新高考物理二轮复习一模题型分类汇编专题十六 电学实验（2份，原卷版+解析版）

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A．一节干电池（电动势为）
B．毫安表A（量程为，内阻）
C．定值电阻
D．电阻箱
E.刻度尺、螺旋测微器、接线夹、开关、导线
(1)该组同学用螺旋测微器测量合金丝的直径，测量结果如图1所示，则合金丝直径 mm。
(2)基于以上器材，为了测量该合金丝的电阻率，设计了如图2所示的实验电路图，将电阻箱阻值调到。某次测量时，电流表的示数为0.50mA，则流经电源的电流 A
(3)改变接入电路的合金丝的长度，记录多组流经电源的电流的倒数和的数值，绘出如图3所示的图线。已知图线的斜率为，则金属丝的电阻率 （用含、、的表达式表示）。
(4)有两种金属直导线，横截面积均为，长度分别为、，电阻率分别为、，且。现将它们串联在一稳恒直流电路中，如图4所示。已知导线中稳恒电场的基本性质与静电场相同。请通过推导比较两金属导线中沿导线方向的稳恒电场和的大小关系 ；小明猜想与的大小关系是两导线接触面处有“净余电荷”所致。请根据这个猜想判断“净余电荷”的电性 。
【答案】(1)0.630
(2)0.1505
(3)
(4) 负
【详解】（1）螺旋测微器的读数为
（2）电流表的示数为0.50mA，则流经电源的电流
代入数据可得
（3）设电路中除了电阻丝电阻外，其他电阻阻值之和为，根据闭合电路欧姆定律
整理变形可得
可知图像斜率
解得
（4）[1]设回路中经过两导线的电流大小为，则根据，，
联立可得
同理得
所以
[2]导线中的稳恒电场是由电路中稳定分布的电荷叠加产生的，已知导线中的稳恒电场沿导线方向，又因为，必然在界面处积累负的“净余电荷”。
2．（2025·北京西城·一模）某同学通过实验测量阻值约为5Ω、粗细均匀的金属丝的电阻率。
(1)该同学采用如图所示的电路测量金属丝的电阻。现有电源（电动势为3.0V，内阻不计），电压表（量程0~3V，内阻约3k），开关和导线若干，以及下列器材：
A．电流表（量程0~3A，内阻约0.025）
B．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.125）
C．滑动变阻器（0~5，3A）
D．滑动变阻器（0~1000，0.5A）
为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 。（选填实验器材前的字母）
(2)电压表应连接 点（选填“M”或“N”）。闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应处在 （选填“左端”或“右端”）。
(3)测得金属丝的直径为d，长度为L，电阻为R，则该金属丝电阻率测量值的表达式 。仅考虑电表内阻引起的误差，电阻率的测量值 真实值（选填“大于”或“小于”）。
(4)材料的电阻率随温度t变化的规律为，其中是材料在t=0℃时的电阻率，为电阻温度系数，在一定的温度范围内是与温度无关的常量。不同材料的可能为正数也可能为负数。该同学设想利用两种材料制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。若在0℃时，A材料的电阻率为，电阻温度系数为，B材料的电阻率为，电阻温度系数为。用A、B两种材料制成横截面积为S，长度分别为L1和L2的导线，将两段导线串联成一个导体，S、L1、L2均不随温度变化。当L1、L2满足 关系时，导体的电阻在0℃附近不随温度变化，若使该导体的电阻等于R，则L1、L2与R的关系式为 。
【答案】(1) B C
(2) M 左端
(3) 小于
(4)
【详解】（1）[1]根据题中信息可得流过电阻的最大电流约为
为了减小误差，电流表选择B；
[2]由题图可知滑动变阻器采用分压式连接，为了方便操作，选用最大阻值较小的C。
（2）[1]通过计算可得出
为了减小误差，电压表应连接M点；
[2]为了保护电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应处在使测量电路部分电压为零的左端。
（3）[1]根据电阻定律
又
联立可得
[2]根据（2）中分析可知，电流表采用外接法，则电流的测量值大于流过电阻的真实值，根据欧姆定律可知电阻的测量值小于真实值，则电阻率的测量值小于真实值。
（4）[1]要使得两段导线串联成的个导体电阻不随温度发生变化，即两段导线电阻之和不变，即两段导线电阻随温度的变化率互为相反数，根据电阻定律得
求导可得导线电阻随温度的变化率
即需要满足
整理可得
[2]根据电阻定律可得
结合
联立可得
3．（2025·北京门头沟·一模）某同学想要测量一段均匀材料金属丝的电阻率，已知待测金属丝电阻约为。
(1)现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了以下相关器材：
