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文档简介
题型20电学实验及创新
目录
第一部分题型解码高屋建瓴,掌握全局
第二部分考向破译微观解剖,精细教学
典例引领方法透视变式演练
考向01以测电阻为核心的实验【重难】
考向02以测电源电动势和内阻为核心的实验【重难】
考向03其他实验
第三部分综合巩固整合应用,模拟实战
本题型是电学实验的知识,多数可能是实验题的考向。本题型的命题常是实验的基础知识考查。
解题的关键和核心能力在于每个实验的仪器使用、实验操作、数据处理、误差分析等知识解题。
考向01以测电阻为核心的实验
【例1-1】(2025·广东湛江·湛江二十一中5月模拟)某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径,示数如图甲所
示,此示数为mm;用游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为cm。
【例1-2】(2025·广东省·部分学校10月联考)某兴趣小组想探究热敏电阻的阻值随温度变化关系。
(1)该兴趣小组先用多用电表探究热敏电阻的阻值随温度变化关系。实验时,将热敏电阻置于温控室,多用
电表选择合适挡位并进行欧姆调零后完成测量,测量过程中发现温控室温度升高时,多用电表的指针偏转
角度变大,说明随着温度升高,热敏电阻的阻值(填“增大”或“减小”)。
(2)该兴趣小组欲利用以下器材继续探究热敏电阻的阻值随温度变化关系。
A、电压表V1(量程为6V,内阻约为10kΩ)
B、电压表V2(量程为15V,内阻约为15kΩ)
C、滑动变阻器R1(阻值范围为0~10Ω)
D、滑动变阻器R2(阻值范围为0~1000Ω)
E、定值电阻R0
F、热敏电阻Rx
G、电源E(电动势为12V,内阻r约为0.2Ω)
H、开关若干,导线若干
I、温控室
①若要求实验过程中使两电压表的电压调节范围尽可能大,滑动变阻器应选择(填写仪器前的字
母标号),并在图甲中将电路图补充完整。
②该兴趣小组测量热敏电阻的阻值步骤如下:
步骤1。闭合开关S前,将温控室的温度设置为T,滑动变阻器的滑片滑到合适位置。
步骤2。闭合开关S,调节滑动变阻器,使电压表指针指在合适位置,记录此时电压表V1的示数为U1,电
压表V2的示数为U2,改变滑动变阻器滑片的位置,测量并记录多组实验数据,并作出图乙所示的U1U2图
像,根据图像求得热敏电阻的阻值Rx(用a,b和定值电阻R0表示)。
步骤3。改变温控室内的温度,重复步骤2,得到不同温度下热敏电阻的阻值。
③若考虑电压表内阻的影响,热敏电阻Rx的测量值(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
1.伏安法测电阻的两种接法比较
比较项目电流表内接法电流表外接法
电路
误差来源电流表的分压电压表的分流
测量结果R测=>Rx,偏大R测=<Rx,偏小
��
��
适用条件RxRA(测大电阻)RVRx(测小电阻)
接法选择定性比较法、≫比值比较法、试触法≫
2.滑动变阻器的两种接法比较(电源内阻为零)
比较项目限流接法分压接法
电路图
的电压调节范围≤≤≤≤
R+UE0UE
𝑹
���
的电流调节范围≤≤≤≤
R+I0I
���
�����
闭合S前滑片位置b端a端
滑动变阻器的选择与待测电阻差不多电阻要尽可能小
续表
比较项目限流接法分压接法
(1)从节能的角度,优先考虑选用限流式接法。
(2)以下三种情况必须用分压式接法:
分压式与限
①要求待测电路的U、I从0开始变化;
流式的接法
选择②滑动变阻器的电阻远小于电路电阻,调节滑动变阻器的滑片,电流表、电压表示数没有
明显的变化;
③选用限流式接法时,电流表、电压表示数过大,超过量程
3.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;根据待测用电器的最大电流
选择电流表;电表指针摆动的幅度较大,一般能使指针达到半偏。
(3)滑动变阻器的选择:①分压式电路中选择最大阻值较小、额定电流较大的滑动变阻器;②限流式电路中
选择最大阻值比待测电阻大的滑动变阻器。
4.实物图连线的4个注意
(1)各导线都应接在接线柱上。
(2)导线不能交叉。
(3)连接电表应注意量程及正、负接线柱不要接错。
(4)总开关要控制整个电路。
【变式1-1】(2025·广东揭阳·揭阳一中·热身)某实验小组从某控制电路中得到两个热敏电阻,一个标记了
PTC,另一个标记了NTC,如图甲所示。该实验小组想利用下列器材来探究这两个热敏电阻(常温下阻值约
为20.0Ω)的电流随其两端电压变化的规律。
=
A.电流表A1(满偏电流10mA,内阻r110Ω)
B.电流表A2(量程01.0A,内阻r2约为0.5Ω)
C.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
