2026年高考物理二轮复习：专题19 电学实验（复习讲义）（全国适用）（解析版）

专题19电学实验目录TOC\o"1-2"\h\u01析·考情精解 202构·知能架构 303破·题型攻坚 4题型一以测电阻为核心的实验 4真题动向从传统伏安法向等效替代法等拓展，强调对“等效思想”“误差补偿”等核心原理的理解必备知识知识1测电阻的常用方法知识2三个“选择”、数据处理和误差分析知识3测金属的电阻率命题预测3289考向1伏安法、伏伏法或安安法测电阻考向2等效替代法、半偏法或电桥法测电阻考向3测金属的电阻率题型二以测电源的电动势和内阻为核心的实验 20真题动向从伏安法向安阻法、伏阻法延伸，考查对实验原理的灵活迁移能力必备知识知识1多用电表欧姆档知识2测量电源的电动势和内阻命题预测考向1多用电表欧姆档的使用考向2测量电源的电动势和内阻题型三电学其他实验与电学创新类实验 30真题动向融合电磁学与热学、力学，考查综合运用多模块知识解决复杂问题必备知识知识1电学其他实验知识2电学创新实验注意问题和常用方法命题预测考向1电学其他实验考向2电学创新实验命题轨迹透视从近三年高考电学实验题看，试题主要为综合实验题，难度中等偏上。命题趋势呈现明显进阶：从基础电路测量（如伏安特性、电源电动势）→实验原理迁移与电路设计→融合传感器或数字化设备的新型测量方案。命题倾向于以教材经典实验为出发点，突出对实验原理深度理解、数据处理能力及创新设计能力的考查，且越来越注重在真实科研或技术应用情境中分析解决问题。考点频次总结考点2025年2024年2023年以测电阻为核心的实验2025福建卷,T13，2025天津卷,T10，2025甘肃卷,T12，2025湖南卷,T12，2025四川卷,T12，2024新课标卷,T23，2024山东卷,T14，2024湖南卷,T11，2024广东卷,T12，2024江苏卷,T12，2023全国乙卷,T23,2023浙江卷,T16,2023湖北卷,T12,2023辽宁卷,T12,以测电源的电动势和内阻为核心的实验2025湖北卷,T11，2025海南卷,T16，2025浙江卷,T14，2024北京卷,T17,2024黑吉辽卷,T11,2024甘肃卷,T12,2023湖南卷,T12，2023江苏卷,T12，2023湖北卷,T12，2023浙江卷,T16，电学其他实验2025山东卷,T14，2024广西卷,T12，2024北京卷,T16，2024浙江卷,T16，2024海南卷,T16，2023新课标卷,T22,2023山东卷,T14,2023浙江卷,T16,2026命题预测预计2026年高考电学实验，将以伏安法、测电源电动势和内阻等经典实验为核心载体，重点考查实验原理的迁移能力、电路设计与误差分析。命题将进一步结合新型传感器、简单集成电路等元件，创设贴近科研或实际应用的测量情境，强调对实验方案的评估与改进，在综合性上可能体现与力学等模块的结合。电学实验电学实验仪器、仪表的使用电压表、电流表、欧姆表读数电流表的内、外接法滑动变阻器的分压、限流接法多用电表的使用基本实验测量金属丝的电阻率观察电容器的充、放电现象测量电源的电动势和内阻探究影响感应电流方向的因素探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系创新实验电阻测量电流天平、霍尔元件等传感器的应用题型一以测电阻为核心的实验1．（2025·福建·高考真题）某实验小组基于“等效替代法”设计了如图（a）所示的电路用于电阻测量。使用的器材有：电源E（电动势3V），电流表A（量程30mA），定值电阻R1、R2、R3（阻值均为100Ω），定值电阻R4（阻值200Ω），滑动变阻器R5（最大阻值200Ω，额定电流1.5A），带标尺的滑动变阻器(1)按照图（a），将图（b）中的实物连线补充完整；(2)将鳄鱼夹a、b短接，滑动变阻器R6的滑片移至最右端刻度处，S1打在位置1。接通S2，调节滑动变阻器R5(3)断开S1、S2，用鳄鱼夹a、b夹住Rx两端。接通S2，将S1依次打在位置1、2，发现电流表示数均小于定标值I；S1(4)将S1重新打在位置（填“1”“2”或“3”），向左调节滑动变阻器R6的滑片，直到电流表指针重新回到定标值位置，此时R6的滑片处于55Ω刻度处。基于“等效替代法”原理，可得R(5)以下因素可能影响测量结果的有________。（多选，填正确答案标号）A．电源存在内阻 B．电流表存在内阻C．滑动变阻器R6读数有偏差 【答案】(1)见解析(2)16.0/15.9/16.1(3)100~200(4)2145(5)CD【详解】（1）根据图（a）的实验电路图，需要将实物图中电流表负极、滑动变阻器R5与和R（2）由图（c）可得，电流表量程30mA，最小刻度为1mA，指针指在16mA的位置上，需要估读到下一位，故电流表示数为16.0mA（3）通过分析电路及实验步骤，可知“等效替代法”测量原理就是在保证总电路电阻不变，用原电路减小的阻值等效替代待测电阻的阻值，进而测出待测电阻的阻值。接通S2，开关S1接1，鳄鱼夹a、b短接，滑动变阻器R6为最大值，电路中R1、R2、R3开关S1接3，有Rx+R3+（4）[1]Rx的阻值范围为100~200Ω，应将开关[2]由电路图可知，开关打在2的位置时，原电路的阻值减小100Ω；当R6向左调节到标尺刻度读数为55Ω时，即其接入电路的电阻值减小了100Ω−55Ω（5）AB．由实验原理可知，接入待测电阻Rx后，通过调节R6使电流表指针重新回到定标值位置，来确保原电路减小的电阻值与故AB错误；CD．