刻度少1mm.常見游標(biāo)卡尺游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)、20個(gè)、50個(gè)，其規(guī)格見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度每小格與1mm差值準(zhǔn)確度(可準(zhǔn)確到)109mm0.1mm

mm2019mm0.05mm

mm5049mm0.02mm

mm0.10.050.026/54三、慣用電表讀數(shù)對(duì)于電壓表和電流表讀數(shù)問題，首先要搞清電表量程，即指針指到最大刻度時(shí)電表允許經(jīng)過最大電壓或電流，然后依據(jù)表盤總刻度數(shù)確定準(zhǔn)確度，按照指針實(shí)際位置進(jìn)行讀數(shù)即可.(1)0～3V電壓表和0～3A電流表讀數(shù)方法相同，此量程下準(zhǔn)確度分別是0.1V和0.1

A，看清楚指針實(shí)際位置，讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位.(2)對(duì)于0～15V量程電壓表，準(zhǔn)確度是

V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1V.(3)對(duì)于0～0.6A量程電流表，準(zhǔn)確度是

A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀到最小刻度二分之一0.01A.0.50.027/54研透命題點(diǎn)8/541.游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器讀數(shù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(1)看清準(zhǔn)確度比如(圖4)命題點(diǎn)一慣用儀器使用與讀數(shù)基礎(chǔ)考點(diǎn)自主悟透圖4易錯(cuò)成11mm＋4×0.1mm＝11.40mm正確應(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；比如(圖5)圖5易錯(cuò)成10mm＋12×0.05mm＝10.6mm，正確應(yīng)為10.60mm.9/54(2)主尺上單位應(yīng)為厘米主尺上標(biāo)識(shí)1、2、3等數(shù)字通常是指厘米，讀數(shù)時(shí)應(yīng)將毫米和厘米分清，游標(biāo)卡尺主尺上最小刻度是1mm.比如(圖6)圖6易錯(cuò)成5mm＋4×0.05mm＝5.20mm正確應(yīng)為50mm＋4×0.05mm＝50.20mm.10/54(3)區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端比如(圖7)圖7易錯(cuò)成13mm＋10×0.05mm＝13.50mm正確讀數(shù)為14mm＋10×0.05mm＝14.50mm.11/54解析刻度尺分度值為1mm，要估讀到0.1mm.游標(biāo)卡尺讀數(shù)為4mm＋10×0.02mm＝4.20mm.例1

(·福建理綜·19(1))某同學(xué)測(cè)定一金屬桿長(zhǎng)度和直徑，示數(shù)如圖8甲、乙所表示，則該金屬桿長(zhǎng)度和直徑分別為

cm和

mm.答案解析圖860.10

4.2012/54例2某同學(xué)用如圖9甲所表示螺旋測(cè)微器測(cè)小球直徑時(shí)，他應(yīng)先轉(zhuǎn)動(dòng)

到F靠近小球，再轉(zhuǎn)動(dòng)

到F夾住小球，直至聽到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)

使F固定后讀數(shù)(填儀器部件字母符號(hào)).正確操作后，螺旋測(cè)微器示數(shù)如圖乙所表示，則小球直徑是

mm.答案解析圖9DHG6.70013/54解析用螺旋測(cè)微器測(cè)小球直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)旋鈕D使測(cè)微螺桿F靠近被測(cè)小球，再轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕H使測(cè)微螺桿F夾住小球，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)止動(dòng)旋鈕G使F固定后讀數(shù)，讀數(shù)為6.5mm＋20.0×0.01mm＝6.700mm.14/54解析游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d＝12mm＋4×mm＝12.20mm＝1.220cm螺旋測(cè)微器讀數(shù)為h＝6.5mm＋36.0×0.01mm＝6.860mm變式1

