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：十七.用多用电表测量电学中的物理量 十八.观察电容器充、放电现象

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9 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：十七.用多用电表测量电学中的物理量 十八.观察电容器充、放电现象。 十七.用多用电表测量电学中的物理量 考法1.欧姆表简易制作 核心原理： 以灵敏电流计为表头，串联内置电源、固定定值电阻与调零可变电阻，短接表笔满偏调零，依据闭合电路欧姆定律标定电阻刻度，组装成完整欧姆表。 通关专练： 1．某实验小组计划自己制作一块简易的多用电表，他们找了一块电流表（满偏电流，内阻）进行改装，欲改装成集电流表、电压表、欧姆表为一体的一块多用电表，选用合适的元件按图示的电路连接。 (1)改装电流表：闭合开关S，使用P、b作为新电流表的接线柱，要改装成量程为0~10.0mA的电流表，应选电阻______； (2)改装电压表：闭合开关S，使用P、c作为新电压表的接线柱，要改装成量程为0~9.0V的电压表，应选电阻______； (3)改装欧姆表（×1挡和×10挡）：使用P、a作为欧姆表的接线柱，则______（选填“P”或“a”）接红表笔。已知电池的电动势为1.5V，内阻不计。如果要使用“×1挡”，开关S应______（选填“闭合”或“断开”）。现使用“×10挡”测量某一电阻，正确操作，发现电流表的指针指在“”的位置，则被测电阻的阻值为______。 考法2.欧姆表倍率切换 核心原理： 欧姆表中值电阻等于内部总内阻，通过更换内部串联电阻、改变总内阻大小，实现不同倍率换挡，满偏调零满足闭合电路规律。 通关专练： 2．如图所示，图1为某多用电表中欧姆表的内部电路图，该欧姆表有“”及“”两个挡位可选。图1中电源的电动势为，内阻为，在挡位切换时电源的电动势和内阻不变。灵敏电流计的内阻为，满偏电流为，定值电阻。图2为该多用电表的表盘，欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。不计导线的电阻，请回答下列问题： （1）在正确操作的情况下，图1中b表笔应为_________表笔（填红”或黑”）。 （2）若欧姆表的倍率调为“”挡，则图1中对应单刀双掷开关应拨至_________位置（填1”或2”）。经表笔短接欧姆调零之后进行测量电阻，发现指针位于20与30正中间，则测量值_________（填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）若将欧姆表的倍率调为“”挡，进行欧姆调零后接在另一个待测电阻的两端，稳定后指针指在灵敏电流计满偏刻度的处，则通过计算可知该待测电阻的阻值为_________. （4）若将图1中单刀双掷开关拨至2后，进行欧姆调零，当调零完毕时，滑动变阻器接入电路的阻值为R=_________。 考法3.欧姆表规范使用 核心原理： 依据欧姆挡电路工作要求，遵循断电测量、挡位选择、欧姆调零、单次测量、用完复位操作逻辑，保证内部闭合回路正常工作，减小系统误差。 通关专练： 3．多用电表是一种多功能仪表，如图甲为多用电表外形图。某物理实验小组使用该多用电表进行实验探究，遇到下列问题，请帮助解答： (1)当用“”倍率的欧姆挡测量某电阻的阻值时，发现指针偏转角太大，为了测量结果比较准确，应旋转______（选填“S”、“T”或“K”），换用______（选填“×10”或“×1k”）倍率的欧姆挡； (2)图乙为“×10”、“×100”两种倍率的欧姆挡内部电路示意图。若已知电流表G的内阻，则的阻值为______； (3)若已知电源电动势为，结合图乙、图丙所示，可得电流表G的满偏电流______，正确使用该多用电表“×100”倍率挡测量某电阻的阻值，电表读数如图丙所示，被测电阻的阻值为______。 考法4.电学黑箱揭秘 核心原理： 依靠多挡位差异化特征判定元件，电压挡判电源、正反欧姆测量判二极管、指针偏转回落判电容、恒定阻值判纯电阻。 通关专练： 4．黑箱外有编号为1、2、3的三个接线柱，黑箱内有电阻、二极管、电容器各1个，用多用电表探测黑箱内电学元件的实验中，某次测量结果如下，第一步：1、3间正反接电阻值相等；第二步：黑表笔接1、红表笔接2点时电阻很小，反接时电阻很大；第三步：黑表笔接3点、红表笔接2点时指针先摆向“”刻度线再返回指向一定确定值，但其电阻值比第一步中测得的电阻值略大一些，反接时现象相似但比第一步中测得的电阻值大得多。依据以上结论可判断箱内元件接法为（　　） A． B． C． D． 考法5.电路故障探测 核心原理： 断电用欧姆挡测电阻、通电用电压挡测电势差；断路两点间电势差接近电源电压、电阻无穷大，短路两点间电压为零、电阻近似为零。 通关专练： 5．某实验小组使用如图甲所示的多用电表进行了一系列实验。使用前，该多用电表的指针已经指在表盘左侧“0”刻度线处。 (1)将电表的选择开关旋至“”挡，然后将红黑表笔短接，通过调节图甲中的__________（选填“”或“”），让指针指在表盘右侧“”处。接着，用该表测量一个电阻的阻值，测量时指针位置如图乙所示，则该电阻的测量值为_____。