2025年高三物理压轴题专项训练-压轴题11 电学实验)（学生版+解析版）

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一、实验要注意的几个要点 1.欧姆表的使用注意点
1．（2022高二上·德州期中）欧姆表的内部电路如图所示，已知电流计的电阻为Rg，滑动变阻器接入电路的阻值为R0，电源的电动势和内阻分别为E、r.下列说法正确的是（ ）
A．欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律
B．电路图中左侧的表笔为黑表笔
C．欧姆表表盘的最左端为欧姆“0”刻度
D．欧姆表表盘的中间刻度值为R中=r+Rg
【答案】A
【解析】【解答】A．欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的，A符合题意；
B．电流从红表笔进，黑表笔出，B不符合题意；
C．“∞”刻度在刻度盘的最左端，C不符合题意；
D．当欧姆表指针指在中间位置时 Ig2=ER0+Rg+Rx+r
Ig=ER0+Rg+r
所以 Rx=Rg+R0+r
即中间刻度值为 R中=r+Rg+R0
D不符合题意。
故答案为：A。
2．（2023高二上·成都期中）如图甲是多用电表内部结构示意图，图乙是刻度盘，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是（ ）
A．A是黑表笔、B是红表笔
B．作电流表时1比2量程大，作电压表时6比5量程小
C．当选择开关与3或4相连是欧姆表，测量电阻之前需欧姆调零
D．如图乙所示的指针位置，若选择的电阻×10Ω挡，读数为180Ω；若选择的直流电压10V挡，读数为6.20V
【答案】C
【解析】【解答】AC、当选择开关与3、4相连时，多用电表是欧姆表，测量电阻之前需欧姆调零。内置电源的正极应与黑表笔相连，电源的负极应与红表笔相连，所以A为红表笔，B为黑表笔。故A错误，C正确；
B、当选择开关与1、2相连时，多用电表是电流表，接1时并联电阻较小，电流表的量程较大；当选择开关与5、6相连时，多用电表是电压表，接6时串联电阻较大，电压表的量程较大。故B错误；
D、如图乙所示的指针位置，若选择的电阻×10Ω挡，读数为180Ω；若选择直流电压10V挡，最小分度为0.2V，根据读数规则可知，指针读数为4.60V。故D错误。
故答案为：C。
3．（2022高二上·安丘期中）用多用电表测电阻，其欧姆挡的四个挡位分别为“×1”“×10”“×100”“×1k”，某同学把选择开关旋到“×100”挡，进行欧姆调零后测量一未知电阻，发现指针偏转角很小，为了减小误差，他应该（ ）
A．换用“×1k”挡，不必重新进行欧姆调零
B．换用“×10”挡，不必重新进行欧姆调零
C．换用“×1k”挡，必须重新进行欧姆调零
D．换用“×10”挡，必须重新进行欧姆调零
【答案】C
【解析】【解答】欧姆表的零刻度在最右边，指针偏转角小，说明被测电阻大，因此，要换大挡位×1k，且要重新欧姆调零。
故答案为：C。
4．（2022高二上·辽宁期中）欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的，有关欧姆表的使用和连接，正确的叙述是（ ）
A．测电阻前要使红黑表笔相接，进行机械调零，使表头的指针指欧姆零刻度处
B．实验结束，拔出红黑表笔，选择开关可以停在任意位置
C．测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻值越大
D．红表笔与表内电池的负极相接，黑表笔与表内电池的正极相接
【答案】D
【解析】【解答】A．测电阻前要使红黑表笔相接，进行欧姆调零，使表头的指针指欧姆零刻度处，A不符合题意；
B．实验结束，拔出红黑表笔，选择开关可以OFF档或者交流最大档位，B不符合题意；
C．欧姆表零刻度在右侧，从右向左刻度增大，测电阻时，表针偏转角度越大，表示指针偏向右侧小刻度处，则待测电阻值越小，C不符合题意；
D．多用电表的电压档、电流档、欧姆档共用同一个表头，电流只允许从红表笔流入黑表笔流出，故红表笔与表内电池的负极相接，黑表笔与表内电池的正极相接，D符合题意。
故答案为：D。
二、实验要注意的几个要点 2.测定金属的电阻率的实验