(·海南單科·11)某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件直徑和高度，測(cè)量結(jié)果如圖10(a)和(b)所表示.該工件直徑為

cm，高度為

mm.解析答案圖101.2206.86015/54解析最上面圖讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是7×0.1mm＝0.7mm，最終結(jié)果是17mm＋0.7mm＝17.7mm.中間圖讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是17×0.05mm＝0.85mm.最終結(jié)果是23mm＋0.85mm＝23.85mm.最下面圖讀數(shù)：整毫米是3，不足1毫米數(shù)是9×0.02mm＝0.18mm.最終結(jié)果是3mm＋0.18mm＝3.18mm.變式2

(1)如圖11甲所表示三把游標(biāo)卡尺，它們游標(biāo)尺從上至下分別為9mm長(zhǎng)10等分、19mm長(zhǎng)20等分、49mm長(zhǎng)50等分，它們讀數(shù)依次為

mm、

mm、

mm.解析答案17.723.85圖113.1816/54解析固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米從可動(dòng)刻度上讀，其示數(shù)為15.0，最終讀數(shù)：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.(2)使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑，示數(shù)如圖乙所表示，則金屬絲直徑是

mm.解析答案2.15017/54解析使用0.6A量程時(shí)，刻度盤上每一小格為0.02A，表針示數(shù)為0.44A；當(dāng)使用3A量程時(shí)，每一小格為0.1A，表針示數(shù)為2.20A.2.電壓表、電流表和變阻箱讀數(shù)例3

(1)如圖12甲所表示電表使用0.6A量程時(shí)，對(duì)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(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤中每一小格代表

A，圖中表針示數(shù)為

A.解析答案圖120.020.440.12.2018/54解析電壓表使用3V量程時(shí)，每小格表示0.1V，表針示數(shù)為1.70V；使用15V量程時(shí)，每小格表示0.5V，表針示數(shù)為8.5V.(2)如圖乙所表示電表使用較小量程時(shí)，每小格表示

V，圖中表針示數(shù)為

V.若使用是較大量程，則這時(shí)表盤刻度每小格表示

V，圖中表針示數(shù)

V.解析答案0.11.700.58.519/54解析電阻為1987Ω，最簡(jiǎn)單操作方法是將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0.每個(gè)電阻箱最大阻值是9999Ω，用這么兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到最大電阻是2×9999Ω＝19998Ω.故用兩個(gè)這么電阻箱，可得到電阻值范圍為0～19998Ω.例4旋鈕式電阻箱如圖13所表示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路電阻為

Ω，今欲將接入電路電阻改為2087Ω，最簡(jiǎn)單操作方法是

.若用兩個(gè)這么電阻箱，即可得到電阻值范圍為

.解析答案圖131987將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到00～19998Ω20/54圖乙為學(xué)生試驗(yàn)用有兩個(gè)量程電壓表刻度盤.當(dāng)使用較小量程時(shí)，測(cè)量電壓最大值不得超出

V，每小格表示

V，圖中指針示數(shù)為

V；若使用是較大量程，則表盤刻度每小格表示

V，圖中指針示數(shù)為

V.變式3如圖14甲是學(xué)生試驗(yàn)用有兩個(gè)量程電流表刻度盤，當(dāng)用“＋”和“－0.6”兩接線柱時(shí)，能測(cè)最大電流是

A，對(duì)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“＋”和“－3”兩個(gè)接線柱時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表

A，圖中表針示數(shù)為

A.解析答案0.60圖140.020.340.11.703.000.12.200.511.021/54解析結(jié)合電流表和電壓表所選量程，首先應(yīng)正確讀出對(duì)應(yīng)分度值，然后依據(jù)表針?biāo)肝恢煤推渥x數(shù)方法可得結(jié)果.22/54

