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专题十四 电学实验基础
题型一 基本仪器的使用与读数
题型二 测量电路与控制电路的设计
题型三 实验器材的选取与实物图的连接
备用习题
◆
◆
听课手册
作业手册
答案核查【听】
答案核查【作】
题型一 基本仪器的使用与读数
1.两种常见长度测量类仪器的使用及读数方法
测量值主尺读数 游标尺
上对齐刻线数值×精度 ，不
估读.
10分度游标，精度 ；
20分度游标，精度 ；
50分度游标，精度
游标卡尺
测量值固定刻度 可动刻度估读
值 .注意要估读到
螺旋测微器
续表
2.电流表、电压表、电阻表的比较
仪器 极性 量程选择 读数
电流表 有正、负极 的电表，电 流由正极流 入，负极流 出 使指针指示超过 满偏刻度的 位 置 和 量程估读到分
度值的； 量程估读到
分度值的； 量程估读
到分度值的
电压表
电阻表 使指针尽量指在 表盘的中间位置 左右 表盘读数乘相应挡位的倍率
例1(1) 如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为
长10等分、长20等分、 长50等分，则它们的读数依次为
______、______、_____ .
17.7
23.85
3.18
[解析] 三把游标卡尺的读数分别为 、
、 .
(2) 使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直
径是______ .
2.150
[解析] 固定刻度示数为 ，不足半毫米的从可动刻度上读，最后的
读数为 .
(3)① 如图丙所示，当使用 量程时，对应刻度盘上每一小格代表
_____A，表针所指的示数是_____A；如图丙所示，当使用 量程时，
对应刻度盘上每一小格代表____A，表针所指的示数为_____A.
0.02
0.44
0.1
2.20
[解析] 当使用量程时，刻度盘上的每一小格表示为 ，表针
所指的示数为；当使用量程时，每一小格表示为 ，表针
所指的示数为 .
② 如图丁所示，使用量程时，每小格表示____ ，表针所指的示
数为_____;若使用的是量程，则每小格表示____ ，表针所指的
示数为____ .
0.1
1.70
0.5
8.5
[解析] 电压表使用量程时，每小格表示 ，表针所指的示数为
；使用量程时，每小格表示，表针所指的示数为 .
(4) 旋钮式电阻箱如图戊所示，电流从接线柱流入，从 流出，则接入电
1987
将“”旋钮调到2，
再将“”旋钮调到0
[解析] 可读出接入电路的电阻为
.
欲将接入电路的电阻改为 ，最简单的操作方法
是将“”旋钮调到2，再将“ ”旋钮调到0.
路的电阻为______ .今欲将接入电路的电阻改为
，最简单的操作方法是____________________
_____________________.
题型二 测量电路与控制电路的设计
1.电流表的内、外接法
内接法 外接法
电路图
误差原因 电流表分压 电压表分流
内接法 外接法
电阻测量值 测量值大于真实值
测量值小于真实值
用于测量 大阻值电阻 小阻值电阻
选择标准 当或 时，选用电流表内接法 当或 时，选用电流表外接法
续表
2.滑动变阻器两种连接方式的对比
限流式接法 分压式接法 对比说明
电路图 串、并联关系不同
负载 上电压调节 范围(不计电源内 阻) 分压式接法电路中
电压调节范围大
闭合 前滑片位置 端 端 都是为了保护电路
元件
3.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.
滑动变阻器必须用分压式接法的几种情况：
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(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.
例2 某同学用伏安法测定一圆柱体合金的阻值约为，除了 、开
关 、导线外，还有下列器材供选用：
A.电压表量程为，内阻约为
B.电压表量程为，内阻约为
C.电流表量程为，内阻约为
D.电流表量程为，内阻约为
E.电源(电动势为，额定电流为 ，内阻不计)
F.滑动变阻器阻值范围为 ，额定电流为
G.滑动变阻器阻值范围为 ，额定电流为
用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺
旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示.
(1) 由图甲、乙读得圆柱体的直径为______，长度为_____ .
1.744
41.4
[解析] 螺旋测微器的精度为 ，由图甲可知圆柱体的直径为
；10分度游标卡尺的精度为
，由图乙可知圆柱体的长度为 .
(2) 为使测量尽可能准确，电压表选用___，电流表选用___，滑动变阻器
选用___.(均填器材的字母代号)
A
C
F
[解析] 由于电源电动势为，则电压表应选用A；由于待测电阻 约为
，则有 ，则电流表应选用C；为了调节方
便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值较小的 .
(3) 要求能在实验中获得尽可能大的电压调节范围，并能较准确地测出合
金的阻值，下列实验电路中应选用的是___.
A. B. C. D.
√
[解析] 要求能在实验中获得尽可能大的电压调节范围，且滑动变阻器的
阻值远小于待测电阻阻值，所以滑动变阻器应采用分压接法；根据
可知电流表应采用内接法,故选C.
题型三 实验器材的选取与实物图的连接
1.仪器选择的技巧
(1)电压表、电流表：不超过量程，且要超过满偏刻度的.有时也可以从测
量数据来确定选择的电表.
(2)滑动变阻器：分压式接法选阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻
器，限流式接法选最大阻值为待测电阻倍的滑动变阻器.
(3)定值电阻：若用于电表改装，则阻值与改装后的量程匹配；若用于保
护电路，则应使电流表、电压表的读数在满偏刻度的以上，且不超过量程.
2.实物图连接的注意事项
(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”三个接线柱).
