2025高考物理一輪復(fù)習(xí)突破：電學(xué)實驗基礎(chǔ)

造題突破課1羽____電學(xué)實驗基礎(chǔ)

目標(biāo)要求1.掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測微器的使用和讀數(shù)方法。2.掌握電流表、

電壓表和電阻箱的讀數(shù)方法。3.理解電流表內(nèi)接法和外接法誤差產(chǎn)生原因，能正

確選擇電流表的內(nèi)、外接法。4.理解滑動變阻器的兩種連接方式，會根據(jù)電路原

理圖連接實驗器材。

考點一常用儀器的讀數(shù)

一、游標(biāo)卡尺

1.構(gòu)造：主尺，游標(biāo)尺（主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)、外測量爪），游標(biāo)卡尺上

還有一個深度尺（如圖所示）。

2.用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑。

3.原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。

不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣

多的小等分刻度少1mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20

個的、50個的，其規(guī)格見下表:

刻度格數(shù)刻度總每小格與1mm精確度

（分度）長度的差值（可精確到）

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

4.讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主

尺上某一刻度線對齊的游標(biāo)尺的格數(shù)，則記錄結(jié)果表示為（x+KX精確度）mm。

二、螺旋測微器

L構(gòu)造：如圖所示，5為固定刻度，￡為可動刻度。

2.原理：測微螺桿尸與固定刻度5之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕

。每旋轉(zhuǎn)一周，尸前進或后退0.5mm,而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)

動一小格，尸前進或后退0.01mm,即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時估

讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。

3.讀數(shù)：測量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動

刻度數(shù)(估讀一位)X0.01(mm)。

三、電流表、電壓表和電阻箱的讀數(shù)

對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻

度時電表兩接線柱間允許加的最大電壓或電表允許通過的最大電流，然后根據(jù)表

盤總的刻度數(shù)確定精確度，按照指針的實際位置進行讀數(shù)即可。

(1)0~3V的電壓表和0?3A的電流表的讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度

分別是0.1V和0.1A,看清楚指針的實際位置，讀到小數(shù)點后面兩位。

(2)對于0?15V量程的電壓表，精確度是0.5V,在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)

點后面一位，這時要求“;格估讀”，即讀到0.1V。

(3)對于0?0.6A量程的電流表，精確度是0.02A,在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)

點后面兩位，這時要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A。

【對點訓(xùn)練】

1.(游標(biāo)卡尺的讀數(shù))如圖甲、乙、丙所示的三把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從左

至右分別為9mm長10等分、19mm長20等分、49mm長50等分，它們的讀數(shù)

依次為mm,mm,mm。

解析：題圖甲游標(biāo)卡尺：主尺讀數(shù)為17mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為7義0.1mm=0.7

mm,最后結(jié)果是17mm+0.7mm=17.7mm；

題圖乙游標(biāo)卡尺：主尺讀數(shù)為23mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為17X0.05mm=0.85mm,

最后結(jié)果是23mm+0.85mm=23.85mm；

題圖丙游標(biāo)卡尺：主尺讀數(shù)為3mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為9X0.02mm=0.18mm,

最后結(jié)果是3mm+0.18mm=3.18mmo

答案：17.723.853.18

2.(螺旋測微器的讀數(shù))讀出下面各螺旋測微器的讀數(shù)，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.(電壓表、電流表和電阻箱的讀數(shù))(1)圖甲使用0.6A量程時，對應(yīng)刻度盤上

每一小格代表A,圖中指針示數(shù)是A；當(dāng)使用3A量程時，對

應(yīng)刻度盤上每一小格代表A,圖中指針示數(shù)為Ao

(2)圖乙使用較小量程時，每小格表示V,圖中指針的示數(shù)為

V；若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示V,圖中指針示

數(shù)為Vo

△A

*10x1

丙

(3)旋鈕式電阻箱如圖丙所示，電流從接線柱Z流入，從5流出，則接入電路

的電阻為Q。今欲將接入電路的電阻改為2087Q,最簡單的操作方法

是-若用兩個這樣的電阻箱，即可得到的電阻值范圍

為。

解析：⑴使用0.6A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02A,指針示數(shù)為0.44

