電學實驗（二）（解析版）-2025年天津高考物理復習專練

重難點22電學實驗（二）

命題趨勢

考點2025考向預測

考點1：電容器充放電現(xiàn)象高考主要考查電學實驗的基本原理和方法，并借助基本

實驗分析拓展創(chuàng)新實驗?？疾殡娙萜鞒浞烹姮F(xiàn)象；“電阻測

考點2：測電源電動勢和內(nèi)電阻

量類”實驗；測量電源的電動勢和內(nèi)阻；用多用電表測量電

考點3：用多用電表測量電學中的物理量學中的物理量；探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系；電

學拓展創(chuàng)新實驗等?？疾榈氖请妼W實驗的基本原理和方法,

考點4：探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系

經(jīng)常和傳感器結(jié)合在一起,考查電路的控制，難度一般較大。

重難詮釋

【精費銖讀】

實脆原理

探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系

數(shù)據(jù)處理注意事項

【高分技巧】

1.電容器充放電現(xiàn)象

實驗原理

(1)電容器的充電過程

如圖所示，當開關(guān)S接1時，電容器接通電源，在靜電力的作用下自由電子從正極板經(jīng)過電源向負極板移動，

正極板因失去電子而帶正電，負極板因獲得電子而帶負電.正、負極板帶等量的正、負電荷.電荷在移動的過

程中形成電流.

在充電開始時電流比較大(填“大”或“小)以后隨著極板上電荷的增多，電流逐漸減小(填“增大”或“減小”)，當

電容器兩極板間電壓等于電源電壓時電荷停止定向移動，電流/=0.

(2)電容器的放電過程

如圖所示，當開關(guān)S接2時，相當于將電容器的兩極板直接用導線連接起來，電容器正、負極板上電荷發(fā)生

中和.在電子移動過程中，形成電流.

放電開始電流較大(填“大”或“小”)，隨著兩極板上的電荷量逐漸減小，電路中的電流逐漸減小(填“增大”或“減

小”)，兩極板間的電壓也逐漸減小到零.

實驗步驟

(1)按圖連接好電路.

(2)把單刀雙擲開關(guān)S打在上面，使觸點1和觸點2連通，觀察電容器的充電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中.

(3)將單刀雙擲開關(guān)S打在下面，使觸點3和觸點2連通，觀察電容器的放電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中.

(4)記錄好實驗結(jié)果，關(guān)閉電源.

注意事項

⑴電流表要選用小量程的靈敏電流計.

(2)要選擇大容量的電容器.

(3)實驗要在干燥的環(huán)境中進行.

2.測電源電動勢和內(nèi)電阻

實驗原理

閉合電路歐姆定律.

實驗器材

干電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導線、坐標紙和刻度尺.

實驗步驟

⑴電流表用0.6A的量程，電壓表用3V的量程，按圖連接好電路.

(2)把滑動變阻器的滑片移到接入電路阻值最大的一端.

(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)⑺，C/i).用同樣的方法再測量幾組/、U

值，填入表格中.

(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材.

實驗數(shù)據(jù)處理

\E=Ui+hr

(1)列方程組-，解出￡、廠，并多次測量求平均值.

E—Ui-irhr

⑵用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示.

0/短/

①圖線與縱軸交點為電源電動勢E；

②圖線斜率的絕對值為內(nèi)阻r.

誤差分析

(1)偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作u—/圖像時描點不準確.

(2)系統(tǒng)誤差：

①方法a若采用甲圖電路，電壓表的分流作用造成誤差，電壓值越大，電壓表的分流越多，對應的/真與/測

的差越大，/v=‘.其中。一/圖像如圖乙所示.

結(jié)論：E測＜￡1真，/測〈廠真.

方法b等效電源法

_Ryr

如圖甲所示，E卡上不￡E真,尸測一.v/真.

Ry-\~rHv十尸

②方法a若采用丙圖電路，電流表的分壓作用造成誤差,電流越大，電流表分壓越多，對應。真與。測的差

越大，UA=/，RA.其中U—/圖像如圖丁所示.

方法b等效電源法：如圖丙所小，￡測=￡真，廠測=廠+尺4＞「真.

(3)電路選擇：

①電源內(nèi)阻一般較小，選圖甲電路誤差較小.

②當?內(nèi)阻已知時選圖丙電路，此時r=E—RA,沒有系統(tǒng)誤差.

注意事項

(1)為了使路端電壓變化明顯，可使用內(nèi)阻較大的舊電池.

(2)電流不要過大，應小于0.5A,讀數(shù)要快.

(3)要測出不少于6組的(/,⑺數(shù)據(jù)，變化范圍要大些.

(4)若U—/圖線縱軸刻度不從零開始，則圖線和橫軸的交點不再是短路電流，內(nèi)阻應根據(jù)r=|再確定.

