2026年高考物理一轮复习考点归纳讲练(全国通用)第39讲物理实验(四)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮复习考点归纳讲练(全国通用)第39讲物理实验(四)(学生版+解析)，共39页。试卷主要包含了清楚多用电表构造及原理等内容，欢迎下载使用。
1、理解和掌握测定金属丝的电阻率实验原理，并会做出必要的误差分析。
2、理解和掌握测定电源的电动势和内阻实验原理，并会做出必要的误差分析。
3、清楚多用电表构造及原理。
4、理解和学握用多用电表测量电学中的物理量方法。
5、能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。
实验12 测定金属的电阻率（练习使用螺旋测微器）
1．螺旋测微器
(1)构造：如图所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上。
(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F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。
(3)读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。
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)
如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
2．游标卡尺
(1)构造：如图所示，主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。
(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。
(3)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。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：
(4)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度) mm。
3．伏安法测电阻
(1)电流表的内接法和外接法的比较
(2)两种电路的选择
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：
Rxeq \r(RVRA)时，用电流表内接法。
③实验试探法：按图实­7­4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。
实验13 描绘小电珠的伏安特性曲线
1．实验原理
(1)测多组小电珠的U、I的值，并绘出I－U图象；
(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系．
2．实验器材
小电珠“3.8V,0.3A”、电压表“0～3V～15V”、电流表“0～0.6A～3A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．
3．实验步骤
(1)画出电路图(如实验原理图甲)．
(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所示的电路．
(3)测量与记录
移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中．
(4)数据处理
①在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．
②在坐标纸上描出各组数据所对应的点．
③将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．
4．实验器材选取
(1)原则：①安全；②精确；③操作方便．
(2)具体要求
①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流．干电池中电流一般不允许超过0.6A.
②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流．
③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值．
④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的eq \f(1,3)以上．
⑤从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器．
【规律方法总结】
1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较
2.两种接法的适用条件
(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小)．
(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)．
3．注意事项
(1)电路的连接方式：
①电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8V,0.3A)的电阻很小，与量程为0.6A的电流表串联时，电流表的分压影响很大．
②滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化．
(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压能从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．
(3)I－U图线在U0＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0V左右绘点要密，以防出现较大误差．
4．误差分析
(1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值．
(2)测量时读数带来误差．
(3)在坐标纸上描点、作图带来误差．
实验14 测定电源的电动势和内阻
1．实验原理
(1)实验依据：闭合电路欧姆定律．
(2)E和r的求解：由U＝E－Ir得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(U1＝E－I1r,U2＝E－I2r))，解得E、r.
(3)用作图法处理数据，如图所示．
①图线与纵轴交点为E；②图线与横轴交点为I短＝eq \f(E,r)；③图线的斜率表示r＝|eq \f(ΔU,ΔI)|.
2．实验器材
电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺．
3．基本操作
(1)电流表用0.6A的量程，电压表用3V的量程，按实验原理图连接好电路．
(2)把变阻器的滑片移到使阻值最大的一端．
(3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)．用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中．
(4)断开开关，拆除电路，整理好器材．
【规律方法总结】
1．实验数据求E、r的处理方法
(1)列多个方程组求解，再求E、r的平均值．
(2)图象法处理：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建坐标系、描点、连线，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r.
2．注意事项
(1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池．
(2)电流不要过大，应小于0.5A，读数要快．
(3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些．
(4)若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r＝|eq \f(ΔU,ΔI)|确定．
(5)电流表要内接(因为r很小)．
3．误差来源
(1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确．
