新高考物理一轮复习重难点练习难点16 电学实验基础（含解析）

这是一份新高考物理一轮复习重难点练习难点16 电学实验基础（含解析），共30页。试卷主要包含了常用仪器的读数，电表改装，测量电路与控制电路的选择，实验器材的选取与实物图的连接等内容，欢迎下载使用。
难点16 电学实验基础

一、常用仪器的读数
（一）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，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，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.

（二）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：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．
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.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，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
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.
（三）常用电表的读数
对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，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即可．
(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“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.
【例1】（2022·全国·高三课时练习）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径。某次测量的示数如图甲、乙所示，长度为___________ cm，直径为___________ mm。

（2）按图丙连接电路后，实验操作如下：
（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最___________（选填“大”或“小”）处；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；
（b）将电阻箱R2的阻值调至最___________（选填“大”或“小”），S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1 280 Ω。
（3）由此可知，圆柱体的电阻为___________ Ω。
【答案】 5.02     5.315##5.314##5.316     大     大     1280
【解析】（1）[1][2]游标卡尺的精度为0.1 mm，主尺上读数为50.0 mm，游标尺上读数为

两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据

螺旋测微器主尺读数为5.000 mm，可动刻度与主尺对齐刻线数为31.5，读数为0.315 mm，则螺旋测微器读数为

（2）[3][4]为保护电路每次实验前均应调节至最大值，同理电阻箱的阻值也调至最大。
（3）[5]两次实验电流表读数一致，则两电阻相等，未知电阻阻值为。
【例2】（2022·全国·高三专题练习）（1）图甲中游标卡尺的读数为_______mm，图乙中螺旋测微器的读数为_______mm。

（2）某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻，如图丙所示。先将选择开关旋至倍率“×10”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的________（填“＋”或“－”）接线柱，结果发现欧姆表指针偏角太小，则应将选择开关旋至________（填“×1”或“×100”）挡并________，最终测量结果如图丁所示，则电压表的电阻为_______Ω。

【答案】     49.8     0.880     －     ×100     重新进行欧姆调零     3000
【解析】（1）[1]游标卡尺的读数规则：主尺上的整毫米数＋精确度×对齐格数（不估读），可知游标卡尺的读数为49mm＋0.1mm×8＝49.8mm；
[2]螺旋测微器的读数规则：固定刻度上的毫米数＋0.01 mm×对齐刻度（一定要估读），可知螺旋测微器的读数为0.5mm＋0.01mm×38.0＝0.880mm；
（2）[3]多用电表使用时电流要保证红进黑出，电压表中电流是从正接线柱流入的，所以多用电表的红表笔应接电压表的“-”接线柱；
[4][5]欧姆表指针偏角太小，说明所测电阻阻值较大，应换用“×100”挡进行测量，并且重新进行欧姆调零；
[6]欧姆表的读数为指针所指刻度乘以倍率，则电压表的电阻为30×100Ω＝3000Ω。
【例3】（2021·湖南岳阳·高三期末）某同学在实验室测定金属导体电阻的实验中：
（1）游标卡尺测量长度如图1所示，可知其长度为L＝______mm。

（2）如图2所示，用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值______mm。

（3）如图3所示，为一正在测量中的多用电表表盘，如果用欧姆挡“×100”测量，则读数为______Ω；如果用“直流5V”挡测量，则读数为______V；

（4）乙同学利用多用电表测量图4、图5所示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量，以下操作正确的是______。