A/

3.用多用電表測量電學中的物理量

用多用電表測定值電阻的阻值

⑴原理

兩表筆短接一調(diào)零兩表筆斷路測量電阻&

.—-----、

、0

電

路圖4

flr1

黑

黑

紅^

表

i表

表3N

T筆

筆

筆

表

表筆

紡

黑

相當于待測電阻&=

調(diào)節(jié)火使相當于待測電阻&=

/與員的對應關(guān)0,/=/g=待測電阻為&,/=,E，指針

F00,此時/=0,指針Rg+r+R+Rx

系——,即表頭滿

Rg+r+R不偏轉(zhuǎn)指到某確定位置

偏(&2=4+尸+氏)

表頭電流滿偏/g處，表頭電流/=0處，對

刻度表頭電流/與電阻七一一對應，但不是線

對應歐姆表零刻度應歐姆表00刻度(左

特點性關(guān)系，表盤刻度不均勻

(2)注意：①黑表筆與電源的正極連接，紅表筆與電源的負極連接，電流方向為“紅進黑出”.

②當多用電表指針指在中央時&=一^,知中值電阻尺中=R°.

2Rn+R申

(3)測量步驟

①估測待測電阻阻值.②歐姆調(diào)零.③將被測電阻接在紅黑表筆之間.④讀數(shù)：指針示數(shù)乘以倍率.

⑤使用完畢：選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應取出電池.

(4)注意事項

①區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”.機械零點是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，機械調(diào)零對應的是表盤下邊中間的指

針定位螺絲；歐姆零點是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，歐姆調(diào)零對應的是歐姆調(diào)零旋鈕.

②使指針指在中值附近，否則換擋.

③測電阻時每換一次擋必須重新歐姆調(diào)零.

④手不能接觸表筆的金屬桿.

⑤測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開.

用多用電表測二極管的正、反向電阻

(1)認識二極管：晶體二極管由半導體材料制成，它的符號如圖所示，左端為正極，右端為負極.

特點：當給二極管加正向電壓時電阻很小，當給二極管加反向電壓時電阻很大.

(2)用歐姆擋判斷二極管的正負極

將多用電表歐姆擋調(diào)零之后，若多用電表指針偏角很大，則黑表筆接觸二極管的正極，紅表筆接觸二極管的負

極(如圖甲)；若多用電表指針偏角很小，則黑表筆接觸二極管的負極，紅表筆接觸二極管的正極(如圖乙).

探索黑箱內(nèi)的電學元件

判斷目的應用擋位現(xiàn)象

電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)，說明無電源

電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時示數(shù)相同

二極管歐姆擋正接時示數(shù)很小，反接時示數(shù)很大

4.探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系

1.實驗原理

(1)實驗電路圖(如圖所示)：

(2)實驗方法采用控制變量法

①"1、U\一；定，研究"2和。2的關(guān)系.②"2、U1一■定，研究"1和。2的關(guān)系.

2.實驗器材

學生電源(低壓交流電源，小于12V)1個、可拆變壓器1個、多用電表1個、導線若干.

3.實驗過程

⑴保持原線圈的匝數(shù)小和電壓不變，改變副線圈的匝數(shù)“2,研究”2對副線圈電壓。2的影響.

①估計被測電壓的大致范圍，選擇多用電表交流電壓擋適當量程，若不知道被測電壓的大致范圍，則應選擇交

流電壓擋的最大量程進行測量.

②組裝可拆變壓器：把兩個線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯，用交流電壓擋測量輸入、輸出電壓.

⑵保持副線圈的匝數(shù)"2和原線圈兩端的電壓G不變，研究原線圈的匝數(shù)對副線圈電壓的影響.重復⑴中步

驟.

4.數(shù)據(jù)處理

由數(shù)據(jù)分析變壓器原、副線圈兩端電壓5、。2之比與原、副線圈的匝數(shù)⑶、〃2之比的關(guān)系.

5.注意事項

(1)在改變學生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開電源開關(guān)，再進行操作.

(2)為了人身安全，學生電源的電壓不能超過12V,通電時不能用手接觸裸露的導線和接線柱.

(3)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓后再選用適當

的擋位進行測量.

<1

限時提升練

（建議用時：60分鐘）

【考向一：電容器充放電現(xiàn)象】

1.（2025?福建福州?二模）如圖甲所示的實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，使電容器帶