(2)系统误差：电压表分流．
实验15 练习使用多用电表
1．实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个．
2．实验步骤
(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．
(2)机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零．
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔．
(4)测量小灯泡的电压和电流
①按如图甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压．
②按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．
(5)测量定值电阻
①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；
②将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；
③读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；
④测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．
【规律方法总结】
1．多用电表使用注意事项
(1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”，“黑出”．
(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮．
(3)由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应挡位的倍率．
(4)使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆．
(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．
(6)测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零．
(7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡．长期不用，应把表内电池取出．
2．多用电表对电路故障的检测
(1)断路故障的检测方法
①将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用．
a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏．
b．在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联．若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点．
②将多用电表拨到直流电流挡作为电流表使用，将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路．
③用欧姆挡检测
将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路．
不能用欧姆表检测电源的情况．
(2)短路故障的检测方法
①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路．
②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路．
某同学用如图甲所示电路图测某电压表的内阻，实验室提供的器材如表中所示。
操作步骤如下：
a．将电阻箱调到零，闭合开关S，调节滑动变阻器R，使电压表满偏；
b．保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱，当电阻箱阻值如图乙所示时，电压表指针恰好指在满刻度的14处。
(1)滑动变阻器应选用 （填“C”或“D”）。
(2)电阻箱的读数为 Ω，测得待测电压表的内阻RV= Ω。
(3)用待测电压表与定值电阻R0串联，可改装成另一个大量程的电压表，改装后的电压表的量程为 V，用该电压表测电压，其测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
(24-25高三下·浙江诸暨·适考)为尽可能精确测定待测电阻Rx的阻值（约为200Ω），准备器材如下：
电池组E（电动势3V，内阻不计）；
电流表A1（量程0~15mA，内阻约为100Ω）；
电流表A2（量程0~300μA，内阻为1000Ω）；
滑动变阻器R1（阻值范围0~20Ω，额定电流2A）；
电阻箱R2（阻值范围0~9999.9Ω，额定电流1A）；
开关、导线若干。
(1)如图所示的电路中，将电阻箱R2的阻值调到9000Ω，在a、b两处分别接入电流表，其中在a处接入的电流表为 （填写器材代号）。
(2)调节滑动变阻器R1，其中一只电流表的示数如图所示，其示数为 mA；此时另一只电流表的示数为150μA，则待测电阻Rx的阻值为 Ω；（保留三位有效数字）
(3)利用提供的实验器材，以下电路设计方案中也能够比较精确测定Rx阻值的是（ ）
A．B．C．
热敏电阻经常用于温控电路中，图甲为某科技小组探究热敏电阻温度特性的探究电路，热敏电阻RT处在虚线所示的温控室中。
(1)实验前，将电阻箱R的阻值调到 （填“最大”或“最小”）；实验时，记录温控室的温度t，将S2拨到1，闭合S1，调节电阻箱，使电流表的示数为I0，此时电阻箱示数为R0；将S2拨到2，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I0，记录此时电阻箱的示数R1，则热敏电阻的阻值RT= 。
(2)上述测量过程中，由于电流表内阻不可忽略，会导致热敏电阻的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。本实验测量误差产生的原因是 。
(3)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值RT，作出RT−t图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而 （填“增大”或“减小”）。
(4)现将此热敏电阻接在电流恒定的电路中，当它产生的热量与向周围环境散发的热量达到平衡时，热敏电阻的温度稳定在某一值t，且满足关系式I2RT=kt−t0，其中k是散热系数，t是热敏电阻的温度，t0是周围环境温度，I为电流。已知I=500mA，t0=15°C，k=2.5W/°C，结合乙图可知该热敏电阻的温度稳定在 ℃（保留2位有效数字）。
在“测量金属丝的电阻率”实验中：
(1)下列说法正确的是______。
A．用刻度尺多次测量金属丝的全长，算出其平均值
B．用螺旋测微器在金属丝上某一位置测量得出其直径
C．实验中尽可能保持金属丝的温度不变
(2)若待测金属丝电阻Rx较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压调节范围尽可能大，以下实验电路符合要求的是______。
A．B．
C．D．
(3)实验中调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出U−I图像，图线的斜率为k，金属丝的有效长度为l，直径为D，则金属丝电阻率的表达式为 。
(4)某同学利用金属丝和内阻为Rg的灵敏电流计G设计了一个多量程电流表。如图1所示，G两端并联长为L的金属丝，调节滑动变阻器使G满偏，毫安表示数为I，改变L，重复上述步骤，始终保证G满偏，获得多组I、L数据，作出I−1L图像如图2所示，L1、I0均为已知量。
①若想将灵敏电流计改装为量程为3I0的电流表，则接入金属丝的长度为 ；
②若给定金属丝的横截面积为S，则可由题目中信息得到金属丝的电阻率为 。
某学习小组做“测量金属丝的电阻率”实验，实验器材如下：
学生电源（输出电压0~16V）；
滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）；
电压表V（量程3V，内阻未知）；
电流表A（量程3A，内阻未知）；
待测金属丝R；
刻度尺，螺旋测微器，开关S，导线若干。
