专题十四 电学实验基础
例1 (1)17.7 23.85 3.18
(2)2.150 (3)①0.02 0.44 0.1 2.20 ②0.1 1.70 0.5 8.5 (4)1987 将“×1k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0
[解析] (1)三把游标卡尺的读数分别为17 mm+7×0.1 mm=17.7 mm、23 mm+17×0.05 mm=23.85 mm、3 mm+9×0.02 mm=3.18 mm.
(2)固定刻度示数为2.0 mm,不足半毫米的从可动刻度上读,最后的读数为2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm.
(3)①当使用0~0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02 A,表针所指的示数为0.44 A;当使用0~3 A量程时,每一小格为0.1 A,表针所指的示数为2.20 A.
②电压表使用0~3 V量程时,每小格表示0.1 V,表针所指的示数为1.70 V;使用0~15 V量程时,每小格表示0.5 V,表针所指的示数为8.5 V.
(4)可读出接入电路的电阻为1×1 kΩ+9×100 Ω+8×10 Ω+7×1 Ω=1987 Ω.欲将接入电路的电阻改为2087 Ω,最简单的操作方法是将“×1k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0.
例2 (1)2 (2)101 大于
[解析] (1)两次实验,电压表示数的变化率为η1=×100%=×100%≈3.4%,电流表示数的变化率为η2=×100%=×100%≈4.8%,因此可知电流表的示数变化更明显,说明电压表的分流更严重,为减小误差,应采用内接法,单刀双掷开关K应掷到2.
(2)电阻测量值R测== Ω≈101 Ω,由于电流表的分压作用,实际待测电阻两端的电压小于电压表的示数,故测量值R测大于电阻R的真实值.
例3 (1)1.744 41.4 (2)A C F (3)C
[解析] (1)螺旋测微器的精度为0.01 mm,由图甲可知圆柱体的直径为D=1.5 mm+24.4×0.01 mm=1.744 mm;10分度游标卡尺的精度为0.1 mm,由图乙可知圆柱体的长度为L=4.1 cm+4×0.1 mm=41.4 mm.
(2)由于电源电动势为1.2 V,则电压表应选用A;由于待测电阻Rx约为1 kΩ,则有Im=≈ A=1.2 mA,则电流表应选用C;为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选用阻值较小的F.
(3)要求能在实验中获得尽可能大的电压表调节范围,且滑动变阻器的阻值远小于待测电阻阻值,所以滑动变阻器应采用分压接法;根据=<=可知电流表应采用内接法,故选C.
例4 (1)B C F (2)如图所示
(3)大于 电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其他正确表述也可)
[解析] (1)若电源选用E,则通过Rx的最大电流为0.15 mA,电流表即使选用C也不能使读数超过量程的,故电源应选用F;电压表满偏电压应接近电源电动势,故电压表选用B;由此可知电路中的最大电流约为1 mA,故电流表选用C.
(2)因为待测电阻的阻值较大,所以电流表应采用内接法;因为滑动变阻器的阻值很小,采用限流式接法接入电路时起不到多大的限流作用,所以滑动变阻器应采用分压式接法,实验电路图如图所示.
(3)因为电流表采用内接法,电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端的总电压,U测>U实,而R=,所以R测>R实.
例5 (1)a (2)如图甲所示 (3)如图乙所示 4.3
[解析] (1)金属丝的电阻较小,为减小误差,采用电流表外接法,电压表的右端应与a点连接.
(2)实物图连接如图甲所示.
(3)I U图线如图乙所示,该金属丝的阻值为图线的斜率的倒数,即Rx=≈4.3 Ω.专题十四 电学实验基础
1.2.550 2.400
[解析] 根据20分度游标卡尺读数规则,可读出导体棒长度为L=25 mm+10×0.05 mm=25.50 mm=2.550 cm,根据螺旋测微器读数规则,可得出该金属丝的直径为d=d2-d1=(2.5 mm+36.0×0.01 mm)-(46.0×0.01 mm)=2.400 mm.
2.(1)0.05 (2)3.130
[解析] (1)39 mm等分成20份的新式游标卡尺,其每一小格的长度为1.95 mm,故精度为2.00 mm-1.95 mm=0.05 mm.
(2)主尺示数为31 mm,游标尺示数为6×0.05 mm=0.30 mm,故物体的厚度为31 mm+0.30 mm=31.30 mm=3.130 cm.
3.D [解析] 电表和螺旋测微器读数都要估读.电压表量程为0~3 V,由题图甲可读出加在金属丝两端的电压为1.20 V,故A错误;电流表量程为0~0.6 A,由题图乙可读出流过金属丝的电流为0.50 A,故B错误;该金属丝的电阻为R== Ω=2.40 Ω,故C错误;由题图丙可读出该金属丝直径为1.50 mm+10.5×0.01 mm=1.605 mm,故D正确.
4.(1)如图所示 (2)
(3)等于
[解析] (2)由欧姆定律,第一次测量的电阻为电压表和RP的并联电阻,即=R并;第二次测量的电阻为电压表、Rx和RP的并联电阻,=,联立解得Rx=.
