2024年高考物理熱點：重難點 電學(xué)實驗（解析版）

重難點力與物體的平衡

1.命題情境具有一定的問題性、真實性、探究性或開放性。試題的任務(wù)情境呈現(xiàn)出類型多樣、、具有一定復(fù)雜

程度和開放性等特點的真實情境。電學(xué)實驗以電學(xué)量測量為基礎(chǔ)，借助數(shù)學(xué)知識探究較為抽象的物理量。

2.高考在考查電學(xué)實驗知識的同時也注重考查實驗?zāi)芰?，并且把對能力的考查放在首要位置?/p>

3.命題中更多出現(xiàn)數(shù)字實驗，創(chuàng)新實驗方式等數(shù)字實驗室系統(tǒng)，它們利用傳感數(shù)據(jù)采集器等收集實驗數(shù)據(jù)，

用計算機軟件分析實驗數(shù)據(jù)、得出實驗結(jié)論。試題經(jīng)常出現(xiàn)利用數(shù)字實驗或云技術(shù)平揮決一些用常規(guī)方法

難以實現(xiàn)的疑難實驗，或利用手機等信息技術(shù)工具捷地解決某些物理學(xué)習(xí)問題。

4.電學(xué)設(shè)計性實驗題充分體現(xiàn)了探究性和應(yīng)用性,源于教材卻又高于教材，側(cè)重考查同學(xué)們的綜合實驗素質(zhì)

和利用基本原理,方法進(jìn)行創(chuàng)新的能力，力求達(dá)到“只有親自動手做過實驗并能進(jìn)行再思考的考生才能得高

分”的命題思想。

5.電學(xué)實驗主要考查電阻率的測量、電源電動勢和內(nèi)阻的測量、了解伏安法、差值法、半偏法、等效法、電橋法

等測電阻的方法。會用傳感器控制電路、設(shè)計相關(guān)實驗方案.學(xué)會替換和改裝電表進(jìn)行實驗.會利用電學(xué)實

驗知識探究創(chuàng)新實驗方案。

?重難詮程

-I_T

1、電阻率的測■原理

由&=得p==￥"，因此，只要測出金屬絲的長度入直徑d和金屬絲的電阻R,即可求出金屬絲的

電阻率.

2、測電動勢和內(nèi)電阻的原理

1.伏安法

甲乙

2.安阻法???

閉合電路的歐姆定律后=出+斤,電路圖如圖所示.

3.伏阻法

閉合電路歐姆定律E=U+gr,電路圖如圖所示.

rC

3、電表的改裝與校準(zhǔn)

電表的兩種改裝的比較

改裝成大量程電壓表改裝成大量程電流表

內(nèi)部電路

改裝原理串聯(lián)分壓并聯(lián)分流

所需電阻R=：-Rg-Ug

阻值4ITg

改裝后R+Rq

U=lg(Rg+玲I=RIg

的量程

保

護(hù)

校準(zhǔn)電路電

阻

4、測量電路與控制電路的選擇

1.電流表的內(nèi)、外接法

內(nèi)接法外接法

電路圖-?-Lc=>-L

Kx

電流表分壓電壓表分流

誤差原因

41=U/+UA%=ly

電阻測量值

D_%1t測~

1T測一/測

~」r測~

_R^Rv口

=必+R^>Rxx

—Rx+Rv

測量值大于真實值

測量值小于真實值

適用于測量大阻值電阻小阻值電阻

兩種電路當(dāng)R工或凡》VO7時,選用電流表內(nèi)接法

選擇標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)Rvy>Rx或Rx<次后時,選用電流表外接法

2.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

R

串、并聯(lián)關(guān)

電路圖

E,系不同

負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范

R+Ro7U&E分壓電路調(diào)節(jié)范圍大

圍（不計電源內(nèi)阻）

閉合S前觸頭位置b端Q端都是為了保護(hù)電路元件

3.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.

滑動變阻器必須接成分壓電路的幾種情況：

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(dāng)待測電阻凡》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.

五、差值法測電阻

1.電流表差值法（如圖所示）

⑴基本原理:定值電阻凡的電流4=4—小電流表?的電壓a=5—/j%.

（2）可測物理量：

①若凡為已知量,可求得電流表@的內(nèi)阻r尸"一尸；

A

②若n為已知量，可求得見=要/

3

2.電壓表差值法（如圖所示）

v

XR。

fvj-------

（1）基本原理:定值電阻凡的電壓a）=u—a，電壓表?的電流/產(chǎn)件5.

（2）可測物理量：

①若凡為己知量,可求得電壓表?的內(nèi)阻

_U\R

②若八為已知量,可求得Ro=與6rl.

