文档内容
训练十五 电学实验基础
题型一 常用仪器的读数
知识梳理
一、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，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)×0.01(mm)．
如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，可动刻度示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm
＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.
二、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．
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微量差值制成．
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
的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种，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 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：从主尺上读出整毫米数x，然后再从游标尺上找出第k条刻度线与主尺上某一刻度线对齐，即记
录结果表示为(x＋k×精确度) mm.
三、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，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.
考向1 游标卡尺、螺旋测微器的读数
例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.
考向2 电压表、电流表和电阻箱的读数
例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
得到的电阻值范围为________．题型二 测量电路与控制电路的选择
知识梳理
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
两种电路选择标准
当R V≫R
x
或R
x
<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
≤U≤E 0≤U≤E 分压电路调节范围大
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
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 x≫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3 (2020·全国卷Ⅰ·22)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R，所用电压表的内阻为1
xkΩ，电流表内阻为0.5 Ω.该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点
之间，另一种是跨接在O、Q两点之间．测量得到如图(b)所示的两条U－I图线，其中U与I分别为电压表
和电流表的示数．
回答下列问题：
(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到
的．
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的
真实值，结果为________ Ω(保留1位小数)．
(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________
Ω(保留1位小数)．
变式训练1 (2023·内蒙古包头市模拟)物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻R的
x
阻值，可用器材有：电压表(量程为15 V，内阻约为5 000 Ω)，电流表(量程为0.6 A，内阻为5 Ω)，电
源E(电动势为12 V，内阻不计)，滑动变阻器R最大阻值为10 Ω，定值电阻R阻值为15 Ω，开关S，导
0
线若干．(R、R、R、电流表、电压表、电源、开关等仪器均无断路和短路，导线无断路)
0 x
(1)将图甲所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图．要求电流表和电压表的示数从零开始变化．
(2)连接电路后，闭合开关，逐渐移动滑片，发现电流表始终没有示数，电压表示数逐渐增大最终接近电
源电压．则出现该现象的原因可能是________．
(3)该电路中R的作用是________．
0
(4)测出多组数据，作出I－U图像，如图乙所示．则R阻值为________ Ω.
x题型三 实验器材的选取与实物图的连接
知识梳理
1．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：分压选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．电流半偏法测电阻，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．
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：限流法，导线分别连接到上、下接线柱上(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)．
例4 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：E(电动势为3 V，内阻很小)
1
E(电动势为15 V，内阻很小)
2
直流电流表：A(量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)
1
A(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω)
2
直流电压表：V(量程为3 V、内阻为3 kΩ)
滑动变阻器：R(阻值范围0～20 Ω)
1
R(阻值范围0～200 Ω)
2
定值电阻：R＝3 kΩ、R＝9 kΩ、R＝25 kΩ
3 4 5
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________(填“E”或“E”)；
1 2
(2)电流表应该选择________(填“A”或“A”)；
1 2
(3)滑动变阻器应该选择________(填“R”或“R”)；
1 2
(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．
变式训练2 现要用如图甲所示的电路图来测量某一电压表V的内阻．给定的器材有：待测电压表V(量程
2 V，内阻约为4 kΩ)；电流表A(量程1.2 mA，内阻约500 Ω)；直流电源E(电动势约2.4 V，内阻不
计)；滑动变阻器R(最大阻值20 Ω)；定值电阻R(3个：阻值分别为2 kΩ、20 kΩ、200 kΩ)；开关S
0
及导线若干．要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．
(1)定值电阻R应该选用的阻值为________ kΩ；
(2)根据图甲的测量电路原理图，用笔画线代替导线，在图乙所给的实物图上连线；
(3)根据图甲的测量电路原理图，开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端应滑动到最________端(选填“左”
或“右”)；
(4)电路接通后，把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置，若此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电
压表内阻R＝________.
V
强基固本练
1．某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时，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.另一位学生用游标尺上标有50等分刻度的游标卡
尺测一工件的长度，测得的结果如图丙所示，则该工件的长度L＝________ cm.
