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2024年高考物理【热点·重点·难点】重难点15 电学实验-专练（新高考专用）解析版原卷版
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这是一份2024年高考物理【热点·重点·难点】重难点15 电学实验-专练（新高考专用）解析版原卷版，文件包含重难点15电学实验原卷版docx、重难点15电学实验解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共52页， 欢迎下载使用。
1.命题情境具有一定的问题性、真实性、探究性或开放性。试题的任务情境呈现出类型多样、、具有一定复杂程度和开放性等特点的真实情境。电学实验以电学量测量为基础，借助数学知识探究较为抽象的物理量。
2. 高考在考查电学实验知识的同时也注重考查实验能力,并且把对能力的考查放在首要位置。
3. 命题中更多出现数字实验，创新实验方式等数字实验室系统，它们利用传感数据采集器等收集实验数据，用计算机软件分析实验数据、得出实验结论。试题经常出现利用数字实验或云技术平挥决一些用常规方法难以实现的疑难实验，或利用手机等信息技术工具捷地解决某些物理学习问题。
4. 电学设计性实验题充分体现了探究性和应用性,源于教材却又高于教材,侧重考查同学们的综合实验素质和利用基本原理,方法进行创新的能力,力求达到“只有亲自动手做过实验并能进行再思考的考生才能得高分”的命题思想。
5. 电学实验主要考查电阻率的测量、电源电动势和内阻的测量、了解伏安法、差值法、半偏法、等效法、电桥法等测电阻的方法。会用传感器控制电路、设计相关实验方案.学会替换和改装电表进行实验.会利用电学实验知识探究创新实验方案。
电阻率的测量原理
由R＝ρeq \f(l,S)得ρ＝eq \f(RS,l)＝eq \f(πd2R,4l)，因此，只要测出金属丝的长度l、直径d和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ.
二、测电动势和内电阻的原理
1.伏安法
2.安阻法
闭合电路的欧姆定律E＝IR＋Ir，电路图如图所示．
3.伏阻法
闭合电路欧姆定律E＝U＋eq \f(U,R)r，电路图如图所示．
电表的改装与校准
电表的两种改装的比较
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的对比
3.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，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流式．
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．
五、差值法测电阻
1．电流表差值法(如图所示)
(1)基本原理：定值电阻R0的电流I0＝I2－I1，电流表的电压U1＝(I2－I1)R0.
(2)可测物理量：
①若R0为已知量，可求得电流表的内阻r1＝eq \f(I2－I1R0,I1)；
②若r1为已知量，可求得R0＝eq \f(I1r1,I2－I1).
2．电压表差值法(如图所示)
(1)基本原理：定值电阻R0的电压U0＝U2－U1，电压表的电流I1＝eq \f(U2－U1,R0).
(2)可测物理量：
①若R0为已知量，可求得电压表的内阻
r1＝eq \f(U1,U2－U1)R0；
②若r1为已知量，可求得R0＝eq \f(U2－U1,U1)r1.
半偏法测电表内阻
1．电流表半偏法(电路图如图所示)
(1)实验步骤
①先断开S2，再闭合S1，将R1由最大阻值逐渐调小，使电流表读数等于其量程Im；
②保持R1不变，闭合S2，将电阻箱R2由最大阻值逐渐调小，当电流表读数等于eq \f(1,2)Im时记录下R2的值，则RA＝R2.
(2)实验原理
当闭合S2时，因为R1≫RA，故总电流变化极小，认为不变仍为Im，电流表读数为eq \f(Im,2)，则R2中电流为eq \f(Im,2)，所以RA＝R2.
(3)误差分析
①测量值偏小：RA测＝R2＜RA真．
②原因分析：当闭合S2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小．
③减小误差的方法：选电动势较大的电源E，选阻值非常大的滑动变阻器R1，满足R1≫RA.
2．电压表半偏法(电路图如图所示)
(1)实验步骤
①将R2的阻值调为零，闭合S，调节R1的滑动触头，使电压表读数等于其量程Um；
②保持R1的滑动触头不动，调节R2，当电压表读数等于eq \f(1,2)Um时记录下R2的值，则RV＝R2.
(2)实验原理：RV≫R1，R2接入电路时可认为电压表和R2两端的总电压不变，仍为Um，当电压表示数调为eq \f(Um,2)时，R2两端电压也为eq \f(Um,2)，则二者电阻相等，即RV＝R2.
(3)误差分析
①测量值偏大：RV测＝R2>RV真．
②原因分析：当R2的阻值由零逐渐增大时，R2与电压表两端的总电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于eq \f(1,2)Um时，R2两端的电压将大于eq \f(1,2)Um，使R2>RV，从而造成RV的测量值偏大．显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的电阻．
③减小误差的方法：选电动势较大的电源E，选阻值较小的滑动变阻器R1，满足R1≪RV.
等效替代法测电阻
如图所示，先让待测电阻串联后接到电动势恒定的电源上，调节R2，使电表指针指在适当位置读出电表示数；然后将电阻箱串联后接到同一电源上，保持R2阻值不变，调节电阻箱的阻值，使电表的读数仍为原来记录读数，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值．
电桥法测电阻
(1)操作：如图甲所示，实验中调节电阻箱R3，使灵敏电流计G的示数为0.
(2)原理：当IG＝0时，有UAB＝0，则UR1＝UR3，UR2＝URx；电路可以等效为如图乙所示．
根据欧姆定律有eq \f(UR1,R1)＝eq \f(UR2,R2)，eq \f(UR1,R3)＝eq \f(UR2,Rx)，由以上两式解得R1Rx＝R2R3或eq \f(R1,R2)＝eq \f(R3,Rx)，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．
八、定值电阻在电学实验中的应用
定值电阻在电路中的主要作用
(1)保护作用：保护电表，保护电源．
(2)测量作用：已知电压的定值电阻相当于电流表，已知电流的定值电阻相当于电压表，主要有如图所示两种情况：
图甲中流过电压表V2的电流：I2＝eq \f(U1－U2,R)；
图乙中电流表A2两端的电压U2＝(I1－I2)R；
(3)扩大作用：测量电路中用来扩大电表量程；当待测电阻过小时，可串联定值电阻用来扩大待测量．
（建议用时：30分钟）
一、实验题
1．（2023·山东枣庄·统考三模）光伏电池是将太阳能转化为电能的装置，由于其能量来源于“取之不尽”的太阳能辐射，而且清洁、安全、无污染，目前已广泛应用于人们生活的各个方面。小明家里就安装了一套太阳能庭院灯，小明和科技小组的同学拆下了其中的光伏电池，欲测量其电动势和内阻。通过查阅铭牌，他们了解到电池规格为“”，高亮度LED照明灯的规格为“3W 10V”。
（1）若通过分压电阻保证LED灯正常发光，则给光伏电池充满电后，理论上可使LED灯连续照明 h；
（2）实验室可提供的器材如下：
①电流表A（量程0.6A，内阻约为）
②电压表V（量程15V，内阻约为）
③滑动变阻器（）
④电阻箱（最大阻值，最小分度）
⑤电阻箱（最大阻值，最小分度）
⑥单刀单掷开关、单刀双掷开关及导线若干
为测量该电池的电动势和内阻，该小组设计了如图甲所示的电路，并按以下步骤进行操作：
①闭合开关，断开开关，调节滑动变阻器使电流表指针满偏；
②保持滑片P不动，把开关与1接通，调节电阻箱使电流表指针半偏，读出电阻箱的阻值，则可得电流表的内阻 ，该测量值 真实值（选填“大于”“小于”或“等于”），其中电阻箱应选择 （选填“”或“”）；
③闭合开关，把开关与2接通，调节滑动变阻器阻值，记下多组电流表的示数I和相应电压表的示数U；
④以U为纵坐标，I为横坐标，作出图线如图乙所示，图线斜率为k，纵截距为b，根据图线求得电动势 ，内阻 ；
（3）在不计电流表内阻测量误差的情况下，测量电动势和内阻时电流表和电压表 （选填“会”或“不会”）引起系统误差。
【答案】 20 小于 b 不会
【解析】（1）[1]由题意可知LED灯的额定电压为10V，故通过分压电阻保证LED灯正常发光后，LED灯两端电压为10V，则理论上可使LED灯连续照明时间为
（2）[2]调节电阻箱使电流表指针半偏，读出电阻箱的阻值，则电流表的内阻约等于电阻箱的阻值，即
[3]开关S2与1接通，电路中的总电阻减小，根据闭合回路欧姆定律可知，电路中的总电流增大，通过R1的电流大于满偏电流，通过电阻箱的电流大于电流表的电流，电阻箱的电阻小于电流表的电阻，则测得的电流表内阻小于真实值；
[4]由于电流表内阻较小，应选择分度值较小的R2；
[5][6]根据闭合回路欧姆定律
可得
纵截距为b，则
图线斜率为k，则
故
（3）[7]在不计电流表内阻测量误差的情况下，由上述分析可知测量电动势和内阻时电流表和电压表不会引起系统误差。
2．（2024·海南·校联考一模）有一温度敏感元件，室温下它的阻值约为，某实验小组想要研究这温度敏感元件的电阻与温度的关系，实验室可供选择的实验器材还有：
A．电压表V（量程，内阻约为）
B．电流表A（量程，内阻约为）
C．滑动变阻器（阻值范围，允许的最大电流为）
D．滑动变阻器（阻值范围，允许的最大电流为）
E.干电池2节
F.开关、导线若干
（1）实验过程中要求流过被测元件的电流从零开始逐渐增加，滑动变阻器应该选用 （填器材前面的字母序号）。
（2）请用笔画线代替导线将图中实验电路的实物图补充完整 。
（3）被测元件的阻值R可根据电压表的读数U和电流表的读数I求出，通过调节滑动变阻器接入电路的阻值，得到多组U、I数据，并对应求出多个R值。根据测得的数值作出如图所示的图像，根据图像可知，这一温度敏感元件属于 （填选项前的字母序号）。
A．金属材料制成的热敏电阻 B．半导体材料制成的热敏电阻
（4）当电压表读数为时，被测元件的发热功率为 W（用分数表示），室温状态下被测元件的阻值为 （保留2位有效数字）。
【答案】 C B 8.1/8.2/8.3/8.4
【解析】（1）[1]实验过程中要求流过被测元件的电流从零开始逐渐增加，滑动变阻器接成分压电路，则应该选用阻值较小的C。
