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第十章恒定电流
第52 课时 电学实验基础
目录
考点一 常用仪器的读数.........................................................................................................2
1.螺旋测微器.............................................................................................................................2
2.游标卡尺.................................................................................................................................2
3.常用电表的读数.....................................................................................................................3
考点二 测量电路与控制电路的选择.....................................................................................4
1.电流表的内、外接法.............................................................................................................4
2.滑动变阻器两种连接方式.....................................................................................................5
3.实验误差分析.........................................................................................................................6
考点三 实验器材的选取与实物图的连接.............................................................................7
1.实验器材选择的技巧.............................................................................................................7
2.实物图连接的注意事项.........................................................................................................7
考点四 电学实验的仪器选择、电路图画法与实物连接.....................................................8
1.电学实验设计的“三原则”.................................................................................................8
2.仪器选择的技巧.....................................................................................................................9
3.实物图连接的注意事项.........................................................................................................9
【考情分析·探规律】
电学实验基础
2025·陕晋青宁卷、2025·广西、2024·安徽、
2024 浙江6 月选考T16 Ⅱ、2023 海南卷T15
2022 辽宁卷T11、2022 河北卷T12、2022 湖南卷T12
试
题
情
境
生活实践类
家用电器、新能源电动汽车、超级电容器、手机充电等
学习探究类
电表改装、导体电阻率的测量、测量电源的电动势和内阻、用
多用电表测量电学中的物理量
【知识梳理】
考点一 常用仪器的读数
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。
1
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(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：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
2.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、宽度、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。
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：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。
3.常用电表的读数
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。
2
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(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“1
5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。
注意：(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本
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本
位)。
【小试牛刀】
典例1 【游标卡尺、螺旋测微器的读数】 (1)如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺,
它们的游标尺自左向右分别为10 分度、20 分度、50 分度,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,丁为 mm,戊为 mm,己为 mm。
典例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。
3
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(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 测量电路与控制电路的选择
1.电流表的内、外接法
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＝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
适用于测量
大阻值电阻
小阻值电阻
两种接法选择标准
当RA≪Rx或Rx>√R A RV时，选用电流表内接法
当RV≫Rx或Rx<√R A RV时，选用电流表外接法
4
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2.滑动变阻器两种连接方式
(1)两种连接方式对比
限流式接法
分压式接法
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)
RE
R＋R0
≤U≤E
0≤U≤E
分压电路调节范围大
闭合S 前滑片位置
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Rx≫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。
3.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。
【小试牛刀】
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典例3 【电流表的内、外接法】 某同学通过实验测阻值约为5 Ω 的电阻Rx的阻值,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。他设计了图甲和图乙
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.实验中应采用图甲电路,误差主要是由电压表分流引起的
D.实验中应采用图乙电路,误差主要是由电流表分压引起的
考点三 实验器材的选取与实物图的连接
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1
3。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1
3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)。
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【小试牛刀】
典例4 【滑动变阻器两种接法】 金属丝电阻约为5 Ω,电流表电阻约为0.1 Ω,电压表
电阻约为3 kΩ。要求金属丝两端电压从0 开始调节,能较准确地测出电阻丝的阻值,实验
电路应选用( )
A. B.
C. D.
典例5 (2022·全国乙卷·23)一同学探究阻值约为550 Ω 的待测电阻Rx在0~5 mA 范围
内的伏安特性。可用器材有：电压表
(量程为3 V，内阻很大)，电流表
(量程为1
mA，内阻为300 Ω)，电源E(电动势约为4 V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值
