专题6 第15讲 电学实验（Word教参）-【正禾一本通】2026年高考物理二轮专题复习高效讲义

该高中物理讲义聚焦电学实验高考核心考点，涵盖仪器使用与读数、欧姆定律应用、闭合电路欧姆定律及其他实验，按基础仪器到综合实验的逻辑架构梳理知识，通过建构体系、热点精讲、方法指导、真题训练等环节，帮助学生突破实验难点，体现复习的系统性与针对性。 讲义融合科学思维与科学探究，如伏安法测电阻时引导分析内接外接误差（科学论证），半偏法实验设计对比方案（模型建构），设置分层练习巩固基础、演练真题，保障复习效果，提升学生实验能力与应考技巧，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第15讲　电学实验 建构知识体系 热点1　基本仪器的使用与读数 1．游标卡尺 测量值＝主尺读数(mm)＋精确度×游标尺上第几条刻度线与主尺上某一刻度对齐的数值(mm)。不估读。 2．螺旋测微器(千分尺) 测量值＝固定刻度读数(mm)＋可动刻度读数(带估读值)×0.01 mm。注意要估读到0.001 mm。 3．电流表和电压表 量程 精确度 读数规则 电流表0～3 A 0.1 A 与刻度尺一样，读数规则较简单，只需在精确值后估读一位即可 电压表0～3 V 0.1 V 续表 量程 精确度 读数规则 电流表0～0.6 A 0.02 A 估读位与最小刻度在同一位 电压表0～15 V 0.5 V 【例】 读出以下仪器仪表的读数。 (1)图(a)中电压表量程为3 V，则读数为________V；图(b)中电流表量程为0.6 A，则读数为________A；图(c)中螺旋测微器读数为________mm；图(d)中游标卡尺读数为________mm。 (2)当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图(e)所示。若此时选择开关对准“×10 Ω”挡，则被测电阻的阻值为________Ω。若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大，则应该换用倍率________(选填“×1 Ω”或“×100 Ω”)的挡位，换挡后先要进行________，然后再测量电阻。使用完电表后应把选择开关拨到________________位置。 解析：(1)图(a)中电压表量程为3 V，分度值为0.1 V，其读数为1.90 V；图(b)中电流表量程为0.6 A，分度值为0.02 A，其读数为0.16 A；图(c)中螺旋测微器读数为3.5 mm＋27.5×0.01 mm＝3.775 mm；图(d)中游标卡尺读数为3 mm＋16×0.05 mm＝3.80 mm。 (2)多用电表表盘示数如图(e)所示，若选择开关对准“×10 Ω”挡，则被测电阻的阻值为20×10 Ω＝200 Ω；若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大，说明所选挡位相对待测电阻的阻值的数量级而言过高，因此应该换用倍率更低的挡位，即“×1 Ω”挡位；换挡后先要进行欧姆调零；使用完电表后应把选择开关拨到OFF或交流电压最高挡。 答案：(1)1.90　0.16　3.775　3.80　(2)200×1 Ω　欧姆调零　OFF或交流电压最高挡 热点2　以欧姆定律为核心的实验 1．伏安法测电阻　金属丝电阻率的测量 伏安法 测电阻 R测＝＝Rx＋RA>Rx，适合测量大电阻 R测＝<Rx，适合测量小电阻 金属丝电阻率的测量 1.测电阻Rx＝ 2．测电阻率ρ，Rx＝而S＝，联立得ρ＝ 2.测量电阻的创新方案对比 安 安 法 如果已知A1的内阻R1，则可测得A2的内阻R2＝ A1串联一定值电阻R0后，同样可测得A2的内阻R2＝ 伏 伏 法 两电表的满偏电流接近时，若已知V1的内阻R1，则可测出V2的内阻R2＝ V1并联一定值电阻R0后，同样可得V2的内阻R2＝ 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A表满偏；再闭合S2，只调节R2，使A表半偏(R1≫RA)，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，灵敏电流计G的示数为0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。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 【例1】 (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)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”)。 (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 解析：(1)该样品横截面直径的平均值为d＝ mm＝0.500 mm。 (2)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，滑动变阻器滑片应置于最大阻值处，即最左端。 (3)由题意可知，该合金丝的电阻为R＝3.2 Ω，由电阻定律R＝ρ及S＝π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。 (4)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，选择更精确的电阻箱，可换用阻值范围为0～99.99 Ω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CD。 