（2）[2]电压表的内阻远大于待测电阻，则应该采用电流表外接电路，则实物连线如图；
（3）[3]由图像可知，该元件的电阻随电压增加（温度升高）阻值减小，可知这一温度敏感元件属于半导体材料制成的热敏电阻，故选B；
（4）[4][5]当电压表读数为1V时，被测元件的电阻为6Ω，则发热功率为
由图像可知室温状态下（U=0时）被测元件的阻值为8.2。
3．（2023·浙江宁波·统考模拟预测）某同学买了一卷铜导线，想在不拆散导线卷情况下，测定带卷铜导线的长度。
（1）该同学剥去导线末端的少许绝缘皮，用螺旋测微器测铜导线直径，如图（a）所示，该铜导线直径为 mm。
（2）该同学找来实验器材来测量该卷铜导线的总电阻Rₓ，电路图如图（b），其中R1=0.6Ω，R2=100Ω，G为灵敏电流计，R3为电阻箱，电路其余部分电阻均不计。
①开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于 端（填“A”或“B”）；
②闭合开关并移动变阻器滑片，发现电流计有示数。调节电阻箱，使电流计指针稳定指向中央零刻度线，此时电阻箱阻值如图（c），则该卷铜导线的电阻为 Ω；
③已知铜导线的电阻率为，该同学测得导线的实际长度为 m（π取3.14，保留一位小数）。
【答案】 1.779/1.780/1.781 A 0.40 55.7/55.8/55.9/56.0/56.1
【解析】（1）[1]该铜导线直径为1.5mm+。
（2）①开[2]关闭合前，滑动变阻器滑片应置于A端；
②[3]当电流计指针稳定指向中央零刻度线时，电阻箱的阻值为R3=150Ω，则
解得
Rx=0.40Ω
（3）[4]根据
解得
4．（2023·安徽·校联考二模）某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。
（1）用螺旋测微器测待测金属丝的直径如图甲所示，可知该金属丝的直径 mm。
（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，应换用倍率为 （填“”或“”）挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 。
（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：
A．电流表A（量程0.6A，内阻较小可忽略）
B．保护电阻
C．电源（输出电压恒为U）
D．开关S、导线若干
①实验小组设计的测量电路如图丙所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度L，闭合开关，记录电流表A的读数I。
②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组L与I的值。根据测得的数据，作出如图丁所示的图线，横轴表示金属丝长度L（单位：m），则纵轴应用 （填“I/A”或“”）表示；若纵轴截距为b，斜率为k，可得 ，金属丝的电阻率 （用题中给出的已知物理量U、b、k、d等表示）。
③关于本实验的误差，下列说法正确的是 （填选项字母）。
A．电表读数时为减小误差应多估读几位
B．用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差
C．若考虑电流表内阻的影响，电阻率的测量值大于真实值
【答案】 0.720 11.0 bU B
【解析】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
（2）[2][3]当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小读数的偶然误差，换用“”挡，则指针静止时位置的读数为
（3）[4][5][6]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
解得
则纵轴应用来表示。
根据图像有
，
解得
，
③[7]A．电表读数时应该根据量程确定精度，由出现不精确的位次选择估读的位次，因此电表读数时多估读几位并不能减小误差，A错误；
B．图像法处理实验数据时，能够尽量利用到更多的数据，减小实验产生的偶然误差，即用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差，B正确；
C．根据上述分析过程
电阻率是根据图线的斜率求解的，令斜率为k，即
可见电阻率的测量值与是否考虑电流表的内阻无关，C错误。
故选B。
5．实验课上某同学测量一个均匀新材料制成的圆柱体电阻的电阻率。
①该同学首先用游标卡尺测得该圆柱体的长度，再用螺旋测微器测得该圆柱体的直径d如图甲所示，则 ；
②该同学用多用电表粗略测得该圆柱体电阻约为，为精确测量其电阻阻值，现有的干电池组、开关和若干导线及下列器材：
A．电压表，内阻约
B．电流表，内阻
C．定值电阻
D．定值电阻
E．滑动变阻器
测量电路如图乙所示，图中分流电阻应选 （填器材前面的序号）；
某次实验中电压表读数为U、电流表读数为I，则该圆柱体的电阻表达式为 （用字母表示）。
【答案】 3.851/3.852/3.853 D
【解析】①[1]由图示螺旋测微器可知，其示数
②[2]通过圆柱体电阻的最大电流约为
应并联一个分流电阻，其阻值为
图中分流电阻应选D。
[3]该圆柱体的电阻表达式为
6．心脏除颤器通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。现用图甲所示电路观察心脏除颤器中电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势、内阻不计，充电前电容器带电量为零。先使S与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。
（1）在电容器充电与放电过程中，通过电阻的电流方向 （选填“相同”或“相反”）。
（2）图像阴影为曲线图像与对应时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积 （选填“>”、“<”或“=”）。
（3）已知，则该电容器的电容值为 F。（保留两位有效数字）
（4）由甲、乙两图可判断阻值 （选填“>”或“<”）。
【答案】 相反 = <
【解析】（1）[1]由图甲可知，电容器充电时，通过电阻的电流方向向左，放电时通过的电流方向向右，故在电容器充电与放电过程中，通过电阻的电流方向相反。
（2）[2]曲线图像与对应时间轴所围成的面积表示电荷量，充电和放电电荷量相等，所以乙图中阴影部分的面积。
（3）[3]由于电源内阻不计，可知电容器两端电压等于电源电动势，则该电容器的电容值为
（4）[4]由图乙可知，充电时的最大电流大于放电时的最大电流，则由闭合电路的欧姆定律
可知
7．（2023·北京房山·统考二模）实验测量、实验操作、数据分析和误差分析是物理实验的重要环节。
（1）用10分度的游标卡尺测量某物体直径如图所示，则直径d = cm。
（2）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，如图所示为所用实验器材，可拆变压器，学生电源，数字万用表。
关于本实验，下列说法正确的是 。
A．为了保证人身安全，只能使用低压交流电源，原线圈所接电压不超过12V
B．为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱
C．变压器正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈
D．使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡测试，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
（3）现将数字多用电表的选择开关旋至最合适的挡位后，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如下表。
①在误差允许范围内，表中数据基本符合 规律。
②进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因 。
【答案】 0.52 ABD/ADB/BAD/BDA/DBA/DAB 在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比 有漏磁、铁芯发热、导线发热等
【解析】（1）[1]根据游标卡尺的读数规则有
0.5cm＋2 × 0.1mm = 0.52cm
（2）[2]A．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不超过12V，A正确；
B．为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱，B正确；
C．变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，C错误；
D．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。
故选ABD。
（3）①根据表中数据，在误差允许的范围内基本符合，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比，即有
②电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低。
8．（2023·浙江·校联考一模）某科技小组对充电宝不同电量时的电动势和内阻进行了研究。
A小组的同学对电量百分比为的充电宝进行了如下实验：两只数字多用表分别作为电压表和电流表；滑动变阻器用于改变电路中的电流；作为保护电阻，以防止滑动变阻器调节过度导致短路；电路中的电源为充电宝，通过充电宝的连接线接入电路。剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为负极，其余两根导线空置不用。实物电路如图甲所示。
（1）图甲中作为电流表的多用电表是 （填“A”或“B”）。
（2）通过实验作出图像如图乙所示，则可得到充电宝的电动势 ，内阻 （计算结果保留两位小数）。
（3）若考虑电表内阻，则充电宝内阻测量的结果 （选填“偏大”“准确”“偏小”）。
B小组的同学利用如下器材对电量百分比为的同一充电宝进行了实验：除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有
A．电阻箱（量程为）
B．电压表（量程，内阻）
C．定值电阻
D．定值电阻
小组同学将电压表进行了改装为量程为后用如图丙所示电路图进行测量。