5、半偏法測電表內(nèi)阻

1.電流表半偏法（電路圖如圖所示）

（1）實驗步驟

①先斷開S2,再閉合S1,將R1由最大阻值逐漸調(diào)小，使電流表讀數(shù)等于其量程Im；

②保持凡不變，閉合52，將電阻箱R-2由最大阻值逐漸調(diào)小，當(dāng)電流表讀數(shù)等于-Im時記錄下此的值，

則叢=&

（2）實驗原理

當(dāng)閉合S2時，因為/?1?RA，故總電流變化極小,認(rèn)為不變?nèi)詾镮m，電流表讀數(shù)為爭,則已中電流為爭，

所以7?4=凡.

（3）誤差分析

①測量值偏?。盒?測=A2VRA真.

②原因分析:當(dāng)閉合$2時，總電阻減小，總電流增大，大于原電流表的滿偏電流，而此時電流表半偏，所以

流經(jīng)R-2的電流比電流表所在支路的電流大，凡的電阻比電流表的電阻小,而我們把R-2的讀數(shù)當(dāng)成電流

表的內(nèi)阻,故測得的電流表的內(nèi)阻偏小.

③減小誤差的方法:選電動勢較大的電源E,選阻值非常大的滑動變阻器品,滿足品》RA.

2.電壓表半偏法（電路圖如圖所示）

（1）實驗步驟

①將R2的阻值調(diào)為零，閉合S,調(diào)節(jié)B的滑動觸頭，使電壓表讀數(shù)等于其量程5

②保持&的滑動觸頭不動，調(diào)節(jié)入，當(dāng)電壓表讀數(shù)等于時記錄下R2的值，則Rv=R2.

（2）實驗原理：Rv?凡,R2接入電路時可認(rèn)為電壓表和R2兩端的總電壓不變，仍為4,當(dāng)電壓表示數(shù)調(diào)

為牛時，品兩端電壓也為牛，則二者電阻相等,即Rv=凡.

（3）誤差分析

①測量值偏大：Ry^=R,2>Ri/真.

②原因分析：當(dāng)凡的阻值由零逐漸增大時，凡與電壓表兩端的總電壓也將逐漸增大，因此電壓表讀數(shù)等

于時，R2兩端的電壓將大于使RARv,從而造成Rv的測量值偏大.顯然電壓表半偏法適

用于測量內(nèi)阻較大的電壓表的電阻.

③減小誤差的方法:選電動勢較大的電源E,選阻值較小的滑動變阻器R],滿足品《Rv.

6、等效替代法測電阻

如圖所示,先讓待測電阻串聯(lián)后接到電動勢恒定的電源上，調(diào)節(jié),使電表指針指在適當(dāng)位置讀出電表示

數(shù);然后將電阻箱串聯(lián)后接到同一電源上,保持反阻值不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電表的讀數(shù)仍為原來記

錄讀數(shù)，則電阻箱的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值.

7、電橋法測電阻

⑴操作:如圖甲所示，實驗中調(diào)節(jié)電阻箱晶，使靈敏電流計G的示數(shù)為0.

⑵原理:當(dāng)7G=0時，有心=。，則43，%=%；電路可以等效為如圖乙所示.

根據(jù)歐姆定律有粵=粵，粵=粵，由以上兩式解得RIRH=R2R3或等=與,這就是電橋平衡的

條件，由該平衡條件可求出被測電阻上的阻值.

八、定值電阻在電學(xué)實驗中的應(yīng)用

定值電阻在電路中的主要作用

（1）保護(hù)作用：保護(hù)電表，保護(hù)電源.

（2）測量作用：已知電壓的定值電阻相當(dāng)于電流表，已知電流的定值電阻相當(dāng)于電壓表，主要有如圖所示兩

種情況：

乙

圖甲中流過電壓表%的電流：12=與瓦；

圖乙中電流表4兩端的電壓a=U—DR；

（3）擴大作用:測量電路中用來擴大電表量程;當(dāng)待測電阻過小時,可串聯(lián)定值電阻用來擴大待測量.

重難通關(guān)練

（建議用時,30分鐘）

一、

遮目R（2023?山東棗莊?統(tǒng)考三模）光伏電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，由于其能量來源于“取之不盡”

