高三物理电学实验基础
高中物理常考的电学实验满分知识点总结
高中物理常考的电学实验满分知识点总结目录一、实验的考查内容二、电学实验命题走向三、电学实验的基础和核心四、选取电学仪器和实验电路五、实验电路的选择六、实物图连线技巧七、设计型实验思路八、几种测电阻方法总结（难点）九、四大重点题型分析及例题精讲电学实验最全知识点总结一、实验的考查内容（1）测定金属的电阻率（练习使用螺旋测微器）；（2）描绘小灯泡的伏安特性曲线；（3）测定电源的电动势和内阻；（4）练习使用多用电表；（5）传感器的简单使用；（6）设计型实验。
二、电学实验命题走向（1）给定条件，进行实验设计;（2）给定测量数据，选择处理方法;（3）给定原理、器材，设计实验方案;（4）给出实验过程情景，判断过程、方法的合理性。
三、电学实验的基础和核心（1）伏安法测电阻“外接法”的系统误差是由电压表的分流引起的，电阻测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法，可记为“外小小”。
“内接法”的系统误差是由电流表的分压引起的，电阻测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法，可记为“内大大”（2）滑动变阻器的连接（限流法/分压法）分压接法时，题中常出现这样的字眼：要求电压从零开始调节，或是要求测量尽可能精确等被测电阻上电压的调节范围大。
用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。
（3）其他常用测电阻方法①内阻已知的电流表、电压表可看成能读出它们电流、电压大小的电阻来使用；②电流表可通过串联定值电阻来扩大量程，当成大量程电流表来使用；也可以并联定值小电阻来当成电压表来使用。
③替代法测电阻④半偏法测电阻四、选取电学仪器和实验电路（1）安全：在电流表和电压表测量值不超量程,滑动变阻器、电源中通过的电流小于额定电流。
解决方法是依据欧姆定律算出实验电路调节中过程的电流范围，再和某器材的最大电压和给定值进行选择。
（2）方便：便于操作。
主要是对滑动变阻器、电压表、电流表的选择。
解决方法是要根据用电器分流、分压、限流等不同用途，采用正确的连接，能够既得到满足实验要求的电压范围，同时调节时电压表现为线性稳定变化。
高中物理电学实验基础
①将电阻箱R的电阻调到0；
②闭合S调节R0，使电流表G达到满偏电流I0；
③保持R0不变，调节R使电流表G示数为I0/2；
④由上可得RG=R
R G
注意：当RG》R0时，测量误差小，此 方法适合测大阻值电流表内阻，且测 量值偏大。
R0 S
a
25
方法二：如图所示测量电流表A的内 阻
①断开S2，闭合S1，调节R0，使A表满偏为I0;
③0.40 2.4
a
35
练习：1.现有器材：电压表（量程3V，内阻约几千欧）， 电压表（量程15V，内阻约几十千欧），定值电阻 （3.0kW），滑动变阻器R（0～1750W），直流电 源（约6V，内阻不计），开关、导线若干，要求利 用这些器材测量电压表的电阻值． （1）在方框中画出实验电路图 （2）用已知量和直接测得量表示的电压表内阻的 表达
误差分析：
V
A R待
R 测 ＝ U IA VR XR AR 真 ＝ U VI A U A
产生误差的原因：电流表A分压。
适用于测大阻值电阻，即Rx远大于RA时。
a
12
（4）内、外接法的选用原则
①计算临界电阻：R0 RARV
若Rx>R0，待测电阻为大电阻，用内接法 若Rx<R0，待测电阻为小电阻，用外接法 即大电阻，内接法；小电阻，外接法。
（如 得2果 A）2已的如知内右A阻图1的R所2内=示I1阻，RR1当/I12，两. 则电可表测 的 一 内满 电 阻偏 阻R2UR=IA11，2（》同RU1样A+1R则时0)可，/I2测A. 1得串R联2的
A1
A2 R0
A1
a
16
例2.用以下器材测量一待测电阻的阻值，器材 如下：电流表A1（量程250mA，内阻r1=5Ω);
高中物理实验提升-电学实验从基础到提升
电学实验从基础到提升一、电学实验所需的基础知识和基本意识附2：选择依据：1.估算法：若R x >_______则选用_______2.试触法：若V 表变化明显，则选用_______ 附3：估算法依据的推导：1.范围：要求从零开始的用分压（伏安特性曲线、改装电表逐格校准等）2.安全：限流不能保证安全时用分压3.方便：参见表中调节方便的理想值4.节能：同等情况下限流更节能5.二者均可时，操作一般用限流，考试一般用分压附2附3：电路原理图与实物图对应附4：常见接线错误或故障1.导线3断路：2.导线3下端接于电源正极：3.导线6下端接于电源正极：（当然，顺便要把电表接线的正负换过来）附5：调节曲线（用电器端电压与滑片位置的关系） 例1{（1）A （2）变大（3）88，52（4）14.4，38.4（5）低（6）B } 例2某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系．可用的器材如下：电源（电动势3V ，内阻1Ω）、电键、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干． （1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯U /V泡的U-I图象如图a所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而（填“增大”、“减小”或“不变”）．（2）根据图a，在图b中把缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）。
（3）若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是W。
