2026年高考物理二轮复习讲练测易错16 电学实验(5易错点错因剖析)(全国)(原卷版)_第1页
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文档简介

易错16.电学实验

目录

第一部分易错点剖析

易错典题避错攻略举一反三

易错点1误认为题中所给的定值电阻多余,可有可无

易错点2不考虑电表量程的匹配,误认为只要有电压表和电流清就用伏安法测电阻

易错点3实物连线纵横相交,不会用图像法处理实验数据

易错点4不理解创新思维测电学物理量的原理,而是糊乱列式

易错点5不会用“数形结合”的方法求电源的电动势和内阻

第二部分易错题闯关

易错点1错误运用实验原理

易错典题

【例1】从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1.要求方法简捷,有尽可能

高的测量精度,并能测得多组数据.

(1)画出电路图,标明所用器材的代号;

器材(代号)规格

电流表(A1)量程10mA,内阻r1,待测(约40Ω)

电流表(A2)量程500μA,内阻r2=750Ω

电阻(R1)阻值约100Ω

滑动变阻器(R2)总阻值约50Ω

电池(E)电动势1.5V,内值很小

开关一只,导线若干

(2)若选测量数据中的一组来计算r1,列出计算电流表A1所用的表达式并说明各符号的意义.

避错攻略

【知识链接】

定值电阻的四种妙用

1.作为电路的保护电阻:

定值电阻可以作为保护电阻,串联电阻具有分压作用,并联电阻具有分流作用。利用定值电阻的这种

作用,可以用来保护电表待测元件、电源、滑动变阻器等器材的使用安全,遵循的是电学实验中的安全性

原则。

2.增大待测量,减小实验误差:

在某些实验中,由于待测元件的内阻较小或电动势较低,直接测量可能会导致较大的误差。此时,可

以通过串联一个定值电阻来扩大测量范围,从而减小测量误差。

3.用来扩大电表的量程:

当实验提供的电表量程不合适时,可以通过改装电表或扩程电表来满足测量需求。定值电阻(或电阻

箱)在这一过程中起着关键作用。

4.定值电阻作为电表使用:

在某些情况下,实验中需要知道电流或电压,但实验仪器没有提供电流表或提供的电流表量程不合适,

也无法通过电表改装或电表扩程得到符合题意的电流表,这种情况下,可考虑用“定值电阻”充当“电流

表”或“电压表”。

举一反三

【变式1-1】小明同学将废弃不用的玩具车电源拆开,发现内部有一个铜导线绕制的变压器,他想在不拆

变压器绕线的情况下,通过测量相关数据估算初级线圈的匝数。

(1)用刻度尺测量初级线圈的平均直径为4.00cm。如图1所示,用螺旋测微器测量铜导线的直径为D

mm;

(2)用欧姆表×1挡测量初级线圈的直流电阻RL,指针偏转如图2所示,则测量值为RLΩ;

(3)小明从物理课本中查到铜导线的电阻率1.7108m;则初级线圈的匝数大约为匝(保

留两位有效数字)。

(4)①现提供以下器材,要求精确地测量初级线圈的直流电阻。

电流表A1(量程20mA,内阻r1约为3Ω,读数用I1表示)

电流表A2(量程5mA,内阻r215,读数用I2表示)

电压表V(量程15V,内阻RV约15KΩ,读数用U表示)

定值电阻R12000

滑动变阻器R(0-20Ω)

蓄电池E(电动势12V,内阻很小)、开关、导线若干。

请利用以上的器材在方框中补充完整的实验电路图,

并标上所选择仪器的代号。

②测量初级线圈直流电阻的计算表达式为RL(用题中所给的字母表示)

(5)关于实验操作下列说法正确的有

A.如图3所示,闭合开关S1和S2前,应将滑动变阻器滑片P滑至A端

B.调整滑动变阻器电阻后,应立刻读出电表读数

C.实验结束后拆除电路时,应先断开开关S2,稍等一会再断开开关S1

D.用欧姆表测量电阻时需要将红黑表笔短接进行机械调零

【变式1-2】(2025·广东珠海·一模)某科技小组欲修复一个量程为00.6A3A的电流表,操作过程如

下:

(1)拆开电流表底座发现其内部结构如图甲所示,其中P为电流表负接线柱,M、N为其余两个接线柱,请

根据图甲在图乙中将电流表的电路图补充完整。选择03A的量程时,应接入电路的两个接线

柱是。(选填“MP”或“NP”)

(2)取出表头G,发现表头完好无损,用标准电表测出表头G满偏电流为3mA。接着测量表头G的内阻:按

照如图丙所示电路图连接电路。闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到端(选填“a”或“b”),先

闭合开关S1,调节滑动变阻器使表头G指针满偏;再闭合开关S2,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻

箱阻值使表头G指针半偏,此时电阻箱的示数为10.0,则表头的内阻为,表头G的内阻测量

值真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”)

(3)经检测除R1损坏外,其余元件均完好,已知R215,R30.025,请根据电流表00.6A的量程,推

算需用电阻替换R1。(结果保留两位有效数字)

【变式1-3】太阳能路灯以太阳光为能源,白天太阳能电池板给蓄电池充电,晚上蓄电池给路灯供电,某

太阳能电池电动势约为3V,短路电流约为0.15A,为了准确的测量其电动势和内阻,可供选用的器材如下:

A.电流表G:量程为30mA,内阻Rg=30Ω

B.定值电阻:R0=5Ω

C.电阻箱:阻值范围0~999Ω,允许通过最大电流0.5A

D.导线若干,开关一个

(1)在下面的方框中画出实验原理图。

1

(2)多次改变电阻箱的阻值R,记录下每次电流表对应的示数I,利用图像法处理数据,若以为纵轴,则应

I

11

填“R”“”“R2”或“”

以________RR2为横轴,拟合直线。

(3)若图像纵轴的截距为b,斜率为k,则可求得电动势E=________,内阻r=________。(均用符号“b、k、

R0、Rg”表示)

易错点2不考虑电表量程的匹配,误认为只要有电压表和电流清就

用伏安法测电阻

易错典题

【例2】(2025·河南安阳·一模)某实验小组测量Rx的电阻,已知Rx的阻值约为250Ω,提供器材如下:

A.电流表A1(量程为015mA,内阻r1约为2Ω)

B.电流表A2(量程为03mA,内阻r2100Ω)

C.电压表V(量程为015V,内阻约3kΩ)

D.定值电阻R1900Ω

E.定值电阻R29900Ω

F.滑动变阻器R3(0~3Ω,允许通过的最大电流为200mA)

G.滑动变阻器R4(0~20Ω,允许通过的最大电流为400mA)

H.滑动变阻器R5(0~50Ω,允许通过的最大电流为400mA)

I.蓄电池E(电动势为3V,内阻很小)

J.开关S

(1)定值电阻应选,滑动变阻器应选。(填器材前面的序号)

(2)测量中要求误差尽可能小,并能测量多组数据,请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图。

(3)用I1表示电流表A1的示数,I2表示电流表A2的示数,U表示电压表V的示数,根据所选器材和设计电

路,电阻Rx的表达式为Rx(用题中符号表示)。

(4)从系统误差的角度出发,该实验Rx的测量值(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。

避错攻略

【知识链接】

1.安安法测电阻

.实验原理图:

2.实验原理:电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,电流表A1的内阻为r1,则

①图甲中,根据电路知识有I1r1=(I2-I1)Rx,如果r1已知,可求出Rx的阻值;如果Rx已知,可求出电流表

A1的内阻r1。

②图乙中,根据电路知识有I1(r1+R0)=(I2-I1)Rx,如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已知,

可求出电流表A1的内阻r

2.伏伏法测电阻

实验原理图:

2.实验原理:电压表V1、V2的读数分别为U1、U2,电压表V1的内阻是r1,则

U1

①图甲中,根据电路知识有U2=U1+Rx,如果r1已知,可求出Rx的阻值;如果Rx已知,可求出电压表

r1

V1的内阻r1。

U1+U1

②图乙中,根据电路知识有U2=U1+r1R0Rx,如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已知,