的太陽能輻射，而且清潔、安全、無污染，目前已廣泛應(yīng)用于人們生活的各個方面。小明家里就安裝了一套

太陽能庭院燈，小明和科技小組的同學(xué)拆下了其中的光伏電池，欲測量其電動勢和內(nèi)阻。通過查閱銘牌，他

們了解到電池規(guī)格為“12U2Q6A/Z”，高亮度LED照明燈的規(guī)格為“3W10U”。

（1）若通過分壓電阻保證LED燈正常發(fā)光,則給光伏電池充滿電后,理論上可使LED燈連續(xù)照明

h；

（2）實驗室可提供的器材如下：

①電流表4量程0.64，內(nèi)阻約為2Q）

②電壓表V（量程15V,內(nèi)阻約為10M）

③滑動變阻器B（O~2OQ）

④電阻箱凡（最大阻值99Q,最小分度0.1Q）

⑤電阻箱用（最大阻值999Q,最小分度1Q）

⑥單刀單擲開關(guān)8、單刀雙擲開關(guān)S2及導(dǎo)線若干

為測量該電池的電動勢和內(nèi)阻,該小組設(shè)計了如圖甲所示的電路,并按以下步驟進(jìn)行操作：

①閉合開關(guān)S、，斷開開關(guān)S?,調(diào)節(jié)滑動變阻器品使電流表指針滿偏；

②保持滑片P不動,把開關(guān)52與1接通,調(diào)節(jié)電阻箱使電流表指針半偏，讀出電阻箱的阻值小,則可得電流

表的內(nèi)阻RA=，該測量值真實值（選填“大于"''小于"或“等于”），其中電阻箱應(yīng)選擇

（選填“凡”或“凡3”）；

③閉合開關(guān)&,把開關(guān)52與2接通,調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值,記下多組電流表的示數(shù)/和相應(yīng)電壓表的示數(shù)

U；

④以U為縱坐標(biāo)，/為橫坐標(biāo)，作出U-/圖線如圖乙所示，圖線斜率為七縱截距為b,根據(jù)圖線求得電動勢

E—,內(nèi)阻r=；

（3）在不計電流表內(nèi)阻測量誤差的情況下,測量電動勢和內(nèi)阻時電流表和電壓表（選填“會”或“不

會”）引起系統(tǒng)誤差。

【答案】20r0小于R2b-k-r0不會

【解析】（1）［1］由題意可知LED燈的額定電壓為10V,故通過分壓電阻保證LED燈正常發(fā)光后，乙ED燈兩

端電壓為10V,則理論上可使LED燈連續(xù)照明時間為

,10VXQAh,

t=3W=2o0n九

（2）［2］調(diào)節(jié)電阻箱使電流表指針半偏，讀出電阻箱的阻值r（）,則電流表的內(nèi)阻約等于電阻箱的阻值「0,即

⑶開關(guān)S2與1接通，電路中的總電阻減小，根據(jù)閉合回路歐姆定律可知，電路中的總電流增大，通過R1的

電流大于滿偏電流，通過電阻箱的電流大于電流表的電流，電阻箱的電阻小于電流表的電阻，則測得的電流

表內(nèi)阻小于真實值；

［4］由于電流表內(nèi)阻較小，應(yīng)選擇分度值較小的兄2；

［5］［6］根據(jù)閉合回路歐姆定律

E=U+1（7+0）

可得

U=E-I（r+ro）

縱截距為6,則

E=b

圖線斜率為k,則

-（r+r0）

故

r=-k—r0

（3）［7］在不計電流表內(nèi)阻測量誤差的情況下，由上述分析可知測量電動勢和內(nèi)阻時電流表和電壓表不會引

起系統(tǒng)誤差。

目可（2024?海南?校聯(lián)考一模）有一溫度敏感元件，室溫下它的阻值約為10Q，某實驗小組想要研究這溫度

敏感元件的電阻與溫度的關(guān)系,實驗室可供選擇的實驗器材還有：

A.電壓表V（量程0?3口內(nèi)阻約為10%。）

B.電流表A（量程0?0.6A,內(nèi)阻約為1Q）

C.滑動變阻器/（阻值范圍0?10Q,允許的最大電流為2A）

D.滑動變阻器滅2（阻值范圍o?200Q,允許的最大電流為1A）

E.干電池2節(jié)

F.開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）實驗過程中要求流過被測元件的電流從零開始逐漸增加，滑動變阻器應(yīng)該選用（填器材前面的

字母序號）。

（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中實驗電路的實物圖補充完整。

（3）被測元件的阻值&可根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)/求出,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器接入電路的阻

值，得到多組U、/數(shù)據(jù),并對應(yīng)求出多個立值。根據(jù)測得的數(shù)值作出如圖所示的五一U圖像，根據(jù)圖像可

知，這一溫度敏感元件屬于（填選項前的字母序號）。

A.金屬材料制成的熱敏電阻B.半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻

（4）當(dāng)電壓表讀數(shù)為IV時，被測元件的發(fā)熱功率為W（用分?jǐn)?shù)表示），室溫狀態(tài)下被測元件的阻值為

Q（保留2位有效數(shù)字）。

B

【答案】Cg8.1/8.2/8.3/8.4

6

【解析】（1）［1］實驗過程中要求流過被測元件的電流從零開始逐漸增加，滑動變阻器接成分壓電路，則應(yīng)該

選用阻值較小的。。

（2）［2］電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻，則應(yīng)該采用電流表外接電路，則實物連線如圖；

（3）［3］由圖像可知，該元件的電阻隨電壓增加（溫度升高）阻值減小，可知這一溫度敏感元件屬于半導(dǎo)體材

料制成的熱敏電阻，故選B;

