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第40 讲 电学实验基础
目录
01
考情解码·命题预警2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 常用仪器的使用与读数........................................................................................................4
知识点1 游标卡尺和螺旋测微仪的使用与读数......................................................................................4
知识点2 电流表、电压表的使用与读数..................................................................................................4
考向 常用仪器的使用与读数..................................................................................................................... 5
考点二 电流表的两类接法..............................................................................................................11
知识点 电流表的两类接法.......................................................................................................................11
考向 电流表的两类接法........................................................................................................................... 12
考点三 滑动变阻器的两类接法......................................................................................................14
知识点 滑动变阻器的两类接法...............................................................................................................14
考向 滑动变阻器的两类接法................................................................................................................... 14
考点四 电学实验的设计、仪器选择及实物连线..........................................................................19
知识点 电学实验的设计、仪器选择及实物选择...................................................................................19
考向 电学实验的设计、仪器选择及实物选择.......................................................................................20
04 真题溯源·考向感知.......................................................................................................................24
1
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考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
电学实验基础
选择题
非选择题
新高考全国Ⅱ卷
\
\
考情分析：
1．黑吉辽高考近几年虽然没考，但涉及电表读数，长度测量，连线问题等是高考电学实验的热点。
2．从命题思路上看，试题情景为命题将更加注重考查学生的实验探究能力，如实验方案的设计、实验步
骤的优化、实验结果的评估等 。在实验方案设计方面，学生可能需要根据给定的实验目的和有限的实验
器材，设计出多种可行的实验方案，并比较各方案的优缺点，选择最佳方案 。在实验步骤优化上，考查
学生能否根据实验过程中出现的问题，对实验步骤进行调整，以提高实验效率和准确性。
复习目标：
目标一：能根据实验需求正确选择电压表、电流表的量程，明确不同量程的分度值（如电流表 0-0.6A 量
程分度值 0.02A，0-3A 量程 0.1A），并能准确读数（包括估读一位）。
目标二：精通螺旋测微器的读数（固定刻度值 + 可动刻度值 ×0.01mm，需估读至 0.001mm）和游标卡尺
的读数（主尺读数 + 游标尺对齐格数 × 精度，10 分度精度 0.1mm，20 分度 0.05mm，50 分度
0.02mm，无需估读）。
2
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考点一 常用仪器的使用与读数
知识点1 游标卡尺和螺旋测微仪的使用与读数
游标卡尺和螺旋测微器
3
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精确度
10 分度游标尺，精确度为0.1 mm；20 分度游标尺，精确度为0.05 mm；50 分度游标尺，
精确度为0.02 mm，不估读
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
标的格数，则测量值（mm）＝x（mm）＋K×精确度（mm）
使用
被测物体夹在测微螺杆与测砧之间，旋转粗调旋钮，当测微螺杆快靠近物体时，停止使用粗
调旋钮，改用微调旋钮，听到“喀喀”声时停止，拨动锁紧装置，然后读数
读数
（1）读数：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）＝固定刻度读数（mm）＋可动刻度读数（带估读值）×0.01（mm）
知识点2 电压表、电流表的使用及读数
1.量程选择
选择合适量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的1