可求出电压表V1的内阻r1

举一反三

【变式2-1】(2025·全国卷·高考真题)用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变

化的元件称为线性电阻元件,否则称为非线性电阻元件。

(1)利用伏安法测量某元件的电阻,电流表和电压表的示数分别记为和。若将电流表内接,则

元件两端的电压,元件的电阻;将电流表外接,则��流过元件的电流,�

��

元件的电阻。(均选�填“小于”或“大于”)��

(2)图(a)是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线,由图可知,所测元件是(选

填“线性”或“非线性”)电阻元件。随着电流的增加,元件的电阻(选填“增大”“不变”或“减小”)。

(3)利用电流表(内阻)、电流表(内阻未知)以及一个用作保护电阻的定值电阻(阻值未知),

测量电阻的阻A1值。将图�1(b)中的器A材2符号的连线补充完整,完成实验电路原理图�0。按完整的

实验电路测��量,某次测量中电流表和的示数分别为和,则(用、和表示)。

【变式2-2】�(�2025·天津北辰·三模A)1某A同2学利用下述器�材1,�要2测量�阻�=值大约30Ω一段电�阻1丝�2的电�1阻:

A、电源E(电动势约4V)

B、电压表V1(量程为05V,内阻约4kΩ)

C、电压表V2(量程为01V,内阻约1kΩ)

D、定值电阻R0,阻值为10Ω

E、滑动变阻器R(最大阻值5Ω)

F、开关一个,导线若干。

(1)他设计如图1所示电路图,请根据电路图把图2中的实物图补充完整;

(2)通过调节滑动变阻器,测量得到多组V1和V2的示数U1、U2,并作出图3所示图像,该图像的斜率为k,

则待测金属丝电阻Rx(用R0、k等字母表示),该测量值(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。

【变式2-3】(2025·黑龙江哈尔滨·二模)测量电压表V1的内阻,可选用的器材如下:

待测电压表V1:量程0~3V,内阻约2000Ω

电压表V2:量程0~5V,内阻约3500Ω

电流表A:量程0~0.6A,内阻约0.1Ω

电阻箱R1:阻值范围0~9999Ω

电阻箱R2:阻值范围0~99.9Ω

滑动变阻器R:最大阻值100Ω,额定电流1.5A

电源E:电动势6V,内阻不计

开关S及导线若干

(1)在虚线框内画出实验电路图,并在图上标出所用器材的符号;

(2)写出用测量值表示电压表V1内阻的表达式RV,说明式中各量的含义:。

易错点3实物连线纵横相交,不会用图像法处理实验数据

易错典题

【例3】(2024·江西·高考真题)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

水的截面宽和高。

�=0.07mℎ=0.03m

(2)现有实验器材:电流表(量程,内阻)、电压表(量程或,内阻未知)、直

流电源、滑动变阻器、开关和导3线00.�A请在图�(Aa=)2中50画0线Ω完成电路实物连接3V。15V

(3)连(接3V好)电路,测量的水在不同长度l时的电阻值。将水温升到,重复测量。绘出和

水的图,分别如图26(℃b)中甲、乙所示。��65℃26℃65℃

��−�

(4)若图线的斜率为k,则水的电阻率表达(用k、d、h表示)。实验结果表明,

温度��−�(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

直径为的水管。若人体的安全电流为,热水器出水温度最高为,忽略其他电

−3−3

阻的影响8.0(×相1当0于m热水器的工作电压直接加在1.水0×管1两0端A),则该水管的长度至少应6设5℃计为

m。(保留两位有效数字)220V

避错攻略

【知识链接】

1.实物图连接的注意事项

(1)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单

线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来,再将要并联的元件并联到电路中去。

(2)连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉。

(3)要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。

(4)滑动变阻器的接法:限流法,导线分别连接到上、下各一个接线柱上(两个接线柱);分压法,导线分别连

接到上边一个接线柱和下边两个接线柱上(一上两下共三个接线柱)。

2.图像处理实验数据注意

.在画图线时,要使尽可能多的点落在这条直线上,不在直线上的点应对称分布在直线两侧,可舍弃个别离直线

较远的点,以减小偶然误差

举一反三

【变式3-1】(2024·山东·高考真题)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10Ω,额定电流2A);

