高考物理二轮复习 第2课时 电学实验

第2课时电学实验

本专题主要复习电学实验的基本原理和方法，并借助基本

解决问题

实验分析拓展创新实验。

主要考查电表改装、多用电表原理和使用；观察电容器的

专题充、放电现象；“电阻测量类”实验；测量电源的电动势

复习高考重点和内阻；探究影响感应电流方向的因素；探究变压器电压

定位与线圈匝数的关系；利用传感器设计并制作简单的自动控

制装置；电学拓展创新实验等。

考查的是电学实验的基本原理和方法，经常和传感器结合

题型难度

在一起，考查电路的控制，难度一般较大。

高考题型1电表改装多用电表原理和使用

【例1】(2021•广东省惠州市高三下第一次模拟)某同学改装和校准电流表的电路

图如图1所示，图中虚线框内是电流表的改装电路。

(1)已知毫安表表头的内阻为100。，满偏电流为1mA,若改装成电表量程为

⑵10mAo电阻箱接入电路的电阻及=C(结果保留1位小数)。

(2)若某表头内阻未知，该同学打算在不测量表头内阻情况下对电表进行改装。已

知被改装的毫安表表盘格数和标准电流表A表盘格数相同，但毫安表量程为

100mA,标准电流表量程为0.6A。在操作中他把及设置为某一数值，品)为保护

电阻，闭合开关S之前，滑动变阻器拈的滑片位置应位于(填或

端。

(3)闭合开关S后，该同学改变滑动变阻器R滑片位置，逐步增大标准电流表和

被改装毫安表示数，若标准电流表示数先达到“满偏”，此时他停止调节滑动变

阻器R,改调整电阻箱及,应________(填“调大”或“调小”)&,直到毫安表

也达到“满偏”。他此时固定好电阻箱阻值，把毫安表表盘示数进行更改，改装

完毕。

(4)若在(3)调整中某次标准电流表示数为0.40A,毫安表示数为80.0mA,电阻箱

以示数为38.0d则该毫安表表头内阻为C。

答案(1)11.1(2)P(3)调大(4)152

解析(1)当表头满偏电流为1mA,所以分流电阻分得的电流为9mA,根据并联

特点

1X1OO=9X7?2

可计算&=11.1Q。

(2)为保证电表安全，滑片应调到P端。

(3)毫安表没有达到满偏，说明分流电阻太小，应调大。

(4)根据题意

【拓展训练1】(2021•河北”五个一名校联盟"二模)如图2(a)为简易多用电表的

电路图。图中E是电动势为1.5V的干电池；Ri、及、心、&和夫5是定值电阻,

凡是可变电阻；表头G的满偏电流为250piA,内阻为600C。虚线方框内为换挡

开关，A端和3端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，分别为：直流电

压2.5V挡位和10V挡位、直流电流1mA挡位和10mA挡位、欧姆X100挡位。

图2

(1)根据题给条件可得昭+&=。，丛=

(2)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时5端是与“1”相连的，则

多用电表读数为mA；若此时3端是与“3”相连的，则读数为O；

若此时3端是与“4”相连的，则读数为Vo

(3)表内干电池由于使用时间较长了，导致电池的电动势变小，内阻变大了，但还

能进行欧姆调零。此时测量一电阻的电阻值，在各项操作都无误的情况下，电阻

的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于"）电阻的真实值。

答案（1）2002350（2）4.022001.00（3）大于

解析（1）由电流表的改装原理可知，接1时电流表的量程较大，为10mA挡，接

250X10-6x600

2时为1mA挡位，由串并联知识可得+7?=.-。=200Q,表

2nU.nUnU1i—ZoJnUAviInU6

头G与Ri、及的总电阻为R=150Q,接4时为2.5V挡，由电压表的改装原理

-2.5-0.001X150

可付7?4=（）（）0]。=2350。。

（2*端与“1”相连时为10mA挡，最小分度为0.2mA,不用估读到下一位，故读

数为4.0mAo

3端与“3”相连时为电阻X100挡，故读数为22X1000=2200。，B端与“4”相连

时为电压2.5V挡，最小分度为0.05V,不用估读到下一位，读数为L00V。

E'

