文档内容
第41讲 电学实验必须熟练掌握的基本技能
目录
01、考情透视，目标导
航
02、知识导图，思维引航.............................................................................................2
03、考点突破，考法探究.............................................................................................2
考点一 常用仪器的使用及读数...................................................................................2
知识点1．螺旋测微器......................................................................................2
知识点2．游标卡尺..........................................................................................3
知识点3．常用电表的读数..............................................................................3
考点二 测电阻的实验电路分析.................................................................................5
知识点1．电流表的内、外接法......................................................................5
知识点2.滑动变阻器两种连接方式.................................................................6
知识点3．实验器材选择的技巧......................................................................6
知识点4．实物图连接的注意事项..................................................................7
知识点5．实验误差分析..................................................................................7
考向1.电流表的两种接法.................................................................................7
考向2.滑动变阻器的两种接法.........................................................................8
考点三 电表的改装.....................................................................................................10
考向1．电流表的改装与校准........................................................................11
考向2．电压表的改装与校准........................................................................12
04、真题练习，命题洞见...........................................................................................13
2024·广东·高考物理第11题
考情
2024·湖南·高考物理第12题
分析
2024·安徽·高考物理第12题
目标1.掌握常用仪器的使用方法及读数方法。
复习
目标2.掌握电流表的内、外接法及滑动变阻器的两种连接方式。
目标
目标3.掌握误差的分类及产生原因。
目标4.会根据电路原理图连接实验器材。考点一 常用仪器的使用及读数
知识点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______mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或
后退______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______ mm，即螺旋测
微器的精确度为______mm。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)×______(mm)。
如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，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＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
知识点2．游标卡尺
(1)构造：主尺、______(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)
(2)用途：测量厚度、长度、深度、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。
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的总长度少 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，其规格见下表：
刻度格数(分度) 刻度总长度 每小格与1 mm的差值 精确度(可精确到)
10 9 mm ______ mm ______ mm
20 19 mm ______mm ______ mm
50 49 mm ______ mm ______ 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。
知识点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，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即可。
(1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是______V和______ 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______V，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0.1 V。
(3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是______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。
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位)。
(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)。(3)最小分度是“5、0.5、0.05、…”时，估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位)。
1.(1)如图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，它们的读数依次为________ mm，________ mm，________ mm。