(3)由于电流表、电压表内阻不影响被测电阻的测量,故其测量值等于真实值.
5.(1)甲 (2)b 70
[解析] (1)因为待测电阻约为5 Ω,而Rx<=10 Ω,故为了减小误差,应该采用电流表外接法,即选用甲图.
(2)S接a和接b相对比,电流表的示数变化较大,说明电压表的分流较大,因此S接b点时,采用电流表内接法测电阻误差较小.设电源的电压为U,电流表的内阻为RA,由题意得U=12 V,则S接a时,有U=U1+I1RA,即U=10 V+0.2 A×RA,S接b时,有U=I2(Rx+RA),即U=0.15 A×(Rx+RA),联立解得Rx=70 Ω.
6.(1)O、P (2)Ⅰ 50.5 (3)50.0
[解析] (1)若将电压表跨接在O、P两点之间,则I=+,变形得U=I,可知对应U-I图线的斜率为.若将电压表跨接在O、Q两点之间,则U=(Rx+RA)I,可知对应U-I图线的斜率为Rx+RA.由题图乙可知kⅠ>kⅡ,所以题图乙中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在O、P两点之间的方案测量得到的.
(2)待测电阻的阻值为几十欧姆,且通过U-I图线的斜率可大致估算出待测电阻的阻值为50 Ω左右,由于<,说明待测电阻的阻值较大,所以电流表应采用内接法,即电压表应跨接在O、Q两点之间,所以由图线Ⅰ得到的结果更接近待测电阻的真实值.根据图线Ⅰ可得Rx=≈50.5 Ω.
(3)考虑到电流表内阻的影响,则修正后待测电阻的阻值为Rx'=Rx-RA=50.5 Ω-0.5 Ω=50.0 Ω.
7.(1)b (2)c B (3)d 6.0
[解析] (1)滑动变阻器采用限流式接法,开关S1闭合前,滑片P应滑到b端,使滑动变阻器接入电路的阻值最大,保护电路.
(2)待测电阻的阻值Rx<10 Ω,由于>,所以电流表分压比较明显,电流表应采用外接法,则开关S2应拨向c端;电流表外接法的测量误差主要来源于电压表分流,故B正确.
(3)若电流表的内阻RA=1.2 Ω,则电流表的分压可以准确计算,所以电流表应采用内接法,开关S2应拨向d端;电压表测量电流表和待测电阻的总电压,U=2.37 V,电流表分压为UA=IRA=0.33×1.2 V=0.396 V,根据欧姆定律可知待测电阻的阻值为Rx== Ω≈6.0 Ω.
8.(1)A2 (2)a (3)如图甲所示
(4)4 (5)c (6)如图乙所示
[解析] (1)电路中的最大电流为I== A=1 mA,故电流表选择A2.
(2)滑动变阻器为分压接法,为了保护电路,闭合开关前应使并联部分的电压为零,故滑片P应在a端.
(3)按实验电路图将实物图补充完整,如图甲所示.
(4)根据I-U图像求得电阻Rx== Ω=4 kΩ.
(5)本次实验是用电流表的内接法测电阻的,所以电压表测的是电流表和Rx两端的总电压,那么电压和电阻的测量值均偏大,故真实的图线应是c.
(6)由于电压表的内阻很大,而满偏电流Im== A=10-4 A=100 μA,恰好在电流表A1的量程之内,所以可以直接将两表串联接入虚线框内,如图乙所示.专题十四 电学实验基础
基本仪器的使用与读数
1.两种常见长度测量类仪器的使用及读数方法
游标卡尺 测量值=主尺读数(cm)+游标尺上对齐刻线数值×精度(mm),不估读. 10分度游标,精度0.1 mm; 20分度游标,精度0.05 mm; 50分度游标,精度0.02 mm
螺旋测微器 测量值=固定刻度+可动刻度估读值× 0.01 mm.注意要估读到0.001 mm
2.电流表、电压表、电阻表的比较
仪器 极性 量程选择 读数
电流表 有正、负极的电表,电流由正极流入,负极流出 使指针指示超过满偏刻度的位置 0~3 V和0~3 A量程估读到分度值的;0~15 V量程估读到分度值的;0~0.6 A量程估读到分度值的
电压表
电阻表 使指针尽量指在表盘的中间位置左右 表盘读数乘相应挡位的倍率
例1 (1)如图甲所示的三把游标卡尺,它们从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分,则它们的读数依次为 mm、 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如图丙所示,当使用0~0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针所指的示数是 A;如图丙所示,当使用0~3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针所指的示数为 A.
②图丁使用较小量程时,每小格表示 V,图中表针所指的示数为 V;若使用的是较大量程,则每小格表示 V,图中表针所指的示数为 V.
(4)旋钮式电阻箱如图戊所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为 Ω.今欲将接入电路的电阻改为2087 Ω,最简单的操作方法是
.
