2020高考物理考点考向解析及最新典型例题精讲：恒定电流

恒定电流

高考命题规律

2015年2016年2017年2018年2019年

2020年高考必备IIIIIIIllI11III/IIIII/II///

卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷

考点

欧姆定律及其应用17

实验:1.测定金属的电阻率（练习使用螺旋

测微器）

实验2描绘小电珠的伏安特性曲线23

考点

实验:3.表头内阻测量2323232323

实验:4.测定电源的电动势和内阻

实验5练习使用多用电表及原理理解2322

实验:6.电学设计及创新实验232223232323

考点一欧姆定律及其应用

命题角度1电路的基本性质和规律

高考真题体验•对方向

（2016全国〃・17）

阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路.开关S断开且电

流稳定时,C所带的电荷量为闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为与。2的

比值为（）

A.|B.jC.|

答案C

解析S断开时等效电路图如图甲所示.

甲乙

设每个电阻阻值为/?,电路中总电阻R总产竽，干路电流/千1=小一=若;电容器两端电压为

3R总15R

Ui=?干|./?=今所带电荷量为。产CU1#;S闭合后，等效电路图如图乙所示，电路中总电阻为R电

2弯，干路电流/+2=六=嘉，电容器两端电压物4+2-R=9,所带电荷量Q2=CU2=^.综上察=

“"邙2，"/«5o*2

[c选项正确.

i方法小结

分析闭合电路问题的四点注意

(1)闭合电路欧姆定律E=U+"(E、r不变)和部分电路欧姆定律U=IR联合使用.

(2)局部电阻增则总电阻增,反之总电阻减;支路数量增则总电阻减,反之总电阻增.

(3)两个关系:外电压等于外电路上串联各分电压之和;总电流等于各支路电流之和.

(4)涉及含电容电路时要搞清与电容并联支路的电压变化，并利用。=CU及分析.求解

电路中电容器带电荷量的问题，要注意以下两点:一是把电容器当成断路简化电路图，按照电路

动态分析的基本方法来分析各部分电路电压与电流的变化.二是电路稳定时，找到与电容器并

联的电阻，而电容器的电压等于与之并联的电阻两端的电压.

典题演练提能•刷高分

(多选)如图所示,电源的电动势E=6V,内阻r=lQ,电阻R=3Q,&=6Q,电容器的电容C=3.6

所,二极管D一般是由硅或者楮管组成，具有单向导电性，下列判断正确的是()

A.开关Si闭合,S2断开时和开关8、S?均闭合时,电容器两端电压均为4V

B.开关SI闭合,S2断开,当合上S2,待电路稳定以后，电容器上电荷量变化了L8xl(y6c

6

C.开关Si、S2闭合,待电路稳定以后断开Si,流过R\的电荷量为9.6xlO-C

D.开关Si、S2闭合,待电路稳定以后断开SI,流过&的电荷量为1.44x105c

答案BC

解析本题要抓住二极管的单向导电性，判断出其处于截止状态,对直流电路没有影响，关键是放

电时，明确两个电阻是并联的，根据电流与电阻成反比来求解通过电阻的电荷量.

设开关与闭合S断开时，电容器两端的电压为Ui,干路电流为/i,根据闭合电路欧姆定律有

P6

/|=J-=UrA=1.5A

/?i+r3+1

SYR]=1.5x3V=4.5V

QMS=3.6x10-6x4.5C=1.62xl0-5C

合上开关S2后，电容器两端电压为。2,干路电流为/2,根据闭合电路欧姆定律有

E二=蕉LA

h=-R/2

R]+/?2

i/2=/2^-=2xg1V=4V

所以电容器上电荷量减少了AQ=(S-U2)C=(4.5-4)x3.6xl0-6c=1.8xl(y6c,故选项A错误,

选项B正确;合上Si、S2后，电容器上的电荷量为：。=CU2=3.6xl()6x4C=1.44xl(y5c.再断开S,

后,Ri和7?2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比.故流过电阻Ri的电荷量为

0I='^4GO=9.6X1O"C,故选项C正确.D错误.

区1+«2

2.

