2024年高考物理一轮复习与训练：电学实验基础（解析版）

训练十五电学试验基础

题型一常用仪器的读数

【学问梳理】

一、螺旋测微器

1.构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度.

2.原理：固定刻度B的螺距为0.5mm,即旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退口mm,而可动刻

度E上有50个等分刻度，每转动一小格，F前进或后退0.01mm,即螺旋测微器的精确度为现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）（留意半毫米刻度线是否露出）+可动刻度数（估读一位）X0.01（mm）.

如图所示，固定刻度示数为2.0mm,半毫米刻度线未露出，可动刻度示数为15.0,最终的读数为：2.0mm

+15.0X0.01mm=2.150mm.

二、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、深度、内径、外径.

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微量差值制成.

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1mm.常见的

游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种，其规格见下表：

刻度格数（分度）刻度总长度每小格与1mm的差值精确度（可精确到）

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

4.读数：从主尺上读出整毫米数x,然后再从游标尺上找出第4条刻度线与主尺上某一刻度线对齐，即记录

结果表示为(x+AX精确度)nun.

三、常用电表的读数

对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压

或电流，然后依据表盘总的刻度数确定精确度，依据指针的实际位置进行读数即可.

(1)0-3V的电压表和0〜3A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1V和0.1A,看清

楚指针的实际位置，读到小数点后面两位.

估

(2)对于。〜15V量程的电压表，精确度是”V,在读数时只要求读到小数点后面一位，这时要求

读”，即读到0.1V.

(3)对于0〜0.6A量程的电流表，精确度是红丝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0.01A.

考向1游标卡尺、螺旋测微器的读数

【例11(1)如图所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、

49mm长50等分，它们的读数依次为mm,mm,mm.

01020

01cm2

0123

(2)读出下面各螺旋测微器的读数，甲mm,乙________mm,丙mm.

甲乙丙

答案(1)17.723.853.18(2)4.0391.1003.515

解析(1)题图最上面游标卡尺：主尺读数为17mm,游标尺读数为7X0.1mm=0.7nim,最终结果是17mm

+0.7mm=17.7mm.

题图中间游标卡尺：主尺读数为23mm,游标尺读数为17X0.05mm=0.85mm,最终结果是23mm+0.85mm

=23.85mm.

题图最下面游标卡尺：主尺读数为3mm,游标尺读数为9X0.02mm=0.18mm,最终结果是3mm+0.18mm

=3.18mm.

⑵甲：(4+3.9X0.01)mm=4.039nun；

乙：(1+10.0X0.01)mm=l.100mm；

丙：(3+0.5+1.5X0.01)mm=3.515mm.

考向2电压表、电流表和电阻箱的读数

【例2】(1)如图甲所示的电表使用0.6A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3A量程时，对应刻度盘中每一小格代表A,图中表针示数为A.

(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/流入，从6流出，则接入电路的电阻为Q.现欲将

接入电路的电阻改为2087Q,最简洁的操作方法是.若用两个这样的电阻箱，则可

得到的电阻值范围为.

丙

答案(1)0.020.440.12.20(2)0.11.700.58.5

(3)1987将"XIk"挡旋钮调到2,再将“义100”挡旋钮调至I]00~19998Q

解析(1)电流表使用0.6A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02A,表针示数为0.44A；当使用3A量

程时，每一小格为0.1A,表针示数为2.20A.

(2)电压表使用3V量程时，每小格表示0.1V,表针示数为1.70V；使用15V量程时，每小格表示0.5V,

表针示数为8.5V.

⑶电阻为1987Q.最简洁的操作方法是先将“义1k”挡旋钮调到2,再将“X100”挡旋钮调到0.每个

电阻箱的最大阻值是9999Q,用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2X9999Q=19998Q,

故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻范围为。〜19998Q.

题型二测量电路与把握电路的选择

【学问梳理】

1.电流表的内、外接法

误差缘由电流表分压〃测=笈+〃电压表分流/测=ZH~7v

U融RxRv

R测=修=R+R6Rx"测一/测一及+吊〈兄

电阻测量值/测

测量值大于真实值测量值小于真实值

适用于测量大阻值电阻小阻值电阻

当吊《兄或兄〉形床时,选用电流表内接法

两种电路选择标准

当兄》兄或兄代府时,选用电流表外接法

2.滑动变阻器两种连接方式的对比

限流接法分压接法对比说明

R

电路图串、并联关系不同

负载上电压调整范RE//

R+R-分压电路调整范围大

围（不计电源内阻）

闭合s前触头位置6端a端都是为了爱护电路元件

3.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头变化，通常状况下，由于限流式结构

简洁、耗能少，优先使用限流式.

滑动变阻器必需接成分压电路的几种状况：

①要求电压表能从零开头读数，要求电压（电流）测量范围尽可能大；

②当待测电阻尼》以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若接受限流式接法，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.

