第六部分实验优化指导专题6.5高考创新实验常关注的3个命题视角

第六部分实验优化指导

专题6.5高考创新实验常关注的3个命题视角

目录

命题视角（一）动摩擦因数的测定.................................................................1

命题视角（二）电阻的测定......................................................................15

命题视角（三）电表的改装与校准................................................................30

命题视角（一）动摩擦因数的测定

测定动摩擦因数实验一般结合在“测量做直线运动物体的瞬时速度”“探究加速度与物体受力、物体质量的关

系''或"探究平抛运动的特点”等实验中考查。实验的原理是：利用打点计时器等器材测出物体做匀变速运动

的加速度，再利用牛顿第二定律计算动摩擦因数，或者利用平衡条件、动能定理或能量守恒定律等计算动

摩擦因数。

实验方法创新思维实验原理

将研究运动物体转化为研究

~~1।f利用户弹=Ff="FN求H

I，，，，〉，，，，，，，，，，，，，，，，，，），，，，月，，，，静止物体

让物块先做加速直线运动，当匀减速运动中，利用逐差法求

打点计时器物块细线滑轮

~^=ar~n

占重物重物掉到地面上之后物块做加速度，利用F=pimg=ma

■〃〃〃，，，》，，〃〃，/匀减速直线运动进一步求林

打点计时器将动摩擦因数的测量转化为利用o=gsin夕一"geos6求

角度的测量〃伍通过逐差法求解）

利用VB2—VA2=2as和动力学

光电门光电门将动摩擦因数的测量转化为

遮光片ww细线辟轻滑轮

物块订y7U4

[i*ia重物加速度的测量

知识得到"一°Mg

4TB过程中，机械能守恒；

将动摩擦因数转化为速度的C-Q过程中，物块Q做平抛

A

C测量，并营造多过程切入水平运动；8-C过程中，对物块

,7777777777777滑动情景Q只有摩擦力做功，利用Wf

=Ekc-EkH,进一步求〃

1.（2022•宜宾调研）某实验小组利用图中所示器材测量滑块与木板之间的动摩擦因数。

弹簧测力计细绳橡层泥滑块木板

乙

实验步骤:

①用弹簧测力计测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；

②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧测力计相连，如图甲所示。在A端向右

水平拉动木板，待弹簧测力计示数稳定后，将读数记作F;

③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②;

实验数据如下表所示:

123456

G/N1.502.002.503.003.504.00

F/N0.590.830.991.221.371.61

(1)根据表中数据在图乙坐标纸上作出F-G图线。

(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数”=(保留两位有效数字)。

(3)在A端向右水平拉动木板速度的大小对动摩擦因数的测量_______(选填“会''或"不会”)产生影响。

【答案】：(1)见解析图(2)0.40(0.39~0.41均可)(3)不会

【解析】：(1)根据表格中的数据在坐标纸上作出广G图线，如图所示。

(2)由题意可知，稳定时，弹簧测力计的示数等于滑块与木板间的滑动摩擦力，根据“=/=5知，图线的斜

TNO

率等于滑块与木板间的动摩擦因数，则二：：=0.40。

(3)滑动摩擦力与相对速度无关，则在A端向右水平拉动木板速度的大小对动摩擦因数的测量不会产生影响。

2.某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小厂和弹簧长度L的关系如图甲所示。

RN/

60--------------/

0

2040L/cm

甲

乙

(1)由图甲可知，弹簧的劲度系数为N/m。

(2)为了测定两木块4、B间的动摩擦因数〃，两同学分别设计了如图乙所示的I、H两种方案。

①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案更合理。

②方案I中，若A和8受到的重力分别为10.0N和20.0N。当A被拉动时，弹簧测力计。的示数为6.0N,

。的示数为11.0N,则4、8间的动摩擦因数为。

【答案】⑴300(2)0I②0.3

【解析】(1)由题图甲可知弹簧的劲度系数为左=第=合N/m=300N/m。

(2)①方案II中必须要保证木块A做匀速运动，弹簧测力计的读数才等于木块A的摩擦力，所以方案1更合

理；

②方案I中弹簧测力计a的读数等于木块A对木块B的滑动摩擦力，则对木块B而言工尸冲调,解得〃=生

=2Q=0.3O

2.(2019.全国卷H)如图(a),某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木

板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等。回答下列问题：

电磁打点计时器

图(a)

