专项强化：电学实验基础-2026高三物理一轮复习讲与练

第3讲专题强化：电学实验基础

面题型突破题型探究•能力提升

题型一常用仪器的读数

1.螺旋测微器

(1)构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。

(2)原理：固定刻度B的螺距为0.5mm,即旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退

0.5mm,而可动刻度E上有50个等分刻度，每转动一小格，测微螺杆F前进或后退0.01mm,

即螺旋测微器的精确度为0.01mm。读数时估读到亳米的千分位上，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)o

2.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)

(3)原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值制成。

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。常见的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种，其规格见下表:

刻度格数每小格与精确度

刻度总长度

(分度)1mm的差值(可准确到)

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

(4)读数：从主尺上读出整亳米数戈，然后再从游标尺上找出第k条刻度线与主尺上某一

刻度线对齐，即记录结果表示为(x+%X精确度)mm。

对于游标卡尺，无论哪种规格，均不需要估读到下一位，后面不能随意加零，也不能随

意去零。

3.电流表,电压表和电阻箱的使用和读数（如图所示）

◎

x1(XM)x100x10

拳拳©

Xixo.l

项目电流表电压表电阻箱

电流表：0〜0.6人和0~3人；电压表：0〜3V

量程和。〜15V常见0〜999.9Q和0〜9999

选择1.选择合适（精确〉的量程，不能超过最程。等

2.不能确定量程时，各表都要选择最大量程

1.电阻箱没有正负极

注意1.使用前进行零点调整

2.电阻箱阻值变化是不连

事项2.电流从正接线柱流入，从负接线柱流出

续的

1一.般最小刻度是1、0.1、0.01…的采用十分之1.没有估读，各旋盘指示点

一估读，即估读到分度值的下i位的示数乘以对应倍数，相加

估读2.最小刻度是2、0.2、0.02…的估读到分度值就是接入电路的电阻值

原则的二分之一（本位估读）2.旋盘倍数为“义0.1”的

3.最小刻度是5、0.5、0.05…的估读到分度值指示点为。时.，十分位的0

的五分之一（本位估读）不能省略,如825.0。

【典例1】（1）如图所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9mm长1（）等

分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们的读数依次为17.7mm,23.90mtn,3.20mm。

01cm2

i…附/小，田“川,他

0123

（2）读出下面各螺旋测微器的读数，甲：4.04（）mm,乙：1.100mm♦内：3.515mm.

2()

15

10

【解析】(1)题图最上面游标卡尺：主尺读数为17mm,游标尺读数为7X0.1mm=0.7

mm,最后结果是17mm+0.7mm=17.7mm。

题图中间游标卡尺：主尺读数为23mm,游标尺读数为18X0.05mm=0.90mm,最后结

果是23mm+0.90mm=23.90mm。

题图最下而游标卡尺：主尺读数为3mm,游标尺读数为10X0.02mm=0.20mm,最后

结果是3mm+0.20mm=3.20mm。

(2)甲:(4+4.0X().01)mm=4.040mm：

乙：(14-10.0X0.01)mm=1.100mm;

丙：(3+0.5+1.5X0.01)mm=3.515mm。

【典例2】(1)如图甲所示的电表使用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表咽A,

图中表针示数为3A；当使用3A量程时，对应刻度盘中每一小格代表nA,图中表针示

数为2.20

0.20.

A/0.6

(2)如图乙所示的电表使用较小量程时，每小格表示21V,图中表针的示数为122V；

若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示"V,图中表针示数为反IV。

(3)旋钮式电阻箱如图内所示，电流从接线柱4流入，从5流出，则接入电路的电阻为

110QQ现欲将接入电路的电阻改为2010Q,最简单的操作方法是将“X1k”挡旋钮调到2,

再将“X100”挡旋钮调到0。若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻范围为()〜199980

x1(XX)

【解析】(1)电流表使用0.6A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02A,表针示数为0.44

A;当使用3A量程时，每一小格为0.1A,表针示数为2.20A。

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

每小格表示0.5V,表针示数为8.5Vo

(3)电阻为HOQo最简单的操作方法是先将“XIk”挡旋钮调到2,再将“X100”挡旋

钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9999C,用两个这样的电阻箱串联可得到的最大电阻是

2X9999c=19998。，故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻范围为0〜19998C。