（3）由于电池的电动势变小，内阻变大了，重新欧姆调零时，有人=,因E'<E,

则R/<R内，此种情形下的中值电阻内，R内为表盘的中值读数，故读

数总体会偏大，即电阻的测量值大于电阻的真实值。

高考题型2"电阻测量类”实验

[例2]（2021•广东省普通高中学业水平选择性考试，12）某小组研究热敏电阻

阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。

⑴先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，

将两表笔,调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0C”处。测量时观察

到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断

热敏电阻阻值随温度的升高而.o

（2）再按图3所示连接好电路进行测量。

温控室期士及%敏电阻

__—

SER,

图3

①闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片滑到端（填、”或?"）。

将温控室的温度设置为T,电阻箱Ro调为某一阻值Hoi。闭合开关S,调节滑动

变阻器拈，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表

的示数、T和Roi。断开开关S。

再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到。端，闭合开关S。反复调节Ro和

拈,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值岛2。

断开开关S。

②实验中记录的阻值RoiR）2（填“大于”“小于”或“等于”）。此时热敏

电阻阻值Rr=0

（3）改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值

随温度的变化规律。

答案⑴短接减小（2）①6②大于7?OI-7?O2

解析（1）使用多用电表的欧姆挡前应先欧姆调零，即将两表笔短接。温度越高，

相同倍率下多用电表的指针向右偏转的角度越大，则电阻阻值越小，故热敏电阻

的阻值随温度的升高而减小。

⑵①闭合开关前，为了保护电路，应该将滑动变阻器的滑片移到万端。②将电压

表与热敏电阻。端间的导线改接到。，调节滑动变阻器和电阻箱，使电压表和电

流表的示数与改接前一致，则品）1=R）2+Rr,所以R0AR02,7?T=7?01-7?02O

【拓展训练2】（2021•山东省普通高中学业水平选择性考试，14）热敏电阻是传

感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。

可供选择的器材有：

待测热敏电阻RT（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）；

电源E（电动势L5V,内阻r约为0.5C）；

电阻箱H（阻值范围0〜9999.99。）；

滑动变阻器R（最大阻值20Q）；

滑动变阻器及（最大阻值2000Q）；

微安表（量程100ptA,内阻等于2500Q）；

开关两个，温控装置一套，导线若干。

甲

同学们设计了如图4甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：

①按图示连接电路；

②闭合Si、S2,调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；

③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2,调节电阻箱，使微安表指针半偏；

④记录此时的温度和电阻箱的阻值。

回答下列问题：

（1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用（填“拈”或公"）。

（2）请用笔画线代替导线，将实物图乙（不含温控装置）连接成完整电路。

乙

（3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6000.00Q,该温度下热敏电阻的测

量值为。（结果保留到个位），该测量值（填“大于”或“小于”）

真实值。

（4）多次实验后，学习小组绘制了如图丙所示的图像。由图像可知，该热敏电阻的

阻值随温度的升高逐渐.（填“增大”或“减小”）。

2.83.0

xlO-3K1)

丙

图4

答案⑴Ri(2)如解析图所示(3)3500大于

(4)减小

解析(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后

保持不变；由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，

S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动

变阻器应选品。

(2)电路连接图如图所示

(3)微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，

即RT+RMA=R=6000.00Q,可得RT=3500C。

当断开S2,电路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，干路电流减小，路端电

压增大，并联部分的电压增大，电阻箱分压大于原并联电压的一半，即电阻箱的

电阻大于热敏电阻和微安表的总电阻，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。

(4)由于是InRT—4图像，当温度T升高时，"减小，从图中可以看出InRT减小,

从而Rr减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。

高考题型3测定电源电动势和内阻

[例3](2021•河北省高考模拟)某兴趣小组的同学准备测量某电源的电动势E

和内阻广，实验室有以下器材：

A.待测电源(E约为1.5V,内阻r约为1Q)；

B.量程为3V的电压表(具有一定的内阻)；

C.满偏电流/g=100mA的电流计G(7?g=0.6Q)；

D.定值电阻R=0.1C,R2=0.15C,&=0.2。，7?4=0.3Q,D=2C；

E.滑动变阻器H(阻值变化范围0-15.0Q)；

F.开关S一个;

