第48讲 电学实验基础（解析版）

第48讲电学实验基础

核心考点

考点一常用仪器的读数...............................................................................................................1

考点二测量电路与控制电路的选择...........................................................................................5

考点一常用仪器的读数

基础过关

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：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，

F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，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)×0.01(mm)。

如图所示，固定刻度示数为2.0mm，半毫米刻度线未露出，则可动刻度示数为15.0，最后的

读数为：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。

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)

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(2)用途：测量厚度、长度、宽度、内径、外径等。

(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差值制成。

刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm的差值精确度(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的与主尺上某一刻度线

对齐的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm。

3.常用电表的读数

先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流，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。

(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。

1

(3)对于50~0.6A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。

注意：(1)最小分度是“1、0.1、0.01、…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的下一

1

位)。10

(2)最小分度是“2、0.2、0.02、…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位)。

1

(3)最小分度是“5、0.5、0.05、…”时，估读到最小分度的2(即估读到最小分度的本位)。

1

【例1】（2025·山西临汾·三模）实验室有一种游标卡尺，其5主尺的最小分度值为1mm；它的

游标尺上有10个等分刻度，刻度总长19mm，则该游标卡尺的精确度为mm。如图

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甲是用该游标卡尺测量某圆柱直径的示意图，读数为mm。用螺旋测微器再测量该圆

柱的直径，刻度部分如图乙所示，读数为mm。

【答案】0.13.63.609/3.610/3.611

【详解】[1]游标尺的每小格长度为1.9mm与主尺上两个小格相差0.1mm，可知该游标卡尺的

精确度为0.1mm。

[2]用该游标卡尺测量某圆柱直径读数为3mm+0.1mm×6=3.6mm。

[3]用螺旋测微器再测量该圆柱的直径读数为3.5mm+0.01mm×11.0=3.610mm。

【例2】（2025·福建厦门·三模）(1)利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度，

测量结果分别如图（a）和（b）所示，则该金属棒的直径d＝mm，金属棒的长度

为L＝cm。

(2)用多用电表粗测金属棒的阻值：将多用电表的功能旋钮调至“×100Ω”挡并进行一系列正确操

作后，指针静止时如图（c）所示，则金属棒的阻值约为Ω。

【答案】(1)1.847/1.848/1.8495.015

(2)700

【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，读数为1.5mm+34.8×0.01mm＝1.848mm

[2]游标卡尺的精确度为0.05mm，读数为50mm+3×0.05mm＝5.015cm

（2）指针位于7的位置，读数7100700

【例3】（2024·安徽芜湖·三模）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先调节螺旋测微

器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未

对齐，如图甲所示，该示数为mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图乙所示，该示数

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为mm，则可得摆球的直径大小。

【答案】0.005（0.005~0.007）20.035（20.034~20.036）

【详解】[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为

0.010.5mm0.005mm

[2]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为

20mm0.013.5mm20.035mm

【例4】（2025·宁夏银川·一模）用游标上刻有10个小格的游标卡尺测量一个工件的直径，得

到如图所示结果，由于遮挡，只能看到游标的后半部分，则工件的直径为cm。

【答案】1.35

【详解】游标尺上10个小等分刻度的长度是9mm；游标卡尺的主尺与游标尺对齐的刻度读数

为18mm，游标尺上第5个刻度与主尺刻度对齐，所以游标尺读数为0.95mm4.5mm

所以工件的直径为d18mm4.5mm13.5mm1.35cm

【例5】（2024·吉林长春·模拟预测）(1)图甲是一把50分度的游标卡尺，它的读数为

mm；

(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙，则金属丝的直径是mm；

(3)如图丙，当使用0~0.6A量程时，图中表针示数是A。

【答案】(1)3.18

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(2)2.150/2.149/2.151

(3)0.44

【详解】（1）50分度的游标卡尺分度值为0.02mm，则它的读数为

0.3cm90.02mm3.18mm

（2）金属丝的直径为2mm15.00.01mm2.150mm

（3）当使用0~0.6A量程时，分度值为0.02A，则图中表针示数为0.44A。

考点二测量电路与控制电路的选择

基础过关

1.电流表的内、外接法

电流表内接法电流表外接法

电路图

电流表分压电压表分流

误差原因

U测＝Ux＋UAI测＝Ix＋IV

＝测＝＋＝测＝

R测RxRA>RxR测＋<Rx

电阻测量值�测�测���V

测量值�大于真实值测量值�小于��真�实V值

适用于测量大阻值电阻小阻值电阻

当RARx或Rx>时，选用电流表内接法

两种接法选择标准

AV

当RV≪Rx或Rx<��时，选用电流表外接法

≫�A�V

2.滑动变阻器两种连接方式

(1)两种连接方式对比

限流式接法分压式接法对比说明

串、并联关

电路图

系不同

负载R上电压调节范

≤≤

＋UE0≤U≤E分压电路调节范围大

围(不计电源内阻)𝑅

��0

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闭合S前滑片位置b端a端都是为了保护电路元件

(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

限流式接法结构简单、耗能少，优先使用限流式接法。

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RxR(滑动变阻器的最大阻值)时(限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。