電后與電源斷開，將電容器左側(cè)極板和靜電計外殼均接地，電容器右側(cè)極板與靜電計金屬球相連。觀察靜電計

指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，可推知電容器兩極板間電勢差的大小。

（1）在實驗中觀察到的現(xiàn)象是o（單選，填正確答案的標號）

A.將左極板向上移動一段距離，靜電計指針的張角變小

B.向兩板間插入陶瓷片時，靜電計指針的張角變大

C.將左極板右移，靜電計指針的張角變小

D.將左極板拿走，靜電計指針的張角變?yōu)榱?/p>

（2）某同學用兩片錫箔紙做電極，用三張電容紙（某種絕緣介質(zhì)）依次間隔夾著兩層錫箔紙，一起卷成圓柱形,

然后接出引線，如圖乙所示，最后密封在塑料瓶中，電容器便制成了。

①為增大該電容器的電容，下列方法可行的有（多選，填正確答案的標號）

A.增大電容紙的厚度B.增大錫箔紙的厚度

C.減小電容紙的厚度D.同時增大錫箔紙和電容紙的面積

②用如圖丙所示的電路觀察電容器的放電電流變化。換用不同阻值的電阻R放電，在圖丁中放電電流的/-/

圖線的a、b、c三條曲線中，對應電阻最小的一條是（選填“a”或"”或“c"）。

【答案】（1）C（2）CDb

【詳解】（1）A.電容器帶電后與電源斷開，電容器極板所帶電荷量一定，根據(jù)C=g,C=^~

U4jrkd

可知，將左極板向上移動一段距離，極板正對面積減小，電容減小，則電勢差增大，即靜電計指針的張角變大,

故A錯誤；

B.結(jié)合上述可知，向兩板間插入陶瓷片時，介電常數(shù)增大，電容增大，則電勢差減小，靜電計指針的張角變

小，故B錯誤；

C.結(jié)合上述可知，將左極板右移，極板之間間距減小，電容增大，電勢差減小，則靜電計指針的張角變小，

故c正確；

D.結(jié)合上述可知，將左極板拿走，右極板帶正電，右極板與接地點之間電勢差不等于零，即靜電計指針的張

角不會變?yōu)榱?，故D錯誤。

故選Co

￡■<?

（2）①[1]AC.兩片錫箔紙做電極，電容紙為絕緣介質(zhì)，兩片錫箔紙可以等效為平行板電容器，根據(jù)C=B

由于用三張電容紙（某種絕緣介質(zhì)）依次間隔夾著兩層錫箔紙，一起卷成圓柱形，改變電容紙的厚度相當于改

變極板之間的間距，當電容紙的厚度增大時，極板間距增大，電容減小，當電容紙的厚度減小時，極板間距減

小，電容增大，故A錯誤，C正確；

B.結(jié)合上述，增大錫箔紙的厚度時，極板間距不變，電容不變，故B錯誤；

D.結(jié)合上述可知，同時增大錫箔紙和電容紙的面積，相當于增大極板正對面積，則電容增大，故D正確。

故選CDo

②⑵電容器充電穩(wěn)定后，極板之間電壓的最大值一定，根據(jù)歐姆定律可知，電阻越小，電流的最大值越大，

可知，a、b、c三條曲線中，對應電阻最小的一條是6。

2.（2024?河北?模擬預測）（1）觀察電容器的充、放電現(xiàn)象的實驗裝置如圖1所示。應選擇的電流表表頭為一

（填“圖2”或“圖3”）。

（2）如圖4所示為某品牌方塊電池，小文同學分別用電路圖5和電路圖6測量此方塊電池的電動勢和內(nèi)阻。他

選用的器材有電壓表（量程為15V、內(nèi)阻未知），電流表（量程為0.6A、內(nèi)阻等于0.5Q）,滑動變阻器R（0?100。）。

規(guī)范實驗并根據(jù)測量數(shù)據(jù)描繪的u-/圖線分別得到如圖7中I、n所示的圖線。完成下列幾個問題。

圖7

①根據(jù)電路圖5測量數(shù)據(jù)描繪的U-I圖線應為圖7中的（填“I”或"n”）；

②根據(jù)題中條件，本次實驗應選擇（填“圖5”或“圖6”）；

③綜合分析可得該電源電動勢為V,內(nèi)阻為Qo（保留3位有效數(shù)字）

【答案】⑴圖2（2）II圖59.00（8.98-9.02）0,500（0.460-0,540）

【詳解】（1）在電容器的充、放電過程中，電流會先增大后減小，且可能會反向。題圖2中的電流表指針指向

中間，且左右兩邊都有刻度，說明它可以測量交變電流，即電流方向改變時，指針可以向左右兩邊偏轉(zhuǎn)，因此

適合本實驗，而題圖3中的電流表只能測量單向電流，不適合本實驗，則應選擇的電流表表頭為題圖2。

（2）[1]根據(jù)題中電路圖5測量數(shù)據(jù)描繪的S/圖線中，斜率的絕對值等于電池內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之和，則斜

率的絕對值較大，則應為題圖7中n；

⑵根據(jù)題中條件，因為電流表內(nèi)阻已知，則本次實驗應選擇題中電路圖5；

[3][4]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U=￡-/&+以）

結(jié)合圖線n可得該電源電動勢為￡=9.00V

內(nèi)阻為“寫

代入數(shù)據(jù)得r=負；；%_05Q=0.500Q

3.(2024?四川自貢?模擬預測)如下圖所示，在探究影響平行板電容器電容的因素的實驗中，使電容器帶

電后與電源斷開，電容器左側(cè)極板A和靜電計外殼接地，電容器右極板B與靜電計金屬球相連?，F(xiàn)請回答下

列問題:

(1)此時靜電計直接測量的是.

A.電容CB.電荷量。C.兩板間場強ED.兩板間的電勢差U

⑵實驗開始時給電容器充電過程中其電荷量。、電勢差U、電容C之間相互關(guān)系的圖像如下圖所示，其中描

述正確的是

B.

D.

(3)改變相關(guān)因素使電容器電容發(fā)生變化，從而可以測量某些物理量，因此可制作電容式傳感器。保持B板不

動，將A板上下移動會使靜電計指針的偏角變化。下列傳感器電容變化和此原理相同的是.

電容器7，人動片

電介質(zhì)板

A.