R6读数有偏差和电流表指针未重新回到定标值位置都将影响R故CD正确。故选CD。命题解读新情境：基于“等效替代法”设计电路，使用带标尺的滑动变阻器和定值电阻组合，实现对未知电阻的测量，场景贴近实验原理的创新应用。新考法：通过开关切换不同定值电阻组合，结合电流定标值判断待测电阻范围，再调节滑动变阻器实现等效替代，考查实验步骤的逻辑推理和数据处理能力。新角度：从传统伏安法拓展到等效替代法，强调“总电阻不变”的核心思想，需分析电源内阻、电表内阻对实验的影响，深化对误差来源的理解。2．（2025·天津·高考真题）某同学用伏安法测量电阻Rx的阻值（约为5Ω）。除滑动变阻器、电源（电动势为A．电压表（量程0−3V，内阻约为3B．电压表（量程0~15V，内阻约为15C．电流表（量程0~0.6A，内阻约为0.1ΩD．电流表（量程0~3A，内阻约为0.02Ω(1)为使测量尽量准确，实验中电压表应选，电流表应选（均填器材前的字母代号）；(2)该同学连接好的电路如下图所示，闭合开关后，电流表和电压表的读数均为零，经排查，发现电路中的七条导线中混进了一条内部断开的导线。为了确定哪条导线断开，该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压，读数为零；测量a与接线柱c间电压，读数不为零，则可以确定导线内部断开（填图中导线编号）；(3)更换导线后进行实验，该同学测得多组电压数据U和电流数据I，描绘出U−I图像如图所示，测得图中直线的斜率为k，已知电压表的内阻为RV，若考虑电压表内阻的影响，则Rx阻值的表达式为【答案】(1)AC(2)6(3)R【详解】（1）[1]电源电动势为3V，为了减小误差，电压表选用量程为3V的A；[2]流过电阻的最大电流约为I为了减小误差，电流表选用量程为0.6A的C。（2）电流表和电压表示数都为零，在不可能是4、5导线内部断开，该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压，读数为零；测量a与接线柱c间电压，读数不为零，则可以确定导线6内部断开。（3）根据电路图可得I=URV+UR命题解读新情境：给定待测电阻阻值范围，需选择合适的电压表、电流表，并通过多用电表电压挡排查电路故障，场景聚焦实验器材选择与电路故障分析。新考法：要求根据电源电动势和待测电阻估算电流，选择电表量程；通过测量不同接线柱间电压判断导线断路位置，融合器材选择与电路诊断能力。新角度：结合U-I图像斜率和电压表内阻修正电阻测量值，从“直接读数”转向“系统误差修正”，考查对伏安法外接法误差的定量分析。知识1测电阻的常用方法(1)最直接的——用多用电表的欧姆挡测量;(2)最常用的——伏安法;(3)最灵活的——伏伏法或安安法;(4)最精确的——等效替代法;(5)最专一的——半偏法(测量电压表或电流表的内阻);(6)最独特的——电桥法。知识2三个“选择”、数据处理和误差分析1.明确三个“选择”(1)实验器材的选择①电源的选择:一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合要求的直流电源。②电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的最大值选择电流表;读数时电表的指针摆动的幅度应较大,一般应使指针能达到半偏。(2)电流表内接法与外接法的选择比较项电流表内接法电流表外接法电路误差原因由于电流表内阻的分压作用,电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用,电流表测量值偏大测量结果R测=UI=RA+Rx>RxR测=UI=R适用条件Rx≫RA,大电阻Rx≪RV,小电阻(3)分压电路与限流电路的选择①从节能的角度考虑,优先选用限流式。②以下三种情况必须用分压式:a.要求待测电路的U、I从0变化;b.R滑≪Rx;c.选用限流式时,Ux、Ix过大(超过电表量程,烧坏电表、电源或用电器等)。2.数据处理和误差分析(1)线性图像处理实验数据的一般方法和步骤:先根据物理规律写出物理方程,再把物理方程转换成线性方程的数学函数式,最后把数学函数式与线性图像相结合,在图中提取斜率、截距、面积等信息。(2)判断实验误差导致测量值偏大或偏小,要从实验原理和方法上去寻找根源,所以要弄清实验原理和方法,然后依据物理规律做适当推理,最后写出测量值的表达式。知识3测金属的电阻率装置图操作要点数据处理1.用螺旋测微器在三个不同位置测量直径。2.按原理图连接电路。3.用毫米刻度尺测接入电路的有效长度。4.改变滑动变阻器的阻值,测多组U、I1.作U-I图像,利用斜率求出Rx。2.计算电阻率ρ=π考向1伏安法、伏伏法或安安法测电阻1．（2025·四川·一模）某实验小组想要测量一个定值电阻Rx的阻值（约为5Ω）。实验室备有以下器材：A．电源（电动势约为3V，内阻约为0.2ΩB．电流表A（量程0.6A，内阻约为0.1ΩC．电压表V（量程3V，内阻约为10kD．滑动变阻器Rp（阻值范围0~3E.开关S1和单刀双掷开关S(1)为了尽可能多地测量实验数据，请补充图（a）滑动变阻器的连接方式。(2)将图（a）中单刀双掷开关S2接a，闭合开关S1，移动滑动变阻器滑片，测量并记录多组电流表、电压表数据。某次测量时电流表指针如图（b）所示，则电流表的读数为(3)将图（a）中单刀双掷开关S2接b，重复（2）中操作，利用记录的数据分别描绘电流随电压变化的图线如图（c）所示，则S2接b时对应图（c）中（选填“①”或“②”），单刀双掷开关S2接（选填“a【答案】(1)见解析(2)0.44(3)②a【详解】（1）采用分压式接法连接滑动变阻器。