(1)使用螺旋测微器测量金属丝直径，某次测量结果如图1所示，其读数为 mm。
(2)如图2所示，把待测金属丝接入电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片调节到合适位置，将电压表右侧接线端K分别接到M、N端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显。则测量金属丝电阻时应将K接到 （选填“M”或“N”）端。
(3)正确连接电路，得到金属丝I−U图像如图3所示。由图像可知金属丝的电阻R= Ω（保留2位有效数字）。
(4)用刻度尺测得金属丝的长度为L，金属丝的直径和电阻分别用d和R表示，则该金属丝的电阻率ρ= 。
(5)该学习小组想利用导体电阻随温度改变的特性制做电阻温度计。选取甲、乙、丙三种不同材料的金属丝，研究他们的电阻率随温度变化的关系，测量不同温度下金属丝的电阻率，做出ρ−T图像如图4所示。如果要求所制温度计刻度均匀、灵敏度高，最适合的材料是 （选填“甲”“乙”或“丙”），理由是 。
(24-25高三下·湖南沅澧共同体·一模)某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学为了探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图甲所示的实验电路，定值电阻R0=2.0kΩ，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最 （选填“左”或“右”）端；在某次测量中，若毫安表A1的示数为2.5mA，A2的示数为1.0mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为 kΩ。
(2)该同学通过探究得到热敏电阻RT随温度变化的规律如图乙所示，他利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丙所示，其中电源电动势E=6.0V，定值电阻R=1.1kΩ，长为l=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流I≥3.0mA时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液（热敏电阻）的温度为30℃，油液外热敏电阻的温度为70℃，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为 cm。
物理兴趣小组用可拆变压器“探究变压器原副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
(1)探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是_____。
A．等效法B．理想模型法
C．控制变量法D．演绎法
(2)器原、副线圈匝数分别选择n1=800匝、n2=400匝，原线圈与10V正弦式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压U2=2.5V，输出电压测量值明显小于理论值，造成这种现象的主要原因是____。
A．副线圈匝数n2略少于400 匝
B．变压器存在电磁辐射
C．原、副线圈存在电流热效应
D．两块变压器铁芯没有组装在一起
(3)等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。图丙为某电学仪器原理图，变压器原副线圈的匝数分别为n1、n2。若将右侧实线框内的电路等效为一个电阻，可利用闭合电路的规律解决如下极值问题：在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当R= 时（用n1、n2、R0表示），R获得的功率最大。
某同学将小车的干电池取出，用如图（a）所示的电路测量其电动势和内阻，图中电压传感器未画出，定值电阻R=5.0Ω。连接电路，点击开始记录，得到图（b）中的数据点①；闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片依次得到数据点②、③、④、⑤。
(1)根据实验数据，可知电压表接在 和 之间（用图c中字母表示）。
(2)测得该电池的电动势为 V，内阻为 Ω。（结果均保留两位有效数字）
如图为葛同学设计的测量莱顿瓶电容的实验电路。已知电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，保护电阻R0=4Ω，R为滑动变阻器，最大阻值为10Ω，定值电阻R1=1000Ω。
(1)调节滑动变阻器的滑片到中间位置，闭合开关S，微电流计测得莱顿瓶充电过程中的I-t图像如图所示。充电完成后，莱顿瓶两极板间的电势差为 V，所带电荷量约为 C，电容约为 F．（结果均保留两位有效数字）
(2)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，待电路稳定后，R0的最大电功率为 W。
学生利用多用电表粗略测量电压表的内阻，把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列 ：
A．将红、黑表笔短接
B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 （填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆表的指针位置如图中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡 （填“×1”“×100”或“×1k”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为 kΩ（结果保留2位有效数字）；
某实验小组计划将量程为Ig=1mA、内阻Rg=80Ω的毫安表改装成简易欧姆表并测量电阻的阻值。
实验室提供以下器材：
（1）毫安表（参数如上）
（2）定值电阻若干R1=10Ω,R2=100Ω,R3=1kΩ
（3）滑动变阻器R4（最大阻值1kΩ）
（4）电源E（标称电动势1.5V，内阻未知）
（5）待测电阻Rx
（6）红表笔、黑表笔、导线若干
实验步骤如下：
（1）按图1所示的电路连接实验器材，其中A表笔应接表笔 （填“红”或“黑”），定值电阻应选 （填“R1”“R2”或“R3”）。
（2）将两表笔短接，调节滑动变阻器，使毫安表指针指向 （填“0mA”“0.5mA”或“1mA”）处。
（3）将待测电阻Rx接入两表笔之间，毫安表指针如图2所示，则待测电阻的测量值R测= Ω。
（4）经检查，该实验小组发现所用电源的电动势小于1.5V，则该电阻的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
（5）更换电动势为1.5V的标准电源后，在毫安表表盘上标出对应的电阻数值，使此欧姆表的倍率为“×100”。
（6）按图3所示的电路改装欧姆表，可以将欧姆表的倍率变为“×10”，则图中R5阻值为 Ω。
某同学自制了一个多用电表，电流表、电压表、欧姆表均为双量程，电表电路如图所示，M、N分别接表笔。所用器材如下：
A．电流表G（满偏电流Ig=1mA，内阻Rg =450Ω）；
B．定值电阻R1、R2、R3；
C．滑动变阻器R（最大阻值为120Ω）；
D．电源（电动势为1.5V，内阻不计）；
E．开关S1、S2；
F．表笔两只、导线若干。
(1)将S2接3，S1分别接1、2时为电流表，其量程分别为10mA和100mA，定值电阻R2的阻值为 Ω。
(2)现将S2接4，S1接2时，欧姆表的挡位为 （选填“×1”或“×10”）；欧姆调零后将待测电阻Rx接在M、N间，发现电流表指针偏转角很小，将挡位换成另一挡位，再次欧姆调零时，滑动变阻器R的滑片应 （选填“向上”或“向下”）移动；欧姆调零后，电流表G示数为0.60mA，则待测电阻Rx= Ω。
(3)将S2接5、S1接1，若R3=55Ω，则此时电压表量程为 V。
刻度格数(分度)
刻度总长度
每小格与1 mm的差值
精确度(可准确到)
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm
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)Rx
测量值大于真实值
R测＝eq \f(U测,I测)＝eq \f(RxRV,Rx＋RV)