3，但又不能超过量程
2.使用事项
（1）使用前应先进行零点调整（机械调零）；
（2）红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔；
（3）红表笔接电势高处，黑表笔接电势低处，即电流从红表笔进表，从黑表笔出表
3.电表估读
（1）最小分度是“1，0.1，0.01，…”时，估读到最小分度的1
10（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1
2（即估读到最小分度的那一位）；
（3）最小分度是“5，0.5，0.05，…”时，估读到最小分度的1
5（即估读到最小分度的那一位）
4
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考向 常见仪器的使用与读数
例1（2024·辽宁沈阳·模拟预测）某实验小组同时测量A、B 两个箱子质量的装置图如图甲所示，其中D 为
铁架台，E 为固定在铁架台上的轻质滑轮（质量和摩擦可忽略不计），F 为光电门，C 为固定在A 上、宽
度为d 的细遮光条（质量不计），另外，该实验小组还准备了一套总质量
的砝码和刻度尺。
（1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F 之间的距离为h。取出质量为m 的砝码放在A 箱
子中，剩余砝码全部放在B 箱子中，让A 从位置O 由静止开始下降。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d 的读数如图丙所示，其读数为 mm，测得遮光条通过光电门
的时间为
，下落过程中的加速度大小
（用d、
、h 表示）。
（3）改变m，测得相应遮光条通过光电门的时间，算出加速度a，得到多组m 与a 的数据，作出
图
像如图乙所示，可得A 的质量
kg。（取重力加速度大小
，计算结果保留三位有效数
字）
【答案】 11.3
2.50
【详解】（2）[1]用游标卡尺测量遮光条的宽度d 的读数如图丙所示，其读数为
11mm+3×0.1mm=11.3mm
[2]根据匀变速直线运动的规律有
又
解得
（3）[3]对A、B 及砝码组成的系统由牛顿第二定律有
整理可得
5
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结合乙图，可得
联立，解得
例2 某同学用自己发明的新式游标卡尺测量一小段金属丝的长度，新式卡尺将主尺上39mm 在游标尺上均
分成20 等份。如图所示，则小钢球的直径为d= cm。该同学又用螺旋测微器测量该金属丝的直径，
示数如图，则该金属丝的直径为 mm。
【答案】 1.035 1.195
【详解】（1）[1]20 分度的游标卡尺，游标卡尺的精确度为0.05mm，游标卡尺的主尺读数为10mm，游标
尺上第7 个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为7×0.05mm=0.35mm，所以最终读数为：
10mm+0.35mm=10.35mm=1.035cm。
（2）[2]螺旋测微器的固定刻度为1mm，可动刻度为19.5×0.01mm=0.195mm，所以最终读数为
1mm+0.195mm=1.195mm。
例3 某学生小组在测量某种长为 30cm 金属丝的电阻率实验时，两电表的示数分别如图所示（电压表量程
0~3V， 电流表量程0~0.6A），用螺旋测微器测得金属丝的直径如图，下列说法正确的是（ ）
A．加在金属丝两端电压为 7.0V
B．流过金属丝的电流为0.5A
C．该金属丝电阻阻值为 35Ω
D．该金属丝直径为 1.605mm
【答案】D
【详解】A．电压表量程0~3V，加在金属丝两端电压为1.20 V。故A 错误；
B．电流表量程0~0.6A，流过金属丝的电流为0.50A，故B 错误；
C．该金属丝电阻阻值为R = U
I = 1.20
0.50 Ω=2.40Ω，故C 错误；
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D．该金属丝直径为1.50 mm +0.01×10.5 mm =1.605 mm，故D 正确。
故选D。
【变式训练1】某同学设计了如图甲所示的实验方案做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系实验”。
(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度，如图所示。遮光条的宽度
mm；
(2)细绳一端与小车相连，另一端通过光滑的动滑轮与弹簧测力计相连，将小车从某一位置由静止释放，测
出遮光片通过光电门的挡光时间
，小车静止时的位置到光电门的位移s，则小车的加速度
。
（用题上所给字母表示）；
(3)若实验时遮光片通过光电门的挡光时间
，小车静止时的位置到光电门的位移
，小车
的质量
，弹簧测力计的示数
，重力加速度
，小车与长木板间的动摩擦因数
。
【答案】(1)2.60 (2)
(3)0.5
【详解】（1）遮光条的宽度为
；
（2）小车通过光电门的速度
由运动学公式，有
解得
；
（3）对小车受力分析，由牛顿运动定律，有
又由（2）代入数据得
解得
。
【变式训练2】某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径，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。
【答案】 8.020/8.019/8.021 2.060
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【详解】[1]螺旋测微器读数为固定刻度数与可动刻度数之和，所以螺旋测微器的读数为
[2]游标卡尺读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以游标卡尺读数为
【变式训练3】下列是《普通高中物理课程标准》中列出的必做实验的部分内容，请完成下列填空：
(1)在“探究平抛运动的特点”实验中：
①用图1 装置进行探究，下列说法正确的是( )
A．只能探究平抛运动水平分运动的特点
B．需改变小锤击打的力度，多次重复实验
C．能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点
②用图2 装置进行实验，下列说法正确的是( )
A．斜槽轨道M 必须光滑且其末端水平
B．上下调节挡板N 时必须每次等间距移动
C．小钢球从斜槽M 上同一位置静止滚下
(2)某实验小组在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量小球的直径，某次读数为10.10mm，则所选用的
测量仪器与图1 中 （选填“A”、“B”或“C”）一致。
【答案】(1) B C (2)B
【详解】（1）①[1]利用图1 装置将做平抛运动的小球与做自由落体运动的小球作对比，该实验只能说明