（4）［4］［5］當(dāng)電壓表讀數(shù)為IV時，被測元件的電阻為6Q,則發(fā)熱功率為

TJ2I21

由圖像可知室溫狀態(tài)下（U=0時）被測元件的阻值為8.2Q。

題目13（2023?浙江寧波?統(tǒng)考模擬預(yù)測）某同學(xué)買了一卷銅導(dǎo)線，想在不拆散導(dǎo)線卷情況下，測定帶卷銅導(dǎo)線

的長度。

（1）該同學(xué)剝?nèi)?dǎo)線末端的少許絕緣皮，用螺旋測微器測銅導(dǎo)線直徑，如圖（a）所示，該銅導(dǎo)線直徑為

mm。

⑵該同學(xué)找來實驗器材來測量該卷銅導(dǎo)線的總電阻Rx，電路圖如圖⑹，其中4=0.6。，見=100Q,G為

靈敏電流計，凡為電阻箱，電路其余部分電阻均不計。

①開關(guān)閉合前，滑動變阻器滑片應(yīng)置于端（填"4'或）；

②閉合開關(guān)并移動變阻器滑片,發(fā)現(xiàn)電流計有示數(shù)。調(diào)節(jié)電阻箱，使電流計指針穩(wěn)定指向中央零刻度線，此

時電阻箱阻值如圖（c）,則該卷銅導(dǎo)線的電阻為。；

③已知銅導(dǎo)線的電阻率為1.78XIOHQ.M,該同學(xué)測得導(dǎo)線的實際長度為館（乃取3.14,保留一位小

數(shù)）。

【答案】1.779/1.780/1.781A0.4055.7/55.8/55.9/56.0/56.1

【解析】（1）［1］該銅導(dǎo)線直徑為1.5mm+0.01mmx28.0=1.780mm。

（2）①開［2］關(guān)閉合前，滑動變阻器滑片應(yīng)置于A端；

②［3］當(dāng)電流計指針穩(wěn)定指向中央零刻度線時，電阻箱的阻值為凡=150。，則

R-2_凡

RxR\

解得???

Rx—0.40。

(3)[4]根據(jù)

DL4PL

RH=Py=

7rd之

解得

=7cd2/?3.14x(1.780x10-3)2x0.4

L=——Tm=55.9m

4。4x1.78x10—8

題目④（2023?安徽?校聯(lián)考二模）某實驗小組要測量一段粗細(xì)均勻的金屬絲的電阻率。

（1）用螺旋測微器測待測金屬絲的直徑如圖甲所示，可知該金屬絲的直徑4=mmo

圖甲圖乙

（2）用多用電表粗測金屬絲的阻值。當(dāng)用電阻“X10”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,應(yīng)換用倍率為

（填“x1”或“x100”）擋,在進(jìn)行一系列正確操作后,指針靜止時位置如圖乙所示，其讀數(shù)為Q。

（3）為了更精確地測量金屬絲的電阻率,實驗室提供了下列器材：

A.電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻較小可忽略）B.保護(hù)電阻凡

C.電源（輸出電壓恒為U）D.開關(guān)S、導(dǎo)線若干

①實驗小組設(shè)計的測量電路如圖丙所示，調(diào)節(jié)接線夾在金屬絲上的位置，測出接入電路中金屬絲的長度"

閉合開關(guān),記錄電流表A的讀數(shù)幾

圖丁

②改變接線夾位置,重復(fù)①的步驟，測出多組L與/的值。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，作出如圖丁所示的圖線,橫軸表

示金屬絲長度〃單位：館）,則縱軸應(yīng)用（填或“十AT1”）表示;若縱軸截距為b,斜率為限可

得為=，金屬絲的電阻率p=（用題中給出的已知物理量U、6、Md等表示）。

③關(guān)于本實驗的誤差，下列說法正確的是（填選項字母）。

A.電表讀數(shù)時為減小誤差應(yīng)多估讀幾位

B.用圖像求金屬絲電阻率可以減小偶然誤差

C.若考慮電流表內(nèi)阻的影響，電阻率的測量值大于真實值???

【答案】0.720xl11.0占/A4bU叼初B

I4

【解析】（1）[1]根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為

0.5+0.01x22.0mm=0.720mm

（2）[2][3]當(dāng)用電阻“x10”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，表明電阻過小，為了減小讀數(shù)的偶然誤差，換用