(多选)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图所示，图线a是该电池在某光照强

度下路端电压U和电流/变化的关系图象(电池电动势不变，内阻不是定值)，图线b是某电阻R

的U-1图象.在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法中正确的是()

A.硅光电池的内阻为8Q

B.硅光电池的总功率为0.4W

C.硅光电池的内阻消耗的热功率为0.32W

D.若将R换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率增大

答案AC

解析由图可知该电池的电源电动势为3.6V,由U内+UR=E可知内电压为1.6V,硅光电池的内阻

为片号=技Q=8C,故A正确;硅光电池的总功率为A=E/=3.6x0.2W=0.72W,故B错误；

22

硅光电池的内阻消耗的热功率为Ps=/r=0.2x8W=0.32W,故C正确;若将R换成阻值更大的

电阻,电路中电阻两端的电压变大，但电流变小，硅光电池的输出功率不一定增大，故D错误.故选

AC.

命题角度2(储备)电路的动态分析

【典题】

（多选）（2019湖北武汉模拟）如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为匚定值电阻凡<，•，静电

计的金属小球通过导线与电路中的b点相连.闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片向右滑动一段

距离，电路稳定后，相对滑片未滑动前电压表示数的变化量为AU,电流表示数的变化量为

两电表均为理想电表.下列判断中正确的是（）

A.电源的输出功率减小

B.静电计指针张角减小

C.电压表的示数U和电流表的示数/的比值不变

D.AU与A/的比值不变

答案BD

解析滑片向右滑,尺的有效阻值增大，总外电阻R增大，但不一定大于电源内阻，故电源的输

出功率不一定减小，故A错误;由于R两端电压Ui减小,稳定时电容器两端电压减小，静电计指

针张角减小，故B正确;比值*/?2增大，故C错误;根据U-I图象的斜率知，比值群r+Q不变，故D

正确.故选BD.

I方法小结

掌握闭合电路动态分析的三种常用方法

（1）程序分析法:流程如下

I-上

.*R+r.=I*rU»=E—IBR.

RM增大减小'-------->/s减小增大---------»U内减小增大------------»U外增大减小

最后确定

-----------*7it/1

（2）利用结论法:即“串反并同''法.

串反"——即某一电阻增大（减小）时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、

消耗的电功率都减小（增大）;

②，并同”——即某一电阻增大（减小）时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗

的电功率都增大（减小）.

（3）极限法:因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至

两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论.

典题演练提能•刷高分

（多选）在如图所示电路中，电源内阻忽略不计，闭合开关S,滑动变阻器的滑片位于a点时,两理想

电表的读数分别为S、h滑动变阻器的滑片位于〃点时，两理想电表的读数分别为S、/2.下列

判断正确的是（）

A.Ul>U2,I\

B.滑片位于b点时，滑动变阻器接入电路的阻值为台

C.滑片由a滑到6,然等于滑动变阻器接入电路的阻值变化量

D.滑片由a滑到仇然等于R、的阻值

'1-'2

答案BD

解析滑片从4到6,电阻增大，电流减小，电流表示数减小;根据U=E-/R,电压表示数增大，故A错

误;根据欧姆定律，滑动变阻器接入电路的阻值为R尸监，故B正确;。2-Ui等于Ri电压的减小

量J1-/2等于7?|电流的减小量，抖1等于7?|的阻值，故C错误,D正确.

2.

如图所示，电源电动势E,内电阻恒为是定值电阻，热敏电阻Rr的阻值随温度降低而增大,C

是平行板电容器.闭合开关S,带电液滴刚好静止在C内.在温度降低的过程中,分别用△/、MJ、、

△S和AS表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值.关于该电路工作

状态的变化，下列说法正确的是（）

A•等、等、等一定都变大

B.等和等一定不变，等一定变大

C.带电液滴一定向下加速运动

D.电源的工作效率一定变大

答案D

解析根据电路知识知,V3测路端电压,V2测热敏电阻RT的电压,V|测定值电阻R的电压，由

得，由U2=E-/（R+r）得号^=7?+/•，由Ui=/R得等■=/?,故A、B错;带电液滴在平行板

中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态，在温度降低的过程，热敏电阻RT阻值变大，回

路中电流变小，路端电压增大，由于流过定值电阻R的电流变小，所以分的电压也就变小,而路端

电压增大，故V2示数增大，平行板间的电场强度也增大，导致带电液滴向上运动，故C错;〃=含=

由于路端电压增大，所以电源的工作效率一定变大，故D正确.