(1)铁块与木板间动摩擦因数"=(用木板与水平面的夹角。、重力加速度g和铁块下滑的加速度a

表示)。

(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角使。=30。。接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止

开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示。图中的点为计数点（每两个相邻的计

数点间还有4个点未画出）。重力加速度为9.80可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为（结

果保留2位小数）。

*11.96*单位:cm

—20.90

H---------31.83--------

H-----------------44.70

76.39

图⑹

【答案I⑴学(2)0.35

【解析】：（1）铁块受重力、木板弹力及摩擦力作用，如图所示,

由牛顿第二定律得：，"gsin。一/如=，"。

且FN=mgcos0

解以上两式得〃=嗤子。

（2）由逐差法求铁块加速度:

(X5+X6+X7)一(川+超+冷)(76.39—31.83)—20.90

-xlO2m/s2~l.97m/s2

12T212x0.12

代入、〃=gggsieno6s。-a'得〃W…35。

3.某同学利用一根压缩的弹簧来弹开带有遮光片的滑块测量滑块与木板间的动摩擦因数。实验装置如图（a）

所示，将木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，右端与滑块刚好接触（但不连接），然后将光电

门固定在木板上靠近滑块处。实验步骤如下：

主尺

IIII

IIIII

游标尺

(b)

(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度d,其示数如图(b)所示，d=cm。

(2)将光电门连接计时器，让滑块压缩弹簧至P点(图(a)中未画出)，释放后滑块被弹开并沿木板向右滑动，

计时器记录遮光片通过光电门的时间加，再测量滑块停止时的位置与光电门的距离x,则可用表示

滑块经过光电门时速度的大小。

(3)改变P点的位置，多次重复步骤(2)。

(4)若用点一x图象处理数据，所得图象如图所示，设重力加速度为g,则由图线可得滑块与木板间的动摩擦

因数"=(用物理量的符号表示)。

【答案】⑴1.02(24(4)里

【解析】(1)游标卡尺的示数d=1cm+2x0.1mm=1.02cm»

(2)滑块经过光电门时速度的大小为

(4)物块从光电门到停止运动，由牛顿第二定律得②

由匀变速直线运动速度和位移的关系得

庐=2<«③

由①②®可得表=孥

结合图16可得图象的斜率烹=孥

解得“=砺

4.为测定小滑块与水平木板间的动摩擦因数〃，选用的实验器材为：带挡光片的小滑块、光电门、数字毫

秒计、弧形斜面、游标卡尺、刻度尺，器材安装如图甲所示。

012cm3

I"川同岛巾，中山|川口“1

01234567890

乙

(1)用游标卡尺测量挡光片宽度"，如图乙所示，则4=mm。

(2)小滑块从弧形斜面上某位置由静止释放，读出小滑块上挡光片通过光电门时数字毫秒计的示数用刻度

尺量出小滑块停止运动时，滑块上的挡光片中心与光电门间的水平距离L;小滑块与水平木板间的动摩擦因

数"=(用物理量4L、t、g表示)。

(3)实验中将挡光片通过光电门的平均速度当作小滑块通过光电门的瞬时速度，这样处理测得的小滑块与水

平木板间的动摩擦因数〃与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或"无偏差”)。

屋

【答案】：(1)5.80(2区而(3)偏小

【解析】：(1)游标卡尺的读数为

d=5mm+16x—mm=5.80mm。

(2)小滑块通过光电门的速度为v=p

根据动能定理可得一〃〃磔=o一品俳,

cP

解得"=云承。

(3)小滑块做匀减速直线运动，因为小滑块通过光电门的速度为其平均速度，即中间时刻的速度，此时挡光

片中心己经通过光电门，相比中心通过光电门的速度偏小，根据一〃mgZ_=O-Jiv2可得2=方7故测量值

偏小。

5.（2021•全国甲卷）为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面

上，形成一倾角为a的斜面（已知sina=0.34,cosa=0.94）,小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同

学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔（每个时间间隔\T

=0.20s）内小铜块沿斜面下滑的距离2,3,4,5）,如下表所示。

$1S2S3S4$5

5.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm

由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为m/sz,小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为

（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80m/s2）»

【答案】0.430.32

工"□□八.、士士，4、--5，，士由公'人,,Ax（12.74+11.02—5.87—7.58）xlO2,.

