分层突破练17　电学实验-2026高考物理的二轮专题巩固练

2026高考物理的二轮专题专题分层突破练17电学实验1.(2025辽宁大连一模)某物理实验小组为探究滑动变阻器最大阻值对“限流电路”和“分压电路”的电压调节范围的影响,设计如下实验。甲(1)在探究“限流电路”时,某同学用电阻箱代替滑动变阻器,设计了如图甲所示的电路图。已知Rx=10Ω,调节R1,记录对应的电压数值,最后绘制成U-R图像如图乙所示。分析图乙可知,采用“限流电路”测量约为10Ω的电阻时,滑动变阻器最大阻值应选择。A.1ΩB.30ΩC.100Ω乙(2)已知Rx'=100Ω,在探究“分压电路”时,在图丙的基础上,小组设计了如图丁所示的电路图(用R1和R2共同模拟最大阻值分别为1Ω、10Ω、100Ω、1000Ω的滑动变阻器)。调节R1和R2,记录数据,绘制如图戊所示图像。丙丁戊分析图戊可知,考虑电压调节范围尽量大些,应排除;考虑电压随滑动变阻器阻值均匀变化,应排除。(均选填“①”“②”“③”或“④”)

(3)另一同学认为用“分压电路”测量电阻时,滑动变阻器的最大阻值越小越好。请判断该观点是否正确,并简要说明理由

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2.(2024广西卷)某同学为探究电容器充、放电过程,设计了图甲实验电路。器材如下:电容器,电源E(电动势6V,内阻不计),电阻R1=400.0Ω,电阻R2=200.0Ω,电流传感器,开关S1、S2,导线若干。实验步骤如下:(1)断开S1、S2,将电流传感器一端与a节点相连,其数据采样频率为5000Hz,则采样周期为s。

(2)闭合S1,电容器开始充电,直至充电结束,得到充电过程的I-t曲线如图乙,由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为mA(结果保留3位有效数字)。

甲乙(3)保持S1闭合,再闭合S2,电容器开始放电,直至放电结束,则放电结束后电容器两极板间电压为V。

(4)实验得到放电过程的I-t曲线如图丙,I-t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0188C,则电容器的电容C为μF。图丙中I-t曲线与横坐标、直线t=1s所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0038C,则t=1s时电容器两极板间电压为V(结果保留2位有效数字)。

丙3.某实验小组要测定一节蓄电池的电动势及内阻,要求测量结果尽量准确。实验器材如下,电流表A1(量程0~200μA,内阻为800Ω);电流表A2(量程0~300mA,内阻为0.3Ω);定值电阻R1(阻值为4.0Ω);定值电阻R2(阻值为9200Ω);滑动变阻器R(最大阻值为50Ω);待测蓄电池一节(电动势约为2V);开关S一个,导线若干。(1)该实验小组利用所学知识正确连接实物电路如图甲所示,图中虚线框内的电流表应选(选填“A1”或“A2”),虚线框内的定值电阻应选(选填“R1”或“R2”)。

甲(2)电流表A1示数用I1表示,电流表A2示数用I2表示,该实验小组通过改变滑动变阻器滑片的位置,得到了多组I1、I2数据,并作出I1-I2图像,如图乙所示。根据I1-I2图像可知,该蓄电池的电动势为V,内阻为Ω。(结果均保留2位有效数字)

乙(3)从实验设计原理来看,该蓄电池电动势的测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

4.(2025黑龙江绥化期中)某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计,其内部电路装置如图甲所示,使用的器材有直流电源(E=6.0V,内阻不计)、毫安表(量程0~10mA,内阻不计)、电阻箱R、热敏电阻Rt一个、开关S1和S2、导线若干。该热敏电阻阻值Rt随温度t变化的曲线如图乙所示。(1)根据图甲电路图用笔画线代替导线,把图丙中实物电路图补充完整。(2)先断开开关S1,将电阻箱的阻值调到(选填“最大值”或“最小值”),然后将开关S2接至a端,闭合开关S1,逐渐调节电阻箱的阻值,根据图乙把毫安表改装为温度计。

(3)将开关S2接至b端,闭合开关S1,该温度计便可正常使用。若毫安表指针偏转至图丁所示,则通过毫安表的电流为7.5mA,温度为℃。(结果均保留2位有效数字)

(4)当温度计使用一段时间后,其电源有一定程度的老化,内阻增大,此时该温度计测量值与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“没有变化”)。

