专题18 电学实验——【山东专用】2020-2022三年高考物理真题分类汇编（原卷版+解析版）

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2020-2022年三年年山东卷高考汇编
专题18 电学实验
【考纲定位】
高考命题点
考纲要求
高考真题
实验
测量金属丝的电阻率
2022·山东·高考 T14
2021·山东·高考 T14
实验
测量电源的电动势和内阻
2020·山东·高考 T14
实验
用多用电表测量电学中的物理量


【知识重现】
一、基本仪器的读数
1．游标卡尺的原理和读数

（1）原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.
（2）读数：由主尺读出整毫米数l0，从游标尺上读出与主尺上某一刻度对齐的刻度线n，则测量值（mm）＝（l0＋n×精确度）mm.注意：①游标卡尺的精确度一般为游标尺上总刻度数的倒数．②游标卡尺不需要估读．
刻度格数
精确度（mm）
测量结果
10
0.1
主尺上读的毫米数＋0.1n
20
0.05
主尺上读的毫米数＋0.05n
50
0.02
主尺上读的毫米数＋0.02n
2.螺旋测微器的原理和读数

（1）原理：测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5 mm，而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格，测微螺杆前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 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．
（2）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）×0.01（mm）．
3．电流表和电压表的读数和选用
（1）电表读数
量程
精确度
读数规则
电流表0～3 A
0.1 A
与刻度尺一样，采用估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可
电压表0～3 V
0.1 V
电流表0～0.6 A
0.02 A
估读位与最小刻度在同一位，采用估读
电压表0～15 V
0.5 V
估读位与最小刻度在同一位，采用估读
（2）电表的选用
根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表．首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般取满偏的～左右），以减少实验误差．
二、　伏安法测电阻、测定金属的电阻率
1．电流表内、外接的选择
（1）两种接法的比较

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＝＝ 测量值小于真实值
（2）两种接法的选择
①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内偏大，小外偏小”．
②临界值计算法
Rx<时，用电流表外接法；
Rx>时，用电流表内接法．
③实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．

2．滑动变阻器分压式与限流式接法的选择
（1）“以小控大用分压，相差无几用限流”
①当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器．
②当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器．
（2）必须采用分压式接法的三种情况：①要求电压从零开始变化；②滑动变阻器阻值太小，不能起到限流的作用；③限流式接法不能获取有区分度的多组数据．
三、电阻测量的创新方案
测量电阻创新方案对比
安安法

如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2＝

串联一定值电阻R0后，同样可测得的内阻R2＝
伏伏法

两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2＝R1

并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2＝
替代法

单刀双掷开关分别与1、2相接，调节电阻箱R1，保证电流表两次读数相等，则R1的读数即等于待测电阻的阻值
半偏法

测量电流表内阻
闭合S1，断开S2，调节R1使G表满偏；再闭合S2，只调节R2，使G表半偏（R1≫R2），则R2＝R测，R测
测量电压表内阻
使R2＝0，闭合S，调节R1使V表满偏；只调节R2使V表半偏（RV≫R1），则R2＝R测，R测>R真
电桥法

调节电阻箱R3，当A、B两点的电势相等时，R1和R3两端的电压相等，设为U1，同时R2和Rx两端的电压也相等，设为U2，根据欧姆定律有：＝，＝.由以上两式解得：R1·Rx＝R2·R3，这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值
四、电源电动势和内阻的测量
测量电源电动势和内阻的方法及误差分析
（1）伏安法
方案
电流表内接
电流表外接
电路图