17；；；65义100%^6.1%,电流表的示数变化百分比为/|2=°3：[：33乂]oo%-2.9%,可知

业压表的示数变化更明显，说明电流表的分压更严重，因此不能让电流表分压，应采用电流

表外接法。

对点演练）

1.某实验小组同学要测量阻值约为350Q的定值电阻尺，现备有下列器材：

A.电流表A（量程为10mA,内阻约为100C）

B.电压表V（量程为3V,内阻约为3kC）

C.滑动变阻器R（阻值范围为。〜10Q,额定电流为2A）

D.定值电阻幻（阻值为750C）

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，电阻的测量值可由七=:计算得出。

式中。与/分别为电压表前电流表的读数，贝惆区（选填“甲”或“乙”）所示电路的测星

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若所用电压表和电流表的内阻分别按3kC和100Q进

行计算，则由此可得待测电阻的真实值及优=织。.（结果均保留三位有效数字）

解析：（1）由于衣VG3000=8.57>R'=35°=3.5,可知电流表分压更明显，故采用电流表

Rx350RA100

外接法，则题图乙所示的电路测量更准确，测量值更接近待测包阻的真实值。

（2）根据读数规律可知，电压表的示数U=L8（）V,

电流表的示数为/=6.0mA,

根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为

B；=6.0累)产300d

测量误差在于电压表的分流，则

U1.8()

Ra=T1~ionQQ333C。

I-U6,0X10-^-L8°

Rv3X1(P

题型三滑动变阻器的分压接法和限流接法

1.滑动变阻器两种接法的比较

项目限流式接法分压式接法对比说明

R

电路图串、并联关系不同

负载R上电

压调节范围

0WUWE分压电路调节范围大

（不计电R+Ro

源内阻）

闭合S前都是为了保护电路元

b端a端

触头位置件

2.滑动变阻器两种接法的选择

滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化,通常情况下，

由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流式。

滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况：

（1）要求电压表能从零开始读数，要求电压（电流）测量范围尽可能大。

（2）当待测电阻凡>>/?（滑动变阻器的最大限值）时印艮流式接法滑动变阻器几乎不起作

用）。

（3）若采用限流式接法.电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。

【典例4】某物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻凡的阻值，

可用器材：电压表（量程为15V,内阻约为5000C）,电流表（量程为0.6A,内阻为5Q）,

电源E（电动势为12V,内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值为10C）,定值电阻Ro1阻值