3.实验误差分析

(1)系统误差

①伏安法测电阻系统误差来源：电压表的分流或电流表的分压。

②减小系统误差

根据题目中给出的电阻大约值，选用合适的实验器材，采用误差小的实验方案(如电流表的内、

外接法)。

③消除系统误差

题目给定的条件充分(电表内阻已知)，合理设计电路可消除系统误差。

(2)偶然误差

①电压表、电流表、多用电表、毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等读数误差。

②描点、计算等对数据处理造成的误差。

③通过多次测量取平均值或图像法可以减小偶然误差。

【例6】（2025·山西·模拟预测）要测量某段金属丝的电阻率，某同学测得该金属丝的截面直径

为d，根据实验室提供的器材设计电路，并连接如图甲和图乙两种电路。

(1)上述电路不正确的是（填“甲”或“乙”）电路，原因是。

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(2)选用正确的电路测电阻，闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到最（填“左”或“右”）

端，闭合开关后，通过多次调节滑动变阻器的滑片，测得多组电压表和电流表的示数U、I，

作UI图像，得到图像的斜率为k，测得金属丝接入电路的长度为L，则根据测量的值，求

得金属丝的电阻率；由于测电阻存在系统误差，使测得的电阻率比真实值（填“大”

或“小”）。

(3)若已知电流表的内阻为RA，要消除电阻测量引起的系统误差，请在选用的正确电路上改接

一根导线（在要改接的导线上打“×”，用笔画线代替导线画出改接后的导线）。

【答案】(1)甲开关不能控制全部电路

kπd2

(2)左小

4L

(3)见解析

【详解】（1）[1][2]图甲是错误的，原因是开关不能控制全部电路。

（2）[1][2][3]根据图乙电路进行实验，闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到最左端，金

属丝的电阻等于UI图像的斜率，即Rk

LRSkπd2

根据电阻定律有R，得到

SL4L

由于测电阻时，电流表外接，使测得的电阻偏小，则测得的电阻率偏小。

（3）若已知电流表的内阻为RA，要消除电阻测量引起的系统误差，将图乙电路改接如图所示

【例7】（2025·北京·一模）在测量某定值电阻的电阻率实验中，部分电路按照图1连接。由试

触a点改为试触b点时，发现电压表的示数变化较大，电流表的示数变化不明显，为了减小

测量误差，电压表右端接在点（填“a”或“b”）。某同学用图2所示的实物电路

测录定值电Rx的电阻率。闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表无示数。经检查电流

表及各接线处均完好，则电路的故障可能是。

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【答案】b待测电阻断路

【详解】[1]电压表示数变化较大，电流表的示数变化不明显，说明电流表的分压效果比较显

著，电流表中的电压不可忽略，所以应该选用外接法，故应接b；

[2]电压表示数接近电源电压，电流表无示数，说明待测电阻断路。

【例8】（2025·陕西宝鸡·一模）某同学在测电阻时的测量电路如图甲所示。实验时所使用电压

表的量程为0~3V，内阻为3000Ω；电流表的量程为0~0.6A，内阻为0.10Ω。电表读数如图

乙所示。

(1)在图甲情况下，R的测量值R测为Ω，真实值R真是Ω。（计算结果保

留两位小数）；

R测R真

(2)相对误差的计算公式为||100%，电流表的内阻越小，相对误差越（填

R真

“大”或“小”）。

【答案】(1)5.205.10

(2)小

【详解】（1）电流表示数为I=0.50A，电压表示数为U=2.60V，可知电阻的测量值为

U2.60

R测5.20

I0.50

真实值

R真=R测-RA=5.10Ω

（2）相对误差

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R测R真R1

||100%|A|100%||100%

RRRR测

真测A1

RA

可知电流表的内阻RA越小，相对误差越小。

【例9】（23-24高三上·重庆荣昌·阶段练习）某同学测量电阻约为30Ω的一段圆柱形合金材料

的电阻率，步骤如下：

（1）用螺旋测微器测量其直径示数如图所示，该示数为mm；

（2）用伏安法测合金材料的电阻时，除待测合金材料外，实验室还备有如下器材，为了准确

测量其电阻，电压表应选；电流表应选。（填写器材前对应的序号字母）

A．电压表V1，量程0~3V，内阻约3kΩ

B．电压表V2，量程0~15V，内阻约15kΩ

C．电流表A1，量程0.6A，内阻约10Ω

D．电流表A2，量程0~100mA，内阻约2Ω

E.滑动变阻器R（0~10Ω）

F.电动势为4.5V的电源，内阻不计

G.开关S，导线若干

（3）为准确测量电阻，应使待测电阻两端电压变化较大，尽量多的测量数据，请选出正确的

实验电路图。

【答案】1.844/1.845/1.846ADC

【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为

1.5mm+34.4×0.01mm=1.844mm

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由于最后一位数是估读，所以读数在1.844mm1.846mm之间即可。

1

（2）[2]电源的电动势为4.5V，电压表读数应大于量程的，所以电压表应选A电压表，量

3

程比较合适；

[3]电压表选3V，所以