例3 [2025·广东广州模拟] 某实验小组要测量一个用电器 的额定功率
(额定电压为、额定功率在 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：
A.直流电源(电动势为 ，内阻很小)
B.直流电源(电动势为 ，内阻很小)
C.直流电流表量程，内阻约为
D.直流电流表量程，内阻约为
E.直流电压表量程为、内阻为
F.滑动变阻器阻值范围
G.滑动变阻器阻值范围
H.定值电阻阻值为、阻值为、 阻值为
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“”或“ ”).
[解析] 由于用电器的额定电压为 ，所以直流
电源选择电动势为的 .
(2) 电流表应该选择____(选填“”或“ ”).
[解析] 由额定电压和额定功率可求出其额定电流在 之间，所以
直流电流表选择 .
(3) 滑动变阻器应该选择____(选填“”或“ ”).
[解析] 根据已有的电路结合让实验结果更为精确的要求，采用限流电路，
所以利用滑动变阻器 作为限流电阻.
(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
[解析] 若要将电压表改装为量程更大的电压表，需要串联一个定值电阻，
根据串联电路特点知，若串联 ，则量程为
，若串联，则量程为 ，若串
联，则量程为，因此串联 比较合
适.因为改装后的电压表内阻已知，所以电流
表采用外接法.实物连接图如图所示.
基本仪器的使用与读数
1.在练习使用游标卡尺和螺旋测微器的实验中，测量一枚1元硬币的直径
和厚度，如图甲所示.
(1) 用游标卡尺测量其直径，如图乙所示，直径是______ .
[解析] 用游标卡尺测量其直径，示数为
；
1.在练习使用游标卡尺和螺旋测微器的实验中，测量一枚1元硬币的直径
和厚度，如图甲所示.
(2) 用螺旋测微器测量其厚度，如图丙所示，厚度是______ .
[解析] 用螺旋测微器测量其厚度，示数为
.
2.(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_____、______ 、
_____ .
17.6
23.25
3.20
[解析] 题图甲读数，整毫米是 ，不足1毫米数是
，最后结果是 .题图乙读
数，整毫米是，不足1毫米数是 ，最后结果
是.题图丙读数，整毫米是 ，不足1毫
米数是 ，最后结果是
.
(2) 某同学用如图丁所示的螺旋测微器测量小球的直径时，他应先转动___
使靠近小球，再转动___使 夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，
拨动___使 固定后读数(以上均填仪器部件字母符号).正确操作后，螺旋测
微器的示数如图戊所示，则小球的直径是______ .
6.700
[解析] 用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗调旋钮使测微螺杆 靠近
被测小球，再转动微调旋钮使测微螺杆 夹住小球，直到棘轮发出声音
为止，拨动锁紧装置使 固定后读数，读数为
.
测量电路与控制电路的设计
3.为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻 ，小明设计了如图甲所示的
电路.
(1) 实验时，闭合开关，滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，将
点
小于
点先后与、 点连接，发现电压表示数变化较大，
电流表示数基本不变，则测量时应将 点接_____
(选填“点”或“ 点”)，按此连接法测量，测量结果
______(选填“小于”“等于”或“大于”) 的真实值.
[解析] 电压表示数变化较大，说明电流表分压较大，而电流表示数基本
不变，说明电压表分流较小，可以忽略，故采用电流表外接法，即接 点；
电压表测量的电压为准确值，但电流表测量的电流为流过定值电阻和电压
表的电流之和，即电流测量值偏大，根据 可得电阻测量值偏小.
(2) 根据实验测得的6组数据，在图乙中描点，作出了两条图线.你认为正
确的是____(选填“①”或“②”)，由图线求出电阻____ (保留两位有效
数字).
②
7.5
[解析] 电压表测量的是定值电阻两端的电压，当
其两端的电压为零时，电流也应为零，故图线②
正确；图像的斜率的倒数表示电阻，故
.
4.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.
(1) 用电压表内阻约为和电流表内阻约为 测量一个电阻的阻
值约为 .要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图中的____
(选填“甲”或“乙”).
甲
[解析] 因为待测电阻约为 ，而 ，故为了减小
误差，应该采用电流表外接法，即选用甲图.
(2) 用伏安法测量电阻的阻值时，、两端接在恒定电压上，当接
时，电压表的示数为，电流表的示数为；当接 时，电压表的示
数为，电流表的示数为；为了较准确地测定的阻值， 应接
在___点，的真实值为____ .
[解析] 接和接 相对比，电流表的示数变化较大，说明电压表的分流较
大，因此接 点时，采用电流表内接法测电阻误
差较小.设电源的电压为，电流表的内阻为 ，
由题意得,则接时，有 ,
即,接 时，有
,即 ，联立
解得 .
实验器材的选取与实物图的连接
5.某同学要将一满偏电流为的电流表改装成量程为 的电压表.
(1) 他用多用电表测得该电流表的内阻为 ，若要完成改装，应将一
阻值______ 的定值电阻与电流表串联.
2700
[解析] 根据部分电路欧姆定律可得 ，代入数据可得
.
(2) 改装后的电压表需利用一标准电压表对其进行检测，请根据图甲所示
的检测电路，将图乙中实物连线图补充完整.
[答案] 如图所示
(3) 闭合开关，调节滑动变阻器，当标准电压表示数为 时，电流表示数
为，说明改装后的电压表满偏电压___(选填“ ”或“ ”) .若造
成此误差的原因是多用电表测出的电流表内阻为 不准，由此可判断
(1)中计算得到的阻值 比需要的阻值______(选填“偏大”或“偏小”).