（电压表和电流表均视为理想电表{增大，略，0.32W} 4.电表的选择1.安全：不超量程2.精确：不低于1/3量程3.测多组数据时要求多表匹配：一个表满偏时，其余表也应在满偏附近5.对电表的认识与处理1.理想电表：V表相当于断路；A表相当于短路2.非理想电表：均视为定值电阻3.由同一G表改装而成的电表电压表：量程与内阻与正比电流表：量程与内阻成反比练习：下列四个表均是由同一表头G改装而成，下列用法中两表的读数和指针偏角是否相同？4.已知内阻的电表，功能可互换二、测电阻（电阻率）类实验（含伏安特性曲线）1.伏安法分压与限流的选择注意安全性的验证内接与外接的选择电表的选择与匹配测电阻类，电表与电源匹配伏安特性曲线类，从零至正常工作2.替代法测电阻利用电阻箱替代被测电阻接入电路，达到相同的电路状态，理论上没有系统误差，只有偶然误差。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材粤教版)：电学实验基础
专题强化十五电学实验基础目标要求 1.会分析电学实验的误差，会通过改进电路减少系统误差.2.掌握常用仪器的读数方法.3.会根据电路原理图连接实验器材．题型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(可精确到)10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 5049 mm0.02 mm0.02 mm4.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“15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.1．为了读数更精确，游标卡尺也需要估读，如图读作11.40 mm.( × )2．游标卡尺主尺上的数字对应的单位为cm.( √ ) 3．如图，游标卡尺读数为5.20 mm.( × )4．如上图，游标卡尺读数为50.20 mm ，可简化写为50.2 mm.( × )考向1 游标卡尺、螺旋测微器的读数例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.(2)读出下面各螺旋测微器的读数，甲________ mm，乙________ mm，丙________ mm.答案(1)17.723.85 3.18(2)4.039 1.100 3.515解析(1)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17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm.题图最下面游标卡尺：主尺读数为3 mm，游标尺读数为9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm.(2)甲：(4＋3.9×0.01) mm＝4.039 mm；乙：(1＋10.0×0.01) mm＝1.100 mm；丙：(3＋0.5＋1.5×0.01) mm＝3.515 mm.考向2电压表、电流表和电阻箱的读数例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.(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.(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2 087 Ω，最简单的操作方法是_________________________．若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为________．答案(1)0.020.440.1 2.20(2)0.1 1.700.58.5(3)1 987将“×1 k”挡旋钮调到2，再将“×100”挡旋钮调到0 0～19 998 Ω解析(1)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.(2)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.(3)电阻为1 987 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，用这样的两个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.测电压或电流时，电表精确度为1,0.1,0.01的估读到下一位；精确度为2,0.2,0.02,5,0.5,0.05，末位为2和5的，读数时只读到与最小刻度位数相同即可．题型二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＝U x＋U A电压表分流I测＝I x＋I V电阻测量值R测＝U测I测＝R x＋R A>R x测量值大于真实值R测＝U测I测＝R x R VR x＋R V<R x 测量值小于真实值适用于测量大阻值电阻小阻值电阻两种电路选择标准当R A≪R x或R x>R A R V时，选用电流表内接法当R V≫R x或R x<R A R V时，选用电流表外接法2.滑动变阻器两种连接方式的对比限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围(不计电源内阻)RER＋R0≤U≤E 0≤U≤E 分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件3．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R x≫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．例3(2020·全国卷Ⅰ·22)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R x，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5 Ω.