资源简介

(共54张PPT)
专题突破15　电学实验基础(含长度的测量及测量工具的选用)
1.掌握常用仪器的使用方法及读数方法。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。
目标
要求
1
研考点 精准突破
2
限时规范训练
栏
目
导
引
研考点
精准突破
考点一　基本仪器的使用和读数
1．螺旋测微器(千分尺)的构造、原理及读数
(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0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，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0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为 0.01 mm。
(3)读数
①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。
②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)。
③如图，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露，而
可动刻度上的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm＋15.0×
0.01 mm＝2.150 mm。
(1)某同学用如图甲所示的螺旋测微器测量小球的直径时，他应先转动________使F靠近小球，再转动________使F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数(以上均选填仪器部件字母符号)。正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是________mm。
图甲　　　　　　　　图乙
(2)读出下面各螺旋测微器的读数，丙________mm，丁________mm，戊________mm。
图丙 图丁　　　　 　　图戊
解析：(1)用螺旋测微器测量小球直径时，先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。
(2)丙图：(4＋4.1×0.01)mm＝4.041 mm；
丁图：(1＋10.0×0.01)mm＝1.100 mm；
戊图：(3.5＋1.6×0.01)mm＝3.516 mm。
答案：(1)D　H　G　6.700　(2)4.041　1.100　3.516
图丙 图丁　图戊
2．游标卡尺的构造、原理及读数
(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)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。
(3)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个的、20个的、50个的，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)
10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm
20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm
50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm
(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与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm。
某同学利用三个不同规格的游标卡尺测量三个物体的长度，示数如图所示，则三个物体的长度分别为______mm、______mm、_____mm。
解析：图(a)中，游标卡尺的读数为L＝11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm。图(b)中，游标卡尺的读数为L＝42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm。图(c)中，游标卡尺的读数为L＝10 mm＋16×0.02 mm＝10.32 mm。
答案：11.4　42.40　10.32
图(a)　　　　　　　图(b)
图(c)
3．常用电表的读数
对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，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)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。
(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。
(3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，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0.01 A。
(1)如图甲所示的电流表使用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，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A。
(2)如图乙所示的电压表使用较小量程时，每一小格表示________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。
图甲　　　　　　　图乙
解析：(1)电流表使用0～0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格表示 0.02 A，图中表针示数为0.44 A；当使用0～3 A量程时，刻度盘上每一小格表示0.1 A，表针示数为2.20 A。
(2)电压表使用0～3 V量程时，刻度盘上每一小格表示 0.1 V，表针示数为1.70 V；使用0～15 V量程时，刻度盘上每一小格表示 0.5 V，表针示数为8.5 V。
答案：(1)0.02　0.44　0.1　2.20　
(2)0.1　1.70　0.5　8.5
图甲　　　　　　　图乙
考点二　测量电路和控制电路的选择
1．电流表的两种接法
(1)两种接法的比较
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
电阻测 量值 R测＝＝Rx＋RA＞Rx 测量值大于真实值 R测＝＜Rx
测量值小于真实值
(2)两种接法的选择
①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。
②临界值计算法：Rx＜时，用电流表外接法；Rx＞时，用电流表内接法。
③实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表