(2)读出下面各螺旋测微器的读数，甲：____ mm，乙：________ mm，丙：________ mm。
2.(1)如图甲所示的电表使用 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。
(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。
(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，则可得到的电阻范围为________。考点二 测电阻的实验电路分析
知识点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 ＝U＋U 电压表分流I ＝I＋I
测 x A 测 x V
R ＝＝R＋R >R R ＝＝时，选用电流表内接法
A x x
选择标准 当R ≫R 或R<时，选用电流表外接法
V x x
知识点2.滑动变阻器两种连接方式
(1)两种连接方式对比
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
≤U≤E 0≤U≤E 分压电路调节范围大
范围(不计电源内阻)
闭合S前触头位置 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R≫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)；
x
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。
知识点3．实验器材选择的技巧
(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。电流表半偏法测电阻，滑动变阻器选阻值大的。
(3)定值电阻：若用于电表改装，阻值与改装后的量程匹配，若用于保护电路，应使电流表、电压表读数在
满偏刻度的以上且不超过电流表、电压表量程。
知识点4．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：限流法，导线分别连接到上、下各一个接线柱上(两个接线柱)；分压法，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)。
知识点5．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。
考向1.电流表的两种接法
1.某实验小组同学要测量阻值约为350 Ω的定值电阻R，现备有下列器材：
x
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R(阻值范围为0～10 Ω，额定电流为2 A)；
1
D.定值电阻R(阻值为750 Ω)；
2
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 R＝计算得出。式中U与I分别为
x
电压表和电流表的读数，则图________(填“甲”或“乙”)所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值。(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R＝________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
x
阻的真实值R ＝________Ω(计算结果均保留3位有效数字)。
真
考向2.滑动变阻器的两种接法
2.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。图12中A、
B两端之间电压恒为U，灯泡L的电阻恒为R ，滑动变阻器R的最大阻值为R ，在保证安全的情况下，为
1 2
使灯泡两端电压的变化范围尽量大，应选择______ (选填“甲”“乙”或“丙”)电路，灯泡两端电压最大
变化范围是__________ 。
3.为测量“12 V、5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材：
电源：12 V，内阻不计；
电流表：量程0～0.6 A、0～3 A，内阻约为0.2 Ω；
电压表：量程0～3 V、0～15 V，内阻约为15 kΩ；
滑动变阻器：0～20 Ω，允许最大电流1 A；
开关一个，导线若干，实验要求加在小灯泡上的电压从零开始调节。
(1)以下四个电路图你认为最合适的是________。
(2)在本实验中，电流表的量程可选________。
4.请同学设计一个测量电阻的电路，待测电阻R 阻值约为15 Ω。要求用U－I图像来处理数据，滑动变阻
x
器可在较大范围内调节。可供选择的器材如下：
A．电流表A，量程100 mA，内阻r ＝12 Ω；
1 A1B．电流表A，量程2 mA，内阻r ＝200 Ω；
2 A2
C．电压表V，量程10 V，内阻r ≈15 kΩ；
1 V1
D．电压表V，量程3 V，内阻r ≈10 kΩ；
2 V2
E．保护电阻R 约20 Ω；
0
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R＝__________(用所给字母表示)。
x
考点三 电表的改装
电压表、电流表的改装及其特点
项目 表头G改装成电压表 表头G改装成电流表
改装电路
改装原理 串联大电阻分压 并联小电阻分流
改装后的量程 U＝I(R＋R) I＝I＋
g g g
接入的电阻 由U＝I(R＋R)，解得R＝－R 由IR＝(I－I)R，解得R＝
g g g g g g
改装后的内阻 R ＝R＋R R ＝
V g A
校准电路注意：改装后表头内阻R、表头的满偏电流I、满偏电压U 都没有变，只是表头的刻
g g g
度需要相应的调整。
考向1．电流表的改装与校准
1.某同学欲将量程为I 的电流表G 改装成多个量程的电流表。
g 1
(1)他用量程也为I 的电流表G 采用如图甲所示的电路，测定电流表G 的内阻。
g 2 1
若电阻箱的示数为 R′，电流表 G 和 G 的示数分别为 I 和 I ，则电流表 G 内阻的表达式为 R ＝
1 2 1 2 1 g
________。现将滑动变阻器R滑片移到某一位置，将电阻箱的阻值调到R′＝200 Ω时，两电流表G 和G
1 2
示数如图乙所示，则电流表G 的内阻为________ Ω。
1
(2)测量出电流表G 的内阻后，电流表G 的改装电路如图丙所示。已知G 的满偏电流I ＝0.60 mA，R 、R
1 1 1 g 1 2
是定值电阻。若开关S掷于a接线柱，改装成量程为1 mA的电流表；若开关S掷于b接线柱，改装成量程
为10 mA的电流表。则根据题中所给条件，定值电阻的阻值应为R＝________ Ω，R＝________ Ω。
1 2
(3)如图丁所示，用量程I ＝1 mA、内阻r ＝100 Ω的标准电流表对改装表1 mA挡的不同刻度进行校准。
A A
所用电池的电动势E＝1.5 V(内阻忽略不计)，定值电阻R 有两种规格，阻值分别为1 kΩ和2 kΩ。图中R
0 0
应选用阻值为________ kΩ的定值电阻。
考向2．电压表的改装与校准
2.某同学将一量程为250 μA的微安表改装成量程为1.5 V的电压表。先将电阻箱R 与该微安表串联进行改
1
装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R 、定值电阻R 、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测，
2 3
设计电路如图所示。
(1)微安表铭牌标示内阻为0.8 kΩ，据此计算R 的阻值应为__________kΩ。按照电路图连接电路，并将R
1 1调为该阻值。
(2)开关闭合前，R 的滑片应移动到________端。
2
(3)开关闭合后，调节R 的滑片位置，微安表有示数，但变化不显著，故障原因可能是__________。(填选
2
项前的字母)
A．1、2间断路 B．3、4间断路 C．3、5间短路
(4)排除故障后，调节R 的滑片位置，当标准电压表的示数为0.60 V时，微安表的示数为98 μA，此时需要
2