（2）刻度的最小分度为0.02A，估读到本位，读数为0.44A。（3）[1][2]S2接a时为电流表外接，电阻测量值小于真实值；S2接b时为电流表内接，电阻测量值大于真实值，图（c）斜率为电阻倒数，因此S2接b时对应图（c）中②。易判断Rx为小电阻，电流表应外接减小系统误差，因此单刀双掷开关2．（2025·甘肃白银·二模）某物理兴趣小组利用如图甲所示电路测量电阻Rx的阻值，实验提供的器材有：电源E、滑动变阻器Rp、待测电阻Rx、电阻箱R、电压表V1（内阻丙实验操作步骤如下：按图甲所示连接好实验器材；②闭合开关S，调节滑动变阻器Rp与电阻箱R，使电压表V1、③读取电压表V1、V2和电阻箱的示数，分别记为U1、U④重复步骤②③，得到多组U1、U2、(1)根据图甲电路图，用笔画线代替导线把图乙所示的实验器材连接起来。(2)小组成员根据实验数据，以U2U1为纵坐标，以1R为横坐标，绘制出U2U1−1R关系图像如图丙所示，图丙中a、b、【答案】(1)见解析(2)b−ac【详解】（1）根据电路图，连接实物图如图所示。（2）[1][2]根据欧姆定律有U2−U1Rx=U3．（2025·陕西·三模）某实验研究小组欲精准测量一个电阻Rx的阻值（约100Ω）。(1)为了准确测出Rx的阻值，实验室提供了以下器材：A．电池组（电动势为3V，内阻很小）；B．电流表1（量程为0～50mA，内阻很小）；C．电流表2（量程为0～25mA，内阻很小）；D．定值电阻（R=100ΩE．滑动变阻器（阻值范围为0～10Ω）；F．开关一只，导线若干。①根据提供的器材，小明同学设计了如图甲所示的电路。其中A1表应选（填器材前的字母序号）。②若流过电流表A1和电流表A2的电流分别为I1和I2，则待测电阻的阻值Rx=（用题目中的I1、I2和R表示）。(2)由于电流表有电阻，根据图甲测出来的电阻有误差，研究小组同学思考后发现只需在上述电路的基础上略加调整就可以测出Rx的准确值。在利用图甲电路测出一组数据I1和I2后，再将电流表A2与待测电阻相连，如图乙所示。调整滑动变阻器，使I1大小不变，记录此时电流表A2的示数I2'，若认定电流表的内阻恒定不变，根据研究小组的做法，可求出电阻Rx=（用题目中的字母表示）。【答案】(1)BI(2)I【详解】（1）①[1]电阻的并联值约为R通过A1的最大电流Im电流表2量程太小，所以选择量程较大的电流表1。故选B。②[2]根据电路串、并联关系，有R解得Rx（2）设电流表A2的内阻为RA，有R+RA解得Rx考向2等效替代法、半偏法或电桥法测电阻4．（2025·全国·模拟预测）现有两个完全相同的微安表（内阻约2kΩ，量程为100μA），电源电动势E=0.5V，要把其中一个微安表改成量程为10mA的电流表，实验步骤如下：（1）单刀双掷开关闭合前，应将滑动变阻器滑片滑至（填“最左端”或“最右端”）（2）单刀双掷开关拨向1，移动滑动变阻器发现电流表示数为90μA；（3）单刀双掷开关拨向2，保持滑动变阻器滑片位置不动，调节电阻箱，使得电流表示数仍为90μA，此时电阻箱示数如图所示，该读数为Ω（4）微安表内阻为Ω。（5）要把微安表改成量程为10mA的电流表，需（填“串联”或“并联”）阻值为Ω【答案】最左端19871987并联20.07【详解】（1）[1]闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器滑片滑至阻值最大处，即最左端；（3）[2]电阻箱的读数为1×1000（4）[3]单刀双掷开关拨向1和2时，电流表示数相同且滑动变阻器滑片位置不动，说明电阻箱阻值等于微安表内阻，所以微安表内阻为1987Ω（5）[4]把微安表改成大量程电流表需并联电阻。微安表满偏电压U则并联电阻的阻值为R=5．（2025·安徽马鞍山·模拟预测）某实验小组为了尽可能准确地测量一电流计G的内阻，采用了如图所示的电路，实验步骤如下：①按图连接好电路，断开开关S1和S2；②闭合开关S1，调节滑动变阻器R，使电流计G满偏，记下此时电流表的读数I1；③闭合开关S2，调节电阻箱R1，使电流计G半偏，记下此时电流表的读数I2，以及电阻箱的阻值Ra；④反复调节电阻箱R1和滑动变阻器R，直至电流计G半偏并且电流表的读数仍为I1，记下此时电阻箱的阻值Rb；⑤断开电路。(1)在开关S1闭合前，滑动变阻器的滑片开始应调至端（填“a”或“b”）；(2)在上述第④步操作中，滑动变阻器R的阻值应该；A．调大 B．调小 C．不变(3)测量的电流计G内阻Rg=（用题中所给字母表示）；(4)从系统误差的角度分析，测量值应该真实值（填“>”“<”或“=”）；(5)另一小组成员觉得，上述试验步骤④是多余的，只利用步骤②、③中的测量结果，也可以计算出电流计G的内阻，则这样计算出的Rg=（用I1、I2、Ra表示）。【答案】(1)b(2)A(3)Rb(4)=(5)2(【详解】（1）为了保护电路，在开关S1闭合前，电路电阻要达到最大，故滑动变阻器的滑片开始应调至b端；（2）由于S2闭合后电路总电阻减小，干路电流变大，故在上述第④步操作中，为了干路电流恢复到之前的值，滑动变阻器R的阻值应该调大。故选A。（3）当电流计G半偏并且电流表的读数仍为I1时，根据并联电路特点，电流计G的电流与电阻箱的电流相等，电压相等，所此时R（4）本实验中，通过调节使得干路电流不变，这样电流计半偏时，电阻箱的电流与电流计的电流准确相等，电压也相等，所以测量值等于真实值，即测量值等于真实值。