误差来源
电压表的分流
电流表的分压
真实值和测量值的关系
I真＝I测＋
U真＝U测＋IRA
图像


误差分析
E测 E测＝E真，r测>r真 （r测＝r＋RA）
（2）伏阻法和安阻法
方案
伏阻法
安阻法
原理
E＝U＋ r
E＝IR＋Ir
电路图


关系式
＝·＋
＝·R＋
图像


误差分析
E测＜E真；r测＜r真（r测＝）
E测＝E真；r测＞r真（r测＝r＋RA）
五、多用电表的原理及使用
1．欧姆表内部构造和原理

（1）欧姆表内部电路简化如图.
（2）多用电表测电阻阻值的原理：闭合电路欧姆定律．
①红、黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏，有Ig＝；
②当红、黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有I＝，故每一个未知电阻都对应一个电流值I.我们在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，所测电阻Rx即可从表盘上直接读出．
③由于I与R是非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处．当Rx＝Rg＋R＋r时，I＝，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻．
2．多用电表的读数及使用
（1）电流的流向
电流从多用电表的“＋”插孔（红表笔）流入，从“－”插孔（黑表笔）流出，即“红进黑出”．
（2）“机械零点”与“欧姆零点”
“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮．
（3）倍率选择：使用欧姆挡测电阻时，应使指针位于表盘中间附近，若指针偏角过大，则说明所测电阻偏小，应换用小倍率．
（4）使用欧姆表测电阻时，换挡后需重新进行欧姆调零，读数之后要乘以倍率．
【真题汇编】
1．（2022·山东·高考真题）某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材：
干电池E（电动势1.5V，内阻未知）；
电流表A1（量程10mA，内阻为90Ω）；
电流表A2（量程30mA，内阻为30Ω）；
定值电阻R0（阻值为150Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；
待测电阻Rx；
开关S，导线若干。
测量电路如图所示。

（1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的处。该同学选用的电流表为_______（填“A1”或“A2”）；若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为________Ω。
（2）断开开关，保持滑片的位置不变。用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则Rx的测量值为________Ω。
（3）本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值_________（填“有”或“无”）影响
【答案】     A1     60     100     无
【解析】
（1）[1]若不考虑电源内阻，且在电源两端只接R0时，电路中的电流约为

由题知，闭合开关，调节滑片位置，要使电流表指针指在满刻度的处，则该同学选到的电流表应为A1。
[2]当不考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有

计算出
R = 60Ω
（2）[3]断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，有

代入数据有
Rx = 100Ω
（3）[4]若考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有


联立计算出的Rx不受电源内阻r的影响。
2．（2021·山东·高考真题）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有：

待测热敏电阻（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）；
电源E（电动势，内阻r约为）；
电阻箱R（阻值范围）；
滑动变阻器（最大阻值）；
滑动变阻器（最大阻值）；
微安表（量程，内阻等于）；
开关两个，温控装置一套，导线若干。
同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：
①按图示连接电路；
②闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏；
④记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用___________（填“”或“”）。
（2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路__________。

（3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为___________（结果保留到个位），该测量值___________（填“大于”或“小于”）真实值。
（4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐___________（填“增大”或“减小”）。

【答案】               3500     大于     减小
【解析】
（1）[1]用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选R1。
（2）[2]电路连接图如图所示

（3）[3]微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即

可得

[4]当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。
（4）[5]由于是图像，当温度T升高时，减小，从图中可以看出减小，从而减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。
3．（2020·山东·高考真题）实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：
干电池一节（电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω）；
电压表V （量程3 V，内阻约3 kΩ）；
电流表A （量程0.6 A，内阻约1 Ω）；
滑动变阻器R （最大阻值为20 Ω）；
定值电阻R1（阻值2 Ω）；
定值电阻R2（阻值5 Ω）；
开关一个，导线若干。
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是_____。（单选，填正确答案标号）
A．电压表分流
B．干电池内阻较小
C．滑动变阻器最大阻值较小
D．电流 表内阻较小

(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。
序号
1
2
3
4
5
6
7
I/A
0.08
0.14
0.20
0.26
0.32
0.36
0.40
U/V
1.35
1.20
1.05
0.88
0.73
0.71
0.52
请根据实验数据，回答以下问题：
①答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像________。
②根据实验数据可知，所选的定值电阻为_____ （填“R1”或“R2”）。
③用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路____________。
【答案】B      R1
【解析】
(1)[1]电压表示数变化过小，则原因是外电阻比内阻大的多，即电源内阻偏小，故选B。
(2)[2]根据数据做出U-I图像如图；