一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压
表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不
大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数
有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。
在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________ (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
图(a)　　　　　图(b)
解析：根据串、并联电路的特点解题。根据题意知>，电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值。图(a)电流表的测量值是真实的，而电压值比真实值大，则Rx1＞Rx真，图(b)电压的测量值是真实的，而电流的测量值大于真实值，则Rx2＜Rx真。
答案：Rx1　大于　小于
图(a)　　　　　图(b)
小李在实验室测量一电阻R的阻值。
因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。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，I2＝0.33 A。由此可知应采用电流表________(选填“内”或“外”)接法。
图1　　　　　　图2
解析：由电流表的表盘可知电流大小为0.34 A。电压表的百分比变化为η1＝×100%≈5.7%，电流表的百分比变化为η2＝×100%≈ 3.0%，可知电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。
答案：0.34　外
图1　　　　　　图2
2．滑动变阻器的两种接法
(1)两种接法的比较
项目 限流接法 分压接法
两种接法电路图
负载R上电压调节范围 ≤U≤E 0≤U≤E
负载R上电流调节范围 0≤I≤
闭合S前触头位置 b端 a端
(2)两种接法的一般适用条件
①限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。
②分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)。
(3)必须采用分压式接法的三种情况
①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法。
②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式接法。
③若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法。
(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低。
(2025·北京朝阳二模)在“测量金属丝的电阻率”实验中：
(1)下列说法正确的是________；
A．用刻度尺多次测量金属丝的全长，算出其平均值
B．用螺旋测微器在金属丝上某一位置测量得出其直径
C．实验中尽可能保持金属丝的温度不变
(2)若待测金属丝电阻Rx较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压调节范围尽可能大，以下实验电路符合要求的是________。
解析：(1)用刻度尺多次测量金属丝接入电路部分的全长，算出其平均值，故A错误；用螺旋测微器在金属丝上至少三个部位测量直径，计算平均值，故B错误；实验中尽可能保持金属丝的温度不变，以保证金属丝的电阻不变，故C正确。故选C。
(2)待测金属丝电阻较小，可知电压表的分流很小，电流表应采用外接法；为使金属丝两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法。故选B。
答案：(1)C　(2)B
某物理兴趣小组想测定一个阻值大约为10 kΩ的电阻Rx的阻值，现有以下实验器材：
A．电流表A(量程为1 mA，内阻约为100 Ω)
B．电压表V(量程为10 V，内阻约为50 kΩ)
C．直流电源E(电动势为9 V，内阻约为1 Ω)
D．滑动变阻器R1(20 Ω，1 A)
E．开关、导线若干
(1)根据已有器材在边虚线框内设计并画出电路图；
(2)若操作、读数、计算均无误，考虑到电表内阻影响，R测________R真(填“大于”“等于”或“小于”)。
解析：(1)由于待测电阻阻值很大，故电流表应该选择内接法，由于滑动变阻器的阻值远小于待测电阻阻值，故应该采用分压式接法，电路图如图所示。
(2)由于电压表示数为待测电阻两端电压和电流表两端电压之和，故电压的测量值大于真实值，由R＝可知待测电阻的测量值大于真实值。
答案：(1)图见解析　(2)大于
考点三　实验仪器的选取和实物连线
1．电学实验器材的选择
选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等，一般要考虑四方面因素：
(1)安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流。
(2)误差因素：选用电表应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的以上；使用多用电表电阻挡时应选择合适的倍率挡，使指针尽可能在中间刻度附近。
(3)便于操作：选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节。在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都被用到。
(4)实验实际：除以上三个因素外，还应注重实验实际，如所用的电源与打点计时器的匹配问题等。
2．实物图连接的注意事项
(1)连线顺序：画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按照电路原理图，按顺序以单线连接方式将干路中串联的元件依次串联起来；然后将需要并联的元件再并联到电路中去。
(2)避免交叉：连线时要将导线接在接线柱上，导线不能交叉。
(3)选对接线柱：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。
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)；
(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；
(3)若在所测量数据中选一组数据U、I及已知量计算R，则其表达式为Rx＝________(用所给字母表示)。
解析：(1)如果电流表选A2，A2满偏时，UV＝IARx＝0.002×15 V＝0.03 V，远小于给出电压表的量程，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)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。又因电动势为12 V，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1 A，若不做处理，
