人教新高考物理重点突破：第23讲 电学实验.docx

第23讲 电学实验
知识图谱
电学实验基础
知识精讲
一．游标卡尺
1．结构
游标卡尺主要由两部分组成，即主尺和游标尺，游标卡尺可以方便地测量外径、内径、深度，如图所示。
2．原理
如果将主尺上的9mm等分10份作为游标尺的刻度，那么游标尺上的每一格与主尺上的每一格所表示的长度之差就是0.1mm，同理，如果将主尺上的19mm、49mm分别等分20份、50份作为游标尺上的20格刻度、50格刻度，那么游标尺上的每一格与主尺上的每格的长度之差分别是0.05mm、0.02mm。因此游标卡尺的测量精度可达0.1mm、0.05mm、0.02mm。
3．读数方法
第一步：看游标尺总刻度确定精确度（10分度、20分度、50分度）；
第二步：读出游标尺零刻度线左侧的主尺整毫米（L0）；
第三步：找出游标尺与主尺刻度线“正对”的位置，并在游标尺上读出对齐线到零刻度线的小格数（N）；
第四步：读数（表示精度，10分度的是0.1mm，20分度的是0.05mm，50分度的是0.02mm）。
二．螺旋测微仪
1．用途和构造
螺旋测微仪，又叫千分尺，测长度可以准确到0.01mm，测量范围为几厘米。
螺旋测微仪的构造如图所示，小砧和固定刻度固定在框架上、旋钮、微调旋钮和可动刻度、测微旋钮和可动刻度、测微螺杆连在一起，通过精密螺纹套在固定刻度上。
2．原理和使用
螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm，可动刻度有50个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0.01mm。可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm，所以以螺旋测微器可准确到0.01mm。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名千分尺。
测量时，当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点若恰好与固定刻度的零点重合，旋出测微螺杆，并使小砧和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端，那么测微螺杆向右移动的距离就是所测的长度。这个距离的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出。
3．使用螺旋测微器应注意以下几点：
（1）测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。
（2）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。
（3）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”。
（4）当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。
三．电流表内、外接法
1．内外接法的比较
比较
内接法
外接法
电路图
误差分析
电流表分压
电压表分流
电阻测量值
测量值大于真实值
测量值小于真实值
适用条件
2．内、外接法的选择
（1）比值判断法：若，为大电阻，内接法误差小，应选用内接法；若，为小电阻，外接法误差小，应选用外接法。
（2）试触法：当无法估计电阻的阻值，难以比较与的大小时，可采用电压表试触法看电流表、电压表变化大小来确定，如图所示：
四．滑动变阻器限流和分压式接法
1．控制电路的比较
比较
限流式接法
分压式接法
电路
电压调节的范围
电能损耗
节能
耗能
2．控制电路的选择
从节能的角度考虑，优先选用限流法；以下情况考虑分压式：
（1）要求待测电路的U、I从0变化；
（2）；
（3）题目要求测量范围尽可能大或测量数据尽可能多时；
（4）选用限流式时，、过大（超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等）或、过小（最大值不超过电表量程的三分之一，读数误差大）。
五．电表的改装
1．电流计改装成电流表原理，将内阻为、满偏电流为的电流计的量程扩大为，需要并联的电阻为R，则，如图所示：
改装后电流表的内阻为：。
2．电流计改装成电压表原理
内阻为、满偏电流为的电流计能够承受的电压是，如将其量程扩大为，则需要串联电阻R（如图所示），则：。
改装成的电压表的内阻。
由以上可知，利用并联或串联不同阻值的电阻，可以改变电表的量程。
三点剖析
课程目标：
1.理解游标卡尺和螺旋测微器的工作原理，并且会读数
2.理解电流表和电压表的改装原理