2025年高考物理二轮复习讲义：电学实验

电学实验

突破点一基本仪器的读数与使用

i.游标卡尺

(1)弄清精确度：10分度----0.1mm,20分度----0.05mm,50分度----0.02

mmc

⑵读出测量结果：测量值=主尺刻度整毫米数+“X精确度(mm)。

2.螺旋测微器

测量值=固定刻度整毫米数+半毫米数+可动刻度读数(含估读值)X0.01mm

3.电压表、电流表

⑴为减小测量误差，一般使电流表、电压表的示数超过满偏刻度的1

(2)若最小分度为1、0.1、0.01等，需要估读到最小分度的下一位；如果最小分度

不是1、0.1、0.01等，只需要读到最小分度位即可。

4.多用电表的使用

⑴使用多用电表时，不管测量什么，电流都要从电表的“+”插孔(红表笔)流入

电表，从“一”插孔(黑表笔)流出电表，即“红入黑出”。

(2)测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。

(3)电阻挡的读数

①为了减小读数误差，指针应指在表盘中央刻度附近；

②电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。

提醒：电表的“三用”

如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以

作为定值电阻来用，即“一表三用”。

[典例1](基本仪器的读数)请正确填写下列基本仪器的读数：

甲乙

A-V-O

2500Q/&____________________________________

丙

•修,T.一从―,T,

x100X1kX10k

6-6S，6工

T

00

;外号1,乳'官

戊己

(1)图甲读数为一_____cm。

(2)图乙读数为一_____mmo

(3)图丙若为“XI0”倍率挡，读数为________Qo

(4)图丁读数为—_____Qo

(5)图戊读数为一_____Ao

(6)图己读数为一_____Vo

［听课记录L

［典例2］(多用电表的使用)(2024•安徽统考一模)多用电表是一种多功能、多量

程的电学仪表，可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等物理量。

G

⑴指针式多用电表使用前应该调整____________，使指针指向“0"O

（2）某电阻阻值约为几百欧姆，现用该电表测此电阻，测量前，需要以下操作，其

顺序是o（填写序号）

A.将红表笔和黑表笔直接接触

B.把选择开关旋转到“X10”位置

C.调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆“0”点

正确进行实验操作后，电表的读数如图甲所示，该读数是

⑶图乙是某同学设计的多用电表测电阻的欧姆调零原理图，电池的负极应接

（选填“红”或“黑”）表笔。图中G为表头，量程100pA,内阻&=

2.5k。，RT=0.5k。，通过调节a、力间的触点，使G满偏。已知&=4.8k。，

电池电动势为1.50V（电池内阻可忽略），触点在a端时G满偏，则Ri=

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［典例3］（电流表和电压表改装）（2024•辽宁名校联考）在学校社团活动中，某实

验小组欲将一只量程为0~250fiA的微安表头G改装为能够测量电流和电压的

双量程电表，首先利用如图甲所示的电路测量微安表的内阻，可供选择的实验器

材有：

________ll______Y___111

ErS123

甲乙

A.待改装的微安表头G（量程为0〜250pA,内阻为几百欧姆）

B.微安表Gi（量程为0〜300pA）

C.滑动变阻器R滑i（0〜10kQ）

D.滑动变阻器R滑2（0〜50k。）

E.电阻箱R（0〜9999。）

F.电源E（电动势约为9V）

G.开关、导线若干

⑴为顺利完成实验，变阻器1应选择，变阻器2应选择o（从

C、D、E中选择）

⑵实验时，除了微安表Gi的示数k和微安表G的示数12,还需要记录的数据

是（写出待测物理量及其字母），则待测微安表的内阻用二

（用上述物理量字母表示）o

⑶现将待测微安表接入如图乙所示的电路，当接线柱1、3接入电路时，改装成

的电压表的量程为o（用待测微安表的满偏电流1g、内阻用及定值电阻

阻值小、国表示）

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突破点二以“测电阻”为核心的实验

1.滑动变阻器分压式与限流式接法的选择

（1）“以小控大用分压，相差无几用限流”。

①当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻

器。

②当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动

变阻器。

（2）必须采用分压式接法的三种情况。

①要求电压从0开始变化；

②滑动变阻器阻值太小，不能起到限流的作用;

