第17讲 电学实验(强化练)-【优化探究】2026年高考物理二轮专题复习配套课件（江苏专版）

2 3 4 5 6 7 1 1.(6分)(2025·浙江卷)某同学为研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)Rt的阻值随温度变化规律设计了如图所示电路。器材有:电源E(4.5 V,0.5 Ω),电压表(3 V,50 kΩ),滑动变阻器R(A:“0~10 Ω”或B:“0~100 Ω”),电阻箱R1(0~99 999.9 Ω),开关、导线若干。 2 3 4 5 6 7 1 (1)要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变,滑动变阻器选 　　　　(选填“A”或“B”)。  A 解析:要使得cd两端电压U0在实验中基本不变,则滑动变阻器应该选择阻值较小的A。 2 3 4 5 6 7 1 (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S1; ②开关S2切换到a,调节滑片P使电压表示数为U0=2.50 V,再将开关S2切换到b,电阻箱调至R1=200.0 Ω,记录电压表示数U1=1.40 V、调温箱温度t1=20 ℃,则温度t1下Rt=　　　　Ω(保留三位有效数字);  ③保持R1、滑片P位置和开关S2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Rt的阻值。 157 解析:②由电路可知Rt== Ω≈157 Ω。 2 3 4 5 6 7 1 (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Rt的简要方案。 解析:题中滑片P位置保持不变,则电阻箱R1与热敏电阻Rt两端电压之和基本保持不变,先让S2接a,此时电压表读数为U,然后接b,读出电阻箱R1的读数和电压表读数U',当温度改变时,调整R1,使得R1两端的电压表U'保持不变,因此可得=, 整理得Rt=(-1)R1, 可得热敏电阻Rt的值。 答案:见解析 2 3 4 5 6 7 1 2.(10分)(2025·四川卷)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。 2 3 4 5 6 7 1 (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。  0.500 解析:该样品横截面直径的平均值为d= mm=0.500 mm。 2 3 4 5 6 7 1 (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,滑动变阻器的滑片应置于　　　　(选填“左”或“右”)端。  a 解析:由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,故采用“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,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处,即最左端。 左 2 3 4 5 6 7 1 (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,结果保留两位有效数字)。  1.3×10-6 解析:由题意及等效替代法可知,该合金丝的电阻为R=3.2 Ω,由电阻定律R=ρ及S=π()2可得ρ=,其中d=0.500 mm,l=70.00 cm-20.00 cm= 50.00 cm,代入数据解得该合金丝的电阻率为ρ≈1.3×10-6 Ω·m。 2 3 4 5 6 7 1 (4)为减小实验误差,可采用的做法有　　　　。  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 CD 解析:根据电阻定律可知ρ=,则为了减小实验误差,可减小测合金丝电阻时的误差,可选择更精确的电阻箱,或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,故选C、D。 2 3 4 5 6 7 1 3.(9分)(2025·陕晋青宁卷)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指针指向欧姆零点。 2 3 4 5 6 7 1 下列选项中正确的是　　　　。  A.①③④　 B.②③④　 C.②④③　 D.①④③ B 解析:要测量一个阻值约为15 kΩ的电阻,需要选择电阻“×1 k”挡,即把选择开关旋转到“×1 k”位置,后将红表笔和黑表笔短接,然后调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点,故选B。 2 3 4 5 6 7 1 (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　　　　(选填“串联”或“并联”)一个　　　　Ω的电阻。  串联 解析:将表头改装为电压表需要串联一个电阻,串联电阻的阻值为R=-Rg= Ω-20 Ω=1 980 Ω。 1 980 2 3 4 5 6 7 1 (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,测得数据如表: 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 2 3 4 5 6 7 1 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。(均选填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)  2和3 1和4 1和2 解析:用电压表进行测量,电源两端电压最大,由此可知直流电源E处于2和3之间;接1和2、3和4时电压表示数为0,接1和4时电压表有示数,则1和2、3和4之间为电阻,电容器在1和4之间;接1和3时电压表示数比接2和4时小,则1和2之间的电阻阻值比3和4之间的大,即1和2之间电阻为RA,3和4之间电阻为RB。 2 3 4 5 6 7 1 4.(6分)某同学用如图(a)所示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。 2 3 4 5 6 7 1 (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 解析:开关接1时,电容器充电,根据电容器充电的特点,当电路刚接通后,电流表示数从0突然增大到某一最大值,然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A、C、D错误,B正确。 