平抛运动的竖直方向的运动情况，不能反映平抛运动的水平方向运动情况。实验时，需要改变小锤的击打
力度，多次重复实验。
故选B。
[2]AC
②
．用图2 装置进行实验，为了保证从斜槽末端水平飞出的速度大小相等，小钢球必须从同一位置静
止滚下，斜槽不必要光滑，但末端必须水平，故A 错误，C 正确；
B．挡板的作用是为了方便确定小球的运动，没有必要每次等间距移动，故B 错误。
故选C。
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（2）A．由图可知，A 为10 分度的游标卡尺，分度值为
，且不需要估读，则不可能读出10.10mm，
故A 错误；
B．由图可知，B 为20 分度的游标卡尺，分度值为
，且不需要估读，则可能读出10.10mm，故B
正确；
C．由图可知，C 为螺旋测微器，分度值为
，需要估读到分度值的下一位，则不可能读出
10.10mm，故C 错误。
故选B。
【变式训练4】(1)如图甲所示的两把游标卡尺，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，它们的读数依次为 mm， mm。
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是 mm。
(3)①图丙使用0.6 A 量程时，图中表针示数是 A。
②图丁使用较大量程，图中表针示数为 V。
【答案】(1) 17.7 23.85 (2)2.150 (3) 0.44 8.5
【详解】（1）[1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为
[2]根据游标卡尺的读数规律，该读数为
（2）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
（3）[1]电流表量程为0.6A，精度为0.02A，则指针读数为0.44A；
[2]电压表较大量程为15V，精度为0.5V，则指针读数为8.5V。
【变式训练5】仪器仪表的正确使用和读数是高中物理实验的基础。如图所示，游标卡尺两脚间狭缝宽度
为 mm；螺旋测微器测出的金属丝的直径是 mm。
量程的电压表，表针示数为
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V。
【答案】 0.65
/1.499/1.501 8.5/8.4/8.6
【详解】[1]由于20 分度游标卡尺的精确度为
，恰好第13 条线和主尺刻度对齐，因此读数为
[2]由于螺旋测微器精确度为
，估读一位，因此读数为
[3] 由于
量程的电压表最小刻度为
，因此读数为
。
考点二 电流表的两类接法
知识点 电流表的两类接法
1.电流表内、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＝U 测
I 测
＝Rx＋RA＞Rx
测量值大于真实值
R 测＝U 测
I 测
＝Rx RV
Rx＋RV
＜Rx
测量值小于真实值
适用条件
RA≪Rx
RV≫Rx
适用于
大电阻
小电阻
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测量
2.电流表内、外接法的选择
定性法
先将待测电阻的估计值（或大约值）与电压表、电流表内阻进行比较：
（1）若Rx较小，宜采用电流表外接法；
（2）若Rx较大，宜采用电流表内接法
容量
当已知Rx、RA、RV的大约阻值时：
（1）Rx＜√RV R A时，用电流表外接法；
（2）Rx＞√RV R A时，用电流表内接法；
（3）Rx＝√RV R A时，内、外接法均可
试触法
按图接好电路，让电压表一个接线柱固定接好，另一个接线柱P 先后与a、b 处接触一下
记录两表的读数为Ia、Ua、Ib、Ub：
（1）如果电压表的示数变化比电流表的示数变化更明显，对应表达式为｜I a－I b｜
I a
＜
｜U a－U b｜
U a
，则应采用电流表外接法；
（2）如果电流表的示数变化比电压表的示数变化更明显，对应表达式为｜I a－I b｜
I a
＞
｜U a－U b｜
U a
，则应采用电流表内接法
考向 电流表的两类接法
例1 某同学要测量某电池的电动势和内阻，提供下列仪器：
A．待测“电池”（电动势E约为4V，内阻r约为180Ω）
B．毫安表（量程5mA，内阻为Rg=80Ω）
C．电压表V1（量程4V，内阻约5kΩ）
D．电压表V2（量程40V，内阻约500Ω）
E.电阻箱R0(0~999.9Ω)
F.滑动变阻器R1(0∼10Ω)
G.滑动变阻器R2(0∼1000Ω)
H.开关、导线若干。
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(1)为尽量减小实验误差，实验中电压表选择 ，滑动变阻器选择 。（填写元件的字母代号）
(2)由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱R0与毫安表并联，可使其量程扩大，取R0= 1
4 Rg，则改装后
的电流表量程为毫安表量程的 倍；
(3)用改装后的电流表完成实验，应该选择的实验电路是图中的 （填“甲”或“乙”）；
(4)根据实验数据画出U −I图线（U是电压表读数，I是改装后电流表的读数），如图丙所示。由图线可
得，“电池”的电动势E = V，内电阻r = Ω。（结果均保留三位有效数字）
【答案】(1) C G (2)5 (3)乙 (4) 3.80 171
【详解】（1）[1]电压表应选量程为4V 的，即V1。
故选C。
[2]由题图可知，滑动变阻器应选择大于电池内阻r的，即R2。
故选G。
（2）改装后，通过的总电流为I = I g+ I g Rg
R0
=5 I g，即量程扩大为原来的5 倍。
（3）由于改装后的电流表内阻已知，因此电流表相对电源应采用内接法，应该选择的实验电路是图中的
乙。
（4）[1][2]改装后电流表的内阻为RA= R0 Rg
R0+ Rg
= 20×80
20+80 Ω=16Ω
由闭合电路欧姆定律可得E =U + I ( RA+r )
则U =−I ( RA+r )+ E
可知U −I图像的纵轴截距等于电动势，则有E =3.80 V
斜率绝对值为RA+r =|
ΔU
Δ I |=
3.80−1.00
15.0×10
−3−0
Ω≈187Ω
则r ≈187Ω−16Ω=171Ω。
【变式训练1】某兴趣小组准备利用下列器材测量一节干电池的电动势和内阻。
A．待测干电池电动势E，内阻r(约为2Ω)
B．电流表(量程为0∼0.6 A，内阻为0.2Ω)
C．电压表(量程为0∼1.5 V，内阻约为1.5kΩ)
D．滑动变阻器(最大阻值为20Ω，额定电流为2A)
E.开关、导线若干。
(1)实验中的电路图应选用下图中的 。(选填“甲”或“乙”)。
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(2)连接好电路后再进行实验，根据同学测得的数据，在U −I图中描出的点迹并画出U −I图线如图丙所