（4）在1、2处分别放上定值电阻，则1处应选择的定值电阻为 （填“”或者“”）。
（5）电压表的读数为，电阻箱的读数为，将测得的数据绘制成图像，如图丁所示，可得出的结论为当充电宝的电量百分比发生变化时，其电动势将 ，内阻 （以上两空均选填“变大”“变小”或“基本不变”）。
【答案】 B 5.06V/5.07V/5.08V //// 偏小 基本不变 基本不变
【解析】（1）[1]电流表应与滑动变阻器串联，故图甲中作为电流表的多用电表是B。
（2）[2][3]根据闭合回路欧姆定律可得
可得
根据图像在纵轴上的截距可得充电宝的电动势
充电宝的内阻等于图像倾斜直线的斜率的绝对值
（3）[4]由于电压表的分流作用，电流测量值小于真实值，当外电路短路时电流测量值等于真实值，电源U-I图像如图所示
所以内阻的测量值偏小。
（4）[5]小组同学将电压表进行了改装为量程为，则需要串联的电阻为
则1处应选择的定值电阻为。
（5）[6][7]电路的欧姆定律可得
解得
由图像可知
解得
，
所以当充电宝的电量百分比发生变化时，其电动势将基本不变，内阻基本不变。
（建议用时：30分钟）
一、实验题
1．（2024·吉林白山·统考一模）某学生实验小组要测量一电压表的内阻，提供的器材如下：
A．待测电压表（量程0~3V）
B．标准电压表（量程0~5V，内阻约为）
C．定值电阻（阻值为）
D．定值电阻（阻值为）
E．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为0.2A）
F．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为1A）
G．电源E（6V，内阻不计）
H．开关S、导线
（1）先用多用电表粗测电压表内阻；所用多用电表的电阻挡有“”、“”和“”挡。该同学选择“”挡，将多用电表的 表笔（选填“红”或“黑”）与待测电压表的正接线柱相连，将另一支表笔与另一个接线柱相连，发现指针偏转角度较小，为了较准确地进行测量，应选择“ ”挡。重新换挡后，该同学按正确的操作方法测量时，多用电表的指针位置如图甲所示，那么粗测结果是 ；
（2）该同学设计根据所提供的仪器，设计了如图乙所示的电路图进行测量；
（3）为了精确测量此电压表的内阻，除了选用电源、开关、导线、待测电压表、标准电压表外，滑动变阻器应选择 、定值电阻应选择 （填各器材前面的字母）。
（4）正确连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器使两电压表示数达到适当值，此时电压表、的示数分别为、，则此电压表内阻的测量值为 （用物理量的符号表示）。
【答案】 黑 /1900 F C
【解析】（1）[1]电流从多用电表的红表笔流入，从黑表笔流出；电流从电压表的正接线柱流入电压表，从电压表的负接线柱流出，则将多用电表的黑表笔与待测电压表的正接线柱相连；
[2]发现指针偏转角度较小，说明所测电阻偏大，欧姆挡倍率选择过小，则为了较准确地进行测量，应选择“”挡；
[3]根据欧姆表读数规则，可知所测电阻为
（3）[4]由图可知，滑动变阻器采用分压式接法，所接电阻器的阻值尽可能小，但由于要精确测量电压表内阻，则应使电压表尽量满偏；若选择，则流过的最大电流为
若选择，则流过的最大电流为
故滑动变阻器应选择。
故选F。
[5]待测电压表量程为3V，标准电压表量程为5V，为精确测量此电压表的内阻，电压表应尽量满偏，则待测电压表与串联电阻电压之比应接近3：2，电压表内阻约1900Ω，则定值电阻选阻值约1270Ω的，即选定值电阻。
故选C。
（4）[5]据欧姆定律及串、并联电路的特点可得：
解得
2．（2024·辽宁沈阳·统考一模）某实验小组要测量一块量程为3V的电压表的内阻。
（1）小组同学先用多用电表粗测电压表的内阻，当欧姆挡位调到位置时，刻度盘如图甲所示，则读数约为 。
（2）为进一步精确测量电压表内阻，小组设计如图乙所示电路，实验步骤如下：
第一步，按电路图乙正确连接好电路，把滑动变阻器R的滑片P滑到a端，并将电阻箱的阻值调到最大，闭合开关；
第二步，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的指针指到满刻度；
第三步，保持开关闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关，调整电阻箱的阻值。由于阻值受限，电压表无法达到半偏，所以调节阻值使电压表的指针指到满刻度的位置，此时电阻箱的阻值为。
实验提供的器材除待测电压表、多用表、电阻箱（最大阻值）、电池（电动势约，内阻可忽略不计）、导线和开关之外，还有如下可供选择的实验器材：
A．滑动变阻器（最大阻值）
B．滑动变阻器（最大阻值）
C．滑动变阻器（最大阻值）
根据以上设计的实验方法，回答下列问题：
①为了使测量结果比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器应选用 （填字母代号）。
②根据实验数据，求得电压表的阻值 。
③对于该测量方法，根据实验原理可知，在测量无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量值 真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】 3.6 A 3622 大于
【解析】（1）[1]多用电表表盘最上面一圈刻度为欧姆挡表盘刻度，根据表盘刻度可得该电压表内阻约为
（2）[2]由于电源电动势约为为6V，而电压表的满偏电压为3V，电路采用的是分压式接法，则选用最大最值小的滑动变阻器更容易进行调节，使电压表达到满偏；另外，当电压表达到满偏时，由于电压表的内阻大于滑动变阻器与之并联部分的电阻，则并联后的总电阻接近滑动变阻器左侧电阻的阻值；滑动变阻器左侧电阻与电压表内阻并联后再与滑动变阻器右侧电阻串联而分压，当断开接入电阻箱后，并联部分电阻将增大，分压也将增大，而增大后的电阻更接近滑动变阻器左侧电阻，左侧电阻越大，接入电阻箱后等效电阻的增加量就越大，因此等效电阻分去的电压就越大，实验误差就越大，综合可知，应选择总阻值最小的滑动变阻器。
故选A。
[3]由于电阻箱与电压表串联，根据串联分压，且分压比等于电阻之比可得
代入数据解得
[4]当将电阻箱接入电路后，滑动变阻器左侧与电压表所在电路并联后的等效电阻，因电阻箱的接入使并联等效电阻变大，而由于忽略电源的内阻，滑动变阻器的左侧电阻与电压表所在电路并联后与滑动变阻器右侧电阻串联，根据串联分压原理可知，当电阻箱接入电路后，滑动变阻器左侧与电压表并联部分的电压变大，因此，当电压的指针指到满刻度的位置时，实际上电阻箱分担的电压大于电压表满偏刻度的，根据
得到
因此可知实际测出的电压表内阻的测量值大于真实值。
3．（2024·河南郑州·统考一模）某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。
（1）用螺旋测微器测出待测金属丝的直径d。
（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，应改用倍率为 （选填“”或“”）挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 ．
（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：
A．电流表（量程，内阻约）
B．电流表（量程，内阻约）
C．保护电阻
D．保护电阻
E．电源（电动势，内阻不计）
F．刻度尺、开关S、导线若干
实验中电流表应选用 ,保护电阻应选用 ．（选填实验器材前对应的字母）
①实验小组设计的测量电路如图（a）所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度L,闭合开关，记录电流表的读数I。
②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组L与I的值。根据测得的数据，作出如图（b）所示的图像，横轴表示金属丝长度L，则纵轴应用 （选填“”或“”）表示；若纵轴截距为b，斜率为k，金属丝的电阻率为 （用已知量E、k、d等表示）。
【答案】 ×1 11.0 A C
【解析】（2）[1][2]当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小读数的偶然误差，换用“×1”挡，则指针静止时位置的读数为
11.0×1Ω=11.0Ω
（3）[3][4]回路最大电流
故电流表选择A，保护电阻应选用C，100Ω电阻太大导致回路电流很小，并且不易操作。
（b）[5][6]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
整理得
则纵轴应用表示。根据图像有
解得
4．（2024·陕西渭南·统考一模）小明用如图甲所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
（1）开关闭合前，应先将电阻箱的电阻调到 （选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。
（2）闭合开关，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持开关闭合，将 （选填“红”或“黑”）表笔始终接触a位置，另一表笔依次试触b、c、d、e、f、g六个接线柱，发现试触b、c、d、e时，多用电表均有示数，试触f、g时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障是 。
A．接线柱bd间短路 B．接线柱de间断路或没有接好 C．定值电阻断路或没有接好
（3）排除故障后按规范操作进行实验，改变电阻箱R的阻值，分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量，电压表的示数如图乙所示，示数为 V。
（4）作出图线如图丙所示，根据图中数据可得电池组的电动势E= V，内阻r= Ω（保留两位小数）。
【答案】 最大值 黑 C 2.50 2.98 0.49
【解析】（1）[1]开关闭合前，应将电路中电阻箱调到最大值，从而使开关闭合后电路中电流最小，起到保护电路的作用。
（2）[2]a与电源负极相连，电势较低，应将黑表笔始终接触a位置。
[3] 试触b、c、d、e时，多用电表均有示数，试触f、g时多用电表均无示数。说明接线柱de间断路或没有接好。
故选B。
（3）[4]电池组电动势为3V左右，电压表应选0~3V，最小分度值为0.1V，电压表示数为2.50V。
（4）[5][6]由欧姆定律和闭合电路欧姆定律可知
联立可得
结合图像可知
解得电动势为