__________(填“增大”或“减小”)R 的阻值，以使改装电表的量程达到预期值。
1
1．（2024·广东·高考真题）(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡
尺测量一例柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为 cm。
(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不
可调节。打开并调节 。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。
调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。
2.（2024·湖南·高考真题）某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图（a）所示的
装置。电阻测量原理如图（b）所示，E是电源，V为电压表，A为电流表。
（1）保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100mA，电压表量程为3V，表盘如图（c）所
示，示数为 V，此时金属丝阻值的测量值R为 Ω（保留3位有效数字）；
（2）打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值；
（3）根据测量数据绘制R—p关系图线，如图（d）所示；
（4）如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100mA，电压表指针应该在图（c）指针位置的
侧（填“左”或“右”）；
（5）若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值 真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
3．（2024·安徽·高考真题）某实验小组要将电流表G（铭牌标示： ， ）改装成量程
为1V和3V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标
准电压表等实验器材，按图（1）所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。
(1)开关 闭合前，滑片P应移动到 （填“M”或“N”）端。
(2)根据要求和已知信息，电阻箱 的阻值已调至 ，则 的阻值应调至 。
(3)当单刀双掷开关 与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表
示为 。（结果用U、I、 、 表示）
(4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实
值与铭牌标示值有偏差，则只要________即可。（填正确答案标号）
A．增大电阻箱 的阻值 B．减小电阻箱 的阻值
C．将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
(5)校准完成后，开关 与b连接，电流表G的示数如图（2）所示，此示数对应的改装电压表读数为
V。（保留2位有效数字）
4．（2022·北京·高考真题）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1中的 （选填“甲”或“乙”）。
（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约 电阻的阻值，下列实验步
骤正确的操作顺序为 （填各实验步骤前的字母）。
A．将选择开关置于“ ”位置
B．将选择开关置于“ ”位置C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开
D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”
（3）图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么
移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情
况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试
触d 时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则 （选填选项前的字母）。
A．导线 断路
B．滑动变阻器断路
C．导线 断路
D．滑动变阻器短路
5．（2022·全国·高考真题）一同学探究阻值约为 的待测电阻 在 范围内的伏安特性。可用
器材有：电压表V（量程为 ，内阻很大），电流表A（量程为 ，内阻为 ），电源E（电动势
约为 ，内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选 或 ），定值电阻 （阻值可选 或
），开关S，导线若干。
（1）要求通过 的电流可在 范围内连续可调，在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出
实验电路的原理图 ；
（2）实验时，图（a）中的R应选最大阻值为 （填“ ”或“ ”）的滑动变阻器， 应选
阻值为 （填“ ”或“ ”）的定值电阻；
（3）测量多组数据可得 的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图（b）和图
（c）所示，则此时 两端的电压为 V，流过 的电流为 ，此组数据得到的 的阻值为（保留3位有效数字）。
6．（2022·辽宁·高考真题）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为 ，内阻为 ）改装成有两
个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻 ， 。
（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为 ；
（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时 （填“大”或“小”）
（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻 的阻值，设计了图（b）
中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用 （填“甲”或“乙”）电路可修正由电
表内阻引起的实验误差。
7．（2022·天津·高考真题）某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图所示。A、
B为两个直径相同的小球。实验时，不放B，让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落
点位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个
落点位置。三个落点位置标记为M、N、P。（1）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的
结果如下图所示，其读数为 。
（2）下列关于实验的要求哪个是正确的 。
A．斜槽的末端必须是水平的 B．斜槽的轨道必须是光滑的
C．必须测出斜槽末端的高度 D．A、B的质量必须相同
（3）如果该同学实验操作正确且碰撞可视为弹性碰撞，A、B碰后在水平面上的落点位置分别为
、 。（填落点位置的标记字母）
8．（2022·海南·高考真题）现要测量一个满偏电流 的表头内阻并改装成量程为 的电流表，
如图所示。
（1）先闭合开关，再调整滑动变阻器，使电流表A的示数为 ，电流表G的示数如图所示，则流过
G的电流是 。若 ，则 ；
（2）给G并联一个 的电阻进行校准时，当电流表G的示数为 时，标准电流表A的示数为 ，
则改装之后的电流表实际量程是 ；
（3）若要把它改装成量程为 的电流表，还需要在 两边并联一个 的电阻。