【解析】利用匀变速直线运动规律的推论^x—at2,得a--=--------------------6so游------------m/s2

=0.43m/s2；由牛顿第二定律有mgsina—fimgcosa=ma,解得黑黑/蒋詈3=0.32。

6.（2022•山东泰安市高三期末）某同学用图甲所示的实验装置测量滑块与桌面之间的动摩擦因数.光电门固定

在水平直轨道上的O点，拉力传感器固定在滑块上，不可伸长的细线通过定滑轮将滑块与钩码相连，遮光

条的宽度为d,滑块初始位置4点到。点的距离为L,重力加速度为g.实验步骤如下：

I[—[—]-1

钩码uu

甲乙

A.将滑块从A点由静止释放，传感器显示滑块所受拉力为F,光电门记录遮光条通过光电门的时间为f；

B.改变钩码的个数重复步骤A；

C.正确记录每一组F与/对应的数据，作出的关系图象如图乙所示（图中氏c为已知量）.

(1)根据步骤A中测出的物理量可知，滑块的加速度a=；

(2)滑块与桌面间的动摩擦因数"=；

(3)增加滑块的质量重新进行实验，得到的尸一!图象与两坐标轴交点坐标的绝对值b.c的变化情况是：

b,c.(均填“变大变小''或''不变”)

【答案】(1策(2羡(3)变大不变

【解析】(1)滑块滑到光电门处的速度为丫=孑

根据位移一速度公式得，滑块的加速度为。=苏V2，解得。=毫cP；

(2)对滑块，根据牛顿第二定律得尸一〃〃陪=小。

代入加速度得2g+〃5互

根据F—《图象得b="，〃g，。=竿

滑块与桌面间的动摩擦因数为〃=篝

(3)根据(2)可知，b变大，c不变.

7.某同学利用图中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系，所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细

绳、50g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为200g,其上可放钩码)、刻度尺，

当地重力加速度为9.80m/s2,实验操作步骤如下：

遮光条光电门1光电门2

①安装器材，调整两个光电门的距离为50.00cm,轻细绳下端悬挂4个钩码，如图所示；

②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；

③保持最下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步

骤；

④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻细

绳悬挂钩码)总动能的增加量AEk及系统总机械能的减少量△£,结果如下表所示:

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

AEk/J0.5870.4900.3920.2940.195

AE/J0.3930.4900.6860.785

回答下列问题:

(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为J(保留三位有效数字);

(2)步骤④中的表格所缺数据为；

(3)若M为横轴，AE为纵轴，选择合适的标度，在图13中绘出图象;

A£/J

M/kg

(4)若系统总机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，则物块与木板之间的摩擦因数为.(保留两位有

效数字)

【答案】(1)0.980(2)0.588(3)见解析图(4)0.40(0.38〜0.42)

【解析】(1)四个钩码重力势能的减少量为

AEp=4m理=4x0.05x9.80x0.5J=0.980J

(2)对滑块和钩码构成的系统，由能量守恒定律可知

4mgL—Wt~；(4〃?+A/)V22—^(4»z+M)vi2

其中系统减少的重力势能为△Ep=4〃?gL

系统增加的动能为

△反=<(4"?+M)也?一+M)I，12

系统减少的机械能为AE=Wr，

则代入数据可得表格中减少的机械能为

△E3=0.980J-0.392J=0.588J

(3)根据表格数据描点得XE-M的图象如图所示

⑷根据功能关系可知AE=flMgL

则△£一〃图象的斜率为

0.785-0.393

k=〃g£=0.4oo_0.2oo=196

解得动摩擦因数为"=0.40(0.38〜0.42).