D.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
E.定值电阻R3140Ω
F.定值电阻R4990Ω
G.电源E(电动势12V,内阻可忽略)
H.单刀单掷开关、导线若干,单刀双掷开关一个
(1)为测定热敏电阻两端电压,该小组同学应该将(填“A1”或“A2”)与定值电阻(填“R3”
或“R4”)串联。
(2)请在提供的器材中选择必需的器材,在图乙所示虚线框内将电路图补充完整并标出所用器材的符
号,热敏电阻两端的电压可以从零开始调节,且切换单刀双掷开关可以直接测量另外一个热敏电阻。
(3)该小组经过多次测量,读出电流表A1示数I1,电流表A2示数I2,处理实验的数据,分别画出PTC与
NTC的UI图线,如图丙所示。
(4)该实验小组将两热敏电阻与某电池组连成如图丁所示的电路,所用电压表内阻极大,测得NTC型热敏
电阻和PTC型热敏电阻两端的电压分别为5.6V和9.2V,则该电池组的内阻为Ω,电动势为V。
(结果均保留3位有效数字)
【变式1-2】(2025·广东深圳·二调)学习小组组装一台体重测量仪,进行如下操作。
(1)应变片为体重测量仪的核心元件,当对台秤施加压力时,应变片形状改变,其阻值增大。为测量应变片
在无形变时的阻值,实验室提供了如下实验器材:
A.电源(恒压输出12V)
B.电流表(量程0~60mA,内阻为10Ω)
C.电压表(量程0~3V/15V,内阻约3kΩ/15kΩ)
D.滑动变阻器(最大阻值为10Ω)
E.待测应变片Rx(阻值约几百欧)
H.开关S、导线若干
请完善实验步骤:
①为得到多组数据并使测量结果尽量精准,请在图1中用笔画线代替导线连接成完整电路:
②闭合开关S,调节滑动变阻器,记下电压表和电流表的示数。某次测量中电压表指针如图2所示,读数
为V;
③正确操作后,对多组数据进行处理,得到应变片的阻值为300Ω
(2)查阅相关资料得知体重测量仪的原理如图3所示,现进行组装和校准。其中R1为滑动变阻器,R4为上述
应变片,定值电阻R2、R3阻值分别为1000Ω、500Ω。当台秤受到压力时,测量电路将电阻增加量转化为电
压UCD信息,再转换成体重输出。已知压力与应变片电阻增加量的关系为F=k△R,k=300N/Ω。
①适当调节R1,使UcD=0,这时输出体重值为零,则滑动变阻器接入电路的阻值为Ω:
②该应变片阻值增加量ΔR的变化范围为0~6Ω,该体重仪的最大测量值为N;
③使用中,由于故障导致R2阻值增大,此时体重的测量结果与真实值比较(选填“偏大”“偏小”或“不
变”)。
【变式1-3】(2025·广东省肇庆市广宁县·模拟)用图甲所示电路测量常温下纯净水的电阻率,其中内径均
匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内纯净水的水量,玻璃管两端接有导电活
塞,右活塞固定,左活塞可自由移动,实验过程如下:
(1)按图甲连接电路,电源为理想电源,内阻不计;R为电阻箱,R1、R2为两个阻值相同的定值电阻,V1、
V2为两个量程相同的理想电压表。
(2)不同水柱长度L及其电阻R的测量。
①用10分度游标卡尺测量玻璃管的内径d,示数如图乙所示,则d=mm;
②向玻璃管内注满纯净水,并用刻度尺测量水柱长度L;
③把S拨到1位置,记录电压表V1示数;
④把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R;则此
时玻璃管内水柱的电阻Rx=;
⑤根据测量数据,可得纯净水的电阻率ρ为。(用Rx、d、L表示)
⑥改变玻璃管内水柱长度,重复实验,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;
⑦断开S,整理好器材。
(3)在实验中,导致水柱的电阻Rx的测量值与实际值有偏差的原因(写出一种原因即可)
考向02以测电源电动势和内阻为核心的实验
【例2-1】(2026·广东珠海&惠州&深圳·调研)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500mA)。实验室备有如下器材:
电压传感器(可视为理想电压表);定值电阻R0(阻值为5);电阻箱R0~999.9Ω;开关S一只;导
线若干。
(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”)。
11
(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,根据数据作出图像,如图乙
UR
所示。则该锂电池的电动势EV、内阻r。(结果均保留两位有效数字)
(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。
