第41讲 电学实验必须熟练掌握的基本技能（练习）（解析版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

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【题型一】基本仪器的读数
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。
【答案】 8.021(8.020、8.022均可) 2.060 5.236
【解析】 螺旋测微器的固定刻度读数为8 mm，可动刻度读数为2.1×0.01 mm＝0.021 mm，所以最终读数为8 mm＋0.021 mm＝8.021 mm，由于需要估读，因此8.020 mm、8.022 mm均正确。游标卡尺的主尺读数为20 mm，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12×0.05 mm＝0.60 mm，所以最终读数为20 mm＋0.60 mm＝20.60 mm＝2.060 cm。工件的长度L＝52 mm＋0.02×18 mm＝5.236 cm。
2.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，示数如图所示，则三个物体的长度分别为________mm、________mm、________mm。
【答案】 11.4 42.40 10.32
【解析】 图(a)中，游标卡尺的读数为L＝11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm。图(b)中，游标卡尺的读数为L＝42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm。图(c)中，游标卡尺的读数为L＝10 mm＋16×0.02 mm＝10.32 mm。
3.图甲读数为________mm，图乙读数为________mm。
【答案】 2.320(2.319～2.321均可) 13.870(13.869～13.871均可)
【解析】 螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以题图甲读数为2.0 mm＋32.0×0.01 mm＝2.320 mm，题图乙的读数为13.5 mm＋37.0×0.01 mm＝13.870 mm。
4.(1)如图甲所示，当电流表使用的量程为0～0.6 A时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针所指位置的示数为________A；当电流表使用的量程为0～3 A时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针所指位置的示数为______A。
(2)如图乙所示，当电压表使用的量程为0～3 V时，每一小格代表______V，图中表针所指位置的示数为______V；当电压表使用的量程为0～15 V时，表盘刻度每一小格代表________V，图中表针所指位置的示数为______V。
【答案】 (1)0.02 0.36 0.1 1.80 (2)0.1 2.10 0.5 10.5
【解析】 (1)当电流表使用0～0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格代表0.02 A，表针所指位置的示数为0.36 A；当电流表使用0～3 A量程时，每一小格代表0.1 A，表针所指位置的示数为1.80 A。
(2)当电压表使用0～3 V量程时，每一小格代表0.1 V，表针所指位置的示数为2.10 V；当电压表使用0～15 V量程时，每一小格代表0.5 V，表针所指位置的示数为10.5 V。
5.某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为________mm，直径为________mm；
正确连接电路后，测得电压表、电流表示数如图所示，接3 V量程时读数为________V，接0.6 A量程时读数为________A。
【答案】 10.52 0.900 2.13 0.16
【解析】 游标卡尺的精度为0.02 mm，主尺示数为10 mm，游标尺示数为26×0.02 mm＝0.52 mm，故示数为10 mm＋0.52 mm＝10.52 mm；螺旋测微器精度为0.01 mm，螺旋测微器的读数为0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm；接3 V量程时分度值为0.1 V，读数为2.13 V；接0.6 A量程时分度值为0.02 A，读数为0.16 A。
【题型二】电路的选择
6．某同学用伏安法测绘一额定电压为6 V、额定功率为3 W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6 kΩ，电流表内阻约为1.5 Ω。实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择。
(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示，该同学选择的电路图是图(____)(填“a”或“b”)。
(2)若选择另一个电路图进行实验，在图(c)上用实线画出实验中应得到的I-U关系曲线的示意图。
【答案】：(1)a (2)见解析图
【解析】：(1)灯泡正常工作时的电阻RL＝eq \f(U2,P)＝eq \f(62,3) Ω＝12 Ω，由题图(c)可知，当U＝6 V时，I＝0.5 A，此时电阻R＝eq \f(U,I)＝12 Ω＝RL。因RV≈6 kΩ≫RL，RA≈1.5 Ω，由电阻关系可知，该同学选择的电路图是题图(a)。
(2)若选用另一个电路图即题图(b)实验，会有U＝U灯＋IRA，则分别代入电流I＝200 mA、I＝400 mA、I＝500 mA，可得对应的电压应为1.3 V、3.8 V、6.75 V，描点连线得到的I-U关系曲线如图所示。
7．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1中的 （选填“甲”或“乙”）。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为________（填各实验步骤前的字母）。
A．将选择开关置于“”位置
B．将选择开关置于“OFF”位置
C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开
D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”
(3)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接位置的导线端分别试触、、d三个位置，发现试触、、d时，电压表均没有示数。若电路中仅有一处故障，则________（选填选项前的字母）。
A．导线断路
B．导线断路
C．滑动变阻器断路
D．滑动变阻器短路
【答案】(1)乙 (2)ADCB (3)A
【详解】（1）因为待测电阻约为，由
可知为了减小误差应该采用电流表的内接法，即选用乙图；
（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值，先将选择开关置于“”位置，将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”，将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开，将选择开关置于“OFF”位置，故正确的顺序为ADCB。
