高考电学实验总结
一、实验：测定金属的电阻率
1. 实验目的
⑴学会使用www.ks5u.com各种常用电学仪器以及正确读数
⑵学会使用螺旋测微器以及正确读数
⑶学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率
2. 实验原理V
A
V
A
（）www.ks5u.com
欧姆定律和电阻定律，用刻度尺测一段金属导线的长度L,用螺旋测微器测导线的直径d，用电压表和电流表测www.ks5u.com导体的电阻，由电路图如下所示
被测电阻丝的电阻较小，所以选用电流表外接法；本实验若不要求电压调节范围(如要求电压必须由零开始)，可选用限流电路。因此选用上面左图的电路。开始时滑动变阻器的滑动触头应该在右端。本实验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化。
3. 实验器材
被测金属导线www.ks5u.com、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、电键、导线若干
4. 实验步骤
⑴用螺旋测微器www.ks5u.com测量金属导线的直径，再由直径算出金属导线的横截面积。（在三个不同的位置上各测一次取平均；？为什么第一步就测直径）
⑵用毫米刻度尺测量接入电路中的被测导线的长度。（测量有效长度，测三次取平均）
⑶按照电路图连接好电路，注意滑动变阻器要调在适当的位置
（下图中调在最左端），电流表、电压表的量程要选择恰当。
www.ks5u.com ⑷闭合开关S，调节滑动变阻器的滑动触片，使电流表、电压表分别
有一恰当的读书，并记录下来。www.ks5u.com
⑸继续调节滑动变阻器的滑动触片，重复步骤4，做三次，记录下每次电流表、电压表的读数。
⑹打开开关S，拆除电路，整理好实验器材。
⑺处理数据。www.ks5u.com
5. 注意事项
⑴由于所测金属导线的电阻值较小，测量电路应该选用电流表外接线路。
⑵闭合电键www.ks5u.comS之前，一定要使滑动变阻器的滑片处于恰当的位置。
⑶测电阻时电流不宜过大，通电时间不宜过长。
⑷求R的平均值www.ks5u.com可以用二种方法：第一种用算出各次的测量值，再取平均值；第二种方法是用U-I图像的斜率求出（这种方法求法更准确）。
6.误差分析：
⑴直径测量和长度测量造成误差。
⑵电流表电压表读数及电路连接方式上造成的误差。如：本实验采用电流外接法，所测电阻值<真实值，由此会使所测电阻率偏小。
⑶电流过大或通电时间过长，导致电阻丝发热，电阻率发生改变，引起误差，是电阻率偏大。
7.例题：题型讲解
<1>. 测定金属的电阻率
在探究导www.ks5u.com体与其影响因素的定量关系的实验中，有如下的器材：a、b、c www.ks5u.com、d四条不同的金属导体。在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比分别只有一个因素不同，b与a www.ks5u.com长度不同；c与a横截面积不同，d与a材料不同，还有量度合适的电压表四只，电流表四只。有三位同学分别用三种不同的方法进行实验，如图所示：
甲同学用图1进行实验，由于四段导体是串联的，每段导体的电压与它们的电阻成正比，因此用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，电压之比就得到www.ks5u.com电阻之比。
乙同学用图2进行实验，由于四段导体是并联的，每段导体的电流与它们的电阻成反比，因此用电流表分别测量通过a、b、c、d的电流，电流的倒数之比www.ks5u.com就是电阻之比。
（1）试比较甲、乙同学的测量，哪种测量误差更小？为什么？
（2）丙同学用甲同学的电路进行测量，但只用一个电压表分别测量导体a、b、c、d的电压，然后比较测得的电www.ks5u.com压之比就能知道它们的电阻之比。这样测得的电阻之比的误差比甲同学测得的误差 （填大、小、或一样大）
（3）除了上面的探究思路外还www.ks5u.com可以用逻辑推理来探究导体的电阻与导体长度、横截面积的关系，试用逻辑推理的方法分导体电阻与它的长度之间的关系。
<2>．（15分）用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。
给定电压表（内阻约为50kΩ）、电流表（内阻约为40Ω）、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250Ω）及导线若干。
（1）画出测量R的电路图。
（2）图1中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤： 。求出的电阻值R＝ 。（保留3位有效数字）
（3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图3所示。由图可知其长度为 ，直径为 。
（4）由以上数据可求出ρ＝ 。（保留3位有效数字）
<3>在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5Ω左右。实验主要步骤如下：
⑴用______测量金属导线的长度，测3次，求出平均值L；
⑵在金属导线的3个不同位置上用______________测量直径，求出平均值d；
⑶用伏安法测量金属导线的电阻R。
