第十章 第3讲　专题强化：电学实验基础 课时练作业ppt

(共66张PPT)
简洁
实用
高效
第十章　电路及其应用
第3讲　专题强化：电学实验基础
物理
内容索引
热点题型突破
第一部分
题型一　常用仪器的读数
题型二　电流表的内接法和外接法
01
02
题型三　滑动变阻器的分压接法和限流接法
03
课时作业
第二部分
热点题型突破
第
分
部
一
题型探究·能力提升
题型一　常用仪器的读数
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：固定刻度B的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上有50个等分刻度，每转动一小格，测微螺杆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)。
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、深度、内径、外径。
(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微量差值制成。
不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种，其规格见下表：
刻度格数（分度） 刻度总长度 每小格与1 mm的差值 精确度（可准确到）
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
(4)读数：从主尺上读出整毫米数x，然后再从游标尺上找出第k条刻度线与主尺上某一刻度线对齐，即记录结果表示为（x＋k×精确度）mm。
对于游标卡尺，无论哪种规格，均不需要估读到下一位，后面不能随意加零，也不能随意去零。
3．电流表、电压表和电阻箱的使用和读数（如图所示）
项目 电流表 电压表 电阻箱
量程 选择 电流表：0～0.6 A和0～3 A；电压表：0～3 V和0～15 V 1．选择合适（精确）的量程，不能超过量程 2．不能确定量程时，各表都要选择最大量程 常见0～999.9 Ω和0～9 999 Ω等
注意 事项 1.使用前进行零点调整 2．电流从正接线柱流入，从负接线柱流出 1.电阻箱没有正负极
2．电阻箱阻值变化是不连续的
项目 电流表 电压表 电阻箱
估读 原则 1.一般最小刻度是1、0.1、0.01…的采用十分之一估读，即估读到分度值的下一位 2．最小刻度是2、0.2、0.02…的估读到分度值的二分之一（本位估读） 3．最小刻度是5、0.5、0.05…的估读到分度值的五分之一（本位估读） 1.没有估读，各旋盘指示点的示数乘以对应倍数，相加就是接入电路的电阻值
2．旋盘倍数为“×0.1”的指示点为0时，十分位的0不能省略，如825.0 Ω
【典例1】　(1)如图所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为________ mm，__________ mm，________ mm。
17.7
23.90
3.20
【解析】　题图最上面游标卡尺：主尺读数为17 mm，游标尺读数为7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm。
题图中间游标卡尺：主尺读数为23 mm，游标尺读数为18×0.05 mm＝0.90 mm，最后结果是23 mm＋0.90 mm＝23.90 mm。
题图最下面游标卡尺：主尺读数为3 mm，游标尺读数为10×0.02 mm＝0.20 mm，最后结果是3 mm＋0.20 mm＝3.20 mm。
(2)读出下面各螺旋测微器的读数，甲：__________ mm，乙：__________ mm，丙：__________ mm。
【解析】　甲：(4＋4.0×0.01)mm＝4.040 mm；
乙：(1＋10.0×0.01)mm＝1.100 mm；
丙：(3＋0.5＋1.5×0.01)mm＝3.515 mm。
4.040
1.100
3.515
【典例2】　(1)如图甲所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________ A，图中表针示数为________ A；当使用3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表______ A，图中表针示数为________ A。
【解析】　电流表使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A。
0.02
0.44
0.1
2.20
(2)如图乙所示的电表使用较小量程时，每小格表示______ V，图中表针的示数为________ V；若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示______ V，图中表针示数为______ V。
【解析】　电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V。
0.1
1.70
0.5
8.5
(3)旋钮式电阻箱如图丙所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为______ Ω。现欲将接入电路的电阻改为2 010 Ω，最简单的操作方法是__________________________________________________。若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻范围为____________________。
110
将“×1 k”挡旋钮调到2，再将“×100”挡旋钮调到0
0～19 998 Ω
【解析】　电阻为110 Ω。最简单的操作方法是先将“×1 k”挡旋钮调到2，再将“×100”挡旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用两个这样的电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω，故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻范围为0～19 998 Ω。
题型二　电流表的内接法和外接法
1．电流表内、外接法的比较
2.两种接法的选择
(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。