G.导线若干。

图5

⑴利用以上器材,设计了如图5甲所示的电路,若A是电压表,则B是,

C和。是(填器材对应的符号)；

(2)器材选择、连接电路和操作均正确，调节滑动变阻器，得到多组电表读数，作

出如图乙所示的图像，由图像可知该电源的电动势E=V,内阻r=

(保留3位有效数字)；

⑶从实验原理上看，电源电动势的测量值_______(填“大于”“小于”或“等

于”)真实值，内阻的测量值_______(填“大于”“小于”或“等于")真实值。

答案(1)RG和及(2)1.501.21Q(3)等于等于

解析(1)若A是电压表，则3是滑动变阻器R,C和。是改装的电流表，干路电

F

流最大值约为/m=1耳=0.5A=500mA>100mA,根据欧姆定律知/g7?g=(/m-

Ig)R',解得R=0』5C,定值电阻应选及,所以C和。是电流计G和定值电阻

7?2O

(2)改装后电流表内阻RA=/C=0.12Q,根据图甲及(1)分析知U

Ng十/<2U.O-rU.1J

15—09

=E-5/G(r+7?A),由图乙可知电动势E=1.50V；斜率左=,。(玄Q=5(「+RA),

解得r=1.21Qo

(3)由U=E—5/G(T+RA)及电路图可知，电压表测得的。结合电流表两端电压可求

得路端电压，57G为通过电源的真实电流，RA已知，则电源电动势和内阻的测量

值均等于真实值。

【拓展训练3](2021•广东普通高中高三下学业水平选择性模拟)利用图6a所示

电路，测量多用电表内电源的电动势E和电阻“X10”挡内部电路的总电阻R内。

使用的器材有：多用电表，毫安表(量程10mA),电阻箱，导线若干。

回答下列问题：

(1)将多用电表挡位调到电阻“X10”挡，红表笔和黑表笔短接，调零。

(2)将电阻箱阻值调到最大,再将图a中多用电表的红表笔和(填“1”或"2”)

端相连，黑表笔连接另一端。

(3)调节电阻箱，记下多组毫安表的示数/和电阻箱相应的阻值R；某次测量时电

阻箱的读数如图b所示，则该读数为________

慧|尊劭

二5，«邑序x100图xio

x1x().l

ab

1

7/A-b.

UK)工工工工二二二二工；二二工工二工工工二二二二二二二二二二二:二

r

if)()；；；；；；；；；；I；；；；；；；；；；；；；：；；；/；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；：；；；；；