在方框中画出实验电路图，并试把右图中所给的器材连接成测量R的合适的线路。图中安培计要求用0-0.6A量程，内阻约1Ω；伏特计要求用0-3V量程，内阻约几kΩ；电源电动势为6V；滑动变阻器阻值0-20Ω。在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。 根据以上测量值，得到该金属电阻率的表达式为ρ=__________。
二、描绘小电珠的伏安特性曲线
1. 实验目的
⑴描绘小灯泡的伏安特性曲线。
⑵分析曲线变化规律。
2. 实验原理
用电流表测流过小灯泡的电流，用电压表测出加在小灯泡两端的电压，测出多组对应的U、I值，在直角坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来。
3. 实验器材
小灯泡、4V~6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干
4. 实验步骤
⑴连电路：
将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关用导线按照电路图连接起来。
⑵测数据：
移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入已经画好的表格中。（在曲线转弯处的电压值左右取点应密集）
U/V
O
⑶画图：
①在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系。
②在坐标纸上描出各做数据对应的点。注意横纵
坐标的比例标度选取要适中，以使所描图线占据
整个坐标纸为宜。
③将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡
的伏安特性曲线
⑷拆电路，整理仪器。
5. 注意事项
⑴电路的连接方式
①电流表应采用外接法：因为小灯泡的电阻很小，与0~0.6A的电流表串联式，电流表的分压影响很大。
②滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小灯泡两端的电压能从0开始变化。
⑵闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处于恰当的位置（应该使小灯泡被短路）。
⑶保持小灯泡电压接近额定值是要缓慢增加，到额定值，记录I后马上断开开关。
⑷误差较大的点药舍去，U-I图像应是平滑曲线而非折线。
6.误差分析：
⑴电压表、电流表不是理想电表，表的内阻对电路的影响带来误差。
⑵测量时读数误差。
⑶在坐标纸上描点、作图带来的误差。
7.例题
1. 描绘小电珠的伏安特性曲线
小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：
（1）在左下框中画出实验电路图. 可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0-10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干.
（2）在右图中画出小灯泡的U-I曲线.
（3）某电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω.将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？
2．（11分）热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4~5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1Ω）、直流电压表（内阻约5KΩ）、滑动变阻器（0~20Ω）、开关、导线若干。
（1）在图8（a）中画出实验电路图。
（2）根据电路图，在图8（b）的实物图上连线。
（3）简要写出完成接线后的主要实验步骤 。
三、测定电源的电动势和内阻
1. 实验目的：测定电池的电www.ks5u.com动势和内电阻。
2. 实验原理（U=E-Ir）
如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。此外，www.ks5u.com
还可以用作图法来处理数据。即www.ks5u.com在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U-I图象(如图2)所得直线跟纵轴的交点即为电动势E值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。
3. 实验器材
待测电池，电压表( 0-3 www.ks5u.comV ),电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。
4. 实验步骤
⑴连：电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。
⑵ 测：①把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。②闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。www.ks5u.com
⑷ 整理：打开电键，整理好器材。
⑸处理数据：用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。
5. 注意事项
⑴为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。
