第八章電路及其應用實驗十長度的測量及其測量工具的選用突破1

實驗儀器的原理和使用考向1

游標卡尺的原理和使用1.

構造：如圖所示，主尺、游標尺（主尺和游標尺上各有一個內(nèi)、

外測量爪）、游標尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘.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尺的最小分度的差值制成.不管

游標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1

mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有

10個的、20個的、50個的，其讀數(shù)見下表：刻度格數(shù)（分度）刻度總長度每小格與1

mm的差值精確度（可準確到）109

mm0.1

mm0.1

mm2019

mm0.05

mm0.05

mm5049

mm0.02

mm0.02

mm4.

讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，k表示從游標尺上讀出

與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達為（x＋k×精

確度）（mm）.[典例1]如圖所示的兩把游標卡尺，它們的游標尺從左到右分別為9

mm長10等分、19

mm長20等分，它們的讀數(shù)依次為

mm、

mm.

甲

乙解析：圖甲讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是7×0.1

mm＝0.7

mm，最后結(jié)果是17

mm＋0.7

mm＝17.7

mm.乙圖讀數(shù)：整毫米是

23，不足1毫米數(shù)是17×0.05

mm＝0.85

mm，最后結(jié)果是23

mm＋

0.85

mm＝23.85

mm.17.7

23.85

考向2

螺旋測微器的原理和使用1.

構造：如圖所示是常用的螺旋測微器.它的測砧A和固定刻度B固定

在尺架C上，旋鈕D、微調(diào)旋鈕D'和可動刻度E、測微螺桿F連在一

起，通過精密螺紋套在B上.2.

原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5

mm，

即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進或后退0.5

mm，而可動刻度E上的刻度

為50等分，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進或后退0.01

mm.即螺旋測微器的精

確度為0.01

mm.讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測

微器又叫千分尺.3.

讀數(shù)：測量時被測物體長度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部

分由可動刻度讀出.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）×0.01（mm）.[典例2]使用螺旋測微器測量兩個金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，則

甲、乙兩金屬絲的直徑分別是

mm、

mm.

甲

乙2.150

0.048

考向3

電流表、電壓表的原理和使用1.

電壓表、電流表的改裝類型改裝為大量程電壓表改裝為大量程電流表原理串聯(lián)電阻分壓并聯(lián)電阻分流改裝原理圖

分壓電阻或分流電阻改裝后的電表內(nèi)阻RV＝R＋Rg＞Rg

[典例3]如圖所示是三量程直流電表的原理圖，三個量程分別是0～

10

mA、0～1

A、0～10

V.

已知表頭G的滿偏電流Ig＝5

mA，內(nèi)阻Rg

＝10

Ω，則定值電阻R1、R2、R3的阻值為（

B

）BA.0.05

Ω、9.95

Ω、995

ΩB.0.1

Ω、9.9

Ω、995

ΩC.1

Ω、99

Ω、1

000

ΩD.10

Ω、990

Ω、995

Ω

[典例4]

（1）如圖甲所示的電流表使用0～0.6

A量程時，對應刻度

盤上每一小格代表

A，圖中電流表示數(shù)是

A；當使

用0～3

A量程時，對應刻度盤上每一小格代表

A，圖中電流表

示數(shù)為

A.

解析：（1）電流表使用0.6

A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02

A，指針示數(shù)為0.44

A；當換用3

A量程時，每一小格為0.1

A，指針

示數(shù)為2.20

A.

0.02

0.44

0.1

2.20

（2）如圖乙所示的電壓表使用較小量程時，每小格表示

V，

圖中電壓表的示數(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，圖中電壓表的示數(shù)是

V.

解析：（2）電壓表使用3

V量程時，每小格表示0.1

V，指針示數(shù)為

1.70

V；使用15

V量程時，每小格為0.5

V，指針示數(shù)為8.5

V.

0.1

1.70

0.5

8.5

1.

由改裝后電壓表的分壓電阻R＝（n－1）Rg可知，電壓表的量

程越大，其分壓電阻越大，電壓表的內(nèi)阻RV越大.若無特別說明，都

認為電壓表的內(nèi)阻無窮大，畫等效電路時，把電壓表視為斷路.

3.

無論是將表頭改裝成電流表還是電壓表，都沒有改變表頭的

參數(shù)，即表頭的滿偏電流、滿偏電壓都不發(fā)生變化，只是由分壓電阻

或者分流電阻承擔了部分電壓或電流.突破2

伏安法測電阻1.

