专题20 电学实验（讲义）（学生版）

专题20电学实验目录TOC\o"1-4"\h\u01考情透视·目标导航 302知识导图·思维引航 403核心精讲·题型突破 5题型一电学基本仪器的使用和读数、电表改装 5【核心精讲】 5考点1电学基本仪器的使用和读数 5考点3常见电学量的直接测量与间接测量方法 6考点4电表改装 6考点5练习使用多用电表 7【真题研析】 8【命题预测】 8考向1电学基本仪器的使用和读数 10考向2电表改装 10考向3练习使用多用电表 12题型二以测电阻为核心的电学实验 13【核心精讲】 13考点1电阻测量类实验问题及相关创新方案对比 13考点2导体电阻率的测量 14【真题研析】 16【命题预测】 20考向1电阻及电阻率类测量实验 20题型三以测电源电动势为核心的电学实验 23【核心精讲】 23考点1电源的电动势和内电阻类测量的常见问题 23考点2测定电池的电动势和内阻 24【真题研析】 27【命题预测】 29考向1测量电源的电动势和内阻 29题型四电学其他实验 32【核心精讲】 32考点1观察电容器的充、放电现象 32考点2探究电磁感应的产生条件 32考点3探究感应电流方向的规律 33考点4探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 33【真题研析】 34【命题预测】 36考向1观察电容器的充、放电现象 36考向2探究电磁感应的产生条件 38考向3探究感应电流方向的规律 38考点4探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 39命题统计命题要点20242023年2022年热考角度电学基本仪器的使用和读数、电表改装2024•福建•电学基本仪器的使用和读数、2024•湖南•电学基本仪器的使用和读数、2024•浙江•练习使用多用电表2023•浙江•电学基本仪器的使用和读数、2023•海南•电学基本仪器的使用和读数、2023•山东•电学基本仪器的使用和读数2022•全国乙卷•电学基本仪器的使用和读数、2022•福建•电学基本仪器的使用和读数、2022•辽宁•电表改装、2022•湖南•电表改装以测电阻为核心的电学实验2025•浙江•电阻及电阻率类测量实验、2024•福建•电阻及电阻率类测量实验、2024•江西•电阻及电阻率类测量实验、2024•山东•电阻及电阻率类测量实验、2024•湖南•电阻及电阻率类测量实验、2024•新疆河南•电阻及电阻率类测量实验、2024•江苏•电阻及电阻率类测量实验2023•河北•电阻及电阻率类测量实验、2023•广东•电阻及电阻率类测量实验、2023•天津•电阻及电阻率类测量实验、2023•北京•电阻及电阻率类测量实验、2023•海南•电阻及电阻率类测量实验、2023•辽宁•电阻及电阻率类测量实验、2023•全国乙卷•电阻及电阻率类测量实验、2023•全国甲卷•电阻及电阻率类测量实验、2023•浙江•电阻及电阻率类测量实验、2022•北京•电阻及电阻率类测量实验2022•山东•电阻及电阻率类测量实验、2022•全国甲卷•电阻及电阻率类测量实验、2022•全国乙卷•电阻及电阻率类测量实验、2022•浙江•电阻及电阻率类测量实验、2022•湖北•电阻及电阻率类测量实验以测电源电动势为核心的电学实验2024•北京•测量电源的电动势和内阻、2024•甘肃•测量电源的电动势和内阻、2024•辽宁•测量电源的电动势和内阻2023•浙江•测量电源的电动势和内阻、2023•湖北•测量电源的电动势和内阻2022•天津•测量电源的电动势和内阻、2022•福建•测量电源的电动势和内阻电学其他实验2024•重庆•观察电容器的充、放电现象、2024•海南•观察电容器的充、放电现象、2024•浙江•观察电容器的充、放电现象、2024•北京•探究感应电流方向的规律2023•福建•观察电容器的充、放电现象、2023•山东•观察电容器的充、放电现象、2023•新课标卷•观察电容器的充、放电现象命题规律①常见仪器的读数②以电阻、电阻率测量为核心的电学实验③以测量电源电动势及内阻为核心的电学实验④观察电容器的充、放电⑤感应电流方向的探究和变压器两端电压与匝数的关系的探究⑥实验数据处理、误差分析及实验注意事项⑦电路连线考向预测本专题属于热点、难点内容；高考命题以实验题的形式出现；电学实验通常以教材内的实验为主，基本的实验仪器使用、读数、电路连线、实验数据处误差分析及实验注意事项考查；实验改进及优化命题情境以课内要求必做实验为基础的考查，涉及与实验相关的利用生活中的器材进行电学实验探究的考查常用方法控制变量法；等效替代法；转换测量对象法；半偏法；电桥法题型一电学基本仪器的使用和读数、电表改装考点1电学基本仪器的使用和读数1.不需要估读的测量仪器：游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。2.电流表、电压表的使用和读数电流表量程一般有两种——0.1~0.6A，0~3A；电压表量程一般有两种——0~3V，0~15V电压表、电流表若用0~3V、0~3A量程，其最小刻度（精确度）分别为0.1V、0.1A，为10分度仪表读数，读数规则较为简单，只需在精确度后加一估读数即可。电压表若用0~15V量程，则其最小刻度为0.5V，为2分度仪表读数，所读数值小数点后只能有一位小数，也必须有一位小数。3.电阻箱右图中的电阻箱有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，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，即可得到这时电阻箱的实际阻值。考点3常见电学量的直接测量与间接测量方法1.直接测量量基本物理量测量仪器电学电阻（粗测）欧姆表、电阻箱电流电流表电压电压表2.间接测量量待测物理量基本测量方法电学电阻（精确测量）①根据转化为测量U、I（伏安法）；②电阻箱（半偏、替代）电功率根据P=IU转化为测量U、I电源电动势根据E＝U＋Ir转化为测量U、I考点4电表改装1.