定片

被測物體

測位移測角度

金屬芯線

固定電極

守電且k且/

液產(chǎn)I防介質(zhì)/可動

n。

不電極

壓力尸

測液高測壓力

(4)該同學在同一電壓下分別給兩個不同的電容器充電，電容器的電容G>cz,充電時通過傳感器的電流隨時

間變化的圖像如下圖中①②所示，其中對應電容為G的電容器充電過程的/T圖像是(選填①或②)

【答案】(1)D(2)BD(3)BC(4)①

【詳解】(1)根據(jù)題意，由圖可知，此時靜電計直接測量的是兩板間的電勢差U。

故選D。

(2)ABC.電容器的電容是由電容器本身決定的，與電容器所帶電荷量。的大小和兩極板間的電勢差U的大

小無關(guān)，不能認為C與。成正比，與。成反比，故AC錯誤，B正確；

D.由。=怖可知，電容器所帶電荷量與極板間的電勢差成正比，即圖像為一條過原點的傾斜直線，故

D正確。

故選BDo

(3)保持B板不動，將A板上下移動，目的是改變兩極板的正對面積。BC圖是通過改變兩極板的正對面積

來改變電容的大小，而A圖是通過改變介電常數(shù)來改變電容的大小，D圖是通過改變兩極板間距來改變電容

的大小。

故選BC=

(4)用同一電路分別給兩個不同的電容器充電，電容器的電容G>C?,則充電完成后，兩電容器兩端電壓相

同，根據(jù)0=CU可知，電容器的電容小則其帶電量小，而圖像面積代表帶電量，所以對應電容為C2的電

容器充電過程/T圖像的是①。

4.(2024?浙江臺州?一模)

(1)研究小組用電壓電流傳感器探究電容器充放電現(xiàn)象，下列說法正確的是：

單刀雙擲開關(guān)

電容器J|rir

以鴻容器觸/曠JHi—Lv

、~??

圖1圖2圖3圖4

A.圖1電容器標識的2.5V是電容器的擊穿電壓

B.圖2開關(guān)打到1時電容器開始充電，打到2時電容器放電

C.圖3是電流傳感器得到的圖象，圖4是電壓傳感器得到的圖象

D.圖3中力和A時間內(nèi)對應圖象與水平橫軸圍成的面積大小不相等

（2）研究小組利用圖5電路測量多用電表歐姆擋內(nèi)部電阻和電池的電動勢，歐姆表內(nèi)部電路可等效為一個電池、

一個理想電流表和:一個電阻串聯(lián)而成的電路。使用的器材有：多用電表，電流表，滑動變阻器和導線若干。請

完善以下步驟：

①將多用電表的選擇開關(guān)調(diào)到歐姆“xlO”擋，再將紅、黑表筆短接（填“機械”或“歐姆”）調(diào)零；

②將圖5中多用電表的紅表筆接A端,黑表筆接B端,那么電流表的右端應為接線柱（填“+”或“-”）；

③設電池的電動勢為E,多用電表歐姆“xlO”擋內(nèi)部電路的總電阻為心調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得歐姆表讀數(shù)R