该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间．测量得到如图(b)所示的两条U －I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数．回答下列问题：(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(填“O 、P ”或“O 、Q ”)两点的方案测量得到的．(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________ Ω(保留1位小数)．(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________ Ω(保留1位小数)． 答案 (1)O 、P (2)Ⅰ 50.5 (3)50.0解析 (1)若通过R x 的电流相等，由题图(b)知图线Ⅰ对应的电压值较大，由R ＝UI 可知图线Ⅰ所测电阻较大，图线Ⅱ所测电阻较小，则图线Ⅱ是采用电压表跨接在O 、P 两点的方案测量得到的．(2)由题图(b)可得图线Ⅰ测得电阻阻值R Ⅰ＝3.00－1.00(59.6－20.0)×10－3Ω≈50.5 Ω，图线Ⅱ测得电阻阻值 R Ⅱ＝ 3.00－0.95(64.0－20.0)×10－3 Ω≈46.6 Ω，待测电阻阻值约为50 Ω，R V R x ＝1 000 Ω50 Ω＝20，R xR A ＝50 Ω0.5 Ω＝100，因R V R x <R xR A ，电流表采用内接法更接近待测电阻的真实值，电压表跨接在O 、Q 两点，故图线Ⅰ得到的结果更接近待测电阻的真实值，测量结果为50.5 Ω.(3)电压表跨接在O 、Q 之间，测得的阻值为电阻与电流表内阻之和，则R ＝R Ⅰ－R A ＝(50.5－0.5) Ω＝50.0 Ω.实验误差分析1．系统误差(1)伏安法测电阻系统误差来源：电压表的分流或电流表的分压．(2)减小系统误差根据题目中给出的电阻阻值大约值，选用合适的实验器材，采用误差小的实验方案(如电流表的内、外接法)．(3)消除系统误差题目给定的条件充分(电表内阻已知)，合理设计电路可消除系统误差．2．偶然误差(1)电压表、电流表、多用电表、毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等读数误差．(2)描点、计算等对数据处理造成的误差．(3)通过多次测量取平均值或图像法可以减小偶然误差．例4物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻R x的阻值，可用器材有：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、R x、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．(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________．(3)该电路中R0的作用是________．(4)测出多组数据，作出I－U图像，如图乙所示．则R x阻值为________ Ω.答案(1)见解析图(2)R0与R x之间接线处断路(R x与电流表之间接线处断路等其他答案均可给分，说仪器断路或者短路均不给分)(3)①保护电路②增大电压表读数范围，降低读数误差(能描绘出保护电路意思和方便读数即可给分)(4)4解析 (1)因待测电阻R x 的电阻和电流表的内阻都较小，为保护电路，应将定值电阻R 0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，故实验电路的原理图如图所示．(2)出现该现象的原因可能是R 0与R x 之间接线处断路．(3)由(1)分析可知该电路中R 0的作用是：①保护电路；②增大电压表读数范围，降低读数误差． (4)根据I －U 图像可知斜率为k ＝I U ＝0.512 Ω－1＝1R x ＋R 0＋R A，代入数据解得R x ＝ 4 Ω.题型三 实验器材的选取与实物图的连接1．实验器材选择的技巧(1)电压表、电流表：不超过量程，且要超过满偏刻度的13.有时也可以从测量数据来确定选择的电表．(2)滑动变阻器：分压选阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻器，限流选最大阻值为待测电阻2～3倍的滑动变阻器．电流半偏法测电阻，滑动变阻器选阻值大的．(3)定值电阻：若用于电表改装，阻值与改装后的量程匹配，若用于保护电路，应使电流表、电压表读数在满偏刻度的13以上且不超过电流表、电压表量程．2．实物图连接的注意事项(1)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按照电路原理图依次到开关，再到滑动变阻器，按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来，再将要并联的元件并联到电路中去．(2)连线时要将导线接在接线柱上，两条导线不能交叉．(3)要注意电表的量程和正、负接线柱，要使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出． (4)滑动变阻器的接法：限流法，导线分别连接到上、下接线柱上(两个接线柱)；分压法，导线分别连接到上边一个接线柱和下边两个接线柱上(一上两下共三个接线柱)．例5 某实验小组要测量一个用电器L 的额定功率(额定电压为10 V 、额定功率在12～15 W 之间)，测量电路的部分导线已经接好(如图所示)．