答案：(1)0.500　(2)a　左　(3)1.3×10-6　(4)CD 【例2】 (2025·浙江高考)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)Rt的阻值随温度变化的规律，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。 (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”)。 (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接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。 (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：(1)要使cd两端的电压U0在实验过程中基本不变，则滑动变阻器应该选择最大阻值较小的A。 (2)②S2接a时电压表测量电阻箱与Rt两端的总电压U0，S2切换到b时电阻箱与Rt两端的总电压不变，电压表测量电阻箱两端电压，由欧姆定律可知Rt＝，代入数据解得温度t1下热敏电阻Rt≈157 Ω。 (3)滑片P的位置保持不变，先让S2接a，此时使R1示数为0，电压表读数为U，然后S2接b，调节电阻箱R1使电压表读数为，此时R1的示数为R1′，热敏电阻Rt的阻值为R1′。 答案：(1)A　(2)②157　(3)见解析 热点3　以闭合电路欧姆定律为核心的实验 用多用电表 欧姆挡测电阻 1.原理：闭合电路欧姆定律，I＝(其中R内＝Rg＋R＋r，I与Rx成一一对应关系) 2．中值电阻R中＝Rg＋R＋r 3．红、黑表笔短接，欧姆调零，Ig＝ 4．电流方向：“红进黑出” 测量电源 的电动势和内阻 1.原理：U＝E－Ir 2．误差来源：电压表的分流 3．误差分析：E测<E真，r测<r真(r测＝) 1.原理：U＝E－Ir 2．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) 1.原理：E＝U＋r 2．关系式：＝·＋ 3．误差分析：E测<E真，r测<r真(r测＝) 测量电源的电动势和内阻 1.原理：E＝IR＋Ir 2．关系式：＝·R＋或R＝E·－r 3．误差分析：E测＝E真，r测>r真(r测＝r＋RA) 【例1】 (2025·湖北高考)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。 (2)与E、r、R、R0的关系式为＝________。 (3)根据记录数据作出 ­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。 解析：(1)R0能避免电路中的电流过大，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＝＋。 (3)结合(2)中关系式与题图(b)可知，干电池的电动势E＝＝ V≈1.47 V，内阻r＝－R0＝ Ω－9 Ω≈1.3 Ω。 (4)结合(2)(3)问分析可知，实验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。 答案：(1)保护　(2)＋　(3)1.47　1.3　(4)有 【例2】 (2025·安徽高考)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。 (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(9 999 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) 解析：(1)测量电阻之前应该先把两支表笔直接接触，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，如果指针偏转过大、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。 答案：(1)短接　0　(2)×10　160　(3)2.8 热点4　电学其他实验 【例】 (2024·海南高考)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S1、开关S2、导线若干。 (1)闭合开关S2，将S1接1，电压表示数增大，最后稳定在12.3 V。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S2、S1，将电流表更换成电流传感器，再将S1接2，此时通过定值电阻R的电流方向为________(选填“a→b”或“b→a”)，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＝2 s时，I＝1.10 mA，图中M、N区域面积比为8∶7，可求出R＝________kΩ(保留2位有效数字)。 解析：(1)闭合开关S2，S1接1后，电路中的电流瞬间达到最大值，然后电源给电容器充电，电压表的示数逐渐增大，电路中的电流逐渐减小，当电压表示数稳定后，电路中的电流减为0，即电流表的示数先增大，后逐渐减小为0，B正确。 (2)闭合开关S2，S1接1时，电源正极与电容器上极板相连，则电容器上极板带正电，因此S1接2时电容器处于放电过程，通过R的电流方向为a→b，根据I ­t图像与坐标轴围成图形的面积表示电荷量可知，0～2 s过程电容器放出的电荷量Q1与2 s后至放电结束过程电容器放出的电荷量Q2之比为8∶7，根据电容的定义式可知，Q1＝CΔU1，Q2＝CΔU2，由电路图可知ΔU1＝U0－IR，ΔU2＝IR，其中U0＝12.3 V，I＝1.10 mA，代入数据解得R≈5.2 kΩ。 答案：(1)B　(2)a→b　5.2 学科网（北京）股份有限公司 $