第1部分 第18讲 电学实验-【金版教程】2026年高考物理大二轮专题复习冲刺方案课件PPT

第一部分　专题强化复习 专题六　实验 第18讲　电学实验 知识框架 学习目标 1.掌握常见电学基础实验器材的原理和使用方法，理解电学基础实验的实验原理，掌握数据处理和误差分析等实验技能。 2.在熟练掌握电学实验必备能力的基础上，能对实验方案、数据处理方法等进行改进，能灵活解答一些新颖的电学实验题目。 2 目录 1 2 专题作业 课时检测Ⅰ 考点 高考风向标 3 课时检测Ⅱ 4 考点 考点1　以测电阻为核心的实验 1．概述 以测电阻为核心的实验基本原理是欧姆定律，基础实验包括：金属丝电阻率的测量，测量导体和电表的电阻，以及与电阻测量有关的传感器实验。 2．测量电阻的供电电路 测电阻时，除了测量电路，还需要供电电路，供电电路由电源和滑动变阻器组成，根据滑动变阻器连接方式的不同，供电电路可分为限流电路和分压电路，应注意区分两种电路的适用情况。 考点 5 3．常见的测电阻的方法 (1)伏安法：最基础的方法，系统误差的分析是难点。 (2)安安法、伏伏法：根据电表可以看作能显示电流或电压的特殊电阻，对伏安法进行拓展。 (3)等效替代法：根据电流等效或电压等效测量电阻。 (4)半偏法：根据电流表半偏或电压表半偏测量电表的电阻或导体的电阻，系统误差的分析是难点。 (5)电桥法：根据电路的电势规律，利用电桥电路测电阻。 考点 6 例1　(2025·河北省石家庄市高三下教学质量检测一)某实验小组要测量一段长为L、直径为d的合金丝电阻率。 (1)先用多用电表粗测合金丝电阻，使用欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是________。 A．测量者需用手分别将两支表笔与合金丝两端捏紧以避免虚接 B．选择倍率并正确操作后，表针在刻度盘中央附近读数时误差更小 C．表针偏角过大，应将选择开关调到倍率较高的挡位 B 考点 7 (2)粗测合金丝电阻时，将选择开关调到“×1”挡，指针位置如图甲所示。为精确测量合金丝电阻，可采用实验室提供的以下器材进行测量。 滑动变阻器(阻值范围为0～5 Ω)； 电流表A(内阻约为1 Ω)； 电压表V(内阻约为3 kΩ)； 电源、开关及导线若干。 ①为尽可能多测量几组数据，该小组设计了 如图乙所示的电路，请补充完整图乙的电路连线。 答案　如图所示 考点 8 ②连接好图乙的电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于_______(选填“a”或“b”)端。实验时，测得多组电压U和电流I，并作出U­I图像如图丙所示。测得合金丝接入电路的长度L＝0.8 m，直径d＝0.4 mm，则合金丝电阻率ρ＝___________ Ω·m(结果保留两位有效数字)。 (3)小组同学还设计了如图丁所示电路测量该合金丝 (图中ab为合金丝)电阻率，稳压源的输出电压恒为U0，定 值电阻的阻值为R，根据多次实验测出aP长度x和对应的电 压表的示数U，作出U­x图线为一条斜率为k的直线，则合 金丝的电阻率ρ＝____________。(用题中的符号k、R、d、 U0、L表示) a 1.6×10－6 考点 9 考点 10 考点 11 考点2　以闭合电路欧姆定律为核心的实验 1．概述 以闭合电路欧姆定律为核心的基础实验包括：电源电动势与内阻的测量，与闭合电路欧姆定律有关的电表改装(欧姆表改装)实验，用多用电表测电阻，与闭合电路欧姆定律有关的传感器实验。 考点 12 考点 13 例2　(2025·海南卷，15)图1是“测量电源的电动势和内阻”的实验电路。 有如下器材： 电源E(电动势约为3 V，内阻未知) 电压表V(0～3 V，RV约为3 kΩ) 电流表A(0～0.6 A，RA约为1 Ω) 定值电阻R0＝3 Ω 滑动变阻器R1(0～50 Ω) 滑动变阻器R2(0～500 Ω) 开关S 导线若干 (1)为了提高测量精度，电路图中滑动变阻器应选________。 R1 考点 14 U/V 1.00 1.30 1.70 2.00 2.50 I/A 0.38 0.32 0.24 0.18 0.08 (2)闭合开关S，多次调节滑动变阻器，记录U、I，如下表。 根据表中数据作出U­I图像。 (3)由U­I图像可求出电动势E＝________ V，内阻r＝ ________ Ω(均保留三位有效数字)。 (4)考虑电压表分流引起的误差，则E测________E真(填“大于”“等于”或“小于”)； r测与真实值r真之间的关系式为____________________(用RV、R0、r测、r真表示)。 答案：如图所示 2.90 2.00 小于 考点 15 考点 16 在“测量电源的电动势和内阻”实验中，分析误差时用“等效电源法”高效准确。“等效电源法”即将电源和与之相近的电压表或电流表看作等效电源，测量的电源电动势和内阻实际上是等效电源的电动势和内阻。电源和电压表相近时(即电压表测路端电压)，等效电源的电动势是二者电路中电压表的分压，内阻是二者并联总电阻；电源和电流表相近时(即电流表直接与电源串联)，等效电源的电动势是电源电动势，内阻是二者串联总电阻。此方法不仅适用于伏安法，还适用于安阻法、伏阻法。 考点 17 考点3　其他电学实验 1．观察电容器充、放电现象 (1)掌握实验电路的工作原理； (2)能根据q＝∑it、u＝iR、Q＝CU结合i­t图像计算相关量，如电容器释放的电荷量、最大电压、电容大小等。 2．探究影响感应电流方向的因素 (1)掌握实验电路的结构； (2)能用控制变量法设计实验方案，能用归纳推理得出实验结论。 考点 18 3．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 (1)能用控制变量法设计实验方案； (2)注意实验用变压器不是理想变压器，有热损失、漏磁等。 4．利用传感器制作简单的自动控制装置 (1)掌握教材常见传感器的工作原理和特性； (2)三极管的工作原理(易忽略) 如图，只有当基极b、发射极e间电压增大到一定值时， 三极管集电极c与发射极e间才会被导通。 考点 19 例3　(2025·北京市第二中学高三下模拟)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，李辉同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 (1)本实验中，实验室有下列器材： A．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈) B．条形磁铁 C．直流电源 D．多用电表 E．开关、导线若干 上述器材在本实验中不需要的有________(填器材序号)，本实验中还需要用到的器材有________________。 BC 低压交流电源 考点 20 (2)对于实验过程，下列说法正确的有________。 A．为便于探究，应该采用控制变量法 B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C．使用多用电表测电压时，先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量 D．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 AC 考点 21 (3)实验中，电源接变压器原线圈“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0 V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为________。 A．18.0 V B．10.0 V C．5.0 V D．2.5 V (4)组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，如图乙所示， 原线圈接12.0 V的学生电源，原、副线圈的匝数比为8∶1，副线 圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是______。 A．0 V B．96.0 V C．1.5 V D．0.65 V B D 考点 22 (5)李辉同学正确组装变压器后，把12.0 V的学生交流电源接到原线圈“2”“8”接线柱(相当于600匝)，副线圈接线“0”“1”接线柱，如图丙所示。在确认电路连接无误的情况下，接在副线圈两端的交流电压表的实际读数可能是________。 A．0 V B．5.8 V C．2.0 V D．1.5 V D 考点 23 解析　(1)互感现象是变压器的工作基础，变压器使用的是交流电，不需要直流电源，也不需要条形磁铁，故选B、C；本实验中还需要用到的器材是低压交流电源。 (2)本实验涉及的因素包括原、副线圈的匝数及其两端电压，因素比较多，为便于探究，应该采用控制变量法，A正确；变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，B错误；为了保护电表，使用多用电表测电压时，先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量，C正确；虽然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样可以避免发生危险，D错误。 