2025年高考物理二轮复习：电学实验

1m电学实验

突破点一基本仪器的读数与使用

1.游标卡尺

(1)弄清精确度：10分度----0.1mm,20分度----0.05mm,50分度----0.02

mmc

⑵读出测量结果：测量值=主尺刻度整毫米数+“X精确度(mm)。

2.螺旋测微器

测量值=固定刻度整毫米数+半毫米数+可动刻度读数(含估读值)X0.01mm

3.电压表、电流表

⑴为减小测量误差，一般使电流表、电压表的示数超过满偏刻度的;。

(2)若最小分度为1、0.1、0.01等，需要估读到最小分度的下一位；如果最小分度

不是1、0.1、0.01等，只需要读到最小分度位即可。

4.多用电表的使用

⑴使用多用电表时，不管测量什么，电流都要从电表的“+”插孔(红表笔)流入

电表，从“一”插孔(黑表笔)流出电表，即“红入黑出”。

(2)测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。

(3)电阻挡的读数

①为了减小读数误差，指针应指在表盘中央刻度附近；

②电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。

提醒：电表的“三用”

如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以

作为定值电阻来用，即“一表三用”。

[典例1](基本仪器的读数)请正确填写下列基本仪器的读数：

甲乙

T

⑴图甲读数为emo

(2)图乙读数为mmo

(3)图丙若为“义10”倍率挡，读数为Qo

(4)图丁读数为。。

⑸图戊读数为Ao

(6)图己读数为Vo

［解析］(1)游标尺零刻度线对应的主尺上整数部分为11mm,游标尺第14条刻

度线与主尺25mm刻度线对齐，则游标卡尺读数为11mm+14X0.05mm=11.70

mm=1.170cmo

⑵螺旋测微器读数为2.5mm+48.7X0.01mm=2.987mm0

(3)多用电表测电阻时，电阻的测量值=表的示数义倍率，故答案为24X10。=

240Qo

(4)电阻箱的读数方法：将每个旋钮上指针所指的数值(都为整数)乘以各自的倍率,

从最高位依次往下读，即可得到电阻箱的实际阻值，故读数为84580.2Qo

(5)电流表使用的是0〜0.6A的量程，刻度盘上每一小格表示0.02A,只需半格

估读，则读数为0.34Ao

(6)电压表使用的是0〜3V的量程，刻度盘上每一小格表示0.1V,需估读到最

小分度值下一位，则读数为2.25V。

［答案］(1)1.170(2)2.987(2.985〜2.989均正确)(3)240(4)84580.2(5)0.34

(6)2.25(2.23〜2.27均正确)

［典例2］(多用电表的使用)(2024•安徽统考一模)多用电表是一种多功能、多量

程的电学仪表，可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等物理量。

(1)指针式多用电表使用前应该调整___________,使指针指向“0"o

(2)某电阻阻值约为几百欧姆，现用该电表测此电阻，测量前，需要以下操作，其

顺序是o(填写序号)