考点二实验：1.测定金属的电阻率（练习使用螺旋测微器）

2.描绘小电珠的伏安特性曲线3.表头内阻测量4.测定电源

的电动势和内阻

5.练习使用多用电表及原理理解6.电学设计及创新实验

命题角度1结合描绘小电珠的伏安特性曲线实验综合考查电路问题

高考真题体验•对方向

（2017全国/・23）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有:小灯泡L（额定电压3.8V,

额定电流0.32A）;电压表V（量程3V,内阻3kQ）;电流表A（量程0.5A,内阻0.5Q）;固定电阻

斯（阻值1000Q）；滑动变阻器K（阻值0~9.0Q）;电源E（电动势5V,内阻不计）;开关S;导线若干.

（1）实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图.

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示.

图(b)

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻(填“增大""不变''或“减小”),灯丝的电

阻率(填"增大”不变”或“减小”).

(3)用另一电源瓦(电动势4V,内阻1.00Q)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器

R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为一

W,最大功率为W.(结果均保留2位小数)

答案(1)如图所示

(2)增大增大(3)0.391.17

解析(1)由于要求电压调节范围大,故用分压式.

电压表量程只有3V,故需串联吊)改装为量程为4V的电压表.小灯泡电阻较小(RL<JO?)，

故用外接法.

(2)图中/-U图线上某点与原点连线的斜率代表灯泡在该状态下电阻的倒数.随电流增大，与

原点连线的斜率减小，故电阻增大.由/?=/分析知电阻率增大.

(3)当R=9Q时灯泡功率最小,将电阻R与电源视为整体.

U=E-/(R+r),故U=4V-10C•/,作图法找到灯泡功率Pmin=[//-1.75VxO.225A-0.39W

当R=0时,灯泡功率最大，电源的路端电压与电流的关系

U=E-Ir,故t/=4V-lQ”,作图法找到灯泡功率Pmax=U/=3.65Vx0.32AK.17W.

I方法小结

L分压和限流电路的选择原则

⑴若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求抑若滑动变阻器阻值调到最大时，待测

电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压),

则必须选用分压式电路.

（2）若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一

端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式电路.

（3）若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路.

（4）两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低.

2.控制电路、测量电路的连接

第（3）问求小灯泡消耗的实际功率较难，因小灯泡的阻值随电流的变化而变化，应通过闭合

电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值.

典题演练提能•刷高分

1.实际的二极管正向电阻并不为零，反向电阻也不是无穷大,一兴趣小组同学对某型号二极管做

了如下研究：

（1）用多用电表的欧姆挡粗测二极管的正向电阻.

④则量时选择开关旋到测电阻的“X10”倍率，多用电表的表盘如图所示，则电阻为

Q；

期用电表的红表笔应与二极管的极相连（选填"正''或"负”）.

（2）用电压表和电流表描绘该二极管加正向0~1.5V电压时的伏安特性曲线，可供选择的器材如

下：

电压表Vi（量程1.5V,内阻约2000Q）

电压表V2（量程6V,内阻约4000Q）

电流表Ai（量程0.6A,内阻约10Q）

电流表A2（量程40mA,内阻约0.1Q）

滑动变阻器R（总电阻约为10Q）

滑动变阻器RK总电阻约为100Q）

电源E（电动势2V,内阻不计）

开关S,导线若干

⑦为调节方便，并有尽可能高的精度，请选择合适的器材，电压表、电流表、滑

动变阻器;(填写所选器材的符号)

②在虚线方框中画出实验电路原理图；

@该二极管加正向电压的伏安特性曲线如图所示，现将阻值为50Q的定值电阻与该二极管串

联，并与一电动势为2V,内阻不计的电源组成闭合电路,二极管上的电压为正向电压，则回路中

的电流为mA.

0.51.01.52.0

答案⑴①130②负(2)OV,A2RI②见解析③15

解析(1)表盘上的读数为13,再乘以倍率，所以电阻为130Q;

根据多用电表中两表笔电流的流向为“红进黑出”，要测二极管的正向电阻时，应将红表笔与

二极管的负极相连；

(2)因测二极管加正向0~1.5V电压，所以电压表应选Vi,由二极管加正向电压的伏安特性曲

线可知，当电压接近1.5V时，电流达到最大接近40mA,故电流表应选A2,为调节方便，并有尽可

能高的精度，滑动变阻器应用分压式，所以滑动变阻器应选总阻值较小的，即为二极管电阻

&＞晒瓦故采用电流表内接法.电路图如图•

将50Q的定值电阻与电源等效为一个电动势为2V,内阻为50Q的新电源.在灯泡的/-[/

图上作出新电源的/-U图线,交点纵坐标即为电路中的电流，此时电流为15mA.