偏大
[解析] 电流表示数为时标准电压表示数为 ，则当电流表指针满
偏时标准电压表示数将超过，即改装后的电压表满偏电压大于 ；因
为串联分压，串联电阻越大则分压越多，改装后的最大测量值大于需要的
最大测量值，故串联的电阻阻值偏大.
(4) 为解决上述问题，应把串联电阻的阻值改为______ .
[解析] 要改装成 的电压表，改装后电压表内阻应为
，而实际内阻 ，说
明串联电阻的阻值比需要的电阻阻值大了 ，可将串联电阻换成阻值
为 的电阻.
6.电阻的阻值在 间，现要测量其电阻，实验室提供了下列器材：
电压表量程，内阻约为
电流表量程，内阻约为
电流表量程，内阻约为
滑动变阻器最大电阻为
电源电动势为
开关 及导线若干
某课外活动小组设计了如图甲所示的测量电路进行了实验，请回答下列问
题：
(1) 电路中电流表应选用上述器材中的____(填写字母代号)；
[解析] 电路中的最大电流为，故电流表选择 .
(2) 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应在___(选填“”或“ ”)端；
[解析] 滑动变阻器为分压接法，为了保护电路，闭合开关前应使并联部
分的电压为零，故滑片应在 端.
(3) 请根据图甲所示的电路图，在图乙中将实物图连接补充完整；
[答案] 如图甲所示
[解析] 按实验电路图将实物图补充完整，如图甲所示.
(4) 实验中得到的图线如图丙中的实线所示，电阻 的测量值为___
；
4
[解析] 根据图像求得电阻 .
(5) 由于本实验存在误差，你认为电阻的真实 图线应为图丙中的图
线__(选填“” 或“ ”)；
[解析] 本次实验是用电流表的内接法测电阻的，所以电压表测的是电流
表和 两端的总电压，那么电压和电阻的测量值均偏大，故真实的图线应
是 .
(6) 某同学对图甲中虚线框内的电路进行修改，并从上述器材中选用适当
的器材，设计出了测量电压表 内阻的电路，请在方框内画出该同学修改
部分的电路，并在图中标出所选用的器材.
[答案] 如图乙所示
[解析] 由于电压表的内阻很大，而满偏电流
,恰好在电流表 的量程之内，所
以可以直接将两表串联接入虚线框内，如图乙所示.
作业手册
(限时40分钟)
1.有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同.新式游标卡
尺的刻度线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读
取数据.传统游标卡尺的精度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式
游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：等分成10份， 等分
成20份，等分成50份.以“ 等分成20份”的新式游标卡尺为例，
如图所示.
(1) 它的精度是_____ .
0.05
[解析] 等分成20份的新式游标卡尺，其每一小格的长度为 ，
故精度为 .
(2) 用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是______ .
3.130
[解析] 主尺示数为，游标尺示数为 ，故物
体的厚度为 .
2.[2025·贵州铜仁模拟] 为了测量一精密金属丝的电阻率：先用多用电表
挡粗测其电阻为____ ，然后用螺旋测微器测其直径为__________
___________，游标卡尺测其长度是_____ .
6.0
36.2
[解析] 用多用电表 挡粗测其电阻为 ；用螺旋测微器测其直径
为 ；游标卡尺测其长度是
.
3.某学生小组测量一金属丝的电阻时,两电表的示数分别如图甲、乙所示
(电压表量程为,电流表量程为 ),又用螺旋测微器测得金属
丝的直径如图丙所示,下列说法正确的是( )
A.加在金属丝两端的电压为 B.流过金属丝的电流为
C.该金属丝的电阻为 D.该金属丝的直径为
√
[解析] 电表和螺旋测微器读数都要估读，电压表量程为 ,由题图甲
可读出加在金属丝两端的电压为,故A错误;电流表量程为 ,
由题图乙可读出流过金属丝的电流为 ,故B错误;该金属丝的电阻为
,故C错误;由题图丙可读出该金属丝直径为
,故D正确.
4.[2025·安徽合肥模拟] 实验小组找到一刻度清晰的微安表 ，但其量程、
内阻标识均模糊不清.该小组同学决定测量该微安表的内阻并确定其量程，
可供选择的器材如下：
A.电压表(量程为，内阻约为 )；
B.滑动变阻器(最大阻值为 )；
C.滑动变阻器(最大阻值为 )；
D.电源(电动势约为 )；
E.电阻箱(最大阻值为 )；
F.开关 一个，导线若干.
(1) 请按图甲所示电路图完成图乙中的实物连接.
[答案] 如图所示
(2) 滑动变阻器应选择___(选填“B”或“C”).
[解析] 由题图甲可知，滑动变阻器采用的是分压式接法，为了操作方便，
滑动变阻器应选B.
B
(3) 实验过程：将滑动变阻器的滑片移至左端，合上开关 后，将滑动变阻
器的滑片向右移动少许，再调节电阻箱，使微安表指针半偏，记下此时电
阻箱的阻值及电压表的示数 ；再次将滑动变阻器的滑片向右移动少许，
重复以上操作，得到多组、，以为纵坐标， 为横坐标，画出的
图像的斜率为，纵截距为 ，则待测微安表的最大测量值为____，
内阻为__.
[解析] 根据部分电路欧姆定律有，则有， ，
解得， .