k

bK)当三三三三E至/三三於三三三甚三於；半三三申

ir

“)()1()2030405()应Q

C

______\，Na

।__।।___।

^===============^^===============^

d

图6

得到关于"的表达式，以"为纵坐标，为横坐标，作

(4)甲同学根据I-R二R

iv1N内

R图线，如图c所示;由图得E=________V,R内=_______C(结果均保留3

位有效数字)。

(5)该多用电表的表盘如图d所示，其欧姆刻度线中央刻度值标为“15”，据此判断

电阻“X10”挡内部电路的总电阻为C,甲同学的测量值R内与此结果偏

差较大的原因是。

答案(2)1(3)23.2(4)1.43200(5)150甲同学没有考虑毫安表内阻的影响

解析(2)欧姆表中电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电流表正

接线柱流入，故红表笔接触1,黑表笔接2。

(3)由图可知，电阻箱读数为

7?=(2X10+3Xl+2X0.1)Q=23.2Qo

(4)由/=式鼠变形得

—

厂那+E

.1175—140

由}图像可传豆=k=5Q

解得「L43V

截距为隼=8=140

得R内=200。。

(5)由图可知，此欧姆表的中值电阻为

R中=15X100=150。

则电阻“X10”挡内部电路的总电阻为150Qo

由甲同学处理方法可知，由于没有考虑毫安表的内阻，如果考虑毫安表的内阻则

有

\=^+^E+E

由此可知，甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是没有考虑毫安表的内

阻。

高考题型4新高考增加电学实验

【例4】(2021•北京市综合能力测试)某同学利用电流传感器研究电容器的放电过

程，他按如图7甲中所示电路图连接电路。先使开关S接1,电容器充电完毕后

将开关掷向2,电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机。屏幕上显示

出电流随时间变化的/—/曲线如图乙所示。他想进一步研究滑动变阻器的阻值变

化对曲线的影响，断开S,先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又

得到一条/曲线。已知电源两端的电压保持不变，关于新的/—/曲线，下列说

法中正确的是（）

图7

A.曲线与纵轴交点的位置将向下移动

B.曲线与横轴交点的位置将向左移动

C.曲线与坐标轴所围面积将增大

D.曲线与坐标轴所围面积将减小

答案A

解析将滑片尸向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，由闭合电路欧姆

定律知，将开关掷向2时电容器开始放电的电流减小，则曲线与纵轴交点的位置

将向下移动，故A正确；/一/图线与坐标轴所围成的面积表示电容器放电的电荷

量，而电容器的带电荷量Q=CU,因为C和。都不变，故。没有变化，所以曲

线与坐标轴所围面积不变，由于曲线与纵轴交点的位置将向下移动，所以曲线与

横轴交点的位置将向右移动，故B、C、D错误。

【例5】（2021•北京市朝阳区期末）探究感应电流方向的实验所需器材包括：条形

磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池（用来查明线圈中电流的流向与电流表中

指针偏转方向的关系）。

⑴实验现象：如图8所示，在四种情况下，将实验结果填入下表。

图8

①线圈内磁通量增加时的情况

图号原磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向

甲竖直向下逆时针（俯视）竖直向上

乙竖直向上顺时针（俯视）—

②线圈内磁通量减少时的情况

图号原磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向

丙竖直向下顺时针（俯视）竖直向下

T竖直向上逆时针（俯视）—

请填写表格中的空白项。

⑵实验结论：当穿过闭合线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向

（填写“相同”或“相反”）。

（3）总结提炼：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电

流的o

（4）拓展应用：如图9所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和

B。线圈A和电源连接，线圈3与直导线仍构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁。

相连，。的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处

于导通状态。S断开瞬间,延时功能启动，此时直导线时中电流方向为（填

写到b”或“b到屋’）。说明延时继电器的“延时”工作原理：

图9

答案（1）①竖直向下②竖直向上（2）相反（3）（磁场）磁通量的变化（4）。至U6

S断开瞬间，线圈3中产生感应电流，保持铁芯中的磁性，所以衔铁不会马上被

弹簧拉起，达到延时的作用

解析（1）①图乙中条形磁铁S向下插入线圈，则向上穿过线圈的磁通量增加，根

据楞次定律可知，感应电流的磁场竖直向下；

②图丁中条形磁铁S向上拔出线圈，则向上穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定

律可知，感应电流的磁场竖直向上。

(2)实验结论：当穿过闭合线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相

反。

(3)总结提炼：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电

流的(磁场)磁通量的变化。

(4)S断开瞬间，延时功能启动，此时穿过线圈3的磁通量向下减小，根据楞次定

律可知，线圈3中产生的感应电流磁场方向向下，则此时直导线中电流方向

为a到。。延时继电器的“延时”工作原理：S断开瞬间，线圈3中产生感应电

流，保持铁芯中的磁性，所以衔铁不会马上被弹簧拉起，达到延时的作用。

【例6】(2021•北京通州区一模)某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电

压与匝数关系”的实验。

(1)下列实验器材必须要用的有(选填字母代号)。

A.干电池组

B.学生电源

C.多用电表

D.直流电压表

E.滑动电阻器

F.条形磁铁

G.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)