[3]由图像可知

电源内阻小于1Ω，则定值电阻大于1.63Ω，可知定值电阻为R1；
[4]定值电阻与电源串联，电路如图；

【突破练习】
1．（2022·山东·济南三中模拟预测）有一个电阻Rx，其阻值大约在40Ω~50Ω之间，现要进一步准确地测量其电阻，需测量多组数据，手边现有器材如下：
电源E（电动势12V，内阻为0.5Ω）；
电压表（0~3~15V，内阻约为10kΩ）；
电流表（0~0.6~3A，内阻约为1Ω）；
滑动变阻器R1（阻值0~10Ω，额定电流2A）；
滑动变阻器R2（阻值0~1750Ω，额定电流0.3A）；
开关S和导线若干。
（1）电压表的量程应选___________，电流表的量程应选___________，滑动变阻器应选用___________。
（2）在虚线方框内画出实验电路图。___________

（3）在实物图1中完成其余连线使之成为完整的实验电路。___________
【答案】 0~15V     0~0.6A     R1      

【解析】
（1）[1][2][3]由于电源的电动势为12V，所以电压表应选15V量程；
根据I= 可得，通过待测电阻的最大电流为
=0.3A
所以电流表应选0.6A的量程；为了测量范围更大，本实验采用分压式，所以滑动变阻器应用R1。
（2）[4]待测阻值大于滑动变阻器总阻值，采用分压式接法，由于满足 ＜RVRA，所以电流表应用外接法，电路图如图所示

（3）[5]实物图如下

2．（2022·山东·莱州市第一中学模拟预测）实验小组在实验室中测量一段金属丝（电阻约为）的电阻率。本次实验提供的器材如下：
电流表A：量程1mA，内阻；
电池组E：电动势3V，内阻不计；
电压表V：量程0~3V，内阻约为；
定值电阻R0：阻值为；
滑动变阻器R1：最大阻值，额定电流为2A；
滑动变阻器R2：最大阻值，额定电流为2A；
开关一个、导线若干。
（1）小组同学某次用10分度游标卡尺测得金属丝的长度时，不小心使部分刻度被污迹遮住了，如图甲所示，则该次测量的读数为______cm。

（2）小组同学调节滑动变阻器滑片时，使电压表示数能够从零开始连续变化并尽可能减少误差，滑动变阻器应该选用_____（选填“R1”、“R2”），根据提供的器材在答题纸方框内画出实验的电路图，并在电路图中标出所选器材的符号________；

（3）按照电路图连接好电路后，该小组多次改变滑动变阻器触头位置，得到了多组U，I数据，并作出U—I图像，如图乙所示，根据图像可知，金属丝的电阻为______。（计算结果保留两位有效数字）

【答案】     4.18     R1          2.9
【解析】
（1）[1]游标尺的每个格长度0.9m，所以，游标尺的0刻度到第8条刻度线的长度为

主尺每个格的长度1mm，游标尺第8条刻度线与主尺上第49mm刻度线对齐，可得该次测量的读数为

（2）[2] 待测电阻约为，为使电压表示数能够从零开始连续变化并尽可能减少误差，所以应选最大阻值与待测电阻阻值相差不大的滑动变阻器R1，并采用分压式解法；电源电动势为3V，约为，所以流过的最大电流为

所以需把量程1mA的电流表A改装成更大量程的电流表，把阻值为的定值电阻R0与电流表A并联，改装成的电流表量程为

所以画出的实验的电路图为

[3]由欧姆定律

可得

所以金属丝的电阻为

3．（2022·山东济宁·二模）某学习小组设计了如图甲所示的电路测定金属丝的电阻率和电源的内阻。除了若干导线及开关，提供的实验器材还有：
A．两节干电池组成的电池组（电动势）
B．电阻率待测的金属丝
C．电流表（量程为，内阻）
D．定值电阻
E．毫米刻度尺
在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：

（1）用螺旋测微器测量金属丝直径时示数如图乙所示，则其读数为___________mm；
（2）有三个规格的保护电阻可供选择，应选___________（选填正确答案标号）；
A．       B．       C．
（3）闭合开关，多次改变滑片的位置，可获得多组电流表的示数和金属丝接入电路中有效长度的数据，若以为横轴，以为纵轴，通过描点作出图线如图丙所示。由图丙可知金属丝的电阻率___________（取，结果保留两位有效数字），该电池组的内阻___________。
【答案】     1.000     B     7.5×10-6     0.70
【解析】
（1）[1]用螺旋测微器测量金属丝直径读数为1mm+0.01mm×0.0=1.000mm
（2）[2]当P在B端时