【例2-2】(2026·广东·模拟)我国“嫦娥三号”“嫦娥四号”月球探测器都运用了一种温差电池,在光照不足或
极端低温的太空或地外环境中,实现长期、可靠的能源供给。它的电动势E(约为几十毫伏)与温度差T
成正比,满足表达式ET,其中是材料的塞贝克系数,由材料决定。某兴趣小组想要测量某温差电
池的塞贝克系数,在确保温度差T30℃的情况下,通过如图所示电路图测量温差电池的电动势和内阻。
滑动变阻器最大阻值为20,电流表甲的量程为0.1mA,内阻为400,电流表乙的量程为2mA,内阻约为
10。
(1)电流表A1应选(“甲”或“乙”)。
(2)闭合开关S,多次调节滑动变阻器R,记录每次调节后电流表A1和A2的读数,作出I1I2图像,则温差
电池的电动势EmV,内阻r。(结果均保留一位小数)
(3)改变温差T,重复上述实验步骤,得到多组数据,作出ET图像,由图可得mV/℃(结果
保留一位小数)。
(4)若实验过程中电池冷端散热不充分导致温差T偏小,则的测量值(填“大于”“小于”或“等于”)
真实值。
1.测量电源电动势和内阻的三种常用方法
方法伏安法伏阻法安阻法
原理E=U+IrE=U+rE=IR+Ir
�
�
电
路
图
关
=·
��
系U=E-Ir=·R+
��
+���
���
式��
��
图像
纵轴截距:纵轴截距:
纵轴截距:E��
��
斜率:斜率:
斜率:-
r��
��
误差E测<E真E测=E真E测<E真E测=E真
分析r测<r真r测>r真r测<r真r测>r真
2.测量电源电动势和内阻的实验中定值电阻的两种“巧用”
在伏安法测电源电动势和内阻实验中如果需要接入定值电阻R0,常见以下两种方案:
方案一:如图甲所示,可将定值电阻R0看成滑动变阻器的一部分。
方案二:如图乙所示,可将定值电阻R0等效成电源内阻的一部分,注意求解电源内阻时必须减去定值电阻
的阻值R0。
【变式2-1】(2025·广东·模拟)物理课外兴趣小组为了测定用马铃薯制作的电池的电动势和马铃薯的电阻
率,设计并进行以下的实验。实验原理如图甲所示,实验操作过程如下:
(1)将电极材料制成长a4.00cm、宽b3.00cm的矩形金属电极,把马铃薯切成厚度为d且接触面积与
正负电极面积相等的矩形块。用图乙中游标卡尺的(填“A”“B”或“C”)测量马铃薯的厚度如
图丙所示,则马铃薯的厚度dcm。
(2)将制成的马铃薯块置于铜片与锌片两电极之间,确保马铃薯与电极的良好接触。
(3)改变电阻箱的电阻,记录多组电压传感器的示数U及对应的电流传感器的示数I。
(4)完成UI图像,并由图线可知马铃薯电池的电动势EV,内阻r
。(结果均保留两位有效数字)
(5)马铃薯的电阻率的表达式为(用题中字母表示)。
(6)利用5块这样的马铃薯块串联在一起给一个小电珠(3.6V,1.8W)供电,小电珠(填“能”“不
能”)正常发光,理由:。
【变式2-2】(2026·广东省湛江市部分高中·一模)为践行“碳中和”理念,学校科技小组改进学校路灯相关
配置,以节省能耗,达到减排增益、科技改善生活的效果。
【原理指导】
甲同学构建了传感器内部电路图,如图所示。
①已知当特制电压表示数大于U₀时,其将会触发传感器控制下的路灯电路的接通。由此可知,光敏电阻的
阻值随光照强度的减小而;
②传感器内电源电动势大小E=30V,内阻忽略不计,电流表最大量程为0.6A,内阻为20Ω,为了保证电路
安全,需要。
【实践改进】
③乙同学发现,晚上自习课时,学校内过道路灯亮度仍然较大,增大了能耗,基于此现象为路灯旁的过道
安装了细导线,导线的电阻随着所受压力变化而变化。
④丙同学沿着以上思路和传感器原理,利用导线Y进行实验,在实验室测得较小压力下,压力F与Y的阻
值关系曲线如图所示。
⑤丁同学将导线Y接入电路,该电路电源电动势为3V,内阻为1Ω,同时电路中存在最大量程为0.25A内
阻为9Ω的电流表,调节范围为0~999.9Ω的电阻箱,阻值为500Ω的定值电阻R₀,内阻极大且最大量程为2V
的电压表,开关若干。请根据实验要求,在.答.题.卡相.应.位.置.设.计.电.路.图.。
⑥根据电路图分析,若要使导线Y两端电压大于2V时,诱发路灯内部分电磁继电器连接使得其它电路中
的小灯泡光强上升至正常值,同时确保电路安全,电阻箱的阻值调节范围必须满足。
⑦实验室调节完毕后,将该模型迁移到实际应用中。实际上,为了减缓路灯强度变化快慢,营造舒适温馨
的校园环境,科技小组提出了改进措施:。
【变式2-3】(2025·广州·广大附中三模)某实验小组准备探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动
势和内阻的影响。实验小组在市场上购买了品种、大小和成熟程度几乎相同的苹果,成员设计了两个方案
测量苹果电池的电动势E和内阻r,电路原理如图甲所示。实验室可供器材如下:
电压表(0~15V,内阻约15k);电流表(0~0.6A,内阻约0.125);微安表(量程200μA;内阻约1000);