(2)下列说法正确的是(选填字母代号)。

A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数

B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改

变副线圈的匝数

C.测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量

D.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈

(3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中m、”2分别为原、副线圈

的匝数，。1、。2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结

论是：______________________________________________________________

实验次数/匝"2/匝U1/VUi/N

答案（l）BCG（2）BC（3）在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、

副线圈的匝数之比，即印=骨

U2n2

解析（1）实验中，必须要有学生电源提供交流电，B需要；学生电源本身可以调

节电压，无需滑动变阻器，需要用多用电表测量电压，C需要；本实验不需要条

形磁铁，用可拆变压器来进行试验，G需要；综上所述，需要的实验器材为B、

C、Go

（2）为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数,

故A错误；要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数

不变，改变副线圈的匝数，进而测得副线圈电压，找出相应关系，故B正确；为

了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适

当的挡位进行测量，故C正确；变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种

损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯

起到传递磁场能的作用，不是铁芯导电来传输电能，故D错误。

（3）通过数据计算可得，在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副

线圈的匝数之比，即印=乎。

C/2n2

高考题型5利用传感器设计自动控制电路

【例7】（2021•湖北省高考模拟）传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的

变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。某研

究性学习小组设计了一种温度控制装置，温控开关可采用热敏电阻来控制。

（1）先通过实验探究某一热敏电阻的阻值品随温度/的变化关系。已知该热敏电阻

在常温下的阻值约100C。

现提供以下实验器材：

A.控温箱（用以调节热敏电阻品的温度）；

B.电压表V（量程3V,内阻约为1.0kC）；

C.电流表Ai（量程50mA,内阻/i=100Q）；

D.电流表A2（量程100mA,内阻r2约为40Q）；

E.滑动变阻器R（阻值变化范围为0〜10。，允许通过的最大电流为2A）；

F.直流电源E（电动势为12V,内阻很小）；

G.开关一只，导线若干。

要求用上述器材尽可能精确地测出热敏电阻在不同温度下的阻值，且尽可能多测

几组数据，请在图10甲虚线框中画出符合要求的实验电路图，并标明所选择器材

的符号。

甲

（2）学习小组测得热敏电阻的阻值随着温度变化的规律如图乙所示。

12

图10

根据图乙求出热敏电阻阻值随温度变化的函数关系为。

（3）如图丙所示，当1、2两端所加电压增大至2V时，控制开关会自动启动加热

系统进行加热，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求

当温度达到80℃时启动温控系统。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）

提供的器材如下：

