1、【 精品教育资源文库 】 专题八 电学实验基础 突破 实验仪器的原理和使用 考向 1 游标卡尺的原理和使用 1.构造：如图所示，主尺、游标尺 (主尺和游标尺上各有一个内外测量爪 )、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉 . 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
2、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：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与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为 (x k 精确度 ) mm. 典例 1 如图所示的两把游标卡尺，它们的游标尺从左到右分别为 9 mm 长 10 等分、 19 mm 长 20 等分，它们的读数依次为 mm、 mm. 甲 乙 解析 图甲读数：整毫米是 17，不足 1 毫米数是 70.1 mm 0.7 mm，最后结果是 17 mm 0.7 mm
3、17.7 mm.乙图读数：整毫米是 23，不足 1 毫米数是 170.05 mm 0.85 mm，最后结果是 23 mm 0.85 mm 23.85 mm. 答案 17.7 23.85 考向 2 螺旋测微器的原理和使用 【 精品教育资源文库 】 1.构造：如图所示是常用的螺旋测微器 .它的测砧 A 和固定刻度 B 固定在尺架 C 上，旋钮D、微调旋钮 D 和可动刻度 E、测微螺杆 F 连在一起，通过精密螺纹套在 B 上 . 2.原理：测微螺杆 F 与固定刻度 B 之间的精密螺纹的螺距为 0.5 mm，即旋钮 D 每旋转一周， F 前进或后退 0.5 mm，而可动刻度 E 上的刻度为 50 等
4、份，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.读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺 . 3.读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出 . 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). 典例 2 使用螺旋测微 器测量两个金属丝的直径，示数如图所示，则甲、乙两金属丝的直径分别是 mm、 mm. 甲 乙 解析 对图甲：固定刻度示数为 2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读的示数为 15.0，最后的读数： 2.0 mm 15.00.01
5、 mm 2.150 mm.对图乙：金属丝的直径为 4.80.01 mm 0.048 mm. 答案 2.150 0.048 考向 3 电流表、电压表的原理和使用 1.电压表、电流表的改装 改装为大量程 电压表 改装为大量程 电流表 原理 串联电 阻分压 并联电阻分流 改装原理图 分压电阻 或分流电阻 U IgR IgRg， 所以 R UIg Rg IgRg (I Ig)R， 所以 R IgRgI Ig【 精品教育资源文库 】 改装后的 电表内阻 RV R RgRg RA RRgR RgRx，测量值大于真实值 R 测 U测I测 RxRVRx RVRVRx或 Rx RARV RxRARVRx，电压
6、表的分流作用较显著，故 Rx1 更接近待测电阻的真实值 .图 (a)的测量值是 Rx与 RA串联的电阻阻值，故 Rx1Rx真 ；图 (b)的测量值是 Rx与 RV并联的电阻阻值，故 Rx2Rx 真 . 答案 Rx1 大于 小于 突破 滑动变阻器两种接法的选择 1.滑动变阻器的限流接法和分压接法 限流接法 分压接法 对比说明 【 精品教育资源文库 】 电路图 串、并联关系不同 负载 R 上电压调节范围 RER R0 U E 0 U E 分压电路调节范围大 负载 R 上电流调节 范围 ER R0 IER 0 IER 分压电路调节范围大 闭合开关 S 前触头位置 b 端 a 端 都是为了保护电路元
7、件 2.下列情况下滑动变阻器应采用分压接法： (1)题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够 . (2)题设条件中的滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值 . (3)题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化 . 典例 6 为了测量某待测电阻 Rx的阻值 (约为 30 ) ，有以下一些器材可供选择 . 电流表 A1(量程 0 50 mA，内阻约 10 ) ； 电流表 A2(量程 0 3 A，内阻约 0.12 ) ； 电压表 V1(量程 0 3 V，内阻很大 )； 电压表 V2(量程 0 15 V，内阻很大 )； 电源 E(电动势约为 3 V，内阻约为
8、0.2 ) ； 定值电阻 R(20 ，允许最大电流 1.0 A)； 滑动变阻器 R1(0 10 ，允许最大电流 2.0 A)； 滑动变阻器 R2(0 1 k ，允许最大电流 0.5 A)； 单刀单掷开关 S 一个，导线若干 . (1)电流表应选 ，电压表应选 ，滑动变阻器应选 .(填 器材的元件符号 ) (2)请在下面的虚线框内画出测量电阻 Rx的实验电路图 .(要求所测量范围尽可能大 ) 【 精品教育资源文库 】 (3)某次测量中，电压表示数为 U 时，电流表示数为 I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx . 解析 (1)首先选取唯一性器材：电源 E(电动势约为 3 V，内阻约为 0.2 )
9、 ，定值电阻 R(20 ，允许最大电流 1.0 A)，单刀单掷开关 S，导线 .电源电动势约为 3 V，所以电压表选择 V1(量程 0 3 V，内阻很大 )；待测电阻 Rx的阻值约为 30 ，流过 Rx的最大电流为 3 V30 0.1 A 100 mA，如果电流表选择 A2(量程 0 3 A，内阻约 0.12 ) ，指针偏转很小，测量不准确，所以只能选择 A1(量程 0 50 mA，内阻约 10 ) ；滑动变阻器 R2的最大电阻太大，操作不便，所以滑动变阻器应选 R1(0 10 ，允许最大电流 2.0 A). (2)因为实验要求所测量范围尽可能大，所以滑动变阻器应采用分压接法；因为待测电阻Rx的阻值远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法；为了使流过电流表的电流不超过其最大量程，即 50 mA，应给待测电阻串联一个定值电阻 R.实验原理图如图所 示 . (3)根据欧姆定律可得 Rx UI R. 答案 (1)A1 V1 R1 (2)见解析图 (3)UI R
