文档文本内容
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
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）。
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
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）
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
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；
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
【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。
（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
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
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。
(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”)。
(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
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；
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
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
（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 。
（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。
（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。
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：
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
（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。
(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。
(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
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”）。
(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。
(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，
[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。
【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 。
（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
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
【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
[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。