A.将红表笔和黑表笔直接接触

B.把选择开关旋转到“义10”位置

C.调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆“0”点

正确进行实验操作后，电表的读数如图甲所示，该读数是

⑶图乙是某同学设计的多用电表测电阻的欧姆调零原理图，电池的负极应接

(选填“红”或“黑”)表笔。图中G为表头，量程lOO^A,内阻&=

2.5k。，RT=0.5k。，通过调节a、方间的触点，使G满偏。已知&=4.8kQ,

电池电动势为L50V(电池内阻可忽略)，触点在a端时G满偏，则Ri=

kilo

［解析］(1)指针式多用电表使用前应该调整指针定位螺丝，使指针指向“0”。

(2)用指针式多用电表测几百欧姆电阻时，应先将选择开关旋转到“X10”位置，

再将红表笔和黑表笔直接接触，最后调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆“0”点,

所以正确的顺序是BAC。该电阻的阻值为19.3X100=193。。

(3)电池的负极应接多用电表的负极，则应接多用电表的红表笔；触点在a端时

G满偏，则RT与G串联，串联部分的电压为Ui=/g(RT+Rg)=0.30V,根据串

并联电路的特点可知&两端的电压为172=E-171=1.20V,所以通过&的电流

为/=鱼=250gA,则通过拈的电流为Zi=Z-Zg=150gA,根据部分电路欧姆

R2

定律得Ri=—=2000。=2k12o

［答案］⑴指针定位螺丝⑵BAC193（3）红2

［典例3］（电流表和电压表改装）（2024•辽宁名校联考）在学校社团活动中，某实

验小组欲将一只量程为0~250gA的微安表头G改装为能够测量电流和电压的

双量程电表，首先利用如图甲所示的电路测量微安表的内阻，可供选择的实验器

材有：

厂|变阻器力■◎

A.待改装的微安表头G（量程为0〜250pA,内阻为几百欧姆）

B.微安表Gi（量程为0〜300pA）

C.滑动变阻器R滑i（0〜10k。）

D.滑动变阻器H滑2（0〜50k。）

E.电阻箱R（0〜9999。）

F.电源E（电动势约为9V）

G.开关、导线若干

（1）为顺利完成实验，变阻器1应选择,变阻器2应选择。（从

C、D、E中选择）

⑵实验时，除了微安表Gi的示数&和微安表G的示数12,还需要记录的数据

是（写出待测物理量及其字母），则待测微安表的内阻rg=

（用上述物理量字母表示）o

⑶现将待测微安表接入如图乙所示的电路，当接线柱1、3接入电路时，改装成

的电压表的量程为o（用待测微安表的满偏电流/g、内阻用及定值电阻

阻值小、国表示）

［解析］（1）在该实验中，闭合开关S,当微安表Gi偏转到满刻度时，电路中总

电阻R总=£=3OO：IO_6Q=30k。，为了确保微安表的安全，则变阻器1应该选

择阻值较大的滑动变阻器，即选择D;该实验的实验原理是采用安安法测电阻,

即通过两个微安表测量出通过变阻器2的电流，然后利用变阻器2求出并联部

分的电压，从而求出微安表G的内阻，可知变阻器2的阻值必须能够确定，即

变阻器2必须要用电阻箱，故变阻器2应该选择E。

(2)实验时，除了微安表Gi的示数L和微安表G的示数12,还需要记录的数据

是变阻器2的阻值R,根据上述可知待测微安表的内阻为七=鱼匚出。

12

⑶当接线柱1、3接入电路时，微安表G与Ri并联后再与肥串联，根据串并联

电路规律可知，干路电流/=1+空，则改装后电压表的量程U=/grg+/R2=/grg

R1

+&+制&。

［答案］(1)DE(2)变阻器2的阻值R号"(3)/grg+(/g+膏)&

突破点二以“测电阻”为核心的实验

1.滑动变阻器分压式与限流式接法的选择

(1)“以小控大用分压，相差无几用限流”。

①当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻

器。

②当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动

变阻器。

(2)必须采用分压式接法的三种情况。

①要求电压从0开始变化；

②滑动变阻器阻值太小，不能起到限流的作用；

③限流式接法不能获取有区分度的多组数据。

2.伏安法内、外接测电阻

(1)简记：内接大，外接小(含义有两层：大电阻用内接，测量值偏大；小电阻用

外接，测量值偏小)。

⑵大小电阻判断：若心＞西而，为大电阻，用内接；若尺W匹林，为小电阻，

用外接；RxfRWv，内、外接法均可。

3.测电阻的方法

(1)最常用的测量方法——伏安法(及其变式)

“伏安法”有电压表、电流表且电表量程恰当时选择“伏安法”

“安安法”电压表不能用或没有电压表的情况下，若知道电流表内阻，

可以将电流表当作电压表使用，即选择“安安法”

电流表不能用或没有电流表的情况下，若知道电压表内阻，

“伏伏法”

可以将电压表当作电流表使用，即选择“伏伏法”

