2025高考物理一轮复习突破：电学实验基础

造题突破课1羽____电学实验基础

目标要求1.掌握游标卡尺、螺旋测微器的使用和读数方法。2.掌握电流表、

电压表和电阻箱的读数方法。3.理解电流表内接法和外接法误差产生原因，能正

确选择电流表的内、外接法。4.理解滑动变阻器的两种连接方式，会根据电路原

理图连接实验器材。

考点一常用仪器的读数

一、游标卡尺

1.构造：主尺，游标尺（主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪），游标卡尺上

还有一个深度尺（如图所示）。

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1mm。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，其规格见下表:

刻度格数刻度总每小格与1mm精确度

（分度）长度的差值（可精确到）

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

4.读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主

尺上某一刻度线对齐的游标尺的格数，则记录结果表示为（x+KX精确度）mm。

二、螺旋测微器

L构造：如图所示，5为固定刻度，£为可动刻度。

2.原理：测微螺杆尸与固定刻度5之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮

。每旋转一周，尸前进或后退0.5mm,而可动刻度E上的刻度为50等份，每转

动一小格，尸前进或后退0.01mm,即螺旋测微器的精确度为0.01mm。读数时估

读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。

3.读数：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)X0.01(mm)。

三、电流表、电压表和电阻箱的读数

对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻

度时电表两接线柱间允许加的最大电压或电表允许通过的最大电流，然后根据表

盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可。

(1)0~3V的电压表和0〜3A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度

分别是0.1V和0.1A,看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。

(2)对于0〜15V量程的电压表，精确度是0.5V,在读数时只要求读到小数

点后面一位，这时要求“;格估读”，即读到0.1V。

(3)对于0〜0.6A量程的电流表，精确度是0.02A,在读数时只要求读到小数

点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01A。

【对点训练】

1.(游标卡尺的读数)如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从左

至右分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们的读数

依次为mm,mm,mm。

解析：题图甲游标卡尺：主尺读数为17mm,游标尺读数为7义0.1mm=0.7

mm,最后结果是17mm+0.7mm=17.7mm；

题图乙游标卡尺：主尺读数为23mm,游标尺读数为17X0.05mm=0.85mm,

最后结果是23mm+0.85mm=23.85mm；

题图丙游标卡尺：主尺读数为3mm,游标尺读数为9X0.02mm=0.18mm,

最后结果是3mm+0.18mm=3.18mmo

答案：17.723.853.18

2.(螺旋测微器的读数)读出下面各螺旋测微器的读数，甲mm,乙

mm,丙mm。

甲乙丙

解析：甲：(4+3.9X0.01)mm=4.039mm；

乙：(1+10.0X0,01)mm=1.100mm；

丙：(3+0.5+1.5X0.01)mm=3.515mm0

答案：4.0391.1003.515

3.(电压表、电流表和电阻箱的读数)(1)图甲使用0.6A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3A量程时，对