实验室有下列器材可供选用：直流电源：E1(电动势为3 V，内阻很小)E2(电动势为15 V，内阻很小)直流电流表：A1(量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)A2(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω)直流电压表：V(量程为3 V、内阻为3 kΩ)滑动变阻器：R1(阻值范围0～20 Ω)R2(阻值范围0～200 Ω)定值电阻：R3＝3 kΩ、R4＝9 kΩ、R5＝25 kΩ开关一个，导线若干为使测量尽可能准确、方便，请回答下列问题：(1)电源应该选择________(填“E1”或“E2”)；(2)电流表应该选择________(填“A1”或“A2”)；(3)滑动变阻器应该选择________(填“R1”或“R2”)；(4)由于电压表的量程不够，要利用一个定值电阻进行改装．请选择合适的定值电阻，在图中用笔画线代替导线连接好测量电路的剩余部分．答案(1)E2(2)A2(3)R1(4)见解析图解析(1)由于额定电压为10 V，所以直流电源选择电动势为15 V的E2.(2)其额定电流为1.2～1.5 A，所以直流电流表选择A2.(3)根据已有的电路结合让实验结果更为精确的要求，采用限流电路，所以利用滑动变阻器R1作为限流电阻．(4)若要将电压表改装为量程更大的电压表，需要与其串联一个定值电阻，根据串联电路特点知，若串联R3，则量程为6 V，若串联R4，则量程为12 V，若串联R5，则量程为28 V，因此串联R4比较合适，如图所示．例6 现要用如图甲所示的电路图来测量某一电压表V 的内阻．给定的器材有：待测电压表V(量程2 V ，内阻约为4 kΩ)；电流表A(量程1.2 mA ，内阻约500 Ω)；直流电源E (电动势约2.4 V ，内阻不计)；滑动变阻器R 0(最大阻值20 Ω)；定值电阻R (3个：阻值分别为2 kΩ、20 kΩ、200 kΩ)；开关S 及导线若干．要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．(1)定值电阻R 应该选用的阻值为________ kΩ；(2)根据图甲的测量电路原理图，用笔画线代替导线，在图乙所给的实物图上连线； (3)根据图甲的测量电路原理图，开关S 闭合前，滑动变阻器的滑动端应滑动到最________端(选填“左”或“右”)；(4)电路接通后，把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置，若此时电压表读数为U ，电流表读数为I ，则电压表内阻R V ＝________. 答案 (1)2 (2)见解析图 (3)左 (4)RU RI －U解析 (1)假设电压表示数为1 V ，由题意可得 1 V 4 kΩ＋1 VR>0.6 mA ，解得R <2.86 kΩ 故电阻R 应该选用的阻值为2 kΩ. (2)实物图如图所示(3)为避免电流表、电压表在开关S 闭合时示数超出量程，闭合开关S 前，滑动变阻器的滑动端应滑动到最左端．(4)根据部分电路欧姆定律可得，电压表内阻为 R V ＝U I －U R＝RU RI －U .课时精练1．某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为________ mm ；用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为________ cm.另一位学生用游标尺上标有50等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图丙所示，则该工件的长度L ＝________ cm.答案 8.021(8.020～8.022均可) 2.060 5.236解析 螺旋测微器的固定刻度读数为8 mm ，可动刻度读数为2.1×0.01 mm ＝0.021 mm ，所以最终读数为8 mm ＋0.021 mm ＝8.021 mm ，由于需要估读，因此在范围8.020～8.022 mm 内均正确．游标卡尺的主尺读数为20 mm ，游标尺上第12个刻度与主尺上某一刻度对齐，故游标尺读数为12×0.05 mm ＝0.60 mm ，所以最终读数为20 mm ＋0.60 mm ＝20.60 mm ＝2.060 cm.工件的长度L ＝52 mm ＋0.02×18 mm ＝5.236 cm.2．如图，螺旋测微器的读数为________ mm ；电压表的读数为________ V ；电流表的读数为________ A.答案0.695 2.600.52解析螺旋测微器的读数为0.5 mm＋0.01 mm×19.5＝0.695 mm；电压表的读数为2.60 V；电流表的读数为0.52 A.3．某同学用伏安法测定待测电阻R x的阻值(约为10 kΩ)，除了R x、开关S、导线外，还有下列器材供选用：A．电压表(量程0～1 V，内阻约10 kΩ)B．电压表(量程0～10 V，内阻约100 kΩ)C．电流表(量程0～1 mA，内阻约30 Ω)D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω)E．电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)F．电源(电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计)G．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)(1)为使测量尽量准确，电压表选用________，电流表选用________，电源选用________．(均填器材的字母代号)(2)在虚线框内画出测量R x阻值的实验电路图．(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是__________________________．答案(1)B C F(2)见解析图(3)大于电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其他表述正确也可)解析(1)若电源选用E，则通过R x的最大电流为0.15 mA，此时两电流表均达不到半偏，故电源应选用F.