5.[2025·福建厦门模拟] 用如图甲所示的电路测量待测电阻的阻值，实验
室提供的器材有：
A.待测电阻(阻值约为 )；
B.灵敏电流计(量程为，内阻 )；
C.定值电阻 ；
D.滑动变阻器 ；
E.滑动变阻器 ；
F.单刀单掷开关 ；
G.单刀双掷开关 ；
H.学生电源 ；
I.导线若干.
(1) 按照如图甲所示的电路图连接电路，为使操作更方便，实验中应选择
滑动变阻器____(选填“”或“ ”).
[解析] 因滑动变阻器采用的是分压式接法，则为
使操作更方便，实验中应选择阻值较小的滑动变
阻器 .
(2) 按照下列实验步骤进行实验：
①将滑动变阻器置于适当位置；
②闭合开关 ；
③将开关接端，改变滑动变阻器滑片位置，记录此时电流计的示数 ；
④保持滑动变阻器滑片不动，将接端，记录此时电流计的示数 ；
⑤改变滑动变阻器滑片位置，重复上述步骤，多次实验.
某次实验过程中， 指针偏转角度过小，应将滑动变阻器滑片向____
(选填“左”或“右”)移动；正确调整后， 指针如图乙所示，其读数为____
.
右
8.0
[解析] 要使电流增大，应使滑动变阻器并联部分阻值增大，故应向右移
动；电流计的示数为 .
(3) 根据实验中数据作出 图像，如图丙所示，根据图像求得待测电
阻 _____(结果保留三位有效数字).
120
[解析] 根据欧姆定律得 ，即
，根据图像求得，则待测电阻 的阻值
为 .
(4) 考虑在、间切换对电路的影响，的测量值___(选填“ ”“ ”或“
”)真实值.
[解析] 考虑在、间切换对电路的影响，当切换到 端时电阻变小，
则两端电压会减小，通过电流计的电流要偏小， 图像斜率偏
大，由，则 的测量值大于真实值.
6.[2025·甘肃卷] 某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案.可用器材有：
电池(电动势)两节，电压表(量程，内阻约 )，电流表
(量程，内阻约)，滑动变阻器(最大阻值)，待测电阻 ，
(1) 首先设计如图甲所示的电路.
开关，单刀双掷开关 ，导线若干.
① 要求用选择电流表内、外接电路，请在图甲中补充连线将的、
端接入电路；
[答案] 如图甲所示
② 闭合前，滑动变阻器的滑片应置于___端(填“”或“ ”)；
③ 闭合后，将分别接和 端，观察到这两种情况下电压表的示数有
变化、电流表的示数基本不变，因此测
量电阻时应该接__端 (填“”或“ ”).
[解析] 实物连接图如图甲所示，闭合 前，根据滑动变阻器的限流式接法，
滑片应置于端，连入电路中的阻值最大，保护电路的安全.闭合 后，
将分别接和 端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的
示数基本不变，说明电流表分压明显，
为减小实验误差，应采用电流表外接法，
因此测量电阻时应该接 端.
(2) 为了消除上述实验中电表引入的误差，该小组又设计了如图乙所示的
电路.
① 请在图乙中补充连线将电压表接入电路；
[答案] 如图乙所示
② 闭合，将分别接和 端时，
电压表、电流表的读数分别为、
和、.则待测电阻阻值
_ _______(用、、和 表示).
[解析] 实物连接图如图乙所示，根据电路分析，当闭合，将接 端时，
电压表、电流表的读数分别为、，则，将接 端
时，电压表、电流表的读数分别为
、，则 ，那么待测
电阻阻值 .
7.在用伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：电源 (电动势约为
，内阻约为)，待测电阻(阻值小于)，电压表 (量程为
，内阻约为 )，电流表A
(量程为，内阻约为 )，滑动变
阻器(最大阻值为)，单刀单掷开关 ，
单刀双掷开关 ，导线若干.某同学利用上
述实验器材设计出如图所示的测量电路. 回
答下列问题：
(1) 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到___(选填“”或“ ”)端.
[解析] 滑动变阻器采用限流式接法，
开关闭合前，滑片应滑到 端，
使滑动变阻器接入电路的阻值最大，
保护电路.
(2) 实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将 拨向__
(选填“”或“ ”)；在上述操作正确的情况下，引起实验误差的主要原因是
___ (填选项前的字母).
B
A.电流表分压
B.电压表分流
C.电源内阻分压
[解析] 待测电阻的阻值 ,由于 ，所以电流表分压比较明
显，电流表应采用外接法，则开关应拨向 端,此时测量误差主要来源于
电压表分流，故B正确.
(3) 实验时，若已知电流表的内阻为 ，在此情况下，为使待测电阻
的测量值更接近真实值，应将拨向___(选填“”或“ ”)；读得电压表的示
6.0
数为，电流表的示数为 ，则
____ (结果保留两位有效数字).
[解析] 若电流表的内阻 ，则电流表的分压可以准确计算，所
以电流表应采用内接法，开关应拨向 端；电压表测量电流表和待测电
阻的总电压, ，电流表分压为
, 根据欧
姆定律可知待测电阻的阻值为
.
例1.(1)17.7 23.85 3.18 (2)2.150 (3)①0.02 0.44 0.1 2.20 ②
0.1 1.70 0.5 8.5 (4)1987 将“”旋钮调到2，再将“”旋钮
调到0
例2.(1)1.744 41.4 (2)A C F (3)C
例3.(1) (2) (3) (4)见解析
1.(1)0.05 (2)3.130 2.6.0 36.2 3.D
4.(1)如图所示
. .