在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小

“伏安加

或太大，为了满足安全、精确的要求，加保护电阻的方法就

R法”

应运而生，“伏安加R法”又叫“加保护电阻法”

(2)最精确的测量方法——等效替代法

电流等效替代电压等效替代

E

两次调节电流表的示数不变，则小的两次调节电压表的示数不变，则AR=

读数等于待测电阻的阻值。RCR为电阻箱读数的变化量)

(3)最“专一”的测量方法——半偏法测电表内阻

①用半偏法测电流表内阻，如图甲所示，电阻箱和电流表并联，然后与大电阻滑

动变阻器串联，R»<R

②用半偏法测电压表内阻，如图乙所示，电阻箱和电压表串联，然后与小电阻滑

动变阻器并联，R测〉R真。

(4)最“独特”的测量方法——电桥法

其测量电路如图所示，实验中调节电阻箱&,当A、5两点的电势相等时，Ri和

以两端的电压相等，设为S。同时国和以两端的电压也相等，设为5。根据

欧姆定律有空=台，察=詈。由以上两式解得RiXRx=R?义R3,即电桥平衡的

条件(又称“电阻十字交叉相乘”)。由该平衡条件可求出被测电阻心的阻值。

[典例4](测水的电阻率)(2024•江西卷)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J=0.07m和高71=0.03m。

⑵现有实验器材：电流表(量程300pA,内阻RA=2500。)、电压表(量程0〜3

V或10〜15V,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。

⑶连接好电路，测量26c的水在不同长度I时的电阻值Rxo将水温升到65℃,

重复测量。绘出26c和65°C水的图线，分别如图(b)中甲、乙所示。

(4)若尺H图线的斜率为鼠则水的电阻率表达式为〃=(用鼠d、h表

示)。实验结果表明，温度(选填“高”或“低”)的水更容易导电。

⑸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8.0X10-3m的水管。若人体的安全电流为

1.0X10-3A,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

mo（保留两位有效数字）

［解析］（2）由于电流表内阻准确已知，则电流表的分压可以求出，故电流表采用

内接法，又电源电动势为3V,则电压表应以量程3V接入电路，电路连接如答

图所示。

（4）根据电阻定律有R*=pg又5=诙，联立得以=£/,故R7图像中图线的斜

率左=奈解得"="加，根据题图（b）可知，温度高的水的图线（图线乙）斜率

较小，则温度高的水的电阻率较小，更容易导电。

（5）根据欧姆定律和电阻定律有R=+=p%代入数据解得水管长度的最小值为

71丁

0.46mo

［答案］（2）如图所示（4）kdh高（5）0.46

［典例5］（伏伏法测电阻）（2024•新课标卷）学生实验小组要测量量程为3V的电

压表⑦的内阻Rv。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5V）,电压表⑪

（量程0〜5V,内阻约3k。），定值电阻&（阻值为800。），滑动变阻器小（最大

阻值50。），滑动变阻器&（最大阻值5k。），开关S,导线若干。

完成下列填空：

⑴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电阻挡“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；电阻表的指针位置如图（a）中虚线I所示，为了减少测

量误差，应将选择开关旋转到电阻挡（选填“义1”“X100”或“XI

k”）位置。重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线II所示，则粗测得到的

该电压表内阻为k。（结果保留一位小数）；

⑵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

（选填或“&”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于

（选填"a”或"b”）端;