关于电表改装的四点提醒1)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头看成一个电阻Rg即可.2)无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流并不改变.3)由改装后电压表的内阻RV＝R串＋Rg＝nRg(其中)可知，电压表量程越大，其分压电阻R越大，电压表内阻RV越大.4)由改装后电流表的内阻(其中)可知，电流表的量程越大，其分流电阻R并越小，电流表的内阻RA越小.考点5练习使用多用电表1.认识多用电表1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量项目都有几个量程．2)外形如图所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔)．2.多用电表测电压、电流和电阻的注意事项1)使用前要机械调零.2)电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出.3)测电阻时注意：①牢记两个调零过程，区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，机械调零对应的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，欧姆调零对应的是欧姆调零旋钮．③测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零．④手不能接触表笔的金属杆．⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开．⑥合理选择量程，使指针尽可能指在中值附近.⑦读数时应乘相应的倍率.⑧欧姆表的表盘刻度不均匀，一般不估读.⑨中值电阻R中＝Rg＋R＋r欧姆挡的使用欧姆挡的使用1)选挡。一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。2)调零。3)将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。4)将指针示数乘以倍率，得测量值。5)将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍率；如果指针偏转角度太大，应减小倍率。1．（2024·福建·高考真题）（删减）某实验小组探究不同电压下红光和蓝光发光元件的电阻变化规律，并设计一款彩光电路。所用器材有：红光和蓝光发光元件各一个、电流表（量程30mA）、电压表（量程3V）、滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）、5号电池（电动势1.5V）两节、开关、导线若干。（3）某次电流表示数为10.0mA时，电压表示数如图（b）所示，示数为V2．（2022·辽宁·高考真题）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为，内阻为）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻，。（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为；（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时（填“大”或“小”）（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。3．（2024·浙江·高考真题）在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中，(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转。选用挡（选填””或“”）重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管（选填“正极”或“负极”）。

(2)图（A）是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P应连接接线柱（选填“a"“b”“c”或“d”），Q应连接接线柱（选填“a”、“b”、“c”或“d”）。某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图（B）所示，则电流I=mA(3)根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（C）所示，说明该二极管是元件（选填“线性”或“非线性”，正常发光时电压在V范围。考向1电学基本仪器的使用和读数1．（2025·河南郑州·一模）某兴趣小组利用铜片、锌片和苹果制作了苹果电池（电动势约1V），并分别用图甲、图乙所示的两种实验电路测量这种电池的电动势E和内阻r。(1)图甲中电表为数字电压表，图乙中电表为电流表。某次实验中，电流表示数如图丙所示，请读数：μA。考向2电表改装2．（2024·湖南衡阳·三模）某同学欲把一量程未知，内阻未知的电流表G改装成一个量程为3V的电压表。(1)为测量电流表G的量程，该同学设计了如图甲所示用半偏法测电流表量程和内阻的实电路。实验步骤如下：①把滑动变阻器的滑动触头滑到端（填“a”或“b”）；②闭合开关，调节滑动变阻器滑片至中间位置附近某处，并将电阻箱阻值调到40Ω时，电流表G恰好满偏，此时电压表V的示数为1.5V；③将电阻箱阻值调到，微调滑动变阻器滑片位置，使电压表V示数为1.5V，电流表G的指针恰好半偏，由以上数据可得表头G的内阻Ω，表头G的量程mA。(2)电流表G改装成一个量程为3V的电压表时，应该联Ω的电阻。