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考点40 电学实验基础
1. 3 年真题考点分布
题型
实验题
高考考点
1. 实验仪器的原理和使用；伏安法测电阻；分压式接法和限流式接法的选
取；
新高考
2023
天津卷10 题、北京卷16 题、山东卷14 题、浙江卷18 题、海南卷15 题、江
苏卷12 题、湖南卷12 题、全国乙卷23 题、浙江春招卷18 题
2022
福建卷12 题、北京卷15 题、辽宁卷11 题、湖北卷13 题、浙江卷18 题、河
北卷12 题、全国乙卷23 题、浙江春招卷18 题
2021
福建卷12 题、海南卷14 题、北京卷16 题、山东卷14 题、浙江卷18 题、河
北卷12 题、
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近3 年新高考卷对于本节内容考查共计28 次，主要考查：
1. 游标卡尺、螺旋测微器的读数和计算方法；
2. 电流表的内外接法的选取原则和方法；
3. 滑动变阻器的分压接法和限流接法的选取
【备考策略】熟练掌握游标卡尺、螺旋测微器的使用方法和原理，并能正确读出准确的数值；掌握伏安法
测电阻的方法，并能根据实际情况灵活的选择电流表的内接和外接的方法以及误差产生的原
因和误差分析的方法；区分滑动变阻器的分压接法和限流接法，并能合力的选择接线的方法。
【命题预测】本节内容是电学实验的基础，包含了电学实验器材最基本的使用和选取原则，在高考题中是
每年必考的考点一直，2024 年考生务必重视本节内容，这也是为了后面电学实验的学习打下
基础。
1
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考法
1 实验仪器的原理和使用
1.螺旋测微器原理和使用
（1）构造：如图甲，S 为固定刻度，H 为可动刻度．
（2）原理：可动刻度H 上的刻度为50 等份，旋钮K 每旋转一周，螺杆P 前进或后退0.5 mm，则螺旋测微
器的精确度为0.01 mm.
甲 乙
（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如图乙所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米，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.
2. 游标卡尺的原理和使用
（1）构造(如图所示)：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，
尺身上还有一个紧固螺钉．
2
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（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，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 表示由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.
3. 电流表和电压表的原理和使用
（1）电流表和电压表的改装
项目
改装为大量程的电压表
改装为大量程的电流表
原理
串联电阻分压
并联电阻分流
改装原理图
分压电阻或
分流电阻
U＝Ig(Rg＋R) ，故R＝－Rg
IgRg＝(I－Ig)R，故R＝
改装后电
表内阻
RV＝Rg＋R>Rg
RA＝<Rg
（2）两种电表的使用技巧
①机械调零：在不通电时，指针在零刻度线的位置；
②量程选择：指针在满偏刻度的
以上；
③接入方法：电流表与待测用电器串联，电压表与待测电阻并联，接线时，都是电流从正极（红色接
线柱）流入，负极（黑色接线柱）流出；
（3）读数
①0～3 V 的电压表和0～3 A 的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V 或0.1 A，看清楚
3
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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.