考点 24 考点 25 例4　(2025·河南卷，11)实验小组研究某热敏 电阻的特性，并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组 装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1 所示，保温箱原理图如图2所示。回答下列问题： (1)图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是________(填“线性”或“非线性”)的。 (2)存在一个电流值I0，若电磁铁线圈的电流小于I0，衔铁与上固定触头a接触；若电流大于I0，衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后，电磁铁线圈的电流在I0附近上下波动，加热电路持续地断开、闭合，使保温箱温度维持在设定值。则图2中加热电阻丝的c端应该与触头________(填“a”或“b”)相连接。 非线性 a 考点 26 (3)当保温箱的温度设定在50 ℃时，电阻箱旋钮的位置如图3所示，则电阻箱接入电路的阻值为________ Ω。 (4)若要把保温箱的温度设定在100 ℃，则电阻箱接入电路的阻值应为________ Ω。 130.0 210.0 考点 27 解析　(1)由题图1可知，热敏电阻的阻值随温度非线性变化。 (2)为了使保温箱的温度维持在设定值，应使保温箱内温度升高到一定值时加热电阻丝电路断开。保温箱内温度升高时，根据题图1可知，热敏电阻阻值减小，则电磁铁线圈中电流增大，与触头a接触的衔铁将变成与触头b接触，可知加热电阻丝的c端应该与触头a相连接。 (3)根据题图3可知，电阻箱接入电路的阻值为1×100 Ω＋3×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝130.0 Ω。 考点 28 (4)由闭合电路欧姆定律及题意可知，E＝I0(r＋R线圈＋R电阻箱＋R)，则保温箱在不同设定温度下，电阻箱与热敏电阻阻值之和相同；由(3)可知，保温箱的温度设定在50 ℃时，电阻箱的阻值为R电阻箱1＝130.0 Ω，由题图1可知，50 ℃时热敏电阻的阻值为R1＝180.0 Ω，则R总＝R＋R电阻箱＝310.0 Ω；把保温箱的温度设定在100 ℃时，由题图1可知，此时热敏电阻的阻值为R2＝100.0 Ω，则电阻箱接入电路的阻值为R总－R2＝210.0 Ω。 考点 29 传感器电路中，报警或自动开关的临界电流通常是不变的，根据闭合电路的欧姆定律可知，临界情况下传感器回路中的总电阻是不变的，据此，改变回路中的可变电阻值，可改变临界时的传感器电阻，进而改变临界温度、湿度、光强等。 考点 30 考点4　创新电学实验 1．创新实验的特点及求解的基本思路 创新实验涉及实验仪器和原理的创新、实验方案和方法的创新，此类实验题要用“已有的知识”“学过的实验方法”“已会用的仪器”，通过知识迁移和能力迁移进行解答。 考点 31 2．必备的实验知识和技能 (1)掌握基础电学实验的物理原理、实验器材的使用方法以及常见传感器的特性； (2)掌握电学仪器使用的原则：安全、精确、方便； (3)能熟练用控制变量法、归纳推理等方法探究多个物理量间的关系； (4)掌握滑动变阻器和电流表的两种接法，能根据基本公式熟练分析电表内阻引起的系统误差； (5)能设计一些新的实验方案； (6)能根据电学规律灵活解决教材中没有的陌生的电学实验题目。 考点 32 例5　(2025·黑吉辽蒙卷，11)在测量某非线性元件的伏安特性时， 为研究电表内阻对测量结果的影响，某同学设计了如图a所示的电路。 选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下： ①滑动变阻器滑片置于适当位置，闭合开关； ②表笔分别连a、b接点，调节滑片位置，记录电流表示数I和a、b间电压Uab； ③表笔分别连a、c接点，调节滑片位置，使电流表示数仍为I，记录a、c间电压Uac； ④表笔分别连b、c接点，调节滑片位置，使电流表示数仍 为I，记录b、c间电压Ubc，计算Uac－Ubc； ⑤改变电流，重复步骤②③④，断开开关。 作出I­Uab、I­Uac及I­(Uac－Ubc)曲线如图b所示。 考点 33 回答下列问题： (1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔，测量a、b间的电压时，红表笔应连________接点(填“a”或“b”)； (2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“0.5 V” 位置，电表示数如图c所示，此时电表读数为________ ___________________________ V(结果保留三位小数)； (3)图b中乙是________(填“I­Uab”或“I­Uac”)曲线； (4)实验结果表明，当此元件阻值较小时，______ (填“甲”或“乙”)曲线与I­(Uac－Ubc)曲线更接近。 0.377(0.376、0.378也可) a I­Uac 甲 考点 34 考点 35 考点 36 高考风向标 1．(2025·天津市河西区高三下一模)学生实验小组要测量量程为3 V的电压表V2的内阻RV。可选用的器材有： A．电源(电动势5 V) B．电压表V1(量程5 V，内阻约3 kΩ) C．定值电阻R(阻值为800 Ω) D．滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω) E．滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ) F．开关S，导线若干 (1)他们设计了如图甲所示的实验电路图，其中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)。 R1 高考风向标 38 (2)闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端。 (3)请按照实验电路图将图乙中的实物图连接完整。 (4)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表V1、待测电压表V2的示数分别为U1、U2，则待测电压表的内阻RV＝________(用U1、U2和R表示)。 a 答案：如图所示 高考风向标 39 高考风向标 40 2．(2025·安徽卷，12)某同学设计了一个具有两种挡位(“×1”挡和“×10”挡)的欧姆表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为3.0 V，内阻r未知)，电流表G(表头)的满偏电流Ig＝20 mA，内阻Rg＝45 Ω，定值电阻R0＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200 Ω。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。 (1)测量前，要进行欧姆调零：将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关S1、S2，此时欧姆表处于“×1”挡，将红表笔与黑表笔_____________________，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向________(选填“0”或“∞”)刻度位置。 短接(或“直接接触”) 0 高考风向标 41 (2)用该欧姆表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的________(选填“×1”或“×10”)挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向图乙中的虚线位置，则该电阻的测量值为________ Ω。 (3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势，该同学先将电阻箱以最大阻值(9999 Ω)接在两表笔间，接着闭合S1、断开S2，将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为228 Ω时，指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为10 mA)；当电阻箱的阻值调为88 Ω时，指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为20 mA)。由测量数据计算出电源电动势为________ V。(结果保留2位有效数字) ×10 160 2.8 高考风向标 42 解析：(1)测量电阻之前应该先把两支表笔直 接接触(短接)，调节滑动变阻器的阻值，使指针指 向0刻度位置。 (2)使用欧姆表测电阻时，指针偏转过大或过小，测量误差都会比较大，为了减小测量误差，应该选择适当倍率，使测量时指针指在刻度盘的中间区域，又该欧姆表刻度盘的中间刻度值为“15”，而待测电阻的阻值为150 Ω，所以应选用欧姆表的“×10”挡。由题图乙与欧姆表的读数规则可知，该电阻的测量值为R测＝16×10 Ω＝160 Ω。 (3)由题图甲可知，电阻箱接在两表笔间，闭合S1、断开S2，将滑动变阻器的阻值调到零时，由闭合电路欧姆定律可得E＝I(r＋Rg＋R电阻箱)，其中r未知，Rg＝45 Ω，将I1＝10 mA、R电阻箱1＝228 Ω和I2＝20 mA、R电阻箱2＝88 Ω两组数据代入并联立，解得r＝7 Ω，E＝2.8 V。　 高考风向标 43 3．(2025·广东省中山市高三下二模冲刺)李华同学查阅资料：某金属在0～100 ℃内电阻值Rt与摄氏温度t的关系为Rt＝R0(1＋αt)，其中R0为该金属在0 ℃时的阻值，α为温度系数(为正值)。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻R0和α值。可提供的实验器材有： A．干电池(电动势约为1.5 V，内阻不计) B．定值电阻R1(阻值为1 kΩ) C．定值电阻R2(阻值为800 Ω) D．滑动变阻器RP1(阻值范围0～40 Ω) E．滑动变阻器RP2(阻值范围0～4 kΩ) F．电流计G(量程0～200 μA，内阻约500 Ω) 高考风向标 44 G．电阻箱R(最大阻值为9999.9 Ω) H．摄氏温度计 I．沸水和冷水各一杯 J．开关两个及导线若干 请回答下列问题： (1)滑动变阻器应选用________(选填“RP1”或“RP2”)，开关S1闭合前，滑动变阻器的滑片移到________(选填“a”或“b”)端。 (2)闭合开关S1，将滑动变阻器调到合适的阻值，再调节电阻箱的阻值，当电阻箱的示数为360.0 Ω时，此时发现闭合开关S2前、后电流计G的示数没有变化，则电流计G的内阻为________ Ω。 RP2 a 450 高考风向标 45 (3)利用上述电流计G及电路测量该金属的电阻R0和α值的步骤如下： ①断开开关S1、S2，将R2取下换成该金属电阻，并置于沸水中； ②闭合开关S1，读出电流计G的示数；闭合开关S2，调节电阻箱的阻值，直至闭合开关S2前、后电流计G的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数R和水的温度t； ③多次将冷水倒一点到热水中，重复步骤②，可获 得电阻箱的示数R和温度t的多组数据。 (4)以电阻箱的示数R为纵轴，温度t为横轴，作出的 图像如图乙所示，则该金属电阻在0 ℃时的阻值为_____ Ω，温度系数为_____ ℃－1。(结果用a、b、c表示) 高考风向标 46 高考风向标 47 高考风向标 48 专题作业 课时检测Ⅰ 1．(2025·浙江1月选考，14－Ⅱ)在“探究影响感应电流方向 的因素”实验中，当电流从“－”接线柱流入灵敏电流表，指针左 偏；从“G0”或“G1”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次 实验中指针偏转角度最大的瞬间，则 (1)此时磁铁的运动状态是__________(选填“向上拔出”“静止”或“向下插入”)。 (2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是______(多选)。 A．磁铁静止，向上移动线圈 B．增大(1)中磁铁运动速度 C．将导线从接线柱“G1”移接至接线柱“G0” D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 向上拔出 BC 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 解析：(1)由题图可知，灵敏电流表指针左偏，由题意知此时 感应电流从“－”接线柱流入灵敏电流表，根据安培定则可知，线 圈中产生的感应电流的磁场的方向从上到下，与线圈内原磁场方 向相同，根据楞次定律可知，此时磁铁向上拔出。 (2)感应电流大小与感应电动势成正比，与电路总电阻成反比，由法拉第电磁感应定律可知，磁铁静止，向上移动线圈，产生的感应电动势不一定增加，感应电流不一定增大，则指针偏转角度不一定增大，A错误；同理，增大(1)中磁铁运动速度，产生的感应电动势会增加，则感应电流增大，指针偏转角度增大，B正确；将导线从接线柱“G1”移接至接线柱“G0”，电流表接入电路的电阻变小，回路中的电流增大，可知指针偏转角度增大，C正确；将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外，线圈中的感应电流不变，指针偏转角度不变，D错误。　 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 2．(2025·甘肃卷，12)某兴趣小组设计测量电阻阻值的 实验方案。可用器材有：电池(电动势1.5 V)两节，电压表(量 程3 V，内阻约3 kΩ)，电流表(量程0.3 A，内阻约1 Ω)，滑动 变阻器(最大阻值20 Ω)，待测电阻Rx，开关S1，单刀双掷开关 S2，导线若干。 (1)首先设计如图1所示的电路。 ①要求用S2选择电流表内、外接电路，请在图1中补充 连线将S2的c、d端接入电路； ②闭合S1前，滑动变阻器的滑片P应置于_____端(填“a”或“b”)； ③闭合S1后，将S2分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，因此测量电阻时S2应该接_____端(填“c”或“d”)。 答案：如图甲所示 b c 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ (2)为了消除上述实验中电表引入的误差，该小组又设计了如图2所示的电路。 ①请在图2中补充连线将电压表接入电路； ②闭合S1，将S2分别接c和d端时，电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic和Ud、Id。则待测电阻阻值Rx＝________(用Uc、Ud、Ic和Id表示)。 答案：如图乙所示 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 解析：(1)①由题图1可知，电压表“－”接线柱接Rx 的左端，c、d的连线决定了电流表是内接还是外接，为 了方便切换电流表的内接和外接，c、d接线柱应分别接 电流表“－”“＋”接线柱，实物连接图如图甲所示。 ②滑动变阻器采用限流式接法，闭合S1前，滑片P应置于b端，使滑动变阻器连入电路中的阻值最大，保护电路的安全。 ③由题意可知，电流表分压明显，电压表分流很小，为减小实验误差，应采用电流表外接法，因此测量电阻时S2应该接c端。　 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 3．(2025·辽宁省辽阳市高三下二模)某实验小组同学利用以下器材改装成欧姆表，改装电路如图所示，通过调节开关S所接位置，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率，实验器材如下： A．一节干电池(电动势E＝1.54 V，内阻不变)； B．灵敏电流表G(满偏电流Ig＝2 mA，内阻Rg＝100 Ω)； C．定值电阻R0＝25 Ω； D．滑动变阻器R1； E．电阻箱R(最大阻值为999.9 Ω)； F．单刀双掷开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ (1)用该欧姆表测电压表内阻时，P处应插入________(填“红”或“黑”)表笔。 (2)要使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率，电阻箱R的阻值应调节为________ Ω，当开关S掷向________(填“a”或“b”)时，欧姆表的倍率是“×10”。 (3)灵敏电流表G刻度盘正中央对应的欧姆数为________。 红 225.0 b 55 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 4．(2025·湖北卷，11)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。 保护 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 1.47 1.3 有 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 5．(2025·陕西省西安中学高三下七模)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R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图a、b所示的实验电路图。 (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A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； 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测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E＝________。 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ (3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2，则待测电池的内阻r＝________(用k1、k2和R0表示)。 (4)探究小组想要继续测定电阻丝的电阻率，用螺旋测微器测量出电阻丝的直 径，记为D，则电阻丝的电阻率ρ＝______________(用b、k1、k2、R0和D表示)。 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 6．(2025·四川省成都市高三下三诊)某实验小组利用压力传感器制作一个简易的台秤来测量物体的质量。小组测得某传感器阻值RF随压力F的变化规律如图a所示，并设计了如图b所示的电路。制作台秤的关键步骤是在电压表表盘刻度上重新标记以kg为单位的质量刻度，这个步骤称为表盘定标。已知电源电动势E为6 V，内阻r为2 Ω，电压表V的量程为0～3 V，电阻箱R的调节范围为0～999.9 Ω，重力加速度大小为g＝10 m/s2。小组同学提出了两种不同的定标方案，具体操作如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ (1)方案一：采用实验测量法完成表盘定标 ①闭合开关之前，将电阻箱R调到________(填“最小值”或“最大值”)； ②压力传感器上未放置物体，闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电压表V满偏，指针所在位置标为质量零刻度； ③保持电阻箱阻值不变，改变压力传感器上物体的质量，同时记录下电压表示数U和物体质量m，利用测量数据完成表盘定标。 最大值 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ (2)方案二：采用理论推导法完成表盘定标 若将电压表视为理想电压表，结合图a、图b信息，计算出电压表满偏时电阻箱R的阻值为________ Ω(结果保留三位有效数字)，将电阻箱R阻值调为计算出的阻值，并在电压表满偏位置标为质量零刻度；计算出电压表示数U随物体的质量m变化的函数U＝____________(表达式中除m外，其余物理量均代入数值)，并根据函数关系完成表盘定标；新表盘刻度值分布满足___________(填“均匀分布”“左密右疏”或“左疏右密”)。 (3)对标定方案进行评估时，若采用方案二定 标的表盘进行读数，则测量值______(填“>”“<”或 “＝”)物体质量的真实值。 48.0 左疏右密 > 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 方法点拨　本题第(2)问分析表盘刻度值的分布时，U与m的函数关系式不是基本式，不能快速得到结果。这时，因为给出了“均匀分布”“左密右疏”“左疏右密”三个选择，而且不要求给出分析过程，所以可以应用“特殊值法”解题，比如求出m从1 kg增加到2 kg，电压表示数变化多少，从2 kg增加到3 kg，电压表示数变化多少，进而比较选出结果。 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 7．(2025·湖北省武汉市高三下调研)某同学用如图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V(可视为理想电压表)，定值电阻R，电流传感器(不考虑内阻)，计算机，单刀双掷开关S，导线若干。 (1)将S接1，电压表示数逐渐增大，最后稳定在8 V。在此过程中，电流传感器的示数________； A．一直稳定在某一数值 B．由某一数值逐渐减小为零 C．先逐渐增大，后逐渐减小为零 D．先逐渐增大，后逐渐减小至某一非零数值 B 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ (2)电容器充电完成后，电容器_____(选填“上”或“下”)极板带正电，再将S接2，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I­t图像，如图b，t＝1.2 s时，I＝1.0 mA，图中两阴影部分的面积之比为S1∶S2＝3∶2，则t＝1.2 s时，电容器两极板间电压UC＝________ V，电阻R＝________ kΩ；(结果均保留两位有效数字) (3)图b中t＝1.2 s时刻，图线切线的斜率大小k＝0.781 mA/s，由此可计算电容器的电容C＝___________ F。(结果 保留两位有效数字) 上 3.2 3.2 4.0×10－4 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 8．(2025·福建卷，13)在如图甲所示的电路中，R1＝R2＝R3＝R4＝100 Ω，R5与R6均为滑动变阻器，最大阻值均为100 Ω，且R6可进行读数。电源电动势E＝3 V，电流表A的量程为0～30 mA，旋转开关S1可接1～4触点。 (1)将图乙所示的实物图连接完整。 (2)某时刻电流表读数如图丙所示，电流为_______ mA。 答案：如图所示 16.0 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ (3)将开关S2闭合，S1指向1处，R6滑片调至最右端，表笔a、b短接，调节R5，让电流表读数为(2)中的值，记为I0。然后将Rx接入a、b间，发现S1拨至1和2处时，电流表A的示数均小于I0，S1拨至3处时，电流表A的示数大于I0，则Rx的阻值位于____________(选填“0～100”“100～200”“200～300”或“300～400”)Ω之间。 (4)现将S1拨于______处，R6调为55 Ω时，A的示数恰为I0，则Rx＝______。 (5)下列哪些问题会造成本次实验误差________。 A．电流表A的内阻被忽略 B．电源内阻被忽略 C．R6读数不准确 D．电流表读数比I0偏大 2 145 CD 100～200 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 解析：(1)根据电路图所连的实物图如答图所示。 (2)根据电流表的读数规则可知，电流为16.0 mA。 (3)分析电路结构，电源、电流表、R4、S2在干路上， R5在上方支路上，其余部分在下方支路上。分析可知，下 方支路电阻越大，则电路总电阻越大，干路电流越小，电 流表A的示数越小。结合题目知，与S1指向1处，表笔a、b短接，电流表示数为I0相比，将Rx接入a、b间，S1拨至1和2处，电流表示数小于I0时，下方支路电阻R3＋R2＋R1＋Rx＋R6m>R3＋R2＋R1＋R6m，R3＋R2＋Rx＋R6m>R3＋R2＋R1＋R6m，S1拨至3处，电流表示数大于I0时，下方支路电阻R3＋Rx＋R6m<R3＋R2＋R1＋R6m，联立得100 Ω<Rx<200 Ω。 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ (4)结合(3)问分析可知，R6＝55 Ω，A的示数为I0时，设下方支路S1左侧总电阻为R左，则有R左＋Rx＋R6＝R1＋R2＋R3＋R6m，又100 Ω<Rx<200 Ω，解得145 Ω<R左<245 Ω，所以S1应拨于2处，R左＝R3＋R2＝200 Ω，解得Rx＝145 Ω。 (5)由(3)(4)问分析可知，电流表内阻和电源内阻均不会造成实验误差，R6读数不准确和电流表读数比I0偏大均会造成实验误差，A、B错误，C、D正确。　 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 名师点拨　本题的本质是“等效法测电阻”实验，先根据“电路的动态变化”确定了未知电阻的阻值范围，再在这个范围内定量分析。在明确实验原理后，具体分析就简单了。 1 2 3 4 5 6 7 8 课时检测Ⅰ 专题作业 课时检测Ⅱ 1．