(2)B (3)
5.(1) (2)右 8.0 (3)120 (4) (1)①如图甲所示
② ③ (2)①如图乙所示
. .
② 7.(1) (2) B (3) 6.0专题十四　电学实验基础
例1　(1)17.7　23.85　3.18　(2)2.150　(3)①0.02　0.44　0.1　2.20　②0.1　1.70　0.5　8.5　(4)1987　将“×1k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0
[解析] (1)三把游标卡尺的读数分别为17 mm+7×0.1 mm=17.7 mm、23 mm+17×0.05 mm=23.85 mm、3 mm+9×0.02 mm=3.18 mm.
(2)固定刻度示数为2.0 mm,不足半毫米的从可动刻度上读,最后的读数为2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm.
(3)①当使用0~0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格表示为0.02 A,表针所指的示数为0.44 A;当使用0~3 A量程时,每一小格表示为0.1 A,表针所指的示数为2.20 A.
②电压表使用0~3 V量程时,每小格表示0.1 V,表针所指的示数为1.70 V;使用0~15 V量程时,每小格表示0.5 V,表针所指的示数为8.5 V.
(4)可读出接入电路的电阻为1×1 kΩ+9×100 Ω+8×10 Ω+7×1 Ω=1987 Ω.欲将接入电路的电阻改为2087 Ω,最简单的操作方法是将“×1k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0.
例2　(1)1.744　41.4　(2)A　C　F　(3)C
[解析] (1)螺旋测微器的精度为0.01 mm,由图甲可知圆柱体的直径为D=1.5 mm+24.4×0.01 mm=1.744 mm;10分度游标卡尺的精度为0.1 mm,由图乙可知圆柱体的长度为L=4.1 cm+4×0.1 mm=41.4 mm.
(2)由于电源电动势为1.2 V,则电压表应选用A;由于待测电阻Rx约为1 kΩ,则有Im=≈ A=1.2 mA,则电流表应选用C;为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选用阻值较小的F.
(3)要求能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,且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接法;根据=<=可知电流表应采用内接法,故选C.
例3　(1)E2　(2)A2　(3)R1　(4)见解析
[解析] (1)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.
(2)由额定电压和额定功率可求出其额定电流在1.2~1.5 A之间,所以直流电流表选择A2.
(3)根据已有的电路结合让实验结果更为精确的要求,采用限流电路,所以利用滑动变阻器R1作为限流电阻.
(4)若要将电压表改装为量程更大的电压表,需要串联一个定值电阻,根据串联电路特点知,若串联R3,则量程为0~6 V,若串联R4,则量程为0~12 V,若串联R5,则量程为0~28 V,因此串联R4比较合适.因为改装后的电压表内阻已知,所以电流表采用外接法.实物连接图如图所示.
专题十五　测量电阻的其他几种方法
例1　(1)CAB　负极、正极　×100　1.6　(2)R1　a　
(3)　(4)1.57
[解析] (1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻时,首先应选择欧姆挡,即将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置,接着将红、黑表笔短接,再进行欧姆调零,即调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆,故操作顺序为CAB.由多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知,多用电表内电源正极与黑表笔相连,故应将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的负极、正极相连.读数时欧姆表的指针位置如图甲中虚线Ⅰ所示,指针偏转角度较小,说明倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处,而根据指针所指数据可知内阻粗测值约为150×10 Ω=1.5×103 Ω,为使指针指在表盘刻度中间位置附近,选择“×1 k”倍率又过大,应选择欧姆挡“×100”的位置.测量得到指针位置如图甲中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为R=16.0×100 Ω=1.6 kΩ.
(2)由电路图可知,滑动变阻器采用的是分压式接法,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器即R1.为保护电路,测量电路部分电压应从零开始慢慢增大,所以闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于a端.
(3)通过待测电压表的电流与通过定值电阻的电流相同,为I=,根据欧姆定律得待测电压表内阻为RV==.
(4)测量得到U1=4.20 V,U=2.78 V,代入待测电压表内阻的表达式RV=,可得待测电压表内阻RV=1.57 kΩ.
例2　(1)3.85　(2)乙　R1　(3)62.0　51
[解析] (1)温度每升高1 ℃,该铂电阻的阻值增加ΔR=×103 Ω=3.85 Ω.
(2)由于A1内阻确定,所以用A1测量电阻的电压,用A2与A1之差来测量经过电阻的电流,故能准确测出铂电阻阻值的是乙;电路中的最大电流为0.3 mA,可得电路中的最小阻值Rmin= Ω≈17 kΩ,可知保护电阻R应选R1.
(3)由图可知A1的分度值为1 μA,则其读数为62.0 μA;根据欧姆定律可得R=,根据题图可得R=1000+3.85t(Ω),代入数据可得t≈51 ℃.
例3　(1)R1　R2　(2)如图所示　(3)①③②④　
(4)1998.0 Ω　小于　(5)1.28　(6)
[解析] (1)根据半偏法的测量原理可知,RM电阻与微安表头的内阻相当,当闭合S2之后,滑动变阻器上方的电流应基本不变,就需要RN较大,对下方分压电路影响甚微,故RM应选R1,RN应选R2.
(2)根据电路图连接实物图如图所示.
(3)根据半偏法的实验步骤,操作顺序应为:①将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值;③断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材.