和電流表讀數(shù)/,作出:-A圖線，若圖線斜率為左，截距為6,則可求得電動勢￡=,內(nèi)部電路的

總電阻〃=（用物理量k、b表示）o

（3）若歐姆表讀數(shù)準確，則內(nèi)部電路的總電阻測量值與真實值比（填“偏大”或“不變”或“偏小”）。

【答案】（1）BC（2）歐姆-：鄉(xiāng)（3）不變

kk

【詳解】（1）A.圖1電容器標識的2.5V是電容器的額定電壓，不是擊穿電壓，選項A錯誤；

B.圖2開關(guān)打到1時電容器與電源連接，開始充電，打到2時電容器放電，選項B正確；

C.充電時電流逐漸減小，電容器電量增大，兩板間電壓逐漸增加最后趨于穩(wěn)定值；放電時電流也是逐漸減小,

兩板電壓減小；可知圖3是電流傳感器得到的圖象，圖4是電壓傳感器得到的圖象，選項C正確；

D.圖3中i-f圖像的面積等于電容器帶電量，電容器充電電量等于放電電量，可知〃一念和念-〃時間內(nèi)對

應圖象與水平橫軸圍成的面積大小相等，選項D錯誤。

故選BCo

（2）①[1]將多用電表的選擇開關(guān)調(diào)到歐姆“*10”擋，再將紅、黑表筆短接歐姆調(diào)零；

②⑵將圖5中多用電表的紅表筆接A端，黑表筆接B端，因歐姆表黑表筆接內(nèi)部電源正極，那么電流表的右

端應為“-”接線柱；

F

③[3][4]由閉合電路的歐姆定律可知/=不一

R+r

11V

可得—=—R+—

IEE

1V

由題意可知一=左一=6

EE

解得

kk

（3）因電流表是理想電流表，則實驗不會造成誤差，即若歐姆表讀數(shù)準確，則內(nèi)部電路的總電阻測量值與真

實值比不變。

5.（2024■河南?模擬預測）將電流傳感器與計算機相連，可以用來觀察電容器的充、放電現(xiàn)象。實驗電路

如圖甲所示。定值電阻尺=1000。，直流電源為恒壓源（輸出電壓恒定），S是單刀雙擲開關(guān)，C為平行板電容

器。

乙

（1）先將開關(guān)S撥至位置1,充電完畢，這時電容器上極板帶（填“正”或“負”）電，再將開關(guān)S撥至位置

2,電容器放電電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，由圖分析可知，恒壓源輸出的電壓為Vo

（2）圖乙中圖像和坐標軸圍成的面積大約為40格，則充電完畢時，電容器所帶電荷量為0=C；由此求得

電容器的電容C=F。（結(jié)果均保留二位有效數(shù)字）

（3）若僅將圖甲中定值電阻換用阻值更大的電阻重新實驗，則得到的電流隨時間變化的圖像與坐標軸所圍的面

積與圖乙的面積相比將（填“變大”“變小”或“不變”）。

【答案】⑴正10（2）1.6x1021.6x10-3（3）不變

【詳解】（1）[1]將開關(guān)S撥至位置1,電容器上極板連接電源正極，帶正電；

[2]充電完畢后電容器兩端的電壓等于電源電壓，由乙圖知電容器放電瞬間的電流為10mA,則恒壓源輸出的

電壓為U-IR=\OV

(2)[1]圖乙中每小格代表的電量為q=〃=lmA><0.4s=4><10r4C

電容器所帶電荷量為放電過程放出的總電荷量Q=40q=1.6x1042

⑵電容器的電容為C=■|=L6xl(^3F

(3)電流隨時間變化的圖像與坐標軸所圍的面積等于電容器的帶電量，僅將圖甲中定值電阻換用阻值更大的

電阻重新實驗，電容器的電容和恒壓電源的電壓不變，充完電后電容器所帶電荷量不變，因此電流隨時間變化

的圖像與坐標軸所圍的面積不變。

6.(2024?浙江金華?一模)如圖甲所示為一個自制電容器，將兩張錫箔紙作為兩個電極，三張電容紙作為

絕緣介質(zhì)，按照一層電容紙、一層錫箔紙的順序交替疊放，然后將五層紙一起卷成圓柱形，兩根引線。、6分

別接在兩張錫箔紙上，最后將整個圓柱形密封在塑料瓶中(兩根引線露出)，電容器即制作完成。

乙

(1)以下哪些操作可以增加該電容器的電容.

A.增大電容器的充電電壓

B.增大電容器的帶電量

C.增大錫箔紙的正對面積

D.在卷成圓柱形的時候，用力盡可能使電容紙貼緊

(2)現(xiàn)用圖乙所示電路研究該電容器的充放電情況。將S置于。端，電壓隨時間變化圖像如圖丙所示。

①充滿電后電容器兩端的電壓為V,若此時電容器所帶電荷量為3x10-7。則電容大小為。=F。

②圖中尸點對應的時刻充電電流約為A?

【答案】⑴CD⑵65x10-87.5x10"

【詳解】(I)AB.電容器的電容只與本身有關(guān)，與電容器兩端電壓以及帶電量無關(guān)，選項AB錯誤；

可知增大錫箔紙的正對面積可增大電容；在卷成圓柱形的時候，用力盡可能使電容紙貼緊，可減小兩極間距,

可增大電容，選項CD正確。

故選CD。

(2)①［1］由圖像可知，充滿電后電容器兩端的電壓為6V；

［2］若此時電容器所帶電荷量為3xl0-7c,則電容大小為。=/=號二F=5x10/

8

②［3］圖中尸點對應的時刻充電電流/=孚=字=5x10x7A=7.5Xi。-4A

NtAZ2x10

【考向二：測電源電動勢和內(nèi)電阻】

7.(2024?天津薊州?三模)在測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中，實驗室僅提供下列實驗器材:

A.干電池兩節(jié)，每節(jié)電動勢約為L5V,內(nèi)阻約幾歐姆

B.直流電壓表V］、V2,量程均為0?3V,內(nèi)阻約為3k。

C.定值電阻&,阻值為5。

D.滑動變阻器尺，最大阻值為50。

E.導線和開關(guān)若干

⑴原理圖如圖甲所示，實驗中移動滑動變阻器觸頭，讀出電壓表V和V2的多組數(shù)據(jù)■、U2,描繪出

圖像如圖乙所示，圖線斜率為總與橫軸的截距為小，則電源的電動勢石=,內(nèi)阻:,=

(用人m、Ro表示)

(2)該實驗方法產(chǎn)生的誤差是由于,屬于誤差。

【答案】⑴絲-^-(2)電壓表V2的分流引起的系統(tǒng)

k-\k-1

U、一U\

【詳解】(1)口］［2］根據(jù)圖甲結(jié)合閉合電路歐姆定律可得5=6+%)〃

整理可得。I=垢±。

rr

士八&+廠。

貝rm有左7二」R0一+r,0二」一m---E--R8

rrr

解得石=普，

k-1k-1

(2)該實驗方法產(chǎn)生的誤差是由于電壓表V?的分流引起的，屬于系統(tǒng)誤差。

8.（2024?天津武清?模擬預測）某研究性學習小組在學習了原電池原理后，將銅片和鋅片插入新鮮的蘋果

中制成一個水果電池，并利用下列所給器材測量蘋果電池的電動勢￡和內(nèi)阻幾

A.待測水果電池（電動勢E約為2V,內(nèi)阻約為幾百歐）

B.滑動變阻器（最大阻值為1。）

C.滑動變阻器（最大阻值為1000。）

D.電流表A1（量程為3mA,內(nèi)阻約為2。）

E.電流表A2（量程為3A,內(nèi)阻約為0.020）

F.電壓表V（量程為3V,內(nèi)阻約為3k。）

G.開關(guān)S,導線若干

（1）如果要準確測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻，滑動變阻器R應選擇,電流表A應選擇o（填儀器