5.某实验小组欲将内阻Rg=40Ω、量程为0~100μA的电流表改装成电阻表,供选择的器材有,定值电阻R0(阻值为14kΩ);滑动变阻器R1(最大阻值为1500Ω);滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω);电阻箱(0~9999.9Ω);干电池(E=1.5V,r=2Ω);红、黑表笔各一只,开关,导线若干。(1)为了保证改装后电阻表能正常使用,滑动变阻器选(选填“R1”或“R2”)。请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接组成电阻表。

甲乙(2)电阻表改装好后,将红、黑表笔短接进行调零,此时滑动变阻器接入电路的电阻应为Ω;电流表表盘的50μA刻度对应改装后的电阻表的刻度为kΩ。

(3)利用改装后的电阻表进行电阻测量,小组同学发现当被测电阻的阻值为几百欧姆时,电流表指针偏转角太大,不能进行读数,他们利用电阻箱和开关,对电路进行了改进,使中值电阻为1500Ω,他们改进后的电路如图乙所示,图乙中电阻箱的阻值应调为Ω。若用该表测量一阻值为1000Ω的电阻时,则电流表指针对应的电流是μA。

专题分层突破练17电学实验1.(2025辽宁大连一模)某物理实验小组为探究滑动变阻器最大阻值对“限流电路”和“分压电路”的电压调节范围的影响,设计如下实验。甲(1)在探究“限流电路”时,某同学用电阻箱代替滑动变阻器,设计了如图甲所示的电路图。已知Rx=10Ω,调节R1,记录对应的电压数值,最后绘制成U-R图像如图乙所示。分析图乙可知,采用“限流电路”测量约为10Ω的电阻时,滑动变阻器最大阻值应选择。A.1ΩB.30ΩC.100Ω乙(2)已知Rx'=100Ω,在探究“分压电路”时,在图丙的基础上,小组设计了如图丁所示的电路图(用R1和R2共同模拟最大阻值分别为1Ω、10Ω、100Ω、1000Ω的滑动变阻器)。调节R1和R2,记录数据,绘制如图戊所示图像。丙丁戊分析图戊可知,考虑电压调节范围尽量大些,应排除;考虑电压随滑动变阻器阻值均匀变化,应排除。(均选填“①”“②”“③”或“④”)

(3)另一同学认为用“分压电路”测量电阻时,滑动变阻器的最大阻值越小越好。请判断该观点是否正确,并简要说明理由

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答案(1)B(2)①④(3)不正确,理由见解析解析(1)采用“限流电路”测量约为10Ω的电阻时,滑动变阻器作为限流元件,若阻值过小,调节滑动变阻器的滑动片时,电流变化不明显;若阻值过大,不方便调节滑动变阻器的滑动片,当滑动变阻器的滑动片有微小变化,电路的电流就会有显著变化;滑动变阻器的阻值与待测电阻相当,既能起到限流作用,又方便调节,故A、C错误,B正确。(2)分析图戊可知,图线①的电压调节范围约为0~2V,为了使电压U调节范围尽量大些,则最应排除的是图线①;图线④出现了明显的弯曲,为使电压U随滑动变阻器滑动片移动趋于均匀变化,则最应排除图线④。(3)他的观点不正确;根据上述(2)分析可知,当Rm=1Ω时,电压调节范围最小,用“分压电路”测量电阻时,滑动变阻器的最大阻值Rm并不是越小越好,因此当滑动变阻器最大阻值过小时,电压调节范围会过小。2.(2024广西卷)某同学为探究电容器充、放电过程,设计了图甲实验电路。器材如下:电容器,电源E(电动势6V,内阻不计),电阻R1=400.0Ω,电阻R2=200.0Ω,电流传感器,开关S1、S2,导线若干。实验步骤如下:(1)断开S1、S2,将电流传感器一端与a节点相连,其数据采样频率为5000Hz,则采样周期为s。

(2)闭合S1,电容器开始充电,直至充电结束,得到充电过程的I-t曲线如图乙,由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为mA(结果保留3位有效数字)。

甲乙(3)保持S1闭合,再闭合S2,电容器开始放电,直至放电结束,则放电结束后电容器两极板间电压为V。

(4)实验得到放电过程的I-t曲线如图丙,I-t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0188C,则电容器的电容C为μF。图丙中I-t曲线与横坐标、直线t=1s所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0038C,则t=1s时电容器两极板间电压为V(结果保留2位有效数字)。