8.(2022•河北唐山市高三下学期3月一模)在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了如

图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力.

(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是.

A.必须用天平测出砂和砂桶的质量

B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

C.应当先释放小车，再接通电源

D.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带

(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间还有四

个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是m/s2.(计算结果保留三位有效数字)

(3)由实验得到小车的加速度«与力传感器示数F的关系如图丙所示.则小车与桌面的滑动摩擦力Ff=

________N.

【答案】(1)D(2)2.40(3)1.0

【解析】(1)对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量砂和砂桶的质量，也不需要满足砂和砂桶

的总质量远小于小车的质量，故A、B错误；

使用打点计时器，应先接通电源，再释放小车，故C错误；

探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，故D正确.

(2)打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间还有四个点未画出，可知相邻两计数点之

间的时间间隔为7=5x1=0.1s,

根据Ax=aT2,可得“=七泮=2.40m/s2

(3)根据牛顿第二定律可知2F-F『ma,解得Ff=1.0N.

9.(2022•新疆高三下第二次适应性检测)某实验小组利用如图所示装置测量滑块与木板间的动摩擦因数，主要

实验步骤如下：

光电1,2光,IJ1遮光条相同的

，木/滑刍/n”钩码

「II.二］

钩码

a.测量出两光电门之间的距离L和遮光条的宽度d.

b.将四个相同的钩码都放在滑块上，从滑块上取一个钩码挂在细绳的牵引端，将滑块从光电门1的右侧由静

止释放，记录遮光条通过光电门1和光电门2的时间加卜A/2.计算出滑块的加速度⑶.

C.再依次从滑块上取下钩码增加到牵引端，重复上述步骤，分别计算出滑块的加速度42、G、处.

d.在。一皿,"为牵引端钩码总质量)坐标系中描点，再用直线拟合，根据图象计算出滑块与桌面间的动摩擦因

结合上述实验步骤完成下列任务:

15

III—10

5

0

(1)用图中的螺旋测微器测得遮光条的宽度d=mm；

(2)关于实验原理及操作，下列说法正确的是

A.实验时必须平衡摩擦力

B.滑轮与滑块间的细绳必须与木板平行

C.必须保证牵引端钩码总质量远小于滑块、遮光条和其上剩余钩码的总质量

D.本实验必须要测量滑块的质量

(3)由步骤b计算出的滑块加速度a;(用题目中所给的字母表示)

(4)4-〃？图象中图线在。轴上截距的绝对值为b,已知重力加速度为g,则滑块与木板间的动摩擦因数"=

【答案】(1)3.113(3.111〜3.114均可)(2)B(3)-----;~歹--------(4)-

【解析】(1)主尺读数为3mm,主尺轴线跟可动部分的11和12之间对齐，根据螺旋测微器的读数规则可

知遮光条的宽度

d=3mm+0.113mm=3.113mm

(2)由实验原理可知，实验不需要平衡摩擦力，故A错误；

滑轮与滑块间的细绳必须与木板平行，则拉力与木板平行，滑动摩擦力a="尺=〃但，故B正确；

因为加速度的计算不会由于C项中原因产生误差，故C错误；

不需要测量滑块质量，”计算出后，关于a—胆图象，〃，为牵引端钩码总质量，与滑块质量无关，故D错误.