A；當(dāng)使用3A量程時，每一小格為0.1A,指針示數(shù)為2.20A。

(2)電壓表使用3V量程時，每小格表示0.1V,指針示數(shù)為1.70V；使用15V

量程時，每小格表示0.5V,指針示數(shù)為8.5V。

(3)電阻為1987Q。最簡單的操作方法是將“XIk”旋鈕調(diào)到2,再將

“X100”旋鈕調(diào)到0。每個電阻箱的最大阻值是9999Q,用這樣的兩個電阻箱

串聯(lián)可得到的最大電阻是2X9999Q=19998Q。故用兩個這樣的電阻箱，可得

到的電阻值范圍為0-19998Qo

答案：(1)0.020.440.12.20(2)0.11.700.58.5

(3)1987將“XIk”旋鈕調(diào)到2,再將“X100”旋鈕調(diào)到00?19998Q

I總結(jié)提升I

游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的注意事項

(1)游標(biāo)卡尺不需要估讀，讀數(shù)結(jié)果10分度為xx.Xmm一位小數(shù)，20分度

和50分度為XX.XXmm兩位小數(shù)，換算單位時只需要移動小數(shù)點，最后一位

數(shù)字即使是0也不能抹掉。

(2)螺旋測微器需要估讀，讀數(shù)結(jié)果為X.XXXmm三位小數(shù)，需要特別注意

半毫米刻度線是否露出。

考點二測量電路和控制電路的選擇

1.電壓表和電流表的內(nèi)、外接法

比較項目內(nèi)接法外接法

電路圖

-一凡

電流表分壓電壓表分流

誤差原因

U測=U~\~

xUAI測=Zr+IN

D_U測_RxRv7口

火測M區(qū)MRX+RAARX

電阻K測一一JKx

/測/測Rx+Rv

測量值

測量值大于真實值測量值小于真實值

適用條件R\《Rx或Rx>\IRARVRv》Rx或RXV7RARV

適用于測量大阻值電阻小阻值電阻

2.滑動變阻器兩種連接方式的對比

比較項目限流接法分壓接法對比說明

R

電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同

Fa即,

—H------

負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)分壓電路

您

范圍(不計電源內(nèi)&UWEOWUWE調(diào)節(jié)范圍

R+Ro

阻)大

都是為了

閉合S前觸頭位置b端a端保護電路

元件

3.電表內(nèi)、外接法的選擇

(1)阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若

氐較小，宜采用電流表外接法；若風(fēng)較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括為“大

內(nèi)偏大，小外偏小”。

(2)臨界值計算法：Rx＜加位時，用電流表外接法；&＞尿嬴時,用電流

表內(nèi)接法。

°?——@——1~0

―?~~-二

(3)實驗試觸法：按圖所示接好電路，讓連接電壓表的導(dǎo)線尸先后與a、b處

接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，說明電

流表分壓更明顯，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而

電壓表的示數(shù)變化不大，說明電壓表分流更明顯，則可采用電流表內(nèi)接法。

4.滑動變阻器限流式、分壓式接法的選擇

(1)滑動變阻器采用分壓式接法的情況：要求電壓表能從零開始讀數(shù)；待測電

阻必》火(滑動變阻器的最大阻值)；采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電

路中電流表量程、電阻允許的最大電流。

(2)滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且要求電壓不從零開始變

化，通常情況下，由于限流式結(jié)構(gòu)簡單、耗能少，優(yōu)先使用限流式。

國某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx,所用電壓表的內(nèi)阻

為IkQ,電流表內(nèi)阻為0.5Q。該同學(xué)采用兩種測量方案，一種是將電壓表跨接

在圖(a)所示電路的。、尸兩點之間，另一種是跨接在。、。兩點之間。測量得到

如圖(b)所示的兩條U-/圖線，其中。與/分別為電壓表和電流表的示數(shù)。

回答下列問題：

(1)圖(b)中標(biāo)記為H的圖線是采用電壓表跨接在(填“。、P”或“。、

0")兩點的方案測量得到的。

(2)根據(jù)所用實驗器材和圖(b)可判斷，由圖線(填“I”或"H”)得

到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值，結(jié)果為Q(保留1位小數(shù))。

(3)考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響，需對(2)中得到的結(jié)果進行修正，修正后待

