2025年物理新高考備考2025年（版）物理《三維設(shè)計》一輪總復(fù)習（提升版）第3講　電學實驗基礎(chǔ)

第3講電學實驗基礎(chǔ)CONTENTS題型一01題型二0203題型三04跟蹤訓(xùn)練·鞏固提升01題型一常用儀器的使用與讀數(shù)1.游標卡尺（1）構(gòu)造：主尺，游標尺（主尺和游標尺上各有一個內(nèi)、外測量

爪），游標尺上還有一個深度尺（如圖所示）。（2）原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制

成，不管游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總

長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm。常見的游標卡

尺的游標尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的，其讀

數(shù)見下表：刻度格數(shù)（分度）刻度總長度每小格與1mm的差值精確度（可準確）109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm（3）讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標尺

上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)，則記錄結(jié)果

為：（x＋K×精確度）mm。注意：對于游標卡尺，無論哪種規(guī)格，K值均不需要估讀到下

一位。2.螺旋測微器（1）構(gòu)造：如圖所示，B為固定刻度，E為可動刻度。（2）原理：固定刻度B的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，測

微螺桿F前進或后退0.5mm，而可動刻度E上有50個等分刻

度，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進或后退0.01mm，即螺旋測微器的

精確度為0.01mm。讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上。（3）讀數(shù)：測量值a（mm）＝固定刻度數(shù)b（mm）（注意半毫米

刻度線是否露出）＋可動刻度數(shù)c（估讀一位）×0.01（mm）。3.電壓表、電流表的使用及讀數(shù)量程選擇使用事項電表估讀（1）使用前應(yīng)先進行零點調(diào)整（機械調(diào)零）。（2）導(dǎo)線接在電表的接線柱上時，使電流從“＋”接線柱流入，“－”接線柱流出?！纠?】

（1）如圖甲、乙、丙所示的三把不同分度游標卡尺測量時

的情境，其讀數(shù)依次為

mm、

mm、

mm。17.6

23.25

3.20

解析：題圖甲讀數(shù)：整毫米是17mm，不足1毫米數(shù)是

6×0.1mm＝0.6mm，最后結(jié)果是17mm＋0.6mm＝17.6mm。題圖乙讀數(shù)：整毫米是23mm，不足1毫米數(shù)是5×0.05mm＝

0.25mm，最后結(jié)果是23mm＋0.25mm＝23.25mm。題圖丙讀數(shù)：整毫米是3mm，不足1毫米數(shù)是10×0.02mm＝

0.20mm，最后結(jié)果是3mm＋0.20mm＝3.20mm。（2）某同學用如圖丁所示的螺旋測微器測量小球的直徑時，他應(yīng)先

轉(zhuǎn)動

使F靠近小球，再轉(zhuǎn)動

使F夾住小球，直至聽到

棘輪發(fā)出聲音為止，撥動

使F固定后讀數(shù)（填儀器部件字

母符號）。正確操作后，螺旋測微器的示數(shù)如圖戊所示，則小

球的直徑是

mm。D

H

G

6.700

解析：用螺旋測微器測小球直徑時，先轉(zhuǎn)動旋鈕D使測微

螺桿F靠近被測小球，再轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕H使測微螺桿F夾住小

球，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動止動旋鈕G使F固定后讀數(shù)，

讀數(shù)為6.5mm＋20.0×0.01mm＝6.700mm。

1.游標卡尺的讀數(shù)“三看”（1）“一看”：精確度是0.1mm、0.05mm還是0.02mm。（2）“二看”：游標尺上的0刻度線位置，注意區(qū)分0刻度線與標

尺最前端的邊界線。（3）“三看”：游標尺的第幾條刻度線與主尺上的某刻度線對

齊。2.螺旋測微器的讀數(shù)“三”注意（1）半毫米刻度線是否漏出。（2）一定要估讀一位。（3）如果以mm為單位記錄讀數(shù)，小數(shù)點后一定是三位數(shù)字，如

6.700mm、0.324mm等。【例2】

（1）如圖甲所示的電流表使用0.6A量程時，對應(yīng)刻度盤上

每一小格代表

A，圖中表針示數(shù)為

A；當使用3A量

程時，對應(yīng)刻度盤中每一小格代表

A，圖中表針示數(shù)

為

A。0.02

0.44

0.1

2.20

解析：電流表使用0.6A量程時，刻度盤上的每一小格為

0.02A，表針示數(shù)為0.44A；當使用3A量程時，每一小格為0.1

A，表針示數(shù)為2.20A。（2）如圖乙所示的電壓表使用較小量程時，每小格表示

V，

圖中表針的示數(shù)為

V；若使用的是較大量程，則這時表

盤刻度每小格表示

V，圖中表針示數(shù)為

V。0.1

1.70

0.5

8.5

解析：電壓表使用3V量程時，每小格表示0.1V，表針示數(shù)為1.70V；使用15V量程時，每小格表示0.5V，表針示數(shù)為8.5V。（3）旋鈕式電阻箱如圖丙所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則

接入電路的電阻為

Ω?，F(xiàn)欲將接入電路的電阻改為2

087Ω，最簡單的操作方法是

?