⑶由V=J

"4口dd

可得M=而'『而

汇一月2=2〃L

d2d2

22

口nV2-V1加2Ah

即a=FT=2L

(4)由牛顿第二定律可得mg-n(M-m)g=Ma

则〃=(常+制广阳

则有b=|一〃g|

b

u=­.

fg

10.(2022•四川成都市第二次诊断汝口图所示为某实验小组设计的“用量角器和刻度尺测定动摩擦因数”的实验

装置。

(1)实验步骤为：①将小球和滑块用细绳连接，使其跨过固定的斜面，均处于静止状态；②剪断细绳，小球

自由下落，滑块沿斜面下滑，先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音；③保持小球和滑块的位置不变，

调整________________位置，重复以上操作，直到同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音；④用量角器

测出斜面的倾角6,用刻度尺测出小球下落的高度H和滑块沿斜面运动的位移X。

(2)由实验可求得：滑块沿斜面运动的加速度和重力加速度的比值/=；滑块与斜面间的动摩擦因数

O

M=

【答案】⑴挡板(2店tan0--^

【解析】(1)本实验利用小球与滑块运动时间相等，结合运动学规律和牛顿第二定律进行处理，则保持小

球和滑块的位置不变，调整挡板的位置，重复以上操作，直到同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。

⑵对滑块有x=^at2

对小球有-得?=告

ax

由牛顿第二定律有mgsin夕一wwgcos6=ma,得"=tantan。一而彘。

命题视角（二）电阻的测定

电阻的测定是欧姆定律的重要应用，是整个电学实验的核心，是高考电学实验命题的热点。以教材中

伏安法测电阻为原形实验，变换出安安法、伏伏法、比较法、半偏法、替代法等多种不同的测量方式，综

合考查仪器选择、电路设计与分析、实验数据处理与误差分析，从而全方位考查考生的实验能力。

R，号

（内接法）

伏安法

大电阻用内接法，测量结果偏大;小电阻用外接法，

&T0-测量结果偏小，简记为“大内偏大，小外偏小”

（外接法）

如果已知画的内阻R1，则可测得您的内阻穴2=

——

_®—/|/?|

h

安安法

④串联一定值电阻Ro后，同样可测得®的内阻

—

4（&+Ro）

&-12

两电表的满偏电流接近时，若已知@的内阻

伏伏法-©

则可测出④的内阻&=的?।

忌并联一定值电阻Ro后，同样可得®的内阻&

5

测得电阻箱R的阻值及@表、④表的示数小/2,

比较法

可得心=华（电表阻值不计）

电阻箱与电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串

联，RiaVR式测电流表内阻）

半偏法

电阻箱与电压表串联,滑动变阻器为小电阻的变阻

器，测电压表内阻）

调整Ro,使8、S3均闭合与8、S2均闭合时电流

替代法

表示数相等，则凡=Ro

（电流等效替代）

调整Ro,使8、S3均闭合与SI、S2均闭合时电压

表示数相等，则凡=Ro

（电压等效替代）

1.（2022•潍坊五校联考）某同学在实验室发现一根粗细均匀、中空的圆柱形导电元件，其横截面为同心圆环,

如图甲所示，该同学想知道中空部分的内径2,但该元件的内径太小，无法直接测量，他设计了如下实验进

行测量，已知该元件的长度工及电阻率上

（1）用螺旋测微器测元件的外径，结果如图乙所示，该读数为mm.

