2025届高考物理二轮复习：电学实验习题

专题二十电学实验

［专题复习定位］

1.熟练掌握电学实验的基本原理和方法，并借助基本实验分析拓展创新实验。

2.掌握传感器的性质，会设计和分析含传感器的自动控制电路问题。

.高考真题再现

命题点1电阻测量类实验

1.(2024•湖南卷，TH)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了

如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示，£是电源，V为电压表，A为电流表。

(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100mA,电压表量程为0〜3V,

表盘如图(c)所示，示数为V,此时金属丝阻值的测量值R为Q(保留3位有

效数字)。

(2)打开抽气泵，降低玻璃管内气压°,保持电流/不变，读出电压表示数〃计算出对

应的金属丝阻值。

(3)根据测量数据绘制片一。关系图线，如图(d)所示。

(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100mA,电压表指针应该在图

(c)指针位置的(选填“左”或“右”)侧。

(5)若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值________(选填“大于”“小于”

或“等于")真实值。

解析：(1)电压表量程为0〜3V,分度值为0.1V,则电压表读数为1.23V,金属丝的

测量值印=5=12.3Q。

(4)根据题图(d)可知气压越小电阻越大，再根据匕V可知压强0减小，电阻〃增大,

故电压增大，电压表的指针位置应该在题图(c)中指针位置的右侧。

（5）电流表采用外接法会导致电压表分流，即A测=4，由于/测偏大，故《水A真。

/测

答案：⑴1.2312.3⑷右（5）小于

2.（2024•山东卷，T14）某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。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10Q,额定电流2A）；

电压表V（量程0〜3V,内阻未知）；

电流表A（量程0〜3A,内阻未知）；

待测铅笔芯网X型号、Y型号）；

游标卡尺，螺旋测微器，开关S,单刀双掷开关K,导线若干。

/Ry

回答以下问题：

（1）使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为mm。

（2）把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调

节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变

化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到（选填“1”或“2”）端。

（3）正确连接电路，得到Y型号铅笔芯/—〃图像如图丙所示，求得电阻用=Q（保

留3位有效数字）；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为L70Q。

（4）使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm,使用螺旋测

微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率（选填“大于”

或“小于”）丫型号铅笔芯的电阻率。

1.5

1.0

0.5

00.51.01.52.02.53.0’

图丙

解析：（1）根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数d=2mm+0.01X45.0mm=2.450mm。

（2）由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法，即测

量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。

(3)根据题图丙的/—〃图像，结合欧姆定律有用梁=1.91Q。

1.O1A

1DC

(4)根据电阻定律A=0下可得P=~，两种材料的横截面积近似相等，分别代入数据

可知Px>PYO

答案：(1)2.450(2)1(3)1.91(4)大于

命题点2电表的改装

3.(2024•安徽卷，T12)某实验小组要将电流表G(铭牌标示：4=500uA,&=800Q)

改装成量程为1V和3V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动

变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图1所示连接电路，其中虚线框内为改

装电路。

图1

(1)开关呈闭合前，滑片尸应移动到(选填或)端。

(2)根据要求和已知信息，电阻箱兆的阻值已调至1200Q,则尼的阻值应调至

________Qo

(3)当单刀双掷开关S?与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为/、U,则电

流表G的内阻可表示为(结果用伏I、用、兄表示)。

(4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电

流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要即可(填正确答案标号)。

A.增大电阻箱泥的阻值

B.减小电阻箱泥的阻值

C.将滑动变阻器的滑片尸向〃端滑动

(5)校准完成后，开关Sz与6连接，电流表G的示数如图2所示，此示数对应的改装电

压表读数为V(保留2位有效数字)。

解析：(1)由题图1可知，该滑动变阻器采用分压式接法，在开关,闭合前，滑片户应

移到〃端。

(2)当开关Sz接a时，电压表量程为3V,根据欧姆定律有〃=4(兄+兄+兄)，其中R

=1200Q,解得尼=4000Q。

(3)当开关&接a时，U=以艮+R*曲,电流表G的内阻-A—尼。

(4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，要减小G的示

数可以增大两电阻箱的阻值。

⑸根据闭合电路欧姆定律〃=Z(4+A)=430X10f><(800+1200)V=0.86V。

答案：⑴〃(2)4000(3),一用一用(4)A

(5)0.86

命题点3测定电源的电动势和内阻

4.(2024•辽宁、吉林、黑龙江卷，T11)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利

用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为A)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。

