高中物理电学实验大全———含最全知识点和典型例题

高中物理电学实验大全———含最全知识点和典型例题知识点一：误差与有效数字1、误差1．以下说法中，正确的是( )A．采用伏安法测电阻时，只要仪器选得正确，可保证没有系统误差B．用伏安法测电阻，不论是用电流表外接法，还是电流表内接法，都存在系统误差C．用欧姆表测电阻，既准确又方便D．伏安法测电阻，存在系统误差的原因是由于电流表的分压答案 B解析伏安法测电阻不可能没有系统误差，只能减小，故B正确、A错误；欧姆表测电阻方便但由于刻度不均匀读数误差较大，电池用久了误差更大，因而C错误；不同的测量电路引起误差的原因不同，故D错误。

2、有效数字：从数字的左边起第一个不为零的数字算起：如0.0125为3位有效数字知识点二：不需要估读的仪器：游标卡尺、欧姆表、电阻箱等需要估读的仪器：刻度尺、螺旋测微器、弹簧秤、电压表、电流表等一、测量规范游标卡尺的读数方法：d=主尺读数（mm）+游标尺上对齐刻度线的数值（mm）*精度注意：20分度的游标卡尺，其读数要精确的0.05mm，读数的最后一位为0或5；50分度的游标卡尺，其读数要精确到0.02mm，读数的最后一位为0，2，4，6，81．如图为10分度的游标卡尺测量钢管内径时的示数，其示数为________mm。

答案22.7解析22 mm(主尺)＋7(游尺)×0.1 mm＝22.7 mm。

2．下图游标卡尺的读数为________cm。

答案 1.340螺旋测微器的读数方法：测量值=固定刻度值+可动刻度(估读一位)*0.01（mm）1、螺旋测微器的读数为________ mm。

答案8.117(8.116～8.118均正确)解析固定刻度8 mm 可动刻度11.7×0.01 mm，8 mm＋11.7×0.01 mm＝8.117 mm。

3．某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示。

该工件的直径为________cm，高度为________mm。

答案 1.205 6.663(6.662～6.664均正确)解析游标卡尺读数＝主尺读数＋游标尺读数：12 mm＋1×0.05 mm＝12.05 mm＝1.205 cm。

螺旋测微器读数＝固定刻度＋可动刻度：6.5 mm＋16.3×0.01 mm＝6.663 mm。

电压表、电流表的读数(1)若刻度盘上每一小格为：1,0.1,0.001…时，需估读到最小刻度值的下一位。

(2)若刻度盘上每一小格为：0.2,0.02,0.5，0.05…时，只需估读到最小刻度值的位数。

图甲用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________ A，表针的示数是________ A；当使用3 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。

答案：0.02 0.44 0.1 2.201．电压表量程一般有两种——0～3 V,0～15 V；电流表量程一般有两种——0～0.6 A,0～3 A。

如图所示：(1)接0～3 V量程时读数为________ V。

(2)接0～15 V量程时读数为________ V。

(3)接0～3 A量程时读数为________ A。

(4)接0～0.6 A量程时读数为________ A。

答案：(1)1.88 (2)9.4 (3)0.82 (4)0.16考查点一：实验仪器的使用和选择仪器使用规范量程规范读数规范电流表有正负极的电表，电流由正极流入，负极流出指针至少要偏过表盘的一半注意估读规范电压表欧姆表指针尽量在表盘的中间位置左右“ⅹ1”档需要估读一位◆器材选取原则：1、安全性原则：保证所选仪器要在测量时要在最大量程以内；2、精确性原则：在安全性的前提下保证所选仪器满足量程规范，如3V和15V的电压表都能满足安全性，则选3V的电压表；3、方便性原则：体现调节方便、便于调节。

如滑动变阻器分压式接法中，应选小阻值滑动变阻器，方便调节4、灵活性：如实验时没有量程合适的电表可以变通一下，已知内阻的电流表可以当作电压表使用，已知内阻的电压表可当作电流表使用◆电路的连接：a)先画出电路图，再连接实物图b)先画串联部分，再画并联部分c)电表的连接注意电流方向从电表的正极进、负极出，还要注意电表的量程对应的旋钮d)滑动变阻器的实物连接注意规范◆数据的处理：列表法、图像法考查点二：1.两种接法的比较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R x较小，宜采用电流表外接法；若R x较大，宜采用电流表内接法。

简单概括为“大内偏大，小外偏小”。

(2)临界值计算法R x< R V R A时，用电流表外接法；R x> R V R A时，用电流表内接法。

(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R x为小电阻，宜采用电流表外接法；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R x为大电阻，宜采用电流表内接法。

3．滑动变阻器的连接方式有分压式和限流式(1)图甲为限流式，滑动变阻器与待测电阻串联，滑动变阻器右半部分被短路，滑片向右移动，电流变小，待测电阻电压变小，但是电压和电流最小都无法减小到0。