随后又用此挡位去测量另一个电阻，发现指针偏转角度过大，为了较准确地进行测量，接下来的合理操作步骤是__________（请选择并按合理顺序填写序号）。 ①将选择开关旋至“×1”挡 ②将选择开关旋至“×100”挡 ③将两表笔与被测电阻两端接触，读取示数 ④将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处 (2)如图丙，电池、开关和灯泡接成串联电路，开关闭合后发现灯泡不亮。用上述多用电表检测电路故障时，将选择开关旋至直流电压挡，并将红、黑表笔分别与E、F接触，发现指针有明显偏转，则故障原因可能是__________。 A．开关接触不良 B．灯泡被短路 C．灯泡和底座接触不良 (3)为了测量多用中表“×1”挡内部电源的电动势与某毫安表的内电阻，该小组同学先从表盘上读出多用电表“”挡的内电阻为，再将待测毫安表、电阻箱和“”挡的多用电表串联在一起，通过调节电阻箱阻值，记录下多组毫安表、电阻箱的示数和，并作出相应的关系图线，如图丁所示。根据图像，可求得多用电表“”挡内部电源的电动势为_____V，待测毫安表的内阻为__________。（结果均保留2位有效数字） 考法6.粗测电源电动势与内阻 核心原理： 直流电压挡开路测量近似等于电源电动势，结合外接已知电阻与闭合电路欧姆定律，联立算式粗求电源内阻。 通关专练： 6．学习了“练习使用多用电表”以及“测电源电动势和内阻”实验后，某物理研究小组设计了以下实验，请回答下列问题： (1)如图甲所示，当选择开关旋转到位置“1”时，多用电表用来测量（　　） A．直流电压 B．直流电流 C．电阻 (2)用多用电表测量某元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转如图乙所示，若想测量更精确一些，需要选择倍率为______（填“×10”或“×1k”）的电阻挡，重新欧姆调零后再次进行测量。 (3)把图甲中选择开关旋转到位置3，则A表笔是______（选择“红”或“黑”）表笔，欧姆调零后，使A、B表笔分别与图丙中的M、N相连，从而测量该挡位下的欧姆表内电源的电动势和欧姆表的内阻R0。实验中测出多组电压表的电压U和电阻箱的电阻R，根据记录的数据，作出图线，如图丁所示。由图线可得欧姆表内阻R0=______（用字母a、b表示）。 (4)在不考虑实验偶然误差的情况下，这种方法中电源电动势的测量值______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 十八.观察电容器充、放电现象 考法1.发光二极管演示充放电 核心原理： 发光二极管单向导电，充电时二极管亮一下，放电时反向不亮（或反向另一只亮），直观看到充放电一瞬间有电流，过后电流为零。 通关专练： 1．电容储能已经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下： 电容器C（额定电压，电容标识不清）； 电源E（电动势，内阻不计）； 电阻箱（阻值）； 滑动变阻器（最大阻值，额定电流）； 电压表V（量程，内阻很大）； 发光二极管，开关，电流传感器，计算机，导线若干。 回答以下问题： （1）按照图甲连接电路，闭合开关，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向___________端滑动（填“a”或“b”）。 （2）调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为___________V（保留1位小数）。    （3）继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为时，开关掷向1，得到电容器充电过程的图像，如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为___________C（结果保留2位有效数字）。 （4）本电路中所使用电容器的电容约为___________F（结果保留2位有效数字）。 （5）电容器充电后，将开关掷向2，发光二极管___________（填“”或“”）闪光。 考法2.换用不同阻值电阻放电 核心原理： 放电电阻越大，放电回路电流越小，放电速度越慢，放电时间越长；电阻越小，放电越快、瞬间结束。 通关专练： 2．如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计的金属球相连。观察静电计指针偏转角度的大小，可推知电容器两极板间电势差的大小。 (1)在实验中观察到的现象是______（填正确答案的标号）。 A．将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小 B．向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 C．将左极板右移，静电计指针的张角变小 D．将左极板拿走，静电计指针的张角变为零 (2)某同学用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质材料）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后各自接出引线，如图乙、丙所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。 ①为增大该电容器的电容，下列方法可行的有______（填正确答案的标号）。 A．增大电容纸的厚度    B．增大锡箔纸的厚度 C．减小电容纸的厚度    D．同时增大锡箔纸和电容纸的面积 ②用如图丁所示的电路观察电容器的放电电流变化。换用不同阻值的电阻R放电，在图戊中所描绘的a、b、c三条放电电流的i－t图线中，对应电阻最小的一条是______（填“a”“b”或“c”）。 ③a、b、c三条曲线中，a曲线与横轴围成的面积______（填“大于”“小于”或“等于”）b曲线与横轴围成的面积。 考法3.电压、电流传感器探究充放电 核心原理： 传感器实时记录数据，充电电压上升、电流衰减；放电电压下降、电流反向，画出变化图像。 通关专练： 3．电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛，使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势、内阻不计，充电前电容器带电量为零。先使S与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。 (1)在电容器充电与放电过程中，通过电阻的电流方向______（选填“相同”或“相反”）； (2)乙图中阴影部分的面积______（选填“>”、“<”或“=”）； (3)已知，则该电容器的电容值约为______法拉（计算结果保留两位有效数字）； (4)由甲、乙两图可判断阻值______（选填“>”或“<”）。 考法4.电容器并联充放电 核心原理： 电容器并联后总电容变大，总储电量增多，充电储存电荷更多，放电释放电流更大、放电过程更持久。 通关专练： 4．某实验小组用电流传感器观察两个并联电容器的充放电过程，设计的电路如图1所示。器材有：学生电源（9V，内阻可忽略）、2个相同的电容器（耐压值15V，电容3000μF）、灵敏电流计A（指针居中，内阻不计）、电流传感器（内阻不计）、电阻箱（0~9999Ω）、单刀双掷开关和导线若干。完成实验，并回答问题： (1)正确连接电路后，电阻箱各个旋钮调到如图2所示位置，单刀双掷开关S掷于1，一段时间后电容器充电完成，再将S掷于2，则 ①电阻箱接入电路的阻值为___________Ω； ②流过电流传感器的电流方向为___________（选填“a→b”或“b→a”）； ③已知灵敏电流计电流从左端流入时指针向左偏转，观察到灵敏电流计A指针偏转情况是___________；  （填序号） A．慢慢偏到左边并静止 B．迅速偏到右边并静止 C．慢慢偏到左边并迅速回到正中 D．迅速偏到右边并慢慢回到正中 (2)电流传感器记录放电电流I随时间t的变化情况如图3所示。图中图线与纵轴的交点坐标Im为___________mA，图线与横轴所围的面积为___________C； (3)若电容器充满电后，增大电阻箱的阻值，则放电时间___________（选填“变长”“变短”或“不变”）。 考法5.电容器漏电现象分析 核心原理： 介质绝缘性能差，电荷缓慢流失，电容器自动缓慢放电，示数无法保持稳定。 通关专练： 5．某同学用如图所示的电路探究 “10V，470μF”电容器的充放电规律。    （1） 关于实验中的电容器，下列说法正确的是_______； A．电容器的击穿电压为10V            B．电压低于10V，电容器不能工作 C．电容器电压为5V时，电容是235μF     D．电容器电压为5V时，电容仍是470μF （2） 按照图甲的电路图，把图乙中的器材连接成完整的实验电路__________。 （3）开关 S 接 1，电源给电容器充电，观察到电流表指针偏转情况为_________； A．逐渐偏转到某一刻度后保持不变    B．逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0 C．迅速偏转到某一刻度后保持不变    D．迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0 （4）开关S接1，微安表G的读数稳定时，并不为0，始终保持在12μA，出现这种现象的原因是电容器 _______ (选填“短路”或“漏电”)。 （5）将开关 S 接 2，电容器放电．在放电过程中，电流_______ (填“向上”或“向下”) 流过电阻箱R，若该电流大小为 i，电容器所带电荷量为Q，电容器两极板电势差为 U，电容器的电容为 C。下面关于 i、Q、U、C 随时间t 的变化的图像， 正确的是_______。 （6）下图为电容器放电时的I − t图像。电容器放电之前的电压为8.6V， 图像与横轴所包围的面积为86格，则可求得该电容器的实测电容值为__________ μF。(保留2位有效数字)    考法6.设计延长充放电时间 核心原理： 增大放电回路总电阻、选用大电容电容器，减小放电电流，减缓电荷中和速率，从而有效延长放电时长。 通关专练： 6．某同学用图甲所示的电路观察电容器的充放电情况。所用器材有：电源E（8V）、电容器C、电阻R、开关S、电压传感器、电流传感器、导线若干。 (1)在图甲所示的电路图中，传感器B为______（选填“电流”或“电压”）传感器。 (2)将开关S接1，给电容器充电，充电完成后，将开关S接2，电容器通过R放电。观察放电过程中电压传感器的电压随时间的变化其图像可能为______（选填“图乙”或“图丙”）。 (3)电容器放电时的图像如图丁所示，已知图线与坐标轴围成的面积表示电荷量，通过计算得到该电容器电容为______μF。（结果保留3位有效数字） (4)为了延长电容器的放电时间，请写出一种可行的方案______。 ( 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9 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：十七.用多用电表测量电学中的物理量 十八.观察电容器充、放电现象。 十七.用多用电表测量电学中的物理量 考法1.欧姆表简易制作 核心原理： 以灵敏电流计为表头，串联内置电源、固定定值电阻与调零可变电阻，短接表笔满偏调零，依据闭合电路欧姆定律标定电阻刻度，组装成完整欧姆表。 通关专练： 1．某实验小组计划自己制作一块简易的多用电表，他们找了一块电流表（满偏电流，内阻）进行改装，欲改装成集电流表、电压表、欧姆表为一体的一块多用电表，选用合适的元件按图示的电路连接。 (1)改装电流表：闭合开关S，使用P、b作为新电流表的接线柱，要改装成量程为0~10.0mA的电流表，应选电阻______； (2)改装电压表：闭合开关S，使用P、c作为新电压表的接线柱，要改装成量程为0~9.0V的电压表，应选电阻______； (3)改装欧姆表（×1挡和×10挡）：使用P、a作为欧姆表的接线柱，则______（选填“P”或“a”）接红表笔。已知电池的电动势为1.5V，内阻不计。如果要使用“×1挡”，开关S应______（选填“闭合”或“断开”）。现使用“×10挡”测量某一电阻，正确操作，发现电流表的指针指在“”的位置，则被测电阻的阻值为______。 【答案】(1)100(2)810(3) a 闭合 1500 【详解】（1）根据并联电路规律有 解得 （2）根据串并联电路规律有 解得 （3）[1]电流应从红表笔入，黑表笔出，使用P、a作为欧姆表的接线柱，则a接红表笔； [2]根据 电路中最大电流越大，内阻越小，挡位越小，如果要使用“×1挡”，开关S应闭合； [3] 现使用“×10挡”测量某一电阻，S断开，内阻为 发现电流表的指针指在“”的位置，则 解得 考法2.欧姆表倍率切换 核心原理： 欧姆表中值电阻等于内部总内阻，通过更换内部串联电阻、改变总内阻大小，实现不同倍率换挡，满偏调零满足闭合电路规律。 通关专练： 2．如图所示，图1为某多用电表中欧姆表的内部电路图，该欧姆表有“”及“”两个挡位可选。图1中电源的电动势为，内阻为，在挡位切换时电源的电动势和内阻不变。灵敏电流计的内阻为，满偏电流为，定值电阻。图2为该多用电表的表盘，欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。不计导线的电阻，请回答下列问题： （1）在正确操作的情况下，图1中b表笔应为_________表笔（填红”或黑”）。 （2）若欧姆表的倍率调为“”挡，则图1中对应单刀双掷开关应拨至_________位置（填1”或2”）。经表笔短接欧姆调零之后进行测量电阻，发现指针位于20与30正中间，则测量值_________（填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）若将欧姆表的倍率调为“”挡，进行欧姆调零后接在另一个待测电阻的两端，稳定后指针指在灵敏电流计满偏刻度的处，则通过计算可知该待测电阻的阻值为_________. （4）若将图1中单刀双掷开关拨至2后，进行欧姆调零，当调零完毕时，滑动变阻器接入电路的阻值为R=_________。 【答案】 黑 2 小于 75 1409 【详解】（1）[1]在欧姆表的使用过程中，应让电流从红表笔流入，黑表笔流出，黑表笔接内部电源正极，所以b表笔应为黑表笔； （2）[2][3]当开关拨至2时，灵敏电流计满偏时的干路电流为 此时欧姆表的中值电阻为 所以当开关拨至2时，欧姆表的倍率是“”，由于刻度盘为左密右疏”，因此小于； （3）[4]倍率选择“”挡时，欧姆表的内阻为 由闭合电路欧姆定律有 指针指在电流计满偏刻度的位置时，有 解得 （4）[5]当开关拨至2时，倍率为“”挡，欧姆表的内阻为 电路中并联部分的阻值为 所以滑动变阻器接入电路的电阻为 考法3.欧姆表规范使用 核心原理： 依据欧姆挡电路工作要求，遵循断电测量、挡位选择、欧姆调零、单次测量、用完复位操作逻辑，保证内部闭合回路正常工作，减小系统误差。 通关专练： 3．多用电表是一种多功能仪表，如图甲为多用电表外形图。某物理实验小组使用该多用电表进行实验探究，遇到下列问题，请帮助解答： (1)当用“”倍率的欧姆挡测量某电阻的阻值时，发现指针偏转角太大，为了测量结果比较准确，应旋转______（选填“S”、“T”或“K”），换用______（选填“×10”或“×1k”）倍率的欧姆挡； (2)图乙为“×10”、“×100”两种倍率的欧姆挡内部电路示意图。若已知电流表G的内阻，则的阻值为______； (3)若已知电源电动势为，结合图乙、图丙所示，可得电流表G的满偏电流______，正确使用该多用电表“×100”倍率挡测量某电阻的阻值，电表读数如图丙所示，被测电阻的阻值为______。 