专题提升练19　电学实验基础-2026版大一轮高中物理（解析版）

专题提升练19电学实验基础1.(1)有一金属材料制成的圆柱形物体，当用游标卡尺来测它的截面直径d时，示数如图甲所示，则d=30.50mm。然后利用伏安法测量该物体的电阻，此时电压表和电流表的示数如图乙、丙所示，则金属物体两端的电压为U=2.20V，流过该物体的电流为I=0.42A。

(2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图丁所示，校零时的读数为0.005(0.004~0.006均可)mm，合金丝的直径为0.642(0.640~0.644均可)mm。

解析(1)游标卡尺主尺的读数为30mm，游标尺上第10条刻度线与主尺某刻度线对齐，由于游标尺是20分度的，所以读数为30mm+0.05×10mm=30.50mm。电压表选用0~3V的量程，分度为0.1V，读数时应估读到分度的110，所以读数为2.20V；电流表选用0~0.6A量程，分度为0.02A，读数时应估读到分度的12，所以读数为0.42(2)校零时螺旋测微器的读数为0+0.5×0.01mm=0.005mm。合金丝的直径为0.647mm-0.005mm=0.642mm。2.某物理兴趣小组同学想测一款电热坐垫的电热丝阻值，该电热丝阻值约为3Ω，现有下列器材:A.电动势为4V的电源B.量程为3V的电压表V1(内阻约为1kΩ)，量程为15V的电压表V2(内阻约为3kΩ)C.灵敏电流计，满偏电流为600μA，内阻为500ΩD.滑动变阻器R0(最大电阻为5Ω)E.开关一个，导线若干(1)为了精确测量，兴趣小组同学先将灵敏电流计改装为量程为1.5A的电流表，需要给灵敏电流计并联(填“串联”或“并联”)一个阻值为0.20Ω的定值电阻(保留2位有效数字)。

(2)实验中，电压表应选V1(填“V1”或“V2”)。

(3)为了精确测量电热丝的阻值，兴趣小组的同学设计了以下几种电路(改装后的电流表用A表示)，完成实验效果最佳的电路是D(填选项字母)。

(4)结合实验中得到的数据，描出的U-I图像如图所示，根据图像可知该款电热坐垫的电热丝阻值为2.80Ω。

解析(1)将灵敏电流计改装为电流表，需要给灵敏电流计并联一个定值电阻，R'=IgrgI-Ig=600×10-6(2)电压表若选V2，指针偏转角太小，误差太大，所以电压表应选V1。(3)为使实验精确，滑动变阻器采用分压式接法。因电流表内阻已知，应采用电流表内接法，D项正确。(4)改装后的电流表内阻RA=R'rgR'+rg≈0.20Ω，根据题图可知该款电热坐垫的电热丝阻值为R=ΔUΔI-RA=2.700.90Ω-0.203.(2024·安徽卷)某实验小组要将电流表G(铭牌标示:Ig=500μA，Rg=800Ω)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，按图甲所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。(1)开关S1闭合前，滑片P应移动到M(填“M”或“N”)端。

(2)根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1200Ω，则R2的阻值应调至4000Ω。

(3)当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为Rg=UI-R1-R2(结果用U、I、R1、R2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A即可(填选项字母)。

A.增大电阻箱R1的阻值B.减小电阻箱R2的阻值C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动(5)校准完成后，开关S2与b连接，电流表G的示数如图乙所示，此示数对应的改装电压表读数为0.86V(保留2位有效数字)。

解析(1)由题图可知，该滑动变阻器采用分压式接法，为了保护电路，在开关S1闭合前，滑片P应移到M端。(2)当开关S2接b时，电压表量程为1V，根据欧姆定律U1=Ig(Rg+R1)，当开关S2接a时，电压表量程为3V，根据欧姆定律U2=Ig(Rg+R1+R2)，其中R1=1200Ω，联立解得R2=4000Ω。(3)当开关S2接a时，根据欧姆定律U=I(Rg+R1+R2)，可得电流表G的内阻可表示为Rg=UI-R1-R2(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，可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值，根据电压表的改装原理，只需增大变阻箱R1的阻值，且电流表G内阻的真实值比铭牌标示值小多少，变阻箱R1的阻值增大多少即可，A项正确。(5)根据欧姆定律得UV=IA(Rg+R1)=430×10-6×(800+1200)V=0.86V。4.(2024·湖南卷)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图甲所示的装置。电阻测量原理如图乙所示，E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3V，表盘如图丙所示，示数为1.25V，此时金属丝阻值的测量值R为12.5Ω(保留3位有效数字)。

(2)打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值。(3)根据测量数据绘制R—p关系图线，如图丁所示。(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丙指针位置的右(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小于(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，则电压表读数需估读一位，读数为1.25V，根据欧姆定律可知，金属丝的测量值R=UI=12.5Ω(4)根据题图丁可知气压越小电阻越大，压强p减小，电阻R增大，再结合U=IR，可判断电压增大，电压表的指针位置应该在题图丙中指针位置的右侧。(5)电流表采用外接法会导致电压表分流，即R测=UI测，I测=I真+URV，I测偏大，则R测5.(2024·全国甲卷)电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图甲所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有:装在气室内的氧气传感器(工作电流1mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%)。完成下列实验步骤并填空:(1)将图甲中的实验器材间的连线补充完整，使其能对传感器定标。答案: (2)连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口。(3)把滑动变阻器的滑片滑到a(填“a”或“b”)端，闭合开关。

(4)缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为1mA，记录电压表的示数U。(5)断开开关，更换气瓶，重复步骤(3)和(4)。(6)获得的氧气含量分别为1%、5%、10%和15%的数据已标在图乙中；氧气含量为20%时电压表的示数如图丙，该示数为1.40V(保留2位小数)。

现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为1mA，此时电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为17%(保留整数)。

解析(1)连接实物图如答图所示，注意连线不要有交叉，且