电压表V(量程3V,内阻未知);

电流表A(量程3A,内阻未知);

待测铅笔芯R(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。

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(填“1”或“2”)端;

(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY=Ω(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1.70Ω;

(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(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。

【变式3-2】(2025山西省晋城市高三下学期第三次模拟)在海洋科学中,测量出的海水的电

阻率可以用来判断海水的盐度和温度,从而推算海水的密度和深度;在地球物理中,盐水的电

阻率可以用来探测地下水、岩石和矿物的性质和分布。某同学通过如图甲所示的实验装置测量

生理盐水的电阻率,在绝缘长方体容器的左、右两侧安装电极板,将生理盐水倒入其中,试回

答下列问题:

(1)开关闭合前,图甲中滑动变阻器的滑片应置于_____(填“左”或“右”)端。

(2)移动滑动变阻器的滑片,记录多组电压表示数U和对应的毫安表示数I,将实验数据描

点,如图乙所示,若毫安表的内阻可以忽略,则生理盐水的电阻R_____k(保留两位

有效数字)。

(3)用刻度尺测得长方体的长度l10.00cm,宽度d4.00cm,生理盐水的深度

h2.00cm,则生理盐水的电阻率_____m(保留一位有效数字);由于毫安表内

阻的影响,电阻率的测量值_____(填“大于”或“小于”)真实值。

(4)该同学查阅资料,资料显示盐水的电阻率会随着盐浓度的增加而降低,随着温度的升高

而降低,试从微观角度解释此现象:_____。

【变式3-3(2025·北京海淀·一模)2025届长沙市雅礼中学高三下学期模在“测定金属的电阻率”

实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

(1)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为:电池阻(电动势3V,内阻约1Ω)、电流

表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(020Ω,额定电流2A)、开关、

导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:

1234567

U/V0.100.300.701.001.501.702.30

I/A

0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520

由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图中的图(选填“甲”或“乙”)。

(2)如图2所示是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置

于变阻器的一端,请根据(2)所选的电路图,补充完成图中实物间的连线,并使闭合开关的

瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。

(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图3所示,图中已标出了与测量数据对

应的4个坐标点。请在图中标出第3、5、6次测量数据的坐标点,并描绘出UI图线,

由图线得到金属丝的阻值RxΩ(保留两位有效数字)。

(4)该小组同学利用上述相同实验器材,分别按照(1)中图甲和图乙的电路图正确连接电路和

规范操作。将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,探究电压表示数U与滑片P移动距离x间

的关系,滑动变阻器电阻丝的总长度为L。请在图4中定性画出图甲和图乙电路对应的Ux

关系图像,并分别用甲和乙标出。

易错点4不理解创新思维测电学物理量的原理,而是糊乱列式

易错典题

【例4】(2025·浙江·高考真题)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)的阻值随温度

规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(),电压表(),滑动变阻器�R(�A:“”

或B:“”),电阻箱(4).5,V,开0.5关Ω、导线若干。3V,50kΩ0~10Ω

0~100Ω�10~99999.9Ω

(1)要使cd两端电压在实验过程中基本不变,滑动变阻器选(选填“A”或“B”);

(2)正确连线,实验操�作0如下:

①滑动变阻器滑片P移到最左端,电阻箱调至合适阻值,合上开关;

