第十章　第52课时　电学实验基础-2026年高考物理大一轮复习课件（含试题及答案）

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考点一　常用仪器的读数
考点二　测量电路与控制电路的选择
考点三　实验器材的选取与实物图的连接
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。(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 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退 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 mm，即螺旋测微器的精确度为 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)× (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、 (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。
(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。
1.为了读数更精确，游标卡尺也需要估读，如图读作11.40 mm。(　　) 2.游标卡尺主尺上的数字对应的单位为cm。(　　)3.如图，游标卡尺读数为5.20 mm。(　　) 4.如上图，游标卡尺读数为50.20 mm，可简化写为50.2 mm。(　　)
(1)某同学利用三个不同规格的游标卡尺测量三个物体的长度，示数分别如图(a)、(b)、(c)所示，则三个物体的长度分别为　　　　 mm、　　 　　 mm、　　　　 mm。
甲　　 　　 mm　乙　 　　　 mm丙　 　 mm　丁　　 　 mm
(2)完成下列螺旋测微器的读数(如图所示)。
0.487(0.486、0.488均可)
0.537(0.536、0.538均可)
4.075(4.074、4.076均可)
5.665(5.664、5.666均可)
(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。
(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　　 　　。
将“×1 k”挡旋钮调到2，再将“×100”挡旋钮调到0
测量电路与控制电路的选择
1.电流表的内、外接法
2.滑动变阻器两种连接方式(1)两种连接方式对比
(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。
某实验小组测未知电阻R时，先用多用电表进行粗测，再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。(1)首先用多用电表粗测R的电阻，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用　　　(填“×100”或“×1”)挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图所示，其读数为　　　 Ω；
(2)采用“伏安法”测量该未知电阻R，现有器材如下：A.蓄电池E(电动势为6 V，内阻约为0.05 Ω)B.电流表A1(量程0~0.6 A，内阻约为1.0 Ω)C.电流表A2(量程0~3 A，内阻约为0.1 Ω)D.电压表V(量程0~6 V，内阻约为6 kΩ)E.滑动变阻器R1(最大阻值为2 kΩ，允许通过的最大电流0.5 A)F.滑动变阻器R2(最大阻值为10 Ω，允许通过的最大电流2 A)G.开关一个、带夹子的导线若干①为使测量准确且通过R的电流能从0开始变化，上述器材中，应该选用的电流表是　　　，滑动变阻器是　　　(填写选项前字母代号)；
②根据所选用的实验器材，在虚线框中画出“伏安法”测电阻的完整电路图。
实验器材的选取与实物图的连接
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)。
请同学设计一个测量电阻的电路，待测电阻Rx阻值约为15 Ω。要求用U-I图像来处理数据，滑动变阻器可在较大范围内调节。可供选择的器材如下：A.电流表A1，量程100 mA，内阻rA1=12 Ω；B.电流表A2，量程2 mA，内阻rA2=200 Ω；C.电压表V1，量程10 V，内阻rV1≈15 kΩ；D.电压表V2，量程3 V，内阻rV2≈10 kΩ；E.保护电阻R0约20 Ω；F.滑动变阻器R，最大阻值10 Ω，额定电流为1 A；G.电池组，电动势12 V，内阻很小；H.开关及导线若干。
(1)电流表应选　 　，电压表应选　 　(填器材前面的字母序号)。
(2)设计电路时，电流表应采用　　　　(选填“内接”或“外接”)法，滑动变阻器应采用_______(选填“分压”或“限流”)接法。根据所设计的实验电路，用笔画线代替导线连接实物图。
(3)若在所测量数据中选一组数据U、I及已知量计算R，则其表达式为Rx=　　　(用所给字母表示)。
(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)。
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。
8.021(8.020、8.022均可)
2.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)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)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，待测电阻测量值会　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值，原因是　　　 　。
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)
3.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 ΩC.电压表：量程0~3 V，内阻为3 000 ΩD.滑动变阻器R1：最大阻值为10 ΩE.滑动变阻器R2：最大阻值为1 000 ΩF.开关、导线、定值电阻(1)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)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)根据图甲用笔画线将图乙中的实物图补充完整。
(4)闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于最_____(选填“左”或“右”)端。
(5)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.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。
回答下列问题：(1)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)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)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.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。
(1)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)请在图乙中将实物连线补充完整。
(3)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)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.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 kΩB.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 ΩD.电压表V：量程0~1 V，内阻约为10 kΩE.电阻箱Rp：最大阻值为999.9 ΩF.滑动变阻器R：阻值范围为0~200 ΩG.开关、导线若干
(1)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。
(2)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。