內(nèi)接法外接法電路圖

誤差原因電流表分壓U測(cè)＝Ux＋UA電壓表分流I測(cè)＝Ix＋I(xiàn)V電阻測(cè)量值測(cè)量值大于真實(shí)值測(cè)量值小于真實(shí)值適用條件RA?RxRV?Rx適適用于測(cè)量大阻值電阻小阻值電阻1.電壓表和電流表內(nèi)、外接法(1)兩種接法比較命題點(diǎn)二關(guān)于電阻測(cè)量能力考點(diǎn)師生共研23/54(2)兩種電路選擇①阻值比較法：先將待測(cè)電阻預(yù)計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采取電流表外接法；若Rx較大，宜采取電流表內(nèi)接法.簡(jiǎn)單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”.②臨界值計(jì)算法：24/54③試驗(yàn)試探法：按圖15所表示接好電路，讓連接電壓表導(dǎo)線P先后與a、b處接觸一下，假如電壓表示數(shù)有較大改變，而電流表示數(shù)改變不大，則可采取電流表外接法；假如電流表示數(shù)有較大改變，而電壓表示數(shù)改變不大，則可采取電流表內(nèi)接法.圖1525/54例5用內(nèi)阻為3000Ω電壓表和內(nèi)阻為10Ω電流表測(cè)電阻，在圖16甲、乙兩種情況下，電壓表示數(shù)都是60V，電流表示數(shù)都是0.2A，則R1測(cè)量值為

Ω，真實(shí)值是

Ω，R2測(cè)量值為

Ω，真實(shí)值是

Ω.答案圖16300290300333.326/54

限流接法分壓接法對(duì)比說明電路圖

串、并聯(lián)關(guān)系不一樣負(fù)載R上電壓調(diào)整范圍

0≤U≤E分壓電路調(diào)整范圍大負(fù)載R上電流調(diào)整范圍

分壓電路調(diào)整范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為保護(hù)電路元件2.滑動(dòng)變阻器兩種連接方式(1)滑動(dòng)變阻器兩種接法對(duì)比27/54(2)滑動(dòng)變阻器必須接成份壓電路幾個(gè)情況：①要求電壓表能從零開始讀數(shù)；②當(dāng)待測(cè)電阻Rx?R(滑動(dòng)變阻器最大阻值)時(shí)；③若采取限流式接法，電路中最小電流仍超出電路中電表、電阻允許電流.(3)滑動(dòng)變阻器最大阻值和用電器阻值差不多且要求電壓不從零開始改變，通常情況下，因?yàn)橄蘖魇浇Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗能少，優(yōu)先使用限流式.28/54例6測(cè)定小燈泡“6V,3W”伏安特征曲線，要求試驗(yàn)中燈泡兩端電壓從零開始連續(xù)可調(diào).供選擇器材有：電壓表V1(量程6V，內(nèi)阻20kΩ)，電流表A1(量程3A，內(nèi)阻0.2Ω)，電流表A2(量程0.6A，內(nèi)阻1Ω)，變阻器R1(0～100Ω，0.5A)，變阻器R2(0～20Ω，2A)，學(xué)生電源E(6～8V)、開關(guān)及導(dǎo)線若干.選擇出符合試驗(yàn)要求試驗(yàn)器材并設(shè)計(jì)出試驗(yàn)電路.答案解析解析不論是從題中要求燈泡兩端電壓必須從零開始連續(xù)可調(diào)角度考慮，還是從為了最終能較準(zhǔn)確畫出伏安特征曲線必須多測(cè)幾組I、U數(shù)據(jù)角度考慮，限流電路都難以滿足要求，所以必須采取分壓電路，試驗(yàn)電路如圖所表示.器材包含：電壓表V1、電流表A2、變阻器R2、電源、開關(guān)及導(dǎo)線.答案看法析29/54變式4用伏安法測(cè)一個(gè)電阻Rx阻值，提供器材有：待測(cè)電阻Rx(約5kΩ)、電壓表(0～3V，內(nèi)阻100kΩ)、微安表(0～500μA，內(nèi)阻100Ω)、變阻器(0～20kΩ)、穩(wěn)壓電源(輸出電壓15V).試設(shè)計(jì)出試驗(yàn)電路.答案解析解析若接成限流電路，電路中最小電流：Imin