丙答案(1)2×10-4(2)15.0(3)2(4)4.7×1035.2解析考查电容器充、放电过程和电容的基本性质。(1)采样频率为5000Hz,周期T=1f=0.0002s=2×10-4(2)由图乙可知,开关S1闭合瞬间流经R1的电流约为15.0mA。(3)稳定之后,电容器两极板间的电压为电阻R2两端的电压,根据闭合电路欧姆定律得电容器两极板间电压为UC=ER1+R2(4)电容器的放电过程,电压由6V减小至2V,ΔU=4V,C=ΔQΔU=0.01884×106μF=4.7×103μF。设t=1s时电容器两端电压为UC',则(E-UC')C=ΔQ',(6V-UC')×4.7×103×10解得UC'≈5.2V。3.某实验小组要测定一节蓄电池的电动势及内阻,要求测量结果尽量准确。实验器材如下,电流表A1(量程0~200μA,内阻为800Ω);电流表A2(量程0~300mA,内阻为0.3Ω);定值电阻R1(阻值为4.0Ω);定值电阻R2(阻值为9200Ω);滑动变阻器R(最大阻值为50Ω);待测蓄电池一节(电动势约为2V);开关S一个,导线若干。(1)该实验小组利用所学知识正确连接实物电路如图甲所示,图中虚线框内的电流表应选(选填“A1”或“A2”),虚线框内的定值电阻应选(选填“R1”或“R2”)。

甲(2)电流表A1示数用I1表示,电流表A2示数用I2表示,该实验小组通过改变滑动变阻器滑片的位置,得到了多组I1、I2数据,并作出I1-I2图像,如图乙所示。根据I1-I2图像可知,该蓄电池的电动势为V,内阻为Ω。(结果均保留2位有效数字)

乙(3)从实验设计原理来看,该蓄电池电动势的测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

答案(1)A2R2(2)1.91.0(3)等于解析(1)图中虚线框内电流表通过的电流比较大,应选择量程大的电流表A2,A1用来改装成电压表;蓄电池的电动势为2V,改装后电压表量程为0~2V,所以串联电阻大小为R=UIg-RA1=9200Ω,故选R(2)如图所示延长I1-I2图像与两坐标轴相交。根据闭合电路欧姆定律可得E=I1(R2+RA1)+(I1+I2)(r+R1),整理得I1=ER2+RA1+r+R1-I2r+R1R2+R(3)因为考虑到电表内阻,对电压表分流的影响进行了修正,电动势和内阻的测量值均等于真实值。4.(2025黑龙江绥化期中)某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计,其内部电路装置如图甲所示,使用的器材有直流电源(E=6.0V,内阻不计)、毫安表(量程0~10mA,内阻不计)、电阻箱R、热敏电阻Rt一个、开关S1和S2、导线若干。该热敏电阻阻值Rt随温度t变化的曲线如图乙所示。(1)根据图甲电路图用笔画线代替导线,把图丙中实物电路图补充完整。(2)先断开开关S1,将电阻箱的阻值调到(选填“最大值”或“最小值”),然后将开关S2接至a端,闭合开关S1,逐渐调节电阻箱的阻值,根据图乙把毫安表改装为温度计。

(3)将开关S2接至b端,闭合开关S1,该温度计便可正常使用。若毫安表指针偏转至图丁所示,则通过毫安表的电流为7.5mA,温度为℃。(结果均保留2位有效数字)

(4)当温度计使用一段时间后,其电源有一定程度的老化,内阻增大,此时该温度计测量值与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“没有变化”)。

答案(1)见解析图(2)最大值(3)50(4)偏小解析(1)完整实物连线如图所示(2)为了保证电路安全,先断开开关S1,将电阻箱的阻值调到最大值,然后将开关S2接至a端,闭合开关S1,逐渐调节电阻箱的阻值,根据图乙把毫安表改装为温度计。(3)根据闭合电路欧姆定律可得I=ERt,可得此时热敏电阻阻值为Rt=EI=6.07.5×10(4)当温度计使用一段时间后,其电源有一定程度的老化,内阻增大,则有I=ERt真+r,可得Rt真=EI5.某实验小组欲将内阻Rg=40Ω、量程为0~100μA的电流表改装成电阻表,供选择的器材有,定值电阻R0(阻值为14kΩ);滑动变阻器R1(最大阻值为1500Ω);滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω);电阻箱(0~9999.9Ω);干电池(E=1.5V,r=2Ω);红、黑表笔各一只,开关,导线若干。(1)为了保证改装后电阻表能正常使用,滑动变阻器选(选填“R1”或“R2”)。请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接组成电阻表。

甲乙(2)电阻表改装好后,将红、黑表笔短接进行调零,此时滑动变