文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
实验十一 长度的测量及其测量工具的选用
学习目标 1.掌握游标卡尺、螺旋测微器的使用和读数方法。 2.掌握电流表、电
压表和电阻箱的读数方法。 3.理解电流表内接法和外接法误差的产生原因，能
正确选择电流表的内、外接法。 4.理解滑动变阻器的两种接法，并会实物连接。
考点一 游标卡尺的使用和读数
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1 所示)。
图1
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，其精确度见下表：
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
某一刻度线对齐的游标尺上的刻度线数，则记录结果表示为(x＋K×精确
度)mm。
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
注意：对于游标卡尺，无论哪种规格，均不需要估读到下一位，后面不能随意加
零，也不能随意去零。
例1 如图2 甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺分别为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。
丙
图2
答案 16.2 23.35 10.38
解析 甲图读数：整毫米数是16 mm，不足1 毫米数是2×0.1 mm＝0.2 mm，最
后读数是16 mm＋0.2 mm＝16.2 mm；
乙图读数：整毫米数是23 mm，不足1 毫米数是7×0.05 mm＝0.35 mm，最后读
数是23 mm＋0.35 mm＝23.35 mm；
丙图读数：整毫米数是10 mm，不足1 毫米数是19×0.02 mm＝0.38 mm，最后
读数是10 mm＋0.38 mm＝10.38 mm。
1.(2024·海南省高三校考)某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，
游标卡尺的示数分别如图3(a)和图(b)所示。
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
图3
由图可读出，圆管内壁的直径为__________mm ，圆管外壁的直径为
__________mm；由此可计算出金属圆管横截面的面积。
答案 22.3 29.9
解析 根据所给图像可知，该游标卡尺的游标尺为10 分度值游标卡尺，其精度
为0.1 mm，由图(a)可读出，圆管内壁的直径为主尺读数加游标尺读数，即为d1
＝22 mm＋3×0.1 mm＝22.3 mm
由图(b)可读出，圆管外壁的直径为d2＝29 mm＋9×0.1 mm＝29.9 mm。
考点二 螺旋测微器的使用和读数
1.构造：如图4 所示，B 为固定刻度，E 为可动刻度。
图4
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。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5 所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上
读的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
图5
例2 螺旋测微器是测量金属丝直径的常用工具，请读出图6 甲、乙、丙、丁图
中各自的读数。
图6
甲图：________mm；乙图：________mm；
丙图：________mm；丁图：________mm。
答案 0.740(0.739～0.741 均正确) 3.696(3.695～3.697 均正确) 2.150(2.149～
2.151 均正确) 0.045(0.044～0.047 均正确)
解析 甲图：螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为24.0×0.01
mm＝0.240 mm，所以最终读数为0.5 mm＋0.240 mm＝0.740 mm
乙图：螺旋测微器的固定刻度读数为3.5 mm，可动刻度读数为19.6×0.01 mm＝
0.196 mm，所以最终读数为3.5 mm＋0.196 mm＝3.696 mm
丙图：螺旋测微器的固定刻度读数为2.0 mm，可动刻度读数为15.0×0.01 mm＝
0.150 mm，所以最终读数为2.0 mm＋0.150 mm＝2.150 mm
丁图：螺旋测微器的固定刻度读数为0 mm，可动刻度读数为4.5×0.01 mm＝
0.045 mm，所以最终读数为0 mm＋0.045 mm＝0.045 mm。
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
2.在测量一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直
径的过程如图7 所示，校零时的读数为________mm ，合金丝的直径为
________mm。
图7
答案 0.007 0.650
解析 校零时可动刻度为0.7 格，故读数为0.7×0.01 mm＝0.007 mm，测量时固
定刻度上读数为0.5 mm，可动刻度为15.7 格，故读数为0.5 mm＋15.7×0.01 mm
＝0.657 mm，合金丝的直径为两次读数之差D＝0.657 mm－0.007 mm＝0.650
mm。
考点三 电压表、电流表和电阻箱的读数
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。
例3 (1)如图8 甲使用较小量程时，图中指针的示数为________A；如图乙使用
较大量程时，图中指针示数为________V。
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