A．电池组（3V，内阻约1）
B．电流表（0~3A，内阻约0.025）
C．电流表（0~0.6A，内阻约0.125）
D．电压表（0~3V，内阻约3k）
E.电压表（0~15V，内阻约15k）
F.滑动变阻器（0~20，额定电流1A）
G.滑动变阻器（0~1000，额定电流0.3A）
H.开关，导线
实验时应选用的电流表是 ，电压表是 ，滑动变阻器是 。（填写各器材的字母代号）
(2)为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压从零开始变化。以下实验电路符合要求的是 。
A． B．
C． D．
(3)实验中改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，并描绘出图线，如图所示。若图线的斜率为，金属丝的长度为，直径为，则金属丝电阻率的表达式为 。（用表示）

(4)某同学认为，在不改变电路结构的基础上，可以通过改变金属丝长度，并利用某一电表测得的数据，作出相应的图像，进而通过图线的斜率求得金属丝的电阻率。请简要说明实验方案，并用斜率表示金属丝的电阻率。（需要的其他物理量可自选符号表示）
【答案】(1) C D F
(2)A
(3)
(4)
【详解】（1）[1][2][3]题意知电动势E=3V，则电压表选D，电路的最小电流，故电流表选C，因为待测电阻约6.0Ω，且为方便调节，滑动变阻器应选小电阻的F。
（2）金属丝两端的电压从零开始变化，滑动变阻器选择分压式解法，因为
故电流表采用外接法，A选项符合题意。
故选A。
（3）分析图像可知图像斜率为电阻，即
解得
（4）实验中改变金属丝长度，通过改变滑动变阻器滑片的位置，使得每次电流表的示数均为，测量出金属丝长度，以及对应的电压表示数，根据欧姆定律可得
又
联立可得
作出图像，可知斜率为
解得金属丝的电阻率为
4．（2025·湖北·一模）实验小组测量一盘铜导线的电阻及电阻率，标签标注长度为100m，实验室提供以下器材：
A．螺旋测微器
B．多用电表
C．电流表A（0~200mA，内阻约为）
D．电压表V（0~3V，内阻约为）
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器
G.电源E（电动势为3.0V，内阻不计）
H.开关、若干导线
(1)将铜导线一端拨去绝缘层，用螺旋测微器在不同位置测量铜导线的直径，某次测量时，螺旋测微器示数如图甲所示，则该铜导线直径d= mm。
(2)用多用电表电阻挡粗测铜导线的电阻如图乙所示，导线电阻约为 。
(3)用伏安法测量铜导线电阻时，要求电流表示数从零开始测量，滑动变阻器应选 （填器材前面的序号）。将实验器材如图丙所示连接成实验电路，用笔划线代替导线完成电路连接 。
(4)连接电路无误，实验得到多组数据，将所测电压表读数U和电流表读数Ⅰ，作出伏安特性曲线如图丁所示，则铜导线电阻R= 。铜导线电阻率 （保留一位有效数字）。
(5)用伏安法测出的电阻及电阻率均比真实值 （选填“大”“小”或“相等”）。
【答案】(1)0.629/0.630/0.631/0.632
(2)22
(3) E
(4) 22.5
(5)小
【详解】（1）铜导线的直径为
（2）导线电阻约
（3）[1]用伏安法测量铜导线电阻时，要求电流表示数从零开始测量，滑动变阻器采用分压式，滑动变阻器应选E。
[2]由，故采用电流表外接法，实物连线如图所示。
（4）[1]根据伏安特性曲线，铜导线电阻
[2]铜导线横截面积
根据电阻定律
电阻丝的电阻率表达式为
（5）由于电流表外接，故电阻及电阻率均比真实值小。
5．（2025·广东广州·一模）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分相关内容，请完成以下填空。
(1)如图甲为“测量金属丝的电阻率”实验的实物图。已知待测电阻阻值小于10Ω，电压表内阻约为3kΩ，电流表内阻约为0.6Ω。闭合开关S1前，滑动变阻器的滑片P应滑到 （选填“a”或“b”）端；实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将S2拨向 （选填“c”或“d”）端。
(2)如图乙，“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，某同学研究合力F与分力F1、F2的关系。保持分力F1的大小和方向不变，F2的大小不变，F1、F2间的夹角θ由0°逐渐增大到180°的过程中，合力F的变化情况可能符合图丙中的 。
(3)“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，选取原、副线圈匝数分别为800和400，但是可拆变压器的“横梁”铁芯没装上；当原线圈接入12V的交流电时，副线圈输出电压U可能满足（ ）
A．0V