2.某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘

制曲线完整.可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有：

电压表V|（量程0~3V,内阻等于3kQ）

电压表V2（量程0~15V,内阻等于15kQ）

电流表Ai（量程0~200mA，内阻等于10Q）

电流表A2（量程0~3A,内阻等于0.1Q）

滑动变阻器凡（0~10额定电流2A）

滑动变阻器&（0~1k。,额定电流0.5A）

定值电阻以（阻值等于1Q）

定值电阻以（阻值等于10Q）

定值电阻RK阻值等于1k。）

电源E（E=6V,内阻不计）

（1）请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.

（2）该同学描绘出的/-U图象应是图中的______.

（2）B

解析（1）描绘小灯泡的伏安特性曲线实验时，需要设计成滑动变阻器的分压接法，滑动变阻器应

选择与小灯泡阻值相接近的R.给出的电压表Vi量程小于小灯泡的额定电压，电压表V2量程又

太大，因此需要将电压表Vi串联一个1kQ的定值电阻R5,改装成最大量程为4V的电压表.给

出的电流表Ai量程小于小灯泡的额定电流，电流表A2量程又太大，因此需要将电流表Ai并联一

个10Q的定值电阻&，改装成最大量程为400mA的电流表.⑵由于小灯泡灯丝的电阻随温度

的升高而增大，所以该同学绘出的小灯泡的/-U图象应是B.

3.（2019北京东城区二模）为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,提供以下实验器材：

小灯泡L（额定电压3.8V,额定电流0.32A）

电压表V（量程3V,内阻3kQ）

电流表A（量程0.5A,内阻约0.5Q）

电阻箱Ro（O~9999.9Q）

滑动变阻器R（阻值0~5Q,2A）

滑动变阻器R2（阻值0~200Q,1A）

学生电源E（电动势4V,内阻不计）

开关S及导线若干.

（1）关于控制电路中滑动变阻器的连接方法,应选择.

A.分压式连接B.限流式连接

(2)为了减小系统误差，关于测量电路中电压表和电流表的连接方式,应选择.

A.安培表内接法B.安培表外接法

(3)实验提供的电压表量程小于小灯泡的额定电压,需要把电压表的量程扩大到4伏，改装电压表

时,应将电阻箱阻值调至__________C,并与题中所给电压表(选填“串联”或“并

联”).

(4)请在方框中画出该实验的电路图.

(5)为操作方便，实验中滑动变阻器应选择(选填R或&).你的选择理由是_.

图(a)

-=-(8H8>-

T——

图(b)

(6)实验中得到小灯泡的伏安特性曲线如图⑶所示，由实验曲线可知，随着电压的增加小灯泡的

电阻(选填“增大”“不变”或“减小”).

(7)现将与题中完全相同的两个小灯泡与另一电源及(电动势4V,内阻1。。)和一阻值为9Q的

定值电阻连接成如图(b)所示电路.此电路中每个小灯泡两端的实际电压为V(结果保

留两位有效数字).

答案⑴A(2)B(3)1000.0串联(4)见解析图

⑸凡选择R时，移动滑片，小灯泡两端的电压示数变化比较均匀(线性关系较好)(6)增大

(7)1.1

解析(1)因要得到从零开始连续可调的多组电压,控制电路中滑动变阻器的连接方法，应选择分

压式连接，故选A.

(2)小灯泡的电阻/?=彳=符CR2Q«Rv,为了减小系统误差，测量电路中电压表和电流

表的连接方式，应选择电流表外接法，故选B.

(3)电压表的量程为3V,内阻为3kQ,则要把电压表的量程扩大到4V,改装电压表时，应将

4V-3V

电阻箱阻值调至藁^=1k。,并与题中所给电压表串联.

(4)实验的电路图.

图1

(5)为操作方便，实脸中滑动变阻器应选择阻值较小的尺.选择理由是:选择R时，移动滑片，

小灯泡两端的电压示数变化比较均匀(线性关系较好).

(6)由实验曲线可知，随着电压的增加/-U线的斜率逐渐减小，则小灯泡的电阻增大.