⑵干电池在大电流放电www.ks5u.com时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。
U/V
I/A
o
0.2 0.4 0.6
3.0
2.0
⑶要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。
⑷画U-I图线时，要使较多的点www.ks5u.com落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。
⑸干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和www.ks5u.com横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻，这时要特别注意www.ks5u.com计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。
6.误差分析
⑴读完点表示数没有立即断电，造成E、r,变化
⑵I（真实值）=I(测量值)+I（电压分得的电流），未考虑电压表分流，或V（真）=V(测)+V(A)未考虑电流表分压。
⑶作图误差
⑷当I(v)=0时，I(短)=I(A),短路电流测量值等于真实值；E(测)
R真
选择条件
Rx<>RA
测大电阻用内接法
大电阻：Rx>
1、已知电流表的内阻约为0.1欧姆，电压表内阻为10千欧，
①待测电阻约为5欧，应采用何种测量方法
②待测电阻约为100欧，应采用何种测量方法
2、用伏安法测未知电阻的阻值，若未知电阻的阻值较小，一般采用电流表_______ 接法进行测量。在某次测量中，若电流表采用上述接法后已知电压表的内阻是RV，电流表的内阻是RA，电阻的真实值是R0，则其测量值RX=_________。
3、用伏安法测量电阻，连接电路。当把伏特表的右端分别接于a点和b点，发现安培表的示数有明显的变化。则正确的实验方法应把伏特表的右端接于_ __点，这时测得的电阻值偏___ _。
4、用伏安法测未知电阻，用图甲测得结果为R1，用图乙测得结果为R2，若待测电阻的真实值为R，则
A．R1＞R＞R2 B．R1＜R＜R2
5、图甲、图乙为两种测电阻Rx的电路，正确的是
A．甲、乙都对，甲比乙的误差小
B．甲、乙都对，甲比乙的误差大
C．甲测大电阻时误差小，乙测小电阻时误差小
D．甲测小电阻时误差小，乙测大电阻时误差小
6、图15－42所示的电路中，电压表和电流表的示数分别为10V和0.1A，那么，待测电阻Rx的测量值比真实值 ，真实值为 （电流表的内阻为0.2W）．
7、某同学用伏安法测电阻RX．两测量电路图电流表分别为内接和外接，其他条件都相同．若用甲图电路，两表读数分别为2.00 V和0.30 A；若用乙图电路，两表读数为1.51 V和0.31 A．为了使测出的电阻值误差较小，实验应选用图________所示电路．选用此电路的测量值比真实值________（偏大或偏小）．
8、用伏安法测量电阻时，按图甲电路测量时，测得电流I = 2.1A，电压U = 47.9V， 按图乙电路测量时，则得电流I′= 2A，电压U′= 50V，若电池阻的内电阻可忽略不计，试求电阻R的阻值．
9、用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20k，电流表的内阻约为20．由于选择了尽可能减少误差的电路接线进行实验，测得各种数据用实心圆点标于坐标图上，如图． （1）根据坐标图中所记录的各点，描出I-U图线，并由此求得该电阻Rx＝________；
（2）根据所求得的电阻Rx的值，请你判断实验电路中，电流表采用的是________接法？（填“外”或“内”）
（3）所测的电阻的值与真值相比较，偏________．（填“大”或“小”）
三、滑动变阻器的分压与限流
限流电路
分压电路
电路图
调
节
范
围
电压：
电压：
电流：
电流：
选择条件
待测电阻的阻值Rx小于变阻器总电阻或相差不多，且电压、电流变化不要求从零调起时
（以大控小）
1、待测电阻R远大于变阻器的总电阻，须用分压电路。（以小控大）
若接成限流式，当改变滑动变阻器的阻值，电路中电流变化不明显，测量的电压和电流取值范围小，不利于测量。
2、要求待测电阻上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调
3、若电源的电动势较大，待测电阻及滑动变阻器的总阻值不大，电路中的总电流大于用电器的额定电流或超出电流表的量程
1、已知电阻丝的电阻约为10Ω，现有下列器材供测量该电阻丝的电阻时使用,要求画出伏安法测上述电阻丝的电阻的电路图，测量数据要尽量多
A、量程为0.6A，内阻是0.5Ω的电流表；
B、量程为3V，内阻是6KΩ的电压表；
C、阻值是0~20Ω，额定电流为2A的滑动变阻器
D、蓄电池（6V）
E、开关一个，导线若干
2、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻Rx（约100Ω）；直流电流表（量程0~10mA，内阻50Ω）；直流电压表（量程0~3V，内阻5kΩ）；直流电源（输出电压3V，内阻不计）；滑动变阻器（阻值范围0~15Ω，允许最大电流1A）；电键一个，导线若干条，根据器材的规格和实验要求作出实验电路图。
3、用伏安法测定一个电阻，阻值约为10欧，额定功率为2瓦，可供选用的仪器设备有：
电源共有三种：干电池1节，其电动势为1.5V
蓄电池1组，其电动势为6.0V
直流稳压电源1个，输出电压10V