示，利用图像得出干电池的电动势E = V ，内阻r = Ω。(上述两空，前一空保留3 位
有效数字，后一空保留2 位有效数字)
(3)如果仅考虑电表内阻对实验测量结果的影响，由该实验得到的电动势和内阻的测量值与真实值之间的关
系是E测 E真、r测 r真。(选填“<”“=”或“>”)
【答案】(1)乙 (2) 1.45 1.8 (3) = =
【详解】（1）因为电流表阻值为准确值，实验中的电路图应选用下图中的乙，可消除电表误差。
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得U = E−I （r +rA）
则由图丙可知，电源的电动势为E =1.45 V
等效内阻r ' =k = ΔU
Δ I = 1.45−0.85
0.3
Ω=2.0Ω=0.2Ω+r
解得内阻r =1.8Ω
（3）[1][2]因为电流表阻值为准确值，可消除电表误差，故电动势和内阻的测量值与真实值均相等。
考点三 滑动变阻器的两类接法
知识点 滑动变阻器的两类接法
1.滑动变阻器两种接法的比较
项目
限流接法
分压接法
对比说明
电路图
串、并联关系不同
电压调
节范围
Rx E
Rx＋R0
≤U≤E
0≤U≤E
分压电路的调节范围大
项目
限流接法
分压接法
对比说明
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电流调
节范围
E
Rx＋R0
≤I≤E
Rx
0≤I≤E
Rx
分压电路的调节范围大
闭合S 前滑片P 的位
置
b 端
a 端
都是为了保护电路元件
优点
电路简单而且节能
电压和电流的调节范围大
满足实验要求的条件下优先考虑
选择限流接法
2.滑动变阻器两种接法的选择
（1）滑动变阻器必须采用分压式接法的几种情况
①要求电压（或电流）能从零开始变化；
②当待测电阻Rx≫R 滑（R 滑为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、电阻的允许电流。
（2）除了上述三种情况外，如果滑动变阻器采用两种接法都能满足要求，则从节能、方便操作角度考虑，
优先选用限流式接法。
考向 滑动变阻器的两类接法
例1 如图所示是将滑动变阻器用作分压器的电路，A、B 为分压器的输出端，电源电压U 恒定，若把变阻
器的滑片放在变阻器的中间，下列判断正确的是（ ）
A．AB 间不接负载时输出电压UAB＝
B．当AB 间接上负载R 时，输出电压UAB>
C．负载电阻R 越小，UAB越接近
D．接上负载后要使UAB＝
，则滑片P 应向下移动
【答案】A
【详解】A．滑片放在变阻器的中间则变阻器的上半部分和下半部分的电阻相同，都为
，AB 间不接负
载时输出电压就是变阻器下半部分电阻两端的电压，上、下部分为串联，串联分压且与电阻成正比，即
UAB＝
。故A 正确；
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B．当AB 间接上负载R 时，R 与变阻器下半部分的电阻是并联关系。此时并联部分的总电阻为
所以并联部分的电压小于滑动变阻器的上半部分的电压。即UAB<
。故B 错误；
C．负载电阻R 越小，R 与变阻器下半部分电阻并联后的总电阻就越小。所以并联部分分到的电压就越小。
当负载电阻趋近于零时，并联部分的总电阻也趋近于零，并联部分分到的电压也趋近于0。故C 错误；
D．接上负载后并联部分总电阻为
UAB<
，滑片P 向上移动时，滑动变阻器上半部分的电阻减小。下半部分的电阻增大，
则并联部分的电阻也增大。这样才有可能使UAB＝
。故D 错误。
故选A。
例2 如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路，已知电源电动势为
，内阻不计，以下分析正确的是（
）
A．此接法由于电压表的分流，电流表测量值偏小
B．此接法适用于测量小电阻，电阻的测量值小于真实值
C．开始实验时滑动变阻器滑片
应处在最左端
D．滑动变阻器滑片
处在中央时，电压表的示数大于
【答案】B
【详解】AB．此接法误差来源于电压表的分流，电流表示数偏大，电阻测量值偏小，电压表分流越小越
好，故要求待测电阻远小于电压表的内阻，选项A 错误，B 正确；
C．开始实验时要让电压由小变大，故应使滑片
处在最右端，选项C 错误；
D．滑片
处于中央时，滑动变阻器滑片左边的电阻大于滑动变阻器右边部分与电阻R 并联后的电阻，则
电压表的示数小于
，选项D 错误。
故选B。
【变式训练1】实验小组利用下列器材测量某种金属电阻丝的电阻率，电阻丝的总阻值大约为9Ω
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A．电源电压恒为
，内阻不计
B．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）；（0~15V，内阻约15kΩ）
C．电流表A（0~0.6A，内阻约0.125Ω）；（0~3A，内阻约0.0255Ω）
D．滑动变阻器R1（0~5Ω，3A）
E．滑动变阻器R2（0~1750Ω，3A）
F．开关S、导线若干
(1)为了调节方便，滑动变阻器应选用 （选填选项前的字母）；
(2)请在图1 中用连线代替导线完成实验器材的连接 （提示：注意选取合适的电表量程）；
(3)实验小组又对测量电路进行了创新。如图2 所示，在电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，
触头的位置可从刻度尺上读出。实验时改变触头P 与电阻丝接触的位置，多次改变电阻丝接入电路的长度
，调节滑动变阻器滑动触头的位置，使电流表的读数达到某一相同值
时，记录电压表的示数
，从而
得到多个
的值，作出
图像，如图3 所示。
①如果已经测得电阻丝的直径为
，根据图3 所给数据，可得电阻丝的电阻率
；（用
、
、、
表示）
②请从理论上分析并说明，①问求得的电阻丝电阻率 （选填“存在”或“不存在”）因电表
内阻带来的误差。
【答案】(1)D (2)见解析 (3)
不存在
【详解】（1）由于电阻丝的总阻值大约为9Ω，图1 电路图滑动变阻器采用分压式接法，为了调节方便，
滑动变阻器选用最大阻值和被测电阻相近的R1，故选D。
（2）电源电压恒为
，故电压表选用0~3V 的量程；通过电阻丝的最大电流为
，故电流
表选用0~0.6A 的量程；由于
，故电流表采用外接法，电路连接如图所示
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（3）[1] [2]根据欧姆定律有
由电阻定律有
可得
由图像斜率可得
解得
由上述分析可知，求得的电阻丝电阻率不存在因电表内阻带来的误差。
【变式训练2】（2025·辽宁朝阳·三模）超薄柔性导电薄膜，可用于穿戴设备、医用电子设备等。如图甲，