图8
(2)旋钮式电阻箱如图9 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2 087 Ω，最简单的操作方法是：
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
。
图9
答案 (1)0.44 8.5 (2)1 987 将×1 k 的旋钮旋转到2，将×100 的旋钮旋转到
0，其他旋钮不变
解析 (1)使用较小量程时，最小分度值为0.02 A，图中指针的示数为0.44 A
使用较大量程时，最小分度值为0.5 V，图中指针示数为8.5 V。
(2)由图可知，接入电路的电阻为
R＝1 000 Ω＋900 Ω＋80 Ω＋7 Ω＝1 987 Ω
将×1 k 的旋钮旋转到2，将×100 的旋钮旋转到0，其他旋钮不变。
3.电流表量程一般有两种——0～0.6 A，0～3 A；电压表量程一般有两种——0～
3 V，0～15 V。如图10 所示：
图10
(1)接0～3 V 量程时读数为________V。
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
(2)接0～15 V 量程时读数为________V。
(3)接0～3 A 量程时读数为________A。
(4)接0～0.6 A 量程时读数为________A。
答案 (1)1.88 (2)9.4 (3)0.80 (4)0.16
解析 (1)刻度盘上每一小格为0.1 V，读数为1.88 V。
(2)刻度盘上每一小格为0.5 V，读数为9.4 V。
(3)刻度盘上每一小格为0.1 A，读数为0.80 A。
(4)刻度盘上每一小格为0.02 A，读数为0.16 A。
考点四 测量电路和控制电路的选择
角度
电流表的两种接法
电流表内接法、外接法的比较
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
适用条件
RA≪Rx
RV≫Rx
适用于测量
大阻值电阻
小阻值电阻
例4 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)；
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
F.开关S 和导线若干。
(1)实验小组设计了如图11 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________(填“甲”
或“乙”)所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值。
图11
(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)。
答案 (1)乙 (2)300 333
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。
电流表两种接法选择
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
(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)试触法：按图所示接好电路，让连接电压表的导线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，说明电流表分压更
明显，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，说明电压表分流更明显，则可采用电流表内接法。
角度
滑动变阻器的两种接法
滑动变阻器两种接法的对比
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
范围(不计电源内阻)
≤U≤E
0≤U≤E
分压电路调节范围大
负载R 上电流调节
范围(不计电源内阻)
≤I≤
0≤I≤
分压电路调节范围大
闭合S 前滑片位置
b 端
a 端
都是为保护电路元件
例5 (2024·北京西城高三模拟)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R1，滑动变阻器R 的最大阻值为R2，在保证安全的情况下，
为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__________ 。
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
图12
答案 乙 0～U
解析 在保证安全的情况下，为使灯泡两端电压的变化范围尽量大，滑动变阻器
应采用分压式接法，故填乙；根据乙图知，灯泡两端电压最大变化范围是：0～
U。
1.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。
(2)当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时。
(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。
2.滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化，通
常情况下，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流接法。
4.某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻(圆柱体的电阻约为6 Ω)：
为精确测量其电阻，并且待测电阻的电压从零开始可以连续调节，除待测圆柱体
外，实验室还备有的实验器材如下，为了测多组实验数据。
(1)则电压表应选________；电流表应选______；滑动变阻器应选________(填写
器材前对应的序号字母)。
A.电压表V1(量程3 V，内阻约为15 kΩ)
B.电压表V2(量程15 V，内阻约为75 kΩ)