⑶闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表⑪、待测电压表的示数

分别为5、U,则待测电压表内阻Rv=（用5、U和R）表示）；

（4）测量得到5=4.20V,t/=2.78V,则待测电压表内阻&=kQ（结果

保留三位有效数字）。

［解析］（1）使用多用电表粗测电阻的步骤应为①机械调零：使用前，若指针没有

指在左端“8”位置，要用螺丝刀转动指针定位螺丝，使指针指在“8”位置；

②选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其置于电阻挡的合适挡位；③

欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整调零旋钮，使指针指在表盘右端“0”刻度

处；④测量示数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘以倍率即为

待测电阻阻值。故该实验中正确的操作顺序应为CAB;由于多用电表在使用时

电流流向为“红进黑出”，且通过电压表的电流流向为“正进负出”，所以在用

多用电表粗测电压表内阻时多用电表的红、黑表笔应分别与待测电压表的负极、

正极相连；由题图（a）中的虚线I可知，待测电压表的内阻约为1500。，则为

使指针指在中央刻度线附近，应将选择开关旋转到电阻挡“X100”位置；由题

图(a)中的实线n可知该电压表的内阻为R粗=16X1000=1.6kQo

(2)由题图(b)可知，滑动变阻器用分压式接法，则为了方便调节，滑动变阻器应

选最大阻值较小的Ri,为了保护电路，闭合开关前测量电路部分分压应为0,即

滑动变阻器的滑片应置于a端。

(3)由题图(b)可知，流过待测电压表和流过定值电阻R)的电流相等，则结合欧姆

定律和串联电路分压规律有:=竽，可得Rv=*。

(4)将UI=4.20V、U=2.78V、刈=800。代入(3)中表达式，可得吃吸

4.20—2.78

0=1.57kQo

［答案］(l)CAB负极、正极X1001.6⑵岛a⑶舞(4)1.57

突破点三“以测电源的电动势和内阻”为核心的实验

测电动势和内阻的常用方法：

1.伏安法测电动势和内阻

⑴闭合电路方程为E=U+",利用两组数据，联立方程求解E和「；

⑵作出U-I图像，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的

内阻。

2.安阻法测电动势和内阻

⑴闭合电路方程为E=1(R+r),利用两组数据联立方程求解；

(2)将方程线性化处理为作图像，利用图线的截距和斜率求E和

Fo

3.伏阻法测电动势和内阻

(1)闭合电路方程为E=u4+£),利用两组数据联立方程求解；

(2)将方程线性化处理为*t+J或U=—4+E,作［图像或U］图像，

UERERURR

利用图线的截距和斜率求E和

4.等效电源法测电源内阻

当电源内阻r过小时，如果直接测量，测出电源的内阻误差较大，可以用等效电

源法来测量。如图所示，用一个适当的定值电阻Ro与电源串联，并把它们看成

一个等效电源，这个等效电源的内阻其中r是被测电源的内阻。测

出这个等效电源的内阻力，则被测电源的内阻『=4一区0。

等效电源⑦

IE,rRo|S

提醒：对实验的两点说明

(1)任何一种实验方法，一定要紧扣闭合电路欧姆定律后=〃+勿，其中最关键的

是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流Io

⑵利用图像得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图像

时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图像中

的斜率与截距求解。

[典例6](伏阻法测电源电动势和内阻)(2024•吉林卷)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(阻值为扁)、金

属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图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

“A”或"B”)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U,断开开关S,

记录金属夹与5端的距离L；

③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L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U、L

的值，作出图(c)中图线II。

(2)由图线得出纵轴截距为心则待测电池的电动势E=

(3)由图线可求得I、II的斜率分别为后、k2,若非=〃，则待测电池的内阻「=

(用n和R)表示)。

［解析］(1)为了保护电路，开关闭合前应将金属夹置于电阻丝接入电路电阻最大

处，即A端。

(2)(3)设金属丝的总电阻为R,总长度为X,对题图(a)根据闭合电路欧姆定律有

E=U+溢色可得3=5+言•为对题图⑹有E=U+1(r+岛)，可得公打

(—JULLKL(—JUL

巴等•：，结合题图(c)可知ki=%依=弘等，又"="，解得E=*,

ERLEERERk\b

LR°

f~~"O

n-1

［答案］(DA(2)i⑶粤

bn—1

［典例7］(安阻法测电源的电动势和内阻)(2024•河南洛阳测试卷)一个同学想

要测定某电源的电动势和内阻，所使用的器材有：待测电源、电流表A(量程0〜

0.6A,内阻RA小于1。)、电流表Ai(内阻未知)、电阻箱处(0〜999.99。)、滑动

变阻器胆(0〜10Q)、电阻表、单刀双掷开关S、单刀单掷开关K各一个、导线

若干。(计算结果均保留两位有效数字)