某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面，已知该材料在室温下的电阻率为
，用多用电表粗测其电阻
，用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。
（1）游标卡尺测量出涂层的长度为
，宽度为
。
（2）现有如下器材可用于精确测量涂层阻值：
①电源
（电动势为
、内阻约为
）
②电压表
（量程
、内阻为
）
③电流表
（量程
、内阻
）、
（量程
、内阻
）
④滑动变阻器
（阻值
），滑动变阻器
（阻值
）
⑤定值电阻
（阻值2000Ω）
⑥导线若干，开关一只
（3）测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，电流表应选 ；为了
测量范围大一些，滑动变阻器
应选 。（均用所选仪器的符号表示）
（4）请在图丙虚框中画出所需元件 。
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（5）经测量，电压表示数为
，电流表示数为
，则该涂层上下总厚度为 （用题目所给的物
理量符号表示）。
【答案】
【详解】[1]本实验测导电薄膜的电阻，通过待测电阻的最大电流为
测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，当电流表选择
。
[2]此时被测电阻两端的电压3V，而电压表V 量程只有1.0V，为了放大电压表量程，可以利用定值电阻
串联，当电压表示数为1V，则实际两端电压为3V。为了测量范围大一些，应采用滑动变阻器应采用分压
接法，滑动变阻器应选总阻值小的
。
[3]由以上分析可得实验电路
[4]根据欧姆定律
又
联立解得
考点四 电学实验的设计、仪器选择及实物连线
知识点 电学实验的设计、仪器选择及实物连线
1.电学实验设计的“三原则”
（1）安全性：确保电源、电阻和电表都不会过载，如电流表或电压表量程一定要大于被测电流或电压的
最大值。
（2）精确性：判断选用多大量程的电表时，应考虑尽可能减小测量误差，对于电压表或电流表，应使指
针偏转到满刻度的1
3到2
3处，多用电表选用欧姆挡时，应尽可能使指针指在中间刻度附近。
（3）可调性：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，又能实现调节时
测量电表的示数变化明显。
2.仪器选择的技巧
（1）电压表、电流表：不超过量程，且要超过满偏刻度的1
3。有时也可以从测量数据来判断选择的电表。
（2）滑动变阻器：①分压式接法要选择总阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻器；②限流式接法要
选择最大阻值大于等于待测电阻的滑动变阻器；③电流半偏法测电阻，滑动变阻器选阻值大的。
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（3）定值电阻：①若用于电表改装，阻值与改装后的量程要匹配；②若用于保护电路，应保证使电路的
最大电流（电压）不超过电流表（电压表）的量程及有关元件的额定电流（电压）。
3.实物连线的“三点注意”
（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，其次将要并联的元件并联到电路中去。
（2）避免交叉：连线时要将导线接在接线柱上，两条导线不能交叉。
（3）“正、负”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。
考向 电学实验的设计、仪器选择及实物连线
例1（2025·辽宁·模拟预测）某实验小组想测量一个未知电阻Rₓ 的阻值。
(1)为了选择合适电表，首先用欧姆表粗测其阻值。把多用电表调至“×10”挡，将两个表笔短接，进行欧姆
调零，然后将两个表笔分别接在电阻R。的两端，多用电表指针如图（a）所示，下一步应将多用电表的挡
位调至 （填“×1”或“×100”）挡，重新欧姆调零，再次测量结果如图（b）所示，则电阻Rx的阻
值为 Ω。
(2)为了进一步准确测量R₂ 的阻值，该实验小组设计了如图（c）所示的电路，其中电源电动势为6V、内阻
不计，滑动变阻器（0~5Ω），电流表A₁ 量程为0~0.3A、内阻为10Ω，电流表A₂ 量程为0~0.3A、内阻未
知，电阻箱（0~99.9Ω）。
①根据电路图，用笔画线代替导线，完成图（d）中的电路连接 。
②闭合开关S 前，滑动变阻器的滑片P 应该滑到 （填“a”或“b”）端。
③闭合开关S，调节滑片P 的位置，使电流表A₁ 的示数为
记录此时电流表A₂ 的示数I₂ 和电阻
箱的阻值R。
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④多次改变滑片P 位置，再调节电阻箱接入电路的阻值R，使电流表A₁ 示数保持在
0.15A，记录多组
电流表A₂ 的示数I₂ 和电阻阻箱的阻值R。
⑤根据实验测量的数据描绘
图像如图（e）所示，由图像可知，该定值电阻Rx的阻值为 Ω
（结果保留3 位有效数字）。
【答案】(1)
18.5 (2) 见解析图 b 18.6
【详解】（1）[1][2]由图(a)可知，选用“
”挡，指针偏转角度太大，说明选择的倍率偏大，应该换用
小倍率“
”挡，欧姆表的读数为
。
（2）[1]连接实物图如图所示
[2]为了保护电表，闭合开关S 时，滑片P 应该滑到b 端。
[3]由电路可知
整瑆得
则
图线的斜率
可得
【变式训练1】（2025·吉林长春·模拟预测）有一个电学黑箱面板上有三个接线柱A、B 和C，已知黑箱内
只有两个元件，且两个接线柱间只接一个元件，某小组同学进行了如下的操作：
（1）用多用电表的直流电压挡在任意两点间测量，均无示数，说明箱内无电源；
（2）用多用电表的欧姆挡测量：①红、黑表笔在A、B 间测量，阻值约为60Ω，反接阻值也约为60Ω，表
明A、B 间有一阻值约为60Ω 的定值电阻；②红、黑表笔在A、C 间测量，指针迅速偏转较大角度后，又
慢慢回到阻值无穷大处，反接也是这种现象；③红、黑表笔在B、C 间测量，指针迅速偏转较大角度后，
又慢慢回到阻值无穷大处，反接也是这种现象。表明黑箱内除定值电阻外，另一元件为 。（选
填“二极管”、“电容”或“电感”）
（3）该小组同学进一步用伏安法测定A、B 间电阻的阻值
，实验室提供的器材料如下：
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电源E（电动势约为3V）
电流表
（量程为0～0.6A，内阻约为0.1Ω）
电流表
（量程为0～0.06A，内阻约为0.5Ω）
电压表V（量程为0～3V，内阻约为1kΩ）
滑动变阻器R（阻值范围0～10Ω）开关S 及导线若干。
为减小误差和操作方便，电流表应选用 （选填“
”或“
”），滑动变阻器采用接
法（选填“分压”或“限流”），测量电路采用电流表 法（选填“内接”或“外接”）。
【答案】 电容 A2 分压 内接