[反思感悟]
测量电路与控制电路的设计
1.电流表的内、外接法
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==Rx+RA>Rx 测量值大于真实值 R测==用于测量 大阻值电阻 小阻值电阻
选择标准 当RA Rx或Rx>时,选用电流表内接法 当RV Rx或Rx<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) ≤U≤E 0≤U≤E 分压式接法电路中电压调节范围大
闭合S前 滑片位置 b端 a端 都是为了保护电路元件
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始变化,通常情况下,由于限流式结构简单、耗能少,优先使用限流式.
滑动变阻器必须用分压式接法的几种情况:
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.
例2 [2024·山东烟台模拟] 某同学在实验室中用伏安法测一电阻R的阻值.
(1)该同学用如图所示的电路判定电流表需采用内接法还是外接法.正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置.将单刀双掷开关K掷到1时,电压表和电流表的示数分别为U1=2.9 V、I1=31.2 mA;将K掷到2时,电压表和电流表的示数分别为U2=3.0 V、I2=29.7 mA,由此可知单刀双掷开关K应掷到 (选填“1”或“2”).
(2)若电阻的测量值R测是通过电压表的读数U和电流表的读数I的比值计算得出,则该电阻测量值R测= Ω(计算结果保留3位有效数字),且测量值R测 (选填“大于”“等于”或“小于”)电阻R的真实值.
[反思感悟]
例3 [2024·广东深圳模拟] 某同学用伏安法测定一圆柱体合金的阻值Rx(约为1 kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表V1(量程0~1 V,内阻约10 kΩ)
B.电压表V2(量程0~5 V,内阻约100 kΩ)
C.电流表A1(量程0~1 mA,内阻约10 Ω)
D.电流表A2(量程0~3 mA,内阻约15 Ω)
E.电源(电动势1.2 V,额定电流0.5 A,内阻不计)
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~20 000 Ω,额定电流2 A)
用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示.
(1)由图甲、图乙两图读得圆柱体的直径D为 mm,长度L为 mm.
(2)为使测量尽可能准确,电压表选用 ,电流表选用 ,滑动变阻器选用 .(均填器材的字母代号)
(3)要求能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,并能较准确地测出合金的阻值,下列实验电路中应选用的是 .
A
B
C
D
[反思感悟]
实验器材的选取与实物图的连接
1.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.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.电流半偏法测电阻时,滑动变阻器选阻值大的.
(3)定值电阻:若用于电表改装,则阻值与改装后的量程匹配;若用于保护电路,则应使电流表、电压表的读数在满偏刻度的以上,且不超过量程.
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:限流式接法,导线分别连接到上、下接线柱上(两个接线柱);分压式接法,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).
例4 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(电动势为1.5 V,额定电流为0.5 A,内阻不计)
F.电源(电动势为12 V,额定电流为2 A,内阻不计)
G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10 Ω,额定电流为2 A)
(1)为使测量尽量准确,电压表选用 ,电流表选用 ,电源选用 .(均填器材前的选项字母)
(2)在虚线框内画出测量Rx阻值的实验电路图.
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻的测量值会 (选填“大于”“小于”或“等于”)其真实值,原因是
.
[反思感悟]
例5 [2024·河北邯郸模拟] 某同学用伏安法测金属丝的电阻Rx(阻值约5 Ω).实验所用器材为:电池组(电动势为3 V)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω)、开关、导线若干.
(1)图甲中电压表的右端应与 (选填“a”或“b”)点连接.
(2)图乙是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的右端.请根据(1)问中的电路图,补充完成图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表读数均为最小值.
(3)该同学在坐标纸上建立如图丙所示的坐标系,标出了与测量数据对应的6个点.请在该图中描绘出I U图线,利用图线可得该金属丝的阻值Rx= Ω(结果保留两位有效数字).
[反思感悟]
专题十四 电学实验基础 (限时40分钟)
1.[2024·山东青岛模拟] 小明从实验室拿来了20分度的游标卡尺和螺旋测微器,分别对导体棒的长度L和直径d进行测量.图甲是游标卡尺的测量结果,可知长度L为 cm;在使用螺旋测微器的过程中,该同学发现,在将测砧与测微螺杆并拢后,无法对齐零刻度线,如图乙所示,若继续用此螺旋测微器测量金属丝的直径,读数如图丙所示,则金属丝的直径为 mm.
2.有一种新式游标卡尺,它的刻度与传统的游标卡尺明显不同.新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”,使得读数显得清晰明了,便于使用者正确读取数据.传统游标卡尺的精度有10分度、20分度、50分度三种规格;新式游标卡尺也有相应的三种,但刻度却是:19 mm等分成10份,39 mm等分成20份,99 mm等分成50份,以“39 mm等分成20份”的新式游标卡尺为例,如图所示.
(1)它的精度是 mm.
(2)用它测量某物体的厚度,示数如图所示,正确的读数是 cm.