T

(1)该同学先用电阻表粗略测量电流表A的内阻，如图甲所示，电阻表内部电源

电动势为4.50V,表盘中间刻线示数为“15”，将该电阻表红、黑表笔接在电流

表两接线柱上，则黑表笔应接在电流表(选填“正”或“负”)接线柱，电

阻表选取“XI”挡位时，电阻表指针偏转角度为满偏的蓝，可知电流表A的内

15

阻约为Qo

(2)该同学又设计了如图乙所示电路进行实验操作。

①实物电路图有一处未连接好，请在图丙中补全电路。

②利用该电路测电流表A的内阻：闭合开关K,将开关S与O接通，通过调节

电阻箱R和滑动变阻器尺2,读取电流表A的示数为0.24A、电流表A］的示数

为0.60A,电阻箱Ri的示数为0.64。，则电流表A的内阻&=

③利用步骤②测得电流表A的内阻阻值后，继续测量电源的电动势和内阻：断

开开关K,将开关S接C,调节电阻箱用，记录电阻箱拈的阻值和电流表A的

示数；多次调节电阻箱Ri重新实验，并记录多组电阻箱品的阻值R和电流表A

的示数如图丁所示是由实验数据绘出的图像，由此求出电源电动势E=

V、内阻Qo

［解析］(1)电阻表黑表笔接内部电源的正极，故黑表笔应与电流表正接线柱连接,

电阻表选取“XI”挡住时，电阻表内部电阻为15。，根据闭合电路欧姆定律有

(2)①实物连接如图所示。

②开关S与。接通，电流表A的示数为0.24A、电流表Ai的示数为0.60A,电

阻箱品的示数为0.64。，贝解得RA=0.96Q。

③断开开关K,将开关S接C,记录电阻箱处的阻值R和电流表A的示数/,

多次重复实验得到多组数据，根据闭合电路欧姆定律有/=":,即:=［尺+

R+R^+rIE

第，结合题图丁图线有左V-1,b=^=2.0A-1,解得E=2.9V,

EE8.70E

14.8Qo

［答案］⑴正1.1⑵①见解析图②0.96③2.94.8

,▼随堂黛▼•临考预测，名师押题.........................