(2)比值比较法
(3)实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则应采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则应采用电流表内接法。
【典例3】　小李在实验室测量一电阻R的阻值。因电表内阻未知，用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65 V，电流表的示数如图乙所示，其读数I1＝________ A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75 V，I1＝0.33 A。由此可知应采用电流表__（选填“内”或“外”）接法。
0.34
外
1．某实验小组同学要测量阻值约为350 Ω的定值电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表A（量程为10 mA，内阻约为100 Ω）
B．电压表V（量程为3 V，内阻约为3 kΩ）
C．滑动变阻器R1（阻值范围为0～10 Ω，额定电流为2 A）
D．定值电阻R2（阻值为750 Ω）
E．直流电源E（电动势为4.5 V，内阻不计）
F．开关S和导线若干
对点演练
乙
(2)若采用(1)中所选电路进行测量，得到电压表和电流表的示数如图丙所示，则由此组数据可得待测电阻的测量值Rx＝______ Ω，若所用电压表和电流表的内阻分别按3 kΩ和100 Ω进行计算，则由此可得待测电阻的真实值R真＝______ Ω。（结果均保留三位有效数字）
解析：根据读数规律可知，电压表的示数U＝1.80 V，
电流表的示数为I＝6.0 mA，
根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为
300
333
题型三　滑动变阻器的分压接法和限流接法
1．滑动变阻器两种接法的比较
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，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流式。
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。
【典例4】　某物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值，可用器材：电压表（量程为15 V，内阻约为5 000 Ω），电流表（量程为0.6 A，内阻为5 Ω），电源E（电动势为12 V，内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值为10 Ω），定值电阻R0（阻值为15 Ω），开关S，导线若干（R0、Rx、R、电流表、电压表、电源、开关等仪器均无断路和短路，导线无断路）。
(1)将图甲所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图。要求电流表和电压表的示数从零开始变化。
【答案】　见解析图
【解析】　因待测电阻Rx的电阻和电流表的内阻都较小，为保护电路，应将定值电阻R0与它们串联，又要求电流表和电压表的示数从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，由于电流表的内阻已知，故电流表采用内接法，实验电路的原理图如图所示。
(2)连接电路后，闭合开关，逐渐移动滑片，发现电流表始终没有示数，电压表示数逐渐增大最终接近电源电压。则出现该现象的原因可能是________________________________________________________________________________________________。
【解析】　出现该现象的原因可能是R0与Rx之间接线处断路。
R0与Rx之间接线处断路（Rx与电流表之间接线处断路等其他答案均可，说仪器断路或者短路均不对）
(3)该电路中R0的作用是___________________________________________ _________________________________________________。
【解析】　由(1)分析可知该电路中R0的作用：①保护电路；②增大电压表读数范围，降低读数误差。
①保护电路；②增大电压表读数范围，降低读数误差（能描述出保护电路意思和方便读数即可）。
(4)测出多组数据，作出I－U图像如图乙所示，则Rx阻值为__ Ω。
4
2．请同学设计一个测量电阻的电路，待测电阻Rx阻值约为15 Ω。要求用U－I图像来处理数据，滑动变阻器可在较大范围内调节。可供选择的器材如下：
A．电流表A1，量程100 mA，内阻rA1＝12 Ω
B．电流表A2，量程2 mA，内阻rA2＝200 Ω
C．电压表V1，量程10 V，内阻rV1≈15 kΩ
D．电压表V2，量程3 V，内阻rV2≈10 kΩ
E．保护电阻R0约20 Ω
F．滑动变阻器R，最大阻值10 Ω，额定电流为1 A
G．电池组，电动势12 V，内阻很小
H．开关及导线若干
对点演练
(1)电流表应选__，电压表应选__。（均选填器材前面的字母序号）
解析：如果选A2电流表，A2满偏时，UV＝IARx＝0.002×15 V＝0.03 V，远小于给出的电压表的量程，故选A；在电流表A1达到满偏时，待测电阻和电流表A1两端的电压约为2.7 V，电压表选择D，这样读数引起的误差较小。
A
D
(2)设计电路时，电流表应采用____（选填“内接”或“外接”）法，滑动变阻器应采用____（选填“分压”或“限流”）接法。根据所设计的实验电路，用笔画线代替导线连接实物图。
答案：见解析图
内接
分压
此将保护电阻R0串联在供电电路的干路上，由于R0的分压，滑动变阻器的滑片可大范围滑动，且不损坏器材。实物图如图所示。
(3)若在所测量数据中选一组数据U、I及已知量计算R，则其表达式为Rx＝
_____________（用所给字母表示）。
课时作业51
第
分
部
二
1．（6分）如图所示，甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为________ mm、__________ mm、__________ mm。
16.3
23.30
10.40