電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較方法電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖

誤差原因電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋IV電阻測量值適用條件RA?Rx

RV?Rx方法電流表內(nèi)接法電流表外接法口訣大內(nèi)偏大（大電阻用內(nèi)接

法測量，測量值偏大）小外偏?。ㄐ‰娮栌猛饨?/p>

法測量，測量值偏?。?.

兩種電路的選擇方法內(nèi)接法外接法計算

法試觸法若不知Rx的阻值，可采用“試觸法”，電路如圖所示連接，

空出電壓表的一個接頭S，然后將S分別與a、b接觸一下

方法內(nèi)接法外接法試觸法若電流表示數(shù)“相對變化”

明顯，說明電壓表分流作用

較強，應采用電流表內(nèi)接法若電壓表示數(shù)“相對變化”明

顯，說明電流表分壓作用較

強，應采用電流表外接法[典例5]某同學用伏安法測量一阻值為幾十歐的電阻R，所用電壓表

的內(nèi)阻為1

kΩ，電流表內(nèi)阻為0.5

Ω.該同學采用兩種測量方案，一種

是將電壓表跨接在圖甲所示電路的O、P兩點之間，另一種是跨接在

O、Q兩點之間.測量得到如圖乙所示的兩條U－I圖線，其中U與I分別

為電壓表和電流表的示數(shù).回答下列問題：（1）圖乙中標記為Ⅱ的圖線是采用電壓表跨接在

（填“O、

P”或“O、Q”）兩點的方案測量得到的.O、P

解析：（1）伏安法測電阻的電路圖分為電流表內(nèi)接法和外接法，電

壓表跨接在O、Q兩點為內(nèi)接法，所得結(jié)果Rx測＝Rx＋RA；電壓表跨

接在O、P兩點為外接法，所得結(jié)果為Rx與RA并聯(lián)的總阻值小于Rx的

真實值.由圖乙可知，圖線Ⅰ的斜率k1大于圖線Ⅱ的斜率kⅡ，即測量值

R1測

＞RⅡ測，故圖線Ⅰ對應電流表內(nèi)接法，電壓表跨接在O、Q兩點；

圖線Ⅱ?qū)娏鞅硗饨臃?，電壓表跨接在O、P兩點.（2）根據(jù)所用實驗器材和圖乙可判斷，由圖線

（填“Ⅰ”或

“Ⅱ”）得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值，結(jié)果為

?Ω

（結(jié)果保留1位小數(shù)）.

Ⅰ

50.5

（3）考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響，需對（2）中得到的結(jié)果進行修

正，修正后待測電阻的阻值為

Ω（結(jié)果保留1位小數(shù)）.解析：（3）第（2）問中用內(nèi)接法，故有Rx測＝R1＋RA，修正后待測

電阻阻值Rx＝Rx測－RA＝50.5

Ω－0.5

Ω＝50.0

Ω.50.0

突破3

滑動變阻器兩種接法的選擇1.

滑動變阻器的限流接法和分壓接法項目限流接法分壓接法對比說明電路圖

串、并聯(lián)

關系不同負載R上電壓調(diào)節(jié)范圍0≤U≤E分壓電路

調(diào)節(jié)范圍

大項目限流接法分壓接法對比說明負載R上電流調(diào)節(jié)范圍分壓電路

調(diào)節(jié)范圍

大閉合開關S前觸頭位置b端a端都是為了

保護電路

元件2.

下列情況下滑動變阻器應采用分壓接法：（1）題設條件中所提供的電表量程或電阻的最大允許電流不夠.（2）題設條件中的滑動變阻器的最大阻值遠小于被測電阻或電路中

串聯(lián)的其他電阻的阻值.（3）題設要求回路中某部分電路兩端的電壓從零開始連續(xù)變化.[典例6]某研究性學習小組想精確測量一個電阻約為150

Ω的電子元

件Rx的阻值，實驗室提供如下器材：A.

電流表A1（量程0～50

mA，內(nèi)阻r1＝100

Ω）B.

電流表A2（量程0～200

mA，內(nèi)阻r2＝20

Ω）C.

電壓表V1（量程0～3

V，內(nèi)阻r3＝3

000

Ω）D.

電壓表V2（量程0～15

V，內(nèi)阻r4＝5

000

Ω）E.

定值電阻R0＝80

ΩF.

滑動變阻器R1（最大阻值約為20

Ω）G.

滑動變阻器R2（最大阻值約為5

000

Ω）H.

電源E（電動勢為12

V）I.

開關SJ.

導線若干（1）為保證滑動變阻器便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器應選用

（填

“R1”或“R2”）.解析：（1）最大阻值為5

000