A＝0.6×10－3A＝600μA，大于微安表量程.所以，為了電路安全必須將變阻器接成份壓電路，

電流表采取內(nèi)接法，如圖所表示.答案看法析圖30/54利用電流表半偏測(cè)

內(nèi)阻1.試驗(yàn)原理(如圖17)：用“半偏法”測(cè)電阻拓展點(diǎn)1圖1731/542.試驗(yàn)步驟：(1)R1調(diào)至阻值最大，閉合S1，調(diào)R1阻值使

示數(shù)達(dá)滿偏值.(2)保持R1阻值不變，閉合S2，調(diào)R2使

示數(shù)達(dá)滿偏值二分之一，同時(shí)統(tǒng)計(jì)R2值.(3)Rg測(cè)＝R2.32/543.誤差分析：閉合S2后，R2與Rg并聯(lián)值R并<Rg，所以I總>Ig，而此時(shí)

示數(shù)為

Ig，所以IR2>Ig，所以R2<Rg，所以Rg測(cè)<Rg.只有當(dāng)R1?Rg(R1?R2)時(shí)，Rg測(cè)≈Rg.說明：R1?Rg、R1?R2為選器材提供依據(jù)，即R1應(yīng)選阻值大電阻；在安全范圍內(nèi)電源應(yīng)選電動(dòng)勢(shì)大.33/54例7某同學(xué)在進(jìn)行擴(kuò)大電流表量程試驗(yàn)時(shí)，需要知道電流表滿偏電流和內(nèi)阻.他設(shè)計(jì)了一個(gè)用標(biāo)準(zhǔn)電流表G1來校對(duì)待測(cè)電流表G2滿偏電流和測(cè)定G2內(nèi)阻電路，如圖18所表示.已知G1量程略大于G2量程，圖中R1為滑動(dòng)變阻器，R2為電阻箱.該同學(xué)順利完成了這個(gè)試驗(yàn).(1)試驗(yàn)過程包含以下步驟，其合理次序依次為

(填步驟字母代號(hào))；A.合上開關(guān)S2B.分別將R1和R2阻值調(diào)至最大C.記下R2最終讀數(shù)D.重復(fù)調(diào)整R1和R2阻值，使G1示數(shù)仍為I1，使G2

指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度二分之一，此時(shí)R2最終讀數(shù)為rE.合上開關(guān)S1F.調(diào)整R1使G2指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，此時(shí)G1示數(shù)為I1，記下此時(shí)G1示數(shù)圖18答案解析BEFADC34/54解析試驗(yàn)首先要確保G1、G2不被燒壞，應(yīng)先將R1、R2阻值調(diào)至最大.試驗(yàn)中應(yīng)保持合上S2與斷開S2兩種情況下G1示數(shù)I1為G2滿偏電流IG2，當(dāng)合上S2時(shí)，G2示數(shù)為

此時(shí)流過R2電流也為

，得R2＝RG2.總而言之可知步驟為BEFADC.35/54(2)僅從試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理上看，用上述方法得到G2內(nèi)阻測(cè)量值與真實(shí)值相比

(選填“偏大”“偏小”或“相等”)；相等解析答案解析這種方法測(cè)量G2內(nèi)阻與真實(shí)值相等.36/54(3)若要將G2量程擴(kuò)大為I，并結(jié)合前述試驗(yàn)過程中測(cè)量結(jié)果，寫出須在G2上并聯(lián)分流電阻R分表示式，R分＝

.答案解析解析擴(kuò)大G2量程時(shí)原理如圖所表示，有(I－I1)R分＝I1r，解得R分＝37/541.試驗(yàn)原理(如圖19)：用“替換法”測(cè)電阻拓展點(diǎn)2圖1938/542.試驗(yàn)步驟：S先與2接，統(tǒng)計(jì)