【例31（2020•全国卷I•22）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻兄，所用电压表的内阻为1k

Q,电流表内阻为0.5Q.该同学接受两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的。、户两点之

间，另一种是跨接在。、。两点之间.测量得到如图⑹所示的两条〃一/图线，其中〃与/分别为电压表和

电流表的示数.

-O^P^Q

（a）

u/v

回答下列问题：

（I）图（b）中标记为n的图线是接受电压表跨接在________（填“0、P'或“。、。”）两点的方案测量得到的.

⑵依据所用试验器材和图⑹可推断，由图线（填“I”或"n”）得到的结果更接近待测电阻的

真实值，结果为Q（保留1位小数）.

（3）考虑到试验中电表内阻的影响，需对⑵中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为Q

（保留1位小数）.

答案（1）。、尸（2）I50.5（3）50.0

解析（1）若通过此的电流相等，由题图（b）知图线I对应的电压值较大，由A=狗知图线I所测电阻较大，

图线n所测电阻较小，则图线n是接受电压表跨接在。、尸两点的方案测量得到的.

（2）由题图（b）可得图线I测得电阻阻值凡=-"Q-50.5Q,图线II测得电阻阻值品

59.6—20.0X10

3.00-0.95Q=46.6Q,待测电阻阻值约为50Q,台崎詈=20,450Q

=100,

64.0-20.0~X10-30.5Q

因电流表接受内接法更接近待测电阻的真实值，电压表跨接在。、0两点，故图线I得到的结果更接

KxKA

近待测电阻的真实值，测量结果为50.5Q.

⑶电压表跨接在。、0之间，测得的阻值为电阻与电流表内阻之和，则7?=幻一宛=（50.5—0.5）<2=50.0

Q.

【变式训练H（2023•内蒙古包头市模拟）物理爱好小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻尼的

阻值，可用器材有：电压表（量程为15V,内阻约为5000Q）,电流表（量程为0.6A,内阻为5Q）,电

源双电动势为12V,内阻不计），滑动变阻器片最大阻值为10Q,定值电阻屈阻值为15Q,开关S,导

线若干.（吊、兄、足电流表、电压表、电源、开关等仪器均无断路和短路，导线无断路）

(1)将图甲所示的器材符号连线，画出试验电路的原理图.要求电流表和电压表的示数从零开头变化.

(2)连接电路后，闭合开关，渐渐移动滑片，发觉电流表始终没有示数，电压表示数渐渐增大最终接近电源

电压.则消灭该现象的缘由可能是.

(3)该电路中症的作用是.

(4)测出多组数据，作出/一〃图像，如图乙所示.则用阻值为Q.

答案(1)见解析图

(2)吊与兄之间接线处断路(人与电流表之间接线处断路等其他答案均可，说仪器断路或者短路均不对)

(3)①爱护电路②增大电压表读数范围，降低读数误差(能描绘出爱护电路意思和便利读数即可)(4)4

解析(1)因待测电阻尼的电阻和电流表的内阻都较小，为爱护电路，应将定值电阻凡与它们串联，又要求

电流表和电压表的示数从零开头变化，故滑动变阻器接受分压式接法，由于电流表的内阻已知，故电流表

接受内接法，故试验电路的原理图如图所示.

⑵消灭该现象的缘由可能是而与凡之间接线处断路.

⑶由(1)分析可知该电路中而的作用是：①爱护电路；②增大电压表读数范围，降低读数误差.

⑷依据/一〃图像可知斜率为4='=需代入数据解得兄=4Q.

U1ZZu।Ao।AA

题型三试验器材的选取与实物图的连接

【学问梳理】

1.试验器材选择的技巧

(1)电压表、电流表：不超过量程，且要超过满偏刻度的!有时也可以从测量数据来确定选择的电表.

(2)滑动变阻器：分压选阻值小的且不超过其额定电流的滑动变阻器，限流选最大阻值为待测电阻2〜3倍

的滑动变阻器.电流半偏法测电阻，滑动变阻器选阻值大的.

⑶定值电阻：若用于电表改装，阻值与改装后的量程匹配，若用于爱护电路，应使电流表、电压表读数在

满偏刻度的g以上且不超过电流表、电压表量程.

2.实物图连接的留意事项

（1）画线连接各元件，一般先从电源正极开头，依据电路原理图依次到开关，再到滑动变阻器，按挨次以单

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）要留意电表的量程和正、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）.