5．（2023·辽宁丹东·统考二模）2022年丹东交警某次拦截进行例行检查过程中，用酒精检测仪进行检测，结果显示驾驶人小王驾驶小型轿车，体内酒精含量为，属于“酒驾”；而另一位小李驾驶二轮摩托车，体内酒精含量为，属于“醉驾”。现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：
A．蓄电池（电动势，内阻）
B．表头（满偏电流，内阻未知）
C．电流表（满偏电流，内阻未知）
D．电阻箱（最大阻值）
E.电阻箱（最大阻值）
F.电键及导线若干
（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开电键、、，将、调到最大值。合上电键，将拨到2处，调节，使表头满偏，电流表示数为。此时合上电键，调节和，当电流表仍为时，表头示数如图丁所示，此时为，则改装电表时应将调为 ，改装结束后断开所有电键。
（2）该同学若将图中电键、合上，而将拨到1处，电阻箱的阻值调为，酒精气体浓度为零时，表头的读数为 。
（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向。已知酒精浓度在之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度属于范围 （选填“酒驾”或“醉驾”）
（4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整 （“”或“”），则此时所测的酒精气体浓度仍为准确值。
【答案】 6.0 2.0 醉驾
【解析】（1）[1] 合上电键，将拨到2处，调节，使表头满偏，电流表示数为。则表头与电流表串联，可知
合上电键，调节和，当电流表仍为时，表头与并联，由图丁可知表头的示数
则中的电流
由，解得表头的内阻
将表头的量程扩大为原来的10倍，则与表头并联的电阻中的电流为
则由，解得改装电表时应将调为
（2）[2]改装电流表的内阻为
由图乙可知酒精气体浓度为零时，传感器的电阻为
由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流
则表头的读数为
（3）[3] 某次在实验室中试测酒精浓度时，表头指针指向，电路中总电流
由闭合电路欧姆定律可得
解得传感器的电阻
由图乙可知酒精浓度为，所以该次测试的酒精浓度属于范围醉驾。
（4）[4]由闭合电路欧姆定律可知
使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，要想所测的酒精气体浓度仍为准确值，则电路中电流不变，则需要把调小，使电路中总电阻减小。
6．（2023·上海嘉定·统考一模）另一种无线充电技术是利用电容两个极板的静电耦合实现电能的传输。
（1）在做“观察电容器的充、放电现象”实验时，先将开关S拨到位置1，一段时间后再拨到位置2。在此过程中，根据电压传感器与电流传感器测量数据得到的和图线可能为 。
A． B．
C． D．
（2）将一电容为的电容器与一电压恒定的电源连接，电容器充电完成后，两极板上的电荷量分别为和，则电源电压为 V。
【答案】 A 12
【解析】（1）[1] 开关S拨到位置1，是电容器充电过程，此时由图像可知电流传感器中的电流正在减小，电压传感器中的电压正在增大。开关S拨到位置2，是放电过程，此时由图像可知电流传感器中的电流正在减小，电压传感器中的电压正在减小。充电电流与放电电流方向相反，充电时与放电时都是电容器右边极板是正极板。故A正确，BCD错误。
故选A。
（2）[2]由，可知电源电压为
7．某同学为了测电流表 A₁ 的内阻精确值，有如下器材：
A．电流表 A1（量程 300 mA，内阻约为 5 Ω）；
B．电流表 A2（量程 600 mA，内阻约为 1 Ω）；
C．电压表 V（量程15 V，内阻约为 3kΩ）；
D．定值电阻 R0（5 Ω）；
E．滑动变阻器 R1（0~5 Ω，额定电流为 1 A）；
F．滑动变阻器 R2（0~50 Ω，额定电流为0.01 A）；
G．电源 E（电动势3 V，内阻较小）；
H．导线、开关若干。
（1）实验要求电流表 A1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能的减少误差，以上给定的器材中滑动变阻器应选 。（填器材前序号）
（2）测量用的电路图如下图所示，应选用的仪器1为 ，2为 ，3为 。（填器材前序号）
（3）利用上述电路图测得电流表A1的内阻 真实值。（填“大于”“小于”或“等于”）
【答案】 E A D B 等于
【解析】（1）[1] 实验要求电流表 A1的示数从零开始变化，采取分压式接法，滑动变阻器选择阻值较小的E。
（2）[2][3][4]因为电压表量程太大，所以采用两个电流表，仪器1为A1，2为定值电阻D，通过与待测电流表并联根据欧姆定律测电压，3为电流表 A2。
（3）[5]设电流表A1读数为 ，电流表A2读数为，根据欧姆定律
因为电压为真实值，所以不存在误差，测得电流表A1的内阻等于真实值。
8．某实验小组的同学在测量一未知电阻的阻值时，完成了如下操作：
（1）首先用多用电表粗略测量了该电阻的阻值：将选择开关旋至欧姆“”的挡位，欧姆调零后将两表笔与该电阻相接，其示数如图甲所示，则该电阻的阻值约为 ；测量完毕后，将选择开关旋至
（2）为了精确地测量该电阻的阻值，可供选择的实验器材如下：
电源，电动势约为，内阻约为；
电流表，量程为，内阻约为；
电压表，量程为，内阻；
电压表，量程为，内阻约为；
定值电阻，有四种规格供选：、、、；
滑动变阻器，最大阻值为，额定电流；
单刀单掷开关S一个，导线若干.
该小组同学设计的电路如图乙所示，综合提供的实验器材分析下列问题：
①图中的电表①应为 ；电表②应为 （填实验器材的符号）
②为了保证各电表偏转的角度在满量程的以上，则定值电阻的规格应选择
③若①、②表的示数分别为、，则待测电阻的阻值 （用测量量和已知量的符号表示）
【答案】 170 OFF挡或交流电压最大挡 50
【解析】（1）[1][2]该电阻的阻值约为；测量完毕后，应将旋钮旋至“OFF”挡或“交流电压最大挡”；
（2）①[3][4]由题中提供的实验器材可知，流过待测电阻的电流太小，电流表的量程比较大，因此电流表不可用；测待测电阻的电流时，应用内阻已知的电压表代替，因此②为、①为；
②[5]根据串联电路电阻分压的特点，为了保证两只电压表的读数都不小于其量程的，即V2的两端电压
V1的两端电压
而待测电阻两端电压为
所以有
所以
所以定值电阻R0的规格应选择；
③[6]根据欧姆定律可得
由电路图可知
解得
9．某兴趣小组查阅资料得知，在0~100℃范围内，金属铂电阻的电阻值与温度有如下关系：，其中R0为铂电阻在0℃时的电阻，t为摄氏温度，为一正的常数，称为铂电阻的温度系数。该兴趣小组想利用这一原理制作一个简易的温度传感器。
（1）他们利用图甲所示电路来测量R0的阻值，其中定值电阻，按图甲所示电路图连接好电路后，在0℃的条件下闭合开关S，调节电阻箱Rp，当时灵敏电流计G的示数为零，则R0= 。
（2）他们随后采用图乙所示电路来测量铂电阻的温度系数，可认为定值电阻且远大于、。将铂电阻置于温度为t的环境中，调节，测得干路电流为I0=3.00mA，则图乙中B、D两点间的电压为 （用、、t和α表示）；保持电流示数I和不变，多次改变温度t，测量B、D两点间对应的电压，将测得的数据标在图丙所示的图上，由此可得α= ℃-¹（保留两位有效数字）；
（3）若实验中没有保证R、R₂远大于、，则温度系数α的测量值将 （选填“偏大”或“偏小”）；
【答案】 50.0/50 偏小
【解析】（1）[1]灵敏电流计G的示数为零，则灵敏电流计G两端电势相等，根据串并联规律有
可得
（2）[2] 由于且远大于、且，则通过的电流等于通过的电流，为，则有
则BD两点间的电压为
[3] 根据可知，U与t成正比，图的斜率为
则将用一条倾斜的直线将图丙补充完整，如下图所示
根据上图求得图的斜率为
带入数据解得
（3）[4] 若实验中没有保证、远大于、，则通过的电流小于通过的电流，则
则有
故导致温度系数的测量值偏小。
改装成大量程电压表
改装成大量程电流表
内部电路
改装原理
串联分压
并联分流
所需电阻
阻值
R＝eq \f(U,Ig)－Rg
R＝eq \f(Ug,I－Ig)
改装后
的量程
U＝Ig(Rg＋R)
I＝eq \f(R＋Rg,R)Ig
校准电路
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＝eq \f(U测,I测)
＝Rx＋RA>Rx
测量值大于真实值
R测＝eq \f(U测,I测)
＝eq \f(RxRV,Rx＋RV)测量值小于真实值
适用于测量
大阻值电阻
小阻值电阻
两种电路
选择标准
当RA≪Rx或Rx>eq \r(RARV)时，选用电流表内接法
当RV≫Rx或Rx限流接法
分压接法
对比说明
电路图
串、并联关
系不同
负载R上电压调节范围(不计电源内阻)
eq \f(RE,R＋R0)≤U≤E
0≤U≤E
分压电路调节范围大
闭合S前触头位置
b端
a端
都是为了保护电路元件
原线圈匝数n1（匝）
副线圈匝数n2（匝）
输入电压U1（V）
输出电压U2（V）
100
200
4.32
8.27
100
800
4.32
33.90
400
800
4.33
8.26
400
1600
4.33
16.52
1.命题情境具有一定的问题性、真实性、探究性或开放性。试题的任务情境呈现出类型多样、、具有一定复杂程度和开放性等特点的真实情境。电学实验以电学量测量为基础，借助数学知识探究较为抽象的物理量。
2. 高考在考查电学实验知识的同时也注重考查实验能力,并且把对能力的考查放在首要位置。
3. 命题中更多出现数字实验，创新实验方式等数字实验室系统，它们利用传感数据采集器等收集实验数据，用计算机软件分析实验数据、得出实验结论。试题经常出现利用数字实验或云技术平挥决一些用常规方法难以实现的疑难实验，或利用手机等信息技术工具捷地解决某些物理学习问题。
4. 电学设计性实验题充分体现了探究性和应用性,源于教材却又高于教材,侧重考查同学们的综合实验素质和利用基本原理,方法进行创新的能力,力求达到“只有亲自动手做过实验并能进行再思考的考生才能得高分”的命题思想。
5. 电学实验主要考查电阻率的测量、电源电动势和内阻的测量、了解伏安法、差值法、半偏法、等效法、电桥法等测电阻的方法。会用传感器控制电路、设计相关实验方案.学会替换和改装电表进行实验.会利用电学实验知识探究创新实验方案。
电阻率的测量原理
由R＝ρeq \f(l,S)得ρ＝eq \f(RS,l)＝eq \f(πd2R,4l)，因此，只要测出金属丝的长度l、直径d和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ.
二、测电动势和内电阻的原理
1.伏安法
2.安阻法
闭合电路的欧姆定律E＝IR＋Ir，电路图如图所示．
3.伏阻法
闭合电路欧姆定律E＝U＋eq \f(U,R)r，电路图如图所示．
电表的改装与校准
电表的两种改装的比较
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的对比
3.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，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流式．
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．
五、差值法测电阻
1．电流表差值法(如图所示)
(1)基本原理：定值电阻R0的电流I0＝I2－I1，电流表的电压U1＝(I2－I1)R0.
(2)可测物理量：
①若R0为已知量，可求得电流表的内阻r1＝eq \f(I2－I1R0,I1)；
②若r1为已知量，可求得R0＝eq \f(I1r1,I2－I1).
2．电压表差值法(如图所示)
(1)基本原理：定值电阻R0的电压U0＝U2－U1，电压表的电流I1＝eq \f(U2－U1,R0).
(2)可测物理量：
①若R0为已知量，可求得电压表的内阻
r1＝eq \f(U1,U2－U1)R0；
②若r1为已知量，可求得R0＝eq \f(U2－U1,U1)r1.
半偏法测电表内阻
1．电流表半偏法(电路图如图所示)
(1)实验步骤
①先断开S2，再闭合S1，将R1由最大阻值逐渐调小，使电流表读数等于其量程Im；
②保持R1不变，闭合S2，将电阻箱R2由最大阻值逐渐调小，当电流表读数等于eq \f(1,2)Im时记录下R2的值，则RA＝R2.
(2)实验原理
当闭合S2时，因为R1≫RA，故总电流变化极小，认为不变仍为Im，电流表读数为eq \f(Im,2)，则R2中电流为eq \f(Im,2)，所以RA＝R2.
(3)误差分析
①测量值偏小：RA测＝R2＜RA真．
②原因分析：当闭合S2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小．
③减小误差的方法：选电动势较大的电源E，选阻值非常大的滑动变阻器R1，满足R1≫RA.
2．电压表半偏法(电路图如图所示)
(1)实验步骤
①将R2的阻值调为零，闭合S，调节R1的滑动触头，使电压表读数等于其量程Um；
②保持R1的滑动触头不动，调节R2，当电压表读数等于eq \f(1,2)Um时记录下R2的值，则RV＝R2.
(2)实验原理：RV≫R1，R2接入电路时可认为电压表和R2两端的总电压不变，仍为Um，当电压表示数调为eq \f(Um,2)时，R2两端电压也为eq \f(Um,2)，则二者电阻相等，即RV＝R2.
(3)误差分析
①测量值偏大：RV测＝R2>RV真．
②原因分析：当R2的阻值由零逐渐增大时，R2与电压表两端的总电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于eq \f(1,2)Um时，R2两端的电压将大于eq \f(1,2)Um，使R2>RV，从而造成RV的测量值偏大．显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的电阻．
③减小误差的方法：选电动势较大的电源E，选阻值较小的滑动变阻器R1，满足R1≪RV.
等效替代法测电阻
如图所示，先让待测电阻串联后接到电动势恒定的电源上，调节R2，使电表指针指在适当位置读出电表示数；然后将电阻箱串联后接到同一电源上，保持R2阻值不变，调节电阻箱的阻值，使电表的读数仍为原来记录读数，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值．
电桥法测电阻
(1)操作：如图甲所示，实验中调节电阻箱R3，使灵敏电流计G的示数为0.
(2)原理：当IG＝0时，有UAB＝0，则UR1＝UR3，UR2＝URx；电路可以等效为如图乙所示．
根据欧姆定律有eq \f(UR1,R1)＝eq \f(UR2,R2)，eq \f(UR1,R3)＝eq \f(UR2,Rx)，由以上两式解得R1Rx＝R2R3或eq \f(R1,R2)＝eq \f(R3,Rx)，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．
八、定值电阻在电学实验中的应用
定值电阻在电路中的主要作用
(1)保护作用：保护电表，保护电源．
(2)测量作用：已知电压的定值电阻相当于电流表，已知电流的定值电阻相当于电压表，主要有如图所示两种情况：
图甲中流过电压表V2的电流：I2＝eq \f(U1－U2,R)；
图乙中电流表A2两端的电压U2＝(I1－I2)R；
(3)扩大作用：测量电路中用来扩大电表量程；当待测电阻过小时，可串联定值电阻用来扩大待测量．
（建议用时：30分钟）
一、实验题
1．（2023·山东枣庄·统考三模）光伏电池是将太阳能转化为电能的装置，由于其能量来源于“取之不尽”的太阳能辐射，而且清洁、安全、无污染，目前已广泛应用于人们生活的各个方面。小明家里就安装了一套太阳能庭院灯，小明和科技小组的同学拆下了其中的光伏电池，欲测量其电动势和内阻。通过查阅铭牌，他们了解到电池规格为“”，高亮度LED照明灯的规格为“3W 10V”。
（1）若通过分压电阻保证LED灯正常发光，则给光伏电池充满电后，理论上可使LED灯连续照明 h；
（2）实验室可提供的器材如下：
①电流表A（量程0.6A，内阻约为）
②电压表V（量程15V，内阻约为）
③滑动变阻器（）
④电阻箱（最大阻值，最小分度）
⑤电阻箱（最大阻值，最小分度）
⑥单刀单掷开关、单刀双掷开关及导线若干
为测量该电池的电动势和内阻，该小组设计了如图甲所示的电路，并按以下步骤进行操作：
①闭合开关，断开开关，调节滑动变阻器使电流表指针满偏；
②保持滑片P不动，把开关与1接通，调节电阻箱使电流表指针半偏，读出电阻箱的阻值，则可得电流表的内阻 ，该测量值 真实值（选填“大于”“小于”或“等于”），其中电阻箱应选择 （选填“”或“”）；
③闭合开关，把开关与2接通，调节滑动变阻器阻值，记下多组电流表的示数I和相应电压表的示数U；
④以U为纵坐标，I为横坐标，作出图线如图乙所示，图线斜率为k，纵截距为b，根据图线求得电动势 ，内阻 ；
（3）在不计电流表内阻测量误差的情况下，测量电动势和内阻时电流表和电压表 （选填“会”或“不会”）引起系统误差。
【答案】 20 小于 b 不会
【解析】（1）[1]由题意可知LED灯的额定电压为10V，故通过分压电阻保证LED灯正常发光后，LED灯两端电压为10V，则理论上可使LED灯连续照明时间为
（2）[2]调节电阻箱使电流表指针半偏，读出电阻箱的阻值，则电流表的内阻约等于电阻箱的阻值，即
[3]开关S2与1接通，电路中的总电阻减小，根据闭合回路欧姆定律可知，电路中的总电流增大，通过R1的电流大于满偏电流，通过电阻箱的电流大于电流表的电流，电阻箱的电阻小于电流表的电阻，则测得的电流表内阻小于真实值；
[4]由于电流表内阻较小，应选择分度值较小的R2；
[5][6]根据闭合回路欧姆定律
可得
纵截距为b，则
图线斜率为k，则
故
（3）[7]在不计电流表内阻测量误差的情况下，由上述分析可知测量电动势和内阻时电流表和电压表不会引起系统误差。
2．（2024·海南·校联考一模）有一温度敏感元件，室温下它的阻值约为，某实验小组想要研究这温度敏感元件的电阻与温度的关系，实验室可供选择的实验器材还有：
A．电压表V（量程，内阻约为）
B．电流表A（量程，内阻约为）
C．滑动变阻器（阻值范围，允许的最大电流为）
D．滑动变阻器（阻值范围，允许的最大电流为）
E.干电池2节
F.开关、导线若干
（1）实验过程中要求流过被测元件的电流从零开始逐渐增加，滑动变阻器应该选用 （填器材前面的字母序号）。
（2）请用笔画线代替导线将图中实验电路的实物图补充完整 。
（3）被测元件的阻值R可根据电压表的读数U和电流表的读数I求出，通过调节滑动变阻器接入电路的阻值，得到多组U、I数据，并对应求出多个R值。根据测得的数值作出如图所示的图像，根据图像可知，这一温度敏感元件属于 （填选项前的字母序号）。
A．金属材料制成的热敏电阻 B．半导体材料制成的热敏电阻
（4）当电压表读数为时，被测元件的发热功率为 W（用分数表示），室温状态下被测元件的阻值为 （保留2位有效数字）。
【答案】 C B 8.1/8.2/8.3/8.4
【解析】（1）[1]实验过程中要求流过被测元件的电流从零开始逐渐增加，滑动变阻器接成分压电路，则应该选用阻值较小的C。
（2）[2]电压表的内阻远大于待测电阻，则应该采用电流表外接电路，则实物连线如图；
（3）[3]由图像可知，该元件的电阻随电压增加（温度升高）阻值减小，可知这一温度敏感元件属于半导体材料制成的热敏电阻，故选B；
（4）[4][5]当电压表读数为1V时，被测元件的电阻为6Ω，则发热功率为
由图像可知室温状态下（U=0时）被测元件的阻值为8.2。
3．（2023·浙江宁波·统考模拟预测）某同学买了一卷铜导线，想在不拆散导线卷情况下，测定带卷铜导线的长度。
（1）该同学剥去导线末端的少许绝缘皮，用螺旋测微器测铜导线直径，如图（a）所示，该铜导线直径为 mm。
（2）该同学找来实验器材来测量该卷铜导线的总电阻Rₓ，电路图如图（b），其中R1=0.6Ω，R2=100Ω，G为灵敏电流计，R3为电阻箱，电路其余部分电阻均不计。
①开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于 端（填“A”或“B”）；
②闭合开关并移动变阻器滑片，发现电流计有示数。调节电阻箱，使电流计指针稳定指向中央零刻度线，此时电阻箱阻值如图（c），则该卷铜导线的电阻为 Ω；
③已知铜导线的电阻率为，该同学测得导线的实际长度为 m（π取3.14，保留一位小数）。
【答案】 1.779/1.780/1.781 A 0.40 55.7/55.8/55.9/56.0/56.1
【解析】（1）[1]该铜导线直径为1.5mm+。
（2）①开[2]关闭合前，滑动变阻器滑片应置于A端；
②[3]当电流计指针稳定指向中央零刻度线时，电阻箱的阻值为R3=150Ω，则
解得
Rx=0.40Ω
（3）[4]根据
解得
4．（2023·安徽·校联考二模）某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。
（1）用螺旋测微器测待测金属丝的直径如图甲所示，可知该金属丝的直径 mm。
（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，应换用倍率为 （填“”或“”）挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 。
（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：
A．电流表A（量程0.6A，内阻较小可忽略）
B．保护电阻
C．电源（输出电压恒为U）
D．开关S、导线若干
①实验小组设计的测量电路如图丙所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度L，闭合开关，记录电流表A的读数I。
②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组L与I的值。根据测得的数据，作出如图丁所示的图线，横轴表示金属丝长度L（单位：m），则纵轴应用 （填“I/A”或“”）表示；若纵轴截距为b，斜率为k，可得 ，金属丝的电阻率 （用题中给出的已知物理量U、b、k、d等表示）。
③关于本实验的误差，下列说法正确的是 （填选项字母）。
A．电表读数时为减小误差应多估读几位
B．用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差
C．若考虑电流表内阻的影响，电阻率的测量值大于真实值
【答案】 0.720 11.0 bU B
【解析】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
（2）[2][3]当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小读数的偶然误差，换用“”挡，则指针静止时位置的读数为
（3）[4][5][6]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
解得
则纵轴应用来表示。
根据图像有
，
解得
，
③[7]A．电表读数时应该根据量程确定精度，由出现不精确的位次选择估读的位次，因此电表读数时多估读几位并不能减小误差，A错误；
B．图像法处理实验数据时，能够尽量利用到更多的数据，减小实验产生的偶然误差，即用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差，B正确；
C．根据上述分析过程
电阻率是根据图线的斜率求解的，令斜率为k，即
可见电阻率的测量值与是否考虑电流表的内阻无关，C错误。
故选B。
5．实验课上某同学测量一个均匀新材料制成的圆柱体电阻的电阻率。
①该同学首先用游标卡尺测得该圆柱体的长度，再用螺旋测微器测得该圆柱体的直径d如图甲所示，则 ；
②该同学用多用电表粗略测得该圆柱体电阻约为，为精确测量其电阻阻值，现有的干电池组、开关和若干导线及下列器材：
A．电压表，内阻约
B．电流表，内阻
C．定值电阻
D．定值电阻
E．滑动变阻器
测量电路如图乙所示，图中分流电阻应选 （填器材前面的序号）；
某次实验中电压表读数为U、电流表读数为I，则该圆柱体的电阻表达式为 （用字母表示）。
【答案】 3.851/3.852/3.853 D
【解析】①[1]由图示螺旋测微器可知，其示数
②[2]通过圆柱体电阻的最大电流约为
应并联一个分流电阻，其阻值为
图中分流电阻应选D。
[3]该圆柱体的电阻表达式为
6．心脏除颤器通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。现用图甲所示电路观察心脏除颤器中电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势、内阻不计，充电前电容器带电量为零。先使S与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。
（1）在电容器充电与放电过程中，通过电阻的电流方向 （选填“相同”或“相反”）。
（2）图像阴影为曲线图像与对应时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积 （选填“>”、“<”或“=”）。
（3）已知，则该电容器的电容值为 F。（保留两位有效数字）
（4）由甲、乙两图可判断阻值 （选填“>”或“<”）。
【答案】 相反 = <
【解析】（1）[1]由图甲可知，电容器充电时，通过电阻的电流方向向左，放电时通过的电流方向向右，故在电容器充电与放电过程中，通过电阻的电流方向相反。
（2）[2]曲线图像与对应时间轴所围成的面积表示电荷量，充电和放电电荷量相等，所以乙图中阴影部分的面积。
（3）[3]由于电源内阻不计，可知电容器两端电压等于电源电动势，则该电容器的电容值为
（4）[4]由图乙可知，充电时的最大电流大于放电时的最大电流，则由闭合电路的欧姆定律
可知
7．（2023·北京房山·统考二模）实验测量、实验操作、数据分析和误差分析是物理实验的重要环节。
（1）用10分度的游标卡尺测量某物体直径如图所示，则直径d = cm。
（2）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，如图所示为所用实验器材，可拆变压器，学生电源，数字万用表。
关于本实验，下列说法正确的是 。
A．为了保证人身安全，只能使用低压交流电源，原线圈所接电压不超过12V
B．为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱
C．变压器正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈
D．使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡测试，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
（3）现将数字多用电表的选择开关旋至最合适的挡位后，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如下表。
①在误差允许范围内，表中数据基本符合 规律。
②进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因 。
【答案】 0.52 ABD/ADB/BAD/BDA/DBA/DAB 在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比 有漏磁、铁芯发热、导线发热等
【解析】（1）[1]根据游标卡尺的读数规则有
0.5cm＋2 × 0.1mm = 0.52cm
（2）[2]A．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不超过12V，A正确；
B．为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱，B正确；
C．变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，C错误；
D．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。
故选ABD。
（3）①根据表中数据，在误差允许的范围内基本符合，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比，即有
②电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低。
8．（2023·浙江·校联考一模）某科技小组对充电宝不同电量时的电动势和内阻进行了研究。
A小组的同学对电量百分比为的充电宝进行了如下实验：两只数字多用表分别作为电压表和电流表；滑动变阻器用于改变电路中的电流；作为保护电阻，以防止滑动变阻器调节过度导致短路；电路中的电源为充电宝，通过充电宝的连接线接入电路。剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为负极，其余两根导线空置不用。实物电路如图甲所示。
（1）图甲中作为电流表的多用电表是 （填“A”或“B”）。
（2）通过实验作出图像如图乙所示，则可得到充电宝的电动势 ，内阻 （计算结果保留两位小数）。
（3）若考虑电表内阻，则充电宝内阻测量的结果 （选填“偏大”“准确”“偏小”）。
B小组的同学利用如下器材对电量百分比为的同一充电宝进行了实验：除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有
A．电阻箱（量程为）
B．电压表（量程，内阻）
C．定值电阻
D．定值电阻
小组同学将电压表进行了改装为量程为后用如图丙所示电路图进行测量。
（4）在1、2处分别放上定值电阻，则1处应选择的定值电阻为 （填“”或者“”）。
（5）电压表的读数为，电阻箱的读数为，将测得的数据绘制成图像，如图丁所示，可得出的结论为当充电宝的电量百分比发生变化时，其电动势将 ，内阻 （以上两空均选填“变大”“变小”或“基本不变”）。
【答案】 B 5.06V/5.07V/5.08V //// 偏小 基本不变 基本不变
【解析】（1）[1]电流表应与滑动变阻器串联，故图甲中作为电流表的多用电表是B。
（2）[2][3]根据闭合回路欧姆定律可得
可得
根据图像在纵轴上的截距可得充电宝的电动势
充电宝的内阻等于图像倾斜直线的斜率的绝对值
（3）[4]由于电压表的分流作用，电流测量值小于真实值，当外电路短路时电流测量值等于真实值，电源U-I图像如图所示
所以内阻的测量值偏小。
（4）[5]小组同学将电压表进行了改装为量程为，则需要串联的电阻为
则1处应选择的定值电阻为。
（5）[6][7]电路的欧姆定律可得
解得
由图像可知
解得
，
所以当充电宝的电量百分比发生变化时，其电动势将基本不变，内阻基本不变。
（建议用时：30分钟）
一、实验题
1．（2024·吉林白山·统考一模）某学生实验小组要测量一电压表的内阻，提供的器材如下：
A．待测电压表（量程0~3V）
B．标准电压表（量程0~5V，内阻约为）
C．定值电阻（阻值为）
D．定值电阻（阻值为）
E．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为0.2A）
F．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为1A）
G．电源E（6V，内阻不计）
H．开关S、导线
（1）先用多用电表粗测电压表内阻；所用多用电表的电阻挡有“”、“”和“”挡。该同学选择“”挡，将多用电表的 表笔（选填“红”或“黑”）与待测电压表的正接线柱相连，将另一支表笔与另一个接线柱相连，发现指针偏转角度较小，为了较准确地进行测量，应选择“ ”挡。重新换挡后，该同学按正确的操作方法测量时，多用电表的指针位置如图甲所示，那么粗测结果是 ；
（2）该同学设计根据所提供的仪器，设计了如图乙所示的电路图进行测量；
（3）为了精确测量此电压表的内阻，除了选用电源、开关、导线、待测电压表、标准电压表外，滑动变阻器应选择 、定值电阻应选择 （填各器材前面的字母）。
（4）正确连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器使两电压表示数达到适当值，此时电压表、的示数分别为、，则此电压表内阻的测量值为 （用物理量的符号表示）。
【答案】 黑 /1900 F C
【解析】（1）[1]电流从多用电表的红表笔流入，从黑表笔流出；电流从电压表的正接线柱流入电压表，从电压表的负接线柱流出，则将多用电表的黑表笔与待测电压表的正接线柱相连；
[2]发现指针偏转角度较小，说明所测电阻偏大，欧姆挡倍率选择过小，则为了较准确地进行测量，应选择“”挡；
[3]根据欧姆表读数规则，可知所测电阻为
（3）[4]由图可知，滑动变阻器采用分压式接法，所接电阻器的阻值尽可能小，但由于要精确测量电压表内阻，则应使电压表尽量满偏；若选择，则流过的最大电流为
若选择，则流过的最大电流为
故滑动变阻器应选择。
故选F。
[5]待测电压表量程为3V，标准电压表量程为5V，为精确测量此电压表的内阻，电压表应尽量满偏，则待测电压表与串联电阻电压之比应接近3：2，电压表内阻约1900Ω，则定值电阻选阻值约1270Ω的，即选定值电阻。
故选C。
（4）[5]据欧姆定律及串、并联电路的特点可得：
解得
2．（2024·辽宁沈阳·统考一模）某实验小组要测量一块量程为3V的电压表的内阻。
（1）小组同学先用多用电表粗测电压表的内阻，当欧姆挡位调到位置时，刻度盘如图甲所示，则读数约为 。
（2）为进一步精确测量电压表内阻，小组设计如图乙所示电路，实验步骤如下：
第一步，按电路图乙正确连接好电路，把滑动变阻器R的滑片P滑到a端，并将电阻箱的阻值调到最大，闭合开关；
第二步，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的指针指到满刻度；
第三步，保持开关闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关，调整电阻箱的阻值。由于阻值受限，电压表无法达到半偏，所以调节阻值使电压表的指针指到满刻度的位置，此时电阻箱的阻值为。
实验提供的器材除待测电压表、多用表、电阻箱（最大阻值）、电池（电动势约，内阻可忽略不计）、导线和开关之外，还有如下可供选择的实验器材：
A．滑动变阻器（最大阻值）
B．滑动变阻器（最大阻值）
C．滑动变阻器（最大阻值）
根据以上设计的实验方法，回答下列问题：
①为了使测量结果比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器应选用 （填字母代号）。
②根据实验数据，求得电压表的阻值 。
③对于该测量方法，根据实验原理可知，在测量无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量值 真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】 3.6 A 3622 大于
【解析】（1）[1]多用电表表盘最上面一圈刻度为欧姆挡表盘刻度，根据表盘刻度可得该电压表内阻约为
（2）[2]由于电源电动势约为为6V，而电压表的满偏电压为3V，电路采用的是分压式接法，则选用最大最值小的滑动变阻器更容易进行调节，使电压表达到满偏；另外，当电压表达到满偏时，由于电压表的内阻大于滑动变阻器与之并联部分的电阻，则并联后的总电阻接近滑动变阻器左侧电阻的阻值；滑动变阻器左侧电阻与电压表内阻并联后再与滑动变阻器右侧电阻串联而分压，当断开接入电阻箱后，并联部分电阻将增大，分压也将增大，而增大后的电阻更接近滑动变阻器左侧电阻，左侧电阻越大，接入电阻箱后等效电阻的增加量就越大，因此等效电阻分去的电压就越大，实验误差就越大，综合可知，应选择总阻值最小的滑动变阻器。
故选A。
[3]由于电阻箱与电压表串联，根据串联分压，且分压比等于电阻之比可得
代入数据解得
[4]当将电阻箱接入电路后，滑动变阻器左侧与电压表所在电路并联后的等效电阻，因电阻箱的接入使并联等效电阻变大，而由于忽略电源的内阻，滑动变阻器的左侧电阻与电压表所在电路并联后与滑动变阻器右侧电阻串联，根据串联分压原理可知，当电阻箱接入电路后，滑动变阻器左侧与电压表并联部分的电压变大，因此，当电压的指针指到满刻度的位置时，实际上电阻箱分担的电压大于电压表满偏刻度的，根据
得到
因此可知实际测出的电压表内阻的测量值大于真实值。
3．（2024·河南郑州·统考一模）某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。
（1）用螺旋测微器测出待测金属丝的直径d。
（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，应改用倍率为 （选填“”或“”）挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 ．
（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：
A．电流表（量程，内阻约）
B．电流表（量程，内阻约）
C．保护电阻
D．保护电阻
E．电源（电动势，内阻不计）
F．刻度尺、开关S、导线若干
实验中电流表应选用 ,保护电阻应选用 ．（选填实验器材前对应的字母）
①实验小组设计的测量电路如图（a）所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度L,闭合开关，记录电流表的读数I。
②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组L与I的值。根据测得的数据，作出如图（b）所示的图像，横轴表示金属丝长度L，则纵轴应用 （选填“”或“”）表示；若纵轴截距为b，斜率为k，金属丝的电阻率为 （用已知量E、k、d等表示）。
【答案】 ×1 11.0 A C
【解析】（2）[1][2]当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小读数的偶然误差，换用“×1”挡，则指针静止时位置的读数为
11.0×1Ω=11.0Ω
（3）[3][4]回路最大电流
故电流表选择A，保护电阻应选用C，100Ω电阻太大导致回路电流很小，并且不易操作。
（b）[5][6]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
整理得
则纵轴应用表示。根据图像有
解得
4．（2024·陕西渭南·统考一模）小明用如图甲所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
（1）开关闭合前，应先将电阻箱的电阻调到 （选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。
（2）闭合开关，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持开关闭合，将 （选填“红”或“黑”）表笔始终接触a位置，另一表笔依次试触b、c、d、e、f、g六个接线柱，发现试触b、c、d、e时，多用电表均有示数，试触f、g时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障是 。
A．接线柱bd间短路 B．接线柱de间断路或没有接好 C．定值电阻断路或没有接好
（3）排除故障后按规范操作进行实验，改变电阻箱R的阻值，分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量，电压表的示数如图乙所示，示数为 V。
（4）作出图线如图丙所示，根据图中数据可得电池组的电动势E= V，内阻r= Ω（保留两位小数）。
【答案】 最大值 黑 C 2.50 2.98 0.49
【解析】（1）[1]开关闭合前，应将电路中电阻箱调到最大值，从而使开关闭合后电路中电流最小，起到保护电路的作用。
（2）[2]a与电源负极相连，电势较低，应将黑表笔始终接触a位置。
[3] 试触b、c、d、e时，多用电表均有示数，试触f、g时多用电表均无示数。说明接线柱de间断路或没有接好。
故选B。
（3）[4]电池组电动势为3V左右，电压表应选0~3V，最小分度值为0.1V，电压表示数为2.50V。
（4）[5][6]由欧姆定律和闭合电路欧姆定律可知
联立可得
结合图像可知
解得电动势为
5．（2023·辽宁丹东·统考二模）2022年丹东交警某次拦截进行例行检查过程中，用酒精检测仪进行检测，结果显示驾驶人小王驾驶小型轿车，体内酒精含量为，属于“酒驾”；而另一位小李驾驶二轮摩托车，体内酒精含量为，属于“醉驾”。现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：
A．蓄电池（电动势，内阻）
B．表头（满偏电流，内阻未知）
C．电流表（满偏电流，内阻未知）
D．电阻箱（最大阻值）
E.电阻箱（最大阻值）
F.电键及导线若干
（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开电键、、，将、调到最大值。合上电键，将拨到2处，调节，使表头满偏，电流表示数为。此时合上电键，调节和，当电流表仍为时，表头示数如图丁所示，此时为，则改装电表时应将调为 ，改装结束后断开所有电键。
（2）该同学若将图中电键、合上，而将拨到1处，电阻箱的阻值调为，酒精气体浓度为零时，表头的读数为 。
（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向。已知酒精浓度在之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度属于范围 （选填“酒驾”或“醉驾”）
（4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整 （“”或“”），则此时所测的酒精气体浓度仍为准确值。
【答案】 6.0 2.0 醉驾
【解析】（1）[1] 合上电键，将拨到2处，调节，使表头满偏，电流表示数为。则表头与电流表串联，可知
合上电键，调节和，当电流表仍为时，表头与并联，由图丁可知表头的示数
则中的电流
由，解得表头的内阻
将表头的量程扩大为原来的10倍，则与表头并联的电阻中的电流为
则由，解得改装电表时应将调为
（2）[2]改装电流表的内阻为
由图乙可知酒精气体浓度为零时，传感器的电阻为
由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流
则表头的读数为
（3）[3] 某次在实验室中试测酒精浓度时，表头指针指向，电路中总电流
由闭合电路欧姆定律可得
解得传感器的电阻
由图乙可知酒精浓度为，所以该次测试的酒精浓度属于范围醉驾。
（4）[4]由闭合电路欧姆定律可知
使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，要想所测的酒精气体浓度仍为准确值，则电路中电流不变，则需要把调小，使电路中总电阻减小。
6．（2023·上海嘉定·统考一模）另一种无线充电技术是利用电容两个极板的静电耦合实现电能的传输。
（1）在做“观察电容器的充、放电现象”实验时，先将开关S拨到位置1，一段时间后再拨到位置2。在此过程中，根据电压传感器与电流传感器测量数据得到的和图线可能为 。
A． B．
C． D．
（2）将一电容为的电容器与一电压恒定的电源连接，电容器充电完成后，两极板上的电荷量分别为和，则电源电压为 V。
【答案】 A 12
【解析】（1）[1] 开关S拨到位置1，是电容器充电过程，此时由图像可知电流传感器中的电流正在减小，电压传感器中的电压正在增大。开关S拨到位置2，是放电过程，此时由图像可知电流传感器中的电流正在减小，电压传感器中的电压正在减小。充电电流与放电电流方向相反，充电时与放电时都是电容器右边极板是正极板。故A正确，BCD错误。
故选A。
（2）[2]由，可知电源电压为
7．某同学为了测电流表 A₁ 的内阻精确值，有如下器材：
A．电流表 A1（量程 300 mA，内阻约为 5 Ω）；
B．电流表 A2（量程 600 mA，内阻约为 1 Ω）；
C．电压表 V（量程15 V，内阻约为 3kΩ）；
D．定值电阻 R0（5 Ω）；
E．滑动变阻器 R1（0~5 Ω，额定电流为 1 A）；
F．滑动变阻器 R2（0~50 Ω，额定电流为0.01 A）；
G．电源 E（电动势3 V，内阻较小）；
H．导线、开关若干。
（1）实验要求电流表 A1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能的减少误差，以上给定的器材中滑动变阻器应选 。（填器材前序号）
（2）测量用的电路图如下图所示，应选用的仪器1为 ，2为 ，3为 。（填器材前序号）
（3）利用上述电路图测得电流表A1的内阻 真实值。（填“大于”“小于”或“等于”）
【答案】 E A D B 等于
【解析】（1）[1] 实验要求电流表 A1的示数从零开始变化，采取分压式接法，滑动变阻器选择阻值较小的E。
（2）[2][3][4]因为电压表量程太大，所以采用两个电流表，仪器1为A1，2为定值电阻D，通过与待测电流表并联根据欧姆定律测电压，3为电流表 A2。
（3）[5]设电流表A1读数为 ，电流表A2读数为，根据欧姆定律
因为电压为真实值，所以不存在误差，测得电流表A1的内阻等于真实值。
8．某实验小组的同学在测量一未知电阻的阻值时，完成了如下操作：
（1）首先用多用电表粗略测量了该电阻的阻值：将选择开关旋至欧姆“”的挡位，欧姆调零后将两表笔与该电阻相接，其示数如图甲所示，则该电阻的阻值约为 ；测量完毕后，将选择开关旋至
（2）为了精确地测量该电阻的阻值，可供选择的实验器材如下：
电源，电动势约为，内阻约为；
电流表，量程为，内阻约为；
电压表，量程为，内阻；
电压表，量程为，内阻约为；
定值电阻，有四种规格供选：、、、；
滑动变阻器，最大阻值为，额定电流；
单刀单掷开关S一个，导线若干.
该小组同学设计的电路如图乙所示，综合提供的实验器材分析下列问题：
①图中的电表①应为 ；电表②应为 （填实验器材的符号）
②为了保证各电表偏转的角度在满量程的以上，则定值电阻的规格应选择
③若①、②表的示数分别为、，则待测电阻的阻值 （用测量量和已知量的符号表示）
【答案】 170 OFF挡或交流电压最大挡 50
【解析】（1）[1][2]该电阻的阻值约为；测量完毕后，应将旋钮旋至“OFF”挡或“交流电压最大挡”；
（2）①[3][4]由题中提供的实验器材可知，流过待测电阻的电流太小，电流表的量程比较大，因此电流表不可用；测待测电阻的电流时，应用内阻已知的电压表代替，因此②为、①为；
②[5]根据串联电路电阻分压的特点，为了保证两只电压表的读数都不小于其量程的，即V2的两端电压
V1的两端电压
而待测电阻两端电压为
所以有
所以
所以定值电阻R0的规格应选择；
③[6]根据欧姆定律可得
由电路图可知
解得
9．某兴趣小组查阅资料得知，在0~100℃范围内，金属铂电阻的电阻值与温度有如下关系：，其中R0为铂电阻在0℃时的电阻，t为摄氏温度，为一正的常数，称为铂电阻的温度系数。该兴趣小组想利用这一原理制作一个简易的温度传感器。
（1）他们利用图甲所示电路来测量R0的阻值，其中定值电阻，按图甲所示电路图连接好电路后，在0℃的条件下闭合开关S，调节电阻箱Rp，当时灵敏电流计G的示数为零，则R0= 。
（2）他们随后采用图乙所示电路来测量铂电阻的温度系数，可认为定值电阻且远大于、。将铂电阻置于温度为t的环境中，调节，测得干路电流为I0=3.00mA，则图乙中B、D两点间的电压为 （用、、t和α表示）；保持电流示数I和不变，多次改变温度t，测量B、D两点间对应的电压，将测得的数据标在图丙所示的图上，由此可得α= ℃-¹（保留两位有效数字）；
（3）若实验中没有保证R、R₂远大于、，则温度系数α的测量值将 （选填“偏大”或“偏小”）；
【答案】 50.0/50 偏小
【解析】（1）[1]灵敏电流计G的示数为零，则灵敏电流计G两端电势相等，根据串并联规律有
可得
（2）[2] 由于且远大于、且，则通过的电流等于通过的电流，为，则有
则BD两点间的电压为
[3] 根据可知，U与t成正比，图的斜率为
则将用一条倾斜的直线将图丙补充完整，如下图所示
根据上图求得图的斜率为
带入数据解得
（3）[4] 若实验中没有保证、远大于、，则通过的电流小于通过的电流，则
则有
故导致温度系数的测量值偏小。
改装成大量程电压表
改装成大量程电流表
内部电路
改装原理
串联分压
并联分流
所需电阻
阻值
R＝eq \f(U,Ig)－Rg
R＝eq \f(Ug,I－Ig)
改装后
的量程
U＝Ig(Rg＋R)
I＝eq \f(R＋Rg,R)Ig
校准电路
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＝eq \f(U测,I测)
＝Rx＋RA>Rx
测量值大于真实值
R测＝eq \f(U测,I测)
＝eq \f(RxRV,Rx＋RV)
适用于测量
大阻值电阻
小阻值电阻
两种电路
选择标准
当RA≪Rx或Rx>eq \r(RARV)时，选用电流表内接法
当RV≫Rx或Rx
分压接法
对比说明
电路图
串、并联关
系不同
负载R上电压调节范围(不计电源内阻)
eq \f(RE,R＋R0)≤U≤E
0≤U≤E
分压电路调节范围大
闭合S前触头位置
b端
a端
都是为了保护电路元件
原线圈匝数n1（匝）
副线圈匝数n2（匝）
输入电压U1（V）
输出电压U2（V）
100
200
4.32
8.27
100
800
4.32
33.90
400
800
4.33
8.26
400
1600
4.33
16.52
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