A．将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图4的电路测量小灯泡两端的电压
B．将选择开关旋转到合适的欧姆挡，闭合开关，利用图4的电路测量小灯泡的电阻
C．将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图5的电路测量通过小灯泡的电流
【答案】 11.4     0.898##0.899##0.900##0.901##0.902     700     3.40     C
【解析】（1）[1]游标卡尺测量长度为L＝11mm+0.1mm×4=11.4mm。
（2）[2]用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值d=0.5mm+0.01mm×40.0=0.900mm。
（3）[3][4]如果用欧姆挡“×100”测量，则读数为700Ω；如果用“直流5V”挡测量，最小刻度0.1V，则读数为3.40V；
（4）[5]A．将选择开关旋转到合适的电压挡，利用图4的电路测量小灯泡两端的电压时，应该把红黑表笔位置调换一下，选项A错误；
B．用欧姆档测量电阻时，应该让电阻与电路断开再进行测量，选项B错误；
C．根据电流从红表笔流入，从黑表笔流出的原则，将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图5的电路测量通过小灯泡的电流，选项C正确。
故选C。
二、电表改装
电表的两种改装的比较

改装成大量程电压表
改装成大量程电流表
内部电路


改装原理
串联分压
并联分流
所需电阻
阻值
R＝－Rg
R＝
改装后
的量程
U＝Ig(Rg＋R)
I＝Ig
校准电路


【例4】（2022·全国·高三专题练习）某同学按图1电路图，把满偏电流为10 mA、内阻为30 Ω的表头G改装为双量程电压表，并进行校准。

（1）根据上述表头参数，将其改装成量程为5 V和15 V的双量程电压表。则定值电阻R1=________ Ω，R2=________ Ω。
（2）用量程为5 V的标准电压表对改装表5 V挡进行校准，选择开关应接________（选填“b”或“c”），在闭合S前，滑片P应靠近滑动变阻器的________（选填“M”或“N”）端。
（3）选择开关接b，表头G的指针位置如图2所示，此时电压为________V。
【答案】     470     1000     b     M     3.80
【解析】（1）[1]开关接b点，量程U1=5 V，所以

代入数据得
R1=470 Ω
[2]开关接c点，量程U2=15 V，所以

代入数据得
R2=1000 Ω
（2）[3][4]用量程为5 V的标准电压表对改装表5 V挡进行校准，选择开关应接b；在闭合S前，滑片P应靠近滑动变阻器的M端。
（3）[5]由图2看出表头示数I=7.6 mA，则此时电压
U=I（Rg+R1）=3.80 V
【例5】（2022·全国·高三课时练习）某同学有一块满偏电流Ig=250μA的小量程电流表G。需要将它改装为4mA量程的电流表。

（1）他采用如图所示电路测量电流表G的内阻R。断开S1闭合S2时电流表G读数为Ig，若再闭合S1后干路电流仍保持为Ig，则当电流表G读数为___________时，电流表G内阻Rg与电阻箱R'的阻值相等。
（2）据此原理，该同学测出电流G内阻。下面是打乱的操作，正确的步骤排序为___________。
A．读出R'的阻值为90.0Ω，断开开关
B．闭合开关S2，调节R的阻值使电流表G指针偏转到满刻度
C．闭合开关S1保持R的阻值不变，调节R'的阻值使电流表G指针偏转到满刻度的一半
D．将R的阻值调至最大
（3）改装为4mA量程的电流表，需要将电阻箱R'并联在电流表G两端，调其阻值为___________Ω。
【答案】          DBCA     6.0
【解析】（1）[1]闭合S1后，并联部分电路起到分流的作用，干路电流仍保持为Ig，则当电流表G读数为时，两支路电流相等，故电流表G内阻Rg与电阻箱R'的阻值相等。
（2）[2]正确步骤排序为DBCA
D．将R的阻值调至最大
B．闭合开关S2，调节R的阻值使电流表G指针偏转到满刻度
C．闭合开关S1保持R的阻值不变，调节R'的阻值使电流表G指针偏转到满刻度的一半
A．读出R'的阻值为90.0Ω，断开开关。
（3）[3]分流电阻满足

代入数据，可得

三、测量电路与控制电路的选择
1．电流表的内、外接法

内接法
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＝
＝Rx＋RA>Rx
测量值大于真实值
R测＝
＝时，选用电流表内接法
当RV≫Rx或Rx