?。1987

將“×1k”擋旋鈕調(diào)到2，再將

“×100”擋旋鈕調(diào)到0

若用兩個這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為

?

?。0～19998Ω

解析：電阻為1987Ω。最簡單的操作方法是先將“×1k”

擋旋鈕調(diào)到2，再將“×100”擋旋鈕調(diào)到0。每個電阻箱的最大

阻值是9999Ω，用這樣的兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是

2×9999Ω＝19998Ω，故用兩個這樣的電阻箱，可得到的電阻

范圍為0～19998Ω。02題型二測量電路與控制電路的選擇1.伏安法測電阻兩種方法的比較（電流表）內(nèi)接法（電流表）外接法電路圖

誤差原因電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix

＋IV（電流表）內(nèi)接法（電流表）外接法電阻測

量值適用條件RA?RxRV?Rx巧記口訣大內(nèi)偏大（大電阻內(nèi)接

法，測量值偏大）小外偏?。ㄐ‰娮柰饨臃ǎ瑴y量

值偏?。?.伏安法測電阻的電路選擇方法方法（電流表）內(nèi)接法（電流表）外接法計算法試觸法按如圖所示電路圖接好電路，讓電壓表的一根接線柱P先

后與a、b處接觸一下

如果電流表的示數(shù)有較大的

變化，而電壓表的示數(shù)變化

不大，則可采用電流表內(nèi)接

法如果電壓表的示數(shù)有較大的

變化，而電流表的示數(shù)變化

不大，則可采用電流表外接

法3.滑動變阻器兩種連接方式的對比限流接法分壓接法對比說明電路圖

串、并聯(lián)關(guān)系不同限流接法分壓接法對比說明負載R上電壓調(diào)節(jié)

范圍（不計電源內(nèi)

阻）0≤U≤E分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前滑片位置b端a端都是為了保護電路元件4.滑動變阻器兩種接法的選擇滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且不要求電壓從零開

始變化，通常情況下，由于限流式結(jié)構(gòu)簡單、耗能少，優(yōu)先使用限

流式?；瑒幼冏杵鞅仨毥映煞謮弘娐返膸追N情況：（1）要求電壓表能從零開始讀數(shù)，要求電壓（電流）測量范圍盡

可能大；（2）當待測電阻Rx?R（滑動變阻器的最大阻值）時（限流式接法

滑動變阻器幾乎不起作用）；（3）若采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電路中電表、

電阻允許的最大電流?！纠?】如圖所示，M、N間電壓恒定，當開關(guān)S接通a端時，電壓表

示數(shù)為10V，電流表示數(shù)為0.2A；當開關(guān)S接通b端時，電壓表示數(shù)為

12V，電流表示數(shù)為0.15A，可以推斷S接

?端時的測量值更準

確；電阻Rx的真實值是

Ω。b

70

【例4】某同學想進一步更精確地測量一電阻約為200Ω的導(dǎo)體的阻

值，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：電流表A1（量程0～50mA，內(nèi)阻約為5Ω）；電流表A2（量程0～500μA，內(nèi)阻約為50Ω）；電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ）；電壓表V2（量程0～10V，內(nèi)阻約為50kΩ）；滑動變阻器R1（阻值范圍為0～5Ω，允許通過的最大電流為2.0A）；滑動變阻器R2（阻值范圍為0～20Ω，允許通過的最大電流為1.0

A）；直流電源E（電動勢10V，內(nèi)阻不計），待測電阻Rx，開關(guān)S一個，導(dǎo)

線若干。（1）為了使實驗誤差較小，要求電表的指針的偏轉(zhuǎn)幅度達到半偏以

上，并要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，則電流表應(yīng)選擇

?，

電壓表應(yīng)選擇

，滑動變阻器應(yīng)選擇

?；A1

V2

R1

（2）請將你設(shè)計的實驗電路畫在方框內(nèi)。

答案：圖見解析

實驗誤差分析（1）系統(tǒng)誤差①伏安法測電阻系統(tǒng)誤差來源：電壓表的分流或電流表的分

壓。②減小系統(tǒng)誤差根據(jù)題目中給出的電阻阻值大約值，選用合適的實驗器材，采

用誤差小的實驗方案（如電流表的內(nèi)、外接法）。③消除系統(tǒng)誤差題目給定的條件充分（電表內(nèi)阻已知），合理設(shè)計電路可消除

系統(tǒng)誤差。（2）偶然誤差①電壓表、電流表、多用電表、毫米刻度尺、游標卡尺、螺旋

測微器等讀數(shù)誤差。②描點、計算等對數(shù)據(jù)處理造成的誤差。③通過多次測量取平均值或圖像法可以減小偶然誤差。03題型三實驗器材的選取與實物圖的連接