(4)RM调节后面板读数为1998.0 Ω,由实验原理可知表头内阻为1998.0 Ω;当闭合S2后,原电路可看成如下电路,闭合S2后,相当于RM由无穷大变成有限值,变小了,则流过RN的电流大于原来的电流,则流过RM的电流大于,故待测表头的内阻的测量值小于真实值.
(5)将该微安表改装成量程为0~2 V的电压表,则需要串联一个电阻R0,则有U=Ig(Rg+R0),此时的电压表读数有U'=I'(Rg+R0),其中U=2 V,Ig=100 μA,I'=64 μA,联立解得U'=1.28 V.
(6)根据题意O、P间电压不变,可得I(RA+RN)=RN+·RA,解得RA=.
例4　(1)A　(2)157　(3)见解析
[解析] (1)滑动变阻器A量程小,在cd间电阻变化时对回路分压影响小,cd两端电压U0在实验过程中基本不变.
(2)温度20 ℃时Rt=-R=200.0 Ω×-200.0 Ω≈157 Ω.
(3)半偏法,开关S2先接a,将R1调到零,记录电压表示数U;开关S2再接到b,调节R1,使电压表示数为,记录R1的值.
例5　(1)①如图所示　②9.5(或9.4、9.6)　(2)①600　②1800　③偏大
[解析] (1)①②实验要求多组数据并使测量结果尽量精准,要测量多组数据,需采用分压式电路,又因为电流表内阻已知,故电流表内接可以有效消除系统误差,使测量结果尽量精确,故电路连接为分压式电路且电流表内接.因为电源电压为12 V,故电压表需要选择量程为0~15 V的,这样量程下的电压表最小刻度为0.5 V,只需要估读到本位即可,所以读数为9.5 V.
(2)①要使UCD=0,则需要满足R1∶R4=R2∶R3,代入数据解得R1=600 Ω;
②压力与应变片电阻增加量的关系为F=kΔR,将电阻变化量ΔR=6 Ω代入公式即可得F=1800 N;
③由于故障导致R2阻值增大,会导致D点电势降低,UCD变大,从而导致体重测量值偏大.专题十四　电学实验基础
1.(1)0.05　(2)3.130
[解析] (1)39 mm等分成20份的新式游标卡尺,其每一小格的长度为1.95 mm,故精度为2.00 mm-1.95 mm=0.05 mm.
(2)主尺示数为31 mm,游标尺示数为6×0.05 mm=0.30 mm,故物体的厚度为31 mm+0.30 mm=31.30 mm=3.130 cm.
2.6.0　 2.094/2.095/2.096　 36.2
[解析] 用多用电表×1 Ω挡粗测其电阻为6.0 Ω;用螺旋测微器测其直径为2 mm+0.01 mm×9.5=2.095 mm;游标卡尺测其长度是36 mm+0.1 mm×2=36.2 mm.
3.D　[解析] 电表和螺旋测微器读数都要估读,电压表量程为0~3 V,由题图甲可读出加在金属丝两端的电压为1.20 V,故A错误;电流表量程为0~0.6 A,由题图乙可读出流过金属丝的电流为0.50 A,故B错误;该金属丝的电阻为R== Ω=2.40 Ω,故C错误;由题图丙可读出该金属丝直径为1.50 mm+10.5×0.01 mm=1.605 mm,故D正确.
4.(1)如图所示　(2)B　(3)2k　
[解析] (2)由题图甲可知,滑动变阻器采用的是分压式接法,为了操作方便,滑动变阻器应选B.
(3)根据部分电路欧姆定律有U=R+,则有k=,b=,解得Ig=2k,Rg=.
5.(1)R1　(2)右　8.0　(3)120　(4)>
[解析] (1)因滑动变阻器采用的是分压式接法,则为使操作更方便,实验中应选择阻值较小的滑动变阻器R1.
(2)要使电流增大,应使滑动变阻器并联部分阻值增大,故应向右移动;电流计的示数为8.0 mA.
(3)根据欧姆定律得Ia=Ib,即Ia=Ib,根据图像求得k==,则待测电阻Rx的阻值为120 Ω.
(4)考虑S2在a、b间切换对电路的影响,当S2切换到b端时电阻变小,则MN两端电压会减小,通过电流计的电流Ib要偏小,Ia Ib图像斜率偏大,由k==,则Rx的测量值大于真实值.
6.(1)如图甲所示　b　c　(2)如图乙所示　-
[解析] (1)实物连接图如图甲所示,闭合S1前,根据滑动变阻器的限流式接法,滑片P应置于b端,连入电路中的阻值最大,保护电路的安全.闭合S1后,将S2分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,说明电流表分压明显,为减小实验误差,应采用电流表外接法,因此测量电阻时S2应该接c端.
(2)实物连接图如图乙所示,根据电路分析,当闭合S1,将S2接c端时,电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic,则=Rx+RA+R滑,将S2接d端时,电压表、电流表的读数分别为Ud、Id,则=RA+R滑,那么待测电阻阻值Rx=-.
7.(1)b　(2)c　B　(3)d　6.0
[解析] (1)滑动变阻器采用限流式接法,开关S1闭合前,滑片P应滑到b端,使滑动变阻器接入电路的阻值最大,保护电路.
(2)待测电阻的阻值Rx<10 Ω,由于>,所以电流表分压比较明显,电流表应采用外接法,则开关S2应拨向c端,此时测量误差主要来源于电压表分流,故B正确.
