第27讲　电学实验基础

第27讲电学实验基础目标要求1.掌握常用仪器的使用及读数方法。2.掌握电流表的内、外接法及滑动变阻器的两种连接方式。3.掌握误差的分类及产生原因。4.会根据实验要求、电路原理等进行电路设计、实验器材的选取、实物

图的连接等。目录CONTENTS着眼“四翼”·探考点课时跟踪训练着眼“四翼”·探考点考点一常用仪器的使用与读数

游标卡尺和螺旋测微器的使用及读数1.

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），

游标尺上还有一个深度尺（如图所示）。（2）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1

mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、

20格的、50格的，其读数见下表：刻度格数（分度）刻度总长度每小格与1

mm的差值精确度（可准确到）109

mm0.1

mm0.1

mm2019

mm0.05

mm0.05

mm5049

mm0.02

mm0.02

mm（3）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

与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果为：（x＋K×精确度）

mm。注意：对于游标卡尺，无论哪种规格，K值均不需要估读到下一位。2.

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0.5

mm，即旋钮D每旋转一周，测微螺杆

F前进或后退0.5

mm，而可动刻度E上有50个等分刻度，每转动一小格，F

前进或后退0.01

mm，即螺旋测微器的精确度为0.01

mm。读数时估读到

毫米的千分位上。（3）读数：测量值a（mm）＝固定刻度数b（mm）（注意半毫米刻度线

是否露出）＋可动刻度数c（估读一位）×0.01（mm）。

（1）如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺自左向右

分别为10分度、20分度、50分度，它们的读数依次为

⁠

mm、

mm、

mm。17.6

23.25

3.20

解析：题图甲读数，主尺读数为17

mm，游标尺读数为6×0.1

mm＝

0.6

mm，最后结果为17

mm＋0.6

mm＝17.6

mm；题图乙读数，主尺读数

为23

mm，游标尺读数为5×0.05

mm＝0.25

mm，最后结果为23

mm＋

0.25

mm＝23.25

mm；题图丙读数，主尺读数为3

mm，游标尺读数为

10×0.02

mm＝0.20

mm，最后结果为3

mm＋0.20

mm＝3.20

mm。（2）读出下面各螺旋测微器的读数，丁为

mm，戊为

⁠

mm，己为

mm。3.507

1.100

6.703

解析：

题图丁读数，固定刻度读数为3.5

mm，可动刻度读数为

0.7×0.01

mm＝0.007

mm，最后结果是3.5

mm＋0.007

mm＝3.507

mm；题图戊读数，固定刻度读数为1

mm，可动刻度读数为10.0×0.01

mm＝0.100

mm，最后结果为1

mm＋0.100

mm＝1.100

mm；题图己读

数，固定刻度读数为6.5

mm，可动刻度读数为20.3×0.01

mm＝0.203

mm，最后结果为6.5

mm＋0.203

mm＝6.703

mm。电压表、电流表的使用及读数电流表、电压表、电阻箱的使用及读数量程选择使用事项电表估读（1）使用前应先进行零点调整（机械调零）。（2）导线接在电表的接线柱上时，使电流从“＋”接线柱流入，“－”接线柱流出

（1）如图甲所示的电表使用0～0.6

A量程时，对应刻度盘上每一小

格代表

A，图中表针示数为

A；当使用0～3

A量程时，

对应刻度盘中每一小格代表

A，图中表针示数为

A。解析：电流表使用0～0.6

A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02

A，表针示数为0.44

A；当使用0～3

A量程时，每一小格为0.1

A，表针示数为2.20

A。0.02

0.44

0.1

2.20

（2）如图乙所示的电表使用较小量程时，每小格表示

V，图中表

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，图中表针示数为

V。解析：

电压表使用0～3

V量程时，每小格表示0.1

V，表针示数为

1.70

V；使用0～15

V量程时，每小格表示0.5

V，表针示数为8.5

V。0.1

1.70

0.5

8.5

（3）旋钮式电阻箱如图丙所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入

电路的电阻为

Ω。现欲将接入电路的电阻改为2

087

Ω，最简单

的操作方法是

⁠

；若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为

⁠

⁠。1

987

将“×1

k”挡旋钮调到2，再将“×100”挡旋钮调到

0

0～19

998

Ω

解析：分别读出各表盘示数并乘相应倍率，然后将各阻值相加即可得电阻箱阻值，由题图丙可知，接入电路的电阻为1

987

Ω；先将“×1

k”挡旋钮调到2，再将“×100”挡旋钮调到0；每个电阻箱的最大阻值是9

999

Ω，将两个电阻箱串联可得最大电阻为2×9

999

Ω＝19

998

Ω，故用

两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19

998

Ω。考点二

测量电路和控制电路的选择

测量电路——伏安法测电阻的两种接法1.

电流表内、外接法的比较项目内接法外接法电路图

误差原因电流表分压U测＝Ux＋UA电压表分流I测＝Ix＋IV项目内接法外接法电阻测量值适用条件RA≪RxRV≫Rx适用于测量大电阻小电阻2.