2.實物圖連接的注意事項（1）畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，按照電路原理圖

依次到開關(guān)，再到滑動變阻器，按順序以單線連接方式將主

電路中串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來，再將要并聯(lián)的元件并聯(lián)到

電路中去。（2）連線時要將導(dǎo)線接在接線柱上，兩條導(dǎo)線不能交叉。（3）要注意電表的量程和正、負接線柱，要使電流從電表的正接

線柱流入，從負接線柱流出。（4）滑動變阻器的接法：限流法，導(dǎo)線分別連接到上、下接線柱

上（兩個接線柱）；分壓法，導(dǎo)線分別連接到上邊一個接線

柱和下邊兩個接線柱上（一上兩下共三個接線柱）。【例5】現(xiàn)要用如圖甲所示的電路圖來測量某一電壓表V的內(nèi)阻。給

定的器材有：待測電壓表V（量程2V，內(nèi)阻約為4kΩ）；電流表A

（量程1.2mA，內(nèi)阻約500Ω）；直流電源E（電動勢約2.4V，內(nèi)阻

不計）；滑動變阻器R0（最大阻值20Ω）；定值電阻R（3個：阻值分

別為2kΩ、20kΩ、200kΩ）；開關(guān)S及導(dǎo)線若干。要求測量時兩電表

指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。（1）定值電阻R應(yīng)該選用的阻值為

kΩ；2

（2）根據(jù)圖甲的測量電路原理圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖乙所給

的實物圖上連線；答案：圖見解析解析：實物圖連線如圖所示。（3）根據(jù)圖甲的測量電路原理圖，開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的滑片

應(yīng)滑動到最

端（選填“左”或“右”）；左解析：為避免電流表、電壓表在開關(guān)S閉合時示數(shù)超出量程，閉

合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑動到最左端。（4）電路接通后，把滑動變阻器的滑片滑動到某一位置，若此時電

壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則電壓表內(nèi)阻RV＝

?。

【例6】為了測量一電阻的阻值Rx，現(xiàn)有以下器材：蓄電池

E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，電阻箱RP，開關(guān)S1、

S2，導(dǎo)線若干。某活動小組設(shè)計了如圖甲所示的電路。實驗的

主要步驟如下：閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R和RP，使電流表和電壓表示數(shù)合適，記

下兩表示數(shù)分別為I1、U1；閉合S2，保持RP阻值不變，記下電流

表和電壓表示數(shù)分別為I2、U2。（1）按電路圖在實物圖乙上連線。答案：圖見解析解析：實物連線如圖所示。

解析：由于電流表、電壓表內(nèi)阻不影響被測電阻的測量，故其測

量值等于真實值。（3）由于電流表、電壓表都不是理想電表，則被測電阻的測量

值

（選填“大于”“小于”或“等于”）真實值。等于04跟蹤訓(xùn)練·鞏固提升1.三個螺旋測微器的示數(shù)分別如圖甲、乙、丙所示，其讀數(shù)分別

為

mm、

?

mm、

mm。6.858（6.857～6.859均可）

0.008（0.007～0.009均

可）

0.658（0.657～0.659均可）

12345678解析：由圖甲可知，固定刻度讀數(shù)為6.5mm，可動刻度讀數(shù)為

35.8×0.01mm，則示數(shù)為6.5mm＋35.8×0.01mm＝6.858mm。由圖

乙可知，固定刻度讀數(shù)為0，可動刻度讀數(shù)為0.8×0.01mm，則示數(shù)