(3)若电流表的内阻RA=1.2 Ω,则电流表的分压可以准确计算,所以电流表应采用内接法,开关S2应拨向d端;电压表测量电流表和待测电阻的总电压,U=2.37 V,电流表分压为UA=IRA=0.33×1.2 V=0.396 V,根据欧姆定律可知待测电阻的阻值为Rx== Ω≈6.0 Ω.专题十四　电学实验基础
　　　　　 　　　　　 　　　　　
　基本仪器的使用与读数
1.两种常见长度测量类仪器的使用及读数方法
游标卡尺 测量值=主尺读数(cm)+游标尺上对齐刻线数值×精度(mm),不估读. 10分度游标,精度0.1 mm; 20分度游标,精度0.05 mm; 50分度游标,精度0.02 mm
螺旋测微器 测量值=固定刻度+可动刻度估读值× 0.01 mm.注意要估读到0.001 mm
2.电流表、电压表、电阻表的比较
仪器 极性 量程选择 读数
电流表 有正、负极的电表,电流由正极流入,负极流出 使指针指示超过满偏刻度的位置 0~3 V和0~3 A量程估读到分度值的;0~15 V量程估读到分度值的;0~0.6 A量程估读到分度值的
电压表
电阻表 使指针尽量指在表盘的中间位置左右 表盘读数乘相应挡位的倍率
例1　(1)如图甲所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分,则它们的读数依次为　　　　mm、　　　　　mm、　　　　mm.
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图乙所示,则金属丝的直径是　　　　mm.
(3)①如图丙所示,当使用0~0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表　　　　A,表针所指的示数是　　　　A;如图丙所示,当使用0~3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表　　　　A,表针所指的示数为　　　　A.
②如图丁所示,使用0~3 V量程时,每小格表示　　　　V,表针所指的示数为　　　　V;若使用的是0~15 V量程,则每小格表示　　　　 V,表针所指的示数为　　　　V.
(4)旋钮式电阻箱如图戊所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为　　　　Ω.今欲将接入电路的电阻改为2087 Ω,最简单的操作方法是 　
　.
[反思感悟] 　

　测量电路与控制电路的设计
1.电流表的内、外接法
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
电阻 测量值 R测==Rx+RA>Rx 测量值大于真实值 R测==用于测量 大阻值电阻 小阻值电阻
选择标准 当RA Rx或Rx>时,选用电流表内接法 当RV Rx或Rx<时,选用电流表外接法
2.滑动变阻器两种连接方式的对比
限流式接法 分压式接法 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) ≤U≤E 0≤U≤E 分压式接法电路中电压调节范围大
闭合S前 滑片位置 b端 a端 都是为了保护电路元件
3.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.
滑动变阻器必须用分压式接法的几种情况:
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.
例2　某同学用伏安法测定一圆柱体合金的阻值Rx(约为1 kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表V1(量程为0~1 V,内阻约为10 kΩ)
B.电压表V2(量程为0~5 V,内阻约为100 kΩ)
C.电流表A1(量程为0~1 mA,内阻约为10 Ω)
D.电流表A2(量程为0~3 mA,内阻约为15 Ω)
E.电源(电动势为1.2 V,额定电流为0.5 A,内阻不计)
F.滑动变阻器R1(阻值范围为0~10 Ω,额定电流为2 A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围为0~20 000 Ω,额定电流为2 A)
用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示.
(1)由图甲、乙读得圆柱体的直径D为　　　　 mm,长度L为　　　　 mm.
(2)为使测量尽可能准确,电压表选用　　　　,电流表选用　　　　,滑动变阻器选用　　　　.(均填器材的字母代号)
(3)要求能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,并能较准确地测出合金的阻值,下列实验电路中应选用的是　　　　.
A
B
C
D
　实验器材的选取与实物图的连接
1.仪器选择的技巧
(1)电压表、电流表:不超过量程,且要超过满偏刻度的.有时也可以从测量数据来确定选择的电表.
(2)滑动变阻器:分压式接法选阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻器,限流式接法选最大阻值为待测电阻2~3倍的滑动变阻器.
(3)定值电阻:若用于电表改装,则阻值与改装后的量程匹配;若用于保护电路,则应使电流表、电压表的读数在满偏刻度的以上,且不超过量程.
2.实物图连接的注意事项
(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”三个接线柱).
例3　[2025·广东广州模拟] 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:
A.直流电源E1(电动势为3 V,内阻很小)
B.直流电源E2(电动势为15 V,内阻很小)
C.直流电流表A1(量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω)
D.直流电流表A2(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω)
E.直流电压表V(量程为0~3 V、内阻为3 kΩ)
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~20 Ω)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~200 Ω)
H.定值电阻R3(阻值为3 kΩ)、R4(阻值为9 kΩ)、R5(阻值为25 kΩ)
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”).
(2)电流表应该选择　　　　(选填“A1”或“A2”).
(3)滑动变阻器应该选择　　　　　　　　(选填“R1”或“R2”).
(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.专题十四　电学实验基础 (限时40分钟)
1.有一种新式游标卡尺,它的刻度与传统的游标卡尺明显不同.新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”,使得读数显得清晰明了,便于使用者正确读取数据.传统游标卡尺的精度有10分度、20分度、50分度三种规格;新式游标卡尺也有相应的三种,但刻度却是:19 mm等分成10份,39 mm等分成20份,99 mm等分成50份.以“39 mm等分成20份”的新式游标卡尺为例,如图所示.