他们设计了如图(a)(b)所示的实验电路原理图。

(1)实验步骤如下：

①将电阻丝拉直固定，按照图(a)连接电路，金属夹置于电阻丝的(选填或

州")端；

②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数“断开开关S,记录金属

夹与6端的距离L；

③多次重复步骤②，根据记录的若干组仪入的值，作出图(c)中图线I；

④按照图(b)将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组仪入的值，

作出图(c)中图线H。

(2)由图线得出纵轴截距为b,则待测电池的电动势E=。

(3)由图线求得I、II的斜率分别为左、k2,若广=n,则待测电池的内阻r=

ki

(用n和兄表小)o

解析：(1)为了保护电路，闭合开关前，金属夹置于电阻丝的最大阻值处，由题图(a)可

知，应该置于4端。

(2)对于电路图(a),根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir

设金属丝的电阻率为O,横截面积为S,结合欧姆定律和电阻定律

IKI1Vr1

可得U=E~—r,整理可得力=-+—•7

PLUbDPL

同理，对于电路图(b),有

11,S(r+而)1

UEEPL

可知图线的纵轴截距6=),解得£=；o

Eb

/八\人口古士—rk,Sr,S(_r+凡)「kz

(3)由题思可知左=石”,«2=———又厂=n

EpEpki

联立解得。

1吊

⑵

61

77-

命题点4观察电容器的充、放电现象

5.(2024•广西卷，T12)某同学为探究电容器充、放电过程，设计了图甲实验电路。器

材如下：电容器，电源£(电动势6V,内阻不计)，电阻尼=400.0Q,电阻尼=200.0Q,

电流传感器，开关,、S2,导线若干。实验步骤如下：

(1)断开S1、S2,将电流传感器正极与a节点相连，其数据采样频率为5000Hz,则采

样周期为So

(2)闭合Si,电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的Lt曲线如图乙，由图

乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻上的电流为mA(结果保留3位有效数字)o

(3)保持&闭合，再闭合Sz,电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两

极板间电压为Vo

(4)实验得到放电过程的I-t曲线如图丙，I-t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放

的电荷量为0.0188C,则电容器的电容C为uFo图丙中/―2曲线与横坐标、直

线t=lS所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0038C,则t=lS时电容器两极板间电

压为

_______________________________V(结果保留2位有效数字)»

解析：(1)采样周期7=)=三篇so

I5000

(2)由题图乙可知开关Si闭合瞬间流经电阻R\的电流为15.0mA。

(3)放电结束后电容器两极板间电压等于兄两端电压，根据闭合电路欧姆定律得电容器

E

两极板间电压上=二行•兄=2V。

n\~ri\2

(4)充电结束后电容器两端电压场=£=6V,故可得AQ=W—㈤C=0.0188C

解得C=4.7X1()3PF

设力=1s时电容器两极板间电压为％〃，得(公-Uc")C=0.0038C

代入数值解得Uc"弋5.2V。

答案：⑴(2)15.0(3)2

5000

(4)4.7X1035.2

命题点5利用传感器制作简单的自动控制装置

6.(2024•广东卷，T12)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源

跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电

路。所用器材有：电源£(电动势3V)；电压表％和Vz(量程均有3V和15V,内阻均可视为

无穷大)；滑动变阻器凡两个相同的光敏电阻治和心；开关S；手电筒；导线若干。图乙

是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电

动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请

完成下列实验操作和判断。

图7

(1)电路连接。

图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器"电源区开关S和电压表

间的实物图连线。

(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。

①将图甲中片的滑片置于端。用手电筒的光斜照射到岛和心，使扁表面的光

照强度比扁表面的小。

②闭合S,将"的滑片缓慢滑到某一位置。X的示数如图丙所示，读数〃为V,

石的示数为L17V。由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值________(选填“较大”