为15C）,开关S,导线若干（Ro、心、R、电流表、电压表、电源、开关等仪渊均无断路和

短路，导线无断路）。

（1）将图甲所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图。要求电流表和电压表的示数从

零开始变化。

：R

\*：

甲

【答案】见解析图

（2）连接电路后，闭合开关，逐渐移动滑片，发现电流表始终没有示数，电压表示数逐渐

增大最终接近电源电压。则出现该现象的原因可能是扁与尺之间接线处断路（物与电流表

之间接线处断路等其他答案均可.说仪器断路或者短路均不对）。

（3）该电路中。的作用是①保护电路；②增大电压表读数范围,降低读数误差（能描述

出保护电路意思和方便读教即可）。

（4）测出多组数据，作出/-U图像如图乙所示，则上阻值为4Q。

【解析】（1）因待测电阻凡•的电阻和电流表的内阻都较小，为保护电路，应将定值电阻

Ho与它们串联，又要求电流表和电压表的示数从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，

由于电流表的内阻已知，故也流表采用内接法，实验电路的原理图如图所示。

（2）出现该现象的原因可能是心与区之间接线处断路。

（3）由（1）分析可知该电路中Ro的作用：①保护电路；②增大电压表读数范围，降低读数

•o¥

不大差o

（4）根据/一"图像可知斜率为4=,=°$1,代入数据解得以=4。°

U12Rx+Ro+RA

对点演练）

2.请同学设计一个测量电阻的电路，待测电阻RJ且值约为15Q。要求用。一/图像来

处理数据，滑动变阻器可在较大范围内调节。可供选择的器材如下：

A.电流表A”量程100mA,内阻加=12Q

B.电流表A2,量程211^,内阻小2=200。

C.电压表Vi，量程I0V,内阻rvi%15kC

D.电压表V2，量程3V,内阻rv2MokQ

E.保护电阻R）约20c

F.滑动变阻器R,最大阻值10Q,额定电流为1A

G.电池组，电动势12V,内阻很小

H,开关及导线若干

（1）电流表应选A，电压表应选D。（均选填器材前面的字母序号）

（2）设计电路时，电流表应采用或按（选填“内接”或“外接”）法，滑动变阻器应采用

殳生（选填“分压”或“限流”）接法。根据所设计的实验电路，用笔画线代替导线连接实

物图。

二口

答案：见解析图

(3)若在所测量数据中选一组数据U、/及已知量计算R,则其表达式为凡=亍二2皿(用

所给字母表示)。

解析：(1)如果选A2电流表，A2满偏时，t/v=/A/?V=0.002X15V=0.03V,远小于给出

的也压表的量程，故选A;在电流表Ai达到满偏时，待测电阻和也流表Ai两端的电压约为

2.7V,电压表选择D,这样读数引起的误差较小。

(2)因电流表内阻已知，用电流表内接法时，不会因电路设计引起系统误差，故电流表应

采用内接法；因为题中要求画。一/图像处理数据，需要测量大量数据，而且滑动变阻器阻

值较小，故滑动变阻器应采用分压接法。又因电源电动势为12V,而电压表最大示数约为2.7

V,如果不做任何处理而直接用分压式接法，滑动变阻器滑片只能在约;范围内滑动，不便于

调节，又因滑动变阻器额定电流为1A,若不做处理，会损坏器材。因此将保护电阻凡串联

在供电电1路的干路上，由于心的分压，滑动变阻器的滑方可大范围滑动，且不损坏器材。实

物图如图所示。

(3)由伏安法知凡+以产，解得&=，一，卬。

课时作业51

星基础巩固♦

1.(6分)如图所示，甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺分别为9mm长

10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们的读数依次为16.3mm、23.30mm、10.40

mirio

解析：图甲读数：整毫米数是16mm,不足1毫米数是3X0.1mm=（）.3mm,最后读数

是16mm+0.3mm=16.3mm;图乙读数：整毫米数是23mm,不足1毫米数是6X0.05mm

=0.30mm,最后读数是23mm+0.30mm=23.30mm：图丙读数：整毫米数是10mm,不足

1毫米数是20X0.02mm=0.40mm,最后读数是10mm+0.40mm=10.40mm。

2.（8分）螺旋测微器是测量金属丝直径的常用工具，请读出图中甲、乙、丙、丁图中

各自的读数。

H

30

205

25O

201()

甲乙丙

甲图：（）.740（0.739〜0.741均正确）mm：

乙图：3.695（3.694〜3.696均正确）mm；

丙图：2.150（2.149〜2.151均正确）mm；

丁图：0.044（0.043〜0.045为正确）mm。

解析：图甲：螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为24.0X0.01mm=

0.240mm,所以最终读数为0.5mm+0.240mm=0.740miTio

图乙：螺旋测微器的固定刻度读数为3.5mm,可动刻度读数为19.5X0.01mm=0.195

mm,所以最终读数为3.5mm+0.195mm=3.695mm。

图丙：螺旋测微器的固定刻度读数为2.0mm,可动刻度读数为15.0X0.01mm=（）.15O

mm,所以最终读数为2.0mm+0.150mm=2.150mm0

图丁：螺旋测微器的固定刻度读数为0mm,可动刻度读数为4.4X0.01mm=0.044mm,

所以最终读数为0mm+0.044mm=0.044mm。

3.（6分）（2025•北京西城区高三模拟）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实

验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。图中力、B两端之间电压恒为U,灯泡L的电

阻恒为心，滑动变阻器火的最大阻值为此,在保证安全的情况卜，为使灯泡两端电压的变化

范围尽量大，应选择乙（选填“甲”“乙”或“丙”）电路，灯泡两端电压最大变化范围是

0〜■

~iI—0—I

RL

（,AB<

甲

6AB&6AB6

乙丙

解析：在保证安全的情况下，为使灯泡两端电压的变化范围尽量大，滑动变阻器应采用

分压式按法，故选乙。根据题图乙知，灯泡两湍电压最大变化范围是0〜U。

4.（9分）在伏安法测电阻的实验中，待测电阻心约为200Q,电压表V的内阻约为2kQ,

电流表A的内阻约为IOC,测量电路中电流表的连接方式如图甲或乙所示，结果由公式

=：计算得出，式中U与,分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和乙中电路测得的电阻

值分别记为RM和&2,则（选填或"凡2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值

大王（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值，测量值砥2正（选填“大于”“等于"