(7)设每个灯泡两端电压为U,电流为/,则由闭合电路的欧姆定律:E=2U+/(r+R),即

4=2U+10/,即。=2-5/,将此函数关系画在灯泡的伏安特性曲线上，如图2,交点坐标为V,即

此电路中每个小灯泡的两端的实际电压为1.1V.

//mA

图2

4.小明用如图甲所示的电路研究额定电压为2.4V的灯泡L的伏安特性曲线.

丙

(1)在闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应该移到(选填或*”)端.

(2)按该电路测出的灯泡电阻值与真实值相比偏(选填"大''或"小”).

(3)按此方案测得的数据描绘出I-U图象如图乙所示,图象是一条曲线而不是直线的原因

是.

(4)若将两个这样的相同灯泡并联,与电源组成图丙所示的电路，已知电源的电动势E=3.0V,内

阻r=1.5Q,定值电阻R=1.0则每个灯泡的实际功率为W(结果保留两位小数).

答案(l)a(2)小(3)小灯泡的电阻随温度的升高而增大(4)0.40(0.36~0.44)

解析(1)闭合开关前，应将滑片置于输出电压最小的a端，以保护电流表;(2)根据欧姆定律，电阻测

量值为R或=£,若考虑电压表内阻影响,待测电阻的真实值为R*=；■，比较可知R洲＜R*,所以测

//-/y

出的灯泡电阻值比真实值偏小;根据欧姆定律应有/=g=可见/-U图象上的点与原点连线斜

率的倒数等于灯泡的电阻，由于连线的斜率逐渐减小，所以小灯泡的电阻随温度的升高而增大，

即/-U图象是一条曲线而不是直线的原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大;(3)若将两个相

同的灯泡并联后,接入题中所给的电源，设每只灯泡加上的实际电压和实际电流分别为U和/，在

闭合电路中，则有E=U+2/(r+K),变形得U=・2/(r+R)+及代入数据得U=・51+3,故在图乙中作出电

源的I-U图象，如图所示

-1W-

0.61.21.82.43.0

由图可知交点横坐标为灯泡两端的电压U=1.0V,交点纵坐标为流过灯泡的电流/=0.40A,

则每个灯泡的实际功率为P=W=0.40W.

命题角度2(储备)结合测定金属的电阻率实验考查伏安法应用问题

［典题】在伏安法测电阻的实验中，待测电阻反约为200Q,电压表V的内阻约为2kQ,电流表

A的内阻约为10Q,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式尺、=彳计算得

出，式中U与/分别为电压表和电流表的示数.若将图⑶和图(b)中电路测得的电阻值分别记为

RM和&2,则(填“凡「'或扁2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值RM(填“大

于,，“等于,，或“小于,,)真实值，测量值氐(填“大于”“等于”或“小于”)真实值.

图(a)图(b)

答案Ro大于小于

解析根据题意，察＜3,故用内接法测量时更准确，所以凡|更接近真实值.测量值/?.,!实际上

%RA

是待测电阻与电流表的电阻之和，所以Rx\大于真实值.测量值RX1实际上是待测电阻与电压表的

并联电阻值，所以82小于真实值.

I方法小结

国

负

莪A

上分压

电电路

流owy调节

R+RQR

调范

节

国大

范

围

闭

合S都是

前为了

滑。端a端保护

片电路

位元件

置

2.器材选择的三个主要原则:安全性（量程不能太小）、准确性（量程不能太大）、方便性（滑动

变阻器要方便调节）.

3.选择电流表内外接法的口诀:“内大外小”（内接法测大电阻,外接法测小电阻）;选择滑动变

阻器接法口诀:“以小控大用分压'’（变阻器阻值小于待测电阻）.

4.电表有时可反常规使用:已知内阻的电压表可当电流表使用，已知内阻的电流表可当电压

表使用.

典题演练提能•刷高分

1.（（2018天津卷9（3）〕某同学用伏安法测定待测电阻&的阻值（约为10k。）,除了治、开关S、

导线外，还有下列器材供选用：

A.电压表（量程0~1V,内阻约10kQ）

B.电压表（量程（MOV,内阻约100kQ）

C.电流表（量程0~1mA,内阻约30Q）

D.电流表（量程0~0.6A,内阻约0.05Q）

E.电源（电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计）

F.电源（电动势12V,额定电流2A,内阻不计）

G.滑动变阻器Ro（阻值范围0~10Q,额定电流2A）

①为使测量尽量准确，电压表选用，电流表选用，电源选用.（均

填器材的字母代号）

②ai出测量尺阻值的实验电路图.

③该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会其

真实值（填“大于""小于''或"等于”）,原因是

答案6BcF

劭口图所示

Rx

L电源।—

③大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)

解析①由于待测电阻约为10kQ太大,电源电动势为12V时，电路中电流才大约1.2mA,故电流

表选C,电源选F.由于待测电阻约为10kQ,电路中电流约为1.2mA,则待测电阻两端电压约为

12V,所以电压表选B.

②由于待测电阻阻值远大于所选电流表内阻，而略小于电压表内阻，故实脸测量电路设计

时用内接法;而滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻的阻值,故控制电路中滑动变阻器使用限

流式接法根本起不到调节作用，滑动变阻器只能采用分压式接法.电路图见答案.

2.(2019吉林长春质检)(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝

直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则金属丝的直径的读数是，电流表的读数

是，电压表的读数是__________.

(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Q,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kC.

电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电动势E=4.5V,内阻很小.则下面电路图中一

(填电路图下方的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路.但用此最佳电路测量的结果

仍然会比真实值偏(选填“大"或"小”).

(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA是已知的，那么准确测量金属丝电阻凡的最佳电

路应是图中的电路(填电路图下方的字母代号).此时测得电流为/、电压为U,则金属

丝电阻"(用题中字母代号表示).

答案⑴0.881mm0.42A2.25V(2)A小(3)B+RA

解析(1)螺旋测微器先读固定部分为0.5mm,可动部分可估读为38.1x0.01mm=0.381mm,故示

数为:(0.5+0.381)mm=0.881mm;电流表量程为0.6A,则最小刻度为0.02A,读数为0.42A;电压

表量程为3V,最小刻度为0.1V,则读数为2.25V.

(2)因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流接法;同时电压表内电阻较大，

由以上读数可知，待测金属丝的电阻约为5Q,故采用电流表外接法误差较小，故选A;在实验中

电压表示数准确,但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏

小.

(3)因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻,故应选B电

路;待测金属丝及电流表总电阻尺=彳,则待测金属丝电阻尺kR-RA=*RA.

3.某同学通过实验测定一捆长度约为100m的铜导线(电阻约为1.5Q)的实际长度，首先利用螺

旋测微器测量其直径，如图甲所示，再利用图乙所示的电路测出铜导线的电阻.

可供使用的器材有:

电流表:量程0.6A,内阻约0.2Q;

电压表:量程3V,内阻约9k。；

滑动变阻器凡:最大阻值5Q;

滑动变阻器以：最大阻值20Q;

定值电阻:Ro=3Q

电源:电动势6V,内阻可不计；

开关、导线若干

回答下列问题：

(1)由图甲可知,铜导线的直径。=mm;

(2)实验中滑动变阻器应选(选填"R"或闭合开关S前应将滑片移至(选

填或*")端；

(3)根据图乙所示的实物图，在方框内画出其电路图;(铜导线用电阻元件符号表示)

(4)调节滑动变阻器，电压表的示数为U,电流表的示数为/,铜的电阻率为p,不考虑电表内阻对实

验的影响，则导线的长度为(用已知和所测量的字母表示).

答案(1)1.170(2/a(3)图见解析

(V-/?o)wD2

⑷

解析(1)球的直径为D-\mm+17.0x0.01mm=1.170mm.

(2)由于待测电阻是1.5电流表量程0.6A,电路中最大电流约为0.6A,电路中最小电流最

好在0.2A以上,为了更好地控制电路，所以选择&比较合理,闭合开关前应该保证回路中电流最

小，则接入滑动变阻器的阻值就最大，所以应该在a端.

(3)由于待测电阻阻值较小，选用电流表外接的方式，定值电阻R)与心串联能够使得电压表

的读数在量程的以上，所以为了减小误差，要把扁与R串联用，电路图如图所示.

Rx&

rt=HZZl

-®~

aI1

II------

--------1|--------

ES

(4)由电路结构可得U=/(Ro+R。

由电阻定律Rx=P-7T-2

避)

(沁)山

解得/='

4.某实验小组计划测量一未知电阻的阻值，已经连接好实物图如图甲所示.

乙

丙

(1)请根据实物图在图乙所示方框中画出该实验的电路图,并标明表示各元件的字母.