或“较小”)o

③断开S。

(3)光源跟踪测试。

①将手电筒的光从电池板上方斜照射岛和尺2。

②闭合S,并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。

此时两电压表的示数图乙中的电动机带动电池板(选填“逆时针”或“顺时

针”)转动，直至_______时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。

解析：(1)电路连线如图。

(2)①将题图甲中的7?的滑片置于b端。

②电压表量程为3V,最小刻度为0.1V,则读数为1.60V；由此可知表面光照强度较

小的治两端电压较大，说明表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大。

(3)②由于两电压表的示数〃〈诙可知扁光照强度较大，则说明电动机带动电池板逆时

针转动，直至〃=员时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。

答案：(1)见解析图(2)①6②1.60较大

(3)②逆时针U\=Uz

题型分类讲练

题型一电阻测量类实验

考向1电阻的测量

1（2024•新课标卷，T23）学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻吊。

可选用的器材有：多用电表，电源以电动势5V）,电压表区（量程5V,内阻约3kQ）,定

值电阻屈（阻值为800Q）,滑动变阻器卡（最大阻值50Q）,滑动变阻器8（最大阻值5kQ）,

开关S,导线若干。

完成下列填空：

（1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应________（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“X10”位置

再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的（选填“正极、负极”或“负极、

正极”）相连，欧姆表的指针位置如图⑸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（选填"XI”“X100”或“XIk”）位置，重新调节后，测量得到指

针位置如图（a）中实线H所示，则粗测得到的该电压表内阻为kQ（结果保留1位小

数）。

小255.02.5p

（2）为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选

（选填“七”或“兄”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于（选填

“a”或“6”）端。

（3）闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表％、待测电压表的示数分别为

〃、U,则待测电压表内阻吊=（用〃、〃和园表示）。

（4）测量得到〃=4.20V,U^2.78V,则待测电压表内阻今=kQ（结果保留

3位有效数字）。

［解析］（1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项；接着将

红、黑表笔短接即A选项；进行欧姆调零即B选项。故首先操作顺序为CAB。由多用电表使

用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表表内，故将多用电表的红、

黑表笔分别与待测电压表的负极、正极相连。读数时欧姆表的指针位置如题图（a）中虚线I所

示，偏转角度较小即倍率选择过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡“X100”

的位置。重新调节后，测量得到指针位置如题图（a）中实线H所示，则粗测得到的该电压表内

阻A=16.0X100Q=1.6kQ。

(2)题图(b)所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式接法，为了方便调节，应选最大阻

值较小的滑动变阻器用；为保护电路，且测量电路部分电压从零开始调节，闭合开关S前，

滑动变阻器的滑片应置于a端。

(3)通过待测电压表的电流大小与通过定值电阻的电流相同，/="，待测电压表的

Ao

…nUUR。

内阻兄=亍=方一~7ro

1U\—u

(4)测量得到〃=4.20V,U=2.78V,待测电压表的阻值表达式用=97,，则待测电

U\—U

L士工E2.78X800

压表内阻兄=47a566Qg1.57k。。

q.乙U乙.Io

［答案］(l)CAB负极、正极X1001.6

⑵Aa(3)7^7,(4)1.57

—U

考向2导体电阻率的测量

2(2024•江西卷，T12)某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当

电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此，需先

测量水的电阻率，再进行合理设计。

(1)如图(a)所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒

入其中，测得水的截面宽d=0.07m和高分=0.03m。

(2)现有实验器材：电流表(量程0〜300nA,内阻吊=2500。)、电压表(量程0〜3

V或0〜15V,内阻未知)、直流电源(3V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图(a)中画线完

成电路实物连接。

(3)连接好电路，测量26℃的水在不同长度，时的电阻值尼。将水温升到65°C,重复

测量。绘出26℃和65℃水的尺一7图，分别如图(b)中甲、乙所示。

R*/(l03o)