③限流式接法不能获取有区分度的多组数据。

2.伏安法内'外接测电阻

(1)简记：内接大，外接小(含义有两层：大电阻用内接，测量值偏大；小电阻用

外接，测量值偏小)。

⑵大小电阻判断：若再林，为大电阻，用内接；若尺W再林，为小电阻，

用外接；Rx=y/RARV,内、外接法均可。

3.测电阻的方法

(1)最常用的测量方法——伏安法(及其变式)

“伏安法”有电压表、电流表且电表量程恰当时选择“伏安法”

电压表不能用或没有电压表的情况下，若知道电流表内阻，

“安安法”

可以将电流表当作电压表使用，即选择“安安法”

电流表不能用或没有电流表的情况下，若知道电压表内阻，

“伏伏法”

可以将电压表当作电流表使用，即选择“伏伏法”

在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小

“伏安加

或太大，为了满足安全、精确的要求，加保护电阻的方法就

R法”

应运而生，“伏安加R法”又叫“加保护电阻法”

(2)最精确的测量方法——等效替代法

①用半偏法测电流表内阻，如图甲所示，电阻箱和电流表并联，然后与大电阻滑

动变阻器串联，R9i<R*o

②用半偏法测电压表内阻，如图乙所示，电阻箱和电压表串联，然后与小电阻滑

动变阻器并联，R»>R^

(4)最“独特”的测量方法——电桥法

其测量电路如图所示，实验中调节电阻箱&,当A、5两点的电势相等时，Ri和

R两端的电压相等，设为S。同时火2和&两端的电压也相等，设为S。根据

欧姆定律有空=詈，号=詈。由以上两式解得R]X&=R2X/?3,即电桥平衡的

条件(又称“电阻十字交叉相乘”)o由该平衡条件可求出被测电阻R的阻值。

[典例4](测水的电阻率)(2024•江西卷)某小组欲设计一种电热水器防触电装

置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人

体安全电流以下。为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。

(1)如图(a)所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自

来水倒入其中，测得水的截面宽d=0.07m和高人=0.03mo

⑵现有实验器材：电流表(量程300pA,内阻RA=2500。)、电压表(量程0〜3

V或10〜15V,内阻未知)、直流电源(3V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图

(a)中画线完成电路实物连接。

⑶连接好电路，测量26C的水在不同长度I时的电阻值Rxo将水温升到65℃,

重复测量。绘出26°C和65C水的尺H图线，分别如图（b）中甲、乙所示。

（4）若R/图线的斜率为左，则水的电阻率表达式为"=（用晨d、h表

示）。实验结果表明，温度（选填“高”或“低”）的水更容易导电。

⑸测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为

保证出水量不变，选用内直径为8.0X10-3m的水管。若人体的安全电流为

1.0X10-3A,热水器出水温度最高为65°C,忽略其他电阻的影响（相当于热水器

220V的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为

mo（保留两位有效数字）

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［典例5］（伏伏法测电阻）（2024•新课标卷）学生实验小组要测量量程为3V的电

压表⑦的内阻Rv。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5V）,电压表⑪

（量程0〜5V,内阻约3k。），定值电阻&（阻值为800。），滑动变阻器拈（最大

阻值50Q）,滑动变阻器&（最大阻值5kQ）,开关S,导线若干。

完成下列填空：

⑴利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应_______（把下列实验步骤前的

字母按正确操作顺序排列）；

A.将红、黑表笔短接

B.调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆

C.将多用电表选择开关置于电阻挡“X10”位置

再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的（选填“正极、负极”