L(创新考法：电桥法测电阻)在“测量金属丝的电阻率”实验中，某小组的同学

用刻度尺测出待测金属丝接入电路的长度Z=0.5m,用游标卡尺测量金属丝的直

径d,并设计了如图(a)所示的实验电路图测量金属丝的电阻。

⑴用游标卡尺测量金属丝横截面的直径时，示数如图(b)所示，则金属丝横截面

的直径d=mm。

⑵图(a)所示电路中，&为阻值已知的定值电阻，AC为一段粗细均匀的电阻丝，

闭合开关，调节滑动触头使电流计示数为0,则要测出金属丝的电阻R*,还需要

测量的物理量有,金属丝电阻的阻值Rx=(用上一空所填及题

中所给物理量的字母表示)。

(3)若测得待测金属丝的阻值R=0.52Q,则待测金属丝的电阻率为p=

。•m(结果保留三位有效数字)。

(4)若改用另一个实验电路，测得该金属丝接入电路的长度为小金属丝横截面的

直径为由，金属丝两端的电压和通过它的电流分别为U、I,则金属丝的电阻率

可表示为pi=鬻。由表达式分析可知，在测量误差相同且不大的情况下，对电

阻率测量影响最大的是。

A.金属丝横截面的直径

B.金属丝两端的电压

C.通过金属丝的电流

D.金属丝的长度

［解析］(1)该游标卡尺为20分度，由游标卡尺的读数规则可知，金属丝横截面

的直径d=lmm+7X0.05mm=1.35mmo

(2)当电流计示数为0时有答=警，可得待测电阻&=牡，故需要测量的物理

R2IBCIBC

量有A5和5。的长度IBC。

⑶由电阻定律可得〃=笄=笞重仁1.49X10-6。•皿。

(4)由电阻率的表达式可知，pi与U是正比关系，与人/1都是反比关系，与力的

平方是正比关系，故金属丝横截面的直径功对电阻率的测量影响最大，A正确，

BCD错误。

［答案］(1)1.35(2)45和5c的长度近、IBC坐⑶1.49X1(?6)A

LBC(4

2.(结合半偏法测电流表内阻来测电池组电动势和内阻)某探究小组为了测量一

个电池组的电动势和内阻，实验室提供下列器材：A.电池组(电动势约为3.0V,

内阻约为0.3。)；B.直流毫安表(量程为0〜10mA,内阻约为100。)；C.电

阻箱拈(最大阻值为999.9。)；D.电阻箱&(最大阻值为999.9。)；E.定值电

阻Ho(阻值为100。)；F.开关、导线若干。设计了如图甲所示的电路。

(1)请用笔画线代替导线，根据图甲的电路图，在图乙中完成实物连线。

(2)闭合开关Si,调节电阻箱乂的阻值，使毫安表的示数为10mA,再闭合开关

S2,调节电阻箱及使毫安表的示数为5mA,记下电阻箱的阻值为心,可认为

毫安表的内阻RA=o调节Ri的阻值，得到多组毫安表的读数I和Ri

的阻值，则通过电池组的电流为o

⑶根据测得的数据作出:小图像，若已知图线的斜率为瓦纵截距为瓦则电池

组电动势E—,内阻r—o

(4)采用这种方法测毫安表内阻，测量结果与真实值比较，会________(选填“偏

大”“偏小”或“准确”)。

［解析］(1)实物连线如图所示。

⑵闭合开关S1,调节电阻箱R1的阻值，使毫安表的示数为满偏电流10mA,再

闭合开关S2,调节电阻箱&,使毫安表的示数为5mA,电流减半了，可认为毫

安表的内阻调节处的阻值，得到多组毫安表的读数/和Ri的阻值，

则通过电池组的电流是通过毫安表电流的2倍，应为2/o

（3）根据闭合电路欧姆定律得E=2/（与+Ri+r）=2/怎+Ri+r）,

解得；=竿+［得+R0+r）,贝号=左,|（墨+r）=Z>,可得E=j,r=^-y

—Ro。

（4）闭合开关S2,接入电阻箱出后，火2与RA并联，使电路总电阻减小，总电流

增大，毫安表示数即为通过毫安表的电流，所以毫安表半偏时通过电阻箱及的

电流大于满偏电流的一半，RA的测量值偏小。

［答案］（1）见解析图（2）&21（3）；，一:一岛⑷偏小

专题限时集训（十六）

1.（2024•江苏连云港统考一模）精密仪器中常用到金属膜电阻，它是通过金属

电镀工艺将金属层溅射到绝缘陶瓷基底的表面形成的。如图甲所示，某金属膜电

阻长度为L,金属膜厚度为从实验室提供的器材有：干电池2节，电压表V（量

程0〜3V,内阻约3k。），电流表（0〜5mA,内阻约为50Q）,滑动变阻器（最大

阻值10。），开关S,导线若干。某同学用图乙所示电路测量该金属膜电阻的电

阻率，请回答以下问题：

o'