3.某学生小组测量一金属丝的电阻时,两电表的示数分别如图甲、乙所示(电压表量程为0~3 V, 电流表量程为0~0.6 A),又用螺旋测微器测得金属丝的直径如图丙所示,下列说法正确的是 ( )
A.加在金属丝两端的电压为7.0 V
B.流过金属丝的电流为0.5 A
C.该金属丝的电阻为35 Ω
D.该金属丝的直径为1.605 mm
4.[2024·安徽合肥模拟] 为了测量一电阻的阻值Rx,现有以下器材:蓄电池E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,电阻箱RP,开关S1、S2,导线若干.某活动小组设计了如图甲所示的电路.实验的主要步骤如下:
A.闭合S1,断开S2,调节R和RP,使电流表和电压表示数合适,记下两表示数分别为I1、U1;
B.闭合S2,保持RP阻值不变,记下电流表和电压表示数分别为I2、U2.
(1)按电路图在实物图乙上连线;
(2)写出被测电阻的表达式:Rx= (用两电表的读数表示);
(3)由于电流表、电压表都不是理想电表,则被测电阻的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值.
5.[2022·北京卷改编] 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等.
(1)用电压表(内阻约为3 kΩ)和电流表(内阻约为0.1 Ω)测量一个电阻的阻值(约为5 Ω).要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图中的 (选填“甲”或“乙”).
(2)用伏安法测量电阻Rx的阻值时,M、N两端接在恒定电压上,当S接a时,电压表的示数为10 V,电流表的示数为0.2 A;当S接b时,电压表的示数为12 V,电流表的示数为0.15 A;为了较准确地测定Rx的阻值,S应接在 点,Rx的真实值为 Ω.
6.某同学用伏安法测量一电阻Rx的阻值(为几十欧姆),所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表的内阻为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甲所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间.测量得到如图乙所示的两条U I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数.
回答下列问题:
(1)图乙中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 (选填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的.
乙
(2)根据所用实验器材和图乙可判断,由图线 (选填“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)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).
7.在用伏安法测电阻的实验中,提供以下实验器材:电源E(电动势约6 V,内阻约1 Ω),待测电阻Rx(阻值小于10 Ω),电压表V(量程0~3 V,内阻约3 kΩ),电流表A(量程0~0.6 A,内阻约1 Ω),滑动变阻器(最大阻值20 Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.某同学利用上述实验器材设计出如图所示的测量电路.
回答下列问题:
(1)闭合开关S1前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“a”或“b”)端.
(2)实验时,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向 (选填“c”或“d”);在上述操作正确的情况下,引起实验误差的主要原因是 (填选项前的字母).
A.电流表分压 B.电压表分流 C.电源内阻分压
(3)实验时,若已知电流表的内阻为1.2 Ω,在此情况下,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向 (选填“c”或“d”);读得电压表的示数为2.37 V,电流表的示数为0.33 A,则Rx= Ω(结果保留两位有效数字).
8.[2024·河南郑州模拟] 电阻Rx的阻值在3~5 kΩ间,现要测量其电阻,实验室提供了下列器材:
电压表V(量程0~3 V,内阻约为30 kΩ)
电流表A1(量程0~100 μA,内阻约为100 Ω)
电流表A2(量程0~1 mA,内阻约为10 Ω)
滑动变阻器R(最大电阻为500 Ω)
电源E(电动势为4 V)
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实验,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);
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应在 (选填“a”或“b”)端;
(3)请根据图甲所示的电路图,在图乙中将实物图连接补充完整;
(4)实验中得到的I U图线如图丙中的实线d所示,电阻Rx的测量值为 kΩ;
(5)由于本实验存在误差,你认为电阻Rx的真实I U图线应为图丙中的图线 (选填“c” 或“e”);
(6)某同学对图甲中虚线框内的电路进行修改,并从上述器材中选用适当的器材,设计出了测量电压表V内阻的电路,请在方框内画出该同学修改部分的电路,并在图中标出所选用的器材.(共84张PPT)
专题十四 电学实验基础
题型一 基本仪器的使用与读数
题型二 测量电路与控制电路的设计
题型三 实验器材的选取与实物图的连接
◆
作业手册
答案核查【听】
答案核查【作】
备用习题
题型一 基本仪器的使用与读数
1.两种常见长度测量类仪器的使用及读数方法
______________________________________________________________________________________________________
游标卡尺
______________________________________________________________________________________________________
螺旋测微器
续表
2.电流表、电压表、电阻表的比较
仪器 极性 量程选择 读数
电流表 有正、负极的 电表，电流由 正极流入，负 极流出
电压表 电阻表 使指针尽量指 在表盘的中间 位置左右 表盘读数乘相应挡位的倍率
例1 (1) 如图甲所示的三把游标卡尺，
它们从上至下分别为 长10等
分、长20等分、 长50等
分，则它们的读数依次为_____ 、
______、_____ .
17.7
23.85
3.18
[解析] 三把游标卡尺的读数分别为 、
、 .
(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______ .
2.150
[解析] 固定刻度示数为 ，不足半毫米的从可
动刻度上读，最后的读数为
.
(3)① 如图丙所示，当使用 量程时，
对应刻度盘上每一小格代表_____A，图中表针
所指的示数是_____A；如图丙所示，当使用
量程时，对应刻度盘上每一小格代表
____A，图中表针所指的示数为_____A.
0.02
0.44
0.1
2.20
[解析] 当使用量程时，刻度盘上的每一小格为 ，表针所指
的示数为；当使用量程时，每一小格为 ，表针所指的示
数为 .