【详解】（2）[1]二极管正向电压很小，反向电压很大，欧姆表接红、黑接A、C 间与接C、A 间时电表指
针一个较大一个较小，与实验现象不符，另一元件不是二极管；理想电感的直流电阻为零；欧姆表接红、
黑接A、C 间与接C、A 间时电表指针为零，与实验现象不符，元件不是电感；如果元件是电容，用欧姆表
测量刚接触A、C 或C、A 时给电容器充电，指针偏角较大，充电完毕稳定后电容电阻为无穷大，指针回到
阻值无穷大处，与实验现象相符。
（3）[2]电路最大电流约为
电流表应选择A2；
[3]待测电阻阻值远大于滑动变阻器的最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法；
[4]由题意可知
，
则
所以电流表应采用内接法。
【变式训练2】（2025·吉林长春·三模）某小组探究在“限流电路”和“分压电路”中滑动变阻器最大阻值
对电压调节的影响，设计如下实验。
(1)在探究“限流电路”时，用电阻箱替代滑动变阻器，设计了图（a）的电路图。已知
，调节
，
记录电阻箱阻值
和电压表读数
，绘制
图像如图（b）。
分析图（b）可知，采用“限流电路”测量约为
的电阻时，滑动变阻器最大阻值选择___________最合
理。
A．5Ω
B．
C．
(2)在探究“分压电路”时，在图（c）的基础上，用两个电阻箱
替代滑动变阻器
，设计电路如图
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（d），
为滑动变阻器的最大阻值），最大阻值
分别取
、
、
、
。已
知
，取
，调节
和
，记录电阻箱阻值
和
及电压表读数
，绘制
图像，
如图（e）中图线①。改变
值，重复上述过程，共得到四条图线。
分析图（e）可知，若使电压
调节范围尽量大些，则最应排除 ；若使电压
随滑动变阻器滑
片移动趋于均匀变化，则最应排除 。（选填“①”、“②”、“③”或“④”）
(3)某同学认为用“分压电路”测量电阻时，滑动变阻器的最大阻值
越小越好。该观点 （选
填“正确”或“不正确”），请简要说明理由： 。
【答案】(1)B(2)
(3)
①
④
不正确 因为滑动变阻器最大阻值过小时，电压调节范围过小
【详解】（1）采用“限流电路”测量约为10Ω 的电阻时，滑动变阻器作为限流元件；若阻值过小，调节
滑动变阻器的滑动片时，电流变化不明显；若阻值过大，不方便调节滑动变阻器的滑动片，当滑动变阻器
的滑动片有微小变化，电路的电流就会有显著变化；滑动变阻器的阻值与待测电阻相当，既能起到限流主
要，又方便调节。
故选B。
（2）[1]分析图（e）可知，图线①的电压调节范围约为0～2V，为了使电压U 调节范围尽量大些，则最应
排除的是图线①；
[2]图线④在时，出现了明显的弯曲，使电压U 随滑动变阻器滑片移动趋于均匀变化，则最应排除图线④。
（3）[1][2] 他的观点不正确；根据上述（2）分析可知，当
时，电压调节范围最小，因此,用“分
压电路”测量电阻时，滑动变阻器的最大阻值
并不是越小越好,当滑动变阻器最大阻值过小时，电压调
节范围会过小，不利于实验数据的分析和处理。
【变式训练3】（25-26 高三上·黑龙江·开学考试）某同学测量一种新型材料制成的圆柱形电阻
的阻值，
进行如下实验。
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(1)该同学用螺旋测微器测量该电阻的直径，示数如图甲所示，其读数为 mm。
(2)用如图乙所示的电路测量该电阻的阻值，先将
置于位置1，闭合
，多次改变电阻箱
的阻值，记下
相应电流表的读数
，在图丙中绘制出
图像。再将
置于位置2，此时电流表读数为0.25A。根据图
丙中的图线可得
= Ω（结果保留3 位有效数字）。
(3)根据图乙的电路和图丙中的图线，已知图乙中电流表的内阻为0.8Ω，定值电阻
，求得电源电
动势
V，内阻
。（结果均保留2 位有效数字）
【答案】(1)3.700/3.698/3.699/3.701/3.702(2)
(3) 12 5.2
【详解】（1）螺旋测微器的分度值为
，需要估读到分度值的下一位，则读数为
（2）分析电路可知，将
置于位置2，此时电流表读数为
，则
，根据图丙中的图线可得
24.0Ω
（3）由电路可知，当将
置于位置1，闭合
时由闭合电路的欧姆定律得
整理得
结合
图像可得
解得
1．（2025·全国卷·高考真题）用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称
为线性电阻元件，否则称为非线性电阻元件。
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(1)利用伏安法测量某元件的电阻，电流表和电压表的示数分别记为
和
。若将电流表内接，则
元件两端的电压，
元件的电阻；将电流表外接，则
流过元件的电流，
元件的电阻。（均选填“小于”或“大于”）
(2)图（a）是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线，由图可知，所测元件是
（选填“线性”或“非线性”）电阻元件。随着电流的增加，元件的电阻 （选填“增大”“不
变”或“减小”）。
(3)利用电流表
（内阻
）、电流表
（内阻未知）以及一个用作保护电阻的定值电阻
（阻值未知），
测量电阻
的阻值。将图（b）中的器材符号的连线补充完整，完成实验电路原理图 。按完整
的实验电路测量
，某次测量中电流表
和
的示数分别为
和
，则
（用
和
表示）。
【答案】(1) 大于 大于 大于 小于
(2) 非线性 减小
(3)
【详解】（1）[1][2]若将电流表内接，电流表与元件串联，电流表的示数为流过元件的真实电流，而电压
表测量的是电流表和元件两端的总电压，所以U 大于元件两端的电压。根据
可知，此时U 偏大，I
为真实值，所以
大于元件的电阻。
[3][4]将电流表外接，电压表与元件并联，电压表的示数为元件两端的真实电压，而电流表测量的是通过电
压表和元件的总电流，所以I 大于流过元件的电流。根据
可知，此时U 为真实值，I 偏大，所以
小于元件的电阻。
（2）[1]根据线性元件与非线性原件的定义由图(a)可知，所测元件的伏安特性曲线不是直线，所以所测元
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件是非线性电阻元件。
[2]根据
，在伏安特性曲线上某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，随着电流的增加，曲线某点与
原点连线的斜率逐渐增大，其倒数逐渐减小，所以元件的电阻减小。
（3）[1]将电流表A1与Rx并联，再与电流表A2、定值电阻R0串联接入电路。电路图如图所示
[2]根据并联电路电压相等有
可得
2．（2025·四川·高考真题）某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有：
待测合金丝样品（长度约
）
螺旋测微器