“X1”擋，則指針靜止時位置的讀數(shù)為

11.0XI。=11.0。

（3）[4][5][6]根據(jù)歐姆定律有

根據(jù)電阻定律有

o_L

兀

2

解得

:上史

iMu

則縱軸應(yīng)用-yM-1來表示。

根據(jù)圖像有

^=b,k=T

u疝或

解得

O77-T7ud%U

Ro=bU,p=---：—

③[7]A.電表讀數(shù)時應(yīng)該根據(jù)量程確定精度，由出現(xiàn)不精確的位次選擇估讀的位次，因此電表讀數(shù)時多估

讀幾位并不能減小誤差，A錯誤；

B.圖像法處理實驗數(shù)據(jù)時，能夠盡量利用到更多的數(shù)據(jù)，減小實驗產(chǎn)生的偶然誤差，即用圖像求金屬絲電

阻率可以減小偶然誤差，B正確；

C.根據(jù)上述分析過程

14。RQ-\-R

一=----?L----A---------

IMU

電阻率是根據(jù)圖線的斜率求解的，令斜率為％,即

------7-k

KU（^

可見電阻率的測量值與是否考慮電流表的內(nèi)阻無關(guān)，。錯誤。

故選B。

遒互區(qū)實驗課上某同學(xué)測量一個均勻新材料制成的圓柱體電阻R,的電阻率P。

①該同學(xué)首先用游標(biāo)卡尺測得該圓柱體的長度，再用螺旋測微器測得該圓柱體的直徑d如圖甲所示，則d

甲???

②該同學(xué)用多用電表粗略測得該圓柱體電阻約為30Q,為精確測量其電阻阻值，現(xiàn)有3.0V的干電池組、開

關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：

A.電壓表0?3V,內(nèi)阻約次QB.電流表0?2mA,內(nèi)阻Rg=50Q

C.定值電阻10QD.定值電阻1Q

E.滑動變阻器0?10Q

測量電路如圖乙所示，圖中分流電阻反應(yīng)選（填器材前面的序號）;

某次實驗中電壓表讀數(shù)為U、電流表讀數(shù)為1,則該圓柱體的電阻表達(dá)式為Rx=（用字母U、/、/、

凡表示）。

【答案】3.851/3.852/3.853D

I{R0+Rg)

【解析】①[1]由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)

d—3.5mm+35.2X0.01mm=3.852mm

②[2]通過圓柱體電阻的最大電流約為

E3

1=――=-A=0.1A=100mA

應(yīng)并聯(lián)一個分流電阻，其阻值為

0.002X50

R=Q41。

I-Ig0.1-0.002

圖中分流電阻凡應(yīng)選

[3]該圓柱體的電阻表達(dá)式為

URU-IR_(^U-IR)R

R=—=gga

1

Hx/+等/(超+%)

題目⑤心臟除顫器通過一個充電的電容器對心顫患者皮膚上的兩個電極板放電，讓一部分電荷通過心臟，

使心臟完全停止跳動，再刺激心顫患者的心臟恢復(fù)正常跳動?，F(xiàn)用圖甲所示電路觀察心臟除顫器中電容器

的充、放電過程。電路中的電流傳感器可以捕捉瞬時的電流變化，它與計算機相連，可顯示電流隨時間的變

化。圖甲直流電源電動勢E=8V、內(nèi)阻不計,充電前電容器帶電量為零。先使S與“1”端相連，電源向電容

器充電。充電結(jié)束后，使S與“2”端相連，直至放電完畢。計算機記錄的電流隨時間變化的/—t曲線如圖

乙所示。

siRi

J_

工

電

流

傳

感

器

（i）在電容器充電與放電過程中，通過電阻凡的電流方向（選填“相同”或“相反”）。

（2）圖像陰影為1—t曲線圖像與對應(yīng)時間軸所圍成的面積，乙圖中陰影部分的面積SiS2（選填

或“=”）。

（3）己知Si=2.41mA-s,則該電容器的電容值為F。（保留兩位有效數(shù)字）

⑷由甲、乙兩圖可判斷阻值用五2（選填“>”或）。

【答案】相反=3.0x10-4F<

【解析】（1）[1]由圖甲可知，電容器充電時，通過電阻凡的電流方向向左，放電時通過凡的電流方向向右，

故在電容器充電與放電過程中，通過電阻用的電流方向相反。

（2）[2]]—土曲線圖像與對應(yīng)時間軸所圍成的面積表示電荷量，充電和放電電荷量相等，所以乙圖中陰影部

分的面積Sl=52。

（3）[3]由于電源內(nèi)阻不計，可知電容器兩端電壓等于電源電動勢，則該電容器的電容值為

—=—=2,41.1。y*IO-4F

UE8V30

（4）[4]由圖乙可知，充電時的最大電流大于放電時的最大電流，則由閉合電路的歐姆定律

1=1

可知

VR?