⑷若兄一/图线的斜率为4,则水的电阻率表达式为z>=（用大d、八表示）。

实验结果表明，温度（选填“高”或“低”）的水更容易导电。

（5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水

量不变，选用内直径为8.OXI。-m的水管。若人体的安全电流为1.0X10-A,热水器出水

温度最高为65℃,忽略其他电阻的影响（相当于热水器220V的工作电压直接加在水管两

端），则该水管的长度至少应设计为m（保留2位有效数字）。

［解析］（2）电源电动势为3V,故电压表量程选择0〜3V；由于电流表的内阻已知，故

电流表采用内接法，实物图如图所示。

⑷根据电阻定律R,===,1,故可得k=K,得P=kdh,电阻率越小越容

易导电，根据图像可知65℃的水的电阻率更小，故可知温度高的水更容易导电。

SX1C）3

（5）根据前面分析可知65℃的水的电阻率p=^=——X0.07X0.03Q•m=24

Q由题意可知”/。，,解得水管的长度至少应设计为公。.46m。

［答案］⑵实物图见解析⑷kdh高（5）0.46

3（2023•辽宁卷，T12）导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的

能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品（固态），某同学欲测

量其电阻率，设计了如图⑸所示的电路图，实验步骤如下：

,UN

0.51.01.52.02.5Llem

图(b)

a.测得样品截面的边长a=0.20cm；

b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定,

丙可在乙、丁间左右移动；

c.将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离£；

d.闭合开关S,调节电阻箱7?的阻值，使电流表示数7=0.40A,读出相应的电压表示

数，断开开关S；

e.改变丙的位置，重复步骤c、d,测量多组/和小作出//图像如图(b)所示，得到

直线的斜率左

回答下列问题：

(1)L是丙到(选填“甲”“乙”或“丁”)的距离；

(2)写出电阻率的表达式。=(用大a、/表示)；

(3)根据图像计算出该样品的电阻率P=Q・ni(保留2位有效数字)。

［解析］(D由题图(a)可知，电压表测的是乙、丙探针之间的样品两端的电压，从题图

(b)中可以看出/越大，电压表示数〃越大，且图像的延长线过坐标原点，在串联电路

中电压表所测电阻部分的阻值越大，电压越大，说明/为电压表所测样品部分的长度，即/

是丙到乙的距离。

(2)电阻决定式为A=，其中所测样品横截面积S=a?,解得P若啖,其中电

阻衣=,，解得0=与，由题图(b)可知，〃一/图像的斜率,所以该样品的电阻率可

“刁2

以表示为P=—

⑶由题图⑹可知斜率狭*=6.5V/m,代入电阻率的表达式解得P="

6.5X(0.2X10-2)2

Q,m=6.5X10-5Q•m。

0.4

［答案］(1)乙(2)—(3)6.5X10-5

4(2023•广东卷，T12)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有:

电源£(电动势恒定，内阻可忽略)；毫安表眄(量程0〜15mA,内阻可忽略)；电阻人(阻值

500Q)、%(阻值500Q)、用(阻值600Q)和吊(阻值200Q)；开关Si和Sz；装有耐腐蚀

电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干。请完成下列实验操作和计算。

(1)电路连接

图(a)为实验原理图。在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，只有吊一端的导线

还未连接，该导线应接到"的(选填“左”或“右”)端接线柱。

(2)盐水电导率和温度的测量

①测量并记录样品池内壁的长宽高，在样品池中注满待测盐水。

②闭合开关Si,开关毫安表的示数为10.0mA,记录此时毫安表的示数，

计算得到流过样品池的电流Z为mAo

③开关Sz,毫安表的示数为15.0mA,记录此时毫安表的示数，计算得到

流过样品池的电流A为mAo

④断开开关测量并记录盐水的温度。

(3)根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为Q,进而可求

得该温度时待测盐水的电导率。

［解析］(1)根据题图(a)为电路可知，吊一端的导线应接到用的右端接线柱。

(2)②闭合开关SH断开开关S2,毫安表的示数为10.0mA,则通过电阻用的电流4=

，根据电路构造可知，流过样品池的电流为71=4+74=40.0mAo

zu

7,R

③闭合开关Sz,毫安表的示数为15.0mA,则流过吊的电流3以，流过样品池

/U

的电流72=73,+/'=60.0mAo

(3)设待测盐水的电阻为吊，根据闭合电路欧姆定律，开关Sz断开时，E=

而+8+冷情；开关S?闭合时，，代入数据解得显=100。。

\/十也/V%十佗Ki-r

［答案］⑴右⑵②断开40.0③闭合60.0

(3)100

考向3电表的改装

典例日某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250nA,内阻为1.2kQ)改装成有

两个量程的电流表，设计电路如图(a)所示，其中定值电阻兆=40Q,兄=360Q。

(1)当开关S接/端时，该电流表的量程为。〜mA,内阻为Q。

(2)当开关S接8端时，该电流表的量程比接在/端时(选填“大”或“小”兀

(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻兄的阻值，

设计了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用(选填“甲”或

“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。

［解析］(1)由题图(a)可知当S接力时，用和用串联接入电路，和小量程电流表并联，

七+兄=400Q,则该电流表的内阻尺=1;累累Q=300Q；满偏时电流表两端的电

压优=7>=250义10一叹1.2义10%=0.3丫，此时通过尼和兄的电流/=63=­WA

分十色40+360

=0.75X10-%=。.75mA,所以总电流/总=加+/=1mA,故该电流表的量程为0〜1mA,

内阻为300Q。

(2)当开关S接8端时，由题图(a)可知尼和电流表串联再和尼并联，由于和电流表并联

的电阻变小，当电流表满偏时，流过尼的电流变大，干路电流变大，即量程变大，所以比接

在/端时大。

(3)题图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；题图乙是电流表的内接

法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以

修正由电表内阻引起的实验误差。

［答案］(1)1300(2)大⑶乙

题型二测量电源的电动势和内阻

6(2023•湖北卷，T12)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了图(a)

所示的电路，所用器材如下：

电压表(量程0〜3V,内阻很大)；

电流表(量程0〜0.6A)；

电阻箱(阻值0-999.9Q)；

干电池一节、开关一个和导线若干。

图(a)图(h)

⑴根据图(a),完成图(b)中的实物图连线。

(2)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R相应的

电流表示数/和电压表示数〃。根据记录数据作出的〃一/图像如图(c)所示，则干电池的电

(3)该小组根据记录数据进一步探究，作出9—A图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的

纵轴截距，结合⑵问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为Q(保留2位

有效数字)。

(4)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值__________(选填“偏大”

或“偏小”)。

［解析］(1)实物连线如图所示。

(2)由电路结合闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir

由题图(c)可知£=1.58V,

〜小1.58-1.37八八

内阻==。g64。。

U.OO

(3)根据£=/(〃+A+r)

可得K

・

E

由题图(d)可知‘于=2

解得吊P2.5Q。

(4)由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实

验中测得的干电池内阻偏小。

［答案］(1)实物图见解析(2)1.580.64

(3)2.5⑷偏小

「典例a小刚准备试测弟弟的儿童电动车上电池的电动势和内阻，他先上网查了一下,

这款电池的电动势£约为8V。除了导线和开关外，还可利用的器材有:

A.直流电压表％、V?(量程均为0〜3V,内阻约为3kQ)

B.定值电阻症(阻值为7Q)

C.电阻箱(最大阻值为8kQ)

D.滑动变阻器用(最大阻值约为10Q)

E.滑动变阻器兄(最大阻值约为5kQ)

电压表量程不够，需要改装，但是又不知道电压表内阻的准确值，小刚根据电表的特点,

打算改装成量程为0〜9V的电压表。

(1)他先将电阻箱与电压表％串联后,连成图1所示的电路，其中心应选用(选

填"人"或"鹿").

图3

(2)将滑动变阻器滑片尸移至最右端,同时将电阻箱阻值调为零,再闭合开关，将滑动变

阻器的滑片户调到适当位置，使电压表刚好满偏。

(3)保持滑片户的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数为V；不改变电阻箱,

电压表和电阻箱的串联组合，就是改装好的9V的电压表。

(4)小刚利用改装后的电压表，连接成图2所示的电路测量电池的电动势和内阻，这里的

心应选用(选填"R"或"府’)。移动滑动变阻器滑片，读出电压表％、V2的多组数

据小、Ik,描绘出4—〃图像如图3所示，图中直线斜率为4,与纵轴的截距为a,则电池的

电动势£=,内阻r：。(均用k、a、a表示)

［解析］(1)不知道电压表内阻的准确值，还要扩大电压表的量程，就需要设置恒定的电

压，因此题图1中分压用的变阻器应该用电阻远小于电压表内阻的用，以减小电压表分流带

来的误差。

(3)当电阻箱阻值为零，滑动变阻器的滑片P调到电压表刚好满偏，说明分压为3V。保

持滑片户的位置不变，即分压保持为3V,当调节电阻箱，使电压表的示数为1.0V时，电

压表和电阻箱的串联组合的电压为3Vo这说明当电压表的示数为3.0V时，电压表和电阻

箱的串联组合的电压为9V,这就是改装好的9V电压表。

⑷由于定值电阻而阻值为7Q,为了让V?表能尽可能取得合适的数值，应选用电阻较

小的知根据闭合电路欧姆定律可得初=人一^r,整理得4=藐%+藐4%

口「ERo1r3a3kRo

P「向+3r，"=3-+3r'斛待"=1—34，，=1—34°

3M

［答案］⑴"(3)1.0⑷而厂以

1-3A

题型三利用传感器制作简单的自动控制装置

8(2023•湖南卷，T12)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一

个测量微小压力的装置，其电路如图(a)所示，兆、兄、兄为电阻箱，分为半导体薄膜压力传

感器，C、〃间连接电压传感器(内阻无穷大)。

(1)先用欧姆表“X100”挡粗测用的阻值，示数如图(b)所示,对应的读数是Qo

⑵适当调节A尼、兄，使电压传感器示数为0,此时，念的阻值为(用用、

Ri、凡表示)。

(3)依次将0.5g的标准祛码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于祛码

所受重力大小)，读出电压传感器示数〃所测数据见下表。

次数123456

祛码质量Mg0.00.51.01.52.02.5

电压勿mV057115168220280

根据表中数据在图(c)上描点，绘制—"关系图线。

U/mV

图(c)