解析：图甲读数：整毫米数是16 mm，不足1毫米数是3×0.1 mm＝0.3 mm，最后读数是16 mm＋0.3 mm＝16.3 mm；图乙读数：整毫米数是23 mm，不足1毫米数是6×0.05 mm＝0.30 mm，最后读数是23 mm＋0.30 mm＝23.30 mm；图丙读数：整毫米数是10 mm，不足1毫米数是20×0.02 mm＝0.40 mm，最后读数是10 mm＋0.40 mm＝10.40 mm。
2．（8分）螺旋测微器是测量金属丝直径的常用工具，请读出图中甲、乙、丙、丁图中各自的读数。
甲图：__________________________________________ mm；
乙图：__________________________________________ mm；
丙图：__________________________________________ mm；
丁图：__________________________________________ mm。
0.740（0.739～0.741均正确）
3.695（3.694～3.696均正确）
2.150（2.149～2.151均正确）
0.044（0.043～0.045均正确）
解析：图甲：螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为24.0×0.01 mm＝0.240 mm，所以最终读数为0.5 mm＋0.240 mm＝0.740 mm。
图乙：螺旋测微器的固定刻度读数为3.5 mm，可动刻度读数为19.5×0.01 mm＝0.195 mm，所以最终读数为3.5 mm＋0.195 mm＝3.695 mm。
图丙：螺旋测微器的固定刻度读数为2.0 mm，可动刻度读数为15.0×0.01 mm＝0.150 mm，所以最终读数为2.0 mm＋0.150 mm＝2.150 mm。
图丁：螺旋测微器的固定刻度读数为0 mm，可动刻度读数为4.4×0.01 mm＝0.044 mm，所以最终读数为0 mm＋0.044 mm＝0.044 mm。
3．（6分）（2025·北京西城区高三模拟）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两端之间电压恒为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______。
乙
0～U
解析：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，滑动变阻器应采用分压式接法，故选乙。根据题图乙知，灯泡两端电压最大变化范围是0～U。
Rx1
大于
小于
5．（6分）（2023·全国甲卷）某同学用伏安法测绘一额定电压为6 V、额定功率为3 W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6 kΩ，电流表内阻约为1.5 Ω。实验中有图甲和乙两个电路图供选择。
(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图丙所示，该同学选择的电路图是图__（选填“甲”或“乙”）。
甲
(2)若选择另一个电路图进行实验，在图丙中用实线画出实验中应得到的I－U关系曲线的示意图。
答案：见解析图
解析：根据(1)问分析可知，题图乙的关系图线应在题图丙图线的下方，如图中实线所示。
6．（10分）（2023·天津卷）测电阻R大小。
(1)同学们首先用电阻表“×1”挡位大致测出电阻阻值大小，如图甲所示，则电阻大小读数为__ Ω。
解析：电阻大小读数为7×1 Ω＝7 Ω。
7
(2)同学们继续使用学生电源(4 V)组装如图乙所示的电路进行实验，其中电表可以从如下器材中进行选择：（括号中为电表量程及内阻）
A．电压表V1(0～15 V，15 kΩ)
B．电压表V2(0～3 V，3 kΩ)
C．电流表A1(0～3 A)
D．电流表A2(0～0.6 A)
应选择电压表__，电流表__。（均选填器材前的字母序号）
B
D
(3)（多选）下列说法正确的是____。
A．电压表分流属于系统误差
B．实验开始前滑动变阻器滑片应该调到b端
C．如图乙所示的电路，可以通过调节滑片使电压表示数为0
D．多组实验可以减小系统误差
解析：电压表分流属于系统误差，故A正确；为保护电路，实验开始前滑动变阻器滑片应该调到a端，故B错误；题图乙所示的电路为分压式电路，可以通过调节滑片使电压表示数为0，故C正确；多组实验可以减小偶然误差，故D错误。
AC
7．（10分）某电阻的阻值大约为70 Ω，为了更精确地测量其阻值，该同学采用伏安法。实验室备有下列器材：
A．电压表V1（量程0～3 V，内阻约为15 kΩ）
B．电压表V2（量程0～15 V，内阻约为75 kΩ）
C．电流表A1（量程0～250 mA，内阻约为0.2 Ω）
D．电流表A2（量程0～50 mA，内阻约为1 Ω）
E．滑动变阻器R（最大阻值150 Ω）
F．电池组E（电动势为3 V，内阻不计）
G．开关S，导线若干
为减小实验误差，电压表应选用__（选填器材前面的字母序号），电流表应选用__（选填器材前面的字母序号），实验电路应选图__（选填“甲”或“乙”）。若该同学选择器材、连接电路等操作均正确，则电阻的测量值____（选填“大于”“小于”或“等于”）其真实值，原因是________________。
A
D
乙
小于
电压表的分流作用
8．（10分）在测定某金属的电阻率实验中。
(1)某学生进行了如下操作：
①利用螺旋测微器测金属丝直径d，如图1所示，则d＝___________________ mm。
②测量金属丝电阻Rx的电路图如图2所示，闭合开关S，先后将电压表右侧接线端P接a、b点时，电压表和电流表示数如表1所示。该学生认真观察到两次测量中，电流表的读数几乎未变，发生这种现象的原因是______________________________________________，比较合理且较准确的金属丝电阻Rx测＝____ Ω（保留两位有效数字），从系统误差角度分析，Rx的测量值与其真实值Rx真比较，Rx测__（选填“>”“＝”或“<”）Rx真。
1.704(1.702～1.706)
电压表内阻远大于金属丝电阻，电压表分流几乎为零
12
<
表1
项目 U/V I/A
接线端P接a 1.84 0.15
接线端P接b 2.40 0.15
(2)另一同学找来一恒压电源，按图3的电路先后将接线端P分别接a处和b处，测得相关数据如表2所示，该同学利用该数据可算出Rx的真实值为____ Ω。
表2
项目 U/V I/A
接线端P接a 2.56 0.22
接线端P接b 3.00 0.20
13