題目可（2023?北京房山?統(tǒng)考二模）實驗測量、實驗操作、數(shù)據(jù)分析和誤差分析是物理實驗的重要環(huán)節(jié)。

（1）用10分度的游標(biāo)卡尺測量某物體直徑如圖所示，則直徑d=cm。

ni7主尺

012（cm）

1111111ill11,1II111II1111111

II[IIIIII_

05io|游標(biāo)

（2）在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中，如圖所示為所用實驗器材，可拆變壓器，學(xué)生電

源,數(shù)字萬用表。

關(guān)于本實驗，下列說法正確的是

13

A.為了保證人身安全，只能使用低壓交流電源，原線圈所接電壓不超過12V

B.為了保證人身安全,變壓器通電后不要用手接觸裸露的導(dǎo)線或接線柱

C.變壓器正常工作后，通過鐵芯導(dǎo)電將電能從原線圈傳遞到副線圈

D.使用交流電壓擋測電壓時,先用最大量程擋測試,大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量

（3）現(xiàn)將數(shù)字多用電表的選擇開關(guān)旋至最合適的擋位后，分別測量原線圈匝數(shù)為為時的輸入電壓U和副線

圈匝數(shù)為小時的輸出電壓仿，數(shù)據(jù)如下表。

原線圈匝數(shù)處（匝）副線圈匝數(shù)的（匝）輸入電壓a（u）輸出電壓U（V）

1002004.328.27

1008004.3233.90

4008004.338.26

40016004.3316.52

①在誤差允許范圍內(nèi)，表中數(shù)據(jù)基本符合規(guī)律。

②進(jìn)一步分析數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)輸出電壓比理論值偏小，請分析原因。

【答案】0.52ABD/ADB/BAD/BDA/DBA/DAB在誤差允許的范圍內(nèi)，變壓器原、副線圈的

電壓之比等于匝數(shù)之比有漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等

【解析】（1）[1]根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則有

0.5cm+2X0.1mm=0.52cm

（2）[2]A.變壓器改變的是交流電壓，因此為了人身安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所用交流電

壓不超過12V,A正確；

B.為了保證人身安全，變壓器通電后不要用手接觸裸露的導(dǎo)線或接線柱，B正確；

C.變壓器開始正常工作后，通過電磁感應(yīng)將電能從原線圈傳遞到副線圈，。錯誤；

D.使用多用電表測電壓時，先用最大量程擋試測，再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量，D正確。

故選

（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)基本符合，變壓器原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，即有

—=%

U2n2

②電壓之比與匝數(shù)之比并不相等，主要原因是變壓器不是理想變壓器，有漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等能量

損耗，使副線圈兩端電壓偏低。

題目回（2023?浙江?校聯(lián)考一模）某科技小組對充電寶不同電量時的電動勢和內(nèi)阻進(jìn)行了研究。

A小組的同學(xué)對電量百分比為100%的充電寶進(jìn)行了如下實驗:兩只數(shù)字多用表分別作為電壓表和電流表;

滑動變阻器五用于改變電路中的電流；Ro=2Q作為保護(hù)電阻，以防止滑動變阻器調(diào)節(jié)過度導(dǎo)致短路；電路

中的電源為充電寶,通過充電寶的連接線接入電路。剝開充電寶連接線的外絕緣層,里面有四根導(dǎo)線，紅導(dǎo)

線為充電寶的正極,黑導(dǎo)線為負(fù)極，其余兩根導(dǎo)線空置不用。實物電路如圖甲所示。

⑴圖甲中作為電流表的多用電表是（填"4'或"B”）。

（2）通過實驗作出U-/圖像如圖乙所示,則可得到充電寶的電動勢E=,內(nèi)阻r=（計算結(jié)