角度
1 ：游标卡尺
【典例1】（2022·福建福州·福建省福州第一中学校考模拟预测）下面图1 游标卡尺的读数为
cm，图2 螺旋测微器的读数为 mm。
角度
2 ：螺旋测微器
【典例2】（2021·陕西宝鸡·宝鸡中学校考三模）读出如图1 中游标卡尺（50 分度）与图2 螺旋测微器的读
数：
（1）如图1， mm。
（2）如图2， mm。
角度
3 ：电表的读数
【典例3】（2023·全国·模拟预测）用多用电表粗测金属棒的阻值，当用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过
大，他应该换用 挡（填“×1 Ω”或“×100 Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如
图所示，则金属棒的阻值约为 Ω。
4
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1. （2023·全国·模拟预测）某同学用50 分度的游标卡尺测量一圆柱体工件的长度，如图1 所示，则工件的
长度为 mm；用螺旋测微器测量工件的直径如图2 所示，则工件的直径为 mm。
2．甲为20 分度游标卡尺的部分示意图，其读数为
；图乙为螺旋测微器的示意图，其读数为
。
3．用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b 的位置，如图所示。若多用电表的选择开关处于下面
表格中所指的挡位，a 和b 的相应读数是多少？请填在表格中。
指针位置
选择开关所处挡
位
读数
a
直流电流100mA
mA
5
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直流电压2.5V
V
b
电阻100
考法
2 伏安法测电阻
1. 电流表和电压表测电阻两种方法的比较
（电流表）内接法
（电流表）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
巧记口诀
大内偏大（大电阻内接
法，测量值偏大）
小外偏小（小电阻外接法，测量值偏
小）
2. 伏安法测电阻的电路选择方法
方法
（电流表）内接法
（电流表）外接法
计算法
Rx>
Rx<
试触法
按如图所示电路图接好电路，让电压表的一根接线柱P 先后与
a、b 处接触一下
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．
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
【典例4】用伏安法测量电阻
时，MN 接在恒定电压上，当S 接a 时电压表的示数为10V，电流表的示数
为0.2A；当S 接b 时电压表示数为12V，电流表的示数为0.15A；为了较准确地测定
，S 应接在 点，
的真实值为 Ω
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1. （多选）用如图所示的电路测量待测电阻Rx的阻值时，下列关于由电表产生误差的说法中，正确的是（
）
A．电压表的内电阻越大，测量越精确
B．电压表的读数大于Rx两端真实电压，Rx的测量值大于真实值
C．电流表的内电阻越小，测量越精确
D．由于电流表的分压作用，使Rx的测量值小于真实值
2．如图所示为测量未知电阻Rx阻值的部分电路，当开关S 接a 点时，电压表示数为9 V，电流表示数为
0.30 A；当开关S 接b 点时，电压表示数为10 V，电流表示数为0.25 A，则（ ）
A．电压表示数相对变化显著
B．开关S 接在b 点时，Rx的测量值更准确
C．开关S 接在b 点时，Rx的测量值小于Rx的真实值
D．开关S 接在a 点时，Rx的测量值大于Rx的真实值
3．如图，某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值，他仅将电压表接在b 点，读得两表示数分别为
U1=3.0V，I1=3.0mA，然后将电压表改接在a 点，读得两表的示数分别为U2=2.9V，I2=4.0mA，由此可知电压
表应接到 点误差较小，测得的Rx的值为 Ω。
考法
3 滑动变阻器两种接法的选择
1. 滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较
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
≤U≤E
0≤U≤E
分压调节范围
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的调节范围
大，并且从0 开
始
负载R 上电流
的调节范围
≤I≤
0≤I≤
分压条件范围
大，并且从0 开
始
开关闭合前触
头位置
最右端
最左断
都是为了保护电
路
2. 两种接法的选择
（1）限流式接法适合控制阻值较小的电阻的电压，分压式接法适合控制阻值较大的电阻的电压．
（2）要求电压从0 开始逐渐增大，采取分压式接法．
【典例5】用伏安法测定某定值电阻
（内阻约为
），要尽可能准确地测量这只电阻的阻值.现有器材
除被测电阻
外，还有如下的实验仪器：
A．直流电源，电压
，内阻不计；
B．电压表，量程
，内阻约
；
C．电压表，量程
，内阻约
；
D．电流表，量程
，内阻约
；
E.电流表，量程
，内阻
；
F.滑动变阻器，阻值
；
G.电键一只、导线若干.