学生电源E（电动势
，内阻未知）
米尺（量程
）
滑动变阻器（最大阻值
）
电阻箱（阻值范围
）
电流表（量程
，内阻较小）
开关
、
导线若干
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上，将金属夹分别夹在样品
和
位置，用螺旋测微器
测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径，读数分别为
、
和
，则该
样品横截面直径的平均值为
。
(2)该小组采用限流电路，则图1 中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱 （选填“a”或
“b”）相连。闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于 端（选填“左”或“右”）。
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(3)断开
、闭合
，调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到
刻度处。断开
、闭合
，保持滑动
变阻器滑片位置不变，旋转电阻箱旋钮，使电流表指针仍指到
处，此时电阻箱面板知图2 所示，
则该合金丝的电阻率为
（取
，结果保留2 位有效数字）。
(4)为减小实验误差，可采用的做法有________（有多个正确选项）。
A．换用内阻更小的电源
B．换用内阻更小的电流表
C．换用阻值范围为
的电阻箱
D．多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率，再求平均值
【答案】(1)0.500
(2) a 左
(3)
(4)CD
【详解】（1）该样品横截面直径的平均值为
（2）[1]由于滑动变阻器采用限流式接法，应将其串联接在电路中，故采用“一上一下”原则，即电流表
的“＋”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a 相连。
[2]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应最大阻值处，即最左端。
（3）由题意可知，该合金丝的电阻为
由电阻定律
及
可得
其中
，
代入数据解得该合金丝的电阻率为
（4）根据电阻定律可知
，则为了减小实验误差，可减小测合金丝电阻时的误差，选择更精确的
电阻箱，可换用阻值范围为
，或多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率，再求平均值。
故选CD。
3．（2025·甘肃·高考真题）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
）两节，电压表（量程
，内阻约
），电流表（量程
，内阻约
），滑动变阻器（最大阻值
），待测电阻
，开关
，单刀双掷开关
，导线若干。
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(1)首先设计如上图所示的电路。
①要求用
选择电流表内、外接电路，请在图1 中补充连线将
的c、d 端接入电路 ；
②闭合
前，滑动变阻器的滑片P 应置于 端（填“a”或“b”）；
③闭合
后，将
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
应该接 端（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所示的电路。
①请在上图中补充连线将电压表接入电路 ；
②闭合
，将
分别接c 和d 端时，电压表、电流表的读数分别为
、
和
、
。则待测电阻阻值
（用
、
、
和
表示）。
【答案】(1) 见解析实物连接图
(2) 见解析实物连接图
【详解】（1）[1]实物连接图如图所示，
[2]闭合
前，根据滑动变阻器的限流式接法，滑片P 应置于
端，连入电路中的阻值最大，保护电路的安
全。
[3]闭合
后，将
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，
说明电流表分压明显，为减小实验误差，应采用电流表外接法，因此测量电阻时
应该接c 端。
（2）[1]实物连接图如图所示，
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[2]根据电路分析，当闭合
，将
接c 端时，电压表、电流表的读数分别为
、
，
则
将
接d 端时，电压表、电流表的读数分别为
、
，则
那么待测电阻阻值
。
4．（2025·甘肃·高考真题）某学习小组使用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
把一个直径为d 的小球用不可伸长的细线悬挂，光电门置于小球平衡位置处，其光线恰好通过小球球心，
计时器与光电门相连。
将小球拉离平衡位置并记录其高度h，然后由静止释放（运动平面与光电门光线垂直），记录小球经过光
电门的挡光时间
。改变h，测量多组数据。已知重力加速度为g，忽略阻力。
(1)以h 为横坐标、 （填“
”、“
”、“
”或“
”）为纵坐标作直线图。若所得
图像过原点，且斜率为 （用d 和g 表示），即可证明小球在运动过程中机械能守恒。
(2)实验中，用游标卡尺测得小球直径
。
①由结果可知，所用的是 分度的游标卡尺（填“10”、“20”或“50）；
②小组设计了一把25 分度的游标卡尺，未测量时的状态如图所示。如果用此游标卡尺测量该小球直径、
则游标尺上第 条刻度线与主尺上的刻度线对齐。
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【答案】(1)
(2) 50 12
【详解】（1）[1][2]小球经过光电门的挡光时间
，可得小球到达平衡位置
为验证机械能守恒定律，此过程中重力势能转化为动能有
联立解得
可得纵坐标为
图像的斜率为
。
（2）[1]10 分度、20 分度、50 分度的游标卡尺的精确度分别为
此游标卡尺测得小球直径
可以判断所用的是50 分度的游标卡尺。
[2]若为25 分度的游标卡尺，其精确度为0.04mm，用此游标卡尺测量该小球直径，可得
则游标尺上第12 条刻度线与主尺上的刻度线对齐。
5．（2025·湖南·高考真题）车辆运输中若存在超载现象，将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制
成的导电水泥，可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
（1）选择一块均匀的长方体导电水泥块样品，用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“
”挡，正确操作后，指针位置如图1 所示，则读数为
。