应刻度盘上每一小格代表A,图中指针示数为Ao

(2)图乙使用较小量程时，每小格表示V,图中指针的示数为

V；若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示V,图中指针示

数为Vo

△A

*10x1

丙

(3)旋钮式电阻箱如图丙所示，电流从接线柱Z流入，从5流出，则接入电路

的电阻为Q。今欲将接入电路的电阻改为2087Q,最简单的操作方法

是-若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围

为。

解析：⑴使用0.6A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02A,指针示数为0.44

A；当使用3A量程时，每一小格为0.1A,指针示数为2.20A。

(2)电压表使用3V量程时，每小格表示0.1V,指针示数为1.70V；使用15V

量程时，每小格表示0.5V,指针示数为8.5V。

(3)电阻为1987Q。最简单的操作方法是将“XIk”旋钮调到2,再将

“X100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9999Q,用这样的两个电阻箱

串联可得到的最大电阻是2X9999Q=19998Q。故用两个这样的电阻箱，可得

到的电阻值范围为0-19998Qo

答案：(1)0.020.440.12.20(2)0.11.700.58.5

(3)1987将“XIk”旋钮调到2,再将“X100”旋钮调到00〜19998Q

I总结提升I

游标卡尺和螺旋测微器的注意事项

(1)游标卡尺不需要估读，读数结果10分度为xx.Xmm一位小数，20分度

和50分度为XX.XXmm两位小数，换算单位时只需要移动小数点，最后一位

数字即使是0也不能抹掉。

(2)螺旋测微器需要估读，读数结果为X.XXXmm三位小数，需要特别注意

半毫米刻度线是否露出。

考点二测量电路和控制电路的选择

1.电压表和电流表的内、外接法

比较项目内接法外接法

电路图

-一凡

电流表分压电压表分流

误差原因

U测=U~\~

xUAI测=Zr+IN

D_U测_RxRv7口

火测M区MRX+RAARX

电阻K测一一JKx

/测/测Rx+Rv

测量值

测量值大于真实值测量值小于真实值

适用条件R\《Rx或Rx>\IRARVRv》Rx或RXV7RARV

适用于测量大阻值电阻小阻值电阻

2.滑动变阻器两种连接方式的对比

比较项目限流接法分压接法对比说明

R

电路图串、并联关系不同

Fa即,

—H------

负载R上电压调节分压电路

您

范围(不计电源内&UWEOWUWE调节范围

R+Ro

阻)大

都是为了

闭合S前触头位置b端a端保护电路

元件

3.电表内、外接法的选择

(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若

氐较小，宜采用电流表外接法；若风较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大

内偏大，小外偏小”。

(2)临界值计算法：Rx＜加位时，用电流表外接法；&＞尿嬴时,用电流

表内接法。

°।——@——1~0

―®~~-二

(3)实验试触法：按图所示接好电路，让连接电压表的导线尸先后与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，说明电

流表分压更明显，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，说明电压表分流更明显，则可采用电流表内接法。

4.滑动变阻器限流式、分压式接法的选择

(1)滑动变阻器采用分压式接法的情况：要求电压表能从零开始读数；待测电

阻必》火(滑动变阻器的最大阻值)；采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电

路中电流表量程、电阻允许的最大电流。

(2)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变

化，通常情况下，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流式。

国某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻

为IkQ,电流表内阻为0.5Q。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接

在图(a)所示电路的。、尸两点之间，另一种是跨接在。、。两点之间。测量得到

如图(b)所示的两条U-/图线，其中。与/分别为电压表和电流表的示数。

回答下列问题：

(1)图(b)中标记为H的图线是采用电压表跨接在(填“。、P”或“。、

0")两点的方案测量得到的。

(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线(填“I”或"H”)得

到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为Q(保留1位小数)。

(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待

测电阻的阻值为Q(保留1位小数)。

解析：(1)若通过尺的电流相等，由题图(b)知图线I对应的电压值较大，由R

=学可知，图线I所测电阻较大，图线n所测电阻较小，则图线n是采用电压表

跨接在。、尸两点的方案测量得到的。

(2)由题图(b)可得图线I测得电阻阻值火1=二一3，0°T0°——：Q-50.5

(59.6-20.0)X10-3

3.00—0.95

Q,图线n测得电阻阻值RuQ心46.6Q,待测电阻阻

(64.0-20.0)X10-3

^v1000Q

值约为50Q,==电流表采用内

Rx~50Q-

接法更接近待测电阻的真实值，电压表跨接在。、0两点，故图线I得到的结果

更接近待测电阻的真实值，测量结果为50.5Q。

(3)电压表跨接在。、0之间，测得的阻值为电阻与电流表内阻之和，则R=

4—RA=(50.5—0.5)0=50.0Q。

答案：(1)0、尸(2)I50.5(3)50.0

【对点训练】

4.(电流表的内接和外接)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R约为200Q,

电压表V的内阻约为2kQ,电流表A的内阻约为10Q,测量电路中电流表的

连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式当=半计算得出，式中。与/分别为电

压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为尺1和尺2,

则(填“Rxl”或“凡2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值即

(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值&2(填“大于”“等

于”或“小于”)真实值。

(a)(b)

解析：根据题意知华〉普，电压表的分流作用较显著，故必1更接近待测电阻

HARX

的真实值。图(a)电流表的测量值是真实的，而电压值比真实值大，则Ri>反真，

图(b)电压的测量值是真实的，而电流的测量值大于真实值，则尺2<%真。

答案：Rh大于小于

5.(滑动变阻器的分压接法和限流接法)为测量“12V5W”的小电珠在不同

电压下的功率，给定了以下器材：

电源：12V,内阻不计；

电流表：量程0〜0.6A、0〜3A,内阻约为0.2Q；

电压表：量程0〜3V、0〜15V,内阻约为15kQ；

滑动变阻器：0~20Q,允许最大电流1A；

开关一个，导线若干，实验要求加在小电珠上的电压可从零开始调节。

(1)以下四个电路图你认为最合适的是。

(2)在本实验中，电流表的量程可选________0

解析：(1)C与D电路图不符合电压从零开始调节，小电珠的电阻比二:;112

0=28.8Q,-=144,-^520.8,由于及＜尬，故电流表应采用外接法，应选

RARLRARL

Ao

p5

(2)小电珠的额定电流/=j=三A七0.4A,故电流表量程应为0〜0.6A。

答案：(1)A(2)0〜0.6A

考点三实验器材的选取与实物图的连接

1.电学实验仪器的选择

选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器材，一般要考虑

三方面因素：

(1)安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流。

(2)误差因素：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、

电流表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的g以上；使用欧姆表时宜选用指针尽

可能在中间刻度附近的倍率挡位。

(3)便于操作：选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实

验要求，又便于调节。在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻丝都用到。

2.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。

国某同学通过实验测量一个阻值约为5Q的定值电阻。可供使用的器

材如下：

A彳寺测电阻及心5Q

B.电流表Ai,量程0.6A,内阻约0.6Q

C.电流表A2,量程3A,内阻约0.12Q

D.电压表Vi,量程15V,内阻约15kQ

E.电压表V2,量程3V,内阻约3kQ

F.滑动变阻器凡总电阻10Q

G.直流电源E,电动势3V,内阻不计

H.开关S,导线若干

(1)用伏安法测量该定值电阻阻值时，应当选择电流表,选择电压

表。(均填器材的字母代号)