（3）在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数，说明在电路中有断路的地方。在其它连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触、、d时，电压表均没有示数，则说明导线ab断路。
故选A。
【题型三】电表的改装
9．某实验小组把一只满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=100Ω的灵敏电流计，改装成双量程电压表（0~3V和0~15V）。该小组根据电表改装原理设计电路图如图，请结合电路图完成下列问题：
(1)选0~3V量程时应该使用 两个接线柱；选0~15V量程时应该使用 两个接线柱（选填“AB”、“AC”）；
(2)若要达到改装目的，图中两个电阻的阻值应为：R1= Ω，R2= Ω。
【答案】(1) AB AC
(2) 900 4000
【详解】（1）[1][2]根据欧姆定律可得AB和AC接线柱对应量程分别为
，
可知
则选0~3V量程时应该使用AB两个接线柱；选0~15V量程时应该使用AC两个接线柱。
（2）[1][2]若要达到改装目的，则有
，
解得
，
10．用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻，有如图甲、乙所示的两种电路，测得多组数据，把它们标在丙图的坐标纸上，并作出路端电压U与干路电流I间的关系图像。
(1)由丙图的图像可知，电源的电动势 V，内电阻 。（结果均保留两位有效数字）
(2)如果丙图是采用乙图所示的电路进行测量并作出的图像，所得的电源电动势E的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
(3)如果做实验时，实验室没有合适量程的电表，需要进行改装，以下电表改装正确的是___________。
A．将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
B．将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.6A的电流表
C．将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，并一个300Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
D．将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表，串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为10V的电压表
【答案】(1) 1.5 1.0(2) 小于(3) A
【详解】（1）[1]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
图像的纵截距表示电源的电动势，为
[2]图像斜率的绝对值表示电源内阻，为
（2）若采用（乙）图所示的电路进行测量并作出图像，由于电压表分流的缘故，当电流表示数为零时，实际通过电源的电流并不为零，所以电源的内电压不为零，从而导致所作图像的纵截距偏小，所得的电源电动势E的测量值小于真实值。
（3）AC．将电流表改装成电压表，需串联电阻，根据电压表改装原理可得
则将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表，故A正确，C错误；
B．根据电流表改装原理
则将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.21A的电流表，故B错误；
D．根据电压表改装原理
则将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表，串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为15V的电压表，故D错误。
故选A。
11．为了精确测量阻值约为120欧姆的待测电阻的阻值，实验室提供了如下器材：
A．待测电阻
B．电压表V（量程、内阻）
C．电流表（量程、内阻）
D．电流表（量程、内阻）
E.滑动变阻器
F.滑动变阻器
G.电阻箱
H.电源（电动势、内阻不计）、开关，导线若干
(1)该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成量程的电压表，应 （填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为 ；
(2)实验时，为了减小实验误差，且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在虚线框中，并标出所选用“电流表”和“滑动变阻器”相应的符号 ；
某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值 （用已知物理量的字母表示）。
【答案】(1) 串联 600
(2)
【详解】（1）[1][2]把量程为1V电压表改装成量程的电压表，应串联电阻箱，由串联电路的特点可得
解得
（2）[1]实验时，为了减小实验误差，且要求电表的示数从零开始调节，滑动变阻器采用分压器的接法，为了便于调节，滑动变阻器选用；电源电动势E=3V，通过待测电阻的电流约为
为了精确测量，所以电流表选A2；由于电压表的内阻已知，可以求出电压表的电流，所以为了减小实验误差，电流表应采用外接法；电路图如图
[2]某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，通过电压表的电流为
通过的电流为
则待测电阻的阻值
解得
1.用伏安法测某金属丝的电阻Rx(约为5 Ω)。现有电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、滑动变阻器R0(0～20 Ω，额定电流2 A)、双量程电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω；0～3 A，内阻约0.025 Ω)、双量程电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ；0～15 V，内阻约15 kΩ)、开关、导线若干。
(1)为减小测量误差，该实验中，电流表量程应选用________(选填“0～0.6 A”或“0～3 A”)，电压表量程应选用________(选填“0～3 V”或“0～15 V”)。
(2)在图(a)中选择测量Rx的电路原理图________(选填“甲”或“乙”)，并在图(b)中完成相应的实物连线图。
(3)如图(c)所示，请利用图中的实验数据绘出电阻Rx的U－I图线。由图线可得金属丝的阻值Rx＝__________ Ω(保留两位有效数字)。
(4)实验中，在不损坏电表的前提下，随着滑动变阻器滑片从最右端向左移动的距离x的变化，电池组的总功率P也会发生变化。下列能正确反映P－x关系的是________。
【答案】 (1)0～0.6 A 0～3 V (2)甲 见解析图 (3)见解析图 4.5 (4)B
【解析】 (1)金属丝的电阻Rx约为5 Ω，根据闭合电路欧姆定律得Im＝eq \f(E,Rx＋r)＝eq \f(3,6) A＝0.5 A
故电流表量程应选用0～0.6 A；
电池组电动势为3 V，故电压表量程应选用0～3 V；
(2)因为Rx