或“小于”）真实值。

1±1^

甲乙

解析：由于a=2000=]0,而&=200=20,可见则采用题图甲电路测量更准

Rx200RA10R\Rx

确，即即更接近待测电阻的真实值；由于即=，，其中扁U>UR,1=IR,则以

I1R

>Ra,即测量值Rn大于真实值：题图乙中，由于&2=?,R其中U=UR,l>k,

I1R

则心2<汽4,即测量值七2小于真实值。

5.（6分）（2023•全国甲卷）某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的

小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6kQ,电流表内阻约为I.5C。实验中有

图甲和乙两个电路图供选择。

（2）若选择另一个电路图进行实验，在图丙中用实线画出实验中应得到的/-U关系曲线

的示意图。

答案：见解析图

P

解析：（1）由题意知，小灯泡的额定电流/K==0.5A,题图中中，当电压表示数为6V

u泥

时，电流表示数是喀大于0.5A的；题图乙中，当电流表示数为0.5A时，电压表示数是大于

6V的，对比题图丙可知，该同学选择的电,路图是题图甲。

(2)根据(1)问分析可知，题图乙的关系图线应在题图为图线的下方，如图中实线所示。

星综合提升4

6.(10分)(2023•天津卷)测电阻R大小。

(1)同学们首先用电阻表“XI”挡位大致测出电阻阻值大小，如图甲所示，则电阻大小

读数为2C。

(2)同学们继续使用学生电源(4V)组装如图乙所示的电路进行实验，其中电表可以从如下

器材中进行选择：(括号中为电表量程及内阻)

A.电压表Vi(0〜15V,15kQ)

B.电压表V2(0〜3V,3kC)

C.电流表Ai(0〜3Aj

D.电流表人2(0~0.6人)

应选择电压表区，电流表D。(均选填器材前的字母序号)

(3)(多选)下列说法正确的是AC。

A.电压表分流属于系统误差

B.实验开始前滑动变阻器滑片应该调到b端

C.如图乙所示的电路，可以通过调节滑片使电压表示数为0

D.多组实验可以减小系统误差

解析：(1)电阻大小读数为7X1C=7C。

(2)由于同学们使用学生电源(4V),则为减小误差，电压表应选择V2,故选B。整个回路

中的最大电流为/="2().57A,则也流表应选择A2,故选D。

R

(3)电压表分流属于系统误差，故A正确；为保护电珞，实脸开始前滑动变阻器滑片应该

调到〃端，故B错误；题图乙所示的电路为分压式电路，可以通过调节滑片使电压表示数为

0,故C正确；多组实脸可以减小偶然误差，故D错误。

7.(10分)某电阻的阻值大约为70C,为了更精确地测量其阻值，该同学采用伏安法。

实验室备有下列器材：

A.电压表Vi（量程。〜3V,内阻约为15kC）

B.电压表V2（量程。〜15V,内阻约为75kC）

C.电流表Ai（量程。〜250mA,内阻约为0.2。）

D.电流表A2（量程。〜50mA,内阻约为1C）

E.滑动变阻器及（最大阻值150C）

F.电池组£（电动势为3V,内阻不计）

G.开关S,导线若干

为减小实验误差，电压表应选用A（选填物材前面的字母序号），电流表应选用D1选填

器材前面的字母序号），实验电路应选图区（选填“甲”或“乙”）。若该同学选择器材、连

接电路等操作均正确，则电阻的测量值正（选填“大于”“小于”或“等于"）其真实值,

原因是电压表的分流作用。

RaRl_AA—.

----------11---------11---------r--------1

ES----------------ES

甲乙

解析：电源电动势是3V,电压表应选A,通过待测电阻的最大电流约为/=3A*42.9

70

mA,电流表选D,由于&=7°<RV=15X1（）3g2]说明待测电阻较小则电流表用外接法，

RA1风70

即实脸电路应选题图乙，也流表外接法中，电压表测量的是电阻两端的实实电压，由于电压

表的分流作用使电流表的示数大于流过待测电阻的电流，据此可知，电阻的测量值小于其真

实值，主要原因为电压表的分流作用。

⑴某学生进行了如卜噪作:

①利用螺旋测微器测金属丝直径