热敏电阻品（阻值随温度变化规律如图乙所示）；

直流电源E（电动势3V,内阻不计）；

定值电阻Ri=180Q,&=260Q,&=520。（限选其中之一并在图中标出）；

开关S及导线若干。

定值电阻应选_______,在图丙虚线框内完成电路原理图。

答案⑴见解析（2）品=（100+2/）。（3）&见解析图

解析（1）要求尽可能精确地测出热敏电阻在不同温度下的阻值，且尽可能多测几

组数据，所以采用分压式电路；因为电压表量程太小，且具体内阻不知，会导致

测量值有较大的误差，所以用已知内阻的电流表Ai作为电压表，电流表A2外接

可以消除系统误差。实验电路设计如图所示。

（2）根据图乙图像可得品=（100+2。

⑶温度达到80℃时，可得热敏电阻品=260。，根据闭合电路欧姆定律可得，当

定值电阻等于520c时，1、2两端电压恰好为2V,所以定值电阻应选择电

路原理图如图所示。

|加热系统|

【拓展训练4】［2021・陕西咸阳市高考模拟（二）］家用电热水壶上端有一双金属片，

当热水壶内的水沸腾时，产生的蒸气进入蒸气开关。蒸气开关中的双金属片受到

蒸气作用时温度会发生变化，进而变形，自动切断电源，停止加热。某课外实验

小组欲利用如图11甲所示的实验电路图，制作一可显示温度的控温器。提供的实

验器材有：灵敏电流表（量程为3.0mA,内阻为300C）,学生电源（输出电压为U

=6.0V,内阻不计），滑动变阻器Ri（最大阻值为3000Q）,滑动变阻器&（最大阻

值为1000C）,单刀双掷开关，热敏电阻品，双金属片（温度为90℃时会使电路

断开，复位温度未知），导线若干。若热敏电阻的阻值与摄氏温度/（℃）的关系为

7?t=（5r+50）Qo请回答下列问题。

⑴实验步骤如下，请补充完整。

a、按照图甲电路连接好实验器材；

b、为了不烧坏灵敏电流表，将滑动变阻器的滑片P调整到。端；然后将单刀双

掷开关掷于c,调节滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在________（选填“中央刻

线”或“满刻线”）位置，并在以后的操作中使滑片P（选填“位置不

变“''置于。端”或“置于人端”）；

c、把热敏电阻品和双金属片置于可变的温度环境中，将单刀双掷开关掷于d,随

着环境温度的升高，记录若干组灵敏电流表的示数，达到最高温度时，电路断开，

断开后，随着环境温度的降低，刚好到达某个温度时，电路闭合，此时灵敏电流

表的示数如图乙所示。

d、根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新绘制灵敏

电流表的刻度盘。

（2）根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选________（选填“拈”或“用”）。

（3）灵敏电流表的电流I与热敏电阻和双金属片所处环境温度t之间的函数关系式

为/=A,温度最高时该灵敏电流表的示数为A,双金属片的复

位温度为℃o

答案⑴满刻线位置不变（2）7?i⑶？05：m5/2.4X10-370

解析（1）为了不烧坏灵敏电流表，回路总电阻应始终满足不小于我，因热敏电阻

阻值是可以变化，为了保证回路总电阻始终满足不小于我，必须在不接入热敏电

1m

阻的情况下让滑动变阻器调至满足总电阻为我并保持不变，则应将滑动变阻器的

滑片P调整到a端后将单刀双掷开关掷于c,调节滑动变阻器使灵敏电流表指针

指在满刻度并在以后的操作中保持滑片位置不变。

⑵因为需要滑动变阻器接入电路的阻值为

氏滑=一旦\=。，故应选择滑动变阻器。

71m1700Ri

（3）根据闭合电路欧姆定律可得电流表示数表达式

-U_6

U.~2Q5Q+5t

小

当温度最高90℃时，代入电流表示数表达式可得此时电流表示数为2.4X10-3A；

由图乙可知复位时电流表示数为2.5X10—3A,代入电流表示数表达式可得复位时

温度为70℃o

专题F艮时训练

（限时：40分钟）

1.（2021•北京丰台区期末练习）利用如图1甲所示的实验电路观察电容器的充电过

程。实验中，电压传感器与计算机相连，显示出电容器两端电压随时间变化的。

一/图像如图乙所示。关于电容器充电过程中电流/、电荷量。随时间/变化的关

系，正确的是（）

_±_

电

压

传

感

器

h

答案B

解析电容器开始充电时因电压较小，则充电电流大，后随着充电电荷量增多，