【例4】某试验小组要测量一个用电器上的额定功率（额定电压为10V、额定功率在12〜15W之间），测量

电路的部分导线已经接好（如图所示）.试验室有下列器材可供选用：

直流电源：笈（电动势为3V,内阻很小）

5（电动势为15V,内阻很小）

直流电流表：Ai（量程0〜0.6A,内阻约为0.5Q）

Az（量程0〜3A,内阻约为0.1Q）

直流电压表：V（量程为3V、内阻为3kQ）

滑动变阻器：用（阻值范围0〜20Q）

兄（阻值范围0—200Q）

定值电阻：76=3kQ、吊=9kQ、尼=25kQ

开关一个，导线若干

为使测量尽可能精确、便利，请回答下列问题：

⑴电源应当选择（填“笈”或“我”）；

⑵电流表应当选择（填“AJ’或"A」）；

⑶滑动变阻器应当选择（填“用”或“兄”）；

（4）由于电压表的量程不够，要利用一个定值电阻进行改装.请选择合适的定值电阻，在图中用笔画线代替

导线连接好测量电路的剩余部分.

答案（1）笈（2）A2（3）用（4）见解析图

解析（1）由于额定电压为10V,所以直流电源选择电动势为15V的用

⑵其额定电流为L2〜1.5A,所以直流电流表选择Az.

（3）依据已有的电路结合让试验结果更为精确的要求，接受限流电路，所以利用滑动变阻器兆作为限流电阻.

(4)若要将电压表改装为量程更大的电压表，需要与其串联一个定值电阻，依据串联电路特点知，若串联尼,

则量程为6V,若串联吊，则量程为12V,若串联则量程为28V,因此串联吊比较合适，如图所示.

【变式训练2】现要用如图甲所示的电路图来测量某一电压表V的内阻.给定的器材有：待测电压表V(量程

2V,内阻约为4kQ)；电流表A(量程1.2mA,内阻约500Q)；直流电源以电动势约2.4V,内阻不计);

滑动变阻器曲(最大阻值20Q)；定值电阻必3个：阻值分别为2kQ、20kQ、200kQ)；开关S及导线

若干.要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半.

(1)定值电阻〃应当选用的阻值为kQ；

(2)依据图甲的测量电路原理图，用笔画线代替导线，在图乙所给的实物图上连线;

(3)依据图甲的测量电路原理图，开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端应滑动到最端(选填“左

或“右”);

(4)电路接通后，把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置，若此时电压表读数为〃电流表读数为/,则电

压表内阻Av=.

答案(1)2⑵见解析图⑶左

1v1V

解析(1)假设电压表示数为1V,由题意可得77K+丁＞66mA,解得水2.86kQ

4KK

故电阻A应当选用的阻值为2kQ.

(2)实物图如图所示

(3)为避开电流表、电压表在开关S闭合时示数超出量程，闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端应滑动到最

左端.

⑷依据部分电路欧姆定律可得，电压表内阻为凡=」下=-7.

r

强基固本练

1.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.另一位同学用游标尺上标有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.

丙

答案8.021(8.020〜8.022均可)2.0605.236

解析螺旋测微器的固定刻度读数为8mm,可动刻度读数为2.1X0.01min=0.021nun,所以最终读数为8mm

+0.021mm=8.021mm,由于需要估读，因此在范围8.020〜8.022mm内均正确.游标卡尺的主尺读数为

20mm,游标尺上第12个刻度与主尺上某一刻度对齐，故游标尺读数为12X0.05mm=0.60mm,所以最终读

数为20mm+0.60mm=20.60mm=2.060cm.工件的长度/=52mm+0.02X18mm=5.236cm.

2.如图，螺旋测微器的读数为mm；电压表的读数为V；电流表的读数为A.

答案0.6952.600.52

解析螺旋测微器的读数为0.5mm+0.01mmX19.5=0.695mm；电压表的读数为2.60V；电流表的读数

为0.52A.

3.某同学用伏安法测定待测电阻尼的阻值（约为10kQ）,除了l、开关S、导线外，还有下列器材供选用：

A.电压表（量程0〜1V,内阻约10kQ）

B.电压表（量程0〜10V,内阻约100kQ）

C.电流表（量程。〜1mA,内阻约30Q）

D.电流表（量程0〜0.6A,内阻约0.05Q）

E.电源（电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计）

F.电源（电动势12V,额定电流2A,内阻不计）

G.滑动变阻器A（阻值范围0〜10Q,额定电流2A）

（1）为使测量尽量精确，电压表选用，电流表选用,电源选用.（均

填器材的字母代号）

（2）在虚线框内画出测量尺阻值的试验电路图.

（3）该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从试验原理上看，待测电阻测量值会其真实值（选

填“大于”“小于”或“等于"），缘由是.

答案（1）BCF（2）见解析图

（3）大于电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压（其他表述正确也可）

解析（1）若电源选用E,则通过兄的最大电流为0.15mA,此时两电流表均达不到半偏，故电源应选用F.

电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压，故电压表选用B.由此可知电路中的

电流约为1mA,故电流表选用C.