（1）在上述仪器中，电压表应选用 ，电流表应选用 （用仪器前序号表示）。
（2）请在方框内画出电路原理图 。
（3）若电流表示数为I，电压表示数为U，则
（用题中字母表示）。
1．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。图中A、B
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
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大变化范围是 。
2．有一个小灯泡上标有“4 V、2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的伏安特性图线。现有下列器
材供选用：电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)，电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)，滑动变阻器(10 Ω，2 A)，学生电源
(直流6 V)、开关、导线若干
（1）实验时，应选下面两图中 （甲，乙）电路图来完成实验
（2）根据所选电路图，将下面的实验器材用实线连接成实物电路图，图中部分连线已经连接好，请你完
成其余的连线 ．
3．如图所示电路中，R1=100Ω，滑动变阻器的总电阻R=100Ω，A、B 两端电压恒定，且UAB=12V．当S 断
开时，滑动变阻器R 滑动头P 由a 移至b 的过程中，R1两端的电压由 V 变至 V；当S 闭合时，
滑动变阻器R 滑动头P 由a 移至b 的过程中，R1两端的电压由 V 变至 V．
1．导电胶具有粘合和导电功能，在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料的
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电阻率，把导电胶装入玻璃管中，导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连，如图甲所示。
（1）在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，应该用游标卡尺的
（选填“A”“B”或“C”）进行测量，该玻璃管内径为 cm。
（2）用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为30Ω，为精确测量其电阻阻值，现有3.0V 的干电池组、开关
和若干导线及下列器材：
A．电压表0~3V，内阻约3kΩ
B．电流表0~2mA，内阻
C．定值电阻1Ω
D．定值电阻10Ω
E．滑动变阻器0~10Ω
①由于电流表量程偏小，需要对电流表进行合理改装，改装时应选 （填器材前面的序号）作为
分流电阻
。
②在答题卡上将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图，要求电压和电流的测量范围尽可能大
。
③测出电压表读数U、电流表读数I、导电胶的直径d 和两金属电极间的距离L，算出该导电胶的电阻率ρ
大小。
2．（1）常用螺旋测微器的精度是
，图中的螺旋测微器读数为
，请你在刻度线旁边的方
框内标出相应的数以符合给出的读数A B C 。
（2）如图所示游标卡尺的读数为 cm。
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3．（1）某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，测量
金属板厚度时的示数如图（b）所示。图（a）所示读数为 mm，图（b）所示读数为
mm，所测金属板的厚度为 mm。
（2）测量d 时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示数如图所示，其读数为 cm。
（3）图中游标卡尺的读数为 mm，螺旋测微器的读数为 mm。
4．（1）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（a）和图（b）
所示。由图可读出，圆管内壁的直径为 cm，圆管外壁的直径为 cm；由此可计算出金属圆管横截面
的面积。
（2）电压表（量程3V）和电流表（量程0.6A）的示数分别如图（c）和图（d）所示。由图可知，电压表
读数为 V，电流表读数为 A。
5．图中游标卡尺的读数为 cm，螺旋测微器的读数为 mm。
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6．某同学要测量一圆柱体金属导体的电阻率
（电阻大约
）
（1）用螺旋测微器测量其直径如图所示，由图可知其直径为
；
（2）用游标为10 分度的卡尺测量其长度如图所示，由图可知其长度为
；
（3）伏安法测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
电流表
（量程
，内阻约
）；
电流表
（量程
，内阻约
）；
电压表
（量程
，内阻约
）：
电压表
（量程
，内阻约
）；
直流电源E（电动势
，内阻不计）；
滑动变阻器
（阻值范围
，允许通过的最大电流
）；
滑动变阻器
（阻值范围
，允许通过的最大电流
）；
开关S，导线若干。
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析。则电流表选择： ，电压表选择：
，滑动变阻器选择： ，电路选择电流表： （选填“内”或“外”）接法。
7．要测定一个圆柱体的电阻率，进行了如下操作∶
（1）用10 分度的游标卡尺测量圆柱体的长度L，可知其长度为 mm；用螺旋测微器测量其直径D
如图，可知其直径为 mm。