測電阻的阻值為Q(保留1位小數(shù))。

解析：(1)若通過尺的電流相等，由題圖(b)知圖線I對應(yīng)的電壓值較大，由R

=學(xué)可知，圖線I所測電阻較大，圖線n所測電阻較小，則圖線n是采用電壓表

跨接在。、尸兩點的方案測量得到的。

(2)由題圖(b)可得圖線I測得電阻阻值火1=二一3，0°T0°——：Q-50.5

(59.6-20.0)X10-3

3.00—0.95

Q,圖線n測得電阻阻值RuQ心46.6Q,待測電阻阻

(64.0-20.0)X10-3

^v1000Q

值約為50Q,==電流表采用內(nèi)

Rx~50Q-

接法更接近待測電阻的真實值，電壓表跨接在。、0兩點，故圖線I得到的結(jié)果

更接近待測電阻的真實值，測量結(jié)果為50.5Q。

(3)電壓表跨接在。、0之間，測得的阻值為電阻與電流表內(nèi)阻之和，則R=

4—RA=(50.5—0.5)0=50.0Q。

答案：(1)0、尸(2)I50.5(3)50.0

【對點訓(xùn)練】

4.(電流表的內(nèi)接和外接)在伏安法測電阻的實驗中，待測電阻R約為200Q,

電壓表V的內(nèi)阻約為2kQ,電流表A的內(nèi)阻約為10Q,測量電路中電流表的

連接方式如圖(a)或圖(b)所示，結(jié)果由公式當(dāng)=半計算得出，式中。與/分別為電

壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和圖(b)中電路測得的電阻值分別記為尺1和尺2,

則(填“Rxl”或“凡2”)更接近待測電阻的真實值，且測量值即

(填“大于”“等于”或“小于”)真實值，測量值&2(填“大于”“等

于”或“小于”)真實值。

(a)(b)

解析：根據(jù)題意知華〉普，電壓表的分流作用較顯著，故必1更接近待測電阻

HARX

的真實值。圖(a)電流表的測量值是真實的，而電壓值比真實值大，則Ri>反真，

圖(b)電壓的測量值是真實的，而電流的測量值大于真實值，則尺2<%真。

答案：Rh大于小于

5.(滑動變阻器的分壓接法和限流接法)為測量“12V5W”的小電珠在不同

電壓下的功率，給定了以下器材：

電源：12V,內(nèi)阻不計；

電流表：量程0?0.6A、0?3A,內(nèi)阻約為0.2Q；

電壓表：量程0?3V、0?15V,內(nèi)阻約為15kQ；

滑動變阻器：0~20Q,允許最大電流1A；

開關(guān)一個，導(dǎo)線若干，實驗要求加在小電珠上的電壓可從零開始調(diào)節(jié)。

(1)以下四個電路圖你認(rèn)為最合適的是。

(2)在本實驗中，電流表的量程可選________0

解析：(1)C與D電路圖不符合電壓從零開始調(diào)節(jié)，小電珠的電阻比二:;112

0=28.8Q,-=144,-^520.8,由于及＜尬，故電流表應(yīng)采用外接法，應(yīng)選

RARLRARL

Ao

p5

(2)小電珠的額定電流/=j=三A七0.4A,故電流表量程應(yīng)為0?0.6A。

答案：(1)A(2)0?0.6A

考點三實驗器材的選取與實物圖的連接

1.電學(xué)實驗儀器的選擇

選擇電學(xué)實驗器材主要是選擇電表、滑動變阻器、電源等器材，一般要考慮

三方面因素：

(1)安全因素：通過電源、電阻和電表的電流不能超過其允許的最大電流。

(2)誤差因素：選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、

電流表在使用時，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的g以上；使用歐姆表時宜選用指針盡

可能在中間刻度附近的倍率擋位。

(3)便于操作：選用滑動變阻器時應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實

驗要求，又便于調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，應(yīng)使其大部分電阻絲都用到。