前序號）

（2）研究小組設計了甲、乙兩種電路，應選擇（填“甲”或“乙”）電路。

（3）如果不考慮偶然誤差，根據(jù)選擇的電路，電動勢的測量值______（填“大于”“小于”或“等于"）真實值。

【答案】⑴CD（2）乙（3）等于

【詳解】（1）[1]待測水果電池的內(nèi)阻約為幾百歐，為了使得調(diào)節(jié)滑動變阻器是，電流表與電壓表測量數(shù)據(jù)變

化明顯一些，需要選擇總阻值適當大一些，可知，滑動變阻器選擇C；

[2]由于待測水果電池電動勢E約為2V,內(nèi)阻約為幾百歐，則電路中最大電流約為2mA,為了確保電流表的安

全與精度，選擇的電流表的量程應適當小一些，即選擇3mA量程，即電流表選擇D。

（2）結(jié)合上述，電流表選擇D,內(nèi)阻約為2。，而待測水果電池的內(nèi)阻約為幾百歐，比電流表的內(nèi)阻大得多，

可知，電流表分壓影響較小，為了減小誤差，可以使電流表直接測量電路的干路電流，可知，應選擇乙電路圖。

（3）結(jié)合上述，電路選擇的是乙電路圖，實驗完誤差在于電流表的分壓，將電流表與水果電池等效為一個新

電源，實驗測量的是新電源的電動勢，由于新電源是電流表與水果電池串聯(lián)構(gòu)成，可知，新電源的電動勢與水

果電池的電動勢相等，即如果不考慮偶然誤差，根據(jù)選擇的電路，電動勢的測量值等于真實值。

9.（2024?天津河東?模擬預測）學習小組通過串聯(lián)兩節(jié)完全相同的干電池測單節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。

他們手頭有一量程為0?250RA、內(nèi)阻為1000。的表頭，首先把表頭改裝為0?3V的電壓表。

圖2

（1）小組同學先把表頭串聯(lián)一個阻值大小為。的定值電阻即可使改裝后的電壓表量程變?yōu)??3V。

（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

（2）小組同學將改裝電壓表V與電阻箱汽（最大阻值為99.99。）、待測電源按圖1連接，閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻

箱，記錄多組電阻箱和改裝電壓表換算后的示數(shù)，得到如圖2所示圖像，若不考慮電壓表內(nèi)阻的影響，結(jié)合圖

2可知單節(jié)干電池的電動勢E=V,內(nèi)阻尸（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

【答案】⑴1卜1。4⑵1.40.11

【詳解】（1）根據(jù)電壓表的改裝原理可得u=/g（q+?

代入數(shù)據(jù)解得R=L1X104。

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得2E=U+g-2廠

R

變形可得，=1r1

￡*A

Ir0.430-0.350

結(jié)合圖像可得》=。.35。,石=

L00

解得E=1.42V,r=0.11Q

10.（2024?天津河東?模擬預測）在測量某電源電動勢和內(nèi)阻時，因為電壓表和電流表的影響，不論使用何

種接法，都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，為了消除電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差，本實驗興趣小組設計了如圖甲實驗電路進行

測量。已知%=2。。

實驗操作步驟如下：

A.將滑動變阻器滑到最左端位置

B.接法I：單刀雙擲開關(guān)s與1接通，閉合開關(guān)s。，調(diào)節(jié)滑動變阻器區(qū),記錄下若干組數(shù)據(jù)a-4的值，斷開

開關(guān)S。

C.將滑動變阻器滑到最左端位置

D.接法H:單刀雙擲開關(guān)S與2閉合，閉合開關(guān)S。，調(diào)節(jié)滑動變阻器尺，記錄若干組數(shù)據(jù)6-4的值，斷開開