② 图丁使用较小量程时，每小格表示____ ，
图中表针所指的示数为_____ ;若使用的是较
大量程，则每小格表示____ ，图中表针所指
的示数为____ .
0.1
1.70
0.5
8.5
[解析] 电压表使用量程时，每小格表示 ，表针所指的示数为
；使用量程时，每小格表示，表针所指的示数为 .
(4) 旋钮式电阻箱如图戊所示，电流从接线柱 流入，
从流出，则接入电路的电阻为______ .今欲将接入
电路的电阻改为 ，最简单的操作方法是______
___________________________________.
1987
将“”旋钮调到2，再将“”旋钮调到0
[解析] 可读出接入电路的电阻为
.
欲将接入电路的电阻改为 ，最简单的操作方法
是将“”旋钮调到2，再将“ ”旋钮调到0.
题型二 测量电路与控制电路的设计
1.电流表的内、外接法
内接法 外接法
电路图 _______________________________________ ______________________________________________
误差原因
内接法 外接法
电阻测量值
用于测量 大阻值电阻 小阻值电阻
选择标准 续表
2.滑动变阻器两种连接方式的对比
限流式接法 分压式接法 对比说明
电路图 _________________________________________ _________________________________________ 串、并联关系
不同
限流式接法 分压式接法 对比说明
分压式接法电
路中电压调节
范围大
都是为了保护
电路元件
续表
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始变化，
通常情况下，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流式.
滑动变阻器必须用分压式接法的几种情况：
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(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.
例2 [2024·山东烟台模拟] 某同学在实验室中用伏
安法测一电阻 的阻值.
(1) 该同学用如图所示的电路判定电流表需采用内
接法还是外接法.正确连线后，合上开关 ，将滑动
变阻器的滑片移至合适位置.将单刀双掷开关 掷
到1时，电压表和电流表的示数分别为
2
、；将 掷到2时，电压表和电流表的示数分别为
、，由此可知单刀双掷开关 应掷到___
(选填“1”或“2”).
[解析] 两次实验，电压表示数的变化率为
，电
流表示数的变化率为
，
因此可知电流表的示数变化更明显，说明电压表
的分流更严重，为减小误差，应采用内接法，单刀双掷开关 应掷到2.
(2) 若电阻的测量值是通过电压表的读数 和电
流表的读数 的比值计算得出，则该电阻测量值
_____ (计算结果保留3位有效数字)，且测
量值______(选填“大于”“等于”或“小于”)电阻
的真实值.
101
大于
[解析] 电阻测量值 ，由于电流表的分压作用，实际待测电阻两端的电压小于电压表的示数，故测量值大于电阻 的真实值.
例3 [2024·广东深圳模拟] 某同学用伏安法测定一圆柱体合金的阻值
约为，除了、开关 、导线外，还有下列器材供选用：
A.电压表量程，内阻约
B.电压表量程，内阻约
C.电流表量程，内阻约
D.电流表量程，内阻约
E.电源(电动势，额定电流 ，内阻不计)
F.滑动变阻器阻值范围 ，额定电流
G.滑动变阻器阻值范围 ，额定电流
用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示.
(1) 由图甲、图乙两图读得圆柱体的直径为______，长度 为_____
.
1.744
41.4
[解析] 螺旋测微器的精度为 ，由图甲可知圆柱体的直径为
；10分度游标卡尺的精度为
，由图乙可知圆柱体的长度为 .
[解析] 由于电源电动势为，则电压表应选用A；由于待测电阻 约为
，则有 ，则电流表应选用C；为了调节方
便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值较小的 .
(2) 为使测量尽可能准确，电压表选用___，电流表选用___，滑动变阻器
选用___.(均填器材的字母代号)
A
C
(3) 要求能在实验中获得尽可能大的电压调节范围，并能较准确地测出合
金的阻值，下列实验电路中应选用的是___.
A. B. C. D.
√
[解析] 要求能在实验中获得尽可能大的电压表调节范围，且滑动变阻器
的阻值远小于待测电阻阻值，所以滑动变阻器应采用分压接法；根据
可知电流表应采用内接法,故选C.
题型三 实验器材的选取与实物图的连接
1.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.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倍的滑动变阻器.电流半偏法
测电阻时，滑动变阻器选阻值大的.
(3)定值电阻：若用于电表改装，则阻值与改装后的量程匹配；若用于保
护电路，则应使电流表、电压表的读数在满偏刻度的以上，且不超过量程.
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：限流式接法，导线分别连接到上、下接线柱上
(两个接线柱)；分压式接法，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).
例4 某同学用伏安法测定待测电阻的阻值约为，除了 、开关
、 导线外，还有下列器材供选用：
A.电压表量程，内阻约
B.电压表量程，内阻约
C.电流表量程，内阻约
D.电流表量程，内阻约
E.电源(电动势为，额定电流为 ，内阻不计)
F.电源(电动势为，额定电流为 ，内阻不计)
G.滑动变阻器阻值范围 ，额定电流为
(1) 为使测量尽量准确，电压表选用___，电流表选用___，电源选用___.