2 3 4 5 6 7 1 (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I-t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)  3.2 解析:由于电容器的上极板与电源正极相连,因此电容器充电完成后电容器上极板带正电;由于I-t图线与坐标轴围成的面积表示电荷量,则Q2=×Q1=Q1,充电结束后,电容器两端电压U=8 V,根据电容的定义式C=可得C==,代入数据解得UC=3.2 V;t=1.2 s时I=1.0 mA,此时电容器两端的电压为UC=IR=1.0×10-3 A·R,代入数据联立解得R=3.2 kΩ。 上 3.2 2 3 4 5 6 7 1 5.(8分)(2025·黑吉辽蒙卷)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: 2 3 4 5 6 7 1 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I-Uab、I-Uac及I-(Uac-Ubc)曲线如图(b)所示。 2 3 4 5 6 7 1 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　　　　(选填“a”或“b”)接点。  a 解析:电流从红表笔流入,黑表笔流出,故测量a、b间的电压时,红表笔应连a接点。 2 3 4 5 6 7 1 (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)。  0.377(±0.001均可) 解析: 0.5 V的直流电压挡,分度值为0.01 V,由题图可知此时电压表读数为0.377 V。 2 3 4 5 6 7 1 (3)图(b)中乙是　　　　(选填“I-Uab”或“I-Uac”)曲线。  I-Uac 解析:当表笔分别连a、c接点时测的是元件和电流表两端的电压和电流,则Rac=,当表笔分别连a、b接点时测的是元件两端的电压和电流,则Rab=,由于Rac>Rab,所以相同电流情况下,Uac>Uab,故题图(b)中乙是I-Uac曲线。 2 3 4 5 6 7 1 (4)实验结果表明,当此元件阻值较小时,　　　　 (选填“甲”或“乙”)曲线与I-(Uac-Ubc)曲线更接近。  甲 解析: I-U图像上的点与原点连线的斜率的倒数等于电阻的阻值,由此可知,当电流相同时题图(b)中曲线甲对应的电阻值最小,故曲线甲是电流表外接的情况下测量得到的曲线,即曲线甲是I-Uab曲线。由(3)的解析可知题图(b)中曲线乙是I-Uac曲线,是电流表内接的情况下测量得到的曲线,而(Uac-Ubc)是元件电压的真实值,可知I-(Uac-Ubc)曲线介于曲线甲、乙之间,可得题图(b)中实线是I-(Uac-Ubc)曲线,此曲线是无系统误差的伏安特性曲线。当此元件阻值较小时,对应题图(b)中电压较大的部分,题图(b)中的实线与曲线甲更接近,即当此元件阻值较小时,甲曲线与I-(Uac-Ubc)曲线更接近。 2 3 4 5 6 7 1 6.(8分)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,学校某实验小组的同学们采用了如图甲、乙、丙所示的可拆式变压器和电路图进行研究。 2 3 4 5 6 7 1 (1)下列说法正确的是　　　　。  A.实验中要通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系,需要运用的科学方法是控制变量法 B.为了人身安全,实验中只能使用低压直流电源,电压不要超过12 V C.降压变压器的副线圈导线最好比原线圈导线粗一些 AC 解析:实验中要通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系,需要运用的科学方法是控制变量法,A正确;不能使用直流电源,因为直流电源不能使变压器工作,B错误;降压变压器副线圈的电流大于原线圈的电流,所以副线圈导线最好比原线圈导线粗一些,C正确。 2 3 4 5 6 7 1 (2)在某次实验中,其中一个多用电表读数如图丁所示,此电压表读数为 　　　　V。  7.4 解析:根据题图丁可知量程是10 V,所以电压表的读数是7.4 V。 2 3 4 5 6 7 1 (3)同学们在实验过程中,记录了如下表所示的四组实验数据。   第一组 第二组 第三组 第四组 N1/匝 100 100 100 200 N2/匝 200 400 400 400 U1/V 1.85 0.91 1.81 3.65 U2/V 4.00 4.00 8.00 8.00 2 3 4 5 6 7 1 ①分析表中数据可知,N1应是　　　　(选填“原”或“副”)线圈的匝数。  副 解析:根据第一组实验数据得U1<U2 ,则N1是副线圈,原、副线圈电压比与匝数比不严格相等的原因是有铜损或者铁损。 2 3 4 5 6 7 1 ②进一步分析数据可发现:原、副线圈电压比与匝数比不严格相等,对该现象分析,下列观点正确的是　　　　。  A.原、副线圈的电压的频率不相等 B.变压器线圈中有电流通过时会发热 C.铁芯在交变磁场的作用下会发热 D.穿过副线圈的磁通量大于原线圈的磁通量 BC 解析:原、副线圈的电压的频率一定相等,A错误;变压器线圈中有电流通过时会发热,有铜损,导致原、副线圈电压比与匝数比不严格相等,B正确;铁芯在交变磁场的作用下会发热,有铁损,导致原、副线圈电压比与匝数比不严格相等,C正确;由于漏磁,则穿过副线圈的磁通量小于原线圈的磁通量,D错误。 2 3 4 5 6 7 1 7.(9分)(2025·重庆卷)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1 Ω,数字毫伏表内阻约为10 MΩ。 2 3 4 5 6 7 1 (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0.05 Ω,则未完成的连接中,Q端应和　　　(选填“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　　(选填“d”或“e”)端。  b 见解析 e 解析:根据题意可知,组合体电阻不超过0.05 Ω,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处相连;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 3 4 5 6 7 1 (2)闭合开关S1、S2,实验测得组合体电阻为0.020 Ω,当电磁铁线圈中的电流小于142 mA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(保留三位有效数字)。  20.0 2 3 4 5 6 7 1 解析: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=0.02×142×10-3=2.84×10-3 V=2.84 mV,停止加热时,热电偶受热产生的电动势E'最大,如图所示,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=35 s-15 s=20.0 s。 $