5．（2024高三上·平凉月考）海口市高中生学习小组设计了一个测量金属棒电阻率的实验方案：
（1）利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度，测量结果分别如图（a）和（b）所示，则该金属棒的直径d= mm，金属棒的长度为L= cm。
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：将多用电表的功能旋钮调至“×100Ω”挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图所示，则金属棒的阻值约为 Ω。
（3）用伏安法精确地测量金属棒的阻值，实验室提供器材如下：
A.金属棒
B.两节干电池：电源电压3V
C.电流表A1：满偏电流6mA，内阻为50Ω
D.电压表V1：量程0~3V，内阻约为22kΩ
E.滑动变阻器R：阻值范围为0~50Ω
F开关、导线若干
为减小测量误差，实验电路应采用下列电路方案 （选填“甲”，“乙”“丙”“丁”）更合理。
若此时电压表的读数为2.50V，电流表的示数为3.125mA，根据你选择的电路图可得：金属棒的电阻R= Ω，测量金属棒的电阻 具有系统误差（选填“有”或者“没有”），由此可以求得金属棒电阻率。
【答案】（1）1.848；5.015
（2）700
（3）丙；750；没有
【解析】【解答】本题考查了螺旋测微器、游标卡尺和欧姆表的读数规则，考查电阻率的测量，要明确实验的原理，能够根据实验原理选择实验器材，掌握欧姆定律的运用，能够正确分析实验误差。
（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，金属棒的直径
d=1.5mm+0.01mm×34.8=1.848mm
游标卡尺为20分度，其精确度为0.05mm，
金属棒的长度为
L=50mm+0.05mm×3=50.15mm=5.015cm
（2）欧姆表盘可知，金属棒的阻值
R棒=7×100Ω=700Ω
（3）由于电流表内阻已知，因此采用电流表内接法，由于滑动变阻器阻值小于待测电阻，故才用分压式解法，故选丙图；
根据
R=UI-r=×10-3A-50Ω=750Ω
由于消除了电流表的影响，因此没有系统误差。
6．（2024高三上·越秀月考）要测量一电源的电动势E（略小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：电压表V（0∼3V）、电阻箱R（0∼999.9Ω），定值电阻R0=4Ω，开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路。
（1）实验小组同学计划用作图法处理数据，同学们多次调节电阻箱阻值R，读出电压表对应的数据，建立坐标系并描点连线得出了如图乙所示的图像，图像纵坐标表示1R+R0，图像的横坐标表示电压表读数的倒数1U。若所得图像的斜率为k，图像的延长线在纵轴上的截距为-b，则该电源的电动势E= ，内阻r= 。（用k和b表示）
（2）利用上述方法测出的测量值和真实值相比，E测 E真，r测 r真（填“大于”等于”或“小于”）
某同学又用这个电源设计了测量一元硬币电阻率的实验。
（3）先用螺旋测微器测量硬币的厚度，然后用游标卡尺测量硬币的直径，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示，则硬币的厚度d= mm，直径D= cm；
（4）将硬币的正反两面连入电路，并与一阻值为R0的定值电阻串联，利用伏安法测量电阻，若测得流经硬币的电流为I，硬币和R0两端的总电压为U，则硬币材料的电阻率ρ= （结果用d、D、I、U、R0表示）。
【答案】kb；1b；小于；小于；1.840；2.500；πD2（U-IR0）4Id
【解析】【解答】
（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律，可得
E=U+UR+R0r
整理得
1R+R0=Er⋅1U-1r
所以结合图像可得
Er=k，-1r=-b
所以
r=1b，E=kb
（2）
[1][2]根据题意可知，实验误差来源于电压表内阻分流的影响，根据等效电源的知识可知
E测=RVRV+rE真，r测=RVRV+r真r真
故
E测