滑动变阻器(100,2A),电阻箱(0~99999),开关、导线若干。
(1)查阅资料知道苹果电池的电动势约为1V,内阻约为几k,经过分析后发现方案甲不合适,你认为方案
甲不合适的原因是______。
A.滑动变阻器起不到调节电路的作用
B.电流表量程不够大
C.电压表分流明显导致测量误差偏大
D.电压表示数达不到量程的三分之一
1
(2)实验小组根据方案乙进行实验,根据数据作出R图像如图丙,已知图像的斜率为k,纵坐标截距为b,
I
电表内阻为rg,可求得被测电池的电动势E,内电阻r。
(3)改变电极间距、电极插入深度重复实验,测得数据如图所示。
序号电极插入深度h/cm电极间距d/cm电动势E/V内阻r/Ω
1421.0165981
2441.0569508
3221.08311073
分析以上数据可知水果电池电极插入越深,水果电池内阻越电极间距越大,水果电池内阻越。
考向03其他实验
【例3-1】(25-26高三上·广东汕头·阶段考)请完成下列实验操作或计算
(1)下列实验操作,正确的是()
A.测量做直线运动物体的瞬时速度时无需平衡摩擦力
B.探究两个互成角度的力的合成规律时,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测
力计刻度
C.测电源电动势和内阻时,通电时间需足够长以确保读数稳定
(2)在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中,将选择开关旋至欧姆挡“×10”的位置,按照正确的步骤操作,
发现多用电表的指针偏转角过大,则应将选择开关旋至欧姆挡(选填“×1”或“×100”)的位置,重新
欧姆调零后测Rx的阻值,多用电表的示数如图(a)所示,则RxΩ。
(3)某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,测得的分子直径结果偏小,可能的原因是()
A.油酸未完全散开
B.油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值
C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的小方格
【例3-2】(2025·广东中山·中山纪念中学·一测)某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性,制作了一
个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学首先利用多用电表电阻“100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值。示数如图甲所示,则此时热敏
电阻的阻值RTk。
(2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图乙所示的实验电路,定值电阻
R02.0kΩ,则在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最(填“左”或“右”)端。在某次测量中,
若毫安表A1的示数为2.25mA,A2的示数为1.50mA,两电表可视为理想电表,则热敏电阻的阻值为k
(结果保留两位有效数字)。
(3)经过多次测量,该同学得到热敏电阻阻值随温度变化的关系图像如图丙所示,可知该热敏电阻的阻值随
温度升高越来越(填“大”或“小”)。
(4)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示,其中电源电动势E6.0V,定值电阻
R1.8kΩ,长度l50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部,不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的
电流I2.5mA时报警器开始报警,若测得报警器报警时油液(热敏电阻)的温度为30C,油液外热敏电阻
的温度为70C,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为cm(结果保留一位有效数字)。
1.游标卡尺和螺旋测微器的读数
(1)游标卡尺的读数
游标尺
主尺与游
精确
测量结果(游标尺上第n条刻度线与主尺上的
刻度刻度总长标尺每小
某刻度线对齐时
度/mm)/mm
格数度/mm格长度
差/mm
1090.10.1主尺上读得的毫米数+0.1n
20190.050.05主尺上读得的毫米数+0.05n
50490.020.02主尺上读得的毫米数+0.02n
(2)螺旋测微器的读数
测量值=固定刻度读数+可动刻度读数(含估读)×0.01,单位为mm。
(3)读数的三点注意
①螺旋测微器读数时要估读,若以毫米为单位,小数点后必须为3位,同时注意固定刻度上的半刻度线是
否露出。
②游标卡尺不估读,以毫米为单位时,10分度卡尺读数结果小数点后只有1位;20分度和50分度卡尺读
数结果小数点后有2位。
③注意题目要求的单位是否为mm,若不是,则要先以mm为单位读数,然后再换算为题目要求的单位。
2.电流表和电压表的读数规则
量程精确度读数规则
电流表
0.1A
0~3A与刻度尺一样,采用估读,读数规则较简单,只需要
�
电压表精确值后加一估读数�即�可
0.1V
0~3V
电流表
0.02A估读位与最小刻度在同一位,采用估读
0~0.6A�
�
电压表
0.5V估读位与最小刻度在同一位,采用估读
0~15V�
�
3.多用电表使用的几个注意事项
(1)电流的流向:由于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,从“-”
插孔(黑表笔)流出,所以使用欧姆挡时,多用电表内部电池的正极接的是黑表笔,负极接的是红表笔。
(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”:“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,用表盘下边中间的指针定
位螺丝调整;“欧姆零点”在表盘刻度右侧的电阻刻度“0”位置,用欧姆调零旋钮调整。
(3)测量电阻时每变换一次挡位,都要重新进行欧姆调零。
(4)选倍率:测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡的刻度不均匀,使用欧姆挡测电阻时,指
针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间的一段刻度范围。
(5)测量电阻时要将电阻与其他元件断开,不要用手同时接触多用电表的两支表笔。
(6)多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。
4.多用电表的读数
(1)测量电流、电压:按“电流表和电压表的读数规则”读数。
(2)测量电阻:被测“电阻值”=“刻度盘读数”ד倍率”。
【变式3-1】(2026·广东清远·一模)某实验小组在学校实验室发现一根长度为L电阻丝,该电阻丝的电阻
值R约100~200,材料未知,为测量其电阻率进行了以下实验操作:
(1)用刻度尺测量该电阻丝长度L,示数如图(a)所示,测得Lcm;
(2)用螺旋测微器测量该电阻丝直径d,示数如图(b)所示,测得dmm;
(3)对多用电表进行机械调零后,将多用电表的选择开关旋至(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)倍
率的电阻挡,把黑、红表笔短接进行欧姆调零;
(4)将黑、红表笔接在电阻丝两端,示数如图(c)所示,测得该电阻丝的电阻值R=Ω;
(5)测量完成之后,将表笔从插孔拔出,并将选择开关旋到位置;
(6)该电阻丝电阻率的表达式(用题中所给符号L、d、R表示)。
【变式3-2】(2025·广东省遂溪县·遂溪一中·模拟)某实验小组成员用多用电表测电压表的内阻和欧姆表电
池的电动势。电压表量程为10V,内阻未知。如图甲所示为一多用电表的表盘,其中多用电表上的三个重
要部件分别用字母A、B、C标记。测量电压表内阻时操作过程如下。
(1)在测量前,首先进行的操作应是机械调零,要调节部件(选填“A”“B”或“C”),使多用电表的指
针指在表盘最(选填“左”或“右”)端的0刻度线位置;
(2)测电压表内阻时,将选择开关置于欧姆“×100”挡,发现指针偏转角度过小,则该同学应将选择开关置于
“”(选填“×1”“×10”或“×1k”);
(3)选择合适的挡位后,该同学先将红、黑表笔短接调零后,选用图乙中(选填“A”或“B”)所示方式
连接,选择正确方式后,欧姆表和电压表读数分别如图丙、丁所示,某同学读出欧姆表的示数为Ω,
电压表的示数为V,则欧姆表电池的电动势为V。(已知欧姆表表盘刻度中间值为15)
【变式3-3】(2025·广东湛江·湛江二十一中5月模拟)某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性,制
作了一个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值,示数如图甲所示,则此时热敏
电阻的阻值为RT=kΩ。
(2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图乙所示的实验电路,定值电阻
R0=2.0kΩ,则在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最(选填“左”或“右”)端;在某次测量中,
若毫安表A1的示数为2.25mA,A2的示数为1.50mA,两电表可视为理想电表,则热敏电阻的阻值为kΩ。
(3)经过多次测量,该同学得到热敏电阻阻值随温度的变化关系图像如图丙所示,可知该热敏电阻的阻值随
温度升高变化得越来越(选填“快”或“慢”)。
1.(2023·广东·真题)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有:电源E(电动势恒定,内
阻可忽略);毫安表mA(量程15mA,内阻可忽略);电阻R1(阻值500Ω)、R2(阻值500Ω)、R3(阻
值600Ω)和R4(阻值200Ω);开关S1和S2;装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池;导线若干。
请完成下列实验操作和计算。
(1)电路连接
图(a)为实验原理图.在图(b)的实物图中,已正确连接了部分电路,只有R4一端的导线还未连接,该
导线应接到R3的(填“左”或“右”)端接线柱
(2)盐水电导率和温度的测量
①测量并记录样品池内壁的长宽高.在样品池中注满待测盐水
②闭合开关S1,开关S2,毫安表的示数为10.0mA,记录此时毫安表的示数;计算得到流过样品
池的电流I1为mA
③开关S2,毫安表的示数为15.0mA,记录此时毫安表的示数;计算得到流过样品池的电流I2为
mA
④断开开关S1,测量并记录盐水的温度
(3)根据上述数据,计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为Ω,进而可求得该温度时待测
盐水的电导率。
2.(2025·福建·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100),定值电阻
R4(阻值200),滑动变阻器R5(最大阻值200,额定电流1.5A),带标尺的滑动变阻器R6(最大阻
值100,额定电流1.5A),选择开关S1,单刀开关S2,待测电阻Rx(阻值小于400),导线若干。
(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,电流表指针指在图(c)所示的位置,记录电流表示数ImA,此示数作为本次实验的电流
定标值;
(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打到位置3时,电流表示数大于定标值I,由此确定Rx的阻值范围为.(填
“0~100”“100~200”“200~300”或“300~400”);
(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55刻度处。基于“等效替代法”原理,可得Rx的阻值为;
(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D.步骤(4)电流表指针未重新回到定标值位置
3.(2025·浙江·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UI图像,由此求得电动势EV,内阻r。(结果均
保留到小数点后两位)
次数12345
U/V1.351.301.251.201.15
I/A0.140.220.300.370.45
4.(2025·全国·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I和U。若将电流表内接,则U
UU
元件两端的电压,元件的电阻;将电流表外接,则I流过元件的电流,
II
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A1(内阻r1)、电流表A2(内阻未知)以及一个用作保护电阻的定值电阻R0(阻值未知),
测量电阻Rx的阻值。将图(b)中的器材符号的连线补充完整,完成实验电路原理图。按完整的
、
实验电路测量Rx,某次测量中电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,则Rx(用I1I2和r1表
示)。
5.(2025·重庆·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”或“e”)端。
(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的变化关系如图3所示。在相同的
加热和冷却过程中,如果将A、B端直接连接,不计温度变化对组合体电阻的影响,从停止加热到吸合的衔
铁被释放,所用的时间约为s(保留3位有效数字)。
6.(2025·四川·高考)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1m)
螺旋测微器
学生电源E(电动势0.4V,内阻未知)
米尺(量程0~100cm)
滑动变阻器(最大阻值20)
电阻箱(阻值范围0~999.9)
电流表(量程0~30mA,内阻较小)
开关S1、S2
导线若干
(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20.00cm和70.00cm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,读数分别为0.499mm、0.498mm和0.503mm,则该样品
横截面直径的平均值为mm。
(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”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S2、闭合S1,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0mA刻度处。断开S1、闭合S2,保持滑动
变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0mA处,此时电阻箱面板知图2所示,则
该合金丝的电阻率为m(取π3.14,结果保留2位有效数字)。
(4)为减小实验误差,可采用的做法有________(有多个正确选项)。
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0~99.99的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
7.(2025·湖南·真题)车辆运输中若存在超载现象,将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的
导电水泥,可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品,用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“1k”
挡,正确操作后,指针位置如图1所示,则读数为。
(2)进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥块电阻,电源E电动势6V,内阻可忽略,电压表量程0~6V,
内阻约10k,电流表量程0~600μA,内阻约100。实验中要求滑动变阻器采用分压接法,在图2中完成
余下导线的连接。
(3)如图2,测量水泥块的长为a,宽为b,高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R,则电阻率(用
R、a、b、c表示)。
(4)测得不同压力F下的电阻R,算出对应的电阻率,作出F图像如图3所示。
(5)基于以上结论,设计压力报警系统,电路如图4所示。报警器在两端电压大于或等于3V时启动,R1为
水泥块,R2为滑动变阻器,当R2的滑片处于某位置,R1上压力大于或等于F0时,报警器启动。报警器应并
联在两端(填“R1”或“R2”)。
(6)若电源E使用时间过长,电动势变小,R1上压力大于或等于F1时,报警器启动,则F1F0(填
“大于”“小于”或“等于”)。
8.(2025·佛山禅城·供题训练)某实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝长度。
(1)用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示,则该金属丝的直径D=mm。
(2)接着测量两接线柱间的电阻Rx。实验室可选用的器材如下:
A.待测螺线管L:阻值Rx(8~12Ω);
B.电压表V(量程3V,内阻3kΩ);
C.电流表A(量程0.6A,内阻约0.5Ω):
D.固定电阻R(阻值1000Ω);
E.滑动变阻器R0(0~2.0Ω);
F.电源E(电动势4V,内阻不计);
G.开关S,导线若干。
①为了确保电表使用安全(滑动触头在AB间移动,电表均安全),并尽可能准确的测量Rx。小明同学设
计了如图乙所示的电路图进行测量,指出该电路图的不合理之处:;
②请你在他的基础上进行优化,在图丙中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。
③利用正确的电路图进行测量,根据测量得到的电压表和电流表的数据,得到图线如图丁所示,则金属丝
的电阻Rx=(结果保留三位有效数字)。
(3)查表得到金属丝的电阻率6.8108m。由已知量和测得的量计算金属丝长度的表达式为(用
题中所给的字母表示),测得该金属丝的长度L=m(π取3,结果保留两位有效数字)。
9.(2025·广东深圳福田·五模)在描绘热敏电阻(TC)伏安特性曲线的实验中,某小组采用如图甲所示的
器材和电路连接,其中电源的电动势E=3.0V,内阻r=0.5Ω,R0是阻值为7.5Ω的定值电阻,电压表V1、V2
内阻未知。
(1)为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节,请在图甲中添加一根导线改进该实验。
(2)电路改进完成后,若要使电压表的读数增大,则滑动变阻器的滑片应该向(填“左”或“右”)端滑动。
(3)若两电压表V1、V2的读数分别为U1、U2,则热敏电阻的阻值RT=(用实验中测得数据的字母表示),
该测量值与真实值相比(填正确答案标号)。
A.偏大B.偏小C.相等D.不确定
(4)实验测得热敏电阻的伏安特性曲线如图乙所示,将该热敏电阻RT、定值电阻R0和电源构成简单闭合回路,
则此时热敏电阻的实际电功率为W(结果保留两位有效数字)。
10.(2025·广东省六校·联考)某实验小组想利用热敏电阻制作一个简易的温控报警器,当温度达到或超过
60°C时,报警器会发出警报。具体操作如下:
(1)测量热敏电阻在60°C时的阻值。已知该热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低。有以下实验器材和实验
电路图可供选择。
A.电源E(电动势为15V,内阻不计)
B.电流表A(量程为0.6A,内阻约5Ω)
C.电压表V(量程为15V,内阻约4000Ω)
D.滑动变阻器R1(最大电阻为10Ω,额定电流3.0A)
E.滑动变阻器R2(最大电阻为500Ω,额定电流为1.0A)
F.热敏电阻RL(60°C时阻值在20∼30Ω之间)
G.电阻箱(0~999.9Ω)
①为了更准确测定阻值,滑动变阻器应选择(填仪器符号),电路图应选择(选填“甲”或“乙”)。
②利用加热装置对热敏电阻加热至60°C,保持温度不变,滑动滑动变阻器的滑片,得到电压表和电流表的
多组数据,并画出了出I−U图像,由图像可得RL=Ω。(保留三位有效数字)
(2)调试报警器。
①按照图丁连接器材,已知报警器报警最低电流为0.02A,功率极小,电源为可调电源,内阻不计,调试
时输出电压为3V。
②在常温下,闭合开关S1,开关S2接通b,再将电阻箱的阻值调为Ω,然后滑动变阻器从c向d滑
动,直至报警器发出警报,再将开关S2接通a,报警器调试完成。此步骤有三种滑动变阻器可供选择,应
选择(选填“R3”、“R4”或“R5”,R3的最大阻值为50Ω,R4的最大阻值为100Ω,R5的最大阻值为200Ω,
三者的额定电流都为1.0A)
(3)实验中发现达到60°C时,报警器仍没发出警报,在排除仪器故障的前提下,为了保证准确发出警报,在
调试中可采取哪些措施(请列举一条)。
11.(2025·广东省广州市某校·三模)电阻式触摸屏的原理可简化为:如图(a),按压屏幕时,相互绝缘
的两层导电层就在按压点位置有了接触,两导电层便并联接入电路,简化过程如图(b)中虚线框内结构所
示.
(1)将一块电阻式触摸屏单元接入电路中,如图(b)。先将开关接“1”让电容器充电,足够长时间后,再将
开关切换到“2”,通过电压传感器观察电容器两端的电压随时间变化的情况。图(c)中画出了按压和不按压
两种情况下电容器两端的电压U随时间t变化的图像,则按压状态对应的图像应为图(c)中的(填“虚
线”或“实线”)所示。
(2)为测定该触摸屏单元未按压状态下的电阻Rx,制作一个只有两种倍率(×10Ω,×100Ω)的简易欧姆表,
如图中虚线框内电路图所示,实验器材有:
微安表(量程500μA,内阻为150Ω)
滑动变阻器R(最大阻值50Ω,额定电流2A)
电阻箱R0(最大阻值9999.9Ω)
电池组E(3.0V,2Ω)
开关及导线若干
请你完成以下内容:
①断开开关,将滑动变阻器滑片置于最右端时,即为欧姆挡的其中一个倍率;置于另一个位置M(图中未
画出)时,则为另一个倍率。当滑片置于最右端时,闭合开关S,调节电阻箱R0直到微安表满偏,此时通
过滑动变阻器的电流为mA,电阻箱的阻值为Ω,对应的挡位为(填“×10”或“×100”)挡。
②实际测量时,发现指针偏转(填“较大”或“较小”),应将滑动变阻器的滑片滑动到位置M完成
2
换挡,进行规范的操作后,将P、Q接在待测电阻R两端,稳定后微安表指针偏转到满偏刻度的,R=
x5x
Ω。
12.(24-25高三下·广东茂名·5月联考)在描绘热敏电阻(TC)伏安特性曲线的实验中,某小组采用如图甲
所示的器材和电路连接,其中电源的电动势E3.0V,内阻r0.5Ω,R0是阻值为7.5Ω的定值电阻,电压
表V1、V2内阻未知。
(1)为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节,请在图甲中添加一根导线改进该实验。
(2)电路改进完成后,若要使电压表的读数增大,则滑动变阻器的滑片应该向
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