直流电压表共两只：V1量程0－10V，内阻10千欧
V2量程0－30V，内阻30千欧
直流电流表共两只：A1量程0－0.60A，内阻0.5欧
A2量程0－3.0A，内阻0.1欧
滑动变阻器一个：0－10欧
开关、导线等。
要求：选取规格合适的仪表器件，
组成正确的电路，并画出电路图。
4、有一阻值在100～200欧之间，额定功率为0.25瓦的电阻，现要用伏安法较准确测定它的阻值．实验中备用的仪器有：
A．量程为50毫安，内阻为20欧的电流表；
B．量程为3安，内阻为0.01欧的电流表；
C．量程为5伏，内阻为10千欧的电压表；
D．量程为10伏，内阻为20千欧的电压表；
E．全值电阻为50欧，允许通过电流2安的滑动变阻器；
F．12伏低压直流电源；
G．开关、导线．
（1）为保护被测电阻不被烧坏，电阻电压应控制在____ 以下，电压表应选用___ ．
（2）为保护被测电阻，通过它的电流控制在______以下，电流表应选_____．
（3）根据题意要求，画出实验电路图．
5．待测电阻Rx，阻值约为25kΩ，在测其阻值时，备有下列器材：
A．电流表（量程100A，内阻2kΩ）；
B．电流表（量程500A，内阻300Ω）；
C．电压表（量程10V，内阻100kΩ）；
D．电压表（量程50V，内阻500kΩ）；
E．直流稳压电源（15V，允许最大电流1A）；
F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）；
G．电键和导线若干。
①电流表应选______，电压表应选________。
②在虚线框中画出电路图并用实线代替导线将下列实物连接成实验电路。
6.
某同学用图2所示电路，测绘标铀“3.8V，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图像。
①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A1（量程100mA，内阻约2）；
A2（量程0.6A，内阻约0.3）；
电压表：V1（量程5V，内阻约5k）；
V2（量程15V，内阻约15k）；
滑动变阻器：R1（阻值范围0～10）；
R2（阻值范围0～2k）；
电源：E1（电动势为1.5V，内阻约为0.2）；
E2（电动势为4V，内阻约为0.04）；
为了调节方便，测量准确，试验中应选用电流表 ，电压表 。滑动变阻器 ，电源 ；（填器材的符号）
②根据试验数据，计算描绘处R－U的图像如图3所示，由图像，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为 ；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为 ，灯泡实际消耗的电功率为 W。
③根据R－U图像，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的：
四、把电流表改装为电压表
实验原理：半偏法
闭合S1，断开S2，调节R1使电流表满偏。保持R1阻值不变，再闭合电键S2，调整R2，使电流表半偏，则此时电阻箱的示数R2等于电流表内阻rg。
当R1远大于rg时，闭合S2前后认为总电流不变，因为电流表半偏，所以有另外一半电流流过R2，电流一比一，电阻一比一。
但是，闭合S2后，总电阻变小，总电流变大，所以流过R2的电流大于原来总电流的一半，电流越大，电阻越小，所以实际上电阻箱的示数R2略小于rg。
注意：为尽量减小误差，实验中要求R1>>rg，所以电源电动势要尽量大一些。R1可以用滑动变阻器，也可以用其它可变的大电阻，如电阻箱、电位器等。
校准：
根据改装规律计算出应串联的电阻阻值，将电阻箱电阻调整为应串电阻值，与电流表串联，即改装成一个电压表。
将改装后的电压表按图连接，V是标准电压表，调整变阻器R2，并使V表读数分别为0.5V、1V、1.5V和2.0 V。核对改装的电压表读数是否准确，并求满刻度时的百分误差。
例题
1．在“把电流表改装为电压表的实验”中，需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻，步骤如下：
①接通S2，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度；
②再接通S1，调节R2，使电流表指针偏转到满刻度的一半；
③读出的阻值R2 ，即认为 rg = R2 ．
已知电流表满偏电流为500μA，其内阻约在100Ω左右．实验室配有的可变电阻有：
A．电阻箱（0～10Ω） B．电阻箱（0～9999Ω）
C．滑动变阻器（0～200Ω） D．滑动变阻器（0～20 kΩ）
（1）电路图中R1应选______，R2应选_______．
（2）若上述实验中，读得R2阻值为100 Ω，则电流表内阻的测量值和真实值相比_______（填“偏大”或“偏小”）．
（3）若将此电流表改装成量程为2 V的电压表，应 ______联一个阻值为______Ω的电阻．
2．将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对．
(1)利用如图电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势E=4V )：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R′，，使电流表指针偏转到满刻度的，读出此时R′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值Rg= Ω．