(均填器材前的选项字母)
B
C
[解析] 若电源选用，则通过的最大电流为 ，电流表即使选用C
也不能使读数超过量程的，故电源应选用 ；电压表满偏电压应接近电源
电动势，故电压表选用B；由此可知电路中的最大电流约为 ，故电流
表选用C.
(2) 在虚线框内画出测量 阻值的实验电路图.
[答案] 如图所示
[解析] 因为待测电阻的阻值较大，所以电流表应采用内接法；因为滑动
变阻器的阻值很小，采用限流式接法接入电路时起不到多大的限流作用，
所以滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示.
(3) 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
阻的测量值会______(选填“大于”“小于”或“等于”)其真实值，原因是_____
____________________________________________________.
大于
电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其他正确表述也可)
[解析] 因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为 与电流表串联后
两端的总电压，，而，所以 .
例5 [2024·河北邯郸模拟] 某同学用伏安法测金属丝的电阻阻值约 .
实验所用器材为：电池组电动势为、电流表内阻约、电压表
内阻约、滑动变阻器 、开关、导线若干.
(1) 图甲中电压表的右端应与___(选填“”或“ ”)点连接.
[解析] 金属丝的电阻较小，为减小误差，采用电流表外
接法，电压表的右端应与 点连接.
(2) 图乙是测量 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻
器的滑片 置于变阻器的右端.请根据(1)问中的电路图，补充完成图中实物
间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表读数均为最小值.
[答案] 如图甲所示
[解析] 实物图连接如图甲所示.
(3) 该同学在坐标纸上建立如图丙所示的坐标系，标出了与测量数据对应
的6个点.请在该图中描绘出 图线，利用图线可得该金属丝的阻值
____ (结果保留两位有效数字).
4.3
[答案] 如图乙所示
[解析] 图线如图乙所示，该金属丝的阻值为图线的斜率的倒数，即
.
基本仪器的使用与读数
1.在练习使用游标卡尺和螺旋测微器的实验中，测量一枚1元硬币的直径和厚度，如图甲所示.
(1) 用游标卡尺测量其直径，如图乙所示，直径是_______ .
[解析] 用游标卡尺测量其直径，示数为 ；
(2) 用螺旋测微器测量其厚度，如图丙所示，厚度是________ .
[解析] 用螺旋测微器测量其厚度，示数为
.
2.(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_____、______ 、
_____ .
17.6
23.25
3.20
[解析] 题图甲读数，整毫米是 ，不足1毫米数是
，最后结果是 .题图乙读
数，整毫米是，不足1毫米数是 ，最后结果
是.题图丙读数，整毫米是 ，不足1毫
米数是 ，最后结果是 .
(2) 某同学用如图丁所示的螺旋测微器测量小球的直径时，他应先转动___
使靠近小球，再转动___使 夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，
拨动___使 固定后读数.(均填仪器部件字母符号)正确操作后，螺旋测微器
的示数如图戊所示，则小球的直径是______ .
6.700
[解析] 用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗调旋钮使测微螺杆 靠近
被测小球，再转动微调旋钮使测微螺杆 夹住小球，直到棘轮发出声音
为止，拨动锁紧装置使 固定后读数，读数为
.
测量电路与控制电路的设计
3.为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻 ，
小明设计了如图甲所示的电路.
(1) 实验时，闭合开关 ，滑动变阻器的滑片滑
至合适位置保持不变，将点先后与、 点连
点
小于
接，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将 点
接_____ (选填“点”或“ 点”)，按此连接法测量，测量结果______(选填
“小于”“等于”或“大于”) 的真实值.
[解析] 电压表示数变化较大，说明电流表分压较大，而电流表示数基本
不变，说明电压表分流较小，可以忽略，故采用电流表外接法，即接
点；电压表测量的电压为准确值，但电流表测量的电流为流过定值电阻和
电压表的电流之和，即电流测量值偏大，根据 可得电阻测量值偏小.
(2) 根据实验测得的6组数据，在图乙中描点，作出了两条图线.你认为正确的是____(选填“①”或“②”)，由图线求出电阻____ (保留两位有效数字).
②
7.5
[解析] 电压表测量的是定值电阻两端的电压，当其两端的电压为零时，电流也应为零，故图线②正确；图像的斜率的倒数表示电阻，故
.
实验器材的选取与实物图的连接
4.某同学要将一满偏电流为 的电流表改
装成量程为 的电压表.
(1) 他用多用电表测得该电流表的内阻为
，若要完成改装，应将一阻值
______ 的定值电阻与电流表串联.
2700
[解析] 根据部分电路欧姆定律可得 ，代入数据可得
.
(2) 改装后的电压表需利用一标准电压表对其进行检测，请根据图甲所示
的检测电路，将图乙中实物连线图补充完整.
[答案] 如图所示
(3) 闭合开关，调节滑动变阻器，当标准电压表示数为时，电流表示数
为 ，说明改装后的电压表满偏电压____(选填“ ”或“”) .若造成此误差的原因是多用电表测出的电流表内阻 不准，由此可判断(1)中计算得到的阻值 比需要的阻值______(选填“偏大”或 “偏小”).