（2）用多用电表测出其阻值，多用电表的“Q”挡有“xl”“xlO”“xlOO”“xlk”四挡,选用“x100”挡测量时,发现

指针偏转角度过大，换用相邻的某倍率，重新调零后进行测量，结果如图丙所示，则该元件的电阻为

___________Q,O

（3）为精确地测量该元件电阻，有下列器材可供选择：

A.电流表Ai（量程50mA,内阻n=100。）

B.电流表A2（量程150mA,内阻「2大约为40Q）

C.电流表A3（量程3A,内阻-3大约为0.1。）

D.滑动变阻器R（0〜20C,额定电流2A）

E.直流电源E（9V,内阻不计）

F.导电元件R、

G.开关一只，导线若干

请选择合适的仪器，将实验电路图画在虚线框内，并标明所选器材的代号。

（4）若测得该元件的电阻为R,则元件的内径d=。（用已知量和所测物理量的符号表示）

【答案】：（1）6.005（2）90（3）见解析图（4）［/。2一转

TLK

【解析】：（1）螺旋测微器的固定刻度为6.0mm,可动刻度为0.5x0.01mm=0.005mm,所以最终读数为6.0mm

+0.005mm=6.005mm。

⑵选用“xlOO”挡测量时，发现指针偏转角度过大，则说明所选挡位较大，应选择相邻小倍率挡，则选用的

是“xlO”,由图可知,该元件的电阻为9xl0C=90Q。

3

⑶山，实验器材中没有电压表，但电流表A,内阻己知，且电流表A,能测最大电压为C/max=50xl0xl00V

=5V,

则可将电流表Ai充当电压表，由于测量过程中流过电阻的电流不宜太大，则电流表选A2,为了多测量数据

而减小误差，则滑动变阻器应用分压式，由于电流表A2的内阻未知，则用外接法，电路图如图所示。

（4）山电阻定律有=p

解得心后誓。

2.（2021•浙江6月选考）小李在实验室测量一电阻R的阻值。

（1）因电表内阻未知，用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S,将滑

动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数Ui=1.65V,电流表的示数如图

乙所示，其读数6=A；将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为。2=1.75丫，/2=0.33人。由

此可知应采用电流表（填“内”或"外”）接法。

（2）完成上述实验后，小李进一步尝试用其他方法进行实验：

①器材与连线如图丙所示，请在虚线框中画出对应的电路图;

②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关掷到右边，调节电阻箱的阻值，使电

流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图丁所示。则待测电阻&=C。此方法（填

“有''或"无"）明显的实验误差，其理由是

【答案】⑴0.34(0.33〜0.34)外

（2）①见解析图②5有电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近（或其他合理解释）

【解析】（1）由电流表的表盘可知电流大小为0.34A；电压的百分比变化为外=弋老=00%=5.7%,

034—033

电流的百分比变化为〃2=0xl00%=2・9%，电压表的示数变化更明显，说明电流表电阻较大，应采

用外接法。

(2)①电路图如图所示

FE

②两次实验中电流相同，据。°知&=&＞，电阻箱读数即为待测电阻阻值即R=5C；

电阻箱的最小分度和待测电阻阻值接近，这样测得的阻值不够精确，如待测电阻阻值为5.4Q,则实验只能

测得其为几=5C,误差较大。

3.(2022•西宁一模)某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验中:

(1)如图甲所示，该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径。=mm。

(2)该同学用如图乙所示电路图测量金属丝旦的电阻，供选择的仪器如下：

①电流表Ai(内阻为r)；

②电流表A2;

③滑动变阻器RI(O〜1000Q)；

④滑动变阻器&(0〜20C)；

⑤蓄电池(2V)；

⑥开关S及导线若干。

(3)滑动变阻器应选择(选填"RJ或在图丙中按图乙用笔画线代替导线连接实物图。

(4)闭合开关S,移动滑动触头至某一位置，记录Ai、A2的读数小h通过调节滑动变阻器，得到多组实

验数据；以/2为纵坐标，人为横坐标，作出相应图像，如图丁所示。根据图像的斜率％及电流表Ai内

阻r,写出金属丝电阻的表达式&=o

(5)测得金属丝连入电路的长度为L则金属丝电阻率0=(用鼠D、4、r表示)。

【答案】：(1)2.500(3)&见解析图(4)■1工(5)——7；

k~14L(k—1)

【解析】：⑴螺旋测微器测量金属丝的直径。=2mm+50.0x0.01mm=2.500mm。

(3)根据电路原理图可知，滑动变阻器是分压式接法，所以滑动变阻器要选择较小的必。

根据电路原理图，实物图连线如图所示.