充电的电流逐渐变小，充电结束时电流减为零，故A错误，B正确；电容器充电

过程电荷量逐渐增大到稳定值，而Q—/图像的斜率表示充电电流，应逐渐变小,

故C、D错误。

2.（2021•福建泉州市4月质量监测）某同学利用多用电表的欧姆挡进行实验研究。

欧姆挡所用电池的电动势为9V,刻度盘中央刻度值为“15”，选择旋钮打在

“Xlk”挡。

（1）该同学用欧姆挡测量某一量程为15V的电压表内阻。

①指针指在图2甲所示位置，此测量值为；查阅资料发现该电压表内阻

真实值为15k。，测量值与真实值偏差较大，可能原因是该同学未进行欧姆调零

就直接测量，若此时把两表笔短接，则指针应指在欧姆挡零刻度线的侧

（选填“左”或“右”）；

②进行欧姆调零后再测量，多用电表指针恰好指在“15”刻度线，此时电压表示数

为V（结果保留2位有效数字）；

（2）该同学接着用欧姆挡探测只有一个元件的黑箱，如图乙，当两表笔接触黑箱

接线柱a、6时，发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线，则该元件可

能是。

A.电阻B.电感线圈

C.电容器D.二极管

答案⑴①25kC左②4.5（2）C

解析（1）①指针指在图甲所示位置，此测量值为25kC；查阅资料发现该电压表

内阻真实值为15k。，测量值与真实值偏差较大，可能原因是该同学未进行欧姆

调零就直接测量，若此时把两表笔短接，则指针应指在欧姆挡零刻度线的左侧；

②进行欧姆调零后再测量，多用电表指针恰好指在“15”刻度线，即电压表的内阻

等于欧姆表的中值电阻，即电压表的内阻等于欧姆表的内阻，则此时电压表示数

为欧姆表内电源电动势的一半，即4.5V。

（2）当两表笔接触黑箱接线柱以6时，发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左

边刻度线，即电路快速导通后电流又逐渐变为零，则该元件可能是电容器，电路

接通后先充电，充电结束后电路中电流为零。

3.（2021・湖南怀化市一模）如图3为简易多用电表的电路图。该多用电表有5个挡

位，5个挡位中有：直流电压IV挡和5V挡，直流电流3mA挡和6mA挡，欧

姆挡。

图中E是直流电源；R1、&、&、火4和凡是定值电阻，夫6是可变电阻，最大值

为2k。；表头G的满偏电流为2mA,内阻为20C,虚线方框内为换挡开关。A

端和5端分别与两表笔相连；

⑴图中的A端与(填“红”或“黑”)色表笔相连接；

(2)要想使用直流电压1V挡，选择开关3应与相连(填选择开关对应的

数字)；

(3)关于Re的使用，下列说法正确的是(填正确答案标号)

A.在使用多用电表之前，调整治使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R,使电表指针指在表盘右端电阻“0”位

置

C.使用电流挡时，调整R,使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

(4)根据题给条件可得R=Q,R2=

答案⑴红(2)4(3)B(4)2020

解析(1)根据“红进黑出”，图中的A端与红色表笔相连接。

(2)直流电压IV挡要用表头与较小的电阻串联，则选择开关3应与“4”相连。

(3)&是欧姆挡的调零电阻，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整心使电表指

针指在表盘右端电阻“0”位置，故B正确，A、C错误。

(4)直流电流分别为3mA和6mA挡，由图可知，接“1”时为6mA挡，接“2”时为

3mA挡，设71=6mA,h=3mA

由欧姆定律可得(/i—7g)XRi=/gX(R2+Rg)

/gXRg=(12—/g)X(R2+Hi)

解得Ri=20Q,7?2=20QO

4.（2021•广东六校联盟高三上学期第一次联考）某同学欲将内阻为98.5Q、量程为

100piA的电流表改装成欧姆表并进行刻度，要求改装后欧姆表的15kQ刻度正好

对应电流表表盘的50piA刻度。可选用的器材还有：定值电阻Ro（阻值14kC）,

滑动变阻器用（最大阻值500C）,滑动变阻器比（最大阻值1500Q）,干电池（E=

1.5V,r=2Q）,红、黑表笔和导线若干。

红黑

图4

（1）欧姆表设计将图4a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C,滑动变阻器应选_______（填“Ri”或