【答案】(1) K (2)2(3) 1 1600 【详解】（1）[1][2]指针偏角太大，通过表头的电阻太小，为了使指针指在中央刻线附近，应旋转选择开关K，换用小倍率，即选“×10”倍率测量。 （2）图乙中，开关S闭合时，流过电源的电流较大，得到欧姆表的中值电阻较小，为较低倍率的欧姆挡，开关S断开时则为较高倍率的欧姆挡。开关S闭合，相当于电流表量程扩大10倍，干路电流为，则流过的电流为，则有 解得 （3）[1]当开关S断开时，结合上述可知，倍率为“×100”挡，由图丙可知中值电阻为1500Ω，故电流表G的满偏电流 [2]根据欧姆表的读数规律，图丙中指针指示的数字为16.0，乘以倍率“×100”后得到的测量值为1600Ω。 考法4.电学黑箱揭秘 核心原理： 依靠多挡位差异化特征判定元件，电压挡判电源、正反欧姆测量判二极管、指针偏转回落判电容、恒定阻值判纯电阻。 通关专练： 4．黑箱外有编号为1、2、3的三个接线柱，黑箱内有电阻、二极管、电容器各1个，用多用电表探测黑箱内电学元件的实验中，某次测量结果如下，第一步：1、3间正反接电阻值相等；第二步：黑表笔接1、红表笔接2点时电阻很小，反接时电阻很大；第三步：黑表笔接3点、红表笔接2点时指针先摆向“”刻度线再返回指向一定确定值，但其电阻值比第一步中测得的电阻值略大一些，反接时现象相似但比第一步中测得的电阻值大得多。依据以上结论可判断箱内元件接法为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】用欧姆表红、黑表笔分别在1、3间正反接，电表指针稳定后所测电阻值相等，说明1、3间为定值电阻；黑表笔接1、红表笔接2时电阻很小，反接时电阻很大，说明1、2间为二极管，且1接二极管正极；黑表笔接3、红表笔接2时电表指针稳定后所测电阻值比第一步中所测电阻值略大一些，反接时电表指针稳定后所测电阻值比第一步中所测电阻值大得多，说明2、3之间为电容器，黑表笔接3、红表笔接2时，欧姆表测量的是定值电阻和二极管正向电阻的总电阻，红表笔接3、黑表笔接2时，欧姆表测量的是定值电阻和二极管反向电阻的总电阻；故ABC错误，D正确。 故选D。 考法5.电路故障探测 核心原理： 断电用欧姆挡测电阻、通电用电压挡测电势差；断路两点间电势差接近电源电压、电阻无穷大，短路两点间电压为零、电阻近似为零。 通关专练： 5．某实验小组使用如图甲所示的多用电表进行了一系列实验。使用前，该多用电表的指针已经指在表盘左侧“0”刻度线处。 (1)将电表的选择开关旋至“”挡，然后将红黑表笔短接，通过调节图甲中的__________（选填“”或“”），让指针指在表盘右侧“”处。接着，用该表测量一个电阻的阻值，测量时指针位置如图乙所示，则该电阻的测量值为_____。随后又用此挡位去测量另一个电阻，发现指针偏转角度过大，为了较准确地进行测量，接下来的合理操作步骤是__________（请选择并按合理顺序填写序号）。 ①将选择开关旋至“×1”挡 ②将选择开关旋至“×100”挡 ③将两表笔与被测电阻两端接触，读取示数 ④将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处 (2)如图丙，电池、开关和灯泡接成串联电路，开关闭合后发现灯泡不亮。用上述多用电表检测电路故障时，将选择开关旋至直流电压挡，并将红、黑表笔分别与E、F接触，发现指针有明显偏转，则故障原因可能是__________。 A．开关接触不良 B．灯泡被短路 C．灯泡和底座接触不良 (3)为了测量多用中表“×1”挡内部电源的电动势与某毫安表的内电阻，该小组同学先从表盘上读出多用电表“”挡的内电阻为，再将待测毫安表、电阻箱和“”挡的多用电表串联在一起，通过调节电阻箱阻值，记录下多组毫安表、电阻箱的示数和，并作出相应的关系图线，如图丁所示。根据图像，可求得多用电表“”挡内部电源的电动势为_____V，待测毫安表的内阻为__________。（结果均保留2位有效数字） 【答案】(1) 150 ①④③(2)C(3) 1.5/1.4/1.6 15/14/16 【详解】（1）[1]将电表的选择开关旋至“”挡，然后将红黑表笔短接，通过调节图甲中的（欧姆调零旋钮），让指针指在表盘右侧“”处。 [2]接着，用该表测量一个电阻的阻值，测量时指针位置如图乙所示，则该电阻的测量值为 [3]随后又用此挡位去测量另一个电阻，发现指针偏转角度过大，可知待测电阻阻值较小，应将选择开关旋至“×1”挡，再将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处，然后将两表笔与被测电阻两端接触，读取示数。故合理操作步骤是①④③。 （2）如图丙，电池、开关和灯泡接成串联电路，开关闭合后发现灯泡不亮。将选择开关旋至直流电压挡，并将红、黑表笔分别与E、F接触，发现指针有明显偏转，可知E到电池A处连接完好，F到电池B处连接完好，E、F之间断开，所以故障原因可能是灯泡和底座接触不良。 故选C。 （3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 由作出的图像可得 当数据，代入可得 解得 考法6.粗测电源电动势与内阻 核心原理： 直流电压挡开路测量近似等于电源电动势，结合外接已知电阻与闭合电路欧姆定律，联立算式粗求电源内阻。 通关专练： 6．学习了“练习使用多用电表”以及“测电源电动势和内阻”实验后，某物理研究小组设计了以下实验，请回答下列问题： (1)如图甲所示，当选择开关旋转到位置“1”时，多用电表用来测量（　　） A．