(3)实验中用如图乙所示的电路校准改装后的电压表，当标准电压表为的读数为3.0V时，电流表的示数如图丙所示，此时电流表的读数为mA，电压表的相对误差为（，本问结果可用分数表示）。3．（2024·四川德阳·模拟预测）如图所示为一双量程（“×1”和“×10”）电阻表的内部电路图，当单刀双掷开关接1时，电阻表的挡位为（选填“×1”或“×10”），电阻调零后将待测电阻接在a、b间，发现电流表指针偏转角很小，断开电路并将挡位换成另一挡位，再次电阻调零时，需将滑动变阻器R的滑片（选填“向上”或“向下”）移动。一同学用改装好的电阻表按如图所示的电路与二极管相连，电阻表的指针偏转角（选填“很小”或“很大”）。考向3练习使用多用电表4．（2025·浙江·模拟预测）在“用多用电表测量电学中的物理量”的实验中，某同学使用的多用电表的刻度盘如图所示：(1)关于多用电表的使用，下列说法中正确的是___________（选填选项前的字母）；A．用电压挡测电压前，需调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度B．多用电表没有OFF挡，使用完后应将选择开关拨至交流电压最低挡C．用欧姆挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越大D．用欧姆挡测电阻时，改变不同倍率的欧姆挡，不需要重新进行欧姆调零(2)在测量小灯泡的电阻时，黑表笔接触点的电势比红表笔（选填“高”或“低”）；5．（2025·云南昆明·一模）实验小组利用图甲所示的多用电表测量一电阻的阻值，主要操作步骤如下：(1)选用欧姆挡“×10”倍率进行测量时，发现多用电表指针位于图乙中a位置，需重新选择（填“×1”或“×100”）倍率，并进行欧姆调零。(2)关于欧姆调零，下列操作正确的是______。A．红、黑表笔断开，调节“S”，使指针指到表盘左侧“0”刻度线处B．红、黑表笔短接，调节“S”，使指针指到表盘右侧“0Ω”刻度线处C．红、黑表笔短接，调节“T”，使指针指到表盘右侧“0Ω”刻度线处(3)经正确操作后，多用电表指针位于图乙中b位置，则该电阻的阻值为Ω。（结果保留2位有效数字）题型二以测电阻为核心的电学实验考点1电阻测量类实验问题及相关创新方案对比1.常规电阻测量方法伏安法测电阻，适合测量大电阻，适合测量小电阻导体电阻率的测量1.测电阻2.测电阻率ρ，，而，，联立得2.测量电阻创新方案对比安安法如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2＝eq\f(I1R1,I2)串联一定值电阻R0后，同样可测得的内阻R2＝eq\f(I1R1＋R0,I2)伏伏法两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2＝eq\f(U2,U1)R1并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2＝eq\f(U2,\f(U1,R1)＋\f(U1,R0))替代法单刀双掷开关分别与1、2相接，调节电阻箱R1，保证电流表两次读数相等，则R1的读数即等于待测电阻的阻值半偏法测量电流表内阻闭合S1，断开S2，调节R1使G表满偏；再闭合S2，只调节R2，使G表半偏(R1≫R2)，则R2＝R测，R测<R真测量电压表内阻使R2＝0，闭合S，调节R1使V表满偏；只调节R2使V表半偏(RV≫R1)，则R2＝R测，R测>R真电桥法调节电阻箱R3，当A、B两点的电势相等时，R1和R3两端的电压相等，设为U1，同时R2和Rx两端的电压也相等，设为U2，根据欧姆定律有：eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)，eq\f(U1,R3)＝eq\f(U2,Rx).由以上两式解得：R1·Rx＝R2·R3，这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值3.控制电路滑动变阻器的两种接法

限流式接法分压式接法对比说明电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围(不计电源内阻)分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件说明分压接法被测电阻上电压的调节范围大。当要求电压从零开始调节连续变化，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；限流式接法滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。在限流、分压两种电路都满足实验要求时，由于限流电路结构简单，损耗的电功率小，应优先选用限流接法。考点2导体电阻率的测量1.实验器材及原理图被测金属丝，直流电源(4V)，电流表(0～0.6A)，电压表(0～3V)，滑动变阻器(0～50Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺．由得，因此，只要测出金属丝的长度l、直径d和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ.2.注意事项1)本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法．2)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值．3)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．①用刻度尺测量电阻丝的直径②用游标卡尺或螺旋测微器测量电阻丝的直径4)在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．