(2)请根据所设计的测量电路图，将下列实物图连接完整(滑动变阻器采用限流

接法)。

(3)某次测量的电表示数如图所示，其中电压表示数为V,电流表示

数为Ao

(4)根据上述所测量的实验数据，计算得待测电阻必=Q(计算结果

保留3位有效数字)。

解析：(1)由于电源的电动势为3V,因此电压表选择量程为3V,即选E,待

测电阻约为5Q,则电路中最大电流为0.6A,因此电流表选择量程为0.6A,即

选B。

⑵由于当》生，因此应采用电流表外接法，具体实物图如图所示。

RxHA

（3）由图可知，电压表读数为1.73V,电流表读数为0.30A。

（4）根据测量的实验数据，计算得待测电阻为必=一七5.77Q。

答案：（1）BE（2）见解析图（3）1.730.30（4）5.77

【对点训练】

6.（仪器的选择）某同学用伏安法测定待测电阻反的阻值（约为10kQ）,除了

以、开关S、导线外，还有下列器材供选用：

A.电压表（量程0〜IV,内阻约10kQ）

B.电压表（量程0〜10V,内阻约lOOkQ）

C.电流表（量程0〜1mA,内阻约30Q）

D.电流表（量程0〜0.6A,内阻约0.05Q）

E.电源（电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计）

F.电源（电动势12V,额定电流2A,内阻不计）

G.滑动变阻器心（阻值范围0〜10Q,额定电流2A）

（1）为使测量尽量准确，电压表选用,电流表选用,电源选

用。（均填器材的字母代号）

（2）在虚线框内画出测量尺阻值的实验电路图。

解析：（1）若电源选用E,则通过尺的最大电流为0』5mA,电流表选用C还

达不到半偏，故电源应选用F；电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些

且量程接近电源电压，故电

压表选用B；由此可知电路中的电流约为1mA,故电流表选用C。

(2)因为待测电阻阻值较大，所以电流表应采用内接法。因为滑动变阻器的阻

值很小，若采用限流接法接入电路起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应采

用分压接法，实验电路图如图所示。

答案：(1)BCF(2)见解析图

7.(实物图的连接)为了测量一电阻的阻值现有以下器材：蓄电池E,电流

表A,电压表V,滑动变阻器凡电阻箱火尸，开关Si、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：

甲乙

A.闭合Si,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/1、Uv,

B.闭合S2,保持心阻值不变，记下电流表和电压表示数分别为/2、仿。

(1)按电路图在实物图乙上连线。

(2)写出被测电阻的表达式%=。(用两电表的读数表示)

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心的并联电阻，即十=氏并;

第二次测量的电阻为电压表、氐和心的并联电阻，上联立解得氐=

hRx+R并

U\U2

U1I2—U2I1

答案：(1)见解析图

限时规范训练39

1.完成下列读数:

(1)电流表量程一般有两种：0〜0.6A,0〜3A；电压表量程一般有两种：0〜

3V,0-15Vo如图所示:

①接0〜15V量程时读数为V；②接0~3A量程时读数为

Ao

(a)(b)

(2)图(a)mm；图(b)mm

解析：(1)①接0〜15V量程时读数为9.5V；②接0〜3A量程时读数为0.80A。

(2)由图(a)游标卡尺可知，示数为10.0mm+0.05mmX12=10.60rnm；由图(b)

螺旋测微器可知，示数为0.5mm+0.01mmX3.2=0.532mm。

答案：⑴①9.5(9.4〜9.6均可)②0.80(0.78〜0.82均可)(2)10.60

0.532(0.530-0.534均可)

2.某实验小组同学要测量阻值约为350Q的定值电阻现备有下列器材：

A.电流表A(量程为10mA,内阻约为100Q)；

B.电压表V(量程为3V,内阻约为3kQ)；

C.滑动变阻器4(阻值范围为0〜10Q,额定电流为2A)；

D.定值电阻&(阻值为750Q)；

E.直流电源E(电动势为4.5V,内阻不计)；

F.开关S和导线若干。

(1)实验小组设计了如图甲、乙所示的两种测量电路，电阻的测量值可由当

=：计算得出。式中u与/分别为电压表和电流表的读数，则图(填“甲”

或“乙”)所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值。

(2)若采用(1)中所选电路进行测量，得到电压表和电流表的示数如图丙所示，

则由此组数据可得待测电阻的测量值凡=Q，若所用电压表和电流表的

内阻分别按3kQ和100Q进行计算，则由此可得待测电阻的真实值区真=

Qo(计算结果均保留3位有效数字)

解析：(1)由于，=吸-8.57＞管=畿=3.5,可知电流表分压更明显，故采

Rx350RA100

用电流表外接法，则题图乙所示的电路测量更准确，测量值更接近待测电阻的真

实值。

(2)根据读数规律可知，电压表的示数U=1.80V,电流表的示数为/=6.00

mA,根据欧姆定律可得，待测电阻的阻值为必=U='^/Q=30()Q,电路

I6.0X103

U1.80

误差在于电压表的分流，则R真=Y—77=-—邦Q-333Q。

答案：(1)乙(2)300333

3.某同学想要准确测量一阻值约为5Q的电阻尺的阻值，实验室提供了下列

器材:

A.电流表A(量程为6mA,内阻300Q)

B.电压表V(量程为3V)

C.滑动变阻器4(0〜5Q)

D.滑动变阻器&（0-1000Q）

E.电阻箱氏（0〜999.9Q）

F.电源（电动势E=3V）

G.开关

H.导线若干

⑴为尽可能获取多组数据和操作方便，滑动变阻器应选择（填“Ri”

或“心”）；为将电流表A改装成量程为0.6A