（2）刻度欧姆表的表盘：通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图b所示。表盘

上a、b两处的电流刻度分别为20和60,则a、b两处的电阻刻度分别为、

答案⑴图见解析899.5&⑵6010

解析（1）将电源、电流表、定值电阻以及滑动变阻器串接即可组成欧姆表，故实

物图如图所示。

其中RA=98.5Q,7?=15kQ,7?o=14kQ,r=2Q,R为滑动变阻器的阻值;

解得R=899.5C

故滑动变阻器应选择用。

（2）由（1）中解答可知，欧姆表的内阻即中值电阻

R中=（98.5+2+14000+899.5）0=15000Q

F

根据闭合电路欧姆定律有20piA=-^—

N中\Ka

E

60质=&+&

解得R°=60kC,&=10kQ。

5.（2021•广东韶关市高三下一模）测量电阻丝的电阻率q,电阻丝的电阻约为20C,

先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱。和6上，在电阻丝上夹

上一个与接线柱。相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接

触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度，除电池组E（电动势为3.0V,

内阻约1C,电阻箱R（0〜999.9。）开关、导线若干，可供选择的器材还有：

电流表Ai（量程0—100mA,内阻约5。）；

电流表A2（量程0-0.6A,内阻约0.2Q）o

⑴实验操作步骤如下：

A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；

B.根据所提供的实验器材，设计并连接好如图5甲所示的实验电路；

C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；

D.将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满

偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;

E.断开开关，改变的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再

次满偏，重复多次，记录每一次的R和L数据；

F•断开开关。

（2）如图乙，用螺旋测微器测量电阻丝直径为d=mm；

⑶电流表应选择（选填“Ai”或“A，、

（4）用记录的多组R和L的数据，绘出了如图丙所示图线，截距分别为心和Lo,

再结合测出的电阻丝直径d,写出电阻丝的电阻率表达式p=^（用给定的

字母表示)；

(5)电流表存在一定内阻，这对该实验的测量结果：。

A.无影响B.有影响，结果会偏大

C.有影响，结果会偏小

答案(1)金属夹与电阻丝接触点(2)0.733(3)Ai(4)哼&(5)A

解析(1)断开开关，改变金属夹与电阻丝接触的位置，调整电阻箱介入电路中阻

值，使电流表再次满偏，重复多次，记录每一次的R和L数据。

(2)由图示螺旋测微器可知，固定刻度是0.5mm,可动刻度是0.233mm,则金属

丝的直径是

J=0.5mm+0.233mm=0.733mmo

⑶电路最大电流约为

E3

/=^+；=20+1A-144A

不到0.6A的四分之一，因此电流表选Ai。

(4)外电路总电阻

RLR+R/=夫+号=夫+隼

由图像可知，当电阻丝接入电路的长度为零时，总电阻为Ro,则

4L

R=R°—p标

结合图像可得图像的斜率为

Ro4p

Lo兀/

兀Rod2

则p=4Lo°

(5)应用图像法处理实验数据，电流表内阻对实验结果无影响。

6.(2021•天津市等级性考试模拟)某实验小组准备测定一节干电池的电动势和内阻。

(1)先用多用电表“直流2.5V挡”粗测该干电池的电动势，读数为Vo

图6

（2）为了更精确地测量该干电池的电动势和内阻，实验小组用实验室提供的下列器

材进行下一步实验：

A.电流表A（量程为50mA,内阻殳=10。）

B.电阻箱R（最大阻值为99.99Q）

C.定值电阻Ro=2C

D.开关、导线若干

①根据以上提供的器材设计了如图7所示的测量电路。

②用笔画线替代导线，根据实验原理图在实物图上完成连线。

甲乙

图8

③改变电阻箱的阻值凡测出对应的电流表A的示数/,根据测量的数据作出的

:一R图线如图8甲所示，由图线可求得该干电池的电动势E