(4)根据欧姆定律可知金属丝电阻&=占，变形得/2=1+9I，所以图像的斜率21+5，变形得

AxKx

&=占

(5)根据电阻定律得%=',解得〃=等=石箸不。

4.(2022•哈尔滨三中模拟)某同学采用“半偏法”测量一个量程为3V的电压表的内阻(约3kC),电路图如图所

示。

(1)要使测量值尽量准确，除了选用电源、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用

(选填"A”或"B”)，电阻箱中选用(选填"C”或"D”)，电源中选用(选填"E”或"F”)。

A.滑动变阻器(0〜50Q)

B.滑动变阻器(0〜2kC)

C.电阻箱(0〜999.9C),阻值最小改变量为0.1。

D.电阻箱(0-9999.9Q),阻值最小改变量为0.1Q

E.电源电动势1.5V,内阻可忽略

F.电源电动势4.5V,内阻可忽略

(2)该同学在测量电压表的内阻时，实验步骤如下：

①按实验原理图连接好电路，把开关8、S2断开，把滑动变阻器的滑片尸置于(选填为”或*")；

②闭合开关Si、S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为3.00V；

③保持P位置不变，再断开开关S2,调节电阻箱的阻值使电压表的示数为IV,此时电阻箱的阻值为6.2kC,

则被测电压表内阻的测量值Rv=kd

(3)电压表内阻Rv的测量值R测和真实值R，,相比，R-»)(选填“略大于”“略小于”或“等于")R

【答案】(1)ADF(2)①a③3.1(3)略大于

【解析】(1)本题滑动变阻器采用分压式接法，为了操作方便应选择最大阻值较小的滑动变阻器，故滑动

变阻器选A；因为本实验是采用“半偏法”测电压表的内阻，电压表半偏时，电阻箱的阻值认为等于电压表的

内阻，电压表的内阻值大约为3kC,所以电阻箱选D；由于电压表量程为3V,并且(2)中电压表示数要调

到3V,所以电源只能选F。

(2)①按实验原理图连接好电路，把开关8、S2断开，为了保证开关闭合时电路的安全，让测量电路中的电

压由零开始调节，把滑动变阻器的滑片P置于“端；③电阻箱和电压表串联的总电压是3.0V,调节电阻箱

使电压表示数为1.0V时，电阻箱上分压为2.0V,根据串联电路电压与电阻成正比，得被测电压表内阻的

测量值RV=JX6.2kC=3.1kC。

(3)实验中当S?断开时，电阻箱和电压表串联，再与滑动变阻器并联，则此时电阻箱和电压表两端电压略大

T3V,认为电阻箱和电压表两端电压仍为3V,故调节电阻箱的阻值使电压表指针指到10V位置，此

时电阻箱的电压大于2.0V,故电阻箱的电阻大于电压表的电阻的2倍，即电压表内阻测量值偏大。

5.(2022•合肥模拟)某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻值。

所用器材有电流表Ai、A2,电阻箱R、滑动变阻器R2、待测铅笔芯&、电源E、开关S及导线等。操作步

骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值；记

录两个电流表A|、A2的示数分别为八、/2。

乙

请回答以下问题:

(1)若电流表的内阻可忽略，则电流表示数/2=4时，电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值。

(2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图乙所示，该笔芯的直径为mm。

(3)已测得该笔芯的长度L=20.00cm,电阻箱尺的读数为5.00C,根据上面测量的数据可计算出笔芯的电

阻率p=Cm。(结果保留3位有效数字)

(4)若电流表A2的内阻不能忽略，仍利用(1)中方法，则笔芯电阻的测量值________真实值(填“大于”“小于”

或“等于”)。

【答案】：(招(2)1.000(3)1.96xl()r(4)小于

【解析】：(1)由并联电路特点可知，当/2=；人时，电阻箱的阻值与待测笔芯的阻值相等;

⑵螺旋测微器的读数为1.000mm；

（3）由公式式=/可计算出笔芯的电阻率为1.96x105Qm；

（4）电流表A2的内阻不能忽略时，电流表A2与电阻箱的电阻之和等于待测笔芯的电阻，即电阻的测量值小

于真实值。

6.（2022•山东卷，14）某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材:

干电池E（电动势1.5V,内阻未知）；

电流表Ai（量程10mA,内阻为90C）；

电流表Az（量程30mA,内阻为30C）；

定值电阻扁（阻值为150C）；

滑动变阻器R（最大阻值为100Q）;

待测电阻R"

开关S,导线若干。

测量电路如图所示。

（1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻Ro接入电路；闭合开关,

调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的3处。该同学选用的电流表为（选填“Ai”或"Al'）；若不

考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为。。

（2）断开开关，保持滑片的位置不变。用心替换Ro,闭合开关后，电流表指针指在满刻度的;处，则上的测

量值为________

（3）本实验中未考虑电池内阻，对尺的测量值_______（选填“有"或"无”）影响。

【答案】⑴Ai60(2)100⑶无

【解析】(1)若不考虑电池内阻，且在电池两端只接&时，电路中的电流约为

E1.5八H30

/=两=而jA=10mA,因/＜受mA,

则该同学选用的电流表应为

A1；

若不考虑电池内阻，根据闭合电路的欧姆定律有

£=3(R+/?O+/?AI)，计算出R=60C。

(2)断开开关，保持滑片的位置不变，用R,替换闭合开关后,

有E=^(R+RX+RM)

代入数据有&=10()Q。

(3)若考虑电池内阻，根据闭合电路的欧姆定律有E=y[(/?+/-)+/?o+/?Ai]

3/

E=~^[(R+r)+Rx+RM]

联立计算出的R不受电池内阻r的影响。

7.(2022•四川成都二模)为将一只毫安表A(量程3mA,内阻约几十欧姆)改装成量程为1.5V的电压表，实验

室提供了下列器材：电源E(电动势约6V,内阻不计)；滑动变阻器R(0〜50C)；滑动变阻器&(0〜5kC)；

电阻箱R(0〜999.9C)；开关两个、导线若干。

滑动变阻器

某同学先按图示电路连接线路，测量表A的内阻。他的操作步骤如下:

a.将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合吊后调节变阻器的阻值，使表A的指针满偏；

b.闭合S2保持变阻器的阻值不变，调节电阻箱R的阻值，使表A的指针偏转到量程的夕立置;

c.记下R的阻值为30.0下。

（1）上述实验中，滑动变阻器应选用（选填"Ri”或"&"）。

⑵表A的内阻测量值以=。。此测量值________（选填“大于”“等于”或“小于”）表A内阻的真实值。

（3）若取表A内阻的测量值RA进行计算,为达成改装的目的,可将表A与电阻箱R（选填“串联”或“并

联”），且将电阻箱R的阻值调到

【答案】（1）/?2（2）30.0或30小于（3）串联470.0或470

F6

【解析】（1）毫安表A的量程3mA,则电路中的最大电流为3mA,电路的最小电阻为/?=素=1令与C

/gJX1U

=2000Q,故滑动变阻器应选用

（2）实验中用半偏法测电表的内阻，所以R的阻值即为电表的测量值，则表A的内阻测量值RA=30C,由于

闭合S2，电阻箱R并入电路，电路的总电阻变小，干路电流变大，而流过毫安表的电流为满偏的-半，所

以流过电阻箱R的电流大于满偏的一半，根据并联电路的特点，可知电阻箱R的阻值小于毫安表的内阻，

即测量值小于表A内阻的真实值。

（3）应把毫安表与电阻箱串联，改装成电压表，量程为1.5V,则有U=/g（/?A+R），则将电阻箱R的阻值调到

/?=470Q,

8.（2022•河南开封二模）某同学利用如图所示的电路测量多个物理量。实验室提供的器材有：

两个相同的待测电源（内阻r约为1Q）

电阻箱R（最大阻值为999.9C）

电阻箱R2（最大阻值为999.9Q）

电压表V（内阻约为2kC）

电流表A（内阻约为2。）

灵敏电流计G,两个开关Si、S2

主要实验步骤如下:

①按图连接好电路，调节电阻箱R和R2至最大，闭合开关8和S2,再反复调节Ri和&,使电流计G的

示数为0,读出电流表A、电压表V、电阻箱吊、电阻箱/?2的示数分别为0.41A、12.0V、30.0C、28.2C；

②反复调节电阻箱品和&(与①中的电阻值不同)，使电流计G的示数为0,读出电流表A、电压表V的示

数分别为0.60A、11.7V。

回答下列问题：

(1)步骤①中：电流计G的示数为0时，电路中A和B