5)若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地通过较多的点，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点应舍去．3.误差分析1)金属丝直径、长度的测量、读数等人为因素带来误差．2)测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测<R真，由，知ρ测<ρ真．3)通电电流过大，时间过长，致使金属丝发热，电阻率随之变化带来误差．1．（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（），开关、导线若干。(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；再将开关切换到b，电阻箱调至，记录电压表示数、调温箱温度。则温度下（保留三位有效数字）：③保持、滑片P位置和开关状态不变，升高调温箱温度，记录调温箱温度和相应电压表示数，得到不同温度下的阻值。(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。2．（2024·湖南·高考真题）某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图（a）所示的装置。电阻测量原理如图（b）所示，E是电源，V为电压表，A为电流表。（1）保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100mA，电压表量程为3V，表盘如图（c）所示，示数为V，此时金属丝阻值的测量值R为Ω（保留3位有效数字）；（2）打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值；（3）根据测量数据绘制R—p关系图线，如图（d）所示；（4）如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100mA，电压表指针应该在图（c）指针位置的侧（填“左”或“右”）；（5）若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。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。（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、开关和导线．请在图（a）中画线完成电路实物连接。（3）连接好电路，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（b）中甲、乙所示。（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，忽略其他电阻的影响（相当于热水器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m。（保留两位有效数字）4．（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。考向1电阻及电阻率类测量实验1．（2025·全国·模拟预测）某兴趣小组利用实验室的器材进行电表内阻的测量实验。(1)小组成员在实验室发现一个表盘数字被污渍遮挡的电压表，利用图1中的电路图测量电压表量程。闭合开关后，调节滑动变阻器和电阻箱，保持电流表满偏，当时，电压表指针偏转了满偏的，当时，电压表指针偏转了满偏的。则电压表量程为，电流表内阻为。(2)小组成员选择完好的实验仪器，利用表盘如图2所示的多用电表和图3中的电路图测量另一电压表的内阻（量程，内阻约十几千欧）。①利用多用电表的欧姆挡对电压表内阻进行粗测。将多用电表挡位调到欧姆挡（填“”或“”），再将红表笔和黑表笔，调零后，将两表笔接在电压表正负接线柱上，读取多用电表读数，电压表内阻约为；②按照图3所示的电路图连接实验仪器后，闭合开关，改变电阻箱阻值，读取多组电压表示数与电阻箱阻值，并绘制出图像如图4所示，图像斜率为，纵截距为，若已知电源电动势，则电压表内阻，电源内阻对电压表内阻测量（填“有”或“无”）影响。2．（2024·全国·模拟预测）某学习小组采用如图甲实验电路探究电流表内接法对电压测量的影响。其中电源选择学生电源（电动势值拨至17V，内阻可不计），电压表和电流表分别选用量程为0~20V挡和量程0~200mA挡的数字多用电表。(1)按实验电路连接图乙中实验器材，图中导线A应接在滑动变阻器的（填“a”“b”“c”或“d”）接线柱上。(2)闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片P移到最右端。当闭合开关S后，小组同学发现无论如何移动滑片P，数字电压表的示数都不为零，可能的原因是滑动变阻器的（填“a”“b”“c”或“d”）接线柱接触不良，造成断路。(3)排除故障后，将滑动变阻器R0的滑片P移到某位置点保持不动，调节电阻箱RL的阻值，读出三次电阻箱阻值所对应电表的读数填入表中。电阻箱RL阻值（Ω）100.0200.0500.0数字电压表读数U（V）7.398.228.82数字电流表读数I（mA）71.9940.7017.60RL两端的电压7.1998.1408.800电压测量误差0.1910.0800.020电压测量的相对误差2.65%0.98%0.23%从实验数据可得出电流表采用内接法时待测电阻阻值越大，对电压测量的影响（填“越大”“越小”或“无影响”）。(4)善于观察分析的同学还发现在电源内阻不计的情况下，电阻箱接入电路的阻值越大，数字电压表读数越大，分析主要的原因是。(5)从表中数字电压表的三组读数可以得出滑动变阻器的滑片P移到该位置点保持不动时（不计电源内阻），滑片P与c和d的距离关系是Pc（填“大于”“等于”或“小于”）Pd。3．