2.實物圖連接的注意事項

(1)畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，按照電路原理圖依次到開關(guān),

再到滑動變阻器，按順序以單線連接方式將主電路中串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來;

其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去。

(2)連線時要將導(dǎo)線接在接線柱上，兩條導(dǎo)線不能交叉。

(3)要注意電表的量程和正、負(fù)接線柱，要使電流從電表的正接線柱流入，從

負(fù)接線柱流出。

國某同學(xué)通過實驗測量一個阻值約為5Q的定值電阻。可供使用的器

材如下：

A彳寺測電阻及心5Q

B.電流表Ai,量程0.6A,內(nèi)阻約0.6Q

C.電流表A2,量程3A,內(nèi)阻約0.12Q

D.電壓表Vi,量程15V,內(nèi)阻約15kQ

E.電壓表V2,量程3V,內(nèi)阻約3kQ

F.滑動變阻器凡總電阻10Q

G.直流電源E,電動勢3V,內(nèi)阻不計

H.開關(guān)S,導(dǎo)線若干

(1)用伏安法測量該定值電阻阻值時，應(yīng)當(dāng)選擇電流表,選擇電壓

表。(均填器材的字母代號)

(2)請根據(jù)所設(shè)計的測量電路圖，將下列實物圖連接完整(滑動變阻器采用限流

接法)。

(3)某次測量的電表示數(shù)如圖所示，其中電壓表示數(shù)為V,電流表示

數(shù)為Ao

(4)根據(jù)上述所測量的實驗數(shù)據(jù)，計算得待測電阻必=Q(計算結(jié)果

保留3位有效數(shù)字)。

解析：(1)由于電源的電動勢為3V,因此電壓表選擇量程為3V,即選E,待

測電阻約為5Q,則電路中最大電流為0.6A,因此電流表選擇量程為0.6A,即

選B。

⑵由于當(dāng)》生，因此應(yīng)采用電流表外接法，具體實物圖如圖所示。

RxHA

（3）由圖可知，電壓表讀數(shù)為1.73V,電流表讀數(shù)為0.30A。

（4）根據(jù)測量的實驗數(shù)據(jù)，計算得待測電阻為必=一七5.77Q。

答案：（1）BE（2）見解析圖（3）1.730.30（4）5.77

【對點訓(xùn)練】

6.（儀器的選擇）某同學(xué)用伏安法測定待測電阻反的阻值（約為10kQ）,除了

以、開關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：

A.電壓表（量程0?IV,內(nèi)阻約10kQ）

B.電壓表（量程0?10V,內(nèi)阻約lOOkQ）

C.電流表（量程0?1mA,內(nèi)阻約30Q）

D.電流表（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.05Q）

E.電源（電動勢1.5V,額定電流0.5A,內(nèi)阻不計）

F.電源（電動勢12V,額定電流2A,內(nèi)阻不計）

G.滑動變阻器心（阻值范圍0?10Q,額定電流2A）

（1）為使測量盡量準(zhǔn)確，電壓表選用,電流表選用,電源選

用。（均填器材的字母代號）

（2）在虛線框內(nèi)畫出測量尺阻值的實驗電路圖。

解析：（1）若電源選用E,則通過尺的最大電流為0』5mA,電流表選用C還

達不到半偏，故電源應(yīng)選用F；電壓表內(nèi)阻應(yīng)盡可能與被測電阻阻值相差大一些

且量程接近電源電壓，故電

壓表選用B；由此可知電路中的電流約為1mA,故電流表選用C。

(2)因為待測電阻阻值較大，所以電流表應(yīng)采用內(nèi)接法。因為滑動變阻器的阻

值很小，若采用限流接法接入電路起不到多大的限流作用，所以滑動變阻器應(yīng)采

用分壓接法，實驗電路圖如圖所示。

答案：(1)BCF(2)見解析圖

7.(實物圖的連接)為了測量一電阻的阻值現(xiàn)有以下器材：蓄電池E,電流

表A,電壓表V,滑動變阻器凡電阻箱火尸，開關(guān)Si、S2,導(dǎo)線若干。某活動小

組設(shè)計了如圖甲所示的電路。實驗的主要步驟如下：

甲乙

A.閉合Si,斷開S2,調(diào)節(jié)R和RP,使電流表和電壓表示數(shù)合適，記下兩表

示數(shù)分別為/1、Uv,

B.閉合S2,保持心阻值不變，記下電流表和電壓表示數(shù)分別為/2、仿。

(1)按電路圖在實物圖乙上連線。

(2)寫出被測電阻的表達式%=。(用兩電表的讀數(shù)表示)

