1、第3节实验：电学实验基础对应学生用书p1471电流表、电压表的使用和读数(1)用电流表测电流时，要把电流表_串_联在被测电路中，让电流从_接线柱流进电流表，从_接线柱流出来读数：03 A量程按_估读.00.6 A量程，按估读，超过半小格的按半小格读，不足半小格的舍去都只读到_百分_位(2)用电压表测电压时，要把电压表_并_联在被测电路两端让“”接线柱接在电势较_高_的一端“”接线柱接在电势较_低_的一端读数：03 V量程，按估读(估读为小格的整数倍)，只读到百分位.015 V，按估读(的1倍、2倍、3倍、4倍)，只读到十分位2电学实验器材的选用(1)选用器材的原则是：安全、精确、方便选用电源、
2、电流表、电压表时，要根据实验的要求，根据器材的参数，考虑所测电流，电压的最大值不能超出仪表的量程，以确保不损坏仪器在实验电路中测量电流、电压时，电流表、电压表指针的偏角不能过小，以减小误差电流表、电压表的读数为满刻度的以上时，读数较准确，能接近满刻度更好选用滑动变阻器时，先要确保电路中电流不超过变阻器允许通过的最大电流若用“限流式”一般选阻值适当大一点的，但不是越大越好因阻值太大时，在实验中，可能只用到其阻值较小的一部分，滑动触头只能在很短的距离内移动，使用起来很不方便一般是选变阻器总阻值与用电器的阻值比较接近的若用“分压式”，应选择总阻值适当小一些的滑动变阻器，这样可使分出的电压大致上随滑动
3、触头移动距离成正比例改变，调节起来比较方便(2)选用器材的一般步骤：先找出实验中必须应用的器材；画出实验电路图；估算待测电路中I和U的最大值；考虑能否使电表指针偏转满刻度的以上；选择合适量程的电压表、电流表，合适的滑动变阻器和电源3滑动变阻器的限流接法与分压接法(1)滑动变阻器示意图(2)滑动变阻器的使用作限流用时，把滑动变阻器串联在被限电流的电路中，可以接同一端的两个接线柱_A、C_或_B、D_，也可以接对角线上的两接线柱_A、D_或_B、C_，开始时，应使接入的电阻_最大_作分压用时，先把电阻丝串上开关，接到电源两极上，再在电阻丝的一端与滑键之间接上用电器如下图所示开始时，应使用电器上的电
4、压为_0_(3)两种接法的比较限流接法 分压接法 对比说明 两种接法电路图 串、并联关系不同 负载R0上电压调节范围 E(内阻不计)0E(内阻不计)分压接法调节范围较大负载R0上电流调节范围 (内阻不计)0(内阻不计)分压接法调节范围较大 4.电流表的内接与外接(1)电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRARx测量值大于真实值R测Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx适用于测量大阻值的电阻小阻值的电阻(2)两种电路的选择方法阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较，若Rx远小于RV，宜采
5、用电流表外接法；若Rx远大于RA，宜采用电流表内接法临界值计算法：Rx时，用电流表外接法Rx时，用电流表内接法实验试探法：按图接好电路，让电压表接线柱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，则可采用电流表外接法；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，则可采用电流表内接法对应学生用书p149例1图甲所示的电流表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中指针示数是_A；当使用3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表_A，图中指针示数为_A如图乙所示的电表使用较小量程时，每小格表示_V，图中指针的示数为_V若使用的是较大量程，则这时
6、表盘刻度每小格表示_V，图中表针指示的是_V.解析 电流表使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，应估读到百分位，读为0.44 A；当换用3 A量程时，每一小格为0.1 A，指针示数为2.20 A电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，指针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格为0.5 V，应估计到十分位，所以指针示数为8.5 V.答案 0.020.440.12.200.11.700.58.5,先看清是什么表，再依所选的量程确定每小格表示多少和估读到哪一数位，最后读数)【变式1】分别读出下表中的电压表和电流表的示数，并填在表格中.电表所选量程测量值03 V_015
7、 V_03 A_00.6 A_解析 03 V的最小分度为0.1 V，读数为1.90 V；015 V的最小分度为0.5 V，读数为9.5 V；03 A的最小分度为0.1 A，读数为0.80 A；00.6 A的最小分度为0.02 A，读数为0.16 A.答案 1.90(1.891.91均可) V9.5 V0.80(0.790.81均可)A0.16 A例2旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为_ .今欲将接入电路的电阻改为2 087 ，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_解析 电阻为1 987 .最简单的操作方法是先将“1 k”旋钮调到2
8、，再将“100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 ，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是29 999 19 998 .故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为019 998 .答案 1 987将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0019 998 ,旋钮式电阻箱的读数规则是：先把每个旋钮所对的数字乘以相应的倍率，得出该旋钮所对应的阻值，然后把各个阻值相加就得到电阻箱的读数)【变式2】为了测定电流表A1的内阻，采用如右图所示的电路其中：A1是待测电流表，量程为300 A，内阻约为100 ；A2是标准电流表，量程是200 A；R1是电阻箱，阻值范围是0999.9 ；R2是