（2025·江西新余·一模）工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率，其中一个关键部件如图甲所示，两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻，中间的液体即电阻的有效部分。小明想测量某导电溶液的电阻率，在一透明塑料长方体容器内部左右两侧正对插入与容器等宽、与导电溶液等高的电极，两电极的正对面积为S=50cm2，电极电阻不计。实验提供的器材如下：电压表（量程15V，内阻约为40kΩ）；电流表（量程300μA，内阻约为100Ω）；滑动变阻器R（20Ω，1A）；电池组（电动势E=12V，内阻r约为6Ω）；单刀单掷开关一个；导线若干。(1)小明先用欧姆表粗测溶液电阻，选择欧姆×100挡后测量结果如图乙所示，粗略测量电阻为Ω（保留2位有效数字）。(2)为了准确测量溶液电阻阻值，需测量多组电压表、电流表数据，请用笔画线代替导线，将图丙的实物电路补充完整。(3)实验时，仅改变两电极间距d，测得多组U、I数据，计算出对应的电阻R，描绘出如图丁所示的R−d图线，由图像可得该导电溶液的电阻率ρ=Ω·m。（计算结果保留3位有效数字）d/cmR/（×104Ω）100.8201.7302.4362.9463.6(4)小明在实验中未考虑电表内阻的影响，从原理看，他用图像法计算出的电阻率ρ将（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。题型三以测电源电动势及内阻为核心的电学实验考点1电源的电动势和内电阻类测量的常见问题测量电源的电动势和内电阻伏安法1.原理：U＝E－Ir2.误差来源：电压表的分流3.误差分析：E测<E真，r测<r真()伏安法1.原理：U＝E－Ir2.误差来源：电流表的分压3.误差分析：E测＝E真，r测>r真(r测＝r＋RA)测量电源的电动势和内电阻伏阻法1.原理：2.关系式：3.误差分析：E测<E真，r测<r真()安阻法1.原理：E＝IR＋Ir2.关系式：或3.误差分析：E测＝E真，r测>r真(r测＝r＋RA)考点2测定电池的电动势和内阻方案一伏安法测电源的电动势和内电阻1.实验器材及原理图：干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺．2.实验数据处理1)列方程组eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋I1r,E＝U2＋I2r))，解出E、r，并多次测量求平均值．2)用作图法处理数据，如图所示．①图线与纵轴交点为电源电动势E；②图线斜率的绝对值为内阻r.3.误差分析1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确．2)系统误差：Ⅰ、方法一若采用甲图电路，电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表的分流越多，对应的I真与I测的差越大，IV＝eq\f(U,RV).其中U－I图像如图乙所示．结论：E测<E真，r测<r真．方法二等效电源法：如图甲所示，E测＝eq\f(RV,RV＋r)E真<E真，r测＝eq\f(RVr,RV＋r)<r真．Ⅱ、方法一若采用丙图电路，电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差越大，UA＝I·RA.其中U－I图像如图丁所示．结论：E测＝E真，r测>r真．方法二等效电源法：如图丙所示，E测＝E真，r测＝r＋RA>r真．3)电路选择：Ⅰ、电源内阻一般较小，选图甲电路误差较小．Ⅱ、当内阻已知时选图丙电路，此时r＝k－RA，没有系统误差．4.注意事项①为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池．②电流不要过大，应小于0.5A，读数要快．③要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些．④若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据确定．方案二安阻法测电动势和内电阻1.实验器材及原理图：电池、电流表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺．2.数据处理1)计算法：由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝I1R1＋I1r,E＝I2R2＋I2r))解方程组求得E，r.2)图像法：由E＝I(R＋r)可得Ⅰ、，可作eq\f(1,I)－R图像(如图甲)eq\f(1,I)－R图像的斜率k＝eq\f(1,E)，纵轴截距为eq\f(r,E)Ⅱ、，可作R－eq\f(1,I)图像(如图乙)R－eq\f(1,I)图像的斜率k＝E，纵轴截距为－r.3.误差分析1)误差来源：电流表有电阻，导致内阻测量不准确；2)结论：E测＝E真，r测＞r真(r测＝r真＋rA)．方案三伏阻法测电动势和内电阻1.实验器材及原理图：电池、电压表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺．3.数据处理1)计算法：由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋\f(U1,R1)r,E＝U2＋\f(U2,R2)r))解方程组可求得E和r.2)图像法：由得：.故eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图像的斜率k＝eq\f(r,E)，纵轴截距为eq\f(1,E)，如图．4.误差分析1)误差来源：电压表有内阻，干路电流表达式不准确，导致电动势测量不准确；2)结论：E测＜E真，r测＜r真．1．