(2)图乙为分压式，滑动变阻器左半部分与待测电阻并联，后与滑动变阻器右半部分串联，滑片向右滑动，待测电阻的电压和电流增大，向左移动，待测电阻的电压和电流逐渐减小，当滑片移动到最左端时，待测电阻被短路，待测电阻的电压和电流均为0。

与限流式不同之处在于电压和电流可以从零开始调节。

小练习1、一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图a、b两种电路各测一次，用a图所测数据为3.0 V,3.0 mA，用b图测得的数据是2.9 V,4.0 mA，由此可知，用________图测得R x的误差较小，测量值R x＝________。

解析 由题意可知，ΔI I ＝4－33＝13，ΔU U ＝3－2.93＝130，ΔI I >ΔUU ，电流变化量大，电压表分流对实验的影响大，因此电流表应采用内接法，即应采用图a 所示实验电路进行实验；电阻测量值为：R x ＝UI＝30.003＝1000 Ω。

2．欲测量一未知电阻R x ，现采用如图甲、乙所示两电路进行测试，闭合开关，甲图中电压表示数为2.9 V ，电流表示数为4 mA ，乙图中电压表示数为3 V ，电流表示数为3 mA ，则下面对于R x 的叙述不正确的是________。

(填选项前字母)A ．采用甲图误差较小，R x 的测量值为725 ΩB ．采用乙图误差较小，R x 的测量值为1000 ΩC ．R x 的真实值应在725～1000 Ω之间D ．若电源内阻不计，可知R x 的真实值为975 Ω 答案 A解析 电压表读数差别不大，说明电流表分压作用小，即电流表内阻较小，所以用乙图测量误差小，测量值R x ＝UI ＝1000 Ω，采用甲图的测量值R x ＝UI＝725 Ω，R x 的真实值应在725～1000 Ω之间，若电源内阻不计，由闭合电路欧姆定律对甲图E ＝U 甲＋I 甲R A ① 对乙图E ＝U 乙＝I 乙(R A ＋R x )② 由①②得R x ＝975 Ω。

3．如下图所示，用伏安法测电阻，若电流表内阻1 Ω，电压表内阻5000 Ω，R x 约为10 Ω，则下图中哪个测量结果较为准确？测量值比真实值偏大还是偏小( )A ．甲电路，偏大B ．甲电路，偏小C ．乙电路，偏大D ．乙电路，偏小答案 B解析 因为R 2x <R V R A ，应采用电流表外接法，由于电压表分流，使I A >I x ，R x 的测量值比真实值偏小。

考点3 电表的改装1．表头常用的电压表和电流表都是由表头改装而成的，表头是一个小量程的电流表G。

(1)表头内阻R g：指电流表G的内阻，一般为几百欧到几千欧。

(2)满偏电流I g：指电流表G指针偏转到最大刻度时的电流(即电流表G所能测量的最大电流值)，一般为几微安到几十微安。

(3)满偏电压U g：指电流表G通过满偏电流时其两端的电压，一般为几毫伏到几十毫伏。

U g＝I g R g。

2．电压表、电流表的改装及比较改装成电压表改装成电流表内部电路改装原理串联分压并联分流改装后的量程U＝I g(R＋R g)I＝R＋R gR I g量程扩大的倍数n＝UU g n＝II g接入电阻的阻值R＝UI g－R g＝(n－1)R g R＝I g R gI－I g＝R gn－1改装后的总内阻R V＝R g＋R＝nR g RA＝R·R gR＋R g＝R gn校对电路改装成的电流表1.(2016·海南高考)某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。

(1)已知表头G满偏电流为100 μA，表头上标记的内阻值为900 Ω。

R1、R2和R3是定值电阻。

利用R1和表头构成1 mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。

若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V。

则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1＝________ Ω，R2＝________Ω，R3＝________Ω。

(2)用量程为3 V，内阻为2 500 Ω的标准电压表○V对改装表3 V 挡的不同刻度进行校准。

所用电池的电动势E为5 V；滑动变阻器R 有两种规格，最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ。

为方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器。

(3)校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近________(填“M ”或“N ”)端。

(4)若由于表头G 上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G 内阻的真实值________(填“大于”或“小于”)900 Ω。

[解析] (1)根据题意，R 1与表头G 构成1 mA 的电流表，则I g R g ＝(I －I g )R 1，得R 1＝100 Ω；若使用a 、b 两个接线柱，电压表的量程为1 V ，则R 2＝U ab －I g R g I＝910 Ω；若使用a 、c 两个接线柱，电压表的量程为3 V ，则R 3＝U ac －I g R g I－R 2＝2 000 Ω。

(2)电压表与改装电表并联之后，电阻小于2 500 Ω，对于分压式电路，要求滑动变阻器的最大阻值小于并联部分，同时还要便于调节，故滑动变阻器选择小电阻，即选择50 Ω的电阻。