可选10 Ω 或1.5 kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75 Ω 或150 Ω)，开关S，导线若干。
(1)要求通过Rx的电流可在0~5 mA 范围内连续可调，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“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑
动变阻器，R0应选阻值为 (填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值电阻；
(3)测量多组数据可得Rx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Rx两端的电压为 V，流过Rx的电流为
mA，此组数据得到的Rx的阻值为 Ω(保留3 位有效数字)。
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考点四 电学实验的仪器选择、电路图画法与实物连接
1.电学实验设计的“三原则”
(1)安全性原则。
设计方案时,应安全可靠,不会对仪器、器材造成损坏。
(2)精确性原则。
实验误差应控制在误差允许的范围之内,尽可能选择误差较小的方案。
(3)简便性、直观性原则。
设计实验应便于操作、读数、进行数据处理和实验者观察。
2.仪器选择的技巧
(1)电压表、电流表。
不超过量程,但要超过满偏刻度的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或等于待测电阻的滑动变阻器;
③半偏法测电流、电阻,滑动变阻器选阻值大的。
(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.实物图连接的注意事项
(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,再将要并联的
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。
(4)滑动变阻器的接法。
①限流法,导线分别连接到上、下接线柱上(一上一下两个接线柱);
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②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,三个接线柱)。
【小试牛刀】
[典例7] 【实验仪器的选择】 (2024·四川泸州开学考试)某电阻额定电压为3 V(阻值大
约为10 Ω)。为测量其阻值,要求电压表、电流表调节范围尽可能大一点,实验室提供了
下列可选用的器材:
A.电流表A1(量程300 mA,内阻约1 Ω)
B.电流表A2(量程0.6 A,内阻约0.3 Ω)
C.电压表V1(量程3.0 V,内阻约3 kΩ)
D.电压表V2(量程5.0 V,内阻约5 kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为50 Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω)
G.电源E(电动势4 V,内阻可忽略)
H.开关、导线若干
为了尽可能提高测量准确度,电流表选
,电压表选
,滑动变阻器
选 。(只需填器材前面的字母即可)
[典例8] 【电路图的设计】 (2024·湖北荆州模拟)有一个待测电阻Rx大约100 Ω,某同学
想测量多组数据并尽可能准确测量它的阻值,在实验室找到以下器材:
A.学生电源E(电动势为6.0 V)
B.电压表V(量程为0～6 V,内阻约6 kΩ)
C.电流表A(量程为0～30 mA,内阻为5 Ω)
D.滑动变阻器R1(最大阻值1 kΩ,额定电流50 mA)
E.滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω,额定电流1 A)
F.定值电阻R3=5 Ω
G.定值电阻R4=20 Ω
H.开关、导线若干
(1)根据所提供的器材设计实验电路,滑动变阻器应选择 (选填“R1”或“R2”);定值
电阻应选择 (选填“R3”或“R4”)。
(2)请在甲虚线框内画出电路图,并在电路图上标出选择器材的符号。
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(3)在某次测量时,电压表和电流表指针分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为
V,电流表示数为 mA,利用该组数据可计算出待测电阻的阻值为 Ω。
【限时训练】（限时：60 分钟）
(分值：60 分)
1.(6 分)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.(9 分)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ)，除了Rx、开关S、导线外，
还有下列器材供选用：
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R0(阻值范围0~10 Ω，额定电流2 A)
(1)(3 分)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)(2 分)画出测量Rx阻值的实验电路图。
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(3)(4 分)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 (填“大于”“小于”或“等于”)其真实值，原因是 。
3.(10 分)为了精确测量某电阻Rx的阻值(约2 000 Ω)，有如下实验器材可供选择：
A.直流电源：电动势18 V，内阻很小
B.电流表：量程0~10 mA，内阻为10 Ω
C.电压表：量程0~3 V，内阻为3 000 Ω
D.滑动变阻器R1：最大阻值为10 Ω
E.滑动变阻器R2：最大阻值为1 000 Ω
F.开关、导线、定值电阻
(1)(2 分)电压表的量程太小，不满足实验要求，若要改装成量程为18 V 的电压表，则
需串联一个阻值为 Ω 的定值电阻R0。
(2)(2 分)按图甲所示的电路图设计实验，则滑动变阻器应选用 (选填“R1”或
“R2”)。
(3)(2 分)根据图甲用笔画线将图乙中的实物图补充完整。
(4)(2 分)闭合开关前，滑动变阻器滑片P 应置于最 (选填“左”或“右”)端。
(5)(2 分)某次实验中电压表示数为1.20 V，电流表示数为3.6 mA，则测得Rx阻值为
Ω。
4.(11 分)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1
kΩ，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。
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回答下列问题：
(1)(2 分)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)(6 分)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)(3 分)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)。
5.(12 分)某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化，这种
现象称为“压阻效应”。已知某压敏电阻Rx的阻值变化范围约为60~400 Ω，某实验小
组在室温下用伏安法探究该电阻阻值Rx随压力F 变化的规律，实验室提供了如下器材
可供选择：
A.压敏电阻，无压力时阻值为400 Ω；
B.直流电源，电动势6 V，内阻不计；
C.电压表V1，量程为0~3 V，内阻为3 kΩ；
D.电流表A1，量程为0~0.6 A，内阻忽略不计；
E.电流表A2，量程为0~100 mA，内阻忽略不计；
F.定值电阻R1＝3 kΩ；
G.定值电阻R2＝12 kΩ；
H.滑动变阻器R，最大电阻值约为50 Ω；
I.开关与导线若干。
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(1)(4 分)某同学设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电流表应选择 ，定
值电阻应选择 (选填实验器材前字母)。
(2)(2 分)请在图乙中将实物连线补充完整。
(3)(3 分)某次压力测试，在电阻Rx上施加力F，闭合开关S，测得两个电表的读数分别
为U＝2.10 V 和I＝42.0 mA，则压敏电阻阻值Rx＝ Ω(计算结果保留3 位有效数
字)。
(4)(3 分)改变F 的大小，测得不同的Rx值，绘成Rx－F 图像如图丙所示。按图甲实验电
路进行实验，调节滑动变阻器使电压表保持满偏，在电阻Rx上施加力F，当电流表满
偏时，压力F 为 N(计算结果保留3 位有效数字)。
6.(12 分)某学习小组用伏安法测一个待测电阻Rx的阻值，实验室提供器材如下：
A.待测电阻Rx：阻值约为2 kΩ
B.干电池：电动势E＝6 V，内阻可忽略
C.电流表A：满偏电流Ig＝900 μA，内阻约为50 Ω
D.电压表V：量程0~1 V，内阻约为10 kΩ
E.电阻箱Rp：最大阻值为999.9 Ω
F.滑动变阻器R：阻值范围为0~200 Ω
G.开关、导线若干
(1)(3 分)该学习小组同学首先采用伏安法测量待测电阻的阻值，根据上述实验器材，小
组讨论后设计了一个最佳测量电路，你认为下列电路方案 (选填“甲”“乙”
“丙”或“丁”)更合理。
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(2)(9 分)为了更准确地测量待测电阻的阻值，该小组决定换一种测量电路，增加电阻箱
来完成实验，实验电路图如图戊：
①先闭合S1、断开S2，调节R 和Rp，使电流表和电压表偏转适当，记下两表示数为U1
＝0.72 V，I1＝800 μA；
②再闭合S2，保持Rp不变，调节 ，记下此时电压表和电流表示数为U2＝0.54
V，I2＝900 μA；
③小组同学利用测量数据计算出的待测电阻Rx＝ kΩ(结果保留两位有效数字)；
④请你判断该小组此测量方案 (选填“能”或“不能”)消除电表内阻造成的误
差。
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