偏大
[解析] 电流表示数为 时标准电压表示数为 ，则当电流表指针满偏时标准电压表示数将超过 ，即改装后的电压表满偏电压大于 ；因为串联分压，串联电阻越大则分压越多，改装后的最大测量值大于需要的最大测量值，故串联的电阻阻值偏大.
(4) 为解决上述问题，应把串联电阻的阻值改为_______ .
[解析] 要改装成 的电压表，改装后电压表内阻应为 ，而实际内阻 ，说明串联电阻的阻值比需要的电阻阻值大了 ，可将串联电阻换成阻值为 的电阻.
作业手册
1.[2024·山东青岛模拟] 小明从实验室拿来了20分度的游标卡尺和螺旋测
微器，分别对导体棒的长度和直径 进行测量.图甲是游标卡尺的测量结
果，可知长度为_______ ；在使用螺旋测微器的过程中，该同学发现，
在将测砧与测微螺杆并拢后，无法对齐零刻度线，如图乙所示，若继续用
此螺旋测微器测量金属丝的直径，读数如图丙所示，则金属丝的直径为
_______ .
[解析] 根据20分度游标卡尺读数规则，可读出导体棒长度为
，根据螺旋测微器读
数规则，可得出该金属丝的直径为
.
2.有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同.新式游标卡
尺的刻度线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读
取数据.传统游标卡尺的精度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式
游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：等分成10份， 等分
成20份，等分成50份，以“ 等分成20份”的新式游标卡尺为例，
如图所示.
(1) 它的精度是_____ .
0.05
[解析] 等分成20份的新式游标卡尺，其每一小格的长度为 ，
故精度为 .
2.有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同.新式游标卡
尺的刻度线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读
取数据.传统游标卡尺的精度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式
游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：等分成10份， 等分
成20份，等分成50份，以“ 等分成20份”的新式游标卡尺为例，
如图所示.
(2) 用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是______ .
3.130
[解析] 主尺示数为，游标尺示数为 ，故物
体的厚度为 .
3.某学生小组测量一金属丝的电阻时,两电表的示数分别如图甲、乙所示
(电压表量程为,电流表量程为 ),又用螺旋测微器测得金属
丝的直径如图丙所示,下列说法正确的是( )
A.加在金属丝两端的电压为 B.流过金属丝的电流为
C.该金属丝的电阻为 D.该金属丝的直径为
√
[解析] 电表和螺旋测微器读数都要估读.电压表量程为 ,由题图甲可
读出加在金属丝两端的电压为,故A错误;电流表量程为 ,由
题图乙可读出流过金属丝的电流为 ,故B错误;该金属丝的电阻为
,故C错误;由题图丙可读出该金属丝直径为
,故D正确.
4.[2024·安徽合肥模拟] 为了测量一电阻的阻值 ，现有以下器材：蓄电
池，电流表A，电压表，滑动变阻器，电阻箱，开关、 ，导线
若干.某活动小组设计了如图甲所示的电路.实验的主要步骤如下：
A.闭合，断开，调节和 ，使电流表和电压
表示数合适，记下两表示数分别为、 ；
B.闭合，保持阻值不变，记下电流表和
电压表示数分别为、 .
(1) 按电路图在实物图乙上连线；
[答案] 如图所示
(2) 写出被测电阻的表达式： _ ________(用两电表的读数表示)；
[解析] 由欧姆定律，第一次测量的电阻为电压表和 的并联电阻，即；第二次测量的电阻为电压表、和的并联电阻， ，联立解得 .
(3) 由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的测量值______
(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值.
等于
[解析] 由于电流表、电压表内阻不影响被测电阻的测量，故其测量值等
于真实值.
5.[2022·北京卷改编] 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪
器、实验方法、实验操作、数据分析等.
(1) 用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为 )测量一个电阻的阻
值(约为 ).要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图中的____
(选填“甲”或“乙”).
甲
[解析] 因为待测电阻约为 ，而 ，故为了减小
误差，应该采用电流表外接法，即选用甲图.
(2) 用伏安法测量电阻的阻值时，、两端接在恒定电压上，当接
时，电压表的示数为，电流表的示数为；当接 时，电压表的示
数为，电流表的示数为；为了较准确地测定的阻值， 应接
在___点，的真实值为____ .
70
[解析] 接和接 相对比，电流表的示数变化较大，说明电压表的分流较
大，因此接点时，采用电流表内接法测电阻误差较小.设电源的电压为 ，
电流表的内阻为，由题意得,则接时，有 ,即
,接时，有 ,即
，联立解得 .
6.某同学用伏安法测量一电阻 的阻值(为几十欧姆)，所
用电压表的内阻为 ，电流表的内阻为 .该同学
采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图甲所示电
路的、两点之间，另一种是跨接在、
两点之间.测量得到如图乙所示的两条
图线，其中与 分别为电压表和电流表的
示数. 回答下列问题：
(1) 图乙中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在_______(选填“、”或“、 ”)两点的方案测量得到的.