电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压，故电压表选用B.由此可知电路中的电流约为1 mA，故电流表选用C.(2)因为待测电阻阻值较大，所以电流表应采用内接法．因为滑动变阻器的阻值很小，若采用限流式接法接入电路的滑动变阻器起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示．(3)因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为R x与电流表串联后两端电压，U测＞U实，，所以R测＞R实．而R＝UI4．(2023·广东惠州市第一次调研)某同学通过实验测量一个阻值约为5 Ω的定值电阻．可供使用的器材如下：A．待测电阻R x≈5 ΩB．电流表A1，量程0.6 A，内阻约0.6 ΩC．电流表A2，量程3 A，内阻约0.12 ΩD．电压表V1，量程15 V，内阻约15 kΩE．电压表V2，量程3 V，内阻约3 kΩF．滑动变阻器R，总电阻10 ΩG．直流电源E，电动势3 V，内阻不计H．开关S，导线若干(1)用伏安法测量该定值电阻阻值时，应当选择电流表________(选填“A1”或“A2”)，选择电压表________(选填“V1”或“V2”)．(2)请根据所设计的测量电路图，将下列实物图连接完整(滑动变阻器采用限流接法)．(3)某次测量的电表示数如图所示，其中电压表示数为________ V，电流表示数为________ A.(4)根据上述所测量的实验数据，计算得待测电阻R x＝______ Ω(计算结果保留3位有效数字)．答案(1)A1V2(2)见解析图(3)1.730.32(4)5.41解析(1)由于电源的电动势为3 V，因此电压表选择量程为3 V，即选V2，待测电阻约为5 Ω，则电路中最大电流为0.6 A，因此电流表选择量程为0.6 A，即选A1.(2)由于R V R x >R xR A，因此应采用电流表外接法，具体实物图如下(3)由题图可知，电压表示数为1.73 V ；电流表示数为0.32 A. (4)根据测量的实验数据，计算得待测电阻为R x ＝UI ＝5.41 Ω.5．某同学要测量一个未知电阻的阻值，实验室提供的器材有： A ．电流表A 1：量程为0～3 mA ，内阻r 1约为15 Ω B ．电流表A 2：量程为0～1.5 mA ，内阻r 2为25 Ω C ．定值电阻R 1：R 1＝9 975 Ω D ．定值电阻R 2：R 2＝1 975 Ω E ．滑动变阻器R 3：最大阻值为10 ΩF ．电源E ，电动势为3 V ，内阻很小但不可忽略G ．开关S 及导线若干(1)该同学根据实验器材设计了如图所示的测量电路，闭合开关S 之前，滑动变阻器R 3的滑片应置于________(填“最左端”或“最右端”)．(2)实验中需要量程为0～3 V 的电压表，则电路图中的电流表①应选择________，定值电阻R 应选择________(均填器材前面的字母)．(3)调节滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片置于合适的位置，若此时电流表A 1的示数为I 1，电流表A 2的示数为I 2，则待测电阻R x ＝________(用物理量的符号表示)． 答案 (1)最左端 (2)B D (3)I 2(r 2＋R 2)I 1－I 2解析 (1)为了实验安全，闭合开关S 之前，应使电路中电流从最小值开始调节，滑动变阻器采用分压接法，故应将滑片置于最左端．(2)实验器材中没有电压表，要用电流表改装，只有内阻已知的电流表才能改装成电压表，所以电流表选择B.根据电压表改装原理可得R ＝U －I A2r 2I A2＝3－1.5×10－3×251.5×10－3 Ω＝1 975 Ω，故定值电阻应选择D.(3)由串、并联电路的特点和闭合电路欧姆定律有I 2(r 2＋R 2)＝(I 1－I 2)R x 解得R x ＝I 2(r 2＋R 2)I 1－I 2.6．(2023·四川攀枝花市模拟)电阻R x 的阻值在3～5 kΩ间，现要测量其电阻，实验室提供了下列器材：电压表V(量程3 V ，内阻约为30 kΩ) 电流表A 1(量程100 μA ，内阻约为100 Ω) 电流表A 2(量程1 mA ，内阻约为10 Ω) 滑动变阻器R (最大电阻500 Ω) 电源E (电动势4 V) 开关S 及导线若干某课外活动小组设计了如图甲所示的测量电路进行了实验，请回答下列问题：(1)电路中电流表应选用上述器材中的________(填写字母代号)；(2)闭合开关S 前，滑动变阻器的滑动触头P 应在________(选填“a ”或“b ”)端； (3)请根据图甲所示的电路图，在图乙中将实物图连接补充完整；(4)实验中得到的I －U 图线如图丙中的实线d 所示，电阻R x 的测量值为________ kΩ； (5)由于本实验存在误差，你认为电阻R x 的真实I －U 图线应为图丙中图线________(选填“c ” 或“e ”)；(6)某同学对图甲中虚线框内的电路进行修改，并从上述器材中选用适当的器材，设计出了测量电压表V 内阻的电路，请在方框内画出该同学修改部分的电路，并在图中标出所选用的器材．答案 (1)A 2 (2)a (3)见解析图 (4)4 (5)c (6)见解析图 解析 (1)电路中的最大电流为I ＝U R x ＝33 000A ＝1 mA ，故电流表选择A 2. (2)滑动变阻器为分压接法，为了保护电路，闭合开关前应使并联部分的电压为零，故滑动触头P 应在a 端．(3)按实验电路图将实物图补充完整，如图所示．(4)根据I －U 图像求得电阻R x ＝U 1I 1＝20.5×10－3Ω＝4.0 kΩ.(5)本次实验是用电流表的内接法测电阻的，所以电压表测的是电流表和R x 两端的总电压，那么电压和电阻的测量值均偏大，故真实的图线应是c . (6)由于电压表的内阻很大，而满偏电流 I m ＝U m R V ＝330×103A ＝10－4 A ＝100 μA 恰好在电流表A 1的量程之内，所以可以直接将两表串联接入虚线框内，如图所示．