C.电流表A1(量程0.6 A，内阻约为1 Ω)
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
D.电流表A2(量程3 A，内阻约为0.2 Ω)
E.滑动变阻器R1(0～5 Ω，0.6 A)
F.滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)
G.1.5 V 的干电池两节，内阻不计
H.开关S，导线若干
(2)请设计合理的实验电路，将电路图完整地画在图13 虚线框中，并把实物图连
接完整。
图13
答案 (1)A C E (2)如解析图所示
解析 (1)电源电动势为1.5 V，则电压表应选A；电路可能出现的最大电流为 A
＝0.25 A，则电流表应选C；待测电阻的电压从零开始可以连续调节，则滑动变
阻器应接成分压电路，则应该选择阻值较小的E。
(2)因RV≫Rx，则应该采用电流表外接电路；合理的实验电路如图甲，实物图连
接如图乙。
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
1.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1 所示，
则三个物体的长度分别为________mm、________mm、________mm。
图1
答案 11.4 42.40 10.32
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。
2.图2 甲读数为________mm，图乙读数为________mm。
图2
答案 2.320(2.319～2.321 均可) 13.870(13.869～13.871 均可)
解析 螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以题图甲读数为2.0
mm＋32.0×0.01 mm＝2.320 mm，题图乙的读数为13.5 mm＋37.0×0.01 mm＝
13.870 mm。
3.(1)如图3 甲所示，当电流表使用的量程为0～0.6 A 时，对应刻度盘上每一小格
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
代表________A，图中表针所指位置的示数为________A；当电流表使用的量程
为0～3 A 时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针所指位置的示
数为______A。
图3
(2)如图乙所示，当电压表使用的量程为0～3 V 时，每一小格代表______V，图
中表针所指位置的示数为______V；当电压表使用的量程为0～15 V 时，表盘刻
度每一小格代表________V，图中表针所指位置的示数为______V。
答案 (1)0.02 0.36 0.1 1.80
(2)0.1 2.10 0.5 10.5
解析 (1)当电流表使用0～0.6 A 量程时，刻度盘上的每一小格代表0.02 A，表
针所指位置的示数为0.36 A；当电流表使用0～3 A 量程时，每一小格代表0.1
A，表针所指位置的示数为1.80 A。
(2)当电压表使用0～3 V 量程时，每一小格代表0.1 V，表针所指位置的示数为
2.10 V；当电压表使用0～15 V 量程时，每一小格代表0.5 V，表针所指位置的
示数为10.5 V。
4.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4 甲和乙所
示，长度为________mm，直径为________mm；
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
图4
正确连接电路后，测得电压表、电流表示数如图5 所示，接3 V 量程时读数为
________V，接0.6 A 量程时读数为________A。
图5
答案 10.52 0.900 2.13 0.16
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。
5.(2024·宁夏银川高三校考)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6
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
(1)某同学通过实验测定阻值约为5 Ω 的电阻Rx，用内阻约为3 kΩ 的电压表，内
阻约为0.125 Ω 的电流表进行测量。他设计了图6 甲和乙两种电路，下列说法正
确的是________。
A.实验中应采用图甲电路，此电路测得的Rx偏大
B.实验中应采用图乙电路，此电路测得的Rx偏大
C.实验中应采用图乙电路，误差主要是由电流表分压引起的
D.实验中应采用图甲电路，误差主要是由电压表分流引起的
(2)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA，内阻为1.2 kΩ)改装成有两个
量程的电流表，设计电路如图7 所示，其中定值电阻R1＝40 Ω，R2＝360 Ω。
①当开关S 接A 端时，该电流表的量程为0～____mA。
图7
②当开关S 接B 端时，该电流表的量程为0～________mA。
答案 (1)D (2)①1 ②10
解析 (1)根据＝5 Ω>5 Ω，可知电流表应采用外接法，即实验中采用图甲电路图，
由于电压表的分流作用，使得测量的电流值偏大，则根据R＝，可知测得电阻比
真实值小，故D 正确。
(2)①当开关S 接A 端时，R1和R2串联接入电路，和电流表并联，则有IAm＝Ig＋
＝0.25 mA＋ mA＝1 mA，该电流表的量程为0～1 mA。
②当开关S 接B 端时，R2和电流表串联，再与R1并联，则有IBm＝Ig＋＝0.25 mA
15
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
＋ mA＝10 mA，该电流表的量程为0～10 mA。
16