则应选B；
（3）[3][4]根据电路可得

即

由图可知


解得
ρ=7.5×10-6
r=0.70Ω
4．（2022·山东枣庄·二模）随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。纯净水的电导率（电阻率的倒数）是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某探究实验小组查阅国家2020版药典标准得知：合格纯净水的电导率，为方便检测，实验小组把电导率换算为电阻率，得知合格标准为电阻率。为测量某纯净水的电阻率，他们将水样装入一个绝缘性能良好的圆柱形塑料容器内，容器两端用圆片状金属电极密封。测得该容器两电极间长度为，圆柱内径圆面积为。除待测水样外，实验室还提供如下器材：
A．电流表：量程
B．电压表V：量程
C．滑动变阻器R：阻值范围，允许的最大电流
D．电源E：电动势为，内阻不计
E．开关和导线若干
（1）实验电路原理图如图甲所示。该小组正确连接实验电路后，将电压表的不固定接头分别与b、c接触，观察电压表和电流表指针偏转情况，发现电流表的指针偏转变化明显，电压表指针偏转几乎不变，则应将电压表接头接在_________（选填“b”或“c”）点。
（2）请用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图乙连接成实验电路，其中电压表的接头要跟（1）中的选择一致_______。

（3）根据实验中测得的多组电压表和电流表的示数，在坐标系中描点连线，得到图像如图丙所示。根据图像可得，水样的电阻值__________。
（4）结合题目给出的数据可知，该水样的电导率__________（填“合格”或“不合格”）。
【答案】     c     见解析     60000Ω     不合格
【解析】
（1）[1]实验过程利用试触法发现电流表的指针偏转变化明显，电压表指针偏转几乎不变，说明电流表分压不明显，电压表分流现象明显，为提高实验的准确性，减小实验误差，电流表应该内接，故电压表接头接在c点；
（2）[2]滑动变阻器分压式连接，电流表内接，电源电动势12V，电压表选择大量程接入，故实物图连接如下图所示：

（3）[3]根据部分电路的欧姆定律可知

（4）[4]根据电阻的决定式可得

小于合格标准的电阻率，故不合格。
5．（2022·山东聊城·一模）某实验小组为了测定金属丝的电阻率，用螺旋测微器测量金属丝的直径，用米尺测量金属丝的长度，用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。

（1）测量时螺旋测微器如图甲所示，金属丝的直径为______mm。
（2）现有电动势3V的电源、开关和若干导线及下列器材：
A．电压表V（量程3V，内阻约10kΩ）
B．电流表A（量程0.6A，内阻约2Ω）
C．滑动变阻器（最大阻值为10Ω）
D．滑动变阻器（最大阻值为100Ω）
①用多用电表粗测金属丝的电阻大约为5Ω，要求较准确地测出其阻值，滑动变阻器应选______（填“”或“”）
②实验中该小组实物接线如图乙所示，合上开关前检查电路，请指出其明显错误或不合理的地方是______。
（3）不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差，某小组按如图丙所示的电路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差。利用该电路进行实验的主要操作过程是：
第一步：先将的滑动触头调到最左端，单刀双掷开关向1闭合，闭合开关，调节滑动变阻器和，使电压表和电流表的示数尽量大些（不超过量程），读出此时电压表和电流表的示数、。
第二步：保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，将单刀双掷开关向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数、。由以上数据可计算出被测电阻______。

【答案】     0.950     R1     电流表应外接；滑动变阻器滑片应置于最左端    
【解析】
（1）[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为

（2）[2]由已知待测电阻为5Ω，如果选100Ω的滑动变阻器，两者差值过大，待测电阻分压过小，因此为了便于测量和读数，应选择与待测电阻阻值相近的R1。
[3]待测电阻与电压表电流表的关系为

故待测电阻为小电阻，根据“内大外小”原则，为了更精准测量，故电流表应选择外接法；在开关闭合前，滑动变阻器的电阻应全部接入干路，故滑动变阻器的滑片应置于最左端
（3）[4]单刀双掷开关向1闭合，由闭合电路欧姆定律