關(guān)S。

E.分別作出兩種情況所對應的a-和6-圖像

T

（1）根據(jù)測得數(shù)據(jù)，作出和。2-，2圖像如圖丁所示。若只用6-，2圖像的數(shù)據(jù)，求得電源電動勢

E=,內(nèi)阻?（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）

（2）綜合考慮，若只能選擇一種接法，應選擇（填“接法I”或“接法II”）測量更合適。

【答案】（1）1.702.25⑵H

【詳解】（1）[1]⑵當單刀雙鄭開關(guān)接1時，電流表示數(shù)為零時，電壓表測量準確，故電動勢為a-/1的縱軸

截距，則有￡=1.80V

當單刀雙擲開關(guān)接2時，電壓表示數(shù)為零時，電流表測量準確，由。2-4圖像可知此時電路電流為0.40A,根

E

據(jù)閉合電路歐姆定律可知/=--

凡+r

解得內(nèi)阻為廠=樣。-2。=2.50。

若只用6-人圖像的數(shù)據(jù)，可得￡=L70V

內(nèi)阻r=0一凡=122。-20=2.250

I0.40

（2）由圖丁可知圖像斜率為尢=不”。=4+八

0.36

解得4=3.00。

由圖丁可知U2-I2圖像的斜率為與=照。=&+々

解得4=2.250

可得匕=3.0。-

r2.502.50

故接法II測得的電源內(nèi)阻更接近真實值。

11.（2024?天津?一模）某興趣小組為了測量電動車上電池的電動勢E（約為36V）和內(nèi)阻r（約為10。）,

需要將一個量程為15V的電壓表（內(nèi)阻4約為10kQ）改裝成量程為45V的電壓表，然后再測量電池的電動

勢和內(nèi)阻。以下是該實驗的操作過程。

（1）由于不知道該電壓表內(nèi)阻的確切值，該小組將一個最大阻值為50k。的電位器4（可視為可變電阻）與電壓

表串聯(lián)后，利用如圖甲所示的電路進行改裝，請完成步驟C的填空。

A.將總阻值較小的滑動變阻器的滑片P移至最右端，同時將電位器的阻值調(diào)為零；

B.閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P調(diào)到適當位置，使電壓表的示數(shù)為9V；

C.保持滑動變阻器滑片尸的位置不變，調(diào)節(jié)電位器，使電壓表的示數(shù)為V；

D.不再改變電位器的阻值，保持電壓表和電位器串聯(lián)，撤去其他電路，即可得到量程為45V的電壓表。

⑵該小組利用一個電阻箱尺（阻值范圍0-999.9。）和改裝后的電壓表（電壓表的表盤沒有改變，讀數(shù)記為U）

連接成如圖乙所示的測量電路來測量該電池的電動勢和內(nèi)阻.該小組首先得出了《與，的關(guān)系式，然后根據(jù)

測得的電阻值尺和電壓表的讀數(shù)。作出士-4圖像如圖丙所示，則該電池的電動勢￡=_____V、內(nèi)阻，=_

RU

Qo

【答案】（1）3（2）368

【詳解】（1）15V的電壓表改裝成量程為45V的電壓表，貝i|U=3Uv

當總電壓為9V時，電壓表的示數(shù)應為3V

（2）由閉合電路的歐姆定律得￡=3。+工廠

R

整理得

R3rUr

互_3

結(jié)合圖像得：：

r8

由以上兩式解得￡=36V,廠=80

12.（2024?天津南開?模擬預測）在實驗室中某同學需要測定一節(jié)新干電池的內(nèi)電阻。已選用的器材有：

干電池（電動勢為1.5V,內(nèi)阻很?。?/p>

電流表（量程0~0.6A,內(nèi)阻約為0.1。）；

電壓表（量程0~3V,內(nèi)阻約6kQ）；

電鍵一個、導線若干。

⑴新電池的內(nèi)阻較小，實驗中所用的滑動變阻器應選下列的（填字母代號）。

A.定值電阻（阻值1。）

B.定值電阻（阻值10Q）

C.滑動變阻器（阻值范圍0~10。、額定電流2A）

D.滑動變阻器（阻值范圍0~lk。、額定電流1A）

（2）該同學根據(jù)選好的實驗器材，將實驗器材連接成圖甲所示，你認為哪些導線連接的有錯誤（填導

線旁的字母代號）。

（3）按正確的方法連接好器材后，接通開關(guān)，改變滑動變阻器的阻值R讀出對應的電流表的示數(shù)/和電壓表的

示數(shù)U,根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫出/圖線如圖乙。根據(jù)圖線得電池的內(nèi)電阻廠=Q?

【答案】（1）C（2）見解析（3）0.4

【詳解】（1）新電池的內(nèi)阻較小，為了防止誤操作時造成短路，電路中需要用一個定值電阻&起保護作用,

保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大，因此定值電阻應選A；為方便實

驗操作，滑動變阻器應選阻值較小的C。

（2）連接有錯誤的是：圖中c導線的上端應該連接到飛左端；e和d兩根導線其中的一根要連到滑動變阻器

的上端。

（3）由閉合電路歐姆定律可得E="+/（4+〃）

可得U=-/（K+?+E

由圖乙U-/圖像可知，斜率絕對值為限=4,+廠=丹召0=1.40

可得內(nèi)阻為r=0.40

【考向三：用多用電表測量電學中的物理量】

13.（2024?天津?模擬預測）物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、

數(shù)據(jù)分析等。

⑴用電壓表（內(nèi)阻約為3k。）和電流表（內(nèi)阻約為0.1。）測量一個電阻的阻值（約為2k。）。要求盡量減小

實驗誤差，應該選擇的測量電路是圖1中的—（選填“甲”或“乙，

甲乙

圖1

（2）一多用電表表盤上的電阻刻度線正中間標有“15”字樣。用它測量約18k。電阻的阻值，下列實驗步驟正確的

操作順序為（填各實驗步驟前的字母）。

A.將選擇開關(guān)置于“x1k”位置

B.將選擇開關(guān)置于“OFF”位置

C.將兩表筆分別接觸待測電阻兩端，讀出其阻值后隨即斷開

D.將兩表筆直接接觸，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向“0”