会损坏器材。因此将保护电阻R0串联在供电电路的
干路上，由于R0的分压，滑动变阻器的滑片可大范
围滑动，且不损坏器材。实物图如图所示。
(3)由伏安法知Rx＋rA1＝，得Rx＝－rA1。
答案：(1)A　D　(2)内接　分压　见解析图　(3)－rA1
3
4
5
6
1
2
限时规范
训练(52)　电学实验基础(含长度的测量及测量工具的选用)
(建议用时：40分钟　满分：60分)
1．(10分)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为________mm，直径为________mm；
图甲　　　　　　　　图乙
3
4
5
6
1
2
正确连接电路后，测得电压表、电流表示数如图丙和丁所示，接3 V量程时读数为________V，接0.6 A量程时读数为________A。
图丙　　　　　　　　图丁
3
4
5
6
1
2
解析：游标卡尺的精度为0.02 mm，主尺示数为10 mm，游标尺示数为26×0.02 mm＝0.52 mm，故示数为10 mm＋0.52 mm＝10.52 mm；螺旋测微器精度为0.01 mm，螺旋测微器的读数为0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm；接3 V量程时分度值为0.1 V，读数为2.13 V；接0.6 A量程时分度值为0.02 A，读数为0.16 A。
答案：10.52　0.900　2.13　0.16
图甲　　　　　　图乙
2
1
3
4
5
6
2．(10分)(2026·北京师大实验中学摸底)用实验室提供的器材测量一种金属电阻丝的电阻率。现有电源(电动势E为3.0 V，内阻不计)、开关和导线若干，以及下列器材。
A．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)
B．电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)
C．滑动变阻器(0～5 Ω，额定电流2 A)
D．滑动变阻器(0～200 Ω，额定电流1 A)
为减小误差并使电压从零开始可调，滑动变阻器应选________。如图是测量该电阻丝实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有连接，请补充完成。
2
1
3
4
5
6
解析：电阻两端电压可以从零开始调节，在实验中滑动变阻器应采用分压式接法，为减小误差，且便于操作，在实验中滑动变阻器应选最大阻值为5 Ω的滑动变阻器。故选C。
电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，为减
小实验误差，电流表采用外接法，电阻两端
电压可以从零开始调节，在实验中滑动变阻
器应采用分压式接法，实验电路实物图如图
所示。
答案：C　见解析图
2
3
1
4
5
6
3．(10分)有一个电阻Rx，其阻值大约是10 Ω，请选择适当的器材，以便测量其阻值，可供选择的电路如图所示。
可供选择的器材是：
A．电动势4.5 V、内阻不计的电源E；
B．量程为15 V、内阻约为10 kΩ的电压表V1；
C．量程为3 V、内阻约为6 kΩ的电压表V2；
D．量程为300 mA、内阻约为4 Ω的电流表A1；
E．量程为5 A、内阻约为2 Ω的电流表A2；
F．最大阻值20 Ω、额定电流1.5 A的滑动变阻器R1；
G．最大阻值500 Ω、额定电流0.5 A的滑动变阻器R2；
H．开关和若干根导线。
则选用的电路是_______(选填“甲”或“乙”)，选用的器材是________ (填器材的字母代号)。
图甲
图乙
2
3
1
4
5
6
解析：Rx的阻值大约为10 Ω，与电流表内阻接近，因此用电流表外接法，同时Rx的大约值小于滑动变阻器的总阻值，因而采用限流式接法，故选用甲电路；电源电动势E＝4.5 V，E＝Im(Rx＋RA)，Im＝ A≈0.321 A＝321 mA或Im＝ A＝0.375 A＝375 mA，电流表选D。U＝ImRx＝0.321×10 V＝3.21 V，因而电压表选C，滑动变阻器R2最大值为500 Ω，与Rx偏差太大，因此滑动变阻器选F。
答案：甲　ACDFH
图甲
图乙
2
3
4
1
5
6
4．(10分)某实验小组同学要测量阻值约为350 Ω的定值电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表A(量程为10 mA，内阻约为100 Ω)；
B．电压表V(量程为3 V，内阻约为3 kΩ)；
C．滑动变阻器R1(阻值范围为0～10 Ω，额定电流为2 A)；
D．定值电阻R2(阻值为750 Ω)；
E．直流电源E(电动势为4.5 V，内阻不计)；
F．开关S和导线若干。
2
3
4
5
6
1
(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Rx＝计算得出。式中U与I分别为电压表和电流表的读数，则图________(选填“甲”或“乙”)所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值；
图甲　　　　　　图乙
2
3
4
5
6
1
(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Rx＝________Ω，若所用电压表和电流表的内阻分别按3 kΩ和100 Ω进行计算，则由此可得待测电阻的真实值R真＝________Ω(计算结果均保留3位有效数字)。
图丙
2
3
4
5
6
1
解析：(1)由于＝8.57>＝3.5，可知电流表分压更明显，故采用电流表外接法，则题图乙所示的电路测量更准确，测量值更接近待测电阻的真实值。
(2)根据读数规律可知，电压表的示数U＝1.80 V，电流表的示数为I＝6.0 mA，根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为Rx＝ Ω＝300 Ω，电路误差在于电压表的分流，则R真＝ Ω＝333 Ω。
答案：(1)乙　(2)300　333
图甲　　　　　图乙
图丙
2
3
4
5
1
6
5．(10分)(2026·福州高三第一次质检)为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，实验中所用的器材：电压表(量程0～3 V)、电流表(量程0～0.6 A)、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，某次的测量结果如图甲所示，其读数为D＝_________mm；
图甲
2
3
4
5
1
6
(2)采用伏安法测金属丝电阻时，为减小系统误差，需考虑电流表内接还是外接，如图乙所示，某同学采用试触法：让电压表的一端接在A点，另一端先后接B点和C点，结果发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，则实验中应将电压表的另一端接________点(选填“B”或“C”)；