（2024·北京·高考真题）某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2所示，可得：该电池的电动势E=V，内阻r=kΩ。（结果保留两位有效数字）2．（2024·甘肃·高考真题）精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。(1)考虑电流表内阻影响①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻（保留2位有效数字）。②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势（用I、r和表示）。③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的图像。则待测干电池电动势V（保留3位有效数字）、内阻（保留1位小数）。(2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是______（单选，填正确答案标号）。A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数3．（2024·辽宁·高考真题）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）、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并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B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b，则待测电池的电动势。(3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为、，若，则待测电池的内阻（用和表示）。考向1测量电源的电动势和内阻1．（2024·陕西西安·三模）精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为1.5kΩ）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。(1)用图1所示电路测量电流表的内阻。图2中电压表读数是V，电流表读数是A，可得电流表内阻Ω（保留2位有效数字）。(2)用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势（用I、r和表示）。(3)调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的（图像）。则待测干电池电动势V（保留3位有效数字）、内阻（保留1位小数）。(4)在上述实验过程中，若不考虑实验的偶然误差，关于电动势和内阻的测量值与真实值之间的比较，正确的是________。A． B．C． D．(5)该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是________（单选，填正确答案标号）。A．电路设计会损坏仪器 B．电流太小无法读数C．电压太大无法读数 D．滑动变阻器接法错误2．（2025·山西临汾·一模）2024年我国新能源汽车年度产量突破1000万辆，深受大众喜爱。某新能源汽车采用刀片电池技术，一实验小组将其中一块电芯（由多节刀片电池串联面成）拆解下来，测其电动势E（约30~40V）和内阻r（约几欧），利用实验室现有器材设计了如下实验：(1)该小组先粗测电芯的电动势，某多用电表的直流电压档有2.5V、10V、50V、250V多个量程，他们欲将多用电表的表笔直接与电芯的正负极连接进行测量，应选择V的量程。正确选择量程后，测量电芯两端的电压，测量结果如图1所示，读数为V。(2)为进一步测量，实验室现有一个量程为15V、内阻为15kΩ的电压表V，需将此电压表改装成量程为40V的电压表使用，需要串联一个kΩ的定值电阻。(3)该小组将（2）中改装好的电压表（电压表表盘没有改变）与其他器材连接成如图2所示电路，测量该块电芯的电动势E和内阻r，操作如下：①多次调节电阻箱R，记下电压表V的示数U和电阻箱R相应的示数；②以为纵轴，为横轴，作出图像；③根据实验所得数据，作出图像如图3所示。则该块电芯的电动势V，内阻（结果均保留三位有效数字）。3．（2025·江西·一模）要测量一节新型电池的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路，定值电阻的阻值为R0。(1)请根据电路图甲将图乙的实物连接成实验电路。(2)第一次将开关S合向1，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关S0，多次调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U、I，其中某次电流表指针所指的位置如图丙所示，此时电流表所测电流为I=A；将测得的多组U、I作图像；第二次将开关S合向2，同样测得多组U、I，作图像；两次的图像在图丁中，则第一次作出的图像为（填“a”或“b”）。(3)根据两次实验得到的图像可以求得电池的电动势E=，内阻r=。（均用题中字母表示）题型四电学其他实验考点1观察电容器的充、放电现象1.实验器材及原理图：直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关2.注意事项1）电流表要选用小量程的灵敏电流计．2）要选择大容量的电容器．3）实验要在干燥的环境中进行．电容器放电的电容器放电的I-t图像：图线与坐标轴围成的面积表示电容器储存的电荷量考点2探究电磁感应的产生条件1.实验器材及原理图：条形磁铁、零刻度在刻度盘中央的电流表、用软铁棒做铁芯的线圈A、无铁芯的内径略大于线圈A外径的线圈B、千电池若干节、开关、滑动变阻器、导线若干5.