(2025·四川卷，12)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1 m) 螺旋测微器 学生电源E(电动势0.4 V，内阻未知) 米尺(量程0～100 cm) 滑动变阻器(最大阻值20 Ω) 电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω) 电流表(量程0～30 mA，内阻较小) 开关S1、S2 导线若干 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (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20.00 cm和70.00 cm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0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm，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”)。 0.500 a 左 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (3)断开S2、闭合S1，调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA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15.0 mA处，此时电阻箱面板如图2所示，则该合金丝的电阻率为_____________ Ω·m(取π＝3.14，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 Ω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 1.3×10－6 CD 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 2．(2025·广西桂林市高三下开学质量检测)固态锂电池采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质，取代以往锂电池的电解液，相较于传统锂电池，大大提升了能量密度。某同学用如图甲所示的电路图测量一块固态电池的电动势E和内阻r，单刀双掷开关S2分别接1、2，得到对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I，根据实验记录的数据绘制出如图乙所示的A、B两条U­I图线，回答下列问题： (1)开关S2接1时，测出的电动势偏________(填“大”或“小”)。 (2)图线B是根据开关S2接______(填“1”或“2”)时的实验数据描出的。 小 2 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 3．(2025·江西省吉安市第一中学高三下全真模拟考试一)某小组用图甲所示电路测量毫安表G的内阻Rg。毫安表G量程Ig＝3 mA，内阻Rg约60～90 Ω，可供选择的器材如下： A．滑动变阻器R1(最大阻值500 Ω)； B．滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)； C．电阻箱R(0～999.9 Ω)； D．电压表(量程0～300 mV)； E．电源E(电动势约为6 V)； F．开关、导线若干。 (1)实验中，滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”)； R2 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (2)闭合开关S1，开关S2接a，调节滑动变阻器的滑片，电表示数如图乙所示，毫安表G内阻的测量值Rg＝______ Ω；(结果保留三位有效数字) (3)闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使毫安表G的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关S2接b，调节电阻箱的阻值使毫安表G的指针指在1.50 mA处，记下电阻箱的阻值R＝76.8 Ω，则毫安表G内阻的测量值Rg′＝________ Ω； (4)该小组认为在(3)中测得毫安表G的内阻较为准确，你________(选填“同意”或“不同意”)该观点，理由是_____________。 80.0 76.8 不同意 见解析 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (3)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关S2接b，电路电流可视为不变，当毫安表指针指在1.50 mA处时，流过电阻箱的电流为1.50 mA，由并联电路的特点可知，毫安表内阻等于电阻箱的阻值，即Rg′＝R＝76.8 Ω。 (4)不同意。保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关S2接b，毫安表与电阻箱并联，电路总电阻减小，电路电流变大，即干路电流大于3 mA，当毫安表指针指在1.50 mA处时，流过电阻箱的电流大于1.50 mA，所以电阻箱阻值小于毫安表内阻，即毫安表内阻测量值小于真实值。 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 易错点拨　半偏法测电表内阻的误差分析是一个难点，关键在于操作过程中电路总电阻变化了，导致测量部分总电流或总电压变化，而测量时认为这部分总电流或总电压的变化可以忽略，产生误差。实验中，只能通过选择合适的滑动变阻器尽量减小误差，比如，本题中滑动变阻器的阻值应大一些，这样，开关S2接b时，干路总电流的变化相对较小，可近似认为不变。 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 4．(2025·陕晋宁青卷，12)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的，与电源及相关元器件组装后可构成多功能、多量程的多用电表。 (1)某同学使用多用电表“×1”欧姆挡正确测量了一个15.0 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是15 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选出以下必要的操作步骤并排序： ①把选择开关旋转到“×100”位置。 ②把选择开关旋转到“×1 k”位置。 ③将红表笔和黑表笔接触。 ④调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。下列选项中正确的是________。(单选，填正确答案标号) A．①③④ B．②③④ C．②④③ D．①④③ B 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (2)若将一个内阻为20 Ω、满偏电流为1 mA的表头改装为量程0～2 V的电压表，需要________(填“串联”或“并联”)一个________ Ω的电阻。 (3)如图，某同学为探究由一个直流电源E、一个电容器C、一个电阻RA及一个电阻RB(RA>RB)组成的串联电路中各元器件的位置，利用改装好的电压表分别测量各接线柱之间的电压，测得数据如下表： 根据以上数据可判断，直流电源E处于________之间，电容器C处于________之间，电阻RA处于________之间。(填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”) 串联 接线柱 1和2 2和3 3和4 1和4 2和4 1和3 U/V 0 1.53 0 0.56 1.05 0.66 1980 2和3 1和4 1和2 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 解析：(1)由于继续测量电阻的阻值约为上次测量电阻的1000倍，则应把选择开关旋转到“×1 k”位置，然后将红、黑表笔短接，进行欧姆调零，B正确。 (2)将表头改装成电压表需串联一个电阻，由欧姆定律可知Ig(rg＋R)＝Ug，解得串联电阻的阻值为R＝1980 Ω。 (3)当电压表直接连在电源两端时示数最大，由题表可知，直流电源E处于2和3之间；当电压表分别连在RA、RB两端时，无法构成回路，电压表示数为0，根据题表中数据可知，1和2之间、3和4之间为电阻，则电容器C处于1和4之间；由题表可知，电压表接接线柱2和4时的示数大于接1和3时的示数，将电压表看作可显示电压的特殊定值电阻，结合串联电路的分压规律可知，1和2之间为大电阻，即电阻RA处于1和2之间。 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 5．(2025·山东省济南市高三下一模)二极管是由半导体材料制成的具有单向导电性的电子器件，符号如图甲所示。二极管有正、负两个电极，给二极管两极间加上正向电压(电流从正极流向负极)时，二极管电阻较小；加上反向电压时，二极管电阻很大。某实验小组想研究实验室里某型号二极管的导电性能。 (1)首先用多用电表的欧姆“×1”挡测试二极管的正负极，其结果如图乙所示，由图可知，该二极管的正极是________(选填“a”或“b”)端。 