(2)将该表改装成量程3V电压表，需 (“串”或“并”)联阻值为R0= Ω的电阻．
(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试画出实验电路图和实物连接图．
3、把电流表改装为电压表的实验中给出的器材有：①电流表（量程0-300μA）②标准伏特表（量程0-3V）③电阻箱（0-9999Ω）④电位器（0-100kΩ）⑤电源（电动势2V）⑥电源（电动势6V）⑦滑动变阻器（0-50Ω，额定电流1.5A）⑧电键两只，导线若干。
⑴用半偏法测定电流表的内阻。采用右图电路测定电流表G的内阻。要想得到较高的精确度，从以上给出的器材中，可变电阻R1应选用______，可变电阻R2应选用______，电源E应选用____。实验操作的步骤有：A．合上K1 B．合上K2 C．观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大 D．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度 E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半 F．记下R2的阻值。 把以上步骤的字母代号按合理顺序填写在下面横线上空白处：①___；②___；③___；④___；⑤___；⑥___。如果在步骤F中所得的R2的阻值为600Ω，则中被测电流表G的内阻Rg的测量值为___Ω。
⑵如果要将图中的电流表G改装为量程为0-3V的伏特表，方法是给电流表_____联一只电阻箱，并把电阻箱阻值调节为________Ω。
⑶下图所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求从0-3V每0.5V刻度进行一次校对）；然后在图中画出连线，将所示器材按以上要求连接成实验电路。
⑷本实验第⑴步的系统误差总是使测得的Rg比真实值偏_____ 。由此引起的结果是在校对中，发现改装电压表的示数总是比标准电压表的示数偏____ _。调整的方法是：将电阻箱的阻值适当___ __。
4、把一个满偏电流Ig=100μA、内阻未知的电流表改装为量程是3V的电压表。先用如图21—2的电路测定电流表的内阻。图中的R用电位器（一种旋转滑动的变阻器），R′用电阻箱，且R比R′大很多。实验时要进行的步骤有：
A．合上开关S1
B．合上开关S2
C．将R的阻值调到最大
D．调整R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度
E．记下R′的阻值
F．调整R′的阻值，使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半
实验步骤的合理顺序为 （填字母代号）。
在上述步骤中，若记下的R′=2000Ω，则电流表的内阻rg= Ω。测出的rg比真实值 （“偏大”或“偏小”）。
将此电流表改装为量程是3V的电压表。改装的方法是给电流表 （“串联”或“并联”）一个值阻为 Ω的电阻。
最后将改装的电压表跟标准电压表V进行核对。
请在右边的虚线框中画出核对的实验电路图。（要求
核对0.5V，1.0V, 1.5V, 2.0V , 2.5V , 3.0V几个数据。）
5、要将量程10mA的电流表改装为量程为10V电压表(电流表内阻RA约为200Ω).除此电流表外,还有下列器材:
A．电动势E约为1.5V,内阻可忽略不计的干电池一节
B．量程为15 V的标准电压表
C．学生电源
D．标准电阻150Ω
E．电阻箱 0-9999.9Ω
F．滑动变阻器 0-100Ω 1A
G．电键、导线若干
（1）在方框中画出实验电路图
（2）写出改装和校对电表的主要步骤
（3）计算电流表内阻的表达式为 ；将电流表改装成电压表串联电阻箱所取阻值的计算式
五、误差和有效数字
1.误差
测量值与真实值的差异叫做误差。误差可分为系统误差和偶然误差两种。
⑴系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。
⑵偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。
2.有效数字
带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。⑴有效数字是指近似数字而言。⑵只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。
凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，再向下估读一位（不可靠数字），这里不受有效数字位数的限制。
间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用2~3位有效数字表示。
二、基本测量仪器及读数
高考要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。
1.刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表的读数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
使用以上仪器时，凡是最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是不可靠数字，但是是有效数字的不可缺少的组成部分）。凡是最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。