示數(shù)，再與1接，調(diào)R值使

示數(shù)與原值相等，則Rx＝R.3.說明對(duì)

要求，只要有刻度且不超出量程即可，與指針是否超

無關(guān)，因?yàn)殡娏鞅硎緮?shù)不參加運(yùn)算.39/54例8電學(xué)試驗(yàn)中經(jīng)常需要測(cè)量電阻阻值：(1)測(cè)電阻方法有很各種，現(xiàn)在有一只標(biāo)“220V

40W”燈泡，它正常工作時(shí)電阻為

Ω.若用多用電表歐姆擋來測(cè)量這只燈泡電阻，則測(cè)出電阻值就

(選填“大于”“等于”或“小于”)燈泡正常工作時(shí)電阻值.1210小于答案解析解析正常工作時(shí)電壓為額定電壓，故有P＝

所以R＝

＝1210Ω；燈泡在正常工作時(shí)發(fā)燒，燈絲電阻率增大，電阻增大，因而用歐姆擋測(cè)量時(shí)阻值應(yīng)小于正常工作時(shí)電阻值.40/54(2)用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)，測(cè)量該燈泡正常工作時(shí)電阻值.A.220V交流電源B.單刀雙擲開關(guān)一只C.電阻箱一只(0～999.9Ω，額定電流0.5A)D.固定電阻一只(0.5kΩ，額定電流0.3A)E.交流電流表一只(0～0.3A)請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出電路原理圖.

答案解析答案看法析圖41/54解析應(yīng)用替換法.因電阻箱最大阻值小于燈泡正常工作時(shí)電阻值，故應(yīng)串聯(lián)一固定電阻，電路原理圖如圖.42/541.電學(xué)試驗(yàn)儀器選擇選擇電學(xué)試驗(yàn)器材主要是選擇電表、滑動(dòng)變阻器、電源等，普通要考慮四方面原因：(1)安全原因：經(jīng)過電源、電阻和電表電流不能超出其允許最大電流.(2)誤差原因：選取電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測(cè)量值相對(duì)誤差，電壓表、電流表在使用時(shí)，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度

以上；使用歐姆表時(shí)應(yīng)選取指針盡可能在中間刻度附近倍率擋位.命題點(diǎn)三試驗(yàn)器材選取與實(shí)物圖連接能力考點(diǎn)師生共研43/54(3)便于操作：選取滑動(dòng)變阻器時(shí)應(yīng)考慮對(duì)外供電電壓改變范圍既能滿足試驗(yàn)要求，又便于調(diào)整.在調(diào)整滑動(dòng)變阻器時(shí)，應(yīng)使其大部分電阻線都被用到.(4)試驗(yàn)實(shí)際：除以上三個(gè)原因外，還應(yīng)重視試驗(yàn)實(shí)際，如所用電源與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器匹配問題等.44/542.實(shí)物圖連接注意事項(xiàng)(1)畫線連接各元件，普通先從電源正極開始，按照電路原理圖依次到開關(guān)，再到滑動(dòng)變阻器，按次序以單線連接方式將主電路中串聯(lián)元件依次串聯(lián)起來；其次將要并聯(lián)元件再并聯(lián)到電路中去.(2)連線時(shí)要將導(dǎo)線接在接線柱上，兩條導(dǎo)線不能交叉.(3)要注意電表量程和正、負(fù)接線柱，要使電流從電表正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出.45/54例9某物理試驗(yàn)小組利用試驗(yàn)室提供器材測(cè)定電壓表V1內(nèi)阻，可選取器材以下：A.待測(cè)電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻約3kΩB.電壓表V2：量程15V，內(nèi)阻約20kΩC.電流表A：量程3A，內(nèi)阻約0.1ΩD.定值電阻R0：9.0kΩE.滑動(dòng)變阻器R1：0～200ΩF.