②开关切换到a,调节滑片P使电压表示数为;再将开关�1切换到b,电阻箱调至,

记录电压�2表示数、调温箱温度�0=。2则.5温0V度下�2(保留三位有效数�字1=)2:00.0Ω

③保持、滑片�P1位=置1.和40开V关状态不变�,1=升2高0°调C温箱温度�,1记�录�=调温箱温Ω度和相应电压表示数,得到不

同温度下�1的阻值。�2

(3)请根据�题�中给定的电路且滑片P位置保持不变,给出另一种测量电阻的简要方案。

避错攻略��

【知识链接】

1.替代法测电阻

如图所示,开关S先接1,让待测电阻串联后接到电动势恒定的电源上,调节R2,使电表指针指在适

当位置读出电表示数;然后开关S接2,将电阻箱串联后接到同一电源上,保持R2阻值不变,调节电阻箱

的阻值,使电表的读数仍为原来记录的读数,则电阻箱的读数等于待测电阻的阻值。

2.电流表半偏法(电路图如图所示)

(1)实验步骤

①先断开S2,再闭合S1,将R1由最大阻值逐渐调小,使电流表读数等于其量程Im;

②保持R1不变,闭合S2,将电阻箱R2由最大阻值逐渐调小,当电流表读数等于Im时记录下R2的值,则RA

1

=R2。2

(2)实验原理

当闭合S2时,因为R1RA,故总电流变化极小,认为不变仍为Im,电流表读数为,则R2中电流为,所

�m�m

以RA=R2。≫22

(3)误差分析

①测量值偏小:RA测=R2<RA真。

②原因分析:当闭合S2时,总电阻减小,实际总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,

所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的内阻小,而我们把R2的读数当成电流

表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。

③减小误差的方法:选电动势较大的电源E,选阻值非常大的滑动变阻器R1,满足R1RA。

3.电压表半偏法(电路图如图所示)≫

(1)实验步骤

①将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1的滑动触头,使电压表读数等于其量程Um;

②保持R1的滑动触头不动,调节R2,当电压表读数等于Um时记录下R2的值,则RV=R2。

1

2

(2)实验原理:RVR1,R2接入电路时可认为电压表和R2两端的总电压不变,仍为Um,当电压表示数调为

�m

≫2

时,R2两端电压也为,则二者电阻相等,即RV=R2。

�m

(3)误差分析2

①测量值偏大:RV测=R2>RV真。

②原因分析:当R2的阻值由零逐渐增大时,R2与电压表两端的总电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于

Um时,R2两端的实际电压将大于Um,使R2>RV,从而造成RV的测量值偏大。显然电压表半偏法适用于测

11

量2内阻较大的电压表的电阻。2

③减小误差的方法:选电动势较大的电动势

4.电桥法

(1)操作:如图甲所示,实验中调节电阻箱R3,使灵敏电流计G的示数为0。

(2)原理:当IG=0时,有UAB=0,则UR1=UR3,UR2=URx;电路可以等效为如图乙所示。

根据欧姆定律有=,=,由以上两式解得R1Rx=R2R3或=,这就是电桥平衡的条件,

��1��2��1��2�1�3

�1�2�3���2��

由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值。

举一反三

【变式4-1】(2023·海南·高考真题)用如图所示的电路测量一个量程为100μA,内阻约为2000Ω的微安

表头的内阻,所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R1(0~9999.9Ω),R2(99999.9Ω)

(1)RM应选,RN应选;

(2)根据电路图,请把实物连线补充完整;

(3)下列操作顺序合理排列是:

①将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值;

②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;

③断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;

④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材

(4)如图是RM调节后面板,则待测表头的内阻为,该测量值(填“大于”、“小于”、“等

于”)真实值。

(5)将该微安表改装成量程为2V的电压表后,某次测量指针指在图示位置,则待测电压为V(保

留3位有效数字)。

(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN值,在滑动头P不变,S2闭合后调

节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP间电压不变,则微安表内阻为(用RM、RN表示)

【变式4-2】(2023·湖南·高考真题)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,、、为电阻箱,为半导体薄膜压力传感器,、间连接电

压传感器(内阻无穷大).

�1�2�3����

(1)先用欧姆表“”挡粗测的阻值,示数如图(b)所示,对应的读数是;

(2)适当调节、×10、0,使电��压传感器示数为0,此时,的阻值为(用Ω、、表示);

(3)依次将�1的�标2准�砝3码加载到压力传感器上(压力传感�器�上所受压力大小等于�1砝码�2重力�大3小),读出电

压传感器示0.数5g,所测数据如下表所示:

次数�123456

砝码质量

0.00.51.01.52.02.5

电压�g057115168220280

根据表�中m数V据在图(c)上描点,绘制关系图线;

�−�

(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,电压传感器示数为,则大小是(重力加速度取,保留2位有效数字);

2

(5)若在�步0骤(4)中换用非理想2毫00伏m表V测量�0、间电压,N在半导体薄膜压力9传.8m感/器s上施加微小压力,此

时非理想毫伏表读数为,则�(�填“>”“=”或“<”).�1

10

【变式4-3】2025·重庆2·0二0m模V)某科�技小组�想通过实验探究热敏电阻的温度特性。如题图甲所示,R1为滑

动变阻器,R2为电阻箱,热敏电阻RT处在虚线所示的温控室中。

(1)实验前,开关S1、S2先断开,将滑动变阻器R1的滑片移到(填“a”或“b”)端;实验时,记录温

控室的温度t0,将S2打到1,闭合S1,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为I0;然后保持滑动变阻

器的滑片P位置不变,再将S2打到2,调节电阻箱R2,使电流表的示数为,记录此时电阻箱的示

数R,即为热敏电阻的阻值;

(2)多次改变温控室的温度,重复上述实验过程,测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值R,作出

R-t图像,如图乙所示,由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度的降低而(填“增大”或“减小”);

(3)上述实验过程中,若电流表内阻不可忽略,则热敏电阻的测量值(填“大于”、“等于”或“小于”)

真实值;

(4)现将此热敏电阻接在电流恒定的电路中,当它产生的热量与向周围环境散热达到平衡时,热敏电阻的温

2

度稳定在某一值t,且满足关系式IR=k(t-t0),其中k是散热系数,t是电阻的温度,t0是周围环境温度,

I为电流。若I=40mA,t0=20℃,k=0.16W/℃,结合乙图可知该热敏电阻的温度稳定在℃。(保留

两位有效数字)

易错点5不会用“数形结合”的方法求电源的电动势和内阻

易错典题

【例5】(2025·湖北·高考真题)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r,设计了

如图(a)所示电路,所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、

开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,

逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题:

(1)R0在电路中起______(填“保护”或“分流”)作用。

11

(2)与E、r、R、R0的关系式为______。

II

1

(3)根据记录数据作出R图像,如图(b)所示。已知R0=9.0Ω,可得E=V(保留三位

I

有效数字),r=Ω(保留两位有效数字)

(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果(填“有”或“无”)影响。

避错攻略

【知识链接】

测电源电动势和内阻的方法除了伏安法之外,还有安阻法和伏阻法.这两种方法的对比如下表所示.

变阻法伏阻法

实由得由U1得

11

验E=I1R(1-+I)1rE=U+Rr

E=U2

原2-22(-)

E=1I2R1+2IrE=22

IIR-RE=U-+Rr

理r=21U1U2R1R2

I-I(-)

1122r=2112

IRIRUR-UR

I2I1R1R2U1U2

①=R+,可作-R图像(如U2R1U1R2

图甲1所1示r)1

IEEI由得·故图像的斜率纵轴截距为如图所示

-R图像的斜率k=,纵轴截E=U+r=+.-k=,,

U1r1111r1

11

图距为RUEREUREE

IE

r

像②·可作图像如

R=EE-r,R-(

图乙所示1)1

II

R-图像的斜率k=E,纵轴截

距1为-r

I

误误差来源电流表有电阻

(1):,误差来源电压表分说干路电流表达式不准确导致电动势和内阻测量不准

差导致内阻测量不准确(1):,,

分(2)结论:E测=E真,r测>r真(r测

(2)结论:E测<E真,r测<r真

析=r真+rA)

举一反三

【变式5-1】学习小组要做“测量电源的电动势和内阻”实验,设计了图1所示电路,实验室提供的器材有:

干电池一节(电动势约1.5V,内阻约1Ω);

电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);

电流表A(量程0~0.6A,内阻约1Ω);

滑动变阻器(最大阻值20Ω);

滑动变阻器�1(最大阻值200Ω);

定值电阻�(2阻值0.5Ω);

开关一个,�0导线若干。

(1)实验中,滑动变阻器应选择(选填“”或“”)。

(2)正确操作,调节滑动变阻器滑片,记录多组电�压1表和�电2流表的示数,并根据实验数据作出图像,如

图3所示。根据图线求得电动势V。(选填“1.48”或“0.48”)�−�

(3)若采用图2实验原理图进行实�验=,由于(选填“电压”或“电流”)表的分压作用,(选

填“电压”或“电流”)表的测量存在误差,其测量值(选填“偏大”或“偏小”)。如果用实线表示由实

验数据描点得到的图线,用虚线表示该干电池真实的路端电压和干路电流的关系图像,则下列图像正

确的是。�−�

A.B.C.D.

【变式5-2】(2025·湖南长沙·模拟预测)某探究小组在实验室中要测量电池(内阻r已知)的

电动势和电流表内阻。可利用的器材有:电流表(内阻RA待测)、均匀电阻丝(单位长度电

阻r0已知)、定值电阻(阻值R1已知)、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(填“A”或“B”)端;

②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置,记录电流表示数I,断开开关S,记录金属夹与

A端的距离L;

③多次重复步骤②,根据记录的若干组I、L的值,作出图(c)中一条图线;

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I、L的值,再

次作出图(c)中另一条图线。

(2)图(b)对应的是图(c)中的图线(填“I”或“II”)。

(3)由图线得出斜率k,则待测电池的电动势E。

b

1

(4)由图线求得I、II的截距分别为b1、b2,若n,则待测电流表的内阻RA(用

b2

n、r和R1表示)。

【变式5-3】(2025·陕西咸阳·模拟预测)为了尽量准确测量水果电池的电动势E和内阻r,某

学习小组设计了如图1所示的电路图。电压表的内阻记为RV,但阻值未知,主要实验步骤如

下:

①根据电路图,连接实物图。

②调节电阻箱R到合适的值,闭合开关S1,单刀双掷开关S2拨到a,记录微安表的示数I及

电压表示数U1。再将S2拨到b,记录电压表示数U2;

③改变电阻箱R的阻值,重复实验,记录多组数据,

11

④利用描点作图,在坐标纸上画出U1I图及图如图2,图3所示。

U2R

请完成下列问题。

(1)某次微安表指针如图4所示,则读数为。

(2)图2中拟合的直线斜率均为k1,则电压表内阻RV。

(3)图3中拟合的直线截距为b,斜率为k2,则电源电动势的表达式为E,内阻的表

达式为r。

1.(2025·云南·高考真题)基于铂电阻阻值随温度变化的特性,某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。

可选用的器材如下:型号铂电阻、电源E(电动势,内阻不计)、电流表。(量程,内

阻)、电流表P(t1量00程0,内阻约)、定值电5阻V(阻值)、定值A电1阻(阻1值00μA)、

开关4.5Sk和Ω导线若干。A2500μA1kΩ�115kΩ�21.5kΩ

查阅技术手册可知,型号铂电阻测温时的工作电流在之间,在范围内,铂电

阻的阻值随温度t的Pt变10化00视为线性关系,如图(a)所示。0.1~0.3mA0~100°C

�t

完成下列填空:

(1)由图(a)可知,在范围内,温度每升高,该铂电阻的阻值增加;

(2)兴趣小组设计了如图0(~1b)00所°C示的甲、乙两种测量铂1电°C阻阻值的电路图,能准确测出铂电Ω阻阻值的是

(填“甲”或“乙”),保护电阻R应选(填“”或“”);

�1�2

(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时,某次测量读得示数为,示数如图(c)所

示,该示数为,则所测温度为(计算结果保留A2位有效2数95字μ)A。A1

μA°C

2.(2025·四川·高考真题)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:

待测合金丝样品(长度约)

螺旋测微器1m

学生电源E(电动势.,内阻未知)

米尺(量程0)4V

滑动变阻器(0~最1大00阻cm值)

电阻箱(阻值范围20.Ω)

电流表(量程0~99,9内阻9Ω较小)

开关、0~30mA

导线若S1干S2

(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品.和.位置,用螺旋测

微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别2为0.00cm7、0.00cm和.,

0499mm0498mm0503mm

则该样品横截面直径的平均值为。

(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表m的m“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱(选填“a”或“b”)

相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于端(选填“左”或“右”)。

(3)断开、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到.刻度处。断开、闭合,保持滑动

变阻器滑S2片位置不S1变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到150.mA处,此时电S阻1箱面板S知2图2所示,

则该合金丝的电阻率为(取.,结果保1留52位0m有A效数字)。

(4)为减小实验误差,可采用的做法Ω有⋅m______π_=_(3有多14个正确选项)。

A.换用内阻更小的电源

B.换用内阻更小的电流表

C.换用阻值范围为.的电阻箱

D.多次测量该合金丝0~不9同9区9间9Ω等长度样品的电阻率,再求平均值

3.(2023·河北·高考真题)某实验小组测量绕制滑动变阻器电阻丝的电阻率,实验器材:电源E(,内

阻很小)、电压表(量程为,内阻很大)、待测滑动变阻器(最大�阻值几十欧姆)、电阻箱3V(最

大阻值)、滑动变阻器0~3V(最大阻内值)、毫米刻度尺�、�开关S以及导线若干。实验电路�如0图。

9999Ω�150Ω

第一步:按图连好电路。将滑动变阻器和的滑片均置于最左端,电阻箱阻值调为零。闭合开关S,

调整滑片的位置,使电压表的示数为�1.��。�0

第二步�1:断开开关S,保持滑片的位置2不动00,V将的阻值调为。

第三步:闭合开关S,向右移�1动的滑片P,使电压�0表的示数仍为5Ω.,记录的阻值R以及的滑片

P到左端点a之间的距离l。��200V�0��

第四步:断开开关S,保持滑片的位置不动,调节的阻值分别为、…,重复第三步。

第五步:实验结束,整理仪�器1。�010Ω15Ω

实验记录的部分数据见下表。

组次12345

R/Ω05101520

l/mm020.336.860.581.1

(1)上表中不合理的一组数据为(填组次序号)。

(2)当l为.时,的滑片P到a之间电阻丝的匝数为133,电阻丝的半径mm(保

800mm���=

留2位有效数字)。

(3)用拟合上表数据,得k近似为,测得单匝电阻丝周长为,则电阻丝的电

−3

阻率�=��(保留2位有效数4字.0)×10m/Ω90.0mm

(4)�若=电阻率的测Ω⋅量m值与参考值相比偏大,产生误差的原因可能是。

A.未考虑电压�表内阻B.未考虑电阻丝绝缘层厚度C.未考虑电源内阻

4.(2024·新疆河南·高考真题)学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有:多

用电表,电源E(电动势5V),电压表V1(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻�(V阻值为800Ω),滑动

变阻器(最大阻值50Ω),滑动变阻器(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干�0。

完成下列�1填空:�2

(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“×10”位置

再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的(填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆表的

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欧姆挡(填“×1”“×100”

或“”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为

kΩ(×结1k果保留1位小数);

(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(填“”或“”),

闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于(填“a”或“b”)端;�1�2

(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、,则待测电压

表内阻(用、U和表示);V1�1�

(4)测量�得�到=�1�0,则待测电压表内阻(结果保留3位有效数字)。

�1=4.20V,�=2.78V��=kΩ

2.78×800

�V=Ω≈1566Ω≈1.57kΩ

4.20−2.78

5.(2024·湖南·高考真题)某实验小组要探究一

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