注意事项1)实验中使用磁性较强的磁铁,电流表用灵敏电流表。2)插入磁铁后要在线圈中停留一段时间,待电流表回到零位后再拔出,改变插拔速度,进行观察。3)滑动变阻器滑片移动速度不要太快,注意电路连接情况，要明确电源的电流并未进入大线圈。4)小线圈中放入铁芯,可使实验现象更明显。5)归纳结论时,注意从磁通量变化的角度进行分析。考点3探究感应电流方向的规律1.实验器材及原理图：电流表、条形磁体、螺线管、电池、开关、导线、滑动变阻器等．2.注意事项：实验前应先查明电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系：把一节干电池、滑动变阻器、开关S与电流表串联，开关S采用瞬间接触，记录指针偏转方向与电流方向的关系．考点4探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系1.实验器材及原理图：学生电源(低压交流电源，小于12V)1个、可拆变压器1个、多用电表1个、导线若干．2.注意事项1)在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作．2)为了人身安全，学生电源的电压不能超过12V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱．3)为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量．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、开关、导线若干(1)闭合开关，将接1，电压表示数增大，最后稳定在12.3V。在此过程中，电流表的示数_____（填选项标号）A．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、，将电流表更换成电流传感器，再将接2，此时通过定值电阻R的电流方向（选填“”或“”），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图像，如图b，时，图中M、N区域面积比为8∶7，可求出（保留2位有效数字）。2．（2023·福建·高考真题）某同学用图（a）所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有：电源、电压传感器、电解电容器C（，），定值电阻R（阻值）、开关S、导线若干。（1）电解电容器有正、负电极的区别。根据图（a），将图（b）中的实物连线补充完整；

（2）设置电源，让电源输出图（c）所示的矩形波，该矩形波的频率为；

（3）闭合开关S，一段时间后，通过电压传感器可观测到电容器两端的电压随时间周期性变化，结果如图（d）所示，A、B为实验图线上的两个点。在B点时，电容器处于状态（填“充电”或“放电”）在点时（填“A”或“B”），通过电阻R的电流更大；（4）保持矩形波的峰值电压不变，调节其频率，测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况，并在坐标纸上作出电容器上最大电压与频率f关系图像，如图（e）所示。当时电容器所带电荷量的最大值C（结果保留两位有效数字）；

（5）根据实验结果可知，电容器在充放电过程中，其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变，而后随着频率的增大逐渐减小。3．（2024·北京·高考真题）用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。关于本实验，下列说法正确的是（填选项前的字母）。A．需要记录感应电流的大小B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关考向1观察电容器的充、放电现象1．（2025·福建福州·二模）如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。观察静电计指针偏转角度的大小，可推知电容器两极板间电势差的大小。(1)在实验中观察到的现象是______。（单选，填正确答案的标号）A．将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小B．向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大C．将左极板右移，静电计指针的张角变小D．将左极板拿走，静电计指针的张角变为零(2)某同学用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后接出引线，如图乙所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。①为增大该电容器的电容，下列方法可行的有（多选，填正确答案的标号）A．增大电容纸的厚度

B．增大锡箔纸的厚度C．减小电容纸的厚度

D．同时增大锡箔纸和电容纸的面积②用如图丙所示的电路观察电容器的放电电流变化。换用不同阻值的电阻R放电，在图丁中放电电流的I−t图线的a、b、c三条曲线中，对应电阻最小的一条是（选填“a”或“b”或“c”）。2．（2024·河南濮阳·模拟预测）某同学做观察电容器充、放电并估测电容器的电容实验，采用8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。(1)下列说法正确的是（）A．单刀双掷开关S掷向1端，电容器放电B．先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小C．电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷D．电容器充电时，与电源正极相连