保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，将单刀双掷开关向2闭合，由闭合电路欧姆定律

联立解得

6．（2022·山东·烟台二中模拟预测）某同学采用如图甲所示的电路测定一个太阳能电池组的电动势和内电阻。已知该太阳能电池组的电动势约为1.5V，内阻约为；除待测电池组、开关和若干导线外，可供选择的仪器如下：

A．电压表（量程0~3V，内阻）
B．电压表（量程0~15V，内阻）
C．电流表（量程0~0.6A，内阻）
D．电流表（量程0~3A，内阻）
E.定值电阻
F.定值电阻
G.滑动变阻器，（最大阻值，额定电流）
H.滑动变阻器（最大阻值，额定电流）
（1）实验中的仪器应选用___________。（按顺序选填仪器前的序号）
（2）根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，补充完成实物电路的连接。___________
（3）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的电压与电流关系图线，根据图线求出的电源电动势E=___________V，内阻r=___________。
【答案】     ACEG          1.46     0.44
【解析】
（1）[1]由于电池组的电动势约为1.5V，电压表选A，内阻约为过小，不便于测量，故串联阻值为的定值电阻E，滑动变阻器选阻值为的G即可，若选用阻值为的H，阻值过大电流过小，相应电流表选量程为0.6A的C，故实验中的仪器应选用ACEG。
（2）[2]实物连接如图所示

（3）[3][4]由闭合电路欧姆定律可得

由图像可知，图像与纵轴的交点坐标值为1.46V，则电源电动势为

图像斜率的绝对值为

则电源内阻为

7．（2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测）某款比亚迪新能源汽车，采用的是若干节磷酸铁锂电池组合而成。从相关资料查得，该电池的型号为18650，电动势在3.2～3.7V之间，且电池的内阻很小。为验证并测量一节18650磷酸铁锂电池的电动势E和内电阻r，小李同学找到一量程为3mA的电流表G和两个精密电阻箱R1、R2，以及一个阻值的定值电阻，设计了如图（a）的电路进行实验。

（1）测电流表G的内阻，断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使电流表G满偏；保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值20.00Ω时，G的示数为2.00mA；忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，则G的内阻为___________Ω。
（2）扩大电流表的量程，将R2与G并联组成电流表，其量程为G的100倍，R2的阻值应调为___________Ω。
（3）测电动势E和内电阻r。按（2）中的要求正确调节R2后保持S2闭合，再闭合S1，多次改变R1的阻值，记录G的示数IG与相应R1的值，作出图线如图（b）所示；由图可求得：E=___________V，r=___________Ω。（结果保留2位小数）
【答案】     10.00     0.10     3.60     0.02
【解析】
（1）[1]由于忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，则有

其中



解得

（2）[2]扩大电流表的量程，将R2与G并联组成电流表，其量程为G的100倍，则有

解得

（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得

整理得

结合图像可得

解得

把图像中数据


代入方程可解得

8．（2022·山东济宁·三模）某同学在用电流表和电压表测一节锂电池的电动势和内电阻的实验中，实验电路如图甲所示，电池的电动势约为3V，内阻约为1Ω，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
A．电流表（量程0.6A、3A）
B．电压表（量程3V、15V）
C．定值电阻（阻值4Ω、额定功率5W）
D．定值电阻（阻值20Ω，额定功率5W）
E．滑动变阻器（阻值范围0~40Ω、额定电流2A）
F．滑动变阻器（阻值范围0~1000Ω、额定电流1A）

请回答下列问题：
（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择________A，R0应选择_________（选填“C”或“D”），R应选择阻值范围是_________（选填“E”或“F”）。
（2）测得下列五组数据：
U/V
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
I/A
0.08
0.16
0.24
0.27
0.40

根据数据在坐标图上画出U-I图像___________；并求出该电池电动势E =___________V，内电阻为r=___________Ω；（结果保留1位小数）。
（3）小明同学因为粗心，在实验中多连接了一根导线，如图丙中的虚线所示。由电压表的读数U和电流表的读数，画出U-I图线如图丁所示。小明同学分析了图像出现异常的原因后，认为由图丁也可以达到实验目的，则由图丁可得电源的电动势E=___________V，r=___________Ω。