直流电压 B．直流电流 C．电阻 (2)用多用电表测量某元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转如图乙所示，若想测量更精确一些，需要选择倍率为______（填“×10”或“×1k”）的电阻挡，重新欧姆调零后再次进行测量。 (3)把图甲中选择开关旋转到位置3，则A表笔是______（选择“红”或“黑”）表笔，欧姆调零后，使A、B表笔分别与图丙中的M、N相连，从而测量该挡位下的欧姆表内电源的电动势和欧姆表的内阻R0。实验中测出多组电压表的电压U和电阻箱的电阻R，根据记录的数据，作出图线，如图丁所示。由图线可得欧姆表内阻R0=______（用字母a、b表示）。 (4)在不考虑实验偶然误差的情况下，这种方法中电源电动势的测量值______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】(1)B(2)×10(3) 红 (4)小于 【详解】（1）此时表头与右侧电阻串联后再与左侧电阻并联，根据并联电路的分流原理，为量程较大的电流表，故选B。 （2）指针的偏转角度较大，说明待测电阻较小，应换较低倍率的挡位，需要选择倍率为×10挡 （3）[1]当选择开关旋转到位置“3”或“4”时，B表笔接欧姆表的电源正极，电流从其流出，据电表电流的“红进黑出”，B表笔为黑表笔，则A表笔是红表笔 [2]由闭合电路的欧姆定律有 整理得 故，斜率 联立解得 （4）由于考虑电表的内阻的影响有 此时， 故电源电动势的测量值小于真实值。 十八.观察电容器充、放电现象 考法1.发光二极管演示充放电 核心原理： 发光二极管单向导电，充电时二极管亮一下，放电时反向不亮（或反向另一只亮），直观看到充放电一瞬间有电流，过后电流为零。 通关专练： 1．电容储能已经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下： 电容器C（额定电压，电容标识不清）； 电源E（电动势，内阻不计）； 电阻箱（阻值）； 滑动变阻器（最大阻值，额定电流）； 电压表V（量程，内阻很大）； 发光二极管，开关，电流传感器，计算机，导线若干。 回答以下问题： （1）按照图甲连接电路，闭合开关，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向___________端滑动（填“a”或“b”）。 （2）调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为___________V（保留1位小数）。 （3）继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为时，开关掷向1，得到电容器充电过程的图像，如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为___________C（结果保留2位有效数字）。 （4）本电路中所使用电容器的电容约为___________F（结果保留2位有效数字）。 （5）电容器充电后，将开关掷向2，发光二极管___________（填“”或“”）闪光。 【答案】 b 6.5 【详解】（1）[1]滑动变阻器分压式接法，故向b端滑动充电电压升高； （2）[2]量程15 V，每个小格0.5 V，估读，故6.5 V； （3）[3]图像所围的面积，等于电容器存储的电荷量，38个小格，故电容器存储的电荷量为C； （4）[4]由电容的定义式得：F； （5）[5]开关掷向2，电容器放电，故闪光。 考法2.换用不同阻值电阻放电 核心原理： 放电电阻越大，放电回路电流越小，放电速度越慢，放电时间越长；电阻越小，放电越快、瞬间结束。 通关专练： 2．如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计的金属球相连。观察静电计指针偏转角度的大小，可推知电容器两极板间电势差的大小。 (1)在实验中观察到的现象是______（填正确答案的标号）。 A．将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小 B．向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 C．将左极板右移，静电计指针的张角变小 D．将左极板拿走，静电计指针的张角变为零 (2)某同学用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质材料）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后各自接出引线，如图乙、丙所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。 ①为增大该电容器的电容，下列方法可行的有______（填正确答案的标号）。 A．增大电容纸的厚度    B．增大锡箔纸的厚度 C．减小电容纸的厚度    D．同时增大锡箔纸和电容纸的面积 ②用如图丁所示的电路观察电容器的放电电流变化。换用不同阻值的电阻R放电，在图戊中所描绘的a、b、c三条放电电流的i－t图线中，对应电阻最小的一条是______（填“a”“b”或“c”）。 ③a、b、c三条曲线中，a曲线与横轴围成的面积______（填“大于”“小于”或“等于”）b曲线与横轴围成的面积。 【答案】(1)C(2) CD 等于 【详解】（1）A．电容器带电后与电源断开，电容器极板所带电荷量一定，根据，可知，将左极板向上移动一段距离，极板正对面积减小，电容减小，则电势差增大，即静电计指针的张角变大，A错误； B．结合上述可知，向两板间插入陶瓷片时，介电常数增大，电容增大，则电势差减小，静电计指针的张角变小，B错误； C．结合上述可知，将左极板右移，极板之间间距减小，电容增大，电势差减小，则静电计指针的张角变小，C正确； D．结合上述可知，将左极板拿走，右极板带正电，右极板与接地点之间电势差不等于零，即静电计指针的张角不会变为零，D错误。 故选C。 （2）[1]AC．两片锡箔纸做电极，电容纸为绝缘介质，两片锡箔纸可以等效为平行板电容器，由于用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，改变电容纸的厚度相当于改变极板之间的间距，根据，当电容纸的厚度增大时，极板间距增大，电容减小，当电容纸的厚度减小时，极板间距减小，电容增大，A错误，C正确； B．结合上述，增大锡箔纸的厚度时，极板间距不变，电容不变，B错误； D．结合上述可知，同时增大锡箔纸和电容纸的面积，相当于增大极板正对面积，则电容增大，D正确。 故选CD。 [2]电容器充电稳定后，极板之间电压的最大值一定，根据欧姆定律可知，电阻越小，电流的最大值越大，可知，a、b、c三条曲线中，对应电阻最小的一条是b。 [3]由于三次充电电量相等，所以三条曲线与横轴围成面积相等。 考法3.电压、电流传感器探究充放电 核心原理： 传感器实时记录数据，充电电压上升、电流衰减；放电电压下降、电流反向，画出变化图像。 通关专练： 3．电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛，使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势、内阻不计，充电前电容器带电量为零。先使S与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。 (1)在电容器充电与放电过程中，通过电阻的电流方向______（选填“相同”或“相反”）； (2)乙图中阴影部分的面积______（选填“>”、“<”或“=”）； (3)已知，则该电容器的电容值约为______法拉（计算结果保留两位有效数字）； (4)由甲、乙两图可判断阻值______（选填“>”或“<”）。 【答案】(1)相反(2)＝(3)0.15(4) 【详解】（1）由图甲可知，电容器充电时，通过电阻R0的电流方向向左，放电时通过R0的电流方向向右，故在电容器充电与放电过程中，通过电阻的电流方向相反。 （2）曲线图像与对应时间轴所围成的面积表示电荷量，充电和放电电荷量相等，所以乙图中阴影部分的面积相等。 （3）由于电源内阻不计，可知电容器两端电压等于电源电动势，则该电容器的电容值为 （4）由图乙可知，充电时的最大电流大于放电时的最大电流，则可知 考法4.电容器并联充放电 核心原理： 电容器并联后总电容变大，总储电量增多，充电储存电荷更多，放电释放电流更大、放电过程更持久。 通关专练： 4．某实验小组用电流传感器观察两个并联电容器的充放电过程，设计的电路如图1所示。器材有：学生电源（9V，内阻可忽略）、2个相同的电容器（耐压值15V，电容3000μF）、灵敏电流计A（指针居中，内阻不计）、电流传感器（内阻不计）、电阻箱（0~9999Ω）、单刀双掷开关和导线若干。完成实验，并回答问题： (1)正确连接电路后，电阻箱各个旋钮调到如图2所示位置，单刀双掷开关S掷于1，一段时间后电容器充电完成，再将S掷于2，则 ①电阻箱接入电路的阻值为___________Ω； ②流过电流传感器的电流方向为___________（选填“a→b”或“b→a”）； ③已知灵敏电流计电流从左端流入时指针向左偏转，观察到灵敏电流计A指针偏转情况是___________；  （填序号） A．慢慢偏到左边并静止 B．迅速偏到右边并静止 C．慢慢偏到左边并迅速回到正中 D．迅速偏到右边并慢慢回到正中 (2)电流传感器记录放电电流I随时间t的变化情况如图3所示。图中图线与纵轴的交点坐标Im为___________mA，图线与横轴所围的面积为___________C； (3)若电容器充满电后，增大电阻箱的阻值，则放电时间___________（选填“变长”“变短”或“不变”）。 【答案】(1) 1800 b→a D(2) 5 (3)变长 【详解】（1）①[1]由图2可知电阻箱接入电路的阻值为 ②[2]由电路图可知，充电后电容器右极板带正电，左极板带负电，则放电过程流过电流传感器的电流方向为b→a。 ③[3]已知灵敏电流计电流从左端流入时指针向左偏转，则开关S掷于2时，电容器进行放电，灵敏电流计电流从右端流入；刚开始由于电容器极板电压最大，所以放电电流最大，随着电容器所带电荷量的逐渐减小，电容器极板电压逐渐减小，则放电电流逐渐减小为0；可知观察到灵敏电流计A指针偏转情况是迅速偏到右边并慢慢回到正中。 故选D。 （2）[1]电容器充完电后极板间的电压为，由于两电容器为并联关系，所以放电时相当于两相同电源并联，电动势为；则图3中图线与纵轴的交点坐标为 [2]根据可知，图线与横轴所围的面积等于两电容器充完电所带的总电荷量，则有 （3）若电容器充满电后，增大电阻箱的阻值，放电电流与原来相比减小，则放电时间变长。 考法5.电容器漏电现象分析 核心原理： 介质绝缘性能差，电荷缓慢流失，电容器自动缓慢放电，示数无法保持稳定。 通关专练： 5．某同学用如图所示的电路探究 “10V，470μF”电容器的充放电规律。    （1） 关于实验中的电容器，下列说法正确的是_______； A．电容器的击穿电压为10V            B．电压低于10V，电容器不能工作 C．电容器电压为5V时，电容是235μF     D．电容器电压为5V时，电容仍是470μF （2） 按照图甲的电路图，把图乙中的器材连接成完整的实验电路__________。 （3）开关 S 接 1，电源给电容器充电，观察到电流表指针偏转情况为_________； A．逐渐偏转到某一刻度后保持不变    B．逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0 C．迅速偏转到某一刻度后保持不变    D．迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0 （4）开关S接1，微安表G的读数稳定时，并不为0，始终保持在12μA，出现这种现象的原因是电容器 _______ (选填“短路”或“漏电”)。 （5）将开关 S 接 2，电容器放电．在放电过程中，电流_______ (填“向上”或“向下”) 流过电阻箱R，若该电流大小为 i，电容器所带电荷量为Q，电容器两极板电势差为 U，电容器的电容为 C。下面关于 i、Q、U、C 随时间t 的变化的图像， 正确的是_______。 （6）下图为电容器放电时的I − t图像。电容器放电之前的电压为8.6V， 图像与横轴所包围的面积为86格，则可求得该电容器的实测电容值为__________ μF。(保留2位有效数字)    【答案】 D 见解析 D 漏电 向上 B 500μF 【详解】（1）[1]A．10V是电容器的额定电压，不是电容器的击穿电压，故A错误； B．10V是电容器的额定电压，电压低于10V时，电容器也能正常工作，故B错误； CD．电容与电容器所加电压无关，只与自身构造有关，可知电容器电压为5V时，电容仍是470μF，故C错误，D正确； 故选D； （2）[2]   （3）[3]开关 S 接 1，电源给电容器充电，电路瞬间有了充电电流，随着电容器所带电荷量逐渐增大，电容器两极板间的电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，所以此过程中观察到的电流表指针迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0，故ABC错误，D正确； 故选D； （4）[4]开关S接1，微安表G的读数稳定时，并不为0，始终保持在12μA，，电流较小，说明有直流电流通过电容器，电容器两极板之间绝缘性能下降，故出现这种现象的原因是电容器漏电； （5）[5]由电路图可知，电容器上极板与电源正极相连，故电容器充电完毕，断开开关，电容器上极板带正电，故放电过程中流过电阻箱R的电流方向向上； [6]ABC．放电过程中，电容器所带电荷量逐渐减小，根据电容的定义式，可知电容器极板间电压逐渐减小，则放电电流逐渐减小，根据电流的定义式 可知图像的斜率绝对值逐渐减小，故AC错误，B正确； D．电容器的电容在充放电过程中是不变的，电容只跟电容器的构造有关，故D错误； （6）[7]由可知，电荷量为曲线与坐标轴所围成的面积 由得 考法6.设计延长放电时间 核心原理： 增大放电回路总电阻、选用大电容电容器，减小放电电流，减缓电荷中和速率，从而有效延长放电时长。 通关专练： 6．某同学用图甲所示的电路观察电容器的充放电情况。所用器材有：电源E（8V）、电容器C、电阻R、开关S、电压传感器、电流传感器、导线若干。 (1)在图甲所示的电路图中，传感器B为______（选填“电流”或“电压”）传感器。 (2)将开关S接1，给电容器充电，充电完成后，将开关S接2，电容器通过R放电。观察放电过程中电压传感器的电压随时间的变化其图像可能为______（选填“图乙”或“图丙”）。 (3)电容器放电时的图像如图丁所示，已知图线与坐标轴围成的面积表示电荷量，通过计算得到该电容器电容为______μF。（结果保留3位有效数字） (4)为了延长电容器的放电时间，请写出一种可行的方案______。 【答案】(1)电压(2)图丙(3)400(4)增大电阻R的阻值,或换用容量更大的电容器 【详解】（1）由电路图可知，传感器B并联在电路两端，电压传感器并联接入电路，电流传感器串联接入电路，因此B为电压传感器。 （2）电容器放电过程中，两端电压从初始最大值逐渐减小到0，因此放电的图像符合图丙。 （3）图像与坐标轴围成的面积表示总电荷量。一个格子表示电荷量为 数格子估算面积可得，总电荷量 电容器充电后电压等于电源电动势，由电容定义 得 （4）电容器放电的时间常数为，要延长放电时间，可增大电阻的阻值，或换用容量更大的电容器，均可达到目的。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $