2026届高考物理核心演示实验三轮通关·百花齐放 百法通关讲义：十三 描绘小灯泡的伏安特性曲线 十四 测量未知电阻

2026届高考物理核心演示实验三轮通关·百花齐放 百法通关讲义7 与其百题乱刷，不如百法通关！以“一枝独秀不是春，百花齐放春满园”为初心，打破实验桎梏，海纳百川，覆盖核心演示实验所有考法，助你在高考实验赛道，轻装上阵、决胜锋芒！ 本讲义内容：十三.描绘小灯泡的伏安特性曲线 十四.测量未知电阻。 十三.描绘小灯泡的伏安特性曲线 考法1.白炽灯的伏安特性 核心原理： 灯丝为金属材料，电流热效应使温度升高，电阻率增大、电阻变大；采用分压式实现电压从零连续调节，电流表外接减小系统误差，图像呈非线性曲线。 通关专练： 1．有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用： A．电压表（0～3V，内阻约10kΩ） B．电压表（0～5V，内阻约20kΩ） C．电流表（0～0.3A，内阻约1Ω） D．电流表（0～0.6A，内阻约0.4Ω） E．滑动变阻器（5Ω，1A） F．滑动变阻器（500Ω，0.2A） G．学生电源（直流输出4V）及开关、导线等 (1)实验中电压表应选用__________，电流表应选用___________。为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用______（用序号字母表示）。 (2)请在方框内画出满足实验要求的电路图_______，并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图________。 【答案】(1) B D E (2) 【详解】（1）[1]小灯泡额定电压为4V，因此电压表需要量程大于4V，选B（0～5V），A量程不足。 [2]小灯泡额定电流，因此电流表选量程匹配的（0～0.6A），C量程不足。 [3]题目要求电压表从零开始变化，滑动变阻器需要采用分压式接法，分压式接法优先选阻值小、额定电流大的滑动变阻器，方便调节，因此选E。 （2）[1]小灯泡电阻，满足（为电压表内阻，为电流表内阻），小灯泡属于小电阻，为减小误差采用电流表外接法，结合滑动变阻器分压要求，电路图如下： [2]滑动变阻器采用分压：两个下接线柱分别接电源正极（经开关）和电源负极，滑片和一个下接线柱引出，接待测支路。 电流从电流表、电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，电流表外接：电压表并联在小灯泡两端，电流表测小灯泡总电流。示意图如下: 考法2.DIS数字化传感器 核心原理： 利用电压、电流传感器实时采集数据，自动绘制特性曲线；规避人工读数、描点带来的偶然误差，实验规律与传统操作完全一致。 通关专练： 2．某实验小组通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线，并研究灯丝的导电特点。 (1)实验中用电流传感器代替电流表，请将图甲的电路图补充完整______。 (2)滑动变阻器有两种规格，本实验应选_________（填标号）。 A．最大阻值5Ω B．最大阻值1000Ω (3)某次测得的电流，电压，此状态下小灯泡电阻的测量值_________，测量值比真实值偏_________（填“大”或“小”）。 (4)描绘出小灯泡的曲线如图乙所示，可以得出灯丝材料的电阻率随温度的升高而变_________（填“大”或“小”）。 (5)若小灯泡与R=1.5Ω的定值电阻并联，连接在E=3.0V、r=1.5Ω的电源正负极间，如图丙所示。小灯泡的电流为_________，实际消耗的功率为_________。 【答案】(1)(2)A(3) 0.75 小(4)大(5) 1.2 0.72 【详解】（1）研究小灯泡的伏安特性曲线，需要电压从零开始变化，则滑动变阻器采用分压式，完整的电路图如图所示 （2）滑动变阻器采用分压式接法，这就需要滑动变阻器选择小阻值的，故选A。 （3）[1]电流，电压，则灯泡电阻为 [2]因电流表采用的是外接法，电压表分流导致电流的测量偏大，故电阻的测量值偏小。 （4）由小灯泡的曲线上每点与坐标原点的连线构成的割线斜率代表瞬时电阻，故随着电压的增大，灯泡的功率增大，温度升高，电阻率增大，导致电阻增大。 （5）设流过灯泡的电流为，灯泡两端的电压为，由闭合电路欧姆定律可得 变形可得 即看成等效电源的电动势为，等效内阻为，作出等效电源的图像如图所示 读两条线的交点即为工作点，则小灯泡的电流和电压为 ， 则小灯泡实际消耗的功率约为 考法3.发光二极管伏安特性 核心原理： 具备单向导电性，正向存在导通阈值电压，低压无电流；反向电压下完全截止，伏安特性高度非线性，仍采用分压外接电路测量。 通关专练： 3．某同学拟利用发光二极管等器材制作一个创意贺卡，需要首先测定发光二极管的伏安特性。主要实验器材有：直流电源E（5V，内阻不计），电压表（，内阻约），电流表（，内阻约），滑动变阻器，发光二极管D（正常发光时电阻约为几十欧姆）。 （1）该同学测定发光二极管D两端电压在范围内的伏安特性的电路如图所示，图中只连接了部分电路，还需要连接c点与________点，e点与________点。 （2）测得的伏安特性曲线如图所示，当工作电流为时，发光二极管两端的电压约为________V。 （3）该同学设计的创意贺卡的电路如图所示。已知电源E的电动势为5V（内阻不计），音乐芯片的等效电阻为，其阻值为，若取该发光二极管的工作电流为，则电阻的取值应为________（结果保留2位有效数字）。 【答案】 a d 1.90/1.88/1.89/1.91/1.92 40/38/39/41 【详解】（1）[1][2]由于电压表内阻约，电流表内阻约，发光二极管正常发光时电阻约为几十欧姆，可知二极管正常发光时的电阻远小于电压表内阻，故电流表应采用外接法；为了测定发光二极管D两端电压在范围内的伏安特性，二极管两端电压需要从零开始调节，滑动变阻器应采用分压接法；故图中电路，还需要连接c点与a点，e点与d点。 （2）[3]当工作电流为时，由测得的伏安特性曲线图像可知，发光二极管两端的电压约为。 （3）[4]若取该发光二极管的工作电流为，由测得的伏安特性曲线图像可知，发光二极管两端的电压为；根据闭合电路欧姆定律可得 解得 考法4.直流电动机伏安特性 核心原理： 电动机属于非纯电阻元件，转动时产生反电动势阻碍电流增大；电压升高转速加快，反电动势增强，电流变化趋于平缓；电能同时转化为机械能和内能，不适用纯电阻欧姆定律。 通关专练： 4．从玩具车上拆下一个小电动机M，用一节5号干电池为它直接供电，发现电动机并不转动。将两节5号电池串联起来为该电动机直接供电，这时电动机转动起来了，但是转速较低。为较完整地描绘该电机通电后电流与电压的关系，某同学设计了图甲的电路进行实验，图中各器材的规格如下： A．电压表V（量程0~1V，内阻1.0kΩ）； B．电流表A（量程为0~1A，内阻约0.2Ω）； C．滑动变阻器R（最大阻值20Ω，额定电流2.0A）； D．电阻箱R₀（最大阻值9999.9Ω） (1)为完成实验，电阻箱的阻值应调为___________（填“2000.0Ω”或“4000.0Ω”）。 (2)正确选择的值后，调节R的滑片使电动机两端的电压逐渐变大，记录电压表V的示数U与电流表A的示数I并描在了图乙中，请在图乙中作出该电动机的I-U图线。 (3)由图乙可知该电动机线圈的电阻为___________Ω。（保留两位有效数字） (4)若两节5号电池串联的电动势为3.0V，内阻为0.5Ω，用它为该电机直接供电时，电动机输出的机械功率为___________W。（保留两位有效数字） 【答案】(1)4000.0Ω (2)(3)2.5(4)0.61（0.53~0.65） 【详解】（1）由题意知，将两节5号电池串联起来为该电动机直接供电，电动机转动但转速较低，说明该电动机额定电压大于3V。由电表扩程知识易知，R₀的阻值调为2000.0Ω，改装后电压表和电阻箱两端最大电压为3.0V，R₀的阻值调为4000.0Ω，改装后电压表和电阻箱两端最大电压为5.0V。因此，探究该额定电压大于3V的电机通电后电流与电压的关系，电压表串联电阻箱后两端最大电压应大于3V，故选4000.0Ω。 （2）作出该电动机的I-U图线如图。 （3）由图乙可知，当电压表的电压小于0.45V时，电动机不转为纯电阻 由欧姆定律得该电动机内线圈的电阻为 （4）若两节5号电池串联的电动势为3.0V，内阻为0.5Ω 由闭合电路欧姆定律得路端电压随电流变化的关系为 对应图乙中电压表示数与电流表示数关系为 作出图线如图所示，两图线交点对应为实际电压和电流 则电动机的功率 电动机发热功率 电动机输出的机械功率为 考法5.光敏电阻的伏安特性 核心原理： 光敏电阻为半导体元件，阻值受光照强度控制；光照越强，载流子浓度越高，阻值越小；固定光照可测近似线性伏安特性，改变光照可获得一簇特性曲线。 通关专练： 5．某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表（0～20 V）、数字电流表（0～20 mA）、滑动变阻器R（最大阻值50 Ω，1.5 A）、白炽灯、可调电阻R1（0～50 kΩ）、发光二极管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。 (1)判断发光二极管的极性 使用多用电表的“×10 k”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置（见图2）。由此判断M端为二极管的__（填“正极”或“负极”）。 (2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性 ①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线L1、L2和L3的另一端应分别连接滑动变阻器的__、__、__接线柱（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。 ②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而__（填“增大”或“减小”）。 【答案】(1)负极(2) A A C/D 减小 【详解】（1）使用多用电表时，通过多用电表的电流流向遵循“红进黑出”，使用多用电表的欧姆挡时，当黑表笔与M端接触、红表笔与N端接触时，若有电流，则二极管中电流方向为M→N，而由题图2可知此时多用电表指针位于a位置，即此时二极管电阻无穷大，由二极管的单向导电性可知，此时二极管所接电压为反向电压，则M端为二极管的负极。 （2）①[1][2][3]由于要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始，则滑动变阻器应采用分压式接法，L1、L2的另一端应接A接线柱，L3另一端应接C（或D）接线柱。（或者L2接A，L1接C或D，L3接B） ②[4]根据欧姆定律可知，图像上某点与坐标原点连线的斜率的倒数表示光敏电阻的阻值，由题图4可知，光照增强时，光敏电阻的阻值减小，即光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而减小。 考法6.磁敏电阻的伏安特性 核心原理： 磁敏电阻属于磁控半导体元件，阻值随外界磁感应强度变化；磁场越强，内部载流子运动受洛伦兹力调控，电阻发生明显变化；控制磁场强弱恒定可测对应伏安特性，改变磁场强度，可绘制一簇不同的伏安特性曲线。 通关专练： 6．磁阻效应指的是物质在磁场中电阻发生变化的现象。如图甲所示的磁敏电阻就是具有磁阻效应的电阻元件。为了测量并描绘磁敏电阻RM的阻值随磁感应强度B的变化的曲线，设计了如图乙所示的电路，电路还没有连接完整。电路中的器材：电源E（6V）、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω），电压表V（量程0~3V的内阻为2kΩ）和毫安表A（选用量程为0~6mA，内阻忽略），磁敏电阻RM，定值电阻R0，开关、导线若干。 （1）请用笔代替导线在乙图中将电路补充完整___________，并选择一个阻值合理的定值电阻R0=___________（选填“2kΩ”“200Ω”或“20Ω”）。 （2）实验中得到该磁敏电阻阻值RM随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示。 （3）某次测量时电压表的示数如图丙所示，电流表读数为1.0mA，对应的磁感应强度大小为___________T（保留2位小数）。 （4）现利用该磁敏电阻制作了一种报警器，电路如图戊所示。图中E为直流电源（电动势为6.0V，内阻不计），Ra和Rb中有一个是磁敏电阻。电压输出部分电路可以等效为电阻Rb与阻值为8kΩ的电阻并联，报警器的工作电压等于Rb两端的电压，报警器的工作电压达到或超过3V时，报警器报警。要求当磁感应强度等于或小于0.32T，报警器报警，则图中___________（填“Ra”或“Rb”）是磁敏电阻，另一固定电阻的阻值应为___________kΩ（保留3位有效数字）。 【答案】 2kΩ 0.40/0.41/0.42 Ra 2.67（2.49-2.85范围内均可） 【详解】（1）[1]电路连接如图： [2]电压表内阻为2kΩ，若与2kΩ的定值电阻R0串联，可将电压表的量程扩大为6V，可满足实验要求； （3）[3]电压表读数为1.30V，则磁电阻两端电压为U=2.60V，电流为I=1.0mA，则磁电阻的电阻值为 由图可知此时的磁感应强度B=0.40T （4）[4]磁感应强度越小时，磁电阻越小，电路的电流越大，定值电阻上电压越大，若大于3V开始报警，可知Rb是定值电阻，Ra是磁敏电阻； [5]当磁感应强度等于0.32T，此时RM=2kΩ，此时电路总电流 则 十四.测量未知电阻 考法1.伏安法 核心原理： 依据欧姆定律，电流表外接，适合测小电阻；减小电压表分流误差，多次测量取平均值减小偶然误差。或电流表内接，适合测大电阻；减小电流表分压误差，利用串联电压规律完成测量。 通关专练： 1．利用如图甲所示的电路探究电流表的不同接法对电阻测量误差大小的影响，实验器材如下： 电压表V（测量范围0~3V，内阻约为）； 电流表A（测量范围0~0.6A，内阻约为）； 电阻箱（）； 滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A）； 学生电源（输出电压3V） 开关S，单刀双掷开关K，导线若干 (1)请用连线代替导线把图乙所示的电路连接补充完整______； (2)按照甲图正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片调到______（填“左”或“右”）端，闭合开关S，将单刀双掷开关K与、中的某一端相连接，将电阻箱的阻值调为，改变滑动变阻器的触片位置，测得多组、值，拟合出图像，如图丙中的直线①（直线方程如图）；保持单刀双掷开关K的连接不变，再将电阻箱的阻值调为，改变滑动变阻器的触片位置，测得多组、值，拟合出图像，如图丙中的直线②（直线方程如图）；根据图丙中的信息，判断此实验过程中单刀双掷开关K与______（选填“”或“”）端相连； (3)已知测量电阻的相对误差 ①保持单刀双掷开关K与端相连接，电阻箱的阻值调整为，测出对应的、值，并计算出所测电阻箱电阻的相对误差，改变电阻箱的阻值，重复以上测量，并描绘出图像。下列的关系图像可能正确的是______： A．B． C．D． ②实验中将电阻箱的阻值调为，当单刀双掷开关K分别与、连接时，两种情况下所测电阻的相对误差相等，则电流表内阻、电压表内阻和之间的关系为______（用、表示）。 【答案】(1)(2) 左 (3) D 【详解】（1）[1]电路连接如图所示 （2）[2]为了保护电路，使电压表两端的电压从零开始调节，应将滑动变阻器的滑片调到左端； [3]图丙中的图线斜率为电阻的测量值，两次测量值都小于真实值，故可知其选用的是外接法，所以此实验过程中单刀双掷开关与a端相连。 （3）[4]保持单刀双掷开关K与a端相连接，此时为外接法，电阻箱的阻值调整为，则 可知逐渐增大时，从零逐渐增大，增加的幅度逐渐变小，最后趋近于。 故选D。 [5]实验中将电阻箱的阻值调为时发现，当单刀双掷开关K分别与a连接时，测量值为 当单刀双掷开关K分别与b连接时，测量值为 两种情况下所测电阻的相对误差相等，则 化简得 考法2.安安法 核心原理： 待测电阻与定值电阻并联，并联电压相等；利用两支路电流与电阻成反比，由分流规律间接计算未知电阻。 通关专练： 2．某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 (1)该同学首先利用多用电表电阻“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值。示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值________。 (2)该同学为了进一步探究此热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最________（选填“左”或“右”）端。在某次测量中，若毫安表的示数为2.5mA，的示数为1.50mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为________（结果保留两位有效数字）。 (3)经过多次测量，该同学得到热敏电阻阻值随温度变化的关系图像如图丙所示，可知该热敏电阻的阻值随温度降低越来越________（选填“大”或“小”）。 (4)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势，定值电阻，长度的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液（热敏电阻）的温度为30℃，油液外热敏电阻的温度为70℃，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为________cm（结果保留一位有效数字）。 【答案】(1)1.9(2) 左 5.0(3)大(4)5 【详解】（1）表盘的指针位置为19，测电阻所用的挡位为“×100”挡，所以读数结果为 （2）[1]为了保证被测部分的电压从零开始逐渐增大，对仪器起到保护作用，电路图中滑动变阻器的滑片P应置于最左端。 [2]并联电路，各支路两端电压相同，根据欧姆定律得热敏电阻阻值 （3）由图像可知该热敏电阻的阻值随温度降低越来越大。 （4）电路报警时，总电阻， 由图可知，油液内（报警液面处）热敏电阻的温度为30℃，由图可知，此时热敏电阻的阻值1.5kΩ，油液外热敏电阻的温度为70℃，由图可知，此时热敏电阻的阻值0.5kΩ。设报警液面到油箱底部的距离为h，热敏电阻的总阻值 解得 考法3.伏伏法 核心原理： 待测电阻与定值电阻串联，串联电流相等；利用两用电器电压与电阻成正比，由分压规律推导求解未知电阻。 通关专练： 3．实验小组准备测量电压表V的内电阻。可选用的器材有： 多用电表； 电源（电动势5V）； 待测电压表V（量程3V）； 电压表（量程5V；内阻约）； 定值电阻（阻值为）； 滑动变阻器（最大阻值）； 滑动变阻器（最大阻值）； 开关S，导线若干。 (1)首先使用多用电表的欧姆挡测量电压表V的内电阻。将欧姆表的选择开关置于电阻挡“”位置，___________（填“红”或“黑”）表笔与电压表正接线柱相连，指针位置如图甲所示，测得该电压表的内电阻为___________。 (2)为提高测量的精度，实验小组设计如图乙所示的电路，滑动变阻器应选___________（填“”或“”）； (3)闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑到某一位置时，电压表、待测电压表V的示数分别为，待测电压表V的内电阻为___________（结果保留3位有效数字）。 【答案】(1) 黑 1.6(2)(3)1.56 【详解】（1）[1][2]将欧姆表的选择开关置于电阻挡“”位置，黑表笔与电压表正接线柱相连；测得该电压表的内电阻为16×100Ω=1600Ω=1.6。 （2）因滑动变阻器接成分压电路，则滑动变阻器应选阻值较小的； （3）待测电压表V的内电阻为 考法4.电阻箱替代法 核心原理： 保持电路结构与滑片位置不变，用电阻箱替换待测电阻；调节电阻箱使电表示数相同，电阻箱读数即为未知电阻阻值。 通关专练： 4．某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E和内阻r及电阻的阻值。实验器材有：待测电源，待测电阻，电压表V（量程0~3V，内阻很大可视为理想表），电阻箱R（0~99.99Ω），单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。 (1)先测电阻的阻值。请将该同学的操作补充完整： A．闭合，将切换到a，调节电阻箱，读出其示数和对应的电压表示数； B．保持电阻箱示数不变，_____________，读出电压表的示数； C． 电阻的表达式为=__________。 (2)该同学已经测得电阻，继续测电源电动势E和内阻r，其做法是：闭合，将切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势E=__________V，内阻r=________Ω。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1) 将切换到b (2) 【详解】（1）[1][2]因电压表V内阻很大可视为理想表，保持电阻箱示数不变，将切换到b时，电路中的电流保持不变，由欧姆定律可知， 联立解得 （2）[1][2]根据闭合电路的欧姆定律可知，电压表的示数满足 对比图乙化简得 结合图像，截距，斜率 解得电源电动势，内阻 考法5.半偏法 核心原理： 利用并联分流原理，控制总电路不变；电表半偏时，并联辅助电阻与电表内阻相等，类比迁移可间接测量未知电阻。 通关专练： 5．某同学为了测量一微安表G的内阻并扩大其量程，实验室提供如下器材：数字式多用电表A（电压挡内阻视为无穷大），滑动变阻器，电阻箱，两节干电池，开关与导线若干。 （1）该同学使用数字式多用电表检测干电池，以下操作正确的是__________ A．用直流电压挡测量电池两极间的电压得到电动势 B．用欧姆挡测量电池两极间的电阻得到电池内阻 （2）如图甲为数字多用电表的插孔面板，该同学设计了图乙所示的电路，将数字多用电表A调至直流电流挡，黑表笔插在图甲中的公共端孔，则红表笔应插在图甲中__________孔（填“”“”或“”）； （3）用笔画线代替导线，根据图乙将图丙中的实物图连接完整；__________ （4）将的阻值调至最大，合上开关，调节使G的指针偏转到满刻度，记下此时A的示数，合上开关，反复调节和的阻值，使A的示数仍为，使G的指针偏转到满刻度的一半，此时的示数为； （5）仅从实验设计原理看，用上述方法得到的G内阻的测量值__________真实值（填“大于”“等于”或“小于”）； （6）若要将G的量程扩大为，结合实验测得的结果，须在G上并联的分流电阻__________（用、、表示）。 【答案】 A A 等于 【详解】[1]多用电表的电压挡测量电源两极间的输出电压是可以的，近似等于电源电动势，但多用电表不能用电阻挡直接测含电源电路的电阻。 故选A。 [2]多用电表调整至直流电流挡，多用电表的两个表笔应分别插入AD两个插孔；黑表笔插在图甲中的公共端孔，则红表笔应插在图甲中A孔； [3] 根据图乙将图丙中的实物图连接完整，如图所示 [4] 由题意可知电流计G的满偏电流为，闭合开关后使A的示数为，电流计G的示数为，说明通过的电流也为，与电流计G并联电压相同，所以 由上述分析可知所测量的电流计内阻没有系统误差，即用上述方法得到的G内阻的测量值等于真实值； [5]欲将电流表G的量程扩大为Ⅰ，则电流表G满偏时通过所并联电阻的电流为，而G两端的电压为，故所并联的电阻为 考法6.惠斯通电桥法 核心原理： 由四个电阻构成桥式电路，调节标准电阻使电桥平衡、中间灵敏电流计示数为零；对角电阻乘积相等，满足 ，精准计算未知电阻，系统误差极小。 通关专练： 6．某实验小组自制了一台氧气流量计，其结构如图甲所示，氧气从进气口进入腔体冲击应变片，应变片发生形变，阻值随之变化。应变片接在图乙所示的电路中，其中电源电动势，定值电阻，，应变片的阻值随氧气流量变化的关系如图丙所示。闭合开关S，当流量变化时，、两点间的电压会随之改变。在、间接入电压传感器，利用电压传感器的示数可算出流量。电源内阻不计，电压传感器的内阻可视为无穷大。 (1)按照图乙，将图丁中的实物连线补充完整____。 (2)当氧气流量时，________mV。 (3)当氧气流量时，、两点的电势关系为________（填“”“＜”或“”）。 (4)当电压传感器的示数为4mV时，氧气流量________。 (5)当环境温度升高时，应变片阻值增大，该变化会导致氧气流量的测量值________（填“偏大”或“偏小”）。为减小因温度升高带来的误差，可采用的方法是________（写出一种方法）。 【答案】(1)(2)0(3)(4)(5) 偏大 适当增大的阻值 【详解】（1） （2）时，由丙图知,又 则上下两支路根据串联电路的分压原理，则有 则 （3）当氧气流量时，由丙图知增大 则分到的电压减小，减小，而不变，故 （4）取电源负极为零电势点， 对下面支路由欧姆定律 再由 联立解得 由图丙得氧气流量 （5）[1]当环境温度升高时，应变片阻值增大,由图丙会导致氧气流量的测量值偏大 [2]为减小因温度升高带来的误差，可采用的方法是适当增大的阻值。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高考物理核心演示实验三轮通关·百花齐放 百法通关讲义7 与其百题乱刷，不如百法通关！以“一枝独秀不是春，百花齐放春满园”为初心，打破实验桎梏，海纳百川，覆盖核心演示实验所有考法，助你在高考实验赛道，轻装上阵、决胜锋芒！ 本讲义内容：十三.描绘小灯泡的伏安特性曲线 十四.测量未知电阻。 十三.描绘小灯泡的伏安特性曲线 考法1.白炽灯的伏安特性 核心原理： 灯丝为金属材料，电流热效应使温度升高，电阻率增大、电阻变大；采用分压式实现电压从零连续调节，电流表外接减小系统误差，图像呈非线性曲线。 通关专练： 1．有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用： A．电压表（0～3V，内阻约10kΩ） B．电压表（0～5V，内阻约20kΩ） C．电流表（0～0.3A，内阻约1Ω） D．电流表（0～0.6A，内阻约0.4Ω） E．滑动变阻器（5Ω，1A） F．滑动变阻器（500Ω，0.2A） G．学生电源（直流输出4V）及开关、导线等 (1)实验中电压表应选用__________，电流表应选用___________。为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用______（用序号字母表示）。 (2)请在方框内画出满足实验要求的电路图_______，并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图________。 考法2.DIS数字化传感器 核心原理： 利用电压、电流传感器实时采集数据，自动绘制特性曲线；规避人工读数、描点带来的偶然误差，实验规律与传统操作完全一致。 通关专练： 2．某实验小组通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线，并研究灯丝的导电特点。 (1)实验中用电流传感器代替电流表，请将图甲的电路图补充完整______。 (2)滑动变阻器有两种规格，本实验应选_________（填标号）。 A．最大阻值5Ω B．最大阻值1000Ω (3)某次测得的电流，电压，此状态下小灯泡电阻的测量值_________，测量值比真实值偏_________（填“大”或“小”）。 (4)描绘出小灯泡的曲线如图乙所示，可以得出灯丝材料的电阻率随温度的升高而变_________（填“大”或“小”）。 (5)若小灯泡与R=1.5Ω的定值电阻并联，连接在E=3.0V、r=1.5Ω的电源正负极间，如图丙所示。小灯泡的电流为_________，实际消耗的功率为_________。 考法3.发光二极管伏安特性 核心原理： 具备单向导电性，正向存在导通阈值电压，低压无电流；反向电压下完全截止，伏安特性高度非线性，仍采用分压外接电路测量。 通关专练： 3．某同学拟利用发光二极管等器材制作一个创意贺卡，需要首先测定发光二极管的伏安特性。主要实验器材有：直流电源E（5V，内阻不计），电压表（，内阻约），电流表（，内阻约），滑动变阻器，发光二极管D（正常发光时电阻约为几十欧姆）。 （1）该同学测定发光二极管D两端电压在范围内的伏安特性的电路如图所示，图中只连接了部分电路，还需要连接c点与________点，e点与________点。 （2）测得的伏安特性曲线如图所示，当工作电流为时，发光二极管两端的电压约为________V。 （3）该同学设计的创意贺卡的电路如图所示。已知电源E的电动势为5V（内阻不计），音乐芯片的等效电阻为，其阻值为，若取该发光二极管的工作电流为，则电阻的取值应为________（结果保留2位有效数字）。 考法4.直流电动机伏安特性 核心原理： 电动机属于非纯电阻元件，转动时产生反电动势阻碍电流增大；电压升高转速加快，反电动势增强，电流变化趋于平缓；电能同时转化为机械能和内能，不适用纯电阻欧姆定律。 通关专练： 4．从玩具车上拆下一个小电动机M，用一节5号干电池为它直接供电，发现电动机并不转动。将两节5号电池串联起来为该电动机直接供电，这时电动机转动起来了，但是转速较低。为较完整地描绘该电机通电后电流与电压的关系，某同学设计了图甲的电路进行实验，图中各器材的规格如下： A．电压表V（量程0~1V，内阻1.0kΩ）； B．电流表A（量程为0~1A，内阻约0.2Ω）； C．滑动变阻器R（最大阻值20Ω，额定电流2.0A）； D．电阻箱R₀（最大阻值9999.9Ω） (1)为完成实验，电阻箱的阻值应调为___________（填“2000.0Ω”或“4000.0Ω”）。 (2)正确选择的值后，调节R的滑片使电动机两端的电压逐渐变大，记录电压表V的示数U与电流表A的示数I并描在了图乙中，请在图乙中作出该电动机的I-U图线。 (3)由图乙可知该电动机线圈的电阻为___________Ω。（保留两位有效数字） (4)若两节5号电池串联的电动势为3.0V，内阻为0.5Ω，用它为该电机直接供电时，电动机输出的机械功率为___________W。（保留两位有效数字） 考法5.光敏电阻的伏安特性 核心原理： 光敏电阻为半导体元件，阻值受光照强度控制；光照越强，载流子浓度越高，阻值越小；固定光照可测近似线性伏安特性，改变光照可获得一簇特性曲线。 通关专练： 5．某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表（0～20 V）、数字电流表（0～20 mA）、滑动变阻器R（最大阻值50 Ω，1.5 A）、白炽灯、可调电阻R1（0～50 kΩ）、发光二极管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。 (1)判断发光二极管的极性 使用多用电表的“×10 k”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置（见图2）。由此判断M端为二极管的__（填“正极”或“负极”）。 (2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性 ①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线L1、L2和L3的另一端应分别连接滑动变阻器的__、__、__接线柱（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。 ②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而__（填“增大”或“减小”）。 考法6.磁敏电阻的伏安特性 核心原理： 磁敏电阻属于磁控半导体元件，阻值随外界磁感应强度变化；磁场越强，内部载流子运动受洛伦兹力调控，电阻发生明显变化；控制磁场强弱恒定可测对应伏安特性，改变磁场强度，可绘制一簇不同的伏安特性曲线。 通关专练： 6．磁阻效应指的是物质在磁场中电阻发生变化的现象。如图甲所示的磁敏电阻就是具有磁阻效应的电阻元件。为了测量并描绘磁敏电阻RM的阻值随磁感应强度B的变化的曲线，设计了如图乙所示的电路，电路还没有连接完整。电路中的器材：电源E（6V）、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω），电压表V（量程0~3V的内阻为2kΩ）和毫安表A（选用量程为0~6mA，内阻忽略），磁敏电阻RM，定值电阻R0，开关、导线若干。 （1）请用笔代替导线在乙图中将电路补充完整___________，并选择一个阻值合理的定值电阻R0=___________（选填“2kΩ”“200Ω”或“20Ω”）。 （2）实验中得到该磁敏电阻阻值RM随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示。 （3）某次测量时电压表的示数如图丙所示，电流表读数为1.0mA，对应的磁感应强度大小为___________T（保留2位小数）。 （4）现利用该磁敏电阻制作了一种报警器，电路如图戊所示。图中E为直流电源（电动势为6.0V，内阻不计），Ra和Rb中有一个是磁敏电阻。电压输出部分电路可以等效为电阻Rb与阻值为8kΩ的电阻并联，报警器的工作电压等于Rb两端的电压，报警器的工作电压达到或超过3V时，报警器报警。要求当磁感应强度等于或小于0.32T，报警器报警，则图中___________（填“Ra”或“Rb”）是磁敏电阻，另一固定电阻的阻值应为___________kΩ（保留3位有效数字）。 十四.测量未知电阻 考法1.伏安法 核心原理： 依据欧姆定律，电流表外接，适合测小电阻；减小电压表分流误差，多次测量取平均值减小偶然误差。或电流表内接，适合测大电阻；减小电流表分压误差，利用串联电压规律完成测量。 通关专练： 1．利用如图甲所示的电路探究电流表的不同接法对电阻测量误差大小的影响，实验器材如下： 电压表V（测量范围0~3V，内阻约为）； 电流表A（测量范围0~0.6A，内阻约为）； 电阻箱（）； 滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A）； 学生电源（输出电压3V） 开关S，单刀双掷开关K，导线若干 (1)请用连线代替导线把图乙所示的电路连接补充完整______； (2)按照甲图正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片调到______（填“左”或“右”）端，闭合开关S，将单刀双掷开关K与、中的某一端相连接，将电阻箱的阻值调为，改变滑动变阻器的触片位置，测得多组、值，拟合出图像，如图丙中的直线①（直线方程如图）；保持单刀双掷开关K的连接不变，再将电阻箱的阻值调为，改变滑动变阻器的触片位置，测得多组、值，拟合出图像，如图丙中的直线②（直线方程如图）；根据图丙中的信息，判断此实验过程中单刀双掷开关K与______（选填“”或“”）端相连； (3)已知测量电阻的相对误差 ①保持单刀双掷开关K与端相连接，电阻箱的阻值调整为，测出对应的、值，并计算出所测电阻箱电阻的相对误差，改变电阻箱的阻值，重复以上测量，并描绘出图像。下列的关系图像可能正确的是______： A．B． C．D． ②实验中将电阻箱的阻值调为，当单刀双掷开关K分别与、连接时，两种情况下所测电阻的相对误差相等，则电流表内阻、电压表内阻和之间的关系为______（用、表示）。 考法2.安安法 核心原理： 待测电阻与定值电阻并联，并联电压相等；利用两支路电流与电阻成反比，由分流规律间接计算未知电阻。 通关专练： 2．某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 (1)该同学首先利用多用电表电阻“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值。示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值________。 (2)该同学为了进一步探究此热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最________（选填“左”或“右”）端。在某次测量中，若毫安表的示数为2.5mA，的示数为1.50mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为________（结果保留两位有效数字）。 (3)经过多次测量，该同学得到热敏电阻阻值随温度变化的关系图像如图丙所示，可知该热敏电阻的阻值随温度降低越来越________（选填“大”或“小”）。 (4)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势，定值电阻，长度的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液（热敏电阻）的温度为30℃，油液外热敏电阻的温度为70℃，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为________cm（结果保留一位有效数字）。 考法3.伏伏法 核心原理： 待测电阻与定值电阻串联，串联电流相等；利用两用电器电压与电阻成正比，由分压规律推导求解未知电阻。 通关专练： 3．实验小组准备测量电压表V的内电阻。可选用的器材有： 多用电表； 电源（电动势5V）； 待测电压表V（量程3V）； 电压表（量程5V；内阻约）； 定值电阻（阻值为）； 滑动变阻器（最大阻值）； 滑动变阻器（最大阻值）； 开关S，导线若干。 (1)首先使用多用电表的欧姆挡测量电压表V的内电阻。将欧姆表的选择开关置于电阻挡“”位置，___________（填“红”或“黑”）表笔与电压表正接线柱相连，指针位置如图甲所示，测得该电压表的内电阻为___________。 (2)为提高测量的精度，实验小组设计如图乙所示的电路，滑动变阻器应选___________（填“”或“”）； (3)闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑到某一位置时，电压表、待测电压表V的示数分别为，待测电压表V的内电阻为___________（结果保留3位有效数字）。 考法4.电阻箱替代法 核心原理： 保持电路结构与滑片位置不变，用电阻箱替换待测电阻；调节电阻箱使电表示数相同，电阻箱读数即为未知电阻阻值。 通关专练： 4．某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E和内阻r及电阻的阻值。实验器材有：待测电源，待测电阻，电压表V（量程0~3V，内阻很大可视为理想表），电阻箱R（0~99.99Ω），单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。 (1)先测电阻的阻值。请将该同学的操作补充完整： A．闭合，将切换到a，调节电阻箱，读出其示数和对应的电压表示数； B．保持电阻箱示数不变，_____________，读出电压表的示数； C． 电阻的表达式为=__________。 (2)该同学已经测得电阻，继续测电源电动势E和内阻r，其做法是：闭合，将切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势E=__________V，内阻r=________Ω。（结果保留两位有效数字） 考法5.半偏法 核心原理： 利用并联分流原理，控制总电路不变；电表半偏时，并联辅助电阻与电表内阻相等，类比迁移可间接测量未知电阻。 通关专练： 5．某同学为了测量一微安表G的内阻并扩大其量程，实验室提供如下器材：数字式多用电表A（电压挡内阻视为无穷大），滑动变阻器，电阻箱，两节干电池，开关与导线若干。 （1）该同学使用数字式多用电表检测干电池，以下操作正确的是__________ A．用直流电压挡测量电池两极间的电压得到电动势 B．用欧姆挡测量电池两极间的电阻得到电池内阻 （2）如图甲为数字多用电表的插孔面板，该同学设计了图乙所示的电路，将数字多用电表A调至直流电流挡，黑表笔插在图甲中的公共端孔，则红表笔应插在图甲中__________孔（填“”“”或“”）； （3）用笔画线代替导线，根据图乙将图丙中的实物图连接完整；__________ （4）将的阻值调至最大，合上开关，调节使G的指针偏转到满刻度，记下此时A的示数，合上开关，反复调节和的阻值，使A的示数仍为，使G的指针偏转到满刻度的一半，此时的示数为； （5）仅从实验设计原理看，用上述方法得到的G内阻的测量值__________真实值（填“大于”“等于”或“小于”）； （6）若要将G的量程扩大为，结合实验测得的结果，须在G上并联的分流电阻__________（用、、表示）。 考法6.惠斯通电桥法 核心原理： 由四个电阻构成桥式电路，调节标准电阻使电桥平衡、中间灵敏电流计示数为零；对角电阻乘积相等，满足 ，精准计算未知电阻，系统误差极小。 通关专练： 6．某实验小组自制了一台氧气流量计，其结构如图甲所示，氧气从进气口进入腔体冲击应变片，应变片发生形变，阻值随之变化。应变片接在图乙所示的电路中，其中电源电动势，定值电阻，，应变片的阻值随氧气流量变化的关系如图丙所示。闭合开关S，当流量变化时，、两点间的电压会随之改变。在、间接入电压传感器，利用电压传感器的示数可算出流量。电源内阻不计，电压传感器的内阻可视为无穷大。 (1)按照图乙，将图丁中的实物连线补充完整____。 (2)当氧气流量时，________mV。 (3)当氧气流量时，、两点的电势关系为________（填“”“＜”或“”）。 (4)当电压传感器的示数为4mV时，氧气流量________。 (5)当环境温度升高时，应变片阻值增大，该变化会导致氧气流量的测量值________（填“偏大”或“偏小”）。为减小因温度升高带来的误差，可采用的方法是________（写出一种方法）。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $