高二物理实验专题

（一）电压表和电流表读数：
1．电压表：0~3V量程最小刻度是0.1V，称为10分度，要向后估读一位，即小数点后保留两位数字（0.01V）；0~15V量程最小刻度为0.5V，不是10分度，只要求读到0.1V这一位，即小数点后只有一位数字。
2．电流表：0~0.6A量程，最小刻度是0.02A，不是10分度，只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度一半0.01A，超过半格读下一格，不到半格读上一格；0~3A量程，最小刻度是0.1A，称为10分度，要向后估读一位，即小数点后保留两位数字（0.01A）；（注意：电压表和电流表不同量程都标注于正接线柱上）。
C．电流表（量程0~1mA，内阻250Ω）
D．电流表（量程0~500μA，内阻500Ω）
E．电压表（量程0~3V，内阻10KΩ）
F．电压表（量程0~15V，内阻50KΩ）
G．滑动变阻器（阻值0~200Ω）
H．开关和导线若干
①实验电路应选取的仪器是（用字母表示）；
②在右面方框图8-5-12中画出实验电路图。
（2）当开关掷刀S倒向c时，电流表读数为I，当开关掷刀S倒向b时，调电阻箱，使电流表读数为，如果此时电阻箱的阻值为R0，则Rx的测量值为。
E．电压表（量程0~15V，内阻50kΩ）
F．滑动变阻器（阻值0~200Ω）
G．开关和导线若干
①实验电路应选取的仪器是（用字母表示）；
②在图8-5-11所示右面方框图中画出实验电路图。
8．现用伏安法较准确的测一个阻值约为30KΩ的电阻，可供选用的实验仪器有：
A．电源（电动势3V，内阻0.5Ω）
B．电源（电动势16V，内阻2Ω）
专题二、替换法测电阻
用电阻箱来等效替换待测电阻（保证电路中的电流或电压不变），电阻箱的阻值就等于待测电阻。
例1．实验指导老师给物理课外活动小组配备了如下器材：
器材
代号
备注
电流表
A
电阻箱
B
单刀双掷开关
C
当开关掷刀S倒向b时ab接通，倒向c时ac接通
待测电阻
D
限流电阻
E
电源
F
（1）由以上配备的器材,如图8-5-13，画出测量电阻Rx的实物连线；
D．滑动变阻器R1（0~100，1A）
E．滑动变阻器 （0~20，1A）
F．电键、导线若干
（1）电流表量程应选，电压表量程应选，滑动电阻应选
（2）请用实线替代导线将图8-5-7中的器材连接成实验用的电路图。
4．某小灯泡上标有“6V 3W”的字样，现要测量该小灯泡正常发光时的实际电阻，实验室提供下列器材：
（2）选电表量程时，在不超过量程的情况下，选小量程，使指针偏角大些（过满刻度的一半或至少1/3），这样读数较精确。
（3）选滑动变压器时，分压式选小电阻，限流式，在范围够的情况下也尽可选小电阻，这样调节方便。（在保证不超过允许电流情况下）
注意：实验前电键要断开，闭合电键前滑动电阻要调到使待测电阻的电流或电压最小。这样才能对电路或电器起保护作用。
请在图8-5-8乙中把实验的实物连线图补充完整；
准确连接电路后，在闭合开关前滑动变阻器的
滑片应该移到端（填“最左”或“最右”）；
闭合开关后，调节滑动变阻器使小灯泡达到其
正常发光所需电压，此时电流表示数如图8-5-8丙所
示，则小灯泡的电阻的测量值为_______。
5．测某电压表的内阻在20kΩ~50kΩ之间，现要测量电压表的内阻。实验室提供下列可选用的器材，如图8-5-9所示：
3．螺旋测微器读数分三步走
（1）可动刻度的竖直线左侧主尺最近刻度读出整毫米或半毫米数。
（2）主尺上的水平线与副尺上相交点读出副尺上的对应格数（对应格数必须要估读），副尺的对应格数×0.01 mm就是副尺上的读数。
（3）将上面主尺和副尺上两部分读数加起来，即为总尺寸。
例：如图8-5-17所示中，主尺上的读数为3mm，副尺上的对应格数为20.6（其中0.6格为估读），副尺上的读数为 。所以被测工件的尺寸为：3+0.206=3.206mm。
接0～15V量程时读数为______V．接0～0.6A量程时读数A．
（二）螺旋测微器的读数：
1．构造
如图8-5-16所示是常用的螺旋测微器．它的小砧Ａ和固定刻度Ｇ固定在框架Ｆ上，测微螺杆Ｐ、可动刻度Ｈ、调旋钮K和微调旋钮K′连在一起。
2．螺旋测微器的原理
固定刻度（主尺）Ｇ之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，而可动刻度（副尺）H上的刻度为50等份，因此每等分为0.01 mm，即可动刻度的精确度为0.01 mm．读数时要估读至毫米的千分位上，即0.001 mm，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
（2）限流式选择：①滑动变阻器阻值R0大于Rx或接近Rx，并没有要求电压从零开始取值用限流式；②分压式或限流式都可以时，优先用限流式（限流式电源消耗功率小）。
如果你不能判断用分压式或限流式时，通常就选分压式。
4．电流表、电压表和滑动变阻器的选择
（1）先确定有关电阻的三个参量，电流I、电阻R、电压U，便于选器材；
所以被测工件的尺寸为：29+0.8=29.8mm。
如图8-5-19B所示中，为20分度（0.05mm）游标卡尺，副尺0线所对主尺前面的刻度20mm；副尺0线后的第6条线与主尺的一条刻线对齐。副尺0线后的第6条线表示：0.05×6= 0.30mm，所以被测工件的尺寸为：20+0.30=20.30mm。
电压表
量程1（0～3V，内阻约2kΩ）
量程2（0～l5V，内阻约6kΩ）
电流表
量程1（0～0.6A，内阻约0.5Ω）
量程2（0～3A，内阻约0.1Ω）
滑动变阻器(20Ω，2A)
学生电源(直流10V)及开关、导线等
①实验中电压表量程应选择（填3V或15V），电流表量程应选择(填0.6A或3A)；
请在图8-5-8甲虚线框内把该实验的设计电路补充完整；
如图8-5-1是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的0~3V量程，那么电压表读数为________V；若当时使用的是该表的0~15V量程，那么电压表度数为____________V。
例1：读出如图8-5-2下列电表的测量值．
接0～3V量程时读数为_______V；接0～3A量程时读数为_______A；
该同学正确选择仪器后连接了如图8-5-4电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：。
（提示：不知待测电阻的电流和电压两参量，常用电阻与两电流表求乘积，求出电压，尽可选出都比较接近或达到量程的电流表和电压表）
专题练
1．如图8-5-5所示为伏安法测电阻的一种常用电路．以下分析正确的是（）
（1）根据游标副尺零线以左的主尺上的最近刻度读出整毫米数；
（2）根据游标副尺零线以右与主尺上的刻度对准的刻线数乘上0.1mm读出小数；
（3）将上面整数和小数两部分加起来，即为总尺寸。
例1：如图8-5-19A所示中，为10分度（0.1mm）游标卡尺，副尺0线所对主尺前面的刻度29mm；副尺0线后的第6条线与主尺的一条刻线对齐。副尺0线后的第6条线表示：0.1×9=0.9mm
当 时，即 ，Rx称为大电阻，电流表上分得电压很小，用内接法可减小误差，所以，大电阻选用内接法。
3．滑动变阻器的限流、分压接法的选择：
限流接法
分压接法
对比说明
两种接法
电路图
串、并联关系不同
负载R上电压调节范围
≤U≤E
0≤U≤E
分压接法调节范围大
闭合S前
触头位置
b端
a端
都是为了保护电路元件
（1）分压式选择：①滑动变阻器阻值R0比Rx小得较多用分压式；②要求Rx上的电压或电流变化范围较大时或电压从零开始测量用分压式；
B．电流表（量程500 μA，内阻约为300 Ω）；
C．电压表（量程15 V，内阻约为100 kΩ）；
D．电流表（量程50 V，内阻约为500 kΩ）；
E．直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；
F．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定功率1 W）；
G．电键和导线若干。
电流表应选，电压表应选。（填字母代号）
③由上问写出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。
（提示：定值电阻可作为电流表用）
7．现用伏安法较准确的测一个阻值约为3KΩ的电阻，可供选用的实验仪器有：
A．电源（电动势16V，内阻2Ω）
B．电流表（量程0~1mA，内阻250Ω）
C．电流表（量程0~500μA，内阻500Ω）
D．电压表（量程0~3V，内阻10kΩ）
（三）游标卡尺读数
1．构造
游标卡尺作为一种被广泛使用的高精度测量工具，它是由主尺和附在主尺上能滑动的游标副尺两部分构成。如果按游标的刻度值来分，游标卡尺又分10分度（0.1mm）、20分度（0.05mm）、50分度（0.02mm）三种。
2．游标卡尺读数分三步走
以刻度值10分度（0.1mm）游标卡尺为例
⑴将实验电路图画在方框中。
⑵电压表应选用______量程；电流表应选用______量程。
⑶用笔画线当导线，将图8-5-3中的实物连成所需电路（有二根导线已经接好）。开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最___端（左或右）。
例3．某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表（量程100 μA，内阻约为2 kΩ）；
电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；
开关S一个，导线若干。
①有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出R的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（如图8-5-10所示电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号：。