【答案】 3     0.6     C     E       2.7V~2.9V   0.9Ω~1.1Ω     3   1
【解析】
（1）[1][2]一节干电池电动势1.5V左右，所以电压表量程选择3V；由电源内阻约为1Ω以及提供的保护电阻可知电路总电阻肯定超过5Ω，则电路总电流小于等于0.6A，电流表量程选择0.6A（量程小，精确度高）；
[3]定值电阻

考虑到电流表和电源都有内阻，所以定值电阻选择4Ω；
[4]为了方便调解，滑动变阻器选择0～40Ω。
（2）[5]作出图像如图所示

[6]电源电动势为
E=2.8V
[7]电源内阻为

（3）[8][9]实验中多连接了一根导线，滑动变阻器的左右两部分电阻并联后串联在干路中，电压表的测量值等于滑动变阻器并联后的电压，电流表测量R右的电流；当电压表的读数为2.00V时，滑动变阻器左右两部分的电流相等，总电流为0.20A，由

得

当电压表读数为1.50V时，滑动变阻器左右两部分电流分别为0.06A和0.24A，由

得

解得


9．（2022·山东·模拟预测）为研究某蓄电池（电动势约2V，内阻约0.5）的输出功率，设计了如图所示的电路，其中R0是阻值为3.6的定值电阻。

（1）根据电路图用笔画线代替导线，将实物连线________，其中电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择___________A。

（2）多次测量后，根据实验数据作出图像如图所示。则由图可知，该蓄电池的电动势E为_______V，内电阻r为___________（结果保留一位小数）。

（3）当电压表的读数为_________V时，滑动变阻器消耗的功率最大，此时蓄电池的输出功率为___________W（结果保留两位有效数字）。
【答案】          3     0.6     2.2     0.4（0.3～0.5都给分）     1.1     0.57
【解析】
（1）[1]实物图连线如图所示

[2][3]蓄电池的电动势约2V，电压表宜使用3V量程，电路中最大电流不超过0.6A，所以电流表选0.6A量程。
（2）[4][5]由闭合电路欧姆定律可得

故

所以图像中截距为电动势，故电动势为2.2V，图线与横轴交点横坐标为0.55A，所以图线的斜率大小为

即

解得

（3）[6]研究滑动变阻器消耗的功率时，可以将等效于电源内阻，相当于电动势为2.2V、内阻为4Ω的电源对其供电，当时滑动变阻器消耗的功率最大，等效电源的输出功率最大。此时电路中电流

电压表读数为

[7]蓄电池的输出功率

10．（2022·山东临沂·二模）用伏安法测干电池的电动势E和内阻r。
（1）一位同学设计实验电路并部分连接，如图甲所示，由于干电池的内阻相对外电阻偏小，故串联R0以增大内阻，请你用笔画线代替导线把电压表接入电路_________。

（2）为了知道R0的阻值，某同学选用欧姆挡“×1”挡位，欧姆调零后进行测量，指针偏转如图乙中线段“a”所示。他应该把挡位换到________（选填“×10”“×100”或“×1k”）挡，再次欧姆调零后进行测量，若指针偏转如图乙中线段“b”所示，则电阻R0的阻值等于________Ω。
（3）下表为该同学用热敏电阻插入不同温度的水时测得的数据，由这些数据可得干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω（保留3位有效数字）。
t/℃
20
40
60
80
100
I/mA
1.00
2.82
4.55
6.46
8.28
U/V
2.74
2.54
2.35
2.14
1.94
（4）利用以上数据分析还可以发现：随着水的温度的升高，热敏电阻的阻值变________（选填“小”或“大”）。
【答案】         ×10     100     2.83##2.84##2.85##2.86##2.87     9.80～10.0     小
【解析】
（1）[1]电压表的内阻远大于干电池和R0的阻值之和，故电流表相对于干电池和R0外接，同时开关断开时，电压表应没有示数，故连线如图所示

（2）[2] 指针偏转如图乙中线段“a”所示，方向偏转角度较小，读数约为100Ω，说明量程选择较小，为使指针大致居中，应换稍大的×10挡。
[3] 再次欧姆调零后进行测量，读数为