(4)完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压

力传感器上施加微小压力用，电压传感器示数为200mV,则用大小是N(重力加速度

取9.8m/s2,保留2位有效数字)。

(5)若在步骤⑷中换用非理想毫伏表测量C,，间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加

微小压力&此时非理想毫伏表读数为200mV,则R(选填“=”或)吊。

［解析］(1)由题图(b)可知，对应的读数为10X100Q=1000Q。

⑵根据电压传感器示数为0可得/加=为兄，1限=hRs,解得分=母■兄。

112

(3)把表格中的数据在题图(c)上进行描点，然后用一条直线拟合，使尽可能多的点落在

直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，离直线较远的点舍弃，如图所示。

(4)根据万0图像可知，当4=200mV时，0=1.80g,故凡=卬-0.018N。

(5)可将C、，以外的电路等效为新的电源，a〃两点电压看作路端电压，因为换用非理

想毫伏表后，读数为200mV,实际上C、2间断路(接理想毫伏表时)时的电压大于200mV,

则在压力传感器上施加微小压力£时G，间的电压大于在压力传感器上施加微小压力外时

a。间的电压，结合万"关系图线可知，

［答案］(1)1000⑵4用⑶见解析图

Zt2

(4)0.018(5)>

题型四练习使用多用电表

典例E］某实验小组欲制作一个两挡位（“xi”和“义10”）的欧姆表，使用的实验器

材如下：

A.电流表G（满偏电流7g=1mA,内阻&=180Q）

B.定值电阻屈（阻值为2Q）

C.定值电阻尼（阻值为18Q）

D.滑动变阻器兄（最大阻值为1000Q）

E.电源（电动势为9V）

F.单刀双掷开关S

G.红、黑表笔及导线若干

其内部结构如图所示，回答下列问题。

⑴图中/接（选填“红”或“黑”）表笔。

（2）将单刀双掷开关S与1接通时，欧姆表的挡位为（选填“X1”或“X10”）。

（3）现用该欧姆表测量一未知电阻凡，选用“X10”挡位并欧姆调零后，将电阻尼接在/、

8之间，发现电流表几乎满偏，断开电路并将“义10”挡位换成“XI”挡位，再次欧姆调零

时，滑动变阻器兄的滑片（选填“向上”或“向下”）移动，使电流表满偏，再次将

电阻兄接在4、8之间，稳定后电流表G的指针对准刻度盘上的0.6mA处，则未知电阻R,

________Q。

［解析］（1）根据电流方向“红入黑出”，可知/接黑表笔。

（而+8）兆(2+18)X180

（2）开关接1时，而与而串联后和电流表并联,三者总电阻R=

用+用+兆=2+18+180

（兆+凡）曲

Q18Q,开关接2时，用与电流表串联后和凡并联，三者总电阻R'=

兄+%+兄

(18+180)X2

Q=1.98Q,欧姆表的倍率大的挡位内阻大，所以将单刀双掷开关S与1

18+180+2

接通时，欧姆表的挡位为“X10”。

（3）由“X10”挡位换成“XI”挡位，再次欧姆调零时，即增大电流表中的电流，应减

小滑动变阻器用接入电路中的阻值，滑片向下，使电流表满偏。把挡位调到“XI”，将两

表笔短接欧姆调零后，设欧姆表的内阻为A内，根据电路图，此时电流表满偏，电路的干路

4（兆+用）10-3X（180+18）,

电流为4+Z,根据欧姆定律可得71=八p=------3-------A=9.9X1（）TA,根

AoN

EE9

据闭合电路欧姆定律有-Zg+1\—~,解得R内=7,丁=1八Q乂1八-2Q=90Q,把两

H内十iu-py.yAiu

I2(4+用)

表笔与待测电阻相接时，干路电流为72+4=0.6mA+A,则h=

R。

0.6X10-3X(180+18)E

A=5.94X10-2A,其中根据闭合电路欧姆定律可得〃+&=万』

2“内十

3-2

=（0.6+59.4）X10'A=6X10A,解得见=a乂。一2A一7内=60Q。

Ozx1UA

［答案］⑴黑（2）X10（3）向下60

题型五用传感器观察电容器的充、放电过程

匈（2023•山东卷，T14）电容储能已经在电动汽车、风（光）发电、脉冲电源等方

面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材

如下：

电容器。（额定电压10V,电容标识不清）；

电源尔电动势12V,内阻不计）；

电阻箱泥（阻值0〜99999.9Q）；

滑动变阻器兆（最大阻值20Q,额定电流2A）；

电压表V（量程0〜15V,内阻很大）；

发光二极管立、工，开关&、S2,电流传感器，计算机，导线若干。

接计算机电流

传感器

图甲图乙

回答下列问题：

（I）按照图甲连接电路，闭合开关s1；若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向

（选填"a”或“6”）端滑动。

（2）调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为V（保留1位小

数)。

(3)继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为8.0V时，开关S?掷向1,得到电容器

充电过程的/一?图像，如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜

面积的方法，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为C(结果保留2

位有效数字)o

(4)本电路中所使用电容器的电容约为

________________________________F(结果保留2位有效数字)。

(5)电容器充电后，将开关S?掷向2,发光二极管(选填“立"或“D」)闪光。

［解析］(1)滑动变阻器分压式接法，故向6端滑动充电电压升高。

(2)量程0〜15V,每个小格表示0.5V,估读到最小刻度的当位，故示数为6.5V。

(3)/一力图像所围的面积，等于电容器存储的电荷量，由题图丙可知共有37个小格，故

电容器存储的电荷量为3.7X10-3Co

⑷由电容的定义式C='得光4.6X10TF„

(5)开关S2掷向2,电容器放电，故为闪光。

［答案］(1)6(2)6.5(3)3.7X1()T(4)4.6X10-4(5)Di

题型六探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

国某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数关系，提供的实验器材有：学生

电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。

4001400

图甲

图甲为实验原理图，在原线圈从6两端