(2)图丙中电阻箱的读数是如果将电阻箱的阻值由10.00Q调节到9.00Q,

应.

(3)觥使电阻箱阻值调至如图丙所示，再将S2接到4,闭合Si,记录下对应的电压表示数为2.20

V,然后断开舟;

②保持电阻箱示数不变，将S2切换到8,闭合Si,此时电压表的读数为2.80V,然后断开Si,不计电

源内阻，电压表可视为理想电表，据此可知，定值电阻凡的阻值为Q(计算结果保留三

位有效数字).

答案⑴图见解析⑵20.00先将“xl”挡调到9,再将“x10”挡调到0(3)5.45

解析(1)实验电路图如图所示；

(2)电阻箱的读数为/?=(0x0.01+0x0.1+0x1+2x10)Q=20.00Q;如果将电阻箱的阻值由

10.00Q调节到9.00。，先将“xl”挡调到9,再将“x10”挡调到0;

(3)因为不计一切内阻，将S2切换到我闭合S1时，电阻吊两端的电压为0=(2.80220)V=0.6

V;当将S2接到A时，通过R的电流为/=誓A=0.11A,故必岑=黑Q«5.45Q.

5.现有一个阻值大约为20Q的电阻，为了更精确地测量其电阻，实验室给出了以下器材：

。电流表Gi(0~50mA,内阻n=3Q)

②1流表G2(0~100mA,内阻厂2=1Q)

③定值电阻Ri(Ri=150C)

@定值电阻R2(/?2=15Q)

⑤滑动变阻器R(0~5Q)

⑥干电池(1.5V,内阻不计)

⑨开关S及导线若干

(1)某同学设计了如图甲所示的电路图，其中A、8一个为被测电阻、一个为定值电阻，请问图中

电阻(填或"B”)为被测电阻,定值电阻应选(填“Ri”或"Rd)

(2)若某次测得电流表Gi、G2的示数分别为/卜",则被测电阻的大小为(用已知和测量

物理量的符号表示).

(3)若通过调节滑动变阻器，该同学测得多组/卜匕的实验数据，根据实验数据作出八、，2的图象

如图乙所示，并求得图象的斜率4=1.85,则被测电阻的大小为。(保留三位有效数

字).

答案⑴BR⑵*瞥(3)21.2

2'2-11

解析⑴Gi和定值电阻A串联相当于电压表，两电流表读数之差可测出流过被测电阻B的电流，

从而计算出被测电阻8的阻值.故图中电阻8为被测电阻.为使两电流表偏转比例相近，两支路电

阻应相近，则定值电阻应选&.

(2)被测电阻的电流被测电阻的电压U=/IS+R2),则被测电阻的阻值R=*：R2)

⑶由R=/I(；I：R2)可得h=(对比图象可得1+立口=185,解得/?=法^Q-21.2

上-1]KnU.o5

Q.

6.某同学要测定某金属丝的电阻率.

(1)如图甲先用游标卡尺测其长度为cm,如图乙再用螺旋测微器测其直径为

mm,如图丙然后用多用电表xlQ挡粗测其电阻为Q.

35

30

25

20

(2)为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下:

A.电压表V(量程3V,内阻约为15kQ)

B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Q)

C.滑动变阻器/?,(0~5Q,0.6A)

D.1.5V的干电池两节，内阻不计

E.开关S,导线若干

①请设计合理的电路图,并画在下图方框内.

②用上面测得的金属导线长度I、直径"和电阻R,可根据表达式0=算出所测金属的电

阻率.

答案(1)6.0151.773(1.771-1.775)6

(2)①见解析图②噂

1

解析(1)由图示游标卡尺可知,其示数1=60mm+3x—mm=60.15mm=6.015cm;

由图示螺旋测微器可知，其读数d=1.5mm+27.3x0.01mm=1.773mm;

由图示多用电表可知，待测电阻阻值是6x1Q=6Q;

(2)①由于电流表内阻和被测电阻相接近，所以采用电流表外接法，由于滑动变阻器较小，为

了方便操作，故采用分压接法，电路图如图所示.

命题角度3测量表头电阻及电表改装问题

高考真题体验•对方向

1.(2019全国/-23)某同学要将一量程为250的微安表改装为量程为20mA的电流表.该同

学测得微安表内阻为1200经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装.然后利

用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表).

电阻箱

.标准毫安表

"------11---------1图(a)

(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线.