或“负极、正极”）相连；电阻表的指针位置如图（a）中虚线I所示，为了减少测

量误差，应将选择开关旋转到电阻挡（选填“义1”“X100”或“义1

k”）位置。重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线II所示，则粗测得到的

该电压表内阻为k。（结果保留一位小数）；

（b）

⑵为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选

（选填“Ri”或），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于

（选填"a”或"b”）端；

（3）闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表⑪、待测电压表的示数

分别为Ui、U,则待测电压表内阻&=（用5、U和&表示）；

（4）测量得到Ui=4.20V,t/=2.78V,则待测电压表内阻Rv=kQ（结果

保留三位有效数字）。

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突破点三“以测电源的电动势和内阻”为核心的实验

测电动势和内阻的常用方法：

1.伏安法测电动势和内阻

(1)闭合电路方程为后=〃+〃，利用两组数据，联立方程求解E和r；

⑵作出U-I图像，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的

内阻。

2.安阻法测电动势和内阻

(1)闭合电路方程为E=/(R+r),利用两组数据联立方程求解；

(2)将方程线性化处理为作图像，利用图线的截距和斜率求E和

3.伏阻法测电动势和内阻

⑴闭合电路方程为E=u(l+£),利用两组数据联立方程求解；

(2)将方程线性化处理为［三・或U=—4+E,作卜搁像或呜图像，

Ur.KLKUKK

利用图线的截距和斜率求E和入

4.等效电源法测电源内阻

当电源内阻r过小时，如果直接测量，测出电源的内阻误差较大，可以用等效电

源法来测量。如图所示，用一个适当的定值电阻R)与电源串联，并把它们看成

一个等效电源，这个等效电源的内阻ro=Ro+r,其中r是被测电源的内阻。测

出这个等效电源的内阻力，则被测电源的内阻r=ro-R)。

”等效电源⑦”

:E,rRo；S

提醒：对实验的两点说明

⑴任何一种实验方法，一定要紧扣闭合电路欧姆定律E=U+/r,其中最关键的

是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流1。

⑵利用图像得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图像

时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图像中

的斜率与截距求解。

［听课记录］.....................................................

［典例6］(伏阻法测电源电动势和内阻)(2024•吉林卷)某探究小组要测量电池

的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为岛)、金

属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。

A电阻丝B§电吗丝F

：cj金属夹'

,~I一$

S(a)(b)

⑴实验步骤如下：

①将电阻丝拉直固定，按照图(a)连接电路，金属夹置于电阻丝的(选填

“A”或“5”)端；

②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U,断开开关S,

记录金属夹与5端的距离L;

③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图(c)中图线I；

④按照图(b)将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L

的值，作出图(c)中图线II。

(2)由图线得出纵轴截距为心则待测电池的电动势E=

(3)由图线可求得I、II的斜率分别为右、k2,若非=〃，则待测电池的内阻「=

(用n和岛表示)。

［听课记录］.....................................................

［典例7］（安阻法测电源的电动势和内阻）（2024•河南洛阳测试卷）一个同学想

要测定某电源的电动势和内阻，所使用的器材有：待测电源、电流表A（量程0〜

0.6A,内阻取小于1。）、电流表Ai（内阻未知）、电阻箱内（0〜999.99Q）、滑动

变阻器r2（0〜10Q）、电阻表、单刀双掷开关S、单刀单掷开关K各一个、导线

若干。（计算结果均保留两位有效数字）

（1）该同学先用电阻表粗略测量电流表A的内阻，如图甲所示，电阻表内部电源

电动势为4.50V,表盘中间刻线示数为“15”，将该电阻表红、黑表笔接在电流

表两接线柱上，则黑表笔应接在电流表（选填“正”或“负”）接线柱，电

阻表选取“XI”挡位时，电阻表指针偏转角度为满偏的胃,可知电流表A的内

阻约为。。

（2）该同学又设计了如图乙所示电路进行实验操作。

①实物电路图有一处未连接好，请在图丙中补全电路。

②利用该电路测电流表A的内阻：闭合开关K,将开关S与。接通，通过调节

电阻箱R和滑动变阻器&,读取电流表A的示数为0.24A、电流表A］的示数

为0.60A,电阻箱R的示数为0.64。，则电流表A的内阻网=。。

③利用步骤②测得电流表A的内阻阻值后，继续测量电源的电动势和内阻：断

开开关K,将开关S接C,调节电阻箱处，记录电阻箱拈的阻值和电流表A的

示数；多次调节电阻箱Ri重新实验，并记录多组电阻箱M的阻值R和电流表A

的示数如图丁所示是由实验数据绘出的图像，由此求出电源电动势E=

V、内阻Qo

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,▼▼•临考预测，名师押题*

L(创新考法：电桥法测电阻)在“测量金属丝的电阻率”实验中，某小组的同学

用刻度尺测出待测金属丝接入电路的长度Z=0.5m,用游标卡尺测量金属丝的直

径d,并设计了如图(a)所示的实验电路图测量金属丝的电阻。

(1)用游标卡尺测量金属丝横截面的直径时，示数如图(b)所示，则金属丝横截面

的直径d=mm。

⑵图(a)所示电路中，&为阻值已知的定值电阻，AC为一段粗细均匀的电阻丝，

闭合开关，调节滑动触头使电流计示数为0,则要测出金属丝的电阻R、，还需要

测量的物理量有,金属丝电阻的阻值Rx=