a 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (2)为了描绘二极管加正向电压时的伏安特性曲线，实验小组选择如下器材进行实验： 滑动变阻器(最大阻值为5 Ω)； 直流毫伏表(量程为500 mV，内阻约为1 kΩ)； 直流毫安表(量程为300 mA，内阻约为1 Ω)； 干电池(电动势为1.5 V，内阻约为0.5 Ω)； 开关和导线若干。 请根据实验目的和要求将实物图丙中的连线补充完整。 答案：如图1所示 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (3)通过实验数据描点连线得到二极管加正向电压的伏安特性曲线如图丁所示，由此可知该二极管加正向电压时的电阻随电压U的变大而________(选填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)将三个该型号的二极管接入如图戊所示电路中，已知电源电动势E＝9.0 V，内阻r＝1.0 Ω，电阻箱阻值R0＝49.0 Ω，此时每个二极管消耗功率P＝________ ________________________________________ W(结果保留两位有效数字)。 变小 0.059(0.057、0.058、0.060、0.061也可) 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 方法点拨　对于非线性元件，求解其工作状态，只能用“图解法”，即在同一I­U坐标系中，画出非线性元件的I­U图线，和根据闭合电路欧姆定律求出的非线性元件中电流I和两端电压U的关系图像(若元件与电源直接连接，则是电源的I­U图线)，根据两图线交点得出电流、电压、功率等。 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 6．(2025·湖南卷，12)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“×1 k”挡，正确操作后，指针位置如图1所示，则读数为________ Ω。 8000 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (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6 V，内阻可忽略，电压表量程0～6 V，内阻约10 kΩ，电流表量程0～600 μA，内阻约100 Ω。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ρ＝________(用R、a、b、c表示)。 答案：如图所示 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (4)测得不同压力F下的电阻R，算出对应的电阻率ρ，作出ρ­F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3 V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F1________F0(填“大于”“小于”或“等于”)。 R2 大于 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (5)由于报警器在两端电压大于或等于3 V时启动，且要求R1上压力大于或等于F0时报警器启动，则应使R1上的压力增大时，报警器两端电压增大。当R1上的压力F增大时，由题图3可知，ρ减小，结合(3)问分析可知，水泥块的电阻R1减小，由题图4和串联分压规律可知，水泥块两端的电压减小，滑动变阻器两端的电压增大，故报警器应并联在滑动变阻器R2两端。 (6)若电源E使用时间过长，电动势变小，因恰好报警时R2两端的电压仍为3 V，根据串联分压规律，恰好报警时R1的阻值减小，则ρ减小，F增大，故F1大于F0。 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 7．(2025·吉林省吉林市高三下四模)污水中有大量的正、负离子，某污水质量检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图甲所示的流量计，用此装置测量污水的流速和等效电阻。测量管由绝缘材料制成，内径为D，匀强磁场方向竖直向上(未画出)、大小为B，在前后两个内侧面A、C上固定有竖直正对的金属板作为电极(电阻不计)，金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度自左向右通过。 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (1)先利用图乙中的电路测量灵敏电流计G的内阻Rg，实验过程包含以下步骤： A．分别将R1和R2的阻值调至最大 B．合上开关S1 C．调节R1，使G的指针偏转到满刻度，记 下G1此时的示数I1 D．合上开关S2 E．反复调节R1和R2，使G1的示数仍为I1，G的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的读数为R0 根据以上操作，测出灵敏电流计内阻为________，这样设计实验________(填“有”或“无”)系统误差。 R0 无 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ (2)用游标卡尺测量测量管的直径D，如图丙所示，读数D＝________ cm。 (3)图甲中与A侧电极相连的是灵敏电流计的_______(填“正”或“负”)接线柱。 3.035 负 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 1 2 3 4 5 6 7 课时检测Ⅱ 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 R eq \f(kRπd2,4（U0－kL）) 解析　(1)测量者不能用手触摸表笔的笔头，以避免人体接入电路，故A错误；选择倍率并正确操作后，表针在刻度盘中央附近读数时误差更小，故B正确；表针偏角过大，说明待测电阻较小，应将选择开关调到倍率较小的挡位，故C错误。 (2)①为尽可能多测量几组数据，滑动变阻器应采用分压式接法；由图甲可知，待测合金丝电阻的阻值约为11 Ω，由于eq \f(RV,Rx)>eq \f(Rx,RA)，所以电流表应采用外接法，电路连接如图所示。 ②为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器应将测量电路短路，则滑动变阻器的滑片应置于a端；由欧姆定律结合图丙可知合金丝的电阻Rx＝eq \f(U,I)＝eq \f(4.0,0.4) Ω＝10 Ω，根据电阻定律可得Rx＝ρeq \f(L,S)，其中S＝πeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2))) eq \s\up12(2)，联立并代入数据解得ρ＝1.6×10－6 Ω·m。 (3)根据欧姆定律可得闭合回路中的电流I＝eq \f(U,R′)，其中R′＝x·eq \f(Rx,L)，U0＝I(Rx＋R)，整理得U＝eq \f(U0Rx,（Rx＋R）L)x，结合题意可得eq \f(U0Rx,（Rx＋R）L)＝k，根据电阻定律可得Rx＝ρeq \f(L,S)，其中S＝πeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2))) eq \s\up12(2)，解得ρ＝eq \f(kRπd2,4（U0－kL）)。 2．欧姆表测电阻原理 (1)欧姆调零：Ig＝eq \f(E,R内)。 (2)测电阻：I＝eq \f(E,Rx＋R内)。 3．测量电源的电动势和内阻 (1)三种基本方案的原理 ①伏安法：E＝U＋Ir。 ②安阻法：E＝IR＋Ir。 ③伏阻法：E＝U＋eq \f(U,R)r。 注：方案②③是①的拓展变形。 (2)数据处理方法：①方程组法；②图像法。 (3)误差分析 ①伏安法：电流表内接法的误差、电流表外接法的误差。 ②安阻法：电流表内阻引起的误差。 ③伏阻法：电压表内阻引起的误差。 将电表内阻的影响写入对应原理表达式中，即可分析出系统误差。 r测＝eq \f(（r真＋R0）RV,r真＋R0＋RV)－R0 解析　(1)电流表量程为0～0.6 A，为了提高测量精度，则示数应大于0.02 A，则滑动变阻器接入电路的最大阻值小于eq \f(3 V,0.02 A)＝150 Ω，为了调节方便，应选R1。 (2)按照题表中数据在题图2中描点，并作出拟合直线，如图所示。 (3)根据闭合电路欧姆定律有U＝E－I(R0＋r)，可知U­I图线 与U轴交点表示E，图线斜率的绝对值表示R0＋r，结合所作U­I 图像可得E＝2.90 V，R0＋r＝eq \f(2.90,0.58) Ω，解得r＝2.00 Ω。 (4)电压表分流IV＝eq \f(U,RV)，由闭合电路欧姆定律有U＝E真－(I＋IV)(R0＋r真)，联立并变换可得U＝eq \f(RV,R0＋r真＋RV)E真－eq \f(（R0＋r真）RV,R0＋r真＋RV)I，由(3)分析可知U＝E测－I(R0＋r测)，可知E测＝eq \f(RV,R0＋r真＋RV)E真<E真，r测＝eq \f(（r真＋R0）RV,r真＋R0＋RV)－R0。 (3)根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数成正比可知，原线圈的电压应为eq \f(800,400)×5.0 V＝10.0 V，故选B。 (4)组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，变压器漏磁比较严重，则副线圈也会产生一定的感应电动势，但连接副线圈的交流电压表的实际读数小于理想变压器的副线圈的理论电压，若该变压器为理想变压器，则副线圈的电压U2＝eq \f(n2,n1)U1＝eq \f(1,8)×12.0 V＝1.5 V，交流电压表的实际读数小于1.5 V，故选D。 (5)李辉同学正确组装变压器后，非理想变压器还是存在漏磁现象，则连接副线圈的交流电压表的实际读数总是小于理想变压器的副线圈的理论电压，若为理想变压器，则U2＝eq \f(n2,n1)U1＝eq \f(1,6)×12.0 V＝2.0 V，交流电压表的实际读数小于2.0 V，故选D。 解析　(1)多用电表作为电压表使用时，电流需从红表笔流入、黑表笔流出，所以红表笔应连电势高的a接点。 (2)直流电压挡“0.5 V”对应图c中表盘中间一排刻线，每小格代表0.01 V，需要估读到0.001 V，则读数为37.7×0.01 V＝0.377 V。 (3)根据欧姆定律，有Uab＝I·eq \f(RxRV,Rx＋RV)，Uac＝I(Rx＋RA)，Ubc＝IRA，则Uac－Ubc＝IRx，所以I相同时Uab<(Uac－Ubc)<Uac，易知图b中乙是I­Uac曲线。 (4)由(3)中分析可知，图b中实曲线即I­(Uac－Ubc)曲线是元件的真实伏安特性曲线，在I­U图像中，图线上点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，所以当此元件阻值较小时，实曲线上点与原点连线的斜率较大，U较大，由图b易知，此时甲曲线与I­(Uac－Ubc)曲线更接近。 eq \f(U2R,U1－U2) 解析：(1)在如图甲所示的电路中，滑动变阻器采用的是分压接法，为了方便调节，应选最大阻值较小的滑动变阻器，即R1。 (2)为了保护电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端。 (3)根据实验电路图连接成完整的实物图，如图所示。 (4)由电路图可知，电压表V2与定值电阻R串联，两者的电流相等，由串联分压可知R两端的电压为U1－U2，由欧姆定律有eq \f(U2,RV)＝eq \f(U1－U2,R)，解得RV＝eq \f(U2R,U1－U2)。 eq \f(20,9)a eq \f(b－a,ac) 解析：(1)滑动变阻器采用限流接法，且待测并联电路的电阻至少为R并＝eq \f(（R1＋Rg）R2,R1＋Rg＋R2)≈522 Ω，相比之下RP1的最大阻值太小，无法起到调节作用，因此滑动变阻器应选用RP2。为了保护电流计G不被损坏，开关S1闭合前，应将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大，即将滑片移到a端。 (2)闭合S2前、后电流计G的示数没有变化，则流过电流计G的电流与流过R1的电流相等，流过R的电流与流过R2的电流相等，且R1与R2两端的电压相等，电流计G与R两端的电压相等，则有eq \f(R1,Rg)＝eq \f(R2,R)，可得电流计的内阻Rg＝eq \f(R1,R2)R＝eq \f(1000,800)×360 Ω＝450 Ω。 (4)将R2取下换成该金属电阻的情况下，同理可得Rt＝eq \f(R1,Rg)R＝eq \f(20,9)R，由图乙得R＝eq \f(b－a,c)t＋a，即Rt＝eq \f(20（b－a）,9c)t＋eq \f(20,9)a，又Rt＝R0(1＋αt)＝R0αt＋R0，则R0α＝eq \f(20（b－a）,9c)、R0＝eq \f(20,9)a，解得温度系数α＝eq \f(b－a,ac)。 eq \f(Uc,Ic)－eq \f(Ud,Id) (2)①由题图2可知，c、d端分别接Rx的两端，本方案 通过开关S2用电压表测量电路不同部分的电压来获得两组数 据，所以电压表的一个接线柱必须接S2的中间接线柱，当S2 接c端时，直接与电源负极相连，故用电压表的“－”接线柱 接S2的中间接线柱；当S2接d时，若电压表“＋”接线柱直接接电流表的正极，电压表示数最大约为0.3 A×1 Ω＝0.3 V，为其量程的eq \f(1,10)，偏转过小，故电压表“＋”接线柱应接滑动变阻器左下接线柱。实物连接图如图乙所示。 ②根据电路分析，由欧姆定律有eq \f(Uc,Ic)＝Rx＋RA＋R滑，eq \f(Ud,Id)＝RA＋R滑，可得待测电阻阻值Rx＝eq \f(Uc,Ic)－eq \f(Ud,Id)。 解析：(1)电流从欧姆表的红表笔流入，从黑表笔流出，则P处应插入红表笔。 (2)当两表笔短接时，电表应满偏，此时电路的内阻等于刻度盘中央的刻度。根据欧姆定律，S掷向a时的干路电流Ia＝eq \f(Ig（Rg＋R）,R0)＋Ig，S掷向b时的干路电流Ib＝Ig＋eq \f(IgRg,R0＋R)，所以Ia>Ib，则电路的内部电阻ra<rb，当开关S掷向b时，欧姆表的倍率是“×10”，所以rb＝10ra，根据闭合电路欧姆定律有rb＝eq \f(E,Ib)，ra＝eq \f(E,Ia)，联立解得R＝225.0 Ω(另一解R＝－125.0 Ω舍去)。 (3)当开关S掷向a并进行欧姆调零后，设欧姆表的中值刻度为R中，则有E＝Iara，E＝eq \f(Ia,2)(ra＋R中)，联立解得R中＝55 Ω。 (2)eq \f(1,I)与E、r、R、R0的关系式为eq \f(1,I)＝_____________。 (3)根据记录数据作出eq \f(1,I)­R图像，如图b所示。已知R0＝9.0 Ω，可得E＝________ V(保留三位有效数字)，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。 eq \f(R,E)＋eq \f(R0＋r,E) 解析：(1)R0串联在电路中，能避免R过小导致电路中的电流过大，起到保护作用。 (2)对整个回路由闭合电路欧姆定律有E＝I(R＋R0＋r)，整理得eq \f(1,I)＝eq \f(R,E)＋eq \f(R0＋r,E)。 (3)结合(2)中关系式与题图b可知，图线斜率k＝eq \f(1,E)＝eq \f(24－7,25－0) V－1，纵截距b＝eq \f(R0＋r,E)＝7 A－1，解得E＝1.47 V，r＝1.3 Ω。 (4)若考虑电流传感器的电阻RA，则有E＝ I(R＋R0＋r＋RA)，与(2)(3)中分析对比，可知r测 ＝r真＋RA，即实验实际测量的是干电池与电流传 感器的总电阻，所以电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果有影响。 ③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，为了减小误差利用线性图像来测量电池的电动势和内阻，若以eq \f(1,U)为纵坐标，则应以________eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(选填“L”或“\f(1,L)”))为横坐标作图，探究小组得到图c中图线Ⅰ； eq \f(1,L) eq \f(1,b) eq \f(k1R0,k2－k1) eq \f(πD2R0b,4（k2－k1）) 解析：(1)对于电路图a，根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，设金属丝的电阻率为ρ，横截面积为S，由电阻定律可知金属丝接入电路的电阻为R＝ρeq \f(L,S)，由欧姆定律有I＝eq \f(U,R)，联立可得U＝E－eq \f(US,ρL)r，整理可得eq \f(1,U)＝eq \f(1,E)＋eq \f(Sr,Eρ)·eq \f(1,L)，所以应作出eq \f(1,U)关于eq \f(1,L)的线性图像。 (2)对于电路图b，与电路图a同理，把R0视为电源内阻的一部分，即r′＝R0＋r。由(1)思路可得eq \f(1,U)＝eq \f(1,E)＋eq \f(Sr′,Eρ)·eq \f(1,L)＝eq \f(1,E)＋eq \f(S（R0＋r）,Eρ)·eq \f(1,L)，可知图线Ⅰ、Ⅱ的纵轴截距均为b＝eq \f(1,E)，所以E＝eq \f(1,b)。 (3)由(1)、(2)分析可知k1＝eq \f(Sr,Eρ)，k2＝eq \f(S（r＋R0）,Eρ)，解得r＝eq \f(k1R0,k2－k1)。 (4)该电阻丝的横截面积为S＝πeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2))) eq \s\up12(2)，结合k1＝eq \f(Sr,Eρ)，E＝eq \f(1,b)，r＝eq \f(k1R0,k2－k1)，可得ρ＝eq \f(πD2R0b,4（k2－k1）)。 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6－\f(30,10－m))) V 解析：(1)为了保护电路，应在闭合开关之前将电阻箱R调到最大值，这样可以使闭合开关后电路中的电流最小，防止电流过大损坏元件。 (2)由欧姆定律可得闭合回路中的电流I＝eq \f(U,RF)，根据闭合电路欧姆定律可得E＝U＋I(R＋r)，当电压表满偏时U＝3 V，由图a可知当F＝0时，RF＝50 Ω，再把E＝6 V、r＝2 Ω代入可得R＝48.0 Ω；由图a可得RF与F的关系为RF＝(50－F) Ω， 其中F＝mg，再结合E＝U＋I(R＋r)、I＝eq \f(U,RF)，联立并代入数据可得U＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6－\f(30,10－m))) V(0≤m≤5 kg)，由此可知U与m不是线性关系，当m分别取0、1、2、3、4、5(kg)时，电压表的示数如表所示，可知新表盘刻度值分布满足左大右小、左疏右密。 m/kg 0 1 2 3 4 5 U/V 3 eq \f(8,3) eq \f(9,4) eq \f(12,7) 1 0 (3)方案二是在理想电压表的基础上推导的，而实际电压表内阻不是无限大，会分流，使得实际的电压值比理论值偏小，结合(2)问结论中的刻度左大右小，可知测量值大于物体质量的真实值。 解析：(1)电容器充电过程中，电容器两端电压由0逐渐增大至E，则R两端电压由E逐渐减小为0，根据欧姆定律可知，电流由eq \f(E,R)逐渐减小为0，故选B。 (2)根据图a可知，充电结束后电容器上极板带正电。 t＝1.2 s时，I＝1.0 mA，由欧姆定律可知，此时电容器两 端的电压为UC＝IR，电容器开始放电前两端电压为E＝8 V，由电容定义式C＝eq \f(Q,U)，可得0～1.2 s间的放电量为Q1＝ΔU·C＝(E－UC)·C，1.2 s后到放电结束间的放电量为Q2＝ΔU′·C＝(UC－0)·C，根据I­t图像中图线与t轴围成的面积表示放电量可知eq \f(Q1,Q2)＝eq \f(S1,S2)＝eq \f(3,2)，解得R＝3.2 kΩ，UC＝3.2 V。 (3)电容器的电容C＝eq \f(ΔQ,ΔU)＝eq \f(IΔt,ΔIR)＝eq \f(I,\f(ΔI,Δt)R)＝eq \f(I,kR)，由题意可知t＝1.2 s时刻，即I＝1.0×10－3 A时，eq \f(ΔI,Δt)＝k＝0.781 mA/s，代入数据解得C＝eq \f(1.0×10－3,0.781×10－3×3.2×103) F＝4.0×10－4 F。 名师点拨　本题第(3)问给出图线切线的斜率，但是I­t图线切线的斜率本身没有什么特殊含义，不能直接根据斜率求解，就需要用“推理”的方法推导物理量关系，联想到C＝eq \f(ΔQ,ΔU)、ΔQ＝IΔt，ΔU＝ΔIR，可能推得图线斜率eq \f(ΔI,Δt)的表达式，进而得出结论。 解析：(1)该样品横截面直径的平均值为d＝eq \f(0.499＋0.498＋0.503,3) mm＝0.500 mm。 (2)由于滑动变阻器采用限流式接法，所以应将其串联接在电路中，采用“一上一下”原则，即电流表的“＋”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连。为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于接入阻值最大处，即左端。 (3)根据等效法可知，该段合金丝的电阻等于电阻箱接入电路的电阻，由图2可知，该段合金丝的电阻为R＝3.2 Ω，由R＝ρeq \f(l,S)及S＝πeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2))) eq \s\up12(2)可知，该合金丝的电阻率为ρ＝eq \f(πRd2,4l)，其中d＝0.500 mm，l＝70.00 cm－20.00 cm＝50.00 cm，代入数据解得ρ≈1.3×10－6 Ω·m。 (4)本实验采用等效法，根据实验原理，电源和电流表的内阻不会引起实验误差，故A、B不符合要求；换用阻值范围为0～99.99 Ω的电阻箱，量程满足要求，且测量阻值R更精确，可减小误差，C正确；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，可减小偶然误差，D正确。 解析：(1)开关S2接1时，设电压表内阻为RV，由闭合电路欧姆定律有E＝U＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I＋\f(U,RV)))r，变形得U＝eq \f(RVE,r＋RV)－eq \f(RVr,r＋RV)I，当I＝0时，可得测出的电动势E′＝eq \f(RVE,r＋RV)<E，即测出的电动势偏小。 (2)当开关S2接2时，设电流表内阻为RA，由闭合电路欧姆定律有E＝U＋I(r＋RA)，变形得U＝E－(r＋RA)I，对比U＝eq \f(RVE,r＋RV)－eq \f(RVr,r＋RV)I可知，开关S2接2时U­I图像的纵轴截距更大、斜率绝对值更大，故图线B是根据开关S2接2时的实验数据描出的。 解析：(1)当开关S1闭合、S2断开时，由闭合电路欧姆定律可知电路最小电阻约为eq \f(E,Ig)＝2000 Ω，故滑动变阻器应选用R2。 (2)由题图乙可知，流过毫安表的电流为I＝2.00 mA，毫安表两端的电压为U＝160 mV，由欧姆定律可知毫安表的内阻为Rg＝eq \f(U,I)＝80.0 Ω。 解析：(1)欧姆表的电流从黑表笔流出，由题图乙可知，黑表笔接b时二极管电阻很大，接a时电阻较小，故a端是二极管的正极。 (2)绘制伏安特性曲线，需使电表示数从0开始增大，则滑动变阻器采用分压式接法，实物图连线如图1所示。 (3)由欧姆定律可知R＝eq \f(U,I)，则在I­U图像中，图线上的点与原点连线的斜率的倒数表示阻值，由题图丁可知，该二极管加正向电压时的电阻随电压U的变大而变小。 (4)设加在每个二极管两端的电压均为U，电路中的电流为I，根据闭合电路欧姆定律可得E＝I(r＋R0)＋3U，所以I＝eq \f(E－3U,r＋R0)＝(0.18－0.06U) A，在题图丁中，作出I­U图线如图2所示，两线交点即为加在二极管上的电压和流过二极管的电流。由图2可知，每个二极管两端的电压约为0.38 V，流过二极管的电流约为156 mA，所以实际功率为P＝UI≈0.059 W。 eq \f(bcR,a) 解析：(1)由多用电表欧姆挡的读数规则可知，用多用电表测得水泥块样品的电阻为R＝8000 Ω。 (2)由于eq \f(RV,R)＜eq \f(R,RA)，为了减小误差，电流表应采用内接法，又实验中要求滑动变阻器采用分压接法，故导线的连接如答图所示。 (3)由电阻定律有R＝eq \f(\a\vs4\al(ρa),bc)，可得ρ＝eq \f(bcR,a)。 (4)闭合图甲中的开关S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应灵敏电流计G的读数I，绘制eq \f(1,I)­R图像，如图丁所示，则污水的流速为_________，污水接入电路的等效电阻为__________。(用题中的字母a、b、c、B、D、R0表示) eq \f(c,DB（b－a）) eq \f(ac,b－a)－R0 解析：(1)由题意可知电流计G的满偏电流为I1，闭合开关S2后使电流计G1的示数为I1，电流计G的示数为eq \f(I1,2)，说明通过R2的电流也为eq \f(I1,2)，R2与电流计G并联，电压相同，所以Rg＝R0。由上述分析可知，该实验没有系统误差。 (2)由图丙可知，游标卡尺读数为D＝3 cm＋0.05 mm×7＝30.35 mm＝3.035 cm。 (3)图甲中污水流动携带大量的正、负离子，匀强磁场方向竖直向上，由左手定则可知，正离子偏向C侧电极，负离子偏向A侧电极，所以A侧电极与灵敏电流计的负接线柱相连。 (4)由于带电离子的偏转，A、C间存在电势差，当电势差稳定时有qvB＝qeq \f(E,D)，电路中由闭合电路的欧姆定律有E＝I(R＋R等＋R0)，两式联立解得eq \f(1,I)＝eq \f(R＋R等＋R0,DvB)＝eq \f(R,DvB)＋eq \f(R等＋R0,DvB)，可知eq \f(1,I)­R图像的斜率k＝eq \f(1,DvB)＝eq \f(b－a,c)，解得污水的流速v＝eq \f(c,DB（b－a）)，图像的纵截距a＝eq \f(R等＋R0,DvB)，解得污水的等效电阻R等＝eq \f(ac,b－a)－R0。 易错点拨　要注意根据qvB＝qeq \f(E,D)求出的E是“电源”的电动势，而不是路端电压！ $