讪等20

E-15

丙

（1）闭合S前，应将滑动变阻器的滑片置于.（选填"a"或"产）端。

（2）用螺旋测微器测量镀膜后的陶瓷管直径。，示数如图丙所示，则。=

mmo

⑶闭合开关后，移动滑片，测出多组电表示数的U、/值，并画出图像如图

丁所示，可得金属膜电阻的阻值R=

(4)用字母。、L、R、/I表示金属膜电阻的电阻率p=o

⑸金属膜电阻的电阻率测量值偏大，试写出产生误差的主要原因

［解析］(1)分压式接法滑片置于待测电路分压最小的位置，目的是保护待测电路。

闭合S前，应将滑动变阻器的滑片置于a端，从而使闭合开关之后分压部分电

路电压从零开始变化。

⑵根据螺旋测微器读数规则，由题图丙可知固定刻度为3.5mm,可动刻度为

20.0X0.01mm,得镀膜后的陶瓷管直径。为。=3.5mm+20.0X0.01mm=3.700

111ino

(3)如图所示

U-/图像的斜率为电阻大小，得冷0=6450。

4X10-15

(4)根据电阻定律有R=p\,而金属膜的横截面积为5=兀?一兀"答=加1(0—

h),联立解得金属膜电阻的电阻率为p=nhR(［h)。

(5)如题图乙所示，电流表采用内接法，在电路中电流表会分压，使得电压表读数

偏大，由欧姆定律得测量的电阻值偏大，由"=*也，可知电阻率测

量值偏大。

［答案］(Da(2)3.700(3)645(4严/(5)见解析

2.（2024•1月九省联考贵州卷）掺氟氧化锡（FTO）玻璃在太阳能电池研发、生物

实验、电化学实验等领域有重要应用，它由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜

和不导电的玻璃基板构成。为了测量该薄膜厚度d,某兴趣小组开展了如下实验:

薄膜

:'―/

[—L写

玻璃基板

（b）

（1）选取如图（a）所示的一块长条形FTO玻璃，测出其长度为L,宽度为儿

（2）用电阻表接薄膜M、N两端，测得薄膜电阻尺约为40。。为了获得多组数

据，进一步精确测量心的阻值，有如下器材可供选用：A.电源E（电动势为3

V,内阻约为0.2。）；B.电压表V（量程0〜IV,已测得内阻Rv=l000。）；

C.电流表Ai（量程0〜0.6A,内阻约为1。）；D.电流表A2（量程0〜100mA,

内阻约为3。）；E.滑动变阻器R（最大阻值为10。）；F.定值电阻R=20Q；

G.定值电阻&=2000。；H.开关一个，导线若干。

（3）其中，电流表应选_______（选填“Ai”或7）,定值电阻应选________（选

填“用”或）。

（4）根据以上要求，将图（b）所示的器材符号连线，组成测量电路图。

⑸已知该薄膜的电阻率为〃，根据以上实验，测得其电阻值为Rx,则该薄膜的

厚度d—（用p、L、8和R表示）。

（6）实验后发现，所测薄膜的厚度偏大，其原因可能是（填正确答案前的

序号）。

①电压表内阻Rv测量值比实际值偏大

②电压表内阻Rv测量值比实际值偏小

③选用的定值电阻标定值比实际值偏大

④选用的定值电阻标定值比实际值偏小

［解析］(3)由欧姆定律可得/max=京=0A=75mA,故电流表选A2。由于电压

表量程较小，需串联一个电阻，即该串联的电阻为&=喘一Rv=2000。，则

Rv

定值电阻应选区2。

(4)由题意可知，滑动变阻器应采用分压式接法，又因为Rv已知，无系统误差，

所以电流表采用外接法，故电路图如图所示。

⑸由电阻定律有国=,=底，可得该薄膜的厚度为d=黑。

(6)实验后发现，所测薄膜的厚度偏大，则所测电阻R偏小，可能原因为电压表

内阻Rv测量值比实际值偏大，则串联的电阻偏大，电压表内阻偏大，则测量电

压时读数偏小，电阻测量值偏小；或选用的定值电阻标定值比实际值偏小，则电

压的测量值偏小，故选①④。

［答案］(3)A2&(4)见解析图⑸等⑹①④

bRx

3.(2024•河北卷)某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作

简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学

生电源、多用电表、数字电压表(0〜20V)、数字电流表(0〜20mA)、滑动变阻器

R(最大阻值50Q,1.5A)、白炽灯、可调电阻岛(0〜50k。)、发光二极管LED、

光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。

(1)判断发光二极管的极性

使用多用电表的“XIOk”电阻挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与