（2）进一步提高实验精度，使用伏安法测量水泥块电阻，电源E 电动势
，内阻可忽略，电压表量程
，内阻约
，电流表程
，内阻约
。实验中要求滑动变阻器采用分压接法，在图2
中完成余下导线的连接 。
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（3）如图2，测量水泥块的长为a，宽为b，高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R，则电阻率
（用R、a、b、c 表示）。
（4）测得不同压力F 下的电阻R，算出对应的电阻率
，作出
图像如图3 所示。
（5）基于以上结论，设计压力报警系统，电路如图4 所示。报警器在两端电压大于或等于
时启动，
为水泥块，
为滑动变阻器，当
的滑片处于某位置，
上压力大于或等于
时，报警器启动。报警器
应并联在 两端（填“
”或“
”）。
（6）若电源E 使用时间过长，电动势变小，
上压力大于或等于
时，报警器启动，则
（填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】 8000 见解析
大于
【详解】（1）[1]多用电表选择开关旋转到“
”挡，故根据图1 可知读数为
；
（2）[2]长方体导电水泥块样品的电阻
，故采用电流表内接法；实验中要求滑动变阻器采用分
压接法，故连接实物图如图
（3）[3]根据电阻定律
可知
（5）[4]根据图3 可知压力越大电阻率越小，即电阻越小；回路中电流增加，
电压增加，
电压减小，
而报警器在两端电压大于或等于
时启动，故应将报警器并联在
两端；
（6）[5]电源电动势E 减小，要使报警器启动，即
两端电压要仍为3V，根据串联分压有
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可知E 减小需要R1更小，又因为F 越大R1越小，可知F1需要大于F0。
6．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）在测量某非线性元件的伏安特性时，为研究电表内阻对测量结果的影响，
某同学设计了如图（a）所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下：
①滑动变阻器滑片置于适当位置，闭合开关；
②表笔分别连a、b 接点，调节滑片位置，记录电流表示数I 和a、b 间电压
；
③表笔分别连a、c 接点，调节滑片位置，使电流表示数仍为I，记录a、c 间电压
；
④表笔分别连b、c 接点，调节滑片位置，使电流表示数仍为I，记录b、c 间电压
，计算
；
⑤改变电流，重复步骤②③④，断开开关。
作出
、
及
曲线如图（b）所示。
回答下列问题：
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔，测量a、b 间的电压时，红表笔应连 接点（填“a”
或“b”）；
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“
”位置，电表示数如图（c）所示，此时电表读数为
V（结果保留三位小数）；
(3)图（b）中乙是 （填“
”或“
”）曲线；
(4)实验结果表明，当此元件阻值较小时， （填“甲”或“乙”）曲线与
曲线更接
近。
【答案】(1)a
(2)0.377/0.376/0.378
(3)
(4)甲
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【详解】（1）电流从红表笔流入，黑表笔流出，故测量a、b 间的电压时，红表笔应连a 接点。
（2）0.5V 的直流电压挡，分度值为0.01V，由图可知此时电压表读数为0.377V。
（3）由图可知，当表笔分别连a、c 接点时测得是元件和电流表两端的电压和电流，则
当表笔分别连a、b 接点时测得是元件两端的电压和电流，则
由于
所以相同电流情况下，
故图（b）中乙是
曲线。
（4）由题意可知，
图像测得是元件两端的电压和电流的关系，则实验结果表明，当此元件
阻值较小时，甲曲线与
曲线更接近。
7．（2025·重庆·高考真题）弹簧是熄火保护装置中的一个元件，其劲度系数会影响装置的性能。小组设计
了如图1 所示的实验装置测量弹簧的劲度系数，其中压力传感器水平放置，弹簧竖直放在传感器上，螺旋
测微器竖直安装，测微螺杆正对弹簧。
(1)某次测量时，螺旋测微器的示数如图2 所示，此时读数为 mm。
(2)对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F 与弹簧长度l 的关系如图3 所示，由图可得弹簧的劲度系数为
N/m，弹簧原长为 mm（均保留3 位有效数字）。
【答案】(1)7.415
(2) 184 17.6
【详解】（1）根据螺旋测微器的读数法则有7mm＋41.5 × 0.01mm = 7.415mm
（2）[2]当弹力为零时弹簧处于原长为17.6mm
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[1]将题图反向延长与纵坐标的交点为2.50N，则根据胡克定律可知弹簧的劲度系数为
8．（2025·湖南·高考真题）某同学通过观察小球在黏性液体中的运动，探究其动力学规律，步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量小球直径D 如图1 所示，
。
（2）在液面处由静止释放小球，同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置，频闪仪每隔
闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2 所示（图中的数字是小球到液面的测量距离，单位是
）。
（3）根据照片分析，小球在A、E 两点间近似做匀速运动，速度大小
（保留2 位有效数
字）。
（4）小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力
（k 为与液体有关的常量），已知小球密度为
，
液体密度为
，重力加速度大小为g，则k 的表达式为
（用题中给出的物理量表示）。
（5）为了进一步探究动力学规律，换成直径更小的同种材质小球，进行上述实验，匀速运动时的速度将
（填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 2.207/2.206/2.205
减小
【详解】（1）[1]根据图1 可知小球直径D=2mm+20.7×0.01mm=2.207mm
（2）[2]由图2 可知A、E 两点间的距离为
时间为
所以速度为
（4）[3]小球匀速运动，根据受力平衡有
求得体积公式为
整理可得
（5）[4]根据（4）可知
，所以换成直径更小的同种材质小球，速度将减小。
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