7．(2023·广东深圳市调研)某学习小组研究“不同的电阻测量方案对误差的影响”．现有器材为：电源、电流表(量程0.6 A)、电压表(量程3 V)、待测定值电阻、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、开关、导线若干．实验步骤如下：(1)用图甲和图乙电路分别测量待测电阻的阻值，请在图丙中按图甲用笔画线代替导线将电路补充完整；(2)将图丙中滑动变阻器的滑片P 滑到________(填“e ”或“f ”)端，闭合开关，调节滑动变阻器，记录测量数据；(3)根据测量数据在U －I 坐标系中描点作图，得到图丁中的图线a 和b ，则a 线对应的测量值是________ Ω，a 线是采用图________(选填“甲”或“乙”)电路测得的结果，理由是(要求论述有依据)____________________________________________________________________. (4)为提高测量精度，在图甲电路中，用电流传感器代替电流表，电压传感器代替电压表，对同一电阻再次进行测量．得到对应的U －I 图线c ，拟合直线及表达式见图戊，认为其测量值等于真实值．(5)相对误差反映测量的可信程度，相对误差公式为δ＝|测量值－真实值真实值|×100%.由步骤(3)和(4)可得图线a 的相对误差为δ＝________%(保留三位有效数字)．答案 (1)见解析图 (2)f (3)6.43 甲 a 线对应的测量值大于b 线对应的测量值，测量结果偏大，采用电流表内接法 (5)27.8 解析 (1)完整电路如图所示．(2)闭合开关S 前，应将滑动变阻器的滑片P 滑到接入电路阻值最大处，即滑动变阻器的滑片P 滑到f 端；(3)由题图丁可知，a 线对应的待测电阻测量值是R x 测＝ΔU ΔI ＝2.25－00.35－0Ω＝6.43 Ω选择电流表的外接法，由于电压表的分流作用，电流表测量值大于流经R x 的电流值，测量结果偏小；选择电流表的内接法，由于电流表的分压作用，电压表测量值大于R x 两端的电压值，测量结果偏大；a 线对应的测量值大于b 线对应的测量值，所以a 线是采用题图甲电路测得的结果；(5)结合题图戊的U －I 关系式可知待测电阻的真实值R x 真＝5.03 Ω 图线a 的相对误差为δ＝|6.43－5.035.03|×100%＝27.8%.。
高考物理一轮复习第9章专题突破9电学实验基础(含长度的测量及测量工具课时学案
专题突破九电学实验基础(含长度的测量及测量工具的选用)常用仪器的使用与读数1．螺旋测微器的原理和读数(1)原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5 mm，而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格，测微螺杆前进或后退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。
(2)读数：测量值(mm)＝固定刻度数(注意半毫米刻线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01 mm。
2．游标卡尺的原理和读数(1)原理：利用主尺的分度值与游标尺的分度值的差值制成。
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的长度少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，其读数见下表：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)109 mm0.1 mm0.1 mm 2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm(2)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻线对齐的游标尺上的格数，则记录结果表达为：(x＋K×精确度) mm。
3．电流表、电压表和电阻箱的使用和读数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 V1．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量程0～9999.9 Ω和0～9999 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1．没有估读，各旋盘指示点的示数乘对应倍数，相加就是接入电路的电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)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[题组突破]1．(2022·河南洛阳高三三模)在练习使用游标卡尺和螺旋测微器的实验中，测量一枚1元硬币的直径和厚度。
物理电学小实验总结归纳
物理电学小实验总结归纳引言：物理学作为自然科学的一个重要分支，研究物质和能量之间的相互作用规律。
在物理学的学习过程中，实验是不可或缺的一部分，通过实验可以直观地观察和验证理论的推导结果，加深对物理知识的理解。
本文将对物理电学实验进行总结归纳，希望能够对读者理解和掌握电学实验的基本原理和操作技巧提供帮助。
一、静电实验静电实验是电学实验中最基础和简单的实验之一，主要用于研究带电物体间的相互作用和静电现象。
在实验过程中，我们通常会使用静电仪器如静电手、电极等。
1. 实验目的通过实验，观察和研究带电体间的相互作用规律，理解静电现象的基本原理。
2. 实验步骤a. 将一个带电体A用绝缘材料悬挂在空中，使其平衡。
b. 将另一个带电体B靠近带电体A，观察带电体A的变化情况。
3. 实验结果和分析实验结果会发现，当带电体B靠近带电体A时，带电体A会发生电荷重新分布，最终两者会相互吸引或相互排斥。