(1)它的精度是　　　　 mm.
(2)用它测量某物体的厚度,示数如图所示,正确的读数是　　　　 cm.
2.[2025·贵州铜仁模拟] 为了测量一精密金属丝的电阻率:先用多用电表×1 Ω挡粗测其电阻为　　　 Ω,然后用螺旋测微器测其直径为　　　mm,游标卡尺测其长度是　　　mm.
3.某学生小组测量一金属丝的电阻时,两电表的示数分别如图甲、乙所示(电压表量程为0~3 V, 电流表量程为0~0.6 A),又用螺旋测微器测得金属丝的直径如图丙所示,下列说法正确的是 (　)
A.加在金属丝两端的电压为7.0 V
B.流过金属丝的电流为0.5 A
C.该金属丝的电阻为35 Ω
D.该金属丝的直径为1.605 mm
4.[2025·安徽合肥模拟] 实验小组找到一刻度清晰的微安表G,但其量程、内阻标识均模糊不清.该小组同学决定测量该微安表的内阻并确定其量程,可供选择的器材如下:
A.电压表V(量程为0~3 V,内阻约为3 kΩ);
B.滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω);
C.滑动变阻器R2(最大阻值为1 kΩ);
D.电源E(电动势约为3 V);
E.电阻箱RZ(最大阻值为9999 Ω);
F.开关S一个,导线若干.
(1)请按图甲所示电路图完成图乙中的实物连接.
(2)滑动变阻器应选择　　　　(选填“B”或“C”).
(3)实验过程:将滑动变阻器的滑片移至左端,合上开关S后,将滑动变阻器的滑片向右移动少许,再调节电阻箱,使微安表指针半偏,记下此时电阻箱的阻值R及电压表的示数U;再次将滑动变阻器的滑片向右移动少许,重复以上操作,得到多组R、U,以U为纵坐标,R为横坐标,画出的U R图像的斜率为k,纵截距为b,则待测微安表的最大测量值为　　　　,内阻为　　　　.
5.[2025·福建厦门模拟] 用如图甲所示的电路测量待测电阻的阻值,实验室提供的器材有:
A.待测电阻Rx(阻值约为100 Ω);
B.灵敏电流计G(量程为0~10 mA,内阻Rg=200 Ω);
C.定值电阻R0;
D.滑动变阻器R1;
E.滑动变阻器R2;
F.单刀单掷开关S1;
G.单刀双掷开关S2;
H.学生电源E;
I.导线若干.
(1)按照如图甲所示的电路图连接电路,为使操作更方便,实验中应选择滑动变阻器　　　　(选填“R1”或“R2”).
(2)按照下列实验步骤进行实验:
①将滑动变阻器置于适当位置;
②闭合开关S1;
③将开关S2接b端,改变滑动变阻器滑片位置,记录此时电流计的示数Ib;
④保持滑动变阻器滑片不动,将S2接a端,记录此时电流计的示数Ia;
⑤改变滑动变阻器滑片位置,重复上述步骤,多次实验.
某次实验过程中,G指针偏转角度过小,应将滑动变阻器滑片向　　　　(选填“左”或“右”)移动;正确调整后,G指针如图乙所示,其读数为　　　　mA.
(3)根据实验中数据作出Ia Ib图像,如图丙所示,根据图像求得待测电阻Rx=　　　　(结果保留三位有效数字).
(4)考虑S2在a、b间切换对电路的影响,Rx的测量值　　　　(选填“>”“=”或“<”)真实值.
6.[2025·甘肃卷] 某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案.可用器材有:电池(电动势1.5 V)两节,电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ),电流表(量程0~0.3 A,内阻约1 Ω),滑动变阻器(最大阻值20 Ω),待测电阻Rx,开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.
(1)首先设计如图甲所示的电路.
①要求用S2选择电流表内、外接电路,请在图甲中补充连线将S2的c、d端接入电路;
②闭合S1前,滑动变阻器的滑片P应置于　　　　端(填“a”或“b”);
③闭合S1后,将S2分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,因此测量电阻时S2应该接　　　　端(填“c”或“d”).
(2)为了消除上述实验中电表引入的误差,该小组又设计了如图乙所示的电路.
①请在图乙中补充连线将电压表接入电路;
②闭合S1,将S2分别接c和d端时,电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic和Ud、Id.则待测电阻阻值Rx=　　　　(用Uc、Ud、Ic和Id表示).
7.在用伏安法测电阻的实验中,提供以下实验器材:电源E(电动势约为6 V,内阻约为1 Ω),待测电阻Rx(阻值小于10 Ω),电压表V(量程为0~3 V,内阻约为3 kΩ),电流表A(量程为0~0.6 A,内阻约为1 Ω),滑动变阻器(最大阻值为20 Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.某同学利用上述实验器材设计出如图所示的测量电路.
回答下列问题:
(1)闭合开关S1前,滑动变阻器的滑片P应滑到　　　　(选填“a”或“b”)端.
(2)实验时,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向　　　　(选填“c”或“d”);在上述操作正确的情况下,引起实验误差的主要原因是　　　　(填选项前的字母).
A.电流表分压　
B.电压表分流　
C.电源内阻分压
(3)实验时,若已知电流表的内阻为1.2 Ω,在此情况下,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向　　　　(选填“c”或“d”);读得电压表的示数为2.37 V,电流表的示数为0.33 A,则Rx=　　　　Ω(结果保留两位有效数字).

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