2．如图，螺旋测微器的读数为________ mm；电压表的读数为________ V；电流表的读数为________ A.
3．某同学用伏安法测定待测电阻R的阻值(约为10 kΩ)，除了R、开关S、导线外，还有下列器材供选
x x
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R(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)
0
(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)
(2)在虚线框内画出测量R阻值的实验电路图．
x
(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________其真实值(选
填“大于”“小于”或“等于”)，原因是__________________________．
4．(2023·山东临沂市第一中学模拟)某物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻R的
x
阻值，电路如图甲所示．已知电源电压为6 V，R＝10 Ω，滑动变阻器规格为“50 Ω 0.6 A”．
0
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小，导线不
能交叉；
(2)实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0.现用一根导线在图甲中先后连接接线柱A与B、C
与H时，电流表和电压表示数仍为0，连接接线柱H与G时，电流表和电压表指针有明显偏转，则电路的故
障是________________；
(3)排除故障后，闭合开关调节滑片，利用电压表和电流表测出了多组实验数据，并作出了电压表与电流
表示数的关系图像，如图乙所示，则R阻值为________Ω；
x
(4)调节滑动变阻器，当电压表的示数为3 V时，R消耗的电功率是________ W；
x
(5)电路中串联R的作用是________(填正确答案前的字母)．
0A．增大串联电阻，增大分压，电压表易于读数
B．增大串联电阻，增大分流，电流表易于读数
5．某同学要测量一个未知电阻的阻值，实验室提供的器材有：
A．电流表A：量程为0～3 mA，内阻r约为15 Ω
1 1
B．电流表A：量程为0～1.5 mA，内阻r为25 Ω
2 2
C．定值电阻R：R＝9 975 Ω
1 1
D．定值电阻R：R＝1 975 Ω
2 2
E．滑动变阻器R：最大阻值为10 Ω
3
F．电源E，电动势为3 V，内阻很小但不可忽略
G．开关S及导线若干
(1)该同学根据实验器材设计了如图所示的测量电路，闭合开关S之前，滑动变阻器R的滑片应置于
3
________(填“最左端”或“最右端”)．
(2)实验中需要量程为0～3 V的电压表，则电路图中的电流表①应选择________，定值电阻R应选择
________(均填器材前面的字母)．
(3)调节滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片置于合适的位置，若此时电流表A 的示数为I，电流表A 的示
1 1 2
数为I，则待测电阻R＝________(用物理量的符号表示)．
2 x
6．(2023·四川攀枝花市模拟)电阻R的阻值在3～5 kΩ间，现要测量其电阻，实验室提供了下列器材：
x
电压表V(量程3 V，内阻约为30 kΩ)
电流表A(量程100 μA，内阻约为100 Ω)
1
电流表A(量程1 mA，内阻约为10 Ω)
2
滑动变阻器R(最大电阻500 Ω)
电源E(电动势4 V)
开关S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)；
(2)闭合开关S前，滑动变阻器的滑动触头P应在________(选填“a”或“b”)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；
(4)实验中得到的I－U图线如图丙中的实线d所示，电阻R的测量值为________ kΩ；
x
(5)由于本实验存在误差，你认为电阻R的真实I－U图线应为图丙中图线________(选填“c” 或
x
“e”)；
(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V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．
7．为了测量一电阻的阻值R，现有以下器材：蓄电池E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，电阻箱R，
x P
开关S、S，导线若干．某活动小组设计了如图甲所示的电路．实验的主要步骤如下：
1 2
A．闭合S，断开S，调节R和R，使电流表和电压表示数合适，记下两表示数分别为I、U；
1 2 P 1 1
B．闭合S，保持R阻值不变，记下电流表和电压表示数分别为I、U.
2 P 2 2
(1)按电路图在实物图乙上连线．
(2)写出被测电阻的表达式R＝________________(用两电表的读数表示)．
x
(3)由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的测量值__________(选填“大于”“小于”或“等
于”)真实值．