（2）由于待测电阻阻值较大，所以电流表应接受内接法.由于滑动变阻器的阻值很小，若接受限流式接法接

入电路的滑动变阻器起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应接受分压式接法，试验电路图如图所示.

（3）由于电流表接受内接法，电压表测出的电压为兄与电流表串联后两端电压，U瓢＞U实,而仁泰所以万

测＞7?实.

4.（2023•山东临沂市第一中学模拟）某物理爱好小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻凡的阻

值，电路如图甲所示.已知电源电压为6V,A=10Q,滑动变阻器规格为“50Q0.6A”.

(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小，导线不能

交叉；

甲

(2)试验时，闭合开关，发觉电流表和电压表示数都为0.现用一根导线在图甲中先后连接接线柱/与8、C

与〃时，电流表和电压表示数仍为0,连接接线柱〃与G时，电流表和电压表指针有明显偏转，则电路的故

障是;

(3)排解故障后，闭合开关调整滑片，利用电压表和电流表测出了多组试验数据，并作出了电压表与电流表

示数的关系图像，如图乙所示，则此阻值为。；

(4)调整滑动变阻器，当电压表的示数为3V时，凡消耗的电功率是W；

(5)电路中串联A的作用是(填正确答案前的字母).

A.增大串联电阻，增大分压，电压表易于读数

B.增大串联电阻，增大分流，电流表易于读数

答案(1)见解析图(2)开关断路(或开关接触不良)(3)2(4)0.125(5)A

解析(1)滑动变阻器的接线柱要''一上一下"串联接入电路，由于要求滑片向右移动连入电路中的阻值变

小，连接电路如图所示.

(2)连接电路后，闭合开关，发觉电流表示数为0,说明电路发生了断路，电压表示数为0,说明与电压表

并联以外的电路断路.用一根导线在题图甲中先后连接接线柱力与反。与〃时，电流表和电压表示数仍为

0,说明兄、兄和滑动变阻器都没有故障，连接接线柱〃与G时，电流表和电压表指针有明显偏转，则说明

开关断路.

(3)由题图乙知电压表测量的电阻阻值为"总=而+兄=§=*==12Q,故兄阻值为兄=7?总一%=12Q—

10.5A

10Q=2Q.

(4)由题图乙可知，当兄和凡阻值肯定时，电流表示数与电压表示数成正比，所以当电压表的示数为3V时，

通过尼的电流为0.25A,所以凡消耗的电功率为片/2^=0.252X2W=0.125W.

(5)为了增大串联电阻，增大分压，使电压表易于读数，所以在该电路中串联"，故A正确，B错误.

5.某同学要测量一个未知电阻的阻值，试验室供应的器材有：

A.电流表Ac量程为0〜3mA,内阻为约为15Q

B.电流表Az：量程为0〜1.5mA,内阻乃为25Q

C.定值电阻用：用=9975Q

D.定值电阻感尼=1975Q

E.滑动变阻器A：最大阻值为10Q

F.电源£,电动势为3V,内阻很小但不行忽视

G.开关S及导线若干

(1)该同学依据试验器材设计了如图所示的测量电路，闭合开关S之前，滑动变阻器兄的滑片应置于

(填“最左端”或“最右端”).

(2)试验中需要量程为0〜3V的电压表，则电路图中的电流表①应选择,定值电阻户应选择

(均填器材前面的字母).

(3)调整滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片置于合适的位置，若此时电流表4的示数为小电流表小的示数

为"则待测电阻兄=(用物理量的符号表示).

答案(1)最左端(2)BD⑶——

1\-h

解析(1)为了试验平安，闭合开关s之前，应使电路中电流从最小值开头调整，滑动变阻器接受分压接法，

故应将滑片置于最左端.

(2)试验器材中没有电压表，要用电流表改装，只有内阻已知的电流表才能改装成电压表，所以电流表选择

B.

_3：

II.—Tr9一1C\/1QX/OC

依据电压表改装原理可得—:之—。=1975Q,故定值电阻应选择D.

1A21.uA1U

(3)由串、并联电路的特点和闭合电路欧姆定律有为(々+凡)=(71—㈤兄

解得见=中（

1\—h

6.（2023•四川攀枝花市模拟）电阻尼的阻值在3〜5kQ间，现要测量其电阻，试验室供应了下列器材:

电压表V（量程3V,内阻约为30kQ）

电流表Ai（量程100nA,内阻约为100Q）

电流表Az（量程1mA,内阻约为10Q）

滑动变阻器以最大电阻500Q）

电源£（电动势4V）

开关S及导线若干

某课外活动小组设计了如图甲所示的测量电路进行了试验，请回答下列问题:

（1）电路中电流表应选用上述器材中的（填写字母代号）；

⑵闭合开关S前，滑动变阻器的滑动触头户应在________（选