图乙
2
3
4
5
1
6
(3)请根据图丙已描出的实验数据点，在图丙上作出U-I图线；
(4)若接入部分长度L＝1 m，利用上述实验数据可得出该金属丝的电阻率ρ约为________(填选项前字母)。
A．1.03×10-3 Ω·m
B．1.03×10-6 Ω·m
C．1.03×10-9 Ω·m
图丙
2
3
4
5
1
6
解析：(1)螺旋测微器的精确值为0.01 mm，由图甲可知金属丝的直径为D＝0.5 mm＋4.0×0.01 mm＝0.540 mm。
(2)某同学采用试触法：让电压表的一端接在A点，另一端先后接B点和C点。结果发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，可知金属丝的电阻较小，电压表的分流很小，所以电流表应采用外接法，则实验中应将电压表的另一端接B点。
图甲
2
3
4
5
1
6
(3)根据已描出的实验数据点，在图丙中作出U-I图线如图所示。
(4)由U-I图线可得R＝ Ω＝4.5 Ω
根据电阻定律可得R＝ρ
可得该金属丝的电阻率为ρ＝，
代入数据解得ρ＝1.03×10-6 Ω·m。
答案：(1)0.540(0.538～0.542均可)　
(2)B　(3)见解析图　(4)B
2
3
4
5
6
1
6．(10分)(2025·甘肃卷，12)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3 V，内阻约3 kΩ)，电流表(量程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1所示的电路。
①要求用S2选择电流表内、外接电路，请在图
1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(选填“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(选填“c”或“d”)。
图1
2
3
4
5
6
1
(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2所示的电路。
①请在图2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)。
图2
2
3
4
5
6
1
解析：(1)①为了用S2选择电流表的内、外
接法电路，根据内外接法电路特点，S2的
c接线柱与电流表负接线柱相连，d接线柱
与电流表的正接线柱相连，连线图如图甲
所示。
②滑动变阻器起保护电路的作用，电路为
限流电路，闭合S1前，滑片应置于阻值最
大处，即b端。
③由于电流表示数基本不变，电压表示数有变化，说明电流表分压明显，应采用电流表外接法，故S2应接c端。
图甲
2
3
4
5
6
1
(2)①为了消除电表引入的误差，应测出电流表的内阻，S2接d时，电压表测量电流表的电压，S2接c时，测量电流表和Rx总电压，电路连线如图乙所示。
②由图2得Uc＝Ic(Rx＋RA)，Ud＝IdRA，联立得Rx＝。
答案：(1)①见解析　②b　③c　(2)①见解析　②
图乙
专题突破15　电学实验基础(含长度的测量及测量工具的选用)
点击进入WORD文档
按ESC键退出全屏播放限时规范训练(52)　电学实验基础(含长度的测量及测量工具的选用)
(建议用时：40分钟　满分：60分)
1．(10分)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为________mm，直径为________mm；
　　　　　　　 图甲　　　　　　　　图乙
正确连接电路后，测得电压表、电流表示数如图丙和丁所示，接3 V量程时读数为________V，接0.6 A量程时读数为________A。
图丙　　　　　　　　图丁
解析：游标卡尺的精度为0.02 mm，主尺示数为10 mm，游标尺示数为26×0.02 mm＝0.52 mm，故示数为10 mm＋0.52 mm＝10.52 mm；螺旋测微器精度为0.01 mm，螺旋测微器的读数为0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm；接3 V量程时分度值为0.1 V，读数为2.13 V；接0.6 A量程时分度值为0.02 A，读数为0.16 A。
答案：10.52　0.900　2.13　0.16
2．(10分)(2026·北京师大实验中学摸底)用实验室提供的器材测量一种金属电阻丝的电阻率。现有电源(电动势E为3.0 V，内阻不计)、开关和导线若干，以及下列器材。
A．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)
B．电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)
C．滑动变阻器(0～5 Ω，额定电流2 A)
D．滑动变阻器(0～200 Ω，额定电流1 A)
为减小误差并使电压从零开始可调，滑动变阻器应选________。如图是测量该电阻丝实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有连接，请补充完成。
解析：电阻两端电压可以从零开始调节，在实验中滑动变阻器应采用分压式接法，为减小误差，且便于操作，在实验中滑动变阻器应选最大阻值为5 Ω的滑动变阻器。故选C。
电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，为减小实验误差，电流表采用外接法，电阻两端电压可以从零开始调节，在实验中滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路实物图如图所示。
答案：C　见解析图
3．(10分)有一个电阻Rx，其阻值大约是10 Ω，请选择适当的器材，以便测量其阻值，可供选择的电路如图所示。
图甲　　　　　　　　　　　图乙
可供选择的器材是：
A．电动势4.5 V、内阻不计的电源E；
B．量程为15 V、内阻约为10 kΩ的电压表V1；
C．量程为3 V、内阻约为6 kΩ的电压表V2；
D．量程为300 mA、内阻约为4 Ω的电流表A1；
E．量程为5 A、内阻约为2 Ω的电流表A2；
F．最大阻值20 Ω、额定电流1.5 A的滑动变阻器R1；
G．最大阻值500 Ω、额定电流0.5 A的滑动变阻器R2；
H．开关和若干根导线。
则选用的电路是________(选填“甲”或“乙”)，选用的器材是________(填器材的字母代号)。
解析：Rx的阻值大约为10 Ω，与电流表内阻接近，因此用电流表外接法，同时Rx的大约值小于滑动变阻器的总阻值，因而采用限流式接法，故选用甲电路；电源电动势E＝4.5 V，E＝Im(Rx＋RA)，Im＝ A≈0.321 A＝321 mA或Im＝ A＝0.375 A＝375 mA，电流表选D。U＝ImRx＝0.321×10 V＝3.21 V，因而电压表选C，滑动变阻器R2最大值为500 Ω，与Rx偏差太大，因此滑动变阻器选F。
答案：甲　ACDFH
4．(10分)某实验小组同学要测量阻值约为350 Ω的定值电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表A(量程为10 mA，内阻约为100 Ω)；