（3）[4][5]根据所给表格，可以判断，电流表示数与电压表示数满足关系式

根据闭合电路欧姆定律

可得

（4）[6]发现，随温度升高，干路电流增大，总电阻增小，则热敏电阻阻值变小。
11．（2022·山东·高三学业考试）某实验小组要测量一个阻值约为3kΩ的电阻Rx，实验室提供了下列器材：
A．电压表V（量程3V，内阻约5kΩ）
B．电流表A（量程1mA，内阻约60Ω）
C．灵敏电流计G（量程0.3mA，内阻约100Ω）
D．滑动变阻器R1（最大阻值为100Ω，额定电流为1A）
E．电阻箱R2（阻值0～9999Ω）
F．电阻箱R3（阻值0～999.9Ω）
G．电源（电动势为3V，内阻很小）
H．开关、导线若干

（1）采用图甲所示的电路进行测量，电阻箱应选用_______（选填“R2”或“R3”）；
（2）请用笔画线代替导线将图甲的实物图连接完整_______；
（3）测量数据如下表所示，请在图乙中作出图像_______，并根据图像求出电阻Rx＝_______kΩ（结果保留两位有效数字）。
U/V
0.7
1.14
1.70
2.10
2.50
I/mA
0.25
0.40
0.60
0.75
0.90
【答案】     R2             2.8
【解析】
（1）[1]由题意可知，待测电阻阻值很大，由用图甲所示的电路测量可知，要调节电阻箱的电阻值使电表的示数有明显变化，电阻箱应选用与待测阻值差不多的电阻箱，这样改变电阻箱的阻值时，电压表示数变化明显，因此选R2。
（2）[2]由电表的内阻关系则有，待测电阻的阻值较大，因此电流表要用内接方式，实物图连接如图所示。

（3）[3]由测量数据，在图乙中描点作图，如图所示。

[4] 由U−I图像可得待测电阻值

12．（2022·山东淄博·二模）某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻Rx的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻Rx的阻值变化范围为50Ω～250Ω。供选择的实验器材如下：
A．电源E（电动势为3V，内阻不计）
B．电流表A1（量程为3mA，内阻r1=10Ω）
C．电流表A2（量程为30mA，内阻r2约为1Ω）
D．电压表V（量程为15V，内阻约为5kΩ）
E．电阻箱R1（0～9999.9Ω）
F．定值电阻R0=50Ω
G．开关S及导线若干

（1）为了较准确地测量电阻Rx，请在图甲中虚线框内将测量电阻Rx的实验电路图补充完整，并在图中标出所选器材的符号。( )
（2）要测量电阻Rx，在电阻Rx上加一个竖直向下的力F，闭合开关S后，根据所设计的电路需要测量和记录的物理量有___________。
A．通过电流表A1的电流I1 B．通过电流表A2的电流I2
C．电压表V两端的电压U                            D．电阻箱R1的电阻R1
（3）所测电阻Rx的表达式为Rx=___________（用题目所给物理量和（2）中所选物理量的字母表示）。
（4）该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻Rx随所加外力F的Rx﹣F图像，如图乙所示。该同学将这种压敏电阻Rx与一个量程为3V的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源E=4V，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为0～100N，压力为100N时对应电压表3V的刻度，则定值电阻R=___________Ω，电压表2V刻度对应压力表___________N的刻度。这样改装的压力表的压力刻度___________（选填“均匀”或“不均匀”）。

【答案】          ABD          150     50     不均匀
【解析】
(1)[1]因电源电动势只有3V，则电压表量程过大，可用已知内阻的电流表A1和电阻箱串联来代替，则电路如图所示

(2)[2] 由实验原理可知，电流表A1和串联后和并联，根据欧姆定律得

故需要读取的数据为电流表A1和A2的读数、，电阻箱的阻值R1。故选ABD。
(3)[3]所测电阻Rx的表达式

(4)[4]由乙图可知

由丙图利用欧姆定律得

联立得

由题意，时，，得

[5] 电压表2V刻度对应压力

[6]由整理得

知与不是线性关系，故压力表的刻度不是均匀的。