解析：(1)實物連線如圖所示。

(2)由歐姆定律，第一次測量的電阻為電壓表和心的并聯(lián)電阻，即十=氏并;

第二次測量的電阻為電壓表、氐和心的并聯(lián)電阻，上聯(lián)立解得氐=

hRx+R并

U\U2

U1I2—U2I1

答案：(1)見解析圖

限時規(guī)范訓(xùn)練39

1.完成下列讀數(shù):

(1)電流表量程一般有兩種：0?0.6A,0?3A；電壓表量程一般有兩種：0?

3V,0-15Vo如圖所示:

①接0?15V量程時讀數(shù)為V；②接0~3A量程時讀數(shù)為

Ao

(a)(b)

(2)圖(a)mm；圖(b)mm

解析：(1)①接0?15V量程時讀數(shù)為9.5V；②接0?3A量程時讀數(shù)為0.80A。

(2)由圖(a)游標(biāo)卡尺可知，示數(shù)為10.0mm+0.05mmX12=10.60rnm；由圖(b)

螺旋測微器可知，示數(shù)為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.某實驗小組同學(xué)要測量阻值約為350Q的定值電阻現(xiàn)備有下列器材：

A.電流表A(量程為10mA,內(nèi)阻約為100Q)；

B.電壓表V(量程為3V,內(nèi)阻約為3kQ)；

C.滑動變阻器4(阻值范圍為0?10Q,額定電流為2A)；

D.定值電阻&(阻值為750Q)；

E.直流電源E(電動勢為4.5V,內(nèi)阻不計)；

F.開關(guān)S和導(dǎo)線若干。

(1)實驗小組設(shè)計了如圖甲、乙所示的兩種測量電路，電阻的測量值可由當(dāng)

=：計算得出。式中u與/分別為電壓表和電流表的讀數(shù)，則圖(填“甲”

或“乙”)所示電路的測量值更接近待測電阻的真實值。

(2)若采用(1)中所選電路進行測量，得到電壓表和電流表的示數(shù)如圖丙所示，

則由此組數(shù)據(jù)可得待測電阻的測量值凡=Q，若所用電壓表和電流表的

內(nèi)阻分別按3kQ和100Q進行計算，則由此可得待測電阻的真實值區(qū)真=

Qo(計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

解析：(1)由于，=吸-8.57＞管=畿=3.5,可知電流表分壓更明顯，故采

Rx350RA100

用電流表外接法，則題圖乙所示的電路測量更準(zhǔn)確，測量值更接近待測電阻的真

實值。

(2)根據(jù)讀數(shù)規(guī)律可知，電壓表的示數(shù)U=1.80V,電流表的示數(shù)為/=6.00

mA,根據(jù)歐姆定律可得，待測電阻的阻值為必=U='^/Q=30()Q,電路

I6.0X103

U1.80

誤差在于電壓表的分流，則R真=Y—77=-—邦Q-333Q。

答案：(1)乙(2)300333

3.某同學(xué)想要準(zhǔn)確測量一阻值約為5Q的電阻尺的阻值，實驗室提供了下列

器材:

A.電流表A(量程為6mA,內(nèi)阻300Q)

B.電壓表V(量程為3V)

C.滑動變阻器4(0?5Q)

D.滑動變阻器&（0-1000Q）

E.電阻箱氏（0?999.9Q）

F.電源（電動勢E=3V）

G.開關(guān)

H.導(dǎo)線若干

⑴為盡可能獲取多組數(shù)據(jù)和操作方便，滑動變阻器應(yīng)選擇（填“Ri”

或“心”）；為將電流表A改裝成量程為0.6A