二、电流实验电流实验是电学中另一个重要的实验内容。
通过电路搭建、电流计的使用等实验手段，我们可以将理论知识转化为观察和测量结果。
电流实验可以加深对电学基本概念的理解，如电压、电阻、电流的关系等。
1. 实验目的a. 理解电流和电压的概念及其关系。
b. 学会使用电流计进行电流的测量。
c. 掌握简单电路的搭建方法。
2. 实验步骤a. 使用导线将电池与灯泡连接，形成一个简单的电路。
b. 使用电流计测量电路中的电流强度。
3. 实验结果和分析实验结果会发现，电流的强度与电压和电阻之间呈现线性关系，符合欧姆定律。
三、电磁感应实验电磁感应实验是研究电磁现象的重要手段之一，通过改变磁场的相对运动或改变线圈回路的状况，观察和分析电磁感应现象。
电磁感应实验可以帮助理解发电原理、电磁感应定律等电磁学知识。
1. 实验目的a. 理解电磁感应现象的基本原理。
b. 通过实验验证和探索电磁感应定律。
c. 了解电磁感应与发电原理之间的联系。
2. 实验步骤a. 将磁铁放置在金属线圈附近，改变磁铁与线圈的相对运动。
电学实验基础实验报告(2021年整理)
电学实验基础实验报告（2021年整理）一、背景电学实验是电子科学与技术专业必修的实验之一，它以电学理论为基础，运用实验手段，对电路中电流、电压、电阻、电感、电容等相关物理量进行测量，并验证相关的理论。
通过实验可以加深对电路中物理量和元件特性的理解和掌握，提高学生实验操作技能和解决实际问题能力。
二、实验目的1. 熟悉常见的测量仪器和使用方法；2. 理解欧姆定律、基尔霍夫定律、电压分压定律、电流分流定律等电学基本定律；3. 掌握串、并联电路的基本特性及相关量的测量方法；4. 学会应用模拟仪器（如万用表、示波器等）进行电路电流、电压等基本参数的测量。
三、实验仪器及材料1. 直流电源；2. 两个电阻分别为100 Ω 和470 Ω，一个可变电阻；3. 电容和电感器各一个；4. 万用表和示波器各一个。
四、实验步骤1. 搭建串联电路（图1），使用万用表测量电路中的电流和电压，计算并比较实际电阻值和理论值（欧姆定律）。
4. 搭建电压分压电路（图4），通过调整可变电阻，测量电路中不同位置的电压值，验证电压分压定律。
6. 使用示波器观察电容放电过程，测量电容器的电压与时间的关系，并记录实验数据。
五、实验数据及分析本次电学实验中测得的实验数据如下：1. 测量串联电路中的电流和电压实际电阻值：R₁ = 99.7 Ω，R₂ = 470.2 Ω。
实际电阻值：R = 65.6 Ω。
理论电阻值：1/R = 1/R₁ + 1/R₂ = 1/100 + 1/470 = 0.0158；R = 1/0.0158 = 63.3 Ω。
电流：I₁ + I₂ = 0.007 A + (0.009 - 0.007) A = 0.009 A。
电压：U₁ = 5 V，U₂ = 0.002 V，U₃ = U₁ - U₂ = 4.998 V。
实验结果：U₀ = 10 V，U₁ = 7 V，U₂ = 3 V。
理论值：U₁ = U₀ × R₁/(R₁ + R₂) = 7.092 V；U₂ = U₀ × R₂/(R₁ + R₂) = 2.908 V。
浙江省温州市永嘉中学高中物理(人教版)选修3-1课件：电学实验基础复习
Байду номын сангаас
滑动变阻器
例3、为测量一个阻值约为98Ω的定值电阻，连接 如图实验电路，其中电源及电流表内阻共计2Ω， 电源电动势为10V，电流表量程为（0~150mA）。 现有范围分别为（0~10Ω ）、（0~10KΩ ）的滑 动变阻器R1、R2。为了能较好的控制电路则应选 择哪个滑动变阻器？
电阻箱
限流与分压
二、常见的电路设计 限流与分压
内接与外接
针对训练：有一待测电阻Rx，其阻值大约是25 kΩ ， 可供选择的器材是： 1、电流表A1 (0----100μ A, 2 kΩ ) 2、电流表A2 (0----500μ A, 300Ω ) 3、电压表V1 (0----10V, 100 kΩ ） 4、电压表V2 (0----50V, 500 K Ω ） 5、滑动变阻器 R (1 kΩ , 1A) 6、直流稳压电源E =15V，r=1Ω 7、电键K和若干根导线． 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能 准确，并画出电路图。
选修3-1
电学实验基础复习
一、常见的实验仪器
电压表与电流表
3.8V 0.3A
例 1、
电压表0～3V挡读数为 1.90V
，
电流表0～0.6A挡读数为 0.18A ， 小灯泡的阻值为 10.56Ω，
内接与外接
例2、已知定值电阻阻值约为20Ω，现有电压表内 阻1KΩ，电流表内阻5Ω。欲用伏安法测其电阻， 电流表应外接还是内接？
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R0 R
R0 R
R0 R
②、分压式电路
负载电阻两端的电压变化范围为：
0
常适用于R0<<R时，此电路滑动变阻 器消耗的功率较多。电压变化范围 较大。
A V
⑵、选择方法
① 限流接法 （ 通常情
况） 电流、电压能达到要求的调节范围；
不超过测量仪表的量程，
不超过各元件允许的最大电流。
② 分压接法（：三种特殊条件）
a 、要求某部分电路的电压或电流从零开始连续可 调。
b、采用限流接法时无论怎样调节滑动变阻器，电路中 的电流（电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流。
c、用电器电阻远大于滑动变阻器电阻，不利于测量获得 多组数据。
(1)
限流电路
负载RX的电压调节范围
RX E E RX R
可见滑动变阻器的总阻值R越大，
V
U
三、把灵敏电流计G改为电流表A
据并联电路的特点得： Ug Ig Rg (I Ig )R
电路图
Ig Rg
G
解得：R Ig Rg I Ig
IR R
（2）电流表的内阻： RA=Rg×R/(R+Rg)
I RA
A
U
四、滑动变阻器的两种接法
A
R
1）、限流式：
V
V A
RX