（3）圖2是“測量電源的電動勢和內(nèi)電阻”實驗的電路圖。某同學在實驗中，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無論怎么移動滑

動變阻器的滑片，電壓表有示數(shù)且不變，電流表始終沒有示數(shù)。為查找故障，在其他連接不變的情況下，他將

電壓表連接。位置的導線端分別試觸b、c、d三個位置，發(fā)現(xiàn)試觸b、c、d時，電壓表均沒有示數(shù)。若電路

中僅有一處故障，則（選填選項前的字母）。

B.導線〃斷路

C.滑動變阻器斷路

D.滑動變阻器短路

【答案】⑴乙(2)ADCB(3)A

【詳解】(1)因為待測電阻約為2k。，由凡＞加面=10拒Q

可知為了減小誤差應該采用電流表的內(nèi)接法，即選用乙圖；

(2)一多用電表表盤上的電阻刻度線正中間標有“15”字樣。用它測量約18k。電阻的阻值，先將選擇開關(guān)置于

“xlk”位置，將兩表筆直接接觸，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向“0”，將兩表筆分別接觸待測電阻兩端，讀

出其阻值后隨即斷開，將選擇開關(guān)置于“OFF”位置，故正確的順序為ADCB。

(3)在實驗中，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無論怎么移動滑動變阻器的滑片，電壓表有示數(shù)且不變，電流表始終沒有

示數(shù)，說明在電路中有斷路的地方。在其它連接不變的情況下，他將電壓表連接。位置的導線端分別試觸6、

c、d三個位置，發(fā)現(xiàn)試觸b、c、d時，電壓表均沒有示數(shù)，則說明導線仍斷路。

故選Ao

14.(2024?天津北辰?模擬預測)某同學要探究一種新材料制成的圓柱體的電阻，步驟如下：

(1)用螺旋測微器測量其直徑如圖，由圖可知其直徑為—mmo

(2)用多用電表歐姆擋粗略測量此圓柱體的電阻，所選倍率擋為xl擋，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度

很小，為了較準確地進行測量，應換到—擋。如果換擋后立即用表筆連接待測電阻進行讀數(shù)，那么缺少的步

驟是，若補上該步驟后測量，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值是Q

【答案】（1）8.600/8.599/8.611（2）xlO歐姆調(diào)零220

【詳解】（1）[1]螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為&5mm,可動刻度讀數(shù)為10.0x0.01mm=0.100mm,最終讀數(shù)為

8.5mm+10.Ox0.01mm=8.600mm

（2）[1]用多用電表歐姆擋粗略測量此圓柱體的電阻，所選倍率擋為xl擋，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)

角度很小，說明所選擋位太小，為了較準確地進行測量，應換到xlO擋；

[2]如果換擋后立即用表筆連接待測電阻進行讀數(shù)，那么缺少的步驟是歐姆調(diào)零；

[3]若補上該步驟后測量，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值是22x10。=220c

15.（2024?天津和平?三模）導電聚合物（CPs）是一種以導電能力為特征的合成聚合物，一興趣小組找到

一段絲狀導電聚合物，測量它的電阻。

圖1圖2

（1）他們首先用多用電表測量該聚合物的電阻，測量時多用電表面板顯示如圖1所示。該小組同學認為讀數(shù)誤

差較大，他們又斷開電路重新選擇倍率進行測量，請在下列實驗步驟中選擇正確的操作并按正確的順序進行排

序，（填寫步驟前的字母代號）

A.使兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在最左側(cè)刻線

B.使兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在最右側(cè)刻線

C.斷開電路，將選擇開關(guān)調(diào)至“OFF”擋

D.使兩表筆接觸導體棒兩端進行測量讀數(shù)

E.將選擇開關(guān)調(diào)至“xl”擋

F.將選擇開關(guān)調(diào)至“x100”擋

（2）為更精確地測量該聚合物的電阻，盡可能地多測幾組數(shù)據(jù)，他們用實驗室提供的下列器材再次進行測量。

A.電流表A-量程500mA,內(nèi)阻約0.60

B.電流表A2,量程3A,內(nèi)阻約0.12。

C.電壓表Y，量程15V,內(nèi)阻約15kQ

D.電壓表V2，量程3V,內(nèi)阻約3k。

E.滑動變阻器R,全電阻約5c

F.直流電源E,電動勢3V,內(nèi)阻不計

G.開關(guān)S及導線若干

經(jīng)過討論他們連接了如圖2所示的電路，電路中有幾條線沒有連接，請你幫助他們完成電路連接、

（3）電路中所選電流表為（填“A]”或“A2”），所選電壓表為填（"Y”或“2”）。

【答案】（l）EBDC；⑶Ai

【詳解】（1）用“xlO”倍率檔測量時歐姆表指針偏角過大，說明倍率檔選擇過高，則應該選擇較低的倍率檔重

新調(diào)零，然后進行測量，則正確的順序進行排序是：EBDC；

（2）電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻，則應采用電流表外接，滑動變阻器用分壓電路，則電路如圖：

（3）待測電阻區(qū)只有10。左右，因電源電動勢為3V,可知電壓表選擇V?；電路中的最大電流為

/=—=0.3A=300mA

R,

可知電流表選擇A1。

16.（2