9、滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电池组，电动势为4 V，内阻不计；S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1；调整滑动变阻器R2，使电流表A2的读数是150 A；然后将开关S2扳到接点b处，保持R2不变，调整变阻箱R1，使电流表A2的读数仍是150 A.若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示，电阻箱R1的阻值是_，则待测电流表A1的内阻Rg_.解析 因两次电流表A2读数相同，故电流表A1内阻即等于电阻箱阻值，而电阻箱读数为(8106130.1) 86.3 .答案 86.386.3例3在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5 ，要求测量结
10、果尽量准确，提供以下器材供选择：A电池组(3 V，内阻约1 )B电流表(03 A，内阻0.012 5 )C电流表(00.6 A，内阻约0.125 )D电压表(03 V，内阻4 k)E电压表(015 V，内阻15 k)F滑动变阻器(020 允许最大电流1 A)G滑动变阻器(02 000 ，允许最大电流0.3 A)H开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用_(填写仪器前字母代号)(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时，应采用电流表_接法，测量值比真实值偏_(选填“大”或“小”)滑动变阻器应采用_(选填“限流”或“分压”)接法(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图
11、所示，则读数为_mm.(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请用R、d、L写出计算金属丝电阻率的表达式 _解析 (1)由电池组的电动势可判断电压表选D；根据金属丝的电阻约为5 ，可求出电路中的最大电流Im0.6 A，所以电流表选C；滑动变阻器选F；最后选取开关、导线H.(2)由于金属丝的电阻较小，所以采用电流表外接法，外接法测得的电流偏大，算出的电阻值偏小，所以测量值比真实值偏小滑动变阻器阻值与待测电阻相差不大且不要求电压从0开始变化，故应采用限流接法(3)螺旋测微器的读数为0.900 mm.(4)金属丝的横截面积为S，由电阻定律，得R，联立解得金属丝的电阻率为.答案 (1)
12、ACDFH(2)外小限流(3)0.900(4),当滑动变阻器的最大阻值与用电器的阻值相差不大且不要求电压从0开始变化应优先考虑限流式接法有下列情况时，要用分压式接法：要求电压从0开始变化，待测电阻远大于变阻器的最大阻值，若用限流式接法，电路中的最小电流超过电表量程或电阻允许的最大电流)【变式3】现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 时，系统报警提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 )，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )，滑动变阻器R2(最大阻值为2 0
13、00 )，单刀双掷开关一个，导线若干在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在60 时阻值为650.0 .(1)完成待调节的报警系统电路图的连线(2)电路中应选用滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)(3)按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_ ；滑动变阻器的滑片应置于_(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_将开关向_(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关
14、向另一端闭合，报警系统即可正常使用解析 (2)在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏，可知外电阻的取值范围是 900 R 1 800 .60 时热敏电阻的阻值是650.0 ，所以滑动变阻器阻值的取值范围在250 到1150 之间，所以滑动变阻器应该选R2.(3)电阻箱代替报警器工作时的热敏电阻，阻值应为650.0 ，滑动变阻器刚开始应置于b端，若置于另一端，接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏；实验调试时，将开关置于c端，缓慢调节滑动变阻器，直至报警器开始报警答案 (1)(2)R2(3)650.0
15、b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏c报警器开始报警例4为了测量一电阻的阻值Rx，现有以下器材：蓄电池E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干某活动小组设计了如图甲所示的电路实验的主要步骤如下：A闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表示数合适，记下两表示数分别为I1、U1；B闭合S2，保持RP阻值不变，记下电流表和电压表示数分别为I2、U2.(1)按电路图在实物图乙上连线(2)写出被测电阻的表达式Rx_(用两电表的读数表示)(3)由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的测量值_(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值解析 (1)实物连线如图所示(2)由欧姆定律，第一次测量的电阻为电压表和RP的并联电阻，即R并；第二次测量的电阻为电压表、Rx和RP的并联电阻，联立解得Rx.(3)由于电流表、电压表内阻不影响被测电阻的测量，故其测量值等于真实值答案 (1)见解析(2)(3)等于,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；其次将要并联的元件再并联到相应电路中去(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)