果保留兩位小數(shù)）。

（3）若考慮電表內(nèi)阻，則充電寶內(nèi)阻測量的結(jié)果（選填“偏大”“準(zhǔn)確”“偏小”）。

8小組的同學(xué)利用如下器材對電量百分比為60%的同一充電寶進(jìn)行了實驗:除蓄電池、開關(guān)、導(dǎo)線外，可供

使用的實驗器材還有

A.電阻箱五（量程為。?99.9Q）B,電壓表V（量程。?3V,內(nèi)阻1也）

C.定值電阻凡=2QD.定值電阻扁=1000Q

小組同學(xué)將電壓表進(jìn)行了改裝為量程為0?6V后用如圖丙所示電路圖進(jìn)行測量。

⑷在1、2處分別放上定值電阻，則1處應(yīng)選擇的定值電阻為（填“凡”或者“品”）。

⑸電壓表的讀數(shù)為U,電阻箱的讀數(shù)為R,將測得的數(shù)據(jù)繪制成4?-卷圖像，如圖丁所示，可得出的結(jié)論

Ulx

為當(dāng)充電寶的電量百分比發(fā)生變化時，其電動勢將,內(nèi)阻（以上兩空均選填“變大”“變小”或

“基本不變”）。

【答案】B5.06V/5.07W5.08V0.09J2/0.10Q/0.11Q/0.12^/0.13￡2偏小凡基

本不變基本不變

[解析]（1）[1]電流表應(yīng)與滑動變阻器串聯(lián)，故圖甲中作為電流表的多用電表是B。

（2）[2][3]根據(jù)閉合回路歐姆定律可得

E=U+Ir

可得

U=E-IT

根據(jù)圖像在縱軸上的截距可得充電寶的電動勢

E=5.07V

充電寶的內(nèi)阻等于圖像傾斜直線的斜率的絕對值

八

■I5.0L79-—4.086|Pn-re

（3）［4］由于電壓表的分流作用，電流測量值小于真實值，當(dāng)外電路短路時電流測量值等于真實值，電源U-

/圖像如圖所示

所以內(nèi)阻的測量值偏小。

（4）［5］小組同學(xué)將電壓表進(jìn)行了改裝為量程為0?6V,則需要串聯(lián)的電阻為

,U-U

R=————-q=lf1cQ

Rs

則1處應(yīng)選擇的定值電阻為Ri。

（5）［6］［7］電路的歐姆定律可得

E=2U+（平+先）（r+為）

解得

1=2（「+凡）X工+2+丁+凡

U-EREERV

由圖像可知

卜=2（r+凡）—L000—0.395

E—0.725

解得

七比5.069V,y0.115Q

所以當(dāng)充電寶的電量百分比發(fā)生變化時，其電動勢將基本不變，內(nèi)阻基本不變。

<培優(yōu)爭分練

（建議用時,30分鐘）

一、

題目7（2024?吉林白山?統(tǒng)考一模）某學(xué)生實驗小組要測量一電壓表的內(nèi)阻，提供的器材如下：

A.待測電壓表％（量程0~3V）

B.標(biāo)準(zhǔn)電壓表其（量程0~5憶內(nèi)阻約為2%Q）

C.定值電阻品（阻值為lkQ）

D.定值電阻凡（阻值為5%Q）

E.滑動變阻器品（最大阻值為20Q,額定電流為0.2⑷

F.滑動變阻器此（最大阻值為100Q,額定電流為L4）

G.電源E（6V,內(nèi)阻不計）

H.開關(guān)S、導(dǎo)線

（1）先用多用電表粗測電壓表內(nèi)阻;所用多用電表的電阻擋有“X100”、“x10”和“x1”擋。該同學(xué)選擇“X

10”擋,將多用電表的表筆（選填“紅”或“黑”）與待測電壓表的正接線柱相連，將另一支表筆與另

一個接線柱相連,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度較小,為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量,應(yīng)選擇“”擋。重新?lián)Q擋后，該同

學(xué)按正確的操作方法測量時，多用電表的指針位置如圖甲所示，那么粗測結(jié)果是Q;

（2）該同學(xué)設(shè)計根據(jù)所提供的儀器，設(shè)計了如圖乙所示的電路圖進(jìn)行測量；

（3）為了精確測量此電壓表的內(nèi)阻,除了選用電源、開關(guān)、導(dǎo)線、待測電壓表、標(biāo)準(zhǔn)電壓表外，滑動變阻器應(yīng)選

擇、定值電阻應(yīng)選擇（填各器材前面的字母）。

（4）正確連接電路后閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器使兩電壓表示數(shù)達(dá)到適當(dāng)值，此時電壓表%、%的示數(shù)分別

為U、U，則此電壓表內(nèi)阻的測量值為Rv=（用物理量的符號表示）。

【答案】黑X1001.90x103/1900FC

【解析】（1）［1］電流從多用電表的紅表筆流入，從黑表筆流出；電流從電壓表的正接線柱流入電壓表，從電壓

表的負(fù)接線柱流出，則將多用電表的黑表筆與待測電壓表的正接線柱相連；

［2］發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度較小，說明所測電阻偏大，歐姆擋倍率選擇過小，則為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)選擇

“X100”擋；

［3］根據(jù)歐姆表讀數(shù)規(guī)則，可知所測電阻為

R=19x100Q=1900Q

（3）［4］由圖可知，滑動變阻器采用分壓式接法，所接電阻器的阻值盡可能小，但由于要精確測量電壓表內(nèi)

阻，則應(yīng)使電壓表盡量滿偏；若選擇品，則流過此的最大電流為

Q磊A=0.254>0.24

若選擇R2,則流過凡的最大電流為

72=島4=0.054<1人

故滑動變阻器應(yīng)選擇五2。

故選F。

［5］待測電壓表量程為3U,標(biāo)準(zhǔn)電壓表量程為5U,為精確測量此電壓表的內(nèi)阻，電壓表應(yīng)盡量滿偏，則待測

電壓表與串聯(lián)電阻電壓之比應(yīng)接近3:2,電壓表內(nèi)阻約1900Q,則定值電阻選阻值約1270Q的，即選定值電

阻品。

故選C。

（4）［5］據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的特點可得：

U2=Ui+^-Ri

解得

UR

Rv=5—5

題目可（2024.遼寧沈陽?統(tǒng)考一模）某實驗小組要測量一塊量程為3V的電壓表的內(nèi)阻Rv.