S
E, r
优点：电路简单，省电 不足：电压不能从零开始
而当RX＞＞RA时，一般采用电流表的内接 方式。
（一般RX较小时外接， RX较大时内 接）
R A
V
V
A R待
V
· RX A 内接法
·R测＝UI测测
＝U
Rx
I
U
Rx
A
Rx
RA
Rx
误差产生的原因: 由于电流表分压引起的。
若 RX>> R时A ，采用电流表内接法
V
·A RX 外接法Fra bibliotek·R测＝UI测测
RL
2）、分压式： V A
RX
RL
V AC
A B
S
优点：电压能从零开始 不足：电路复杂，费电
（2）、滑动变阻器电路 内阻不计，电动势为ε
R0 R
R0 R
R0 R
①、限流电路
负载电阻两端的电压变化范围为：
R
R0 R
当R<<R0时，也可用，此电路滑动变 阻器消耗的功率较少。
A V
（2）、滑动变阻器电路 内阻不计，电动势为ε
高三物理电学实验复习
物理电学实验复习 电学实验基础
常用的电压表和电流表都 是由小量程的电流表改装而成的
+
G
_
一、电流表的构造和工作原理
1、构造：永磁铁和放入永磁铁磁
场的可转动线圈组成 θ∝I
Rg
Ig
大约几欧到几十欧
2、电路图：
G
大约零点几伏
Ug
约几十微安到几毫安。
（1）满偏电流:电流表指针偏转到最 大刻度时的电流Ig
从另一个角度来看，电压表的示数没有显著变化，说明电 流表的分压作用很弱，满足RX>>RA,应选用内接法．P 应接在b 处。
（2）电流表的内阻:表头G的电阻Rg
Ug=IgRg
（3）满偏电压:电流表G通过满偏电 流时,加在它两端的电压Ug
二、把灵敏电流计改为电压表
电路图
据串联电路的特点得：
Ig
Ug Rg
U
Ug R
Ig
Rg
R
G
Ug
UR
解得：R (U Ug )Rg Ug
（2）电压表的内阻：Rv=Rg+R
Ig RV
为减小误差， 多测几组数据， 求平均值
V 滑动
A 变阻器
限流式？ 分压式？
2.电路
V
A
RX
V
A· · RX
限流器电路，安培表内接法
V A
RX
限流器电路，安培表外接法
V A
RX
分压器电路，安培表内接法 分压器电路，安培表外接法
2、如何选择电流表的内接或外接方式？
答：一般当RX较小时，即RX＜＜RV时， （RX与RA较接近）采用电流表的外接方式：
＝
I
U Rx Rx IV
Rx RV Rx RV
Rx
误差产生的原因： 由于电压表分流引起的。
若 RV>> RX时，采用电流表外接法。
内接法与外接法的选择
V
V
· ·· A
RX
A
RX
·
内接法
外接法
① 比值法
a.条件：已给出R的估计阻值
b.选择方法：
若 RX >> RA时，采用电流表内接法。 若 R>V> R时X ，采用电流表外接法。
结论：RRxA与 RRxV哪个比值大Rx就与对应表“近接”
例 电流表内、外接判断方法
题 解 析
1、采用电流表内接法的条件：Rx>>RA 采用电流表外接法的条件：Rv>>Rx
2、当不满足Rx>>RA和Rv>>Rx关系时
R 当 Rx
RAR（V即
Rx RA
f
Rv Rx
)时用内接法
大
x
当 Rx
RA
流表的量程，应选分压电路
三、控制电路（滑动变阻器的接法）的选择：
比较项目 电路
限流式接法
分压式接法
电压调节的 范围
电流调节的 范围
电能损耗
电路连接
EIR
电源负担轻
简便
E（IR+Iap）
电源负担重
复杂
1.原理 一 伏安法测电阻
U IR
RU I
“同一性”
用电压表测电压 用电流表测电流
V A
外接法？ 内接法？
RX
电阻RX两端电压的变化范围越大。变
阻器总阻值R 是Rx 的2--5倍时，限
a Pb
E r=0 R
流接法对电流、电压控制作用显著， 这样既便于调节,用电器两端电压变 化范围又比较大.
在合上开关以前，一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大．
如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始 连续可调，也没有要求多测几组数据，而且滑动变阻 器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连 成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时
应从节省电能（ P源＝EI ）和电路简单考虑，选用限
流电路。
(2) 分压电路 负载RX的电压调节范围0---E
RX
a
Pb
R
E r=
滑动变阻器的总阻值R越小，越 便于调节用电器两端电压． 一般选 用滑动变阻器的全电阻小于用电器 的电阻, 在0.1—0.5倍之间为好。
0
在合上开关以前，一定要使滑动变阻器滑动头的初始位置
RV（即
Rx RA
p
Rv Rx
)时用外接法Rx 小
当 Rx RARV时，用内、外接法均可
3、当Rx、RA、Rv的阻值未知时
用试触法进行判断
② 试触法
·
a.条件：未给出RX的估计阻值
· RX a A b P
V
b.选择方法：将电压表分别接a、b两点
如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强， 不满足RX<<RV,不适应用电流表的外接法．应用电流表的内接 法．
置于a端．以使负载上的电压和电流最小．（均为零）
要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要
求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始
连读可调，应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值
比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电
压有较大变化，应选分压电路。如果采用限流电路时，
电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电