0
1
2
3
V
0
5
10
15
例如
0
31
2
33
4
35
6
37
8
39
41
10
43
12
14
45
16
47
18
49
20
51
22
53
24
26
55
57
28
59
0
1
2
6
7
8
9
10
11
3
4
5
12
13
14
⑴读出上左图中被测物体的长度。
⑵上右图用3V量程时电压表读数为多少？用15V量程时电压表度数又为多少？
⑶右图中秒表的示数是多少分多少秒？
凡仪器的最小刻度是10分度的，在读到最小刻度后还要再往下估读一位。⑴6.50cm。⑵1.14V。15V量程时最小刻度为0.5V，只读到0.1V这一位，应为5.7V。⑶秒表的读数分两部分：小圈内表示分，每小格表示0.5分钟；大圈内表示秒，最小刻度为0.1秒。当分针在前0.5分内时，秒针在0~30秒内读数；当分针在后0.5分内时，秒针在30~60秒内读数。因此图中秒表读数应为3分48.75秒（这个5是估读出来的）。
2.游标卡尺
⑴10分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1毫米位就读几（不能读某）。其读数准确到0.1mm。
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
⑵20分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05毫米。其读数准确到0.05mm。
⑶
50分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。如右图中被测圆柱体的直径为2.250cm。
要注意：游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的， 所以都不再往下一位估读。
3.螺旋测微器
线圈
5
0
20
25
15
固定刻度上的最小刻度为0.5mm（在中线的上侧）；可动刻度每旋转一圈前进（或后退）0.5mm。在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01mm。读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（因为是10分度，所以在最小刻度后应再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。右图中的读数应该是6.702mm。
振针
振片
永久磁铁
4.打点计时器
限位孔
打点计时器是一种特殊的计时仪器，电源用50Hz的交流电，所以打相邻两个点的时间间隔是0.02s。
5.天平
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
mg
天平使用前首先要进行调节。调节分两步：调底座水平和横梁水平（在调节横梁水平前，必须把游码移到左端零刻度处，左端与零刻线对齐，如图中虚线所示）。测量读数由右盘中砝码和游标共同读出。横梁上的刻度单位是毫克（mg）。若天平平衡时，右盘中有26g砝码，游码在图中所示位置，则被测物体质量为26.32g（最小刻度为0.02g，不是10分度，因此只读到0.02g这一位）。
6.多用电表
×0.1
×10
×1
×1K
×10K
×100
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到相应的位置。使用前应先进行机械调零，用小螺丝刀轻旋调零螺丝，使指针指左端零刻线。使用欧姆挡时，还应进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。欧姆挡的使用：⑴选挡。一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。⑵调零。⑶将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。⑷将指针示数乘以倍率，得测量值。⑸将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍率；如果指针偏转角度太大，应减小倍率。
7.电阻箱
右图中的电阻箱有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值（都为整数）乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到这时电阻箱的实际阻值。图中最左边的两个黑点是接线柱。若指针所示如图，则阻值为84580.2Ω。
例题：六、实验练习题
1．按照有效数字规则读出以下各游标尺的测量值.
⑴ ⑵
读数为_____________cm. 读数为_____________mm.
⑶
读数为____________m.
⑷
读数为_____________cm.
2．按照有效数字规则读出下列电表的测量值.
0
1
2
3
0
5
10
15
V
0
0.2
0.4
0.6
0
1
2
3
A
⑴ ⑵
接0~3V量程时读数为________V. 接0~3A量程时读数为_______A.
接0~15V量程时读数为_______V. 接0~0.6A量程时读数为______A.
3．多用电表表头的示意图如右。
+
─
⑴当指针位置如图中灰三角箭头所示,则测量的是______,测量结果为___________.
⑵当指针位置如图中白三角箭头所示,则测量的是______,测量结果为___________.
⑶当指针位置如图中黑三角箭头所示,则测量的是______,测量结果为___________.
白
灰
⑷当指针位置如图中黑三角箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的操作步骤应该依次为:①_________________,②_________________,③__________________.
黑
测量结束后应将选择开关拨到__________或者____________.
⑸无论用多用电表进行何种(直流)测量，电流都应该从______表笔经______插孔流入电表。
4．用螺旋测微器测量长度时,可以精确到______m,读数应该读到______mm.读出下列四种情况下的测量结果。
⑴ ⑵ ⑶ ⑷
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
a
b
c
⑴_________mm。⑵_________cm。 ⑶____________m。 ⑷_________×10-3m。
5．如图是一个游标卡尺。
⑴图中a、b、c分别叫做________、_________、____________.
⑵如图有一个小型气缸,欲测量其所用材料的体积V,需要测量①高度H,②深度h,③外径D,④内径d,应该分别用游标卡尺的哪一部分?(用字母表示)___,___,___.
⑶在测量外径时，游标卡尺的尺面应该跟气缸底面垂直还是平行?________.为减小偶然误差,要求测量4四次,那么每测量一次后应将气缸绕中心轴转动______度.
① ②
③ ④
⑤
⑥
⑷用测量结果表示V的表达式为:_____________.
6．右图是千分尺的示意图.⑴图中所标的各部
分依次叫做:
①__________,②___________,③__________.
④___________,⑤_________,⑥__________ .
75 76 77
0 5 10
⑵在测量时,当②快要接触被测物体时,要停止使
用_____,改用_______,目的是既可以__________,又能_________________.
⑶千分尺中的精密螺纹的螺距为________mm,其
可动刻度部分分为50等分,每一小格表示______mm.
7．实验室用水银气压计测量大气压时刻度尺和游标的位置如右图所示.由此可以读出当时的大气压为_________mmHg=________________Pa.
8．某同学用天平称量一只小铁球的质量。他将被测物体放在天平左盘内，在右盘内放有16g砝码，将游码移到如图位置时天平恰好平衡。则被测物体的质量为__________g。请在图中画出在调节天平横梁水平时游码应该处在的位置。
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
mg
10 10
40 40
0 0
20 20
30 30
50 50
N
9．右下图是一个弹簧秤的示意图,该弹簧秤的量程为_______N。由图中读出的测量值应为__________N。
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A B C D E F
10．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流。他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐。
⑴按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离s1、s2、s3、s4、s5，它们依次为______cm、______cm、______cm、______cm、______cm。
⑵由以上数据计算打点计时器在打B、C、D、E各点时,物体的即时速度vB、vC、vD、vE依次是______m/s、______m/s、______m/s、______m/s。
⑶根据以上结果,试用两种不同的方法计算该物体的加速度a。
⑷根据⑵中得到的数据,试在右边所给的坐标系中，用做v-t图象的方法，从图象中求物体的加速度a.。要标明坐标及其单位，单位大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸).试说明为什么用图象法求加速度的偶然误差比较小?
⑸从图象上求纸带上的A、F点所对应的物体的即时速度vA=______m/s，vF=______m/s，并由此计算:当打点计时器打下A点的时刻，物体已经从静止开始做匀加速运动_____s了。
⑹如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_______，理由是：___________________________。
11．某同学在公路边等汽车回校上学,他发现路边有一台小四轮拖拉机的发动机下漏机油,他估算了一下,大约每2秒钟滴下一滴机油,这些油在路面上形成一小片油迹.后来这台拖拉机开走了,在路面上留下一系列油点.他走过去观察了一下,发现从那一小片油迹开始,向前2m有一个油点,再向前4m有一个油点,再向前6m又有一个油点.这位同学由此估算出这台拖拉机启动时的加速度约为______m/s2.如果拖拉机匀加速到6m/s后保持匀速运动，那么它启动半分钟后大约开出_________m远。
12．橡皮筋的一端固定在A点，另一端栓上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O
点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_____N和_____N。（只须读到0.1N）；
⑵在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