（2）圆柱体的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出电阻R，然后根据电阻定律计算出该圆柱体的电阻率。为
此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：
A．电压表0~3 V，内阻约10 kΩ B．电压表0~15 V，内阻约50 kΩ
C．电流表0~0.6 A，内阻约0.05 Ω D．电流表0~3 A，内阻约0.01 Ω
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E.滑动变阻器，0~10 Ω F.滑动变阻器，0~100 Ω
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。（填
序号）
②在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范
围，在测量其电阻时应选择的电路是( )
A．
B．
C．
．
（3）若金属丝电阻用R 表示，则该金属材料的电阻率
。（用所给的字母表示）
8．某同学在实验室测定金属导体电阻的实验中：
（1）游标卡尺测量长度如图1 所示，可知其长度为L= cm；
（2）如图2 所示，用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值d= mm；
（3）将该金属丝绕在陶瓷管上，电阻值约为
。除了开关、若于导线之外还提供了以下实验器材：
直流电源：输出电压为
和
电流表
：量程
，内阻约为
量程
，内阻约为
电压表
：量程
，内阻约为
量程
。内阻约为
滑动变阻器
：最大阻值为
为较准确测量该金属丝的阻值，某同学用所给器材组成实验电路，如图2 所示。图中的
、
、三条导线
中有一条连接有误，该导线是 （填写导线编号）；
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（4）正确连接后，闭合开关前，应该把滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的 （填“左端”或“右
端”）；
（5）若测得金属丝的长度为
，直径为
，电压表示数为
，电流表示数为
，不考虑电流表和电压表内
阻的影响，则金属丝的电阻率
。
9．某同学为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率，采用了如下方法：
（1）利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的高度和直径，测量结果如图甲、乙所示，该工件
高度H 为 cm，直径D 为 mm。
（2）用多用电表测得该工件的电阻Rx 大约为500Ω，该同学又用伏安法测定该工件的阻值，除被测电阻外，
还有如下实验仪器：
A．直流电源（电动势E=12V，内阻不计）
B．电压表V1（量程0~3V，内阻约为3kΩ）
C．电压表V2（量程0~15V，内阻约为25kΩ）
D．电流表A1（量程0~25mA，内阻约为1Ω）
E．电流表A2（量程0~250mA，内阻约为0.1Ω）
F．滑动变阻器R，阻值0~2Ω
G．开关S，导线若干
利用上述仪器完成实验，你认为以下电路中最理想的方案是 。
A．
B．
C．
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10．现在要测量一段电阻丝的电阻率
，电阻丝的阻值
，允许通过的最大电流为
。现提供
如下器材：
电流表
（量程
，内阻约
）
电压表
（量程
，内阻约
）
待测的电阻丝
（阻值约为
）
标准电阻
（阻值
）
滑动变阻器
（
，
）
滑动变阻器
（
，
）
直流电源
（电动势
）
开关
、导线若干
（1）下面四位同学分别设计的“测量部分”的电路，你认为合理的是 。
A．
B．
C．
D．
（2）实验中滑动变阻器应该选择 （选填“
”或“
”），并采用 接法。
（3）用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图所示，则该电阻丝的直径
。
（4）根据你在（1）、（2）中的选择，在图中完成实验电路的连接 。
11．为测量“12V，6W”的小电珠在不同电压（要求电压在0~12V 范围内变化）下的功率，给定了以下器材：
电源（12V，内阻不计），电流表（量程0~0.6A、0~3A，内阻约为0.5Ω），电压表（量程0~3V、0~15V，
内阻约为15kΩ），滑动变阻器1（0~1kΩ），滑动变阻器2（0~10Ω），开关一个，导线若干。回答下列问
题：
（1）实验时选用的电流表量程为 A，电压表量程为 V；
（2）实验中滑动变阻器选用 （选填“1”或“2”），用作 （选填 “限流式”或
“分压式”）连接；
（3）以下四个电路图中，你认为最合适的是 。
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A．
B．
C．
D．
12．某兴趣小组想估测果汁的电阻率。将鲜榨果汁注满一根圆柱形的薄壁吸管，吸管两端用导电性良好的
导线引出并封口。
（1）用游标卡尺测量吸管的直径，测量结果如图所示，则读数为
。选择三个不同的位置测量
吸管的直径，计算出吸管直径的平均值D。
（2）用毫米刻度尺测出接入电路中的吸管长度L，用多用电表粗测电阻约为
。
（3）为了进一步准确地测量其电阻，实验室还备有的实验器材如下：
A．电源E（电动势为
，内阻不计）；
B．滑动变阻器（总阻值约为
）；
C．电压表（量程为
，内阻约为
）；
D．电流表（量程为
，内阻约为
）；
E．开关S，导线若干。
利用上述实验器材设计电路，其中滑动变阻器应选用 （填“分压式”或“限流式”）接法。
（4）若通过伏安法测出该吸管两端的电压和流经它的电流，并绘制图像，得到一条过原点的直线，斜率
为k，则该果汁的电阻率 （用题中D、L、k 等字母表示）。
16