电流表内、外接法的选择定性比较法待测电阻的估计值（约值）与电压表、电流表内阻的比较：（1）若Rx较小，宜采用电流表外接法；（2）若Rx较大，宜采用电流表内接法比值比较法试触法

在伏安法测电阻的实验中：

Rx1

大于

小于

（2）如图所示，M、N间电压恒定，当开关S接通a端时，电压表示数为10

V，电流表示数为0.2

A；当开关S接通b端时，电压表示数为12

V，电流表

示数为0.15

A，可以推断S接

（选填“a”或“b”）端时的测量值更

准确；电阻Rx的真实值是

Ω。b

70

控制电路——滑动变阻器的两种接法1.

滑动变阻器两种接法的比较限流接法分压接法对比说明电路图

串、并联关系不同负载R上电压调

节范围（不计电

源内阻）0≤U≤E分压电路调节范围大闭合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

时，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Rx≫R（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。

（2026·河南信阳期中）某实验小组要测量一个阻值大约12

Ω电阻R的

准确阻值，现有器材如下：A.

蓄电池E（电动势为6

V，内阻约为0.05

Ω）B.

电流表A1（量程0～0.6

A，内阻约为1.0

Ω）C.

电流表A2（量程0～3

A，内阻约为0.1

Ω）D.

电压表V（量程0～6

V，内阻约为6

kΩ）E.

滑动变阻器R1（最大阻值为2

kΩ，允许通过的最大电流0.5

A）F.

滑动变阻器R2（最大阻值为10

Ω，允许通过的最大电流2

A）G.

开关一个、带夹子的导线若干（1）为使测量准确且通过R的电流能从0开始变化，上述器材中，应该选

用的电流表是

，滑动变阻器是

（填写选项前字母代号）；

B

F

（2）根据所选用的实验器材，在虚线框中画出“伏安法”测电阻的完整

电路图。答案：见解析图解析：

由于电压表内阻远大于所测电阻的阻值，电流表应采用外接法；为使通过R的电流从0开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，完整电路图如图所示。考点三

实验器材的选取与实物图的连接

1.

实验器材的选择技巧

（2）滑动变阻器：分压选最大阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻

器，限流选最大阻值为待测电阻2～3倍的滑动变阻器。

2.

实物图连接的一般思路及注意事项（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，再将要并联的元件并联到电路中去。（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。（4）滑动变阻器的接法：限流式接法，导线分别连接到上、下接线柱上

（两个接线柱）；分压式接法，导线分别连接到上边一个接线柱和下边两

个接线柱上（一上两下共三个接线柱）。

（2026·安徽淮南模拟）请同学设计一个测量电阻的电路，待测电阻Rx

阻值约为15

Ω。要求用U-I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A1：量程100

mA，内阻rA1＝12

Ω；B.

电流表A2：量程2

mA，内阻rA2＝200

Ω；C.

电压表V1：量程10

V，内阻rV1≈15

kΩ；D.

电压表V2：量程3

V，内阻rV2≈10

kΩ；E.

保护电阻R0约20

Ω；F.

滑动变阻器R，最大阻值为10

Ω，额定电流为1

A；G.

电池组：电动势12

V，内阻很小；H.

开关及导线若干。（1）电流表应选

，电压表应选

（填器材前面的字母序号）。解析：（1）如果选电流表A2，A2满偏时Rx两端的

电压UV＝IARx＝0.002×15

V＝0.03

V，远小于电

压表的量程，故选A，在电流表A1达到满偏时，

电压表示数约为2.7

V，电压表选择D，也接近满

偏，这样读数引起的误差较小。（2）设计电路时，电流表应采用

（选填“内接”或“外接”）

法，滑动变阻器应采用

（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。答案：见解析图

A

D

内接

分压

解析：

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U-I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。

（3）若在所测量数据中选一组数据U、I及已知量计算Rx，则其表达式为Rx

＝

（用所给字母表示）。

课时跟踪训练1.

（2025·河北高考3题）1992年，江苏扬州出土的古代铜卡尺，由固定尺

和活动尺组成，现代游标卡尺的构件与其非常相似，已成为常用的测量工

具。用游标卡尺测量某物体的长度，示数如图所示，其读数为（

）A.14.20

mmB.14.2

mmC.17.20

mmD.17.2

mm解析：

根据游标卡尺的读数规则可知主尺读数为17

mm，游标尺为50

分度，每分度值为0.02

mm，第10条刻度线与主尺对齐，则游标尺的读数

为10×0.02

mm＝0.20

mm，所以读数为17

mm＋0.20

mm＝17.20

mm，

故选C。1234567√2.