（5）设G表满偏电流为Ig，闭合开关S1，电流计G满偏，此时有闭合开关S2，根据并联特点有I联立解得R6．（2025·江西·模拟预测）某学生实验小组要测量一量程为3V的电压表的内阻（约为几千欧）。(1)先用多用电表粗测电压表内阻；将多用电表选择开关拨到电阻挡“×100”挡，将两表笔短接进行调零，再将多用电表的（选填“红”或“黑”）表笔与待测电压表的正接线柱相连，将另一支表笔与另一个接线柱相连，多用电表的指针位置如图甲所示，那么粗测结果是Ω。(2)为了精确测量此电压表的内阻，小组成员用半偏法测此电压表的内阻。设计的电路如图乙所示，其中：电阻箱R（最大阻值9999.9Ω），直流电源E（电动势6V），滑动变阻器最大阻值为20Ω。实验时，将图乙中滑动变阻器滑片移到最（选填“左”或“右”）端，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器使电压表满偏。断开开关S2，再调节电阻箱，使电压表半偏，这时电阻箱的阻值为R0(3)另一同学设计了如图丙所示的电路测该电压表的内阻，其中电压表V1为被测电压表，V2为量程为6V的电压表，实验时，按正确的操作，闭合开关后，调节滑动变阻器及电阻箱的阻值，使两电压表的指针偏转均较大，若调节后，电压表V1的示数为U1、电压表V2的示数为U2【答案】(1)欧姆黑3200(2)左R0(3)U【详解】（1）[1][2]将两表笔短接进行欧姆调零，再将多用电表的黑表笔与待测电压表的正接线柱相连，将另一支表笔与另一个接线柱相连；[3]根据图甲可知粗测结果是32×100（2）[1]实验时，将图乙中滑动变阻器滑片移到最左端，使电压表示数从最小开始调节。[2]用半偏法测此电压表的内阻，断开开关S2，再调节电阻箱，使电压表半偏，这时电阻箱的阻值为R0，可认为电压表两端电压与R[3]断开开关S2，再调节电阻箱，使电压表半偏，此时电压表支路电阻变大，电压表支路的总电压变大，则R0两端电压大于电压表两端电压，（3）由图丙电路图可得U1R7．（2025·陕西西安·模拟预测）碳膜电阻是用专用设备使气态碳氢化合物在高温和真空中分解，分解出的碳均匀沉积在陶瓷圆柱体或陶瓷管的圆周表面上形成一层结晶碳膜，再根据所需的电阻值，改变碳膜厚度和螺旋刻槽螺距，然后装上铜制端帽，焊出引线，表面喷漆封装而成，碳膜电阻属于负温度系数电阻，即温度升高时其阻值减小，研究性学习小组想精确测量一个碳膜电阻Rx的阻值随温度变化的曲线，已知20℃时该电阻的阻值约为990Ω，实验室提供如下器材。A．电流表A（量程0.6A，内阻约为0.8Ω）B．电压表V（量程3V，内阻为3kΩ）C．滑动变阻器R1（0~10Ω）D．滑动变阻器R2（0~1000Ω）E．定值电阻R=10ΩF．定值电阻R0=100ΩG．电源E（电动势为6V，内阻约为1.0Ω）H．导线若干、开关S一个(1)实验中需要先测定该电阻在20℃时阻值的准确值，要求电表的示数可以从零开始变化且读数要能超过其量程的13，所选的器材中滑动变阻器应选择（填器材的符号），请帮该小组同学设计测量20℃时Rx的阻值的实验电路图并画在图甲的方框中(2)小组同学又找来了一个最大阻值为9999.9Ω的电阻箱和一个量程为±50mA、阻值为10Ω的毫安表G，设计了如图乙所示的电路来测量温度大于20℃时Rx的阻值，测量时调节电阻箱接入电路的阻值，使通过毫安表的电流为零，记录不同温度下电阻箱接入电路的阻值R′，则与之对应的Rx的阻值为。【答案】(1)R1(2)1【详解】（1）[1]要求电表示数从零开始变化，则需采用分压接法，为了便于调节，滑动变阻器应选用最大阻值较小的R1，由于Rx的阻值较大，且要求电表读数超过其量程的13，根据题给条件可选择定值电阻R与Rx并联，两者并联之后的阻值约为[2]由于电压表V内阻为3kΩ确定，则电流表应外接实现Rx电压、电流都准确，如图所示（2）根据图乙中电路可知，通过毫安表的电流为零，即毫安表两端电势差为零，此时有R解得R考向3测金属的电阻率8．（2025·河北·模拟预测）如图甲所示，在一个正方形绝缘薄板的上表面均匀镀有一层电阻率为ρ的导电材料，现要测这个镀层的厚度。实验小组想用伏安法先测量该正方形镀层相对的两边之间的电阻Rx（约为150ΩA．电源（E=1.5VB．电流表A1（量程0~5mA，内阻rC．电流表A2（量程0~10mA，内阻rD．定值电阻R1E.定值电阻R2F.滑动变阻器R3（最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为G.滑动变阻器R4（最大阻值为1kΩ，允许通过的最大电流为H.足量的导线与开关S。(1)图乙中，虚线框内是用所给器材中的电流表和定值电阻改装成的电压表，为确保实验安全并尽量减小实验误差，a处电流表应选择（填“A1”或“A2”），定值电阻应选择（填“R1”或“R2”）；为了更好的控制电路，滑动变阻器应选用（填“(2)根据图乙的电路图，在图丙中用笔画线代替导线将实物图补充完整。(3)实验中通过调节滑动变阻器的滑片位置，测得了多组电流表A1、A2的示数，两电流表的示数分别为I1和I2，然后作出了I1−I2【答案】(1)A1R1R3(2)【详解】（1）[1][2]由于电源电动势E=1.5V，为准确测量数据，电压表量程改装为1.5V最合适；根据可知a处电流表应选择A1，定值电阻应选择R[3]为了更好的控制电路，滑动变阻器应选用阻值较小的R3（2）根据图乙的电路图，完整的实物连线如图所示（3）根据电路结构可知I整理得I式中k=由电阻定律R联立可得镀层的厚度d=9．（2026·甘肃·模拟预测）实验小组测量某段电阻丝的电阻率，实验前先用多用电表粗测该段电阻丝的电阻，然后按照图甲连接电路。实验中可供选择的器材有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约为1Ω电流表A1（量程0~0.6A，内阻约为0.2电流表A2（量程0~60mA，内阻约为5电阻箱R（0~999.9Ω开关、导线若干。实验小组的实验操作步骤如下：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P夹在电阻丝上某位置，调节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．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调节电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表再次满偏；重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；F．断开开关。(1)用多用电表粗测该段电阻丝的电阻，选择倍率“×1”的电阻挡，经正确操作后，多用电表表盘示数如图丁所示，则电阻丝的电阻约为Ω。(2)实验小组某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则该电阻丝直径的测量值d=mm。(3)实验中电流表应选择（选填“A1”或“A(4)实验小组用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应接入电路中电阻丝的长度L的数据，绘出了如图丙所示的R−L关系图线，图线的纵截距为R0，横截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出该电阻丝材料的电阻率ρ=(5)若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，电阻率的测量结果（填“偏大”“偏小”或“不产生影响”）。【答案】(1)45(2)2.719/2.720/2.721(3)A2(4)π【详解】（1）根据表盘刻度可知读数为R=1×45Ω（2）根据螺旋测微器读数规则，该电阻丝直径的测量值d=2.5（3）由于电阻丝的电阻约为45Ω，电池组E的电动势为3.0V，电路中的电流最大约为0.065A，且实验中使电流表满偏，所以电流表应选择A（4）由电阻丝接入电路部分的电阻R′=ρLS，S=联立解得R=EI−r−4ρπd（5）由于电流表内阻的存在不影响R−L图线的斜率，所以对电阻率的测量结果不产生影响。题型二以测电源的电动势和内阻为核心的实验1．（2025·浙江·高考真题）在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，(1)为了减小测量误差，如图所示的电路中应该选择的是（选填“甲”或“乙”）；(2)通过调节滑动变阻器，测得多组U、I数据，记录于下表。试在答题纸上的方格纸中建立合适的标度，描点并作出U−I图像，由此求得电动势E=V，内阻r=Ω。（结果均保留到小数点后两位）次数12345U/V1.351.301.251.201.15I/A0.140.220.300.370.45【答案】(1)甲(2)1.44/1.45/1.430.65/0.66/0.64【详解】（1）因乙电路中电流表内阻对电源内阻的测量影响较大，则为了减小测量误差，如图所示的电路中应该选择的是甲；（2）根据实验数据做出电源的U-I图像如图[2]由U=E−Ir结合图像可知E=1.44V内阻命题解读新情境：测量干电池的电动势和内阻，提供甲、乙两种电路方案，需选择误差较小的电路，场景聚焦实验方案的优化选择。新考法：通过U-I图像求解电动势和内阻，要求规范建立坐标系、描点作图，并从图像截距和斜率提取物理量，强调实验数据的图像化处理能力。新角度：对比内接法与外接法对电源内阻测量的影响，分析电表内阻带来的系统误差，深化对实验原理的理解。2．（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。(2)1I与E、r、R、R0的关系式为1(3)根据记录数据作出1I−R图像，如图（b）所示。已知R0=9.0Ω，可得E=V（保留三位有效数字），r=(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。【答案】(1)保护(2)RE【详解】（1）R0与电阻箱串联，可知，R0在电路中起保护作用。（2）根据闭合电路欧姆定律E=I(R+R0（3）[1][2]结合上述有1I=RE+R0+r（4）当电流传感器有内阻时，所测的电源内阻r测命题解读新情境：利用智能手机、电流传感器和电阻箱测量干电池参数，将传统实验与数字化技术结合，场景体现实验手段的现代化。新考法：通过改变电阻箱阻值记录电流，绘制1/I-R图像，利用图像斜率和截距计算电动势和内阻，考查非线性图像处理能力。新角度：分析电流传感器内阻对测量结果的影响，从“理想仪器”假设转向“实际仪器误差”评估，培养严谨的实验思维。知识1多用电表欧姆档(1)原理:I=ERx+R内(其中R内=Rg+R+r,(2)中值电阻R中=Rg+R+r;(3)红、黑表笔短接,欧姆调零,Ig=ER(4)电流方向:“红进黑出”。知识2测量电源的电动势和内阻1.测电源电动势和内阻的三种方法对比实验方法实验原理实验器材数据处理伏安法E=U+IrA+V+滑动变阻器U-I图像安阻法E=I(R+r)A+电阻箱(或两个定值电阻)1I-R伏阻法E=UI+V+电阻箱(或两个定值电阻)1U2.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R0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r0=R0+r,其中r是被测电源的内阻。测出这个等效电源的内阻r0,则被测电源的内阻r=r0-R0。说明:也可以用等效电源法分析测电源电动势和内阻的实验误差。考向1多用电表欧姆档的使用1．（2025·浙江·一模）某同学拟将量程为Ig=1mA，内阻约为几十欧姆的电流表G改装成欧姆表。(1)他首先设计了如图甲所示电路来测量电流表G的内阻Rg，图中E为电源E=1.5V。现有最大阻值分别为100Ω和2000Ω的滑动变阻器，则R2应选用最大阻值为Ω的滑动变阻器。开关S1接通，S2未接通时，调节R2使电流表G示数为1.00mA；接通S2后，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节电阻箱R1，当其阻值为50Ω时，电流表G的示数为0.50 mA，则电流表G的内阻测量值Rg为Ω；而实际上干路的电流会发生变化故测得的电流表内阻值比真实值（选填“偏大”“偏小”）。(2)将该电流表G改装成具有“×10”、“×100”和“×1k”三个挡位的欧姆表如图乙所示。电源电动势E=9.0V，内阻忽略，R0为调节范围足够的滑动变阻器，且接线柱3未接电阻。若要求电流从红表笔流入欧姆表，则表笔b为（选填“红”或“黑”）表笔；当开关S接接线柱3时，对应的倍率为（选填“×10”、“×100”或“×1k”）；短接表笔a、b进行欧姆调零时，R0应调至Ω（不计（1）中电流表G内阻的测量误差）。【答案】(1)200050偏小(2)黑×1k8950【详解】（1）[1]本题中采用“半偏法测电流表的内阻”，要求滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，电流表内阻为几十欧，则R2应选用最大阻值为2000Ω的滑动变阻器。[2]接通S2，调节电阻箱R1前后认为干路电流不变，电流表G的示数为0.50mA，电阻箱R1的电流也为0.50mA，则电流表G的内阻等于电阻箱的电阻，即Rg=50Ω。[3]实际上接通S2后电路总电阻减小，则干路的电流会增加，电流表G的示数为0.50mA，电阻箱R1的电流实际大于0.50mA，电阻箱的电阻小于电流表的内阻，故测得的电流表内阻值比真实值偏小。（2）[1]红表笔流入欧姆表，则表笔b为电流流出的表笔，为黑表笔。[2]欧姆表短接时，根据闭合电路欧姆定律Ig[3]当开关S接接线柱3时，根据I可得R2．（25-26高二上·陕西西安·期中）(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量。当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，接线柱B接的是（填“红”或“黑”）表笔。(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。a.若所选挡位为直流50mA挡，则示数为mA。b.若所选挡位为电阻“×10”挡，则示数为Ω。(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2A．将红表笔和黑表笔接触B．把选择开关旋转到“×1kC．把选择开关旋转到“×100”位置D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值RxA． B． C． D．(5)图丙为题（2）（图乙表盘）中多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig=100μA，内阻Rg=100Ω，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，则此时欧姆表为电阻【答案】(1)黑(2)22.0190(3)CAD(4)BC(5)×1【详解】（1）多用电表处于测量电阻的挡位，B接线柱接里边电源的正极，电流从其流出，据“电表的红进黑出”，接线柱B接的是黑表笔。（2）[1]直流50mA挡，读中间的刻度线0~50mA，读数为20mA+2.0mA=22.0mA；[2]多用电表欧姆挡读数为倍率×示数，所以读数为10×19Ω（3）要测量一个阻值约2kΩ的电阻，2kΩ接近中值步骤顺序为CAD。（4）由闭合电路的欧姆定律得I=ER中值（5）中值电阻为R中值=E考向2测量电源的电动势和内阻3．（2025·湖北·模拟预测）实验小组用如图甲所示的电路来测量电动势已知且为E，内阻未知的干电池的内阻r，同时也可测一段粗细均匀电阻率已知为ρ的电阻丝AB的横截面积，图中的电压表为理想电压表，电流表的内阻已知为r0，定值电阻的电阻已知为9r0，合上开关S，调节滑片P，记录电压表、电流表的相应示数U、I，以及相应的PB的长度L，绘制出的U-I图像如图乙所示，UI-L(1)按照图甲所示的实验原理线路图在下图中连接好电路；(2)由图乙可得r=；(3)由图丙可得电阻丝的横截面积为S=。【答案】(1)见解析(2)ba−10【详解】（1）完整的电路连线图如图所示（2）由闭合回路欧姆定律可得U=E-I（r0+9r0+r）U-I图像的斜率k1=-（r0+9r0+r）由乙图可得k综合可得r=（3）对电阻丝由欧姆定律可得R=由电阻定律可得R=ρ综合可得U则UI−L由丙图可得k综合可得S=4．（2025·湖南永州·一模）某实验小组将两个锌、铜金属电极插入苹果中，制作了一个“苹果电池”。他们想尽可能准确测量出“苹果电池”的电动势和内阻，进入实验室，发现有以下器材：A．电流表A1B．电流表A2（量程为0∼200μA，内阻为C．电流表A3D．定值电阻R1（阻值为100E.定值电阻R2（阻值为200F.电阻箱RG.导线和开关。经分析，实验电路中最大电流约2mA(1)甲图中电流表应选择（选填“A1”、“A2”或“A3”），定值电阻应选择（选填“R1”或“(2)实验测得的几组电流表的读数I、电阻箱的读数R，作出1I−R图线如图乙所示，根据图线得E=V,r=【答案】(1)A2R(2)0.91（0.88~0.94）3.6×102（【详解】（1）[1][2]经分析，实验电路中最大电流约2mA，甲图中电流表应选择内阻已知的A2可得并联的定值电阻阻值为R=则定值电阻应选择R1[3]虚线框内的总电阻为R（2）[1][2]当电流表的读数I时，干路电流为10I，根据闭合电路欧姆定律可得E=10I(r+整理可得1由1I−R图像可得10(r+解得E≈0.91V，5．（2025·广东珠海·模拟预测）某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势E和内阻r（电动势标称值3.7V，允许最大放电电流为500电压传感器（可视为理想电压表）；定值电阻R0（阻值为5Ω）；电阻箱(1)为测量锂电池的电动势E和内阻r，该同学设计了如图甲所示的电路图。实验时，闭合开关S，发现电压传感器有示数，调节R的阻值，示数不变，则电阻箱R发生（选填“断路”或“短路”）。(2)排除故障后，该同学通过改变电阻箱R的阻值，得到多组测量数据，根据数据作出1U−1R图像，如图乙所示。则该锂电池的电动势E=V、内阻(3)若考虑电压传感器的分流作用，则电池电动势的测量值（选填“大于”、“等于”或“小于”）其真实值。【答案】(1)断路(2)3.312(3)小于【详解】（1）电压传感器有示数，且调节R的阻值时，其示数不变，则说明电压传感器两端的电压不受R阻值变化的影响，即电阻箱R发生断路；若电阻箱R短路，则电压传感器的示数应该为0。（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有E=U+变形有1所以1U−解得该锂电池的电动势为E≈3.3同理1U−解得该锂电池的内阻为r≈12（3）若考虑电压传感器的分流作用，则实际电路中的总电流为I根据闭合电路欧姆定律有E=U+UR则1U−因此电动势的测量值小于其真实值。题型三电学其他实验与电学创新类实验1．（2024·海南·高考真题）用如图a所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E、电容器C、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关S1、开关S(1)闭合开关S2，将SA．一直稳定在某一数值B．先增大，后逐渐减小为零C．先增大，后稳定在某一非零数值(2)先后断开开关S2、S1，将电流表更换成电流传感器，再将S1接2，此时通过定值电阻R的电流方向（选填“a→b”或“b→a”），通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的I−t图像，如图b，t=2s时I=1.10mA，图中M、N【答案】(1)B(2)a→b5.2【详解】（1）电容器充电过程中，当电路刚接通后，电流表示数从0增大某一最大值，后随着电容器的不断充电，电路中的充电电流在减小，当充电结束电路稳定后，此时电路相当于开路，电流为0。故选B。（2）[1]根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电，将S1接2，电容器放电，此时通过定值电阻R的电流方向a→b[2]t=2s时I=1.10mA可知此时电容器两端的电压为U2=IR电容器开始放电前两端电压为12.3V，根据I−t图像与横轴围成的面积表示放电量可得0−2s间的放电量为Q1=命题解读新情境：通过单刀双掷开关控制电容器充放电过程，用电流传感器记录电流随时间变化图像，场景聚焦电容的基本特性研究。新考法：分析充电时电流表示数变化规律，根据放电时I-t图像面积计算电荷量，结合电压关系求解电容值，考查对电容定义式的理解与图像面积的物理意义。新角度：从静态电容测量拓展到动态充放电过程分析，强调电流变化的瞬态特性和能量转化过程，体现对实验现象的深度解读。2．（2025·重庆·高考真题）熄火保护装置主要由弹簧、热电偶和电磁铁等组成，其示意图如图1所示，A、B为导线上两个接线端。小组设计了如图2所的电路（部分连线未完成）进行探究，图中数字毫安表内阻约为1Ω，数字毫伏表内阻约为10MΩ(1)将图1中的A、B端分别与图2中的A′、B′端连接，测量热电偶和电磁铁线圈构成的组合体电阻。已知组合体电阻不超过0.05Ω，则未完成的连接中，Q端应和（填“b”或“c”）处相连，理由是。正确连线后，开始时滑动变阻器的滑片应置于（填“d(2)闭合开关S1、S2，实验测得组合体电阻为0.020Ω，当电磁铁线圈中的电流小于142mA时，电磁铁无法继续吸合衔铁，衔铁被释放。断开开关S1、S2，从室温加热热电偶感温端到某一温度后，停止加热，使其自然冷却至室温。测得整个过程中热电偶受热产生的电动势E′随时间t【答案】(1)b见解析e(2)17.5【详解】（1）[1][2]根据题意可知，组合体电阻不超过0.05Ω，相比较远小于数字毫伏表内阻，应采用数字毫安表外接法，即Q端应和b[3]滑动变阻器采用分压接法，闭合开关时，为了保护电表，滑动变阻器的滑片应置于e端。（2）根据题意，由闭合回路欧姆定律可知，衔铁被释放时，电动势为E=Ir=0.02×142×停止加热时，热电偶受热产生的电动势E′由图可知，从停止加热到吸合的衔铁被释放，所用的时间约为Δt=32.5s命题解读新情境：以熄火保护装置为背景，测量热电偶和电磁铁线圈的组合体电阻，研究热电偶电动势随温度变化规律，场景贴近工程实际应用。新考法：据组合体电阻大小选择电流表内/外接法，通过电动势-时间图像确定衔铁释放时间，融合电阻测量与动态过程分析。新角度：将电磁学与热学结合，从“纯电阻电路”拓展到“非纯电阻元件（热电偶）”的特性研究，考查跨模块知识的综合应用。知识1电学其他实验实验装置图操作要点数据处理观察电容器的充、放电现象1.按实验装置图连接好电路2.开关S接1或2,仔细观察电压表、电流表示数的变化特点1.总结充、放电电流的变化规律2.绘制充、放电的I-t图像,放电过程的I-t图像与坐标轴围成的面积表示电容器减少的电荷量探究影响感应电流方向的因素1.按装置连接电路2.观察线圈绕向、电流方向3.根据实验现象分析感应电流的磁场方向1.分析指针偏转方向2.分析多种实验电路及实验现象3.结论的灵活运用探究变压器原副线圈电压与匝数的关系1.估测电压的大致范围2.先用交流电压最大量程挡试测,再选用适当量程测量3.改变电压或线圈匝数前要先断开开关4.电压不能超过12V,不能用手接触裸露部件变压器的铁芯漏磁使得能量损耗,从而导致电压比与匝数比有差别知识2电学创新实验注意问题和常用方法1.对于电学实验的创新,应注意的2个问题(1)在解决设计型实验时,要注意条件的充分利用,如对于给定确切阻值的电压表和电流表,电压表可当作电流表使用,电流表也可当作电压表使用,利用这一特点,可以拓展伏安法测电阻的方法,如伏伏法、安安法等。(2)对一些特殊电阻的测量,如电流表或电压表内阻的测量,电路设计有其特殊性,即首先要注意到其自身量程对电路的影响,其次要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能,因此在测电压表内阻时无需另并联电压表测电压,测电流表内阻时无需再串联电流表测电流。2.解决电学设计型实验常用的3种方法(1)转换法:将不易测量的物理量转换成可以(或易于)测量的物理量进行测量,然后再反求待测物理量的值,这种方法叫转换测量法(简称转换法)。如在测量金属丝电阻率的实验中,虽然无法直接测量金属丝电阻率,但可通过测量金属丝的长度和直径,并将金属丝接入电路测出其电阻,进而计算出它的电阻率。(2)替代法:用一个标准的已知量替代被测量,通过调整标准量,使整个测量系统恢复到替代前的状态,则被测量等于标准量。(3)控制变量法:研究一个物理量与其他几个物理量的关系时,每次只改变其中的一个物理量,而控制其余几个物理量不变,从而研究被改变的这个物理量与要研究的那个物理量的关系,分别加以研究后再归纳总结,如探究电阻的决定因素实验。考向1电学其他实验1．（2026·福建·一模）某实验小组利用电流传感器观察电容器充放电的电流变化。电路图如图（a）所示，其中电源电动势E=3.0V、内阻r=1Ω，定值电阻R1=2(1)将单刀双掷开关先接1充电，当电容器充满电后，再将单刀双掷开关接到2放电，放电过程中经过R2的电流方向为（填“a→b”或“b→a”）；电脑通过电流传感器记录整个过程中的电流变化情况如图（b）所示，图像中I2的大小为mA；已知图像中电流I随时间t变化的关系图线与坐标轴围成的面积均为0.06mA⋅(2)若将定值电阻R1换成一个阻值更大的电阻，则电容充满电所用时间（填“大于”“小于”或“等于”）t【答案】(1)a→b0.62×(2)大于【详解】（1）[1]由电路图可知，电容器充满电后，上极板带正电，放电时流过电阻R2的方向为a→b[2]电容器充满电，两极板间的电压等于电源电动势3V，开始放电瞬间，流过电阻R2的电流大小为I[3]根据电容的定义式可知，C=QU（2）换用阻值更大的电阻后，充电电流会变小，充电时间变长。2．（2025河南·模拟预测）“百舸”学习小组的同学们正在探究“影响感应电流方向的因素”。(1)同学们最开始组装的实验装置如图甲所示，已知当电流从电流计的正接线柱流入时，电流计的指针向右偏转，则将条形磁铁（其两磁极已标出）插入线圈时，我们可以观察到电流计的指针（填“向左”“向右”或“不”）偏转；进一步分析可知，此时感应电流产生的磁场方向与条形磁铁产生的磁场方向（填“相同”或“相反”）。(2)为了进一步探究实验规律，该小组的同学们连接了如图乙所示的实验电路，则将条形磁铁从线圈中快速向上抽出时，观察到的实验现象是______。A．灯泡A、B均不发光B．灯泡A、B交替短暂发光C．灯泡A短暂发光，灯泡B不发光D．灯泡B短暂发光，灯泡A不发光【答案】(1)向右相反(2)D【详解】（1）[1][2]根据楞次定律可知，此时感应电流产生的磁场方向与原磁场（条形磁铁的磁场）方向相反，结合安培定则可确定此时螺线管中