B．电压表V(量程为3 V，内阻约为3 kΩ)；
C．滑动变阻器R1(阻值范围为0～10 Ω，额定电流为2 A)；
D．定值电阻R2(阻值为750 Ω)；
E．直流电源E(电动势为4.5 V，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Rx＝计算得出。式中U与I分别为电压表和电流表的读数，则图________(选填“甲”或“乙”)所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值；
图甲　　　　　　图乙
图丙
(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Rx＝________Ω，若所用电压表和电流表的内阻分别按3 kΩ和100 Ω进行计算，则由此可得待测电阻的真实值R真＝________Ω(计算结果均保留3位有效数字)。
解析：(1)由于＝8.57>＝3.5，可知电流表分压更明显，故采用电流表外接法，则题图乙所示的电路测量更准确，测量值更接近待测电阻的真实值。
(2)根据读数规律可知，电压表的示数U＝1.80 V，电流表的示数为I＝6.0 mA，根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为Rx＝ Ω＝300 Ω，电路误差在于电压表的分流，则R真＝ Ω＝333 Ω。
答案：(1)乙　(2)300　333
5．(10分)(2026·福州高三第一次质检)为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，实验中所用的器材：电压表(量程0～3 V)、电流表(量程0～0.6 A)、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。
图甲　　　　　　　　　　图乙
图丙
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，某次的测量结果如图甲所示，其读数为D＝_________mm；
(2)采用伏安法测金属丝电阻时，为减小系统误差，需考虑电流表内接还是外接，如图乙所示，某同学采用试触法：让电压表的一端接在A点，另一端先后接B点和C点，结果发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，则实验中应将电压表的另一端接________点(选填“B”或“C”)；
(3)请根据图丙已描出的实验数据点，在图丙上作出U-I图线；
(4)若接入部分长度L＝1 m，利用上述实验数据可得出该金属丝的电阻率ρ约为________(填选项前字母)。
A．1.03×10-3 Ω·m
B．1.03×10-6 Ω·m
C．1.03×10-9 Ω·m
解析：(1)螺旋测微器的精确值为0.01 mm，由图甲可知金属丝的直径为D＝0.5 mm＋4.0×0.01 mm＝0.540 mm。
(2)某同学采用试触法：让电压表的一端接在A点，另一端先后接B点和C点。结果发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，可知金属丝的电阻较小，电压表的分流很小，所以电流表应采用外接法，则实验中应将电压表的另一端接B点。
(3)根据已描出的实验数据点，在图丙中作出U-I图线如图所示。
(4)由U-I图线可得R＝ Ω＝4.5 Ω
根据电阻定律可得R＝ρ
可得该金属丝的电阻率为ρ＝，代入数据解得ρ＝1.03×10-6 Ω·m。
答案：(1)0.540(0.538～0.542均可)　
(2)B　(3)见解析图　(4)B
6．(10分)(2025·甘肃卷，12)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3 V，内阻约3 kΩ)，电流表(量程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1所示的电路。
图1
①要求用S2选择电流表内、外接电路，请在图1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(选填“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(选填“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2所示的电路。
图2
①请在图2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)。
解析：(1)①为了用S2选择电流表的内、外接法电路，根据内外接法电路特点，S2的c接线柱与电流表负接线柱相连，d接线柱与电流表的正接线柱相连，连线图如图甲所示。
图甲
②滑动变阻器起保护电路的作用，电路为限流电路，闭合S1前，滑片应置于阻值最大处，即b端。
③由于电流表示数基本不变，电压表示数有变化，说明电流表分压明显，应采用电流表外接法，故S2应接c端。
(2)①为了消除电表引入的误差，应测出电流表的内阻，S2接d时，电压表测量电流表的电压，S2接c时，测量电流表和Rx总电压，电路连线如图乙所示。
图乙
②由图2得Uc＝Ic(Rx＋RA)，Ud＝IdRA，联立得Rx＝。
答案：(1)①见解析　②b　③c　(2)①见解析　②专题突破15　电学实验基础(含长度的测量及测量工具的选用)
目标 要求 　 　 1.掌握常用仪器的使用方法及读数方法。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。
考点一　基本仪器的使用和读数
1．螺旋测微器(千分尺)的构造、原理及读数
(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0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，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0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为 0.01 mm。
(3)读数
①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。
②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)。
③如图，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露，而可动刻度上的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
　(1)某同学用如图甲所示的螺旋测微器测量小球的直径时，他应先转动________使F靠近小球，再转动________使F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数(以上均选填仪器部件字母符号)。正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是________mm。
图甲　　　　　　　　图乙
(2)读出下面各螺旋测微器的读数，丙________mm，丁________mm，戊________mm。
图丙
图丁　　　　　　图戊
解析：(1)用螺旋测微器测量小球直径时，先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。
(2)丙图：(4＋4.1×0.01)mm＝4.041 mm；
丁图：(1＋10.0×0.01)mm＝1.100 mm；
戊图：(3.5＋1.6×0.01)mm＝3.516 mm。
答案：(1)D　H　G　6.700　(2)4.041　1.100　3.516
2．游标卡尺的构造、原理及读数
(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)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。
(3)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个的、20个的、50个的，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)
10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm
20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm
50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm
(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与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm。
　某同学利用三个不同规格的游标卡尺测量三个物体的长度，示数如图所示，则三个物体的长度分别为________mm、________mm、________mm。
图(a)　　　　　　　　　图(b)
图(c)
解析：图(a)中，游标卡尺的读数为L＝11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm。图(b)中，游标卡尺的读数为L＝42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm。图(c)中，游标卡尺的读数为L＝10 mm＋16×0.02 mm＝10.32 mm。
答案：11.4　42.40　10.32
3．常用电表的读数
对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，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)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。
(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。
(3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，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0.01 A。
　(1)如图甲所示的电流表使用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，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A。
图甲　　　　　　　图乙
(2)如图乙所示的电压表使用较小量程时，每一小格表示________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：(1)电流表使用0～0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格表示 0.02 A，图中表针示数为0.44 A；当使用0～3 A量程时，刻度盘上每一小格表示0.1 A，表针示数为2.20 A。
(2)电压表使用0～3 V量程时，刻度盘上每一小格表示 0.1 V，表针示数为1.70 V；使用0～15 V量程时，刻度盘上每一小格表示 0.5 V，表针示数为8.5 V。
答案：(1)0.02　0.44　0.1　2.20　
(2)0.1　1.70　0.5　8.5
考点二　测量电路和控制电路的选择
1．电流表的两种接法
(1)两种接法的比较
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
电阻测 量值 R测＝＝Rx＋RA＞Rx 测量值大于真实值 R测＝＜Rx 测量值小于真实值
(2)两种接法的选择
①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。
②临界值计算法：Rx＜时，用电流表外接法；Rx＞时，用电流表内接法。
③实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。
　在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________ (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
图(a)　　　　　　图(b)
解析：根据串、并联电路的特点解题。根据题意知>，电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值。图(a)电流表的测量值是真实的，而电压值比真实值大，则Rx1＞Rx真，图(b)电压的测量值是真实的，而电流的测量值大于真实值，则Rx2＜Rx真。
答案：Rx1　大于　小于
　小李在实验室测量一电阻R的阻值。
图1　　　　　　　　　　图2
因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。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，I2＝0.33 A。由此可知应采用电流表________(选填“内”或“外”)接法。
解析：由电流表的表盘可知电流大小为0.34 A。电压表的百分比变化为η1＝×100%≈5.7%，电流表的百分比变化为η2＝×100%≈3.0%，可知电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。
答案：0.34　外
2．滑动变阻器的两种接法
(1)两种接法的比较
项目 限流接法 分压接法
两种接 法电路图
负载R上电 压调节范围 ≤U≤E 0≤U≤E
负载R上电 流调节范围 0≤I≤
闭合S前 触头位置 b端 a端
(2)两种接法的一般适用条件
①限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。
②分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)。
(3)必须采用分压式接法的三种情况
①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法。
②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式接法。
③若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法。
(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低。
　(2025·北京朝阳二模)在“测量金属丝的电阻率”实验中：
(1)下列说法正确的是________；
A．用刻度尺多次测量金属丝的全长，算出其平均值
B．用螺旋测微器在金属丝上某一位置测量得出其直径
C．实验中尽可能保持金属丝的温度不变
(2)若待测金属丝电阻Rx较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压调节范围尽可能大，以下实验电路符合要求的是________。
解析：(1)用刻度尺多次测量金属丝接入电路部分的全长，算出其平均值，故A错误；用螺旋测微器在金属丝上至少三个部位测量直径，计算平均值，故B错误；实验中尽可能保持金属丝的温度不变，以保证金属丝的电阻不变，故C正确。故选C。
(2)待测金属丝电阻较小，可知电压表的分流很小，电流表应采用外接法；为使金属丝两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法。故选B。
答案：(1)C　(2)B
　某物理兴趣小组想测定一个阻值大约为10 kΩ的电阻Rx的阻值，现有以下实验器材：
A．电流表A(量程为1 mA，内阻约为100 Ω)
B．电压表V(量程为10 V，内阻约为50 kΩ)
C．直流电源E(电动势为9 V，内阻约为1 Ω)
D．滑动变阻器R1(20 Ω，1 A)
E．开关、导线若干
(1)根据已有器材在边虚线框内设计并画出电路图；
(2)若操作、读数、计算均无误，考虑到电表内阻影响，R测________R真(填“大于”“等于”或“小于”)。
解析：(1)由于待测电阻阻值很大，故电流表应该选择内接法，由于滑动变阻器的阻值远小于待测电阻阻值，故应该采用分压式接法，电路图如图所示。
(2)由于电压表示数为待测电阻两端电压和电流表两端电压之和，故电压的测量值大于真实值，由R＝可知待测电阻的测量值大于真实值。
答案：(1)图见解析　(2)大于
考点三　实验仪器的选取和实物连线
1．电学实验器材的选择
选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等，一般要考虑四方面因素：
(1)安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流。
(2)误差因素：选用电表应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的以上；使用多用电表电阻挡时应选择合适的倍率挡，使指针尽可能在中间刻度附近。
(3)便于操作：选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节。在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都被用到。
(4)实验实际：除以上三个因素外，还应注重实验实际，如所用的电源与打点计时器的匹配问题等。
2．实物图连接的注意事项
(1)连线顺序：画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按照电路原理图，按顺序以单线连接方式将干路中串联的元件依次串联起来；然后将需要并联的元件再并联到电路中去。
(2)避免交叉：连线时要将导线接在接线柱上，导线不能交叉。
(3)选对接线柱：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。
　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)；
(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；
(3)若在所测量数据中选一组数据U、I及已知量计算R，则其表达式为Rx＝________(用所给字母表示)。
解析：(1)如果电流表选A2，A2满偏时，UV＝IARx＝0.002×15 V＝0.03 V，远小于给出电压表的量程，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)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。又因电动势为12 V，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1 A，若不做处理，会损坏器材。因此将保护电阻R0串联在供电电路的干路上，由于R0的分压，滑动变阻器的滑片可大范围滑动，且不损坏器材。实物图如图所示。
(3)由伏安法知Rx＋rA1＝，得Rx＝－rA1。
答案：(1)A　D　(2)内接　分压　见解析图　(3)－rA1
限时规范训练(52)　电学实验基础(含长度的测量及测量工具的选用)
(建议用时：40分钟　满分：60分)
1．(10分)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为________mm，直径为________mm；
　　　　　　　 图甲　　　　　　　　图乙
正确连接电路后，测得电压表、电流表示数如图丙和丁所示，接3 V量程时读数为________V，接0.6 A量程时读数为________A。
图丙　　　　　　　　图丁
解析：游标卡尺的精度为0.02 mm，主尺示数为10 mm，游标尺示数为26×0.02 mm＝0.52 mm，故示数为10 mm＋0.52 mm＝10.52 mm；螺旋测微器精度为0.01 mm，螺旋测微器的读数为0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm；接3 V量程时分度值为0.1 V，读数为2.13 V；接0.6 A量程时分度值为0.02 A，读数为0.16 A。
答案：10.52　0.900　2.13　0.16
2．(10分)(2026·北京师大实验中学摸底)用实验室提供的器材测量一种金属电阻丝的电阻率。现有电源(电动势E为3.0 V，内阻不计)、开关和导线若干，以及下列器材。
A．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)
B．电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)
C．滑动变阻器(0～5 Ω，额定电流2 A)
D．滑动变阻器(0～200 Ω，额定电流1 A)
为减小误差并使电压从零开始可调，滑动变阻器应选________。如图是测量该电阻丝实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有连接，请补充完成。
解析：电阻两端电压可以从零开始调节，在实验中滑动变阻器应采用分压式接法，为减小误差，且便于操作，在实验中滑动变阻器应选最大阻值为5 Ω的滑动变阻器。故选C。
电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，为减小实验误差，电流表采用外接法，电阻两端电压可以从零开始调节，在实验中滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路实物图如图所示。
答案：C　见解析图
3．(10分)有一个电阻Rx，其阻值大约是10 Ω，请选择适当的器材，以便测量其阻值，可供选择的电路如图所示。
图甲　　　　　　　　　　　图乙
可供选择的器材是：
A．电动势4.5 V、内阻不计的电源E；
B．量程为15 V、内阻约为10 kΩ的电压表V1；
C．量程为3 V、内阻约为6 kΩ的电压表V2；
D．量程为300 mA、内阻约为4 Ω的电流表A1；
E．量程为5 A、内阻约为2 Ω的电流表A2；
F．最大阻值20 Ω、额定电流1.5 A的滑动变阻器R1；
G．最大阻值500 Ω、额定电流0.5 A的滑动变阻器R2；
H．开关和若干根导线。
则选用的电路是________(选填“甲”或“乙”)，选用的器材是________(填器材的字母代号)。
解析：Rx的阻值大约为10 Ω，与电流表内阻接近，因此用电流表外接法，同时Rx的大约值小于滑动变阻器的总阻值，因而采用限流式接法，故选用甲电路；电源电动势E＝4.5 V，E＝Im(Rx＋RA)，Im＝ A≈0.321 A＝321 mA或Im＝ A＝0.375 A＝375 mA，电流表选D。U＝ImRx＝0.321×10 V＝3.21 V，因而电压表选C，滑动变阻器R2最大值为500 Ω，与Rx偏差太大，因此滑动变阻器选F。
答案：甲　ACDFH
4．(10分)某实验小组同学要测量阻值约为350 Ω的定值电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表A(量程为10 mA，内阻约为100 Ω)；
B．电压表V(量程为3 V，内阻约为3 kΩ)；
C．滑动变阻器R1(阻值范围为0～10 Ω，额定电流为2 A)；
D．定值电阻R2(阻值为750 Ω)；
E．直流电源E(电动势为4.5 V，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Rx＝计算得出。式中U与I分别为电压表和电流表的读数，则图________(选填“甲”或“乙”)所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值；
图甲　　　　　　图乙
图丙
(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Rx＝________Ω，若所用电压表和电流表的内阻分别按3 kΩ和100 Ω进行计算，则由此可得待测电阻的真实值R真＝________Ω(计算结果均保留3位有效数字)。
解析：(1)由于＝8.57>＝3.5，可知电流表分压更明显，故采用电流表外接法，则题图乙所示的电路测量更准确，测量值更接近待测电阻的真实值。
(2)根据读数规律可知，电压表的示数U＝1.80 V，电流表的示数为I＝6.0 mA，根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为Rx＝ Ω＝300 Ω，电路误差在于电压表的分流，则R真＝ Ω＝333 Ω。
答案：(1)乙　(2)300　333
5．(10分)(2026·福州高三第一次质检)为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，实验中所用的器材：电压表(量程0～3 V)、电流表(量程0～0.6 A)、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。
图甲　　　　　　　　　　图乙
图丙
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，某次的测量结果如图甲所示，其读数为D＝_________mm；
(2)采用伏安法测金属丝电阻时，为减小系统误差，需考虑电流表内接还是外接，如图乙所示，某同学采用试触法：让电压表的一端接在A点，另一端先后接B点和C点，结果发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，则实验中应将电压表的另一端接________点(选填“B”或“C”)；
(3)请根据图丙已描出的实验数据点，在图丙上作出U-I图线；
(4)若接入部分长度L＝1 m，利用上述实验数据可得出该金属丝的电阻率ρ约为________(填选项前字母)。
A．1.03×10-3 Ω·m
B．1.03×10-6 Ω·m
C．1.03×10-9 Ω·m
解析：(1)螺旋测微器的精确值为0.01 mm，由图甲可知金属丝的直径为D＝0.5 mm＋4.0×0.01 mm＝0.540 mm。
(2)某同学采用试触法：让电压表的一端接在A点，另一端先后接B点和C点。结果发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，可知金属丝的电阻较小，电压表的分流很小，所以电流表应采用外接法，则实验中应将电压表的另一端接B点。
(3)根据已描出的实验数据点，在图丙中作出U-I图线如图所示。
(4)由U-I图线可得R＝ Ω＝4.5 Ω
根据电阻定律可得R＝ρ
可得该金属丝的电阻率为ρ＝，代入数据解得ρ＝1.03×10-6 Ω·m。
答案：(1)0.540(0.538～0.542均可)　
(2)B　(3)见解析图　(4)B
6．(10分)(2025·甘肃卷，12)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3 V，内阻约3 kΩ)，电流表(量程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1所示的电路。
图1
①要求用S2选择电流表内、外接电路，请在图1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(选填“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(选填“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2所示的电路。
图2
①请在图2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)。
解析：(1)①为了用S2选择电流表的内、外接法电路，根据内外接法电路特点，S2的c接线柱与电流表负接线柱相连，d接线柱与电流表的正接线柱相连，连线图如图甲所示。
图甲
②滑动变阻器起保护电路的作用，电路为限流电路，闭合S1前，滑片应置于阻值最大处，即b端。
③由于电流表示数基本不变，电压表示数有变化，说明电流表分压明显，应采用电流表外接法，故S2应接c端。
(2)①为了消除电表引入的误差，应测出电流表的内阻，S2接d时，电压表测量电流表的电压，S2接c时，测量电流表和Rx总电压，电路连线如图乙所示。
图乙
②由图2得Uc＝Ic(Rx＋RA)，Ud＝IdRA，联立得Rx＝。
答案：(1)①见解析　②b　③c　(2)①见解析　②

展开更多......

收起↑