、
[解析] 若将电压表跨接在、 两点之间，则 ，变形得，可知对应图线的斜率为 .若将电压表跨接在、 两点之间，则，可知对应 图线的斜率为.由题图乙可知 ，所以题图乙中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 、 两点之间的方案测量得到的.
(2) 根据所用实验器材和图乙可判断，由图线__(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果
更接近待测电阻的真实值，结果为_____ (保留1位小数).
Ⅰ
50.5
[解析] 待测电阻的阻值为几十欧姆，且通过 图线的斜率可大致估算出待测电阻的阻值为 左右，由于 ，说明待测电阻的阻值较大，所以电流表应采用内接法，即电压表应跨接在、 两点之间，所以由图线Ⅰ得到的结果更接近待测电阻的真实值.根据图线Ⅰ可得 .
(3) 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_____ (保留1位小数).
50.0
[解析] 考虑到电流表内阻的影响，则修正后待测电阻的阻值为
.
7.在用伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：
电源(电动势约，内阻约)，待测电阻
(阻值小于)，电压表(量程 ，内阻约
)，电流表A(量程，内阻约 )，滑
动变阻器(最大阻值)，单刀单掷开关 ，单刀
双掷开关 ，导线若干.某同学利用上述实验器材设计出如图所示的测量
电路. 回答下列问题：
(1) 闭合开关前，滑动变阻器的滑片 应滑到___
(选填“”或“ ”)端.
[解析] 滑动变阻器采用限流式接法，开关 闭合
前，滑片应滑到 端，使滑动变阻器接入电路的
阻值最大，保护电路.
(2) 实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，
应将拨向__ (选填“”或“ ”)；在上述操作正确
的情况下，引起实验误差的主要原因是___(填选
项前的字母).
A.电流表分压 B.电压表分流 C.电源内阻分压
B
[解析] 待测电阻的阻值 ,由于 ，所以电流表分压比较明显，电流表应采用外接法，则开关应拨向 端；电流表外接法的测量误差主要来源于电压表分流，故B正确.
(3) 实验时，若已知电流表的内阻为 ，在此情况
下，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将 拨
向___(选填“”或“”)；读得电压表的示数为 ，
电流表的示数为，则____ (结果保留两位
有效数字).
6.0
[解析] 若电流表的内阻 ，则电流表的分
压可以准确计算，所以电流表应采用内接法，开关
应拨向 端；电压表测量电流表和待测电阻的总电
压, ，电流表分压为
, 根据欧姆定律可
知待测电阻的阻值为 .
8.[2024·河南郑州模拟] 电阻的阻值在 间，现要测量其电阻，
实验室提供了下列器材：
电压表(量程，内阻约为 )
电流表(量程，内阻约为 )
电流表(量程，内阻约为 )
滑动变阻器(最大电阻为 )
电源(电动势为 )
开关 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实验，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)；
[解析] 电路中的最大电流为，故电流表选择 .
(2) 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应在___(选填“”或“ ”)端；
[解析] 滑动变阻器为分压接法，为了保护电路，闭合开关前应使并联部分的电压为零，故滑片应在 端.
[答案] 如图甲所示
[解析] 按实验电路图将实物图补充完整，如图甲所示.
(3) 请根据图甲所示的电路图，在图乙中将实物图连接补充完整；
(4) 实验中得到的图线如图丙中的实线所示，电阻 的测量值为
___ ；
4
[解析] 根据图像求得电阻
.
(5) 由于本实验存在误差，你认为电阻的真实 图线应为图丙中的图
线__(选填“” 或“ ”)；
[解析] 本次实验是用电流表的内接法测电阻的，所以电压表测的是电流表和 两端的总电压，那么电压和电阻的测量值均偏大，故真实的图线应是 .
(6) 某同学对图甲中虚线框内的电路进行修改，并从上述器材中选用适当
的器材，设计出了测量电压表 内阻的电路，请在方框内画出该同学修改
部分的电路，并在图中标出所选用的器材.
[答案] 如图乙所示
[解析] 由于电压表的内阻很大，而满偏电流
,恰好在电流表 的量程之内，所
以可以直接将两表串联接入虚线框内，如图乙所示.
热点题型探究 题型一 例1（1）17.7,23.85,3.18 （2）2.150 （3）①0.02,
0.44,0.1,2.20 ②0.1,1.70,0.5,8.5 （4）1987,将“”旋钮调到2，再将
“”旋钮调到0 题型二 例2.（1）2 （2）101,大于
例3.（1）1.744,41.4 （2）A,C, （3）C
题型三 例4.（1）B,C, （2）如图所示
（3）大于,电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压（其他正确表述也可） 例5.（1）
（2）如图甲所示. .（3） 如图乙所示 ，4.3
1., 2.（1）0.05 （2）3.130 3.D
4.（1）如图所示 （2） （3）等于
5.（1）甲 （2）,70
6.（1）、 （2）Ⅰ,50.5 （3）50.0
7.（1） （2）,B （3）,6.0
8.（1） （2）
（3）如图甲所示 .（4）4 （5）
（6）如图乙所示