（1）小組同學(xué)先用多用電表粗測電壓表的內(nèi)阻,當(dāng)歐姆擋位調(diào)到x100位置時,刻度盤如圖甲所示，則讀數(shù)約

為kQ.o

（2）為進(jìn)一步精確測量電壓表內(nèi)阻7?卜,小組設(shè)計如圖乙所示電路,實驗步驟如下：

第一步，按電路圖乙正確連接好電路,把滑動變阻器五的滑片P滑到a端，并將電阻箱Ro的阻值調(diào)到最大，

閉合開關(guān)S2；

第二步，閉合開關(guān)&,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置，使電壓表的指針指到滿刻度；

第三步,保持開關(guān)S閉合和滑動變阻器滑片P的位置不變，斷開開關(guān)S2,調(diào)整電阻箱凡的阻值。由于凡阻

值受限，電壓表無法達(dá)到半偏，所以調(diào)節(jié)周阻值使電壓表的指針指到滿刻度的4位置，此時電阻箱凡的阻

值為905.50。

實驗提供的器材除待測電壓表、多用表、電阻箱（最大阻值999.9Q）、電池（電動勢約6.0V,內(nèi)阻可忽略不

計）、導(dǎo)線和開關(guān)之外，還有如下可供選擇的實驗器材：

A.滑動變阻器（最大阻值10。）B.滑動變阻器（最大阻值150Q）

C.滑動變阻器（最大阻值1500。）

根據(jù)以上設(shè)計的實驗方法，回答下列問題：

①為了使測量結(jié)果比較精確，從可供選擇的實驗器材中，滑動變阻器應(yīng)選用（填字母代號）。

②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，求得電壓表的阻值五測=Q。

③對于該測量方法，根據(jù)實驗原理可知，在測量無誤的情況下，實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值A(chǔ)測

真實值Rv（填“大于"''小于"或“等于”）。

【答案】3.6A3622大于

【解析】（1）［1］多用電表表盤最上面一圈刻度為歐姆擋表盤刻度，根據(jù)表盤刻度可得該電壓表內(nèi)阻約為

R產(chǎn)36x100J1~3.6fcQ

（2）［2］由于電源電動勢約為為6V,而電壓表的滿偏電壓為3V,電路采用的是分壓式接法，則選用最大最值

小的滑動變阻器更容易進(jìn)行調(diào)節(jié)，使電壓表達(dá)到滿偏；另夕卜，當(dāng)電壓表達(dá)到滿偏時，由于電壓表的內(nèi)阻大于

滑動變阻器與之并聯(lián)部分的電阻，則并聯(lián)后的總電阻接近滑動變阻器左側(cè)電阻的阻值；滑動變阻器左側(cè)電

阻與電壓表內(nèi)阻并聯(lián)后再與滑動變阻器右側(cè)電阻串聯(lián)而分壓，當(dāng)斷開S2接入電阻箱后，并聯(lián)部分電阻將增

大，分壓也將增大，而增大后的電阻更接近滑動變阻器左側(cè)電阻,左側(cè)電阻越大，接入電阻箱后等效電阻的

增加量就越大，因此等效電阻分去的電壓就越大，實驗誤差就越大，綜合可知，應(yīng)選擇總阻值最小的滑動變

阻器。

故選

［3］由于電阻箱與電壓表串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)分壓，且分壓比等于電阻之比可得

18

u&_凡

UyRy

代入數(shù)據(jù)解得

4x905.5

7?v=-一~---Q=3622。

~5

[4]當(dāng)將電阻箱接入電路后，滑動變阻器左側(cè)與電壓表所在電路并聯(lián)后的等效電阻，因電阻箱的接入使并聯(lián)

等效電阻變大，而由于忽略電源的內(nèi)阻，滑動變阻器的左側(cè)電阻與電壓表所在電路并聯(lián)后與滑動變阻器右

側(cè)電阻串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，當(dāng)電阻箱接入電路后，滑動變阻器左側(cè)與電壓表并聯(lián)部分的電壓變

大，因此，當(dāng)電壓的指針指到滿刻度的《位置時，實際上電阻箱分擔(dān)的電壓大于電壓表滿偏刻度的根據(jù)

55

URQ_&

UyRy

得到

Uv&

RV=F-

U瑞

因此可知實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值五測大于真實值幾入

題目⑶（2024.河南鄭州.統(tǒng)考一模）某實驗小組測量一段粗細(xì)均勻的金屬絲的電阻率。

（1）用螺旋測微器測出待測金屬絲的直徑do

（2）用多用電表粗測金屬絲的阻值。當(dāng)用電阻“X10”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,應(yīng)改用倍率為

（選填“x1”或“x100”）擋,在進(jìn)行一系列正確操作后,指針靜止時位置如圖乙所示，其讀數(shù)為Q.

（3）為了更精確地測量金屬絲的電阻率，實驗室提供了下列器材:

A.電流表（量程0~300mA,內(nèi)阻約0.1。）B.電流表（量程0~3.04內(nèi)阻約0.02Q）

C.保護(hù)電阻凡=10Q