(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图(c)所示.由此可以推测出所改装

的电表量程不是预期值，而是.(填正确答案标号)

A.18mAB.21mA

C.25mAD.28mA

(3)产生上述问题的原因可能是.(填正确答案标号)

A.微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200Q

B.微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200Q

C.R值计算错误，接入的电阻偏小

D.R值计算错误，接入的电阻偏大

(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换

为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=.

答案(1)连线如图所示

(2)C(3)AC(4.

解析(1)量程为250HA的微安表改装成量程为20mA电流表时应将电阻与微安表并联.根据电

路图，从电源正极出发，电表正极对应电源正极，依次连接，注意连线不要交叉.

(2)通过电流表的电流与偏角成正比，表盘160HA对应16mA,则表盘250HA对应25mA.

(3)根据/g&=(/-/g)R得/=(1+?)自改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量值

偏小，其实际内阻R&大于1200Q;或者因为定值电阻的阻值R计算有误，计算值偏大，实际接入

定值电阻阻值偏小.故选AC.

(4)并联电路电压相等,/gRg=(/-/g)R,即160RV4=(16mA-160nA)/?;200|iA-??g=(16mA-200

qq

(_iA)AR,得k=—.

2.(2019全国023)某同学欲将内阻为98.5Q、量程为100MA的电流表改装成欧姆表并进行刻

度和校准,要求改装后欧姆表的15kQ刻度正好对应电流表表盘的50pA刻度.可选用的器材还

有定值电阻Ro(阻值14kQ),滑动变阻器R(最大阻值1500Q),滑动变阻器&(最大阻值500。),

电阻箱(0~99999.9。),干电池(七=1.5丫/=1.5Q),红、黑表笔和导线若干.

红黑图⑶

(1)欧姆表设计

将图(a)中的实物连线组成欧姆表.欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为.

Q;滑动变阻器选—.(填或“R2”).

(2)刻度欧姆表表盘

通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示.表盘上〃、b处的电流刻度分别为25和75,则

。、方处的电阻刻度分别为、.

⑶校准

红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向kQ处;将红、黑表笔与电阻箱

连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量.若校准

某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为Q.

答案⑴连线如图所示900Ri(2)455(3)035000.0

E,r

解析(1)把图中各元件串联起来，注意电流从红表笔进，从黑表笔出.15kQ为中值电阻，也是欧姆

表内阻A-Ro-r-%=15OOOQ-14000Q-1.50-98.5Q=900Q,R最大值为1500Q,能提供900

Q的电阻，故选Ri.

C

(2)/?o+Rxi=j-,Ra=15kQ/=25pA,联立求得&=45000Q=45kQ,a处的刻度标为

C

45.R。+02=9/2=75RA,联立求得&2=5000Q=5kQ力处的刻度标为5.

'2

(3)欧姆表欧姆调零时调到0Q;读数就是箭头指的数乘以倍数,然后再加起来，求得和为35

000.0Q.

3.(2015全国〃•23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这

一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：

待测电压表V(量程3V,内阻约为3000Q),电阻箱R)(最大阻值为99999.9Q),滑动变阻器

尺(最大阻值100C,额定电流2A),电源E(电动势6V,内阻不计)，开关2个，导线若干.

(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整.

⑵根据设计的电路，写出实验步骤：—

(3)将这种方法测出的电压表内阻记为Rv；与电压表内阻的真实值Rv相比,Rv'Rv(填

或主要理由是.

答案(1)实验电路图如图所示

(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关Si、S2,调节

凡，使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S"调节电阻箱品使电压表的指

针半偏;读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻

断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;

此时R）两端的电压大于电压表的半偏电压，故Rv'>Rv

r---------------------------------------------------,

一1分法小结

测量电表内阻常用的几种方法

1.伏安法

如图所示，闭合开关S,调节Ri的阻值，记下电流表的示数/,电压表的示数。，则网上半

2.等效替代法

如图所示，此方法一般要选用一个量程比电流表G稍大的电流表A.先闭合S和Si,调节R

的阻值使电流表A的示数为/.然后断开Si,接通S2,调节/?2的阻值使电流表A的示数仍为/,则

Rg=R'

3.半偏法

(1)半偏法近似测量电流表内阻.

如图所示，测量电流表A的内阻，操作步骤如下:西开S2、闭合Si,调节Ro,使A表满偏为

/o；②^持不变，闭合S2,