為0＋0.8×0.01mm＝0.008mm。由圖丙可知，固定刻度讀數(shù)為0.5

mm，可動刻度讀數(shù)為15.8×0.01mm，則示數(shù)為0.5mm＋15.8×0.01

mm＝0.658mm。123456782.如圖甲所示的電表使用0.6A量程時，圖中表針示數(shù)為

A；

如圖乙所示的電表使用3V的量程時，圖中表針示數(shù)為

V。解析：如圖甲所示的電表使用0.6A量程時，最小刻度為0.02A，則

圖中表針示數(shù)為0.52A。如圖乙所示的電表使用3V的量程時，最小

刻度為0.1V，則圖中表針示數(shù)為1.80V。0.52

1.80

123456783.如圖所示，A、B兩端之間電壓恒為U，燈泡L的電阻恒為R1，滑動

變阻器R的最大阻值為R2，在保證安全的情況下，為使燈泡兩端電

壓的變化范圍盡量大，應(yīng)選擇

（選填“甲”“乙”或

“丙”）電路，燈泡兩端電壓最大變化范圍是

?。乙0～U

解析：在保證安全的情況下，為使燈泡兩端電壓的變化范圍盡量

大，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，故選填乙；根據(jù)圖乙知，燈泡

兩端電壓最大變化范圍是0～U。123456784.某物理學習小組的兩位同學采用“伏安法”測金屬絲的電阻率實驗

中，實驗室備有下列實驗器材：A.電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約為15kΩ）B.電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）C.變阻器R1（0～100Ω，0.6A）D.待測金屬絲（阻值約為5Ω）E.電池組E（電壓為3V）F.開關(guān)S，導(dǎo)線若干，米尺，游標卡尺等12345678（1）兩位同學分別畫出了兩個電路圖，分別如圖甲、乙所示。本

實驗選用

（填“甲”或“乙”）圖比較合適。

甲12345678（2）實驗中用游標卡尺測量金屬絲的直徑，讀數(shù)如圖丙所示，則

金屬絲的直徑d＝

mm。解析：游標卡尺的精確度為0.05mm，可知圖示讀數(shù)為

22mm＋6×0.05mm＝22.30mm；22.30

12345678（3）如果實驗中測得金屬絲的電阻值為R，用米尺測出的金屬絲長

度為L，

用游標卡尺測出的金屬絲的直徑為d（單位：m），

則其電阻率ρ＝

?。

123456785.一只小燈泡，標有“3V

0.6W”字樣，現(xiàn)用下面給出的器材測量

該小燈泡正常發(fā)光時的電阻：電源（電動勢為12V，內(nèi)阻為1

Ω）、最大阻值為5Ω的滑動變阻器、電流表（內(nèi)阻為1Ω）、電壓

表（內(nèi)阻為10kΩ）、開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。（1）在設(shè)計電路的過程中，為了盡量減小實驗誤差，電流表應(yīng)采

用

（選填“內(nèi)接”或“外接”）法，滑動變阻器應(yīng)

采用

（選填“分壓式”或“限流式”）接法。外接分壓式12345678

12345678（2）在下面的虛線框內(nèi)畫出你所設(shè)計的實驗電路圖（盡量減小實

驗誤差）。答案：見解析圖12345678解析：設(shè)計的實驗電路圖如圖所示。123456786.在伏安法測電阻的實驗中，提供了以下實驗器材：電源E（電動勢

約6V，內(nèi)阻約1Ω），待測電阻Rx（阻值小于10Ω），電壓表V

（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ），電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω），

滑動變阻器（最大阻值20Ω），單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干。某同學利用上述實驗器材設(shè)計如圖所示的測量電路?；卮鹣铝袉栴}：12345678解析：滑動變阻器采用限流式接入電路，開關(guān)S1閉合前，滑片P應(yīng)滑到b端，使滑動變阻器接入電路阻值最大，保護電路；（1）閉合開關(guān)S1前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到

（填“a”或

“b”）端；b

12345678（2）實驗時，為使待測電阻的測量值更接近真實值，應(yīng)將S2撥

向

（填“c”或“d”）；

c

12345678（3）在上述操作正確的情況下，引起實驗誤差的主要原因是

?

（填正確選項前的標號）；A.電流表分壓B.電壓表分流C.電源內(nèi)阻分壓B

解析：外接法的測量誤差主要來源于電壓表的分流，故選B；12345678（4）實驗時，若已知電流表的內(nèi)阻為1.2Ω，在此情況下，為使待

測電阻的測量值更接近真實值，應(yīng)將S2撥向

（填“c”

或“d”）；讀得電壓表的示數(shù)為2.37V，電流表的示數(shù)為

0.33A，則Rx＝

Ω（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。d

6.0

123456787.用伏安法測定某定值電阻Rx（內(nèi)阻約為100Ω），要盡可能準確地

測量這只電阻的阻值?，F(xiàn)有器材除被測電阻Rx外，還有如下的實驗

儀器：A.直流電源，電壓12V，內(nèi)阻不計；B.電壓表，量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ；C.電壓表，量程0～15V，內(nèi)阻約20kΩ；D.電流表，量程0～0.3A，內(nèi)阻約20Ω；E.電流表，量程0～10mA，內(nèi)阻r＝200Ω；F.滑動變阻器，阻值0～50Ω；G.開關(guān)一只、導(dǎo)線若干。12345678（1）在上述儀器中，電壓表應(yīng)選用

，電流表應(yīng)選用

?

（用儀器前序號表示）。B

E

12345678（2）請在方框內(nèi)畫出電路原理圖。答案：見解析圖12345678解析：由于滑動變阻器阻值小于待測電阻，本題應(yīng)采用分壓式接法，同時，由于電流表內(nèi)阻已知，故電流表應(yīng)選用內(nèi)接法，電