（2026·四川绵阳期中）某同学用螺旋测微器测量圆柱体的直径时，示

数如图甲所示，此示数为

mm；用游标卡尺测量某物体的厚度

时，示数如图乙所示，此示数为

cm；如图丙所示，电压表的读

数为

V；如图丁所示，电流表的读数为

A。7.520

2.060

2.60

0.52

1234567解析：螺旋测微器读数＝固定刻度读数＋可动刻度读数，图甲中固定刻度

读数为7.5

mm，可动刻度读数为2.0×0.01

mm＝0.020

mm，故读数为

7.520

mm；游标卡尺主尺读数为20

mm，游标尺第12条刻度线与主尺某条

刻度线对齐，此游标卡尺精度为0.05

mm，故读数为20

mm＋12×0.05

mm

＝20.60

mm＝2.060

cm；电压表最小刻度为0.1

V，则读数为2.60

V；电

流表最小刻度为0.02

A，读数为0.52

A。12345673.

（2026·山东临沂期末）小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。（1）因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表内接还是外

接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。

单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65

V，电流表的示数如图

2所示，其读数I1＝

A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分

别为U2＝1.75

V，I1＝0.33

A。由此可知应采用电流表

（选填

“内”或“外”）接法。0.34

外

1234567

1234567（2）完成上述实验后，小李进一步尝试用其他方法进行实验：①器材与连线如图3所示，请在虚线框中画出对应的电路图。答案：见解析图1234567②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关掷到

右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的

示数如图3所示，则待测电阻Rx＝

Ω。此方法

（选填“有”或

“无”）明显的实验误差，其理由是：

。答案：见解析5

有

12345674.

（2026·辽宁大连期末）某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约为

10

kΩ），除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：A.

电压表（量程0～1

V，内阻约10

kΩ）B.

电压表（量程0～10

V，内阻约100

kΩ）C.

电流表（量程0～1

mA，内阻约30

Ω）D.

电流表（量程0～0.6

A，内阻约0.05

Ω）E.

电源（电动势1.5

V，额定电流0.5

A，内阻不计）F.

电源（电动势12

V，额定电流2

A，内阻不计）G.

滑动变阻器R0（阻值范围0～10

Ω，额定电流2

A）1234567（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）。解析：

若电源选用E，则通过Rx的最大电流为0.15

mA，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1

mA，故电流表选用C。B

C

F

1234567（2）请在虚线框中画出测量Rx阻值的实验电路图。答案：见解析图1234567解析：

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远小于待测电阻阻值，所以滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示。1234567（3）该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测

电阻测量值会

（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值，原

因是

⁠。

大于

电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压（其他表述正确也

可）12345675.

某实验小组要测量一个用电器L的额定功率（额定电压为10

V、额定功

率在12～15

W之间），测量电路的部分导线已经接好（如图所示）。实验

室有下列器材可供选用：直流电源：E1（电动势为3

V，内阻很小）E2（电动势为15

V，内阻很小）直流电流表：A1（量程0～0.6

A，内阻约为0.5

Ω）A2（量程0～3

A，内阻约为0.1

Ω）直流电压表：V（量程为3

V、内阻为3

kΩ）滑动变阻器：R1（阻值范围0～20

Ω）1234567开关一个，导线若干为使测量尽可能准确、方便，请回答下列问题：（1）电源应该选择

（选填“E1”或“E2”）；解析：

由于用电器的额定电压为10

V，所以直流电源选择电动势为15

V的E2。E2

R2（阻值范围0～200

Ω）定值电阻：R3＝3

kΩ、R4＝9

kΩ、R5＝25

kΩ1234567（2）电流表应该选择

（选填“A1”或“A2”）；解析：由额定电压和额定功率可求出其额定电流为1.2～1.5

A之间，所以直流电流表选择A2。A2

（3）滑动变阻器应该选择

（选填“R1”或“R2”）；解析：根据已有的电路图可知滑动变阻器采用限流式接法，所以选用滑动变阻器R1。R1

1234567（4）由于电压表的量程不够，要利用一个定值电阻进行改装。请选择合

适的定值电阻，在图中用笔画线代替导线连接好测量电路的剩余部分。答案：见解析图

12345676.

（2026·河北张家口期末）一同学探究阻值约为550

Ω的待测电阻Rx在

0～5

mA范围内的伏安特性。可用器材有：电压表

（量程为3

V，内阻很

大），电流表

（量程为1

mA，内阻为300

Ω），电源E（电动势约为4

V，内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选10

Ω或1.5

kΩ），定值电阻

R0（阻值可选75

Ω或150

Ω），开关S，导线若干。（1）要求通过Rx的电流可在0～5

mA范围内连续可调，将图a所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图；1234567解析：

电流表内阻已知，电流表与R0并联扩大电流表量程，进而准确测量通过Rx的电流，电压表内阻很大，故采用电流表外接法；满足题中要求通过Rx的电流从0～5

mA连续可调，则滑动变阻器采用分压式接法，

电路图如图。答案：见解析图1234567（2）实验时，图a中的R应选最大阻值为

（选填“10

Ω”或“1.5

kΩ”）的滑动变阻器，R0应选阻值为

（选填“75

Ω”或“150

Ω”）的定值电阻；

10

Ω

75

Ω

1234567（3