第3讲　电学实验基础 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电学实验核心技能，系统整合仪器操作、电路设计与误差分析方法，构建“原理-操作-数据-应用”完整逻辑链，培养科学探究与科学思维能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |仪器读数与电路纠错|2题|螺旋测微器/游标卡尺读数规则；分压式电路接线判断|从基本仪器使用到电路故障分析，夯实实验操作基础| |伏安法与特性曲线|2题|电流表内外接选择（小电阻外接）；I-U图像斜率分析电阻变化|结合欧姆定律，建立“测量方法-数据处理-规律探究”逻辑| |实验设计与误差分析|1题|限流/分压电路选择（干电池用限流）；系统误差来源判断|依据实验条件优化方案，培养科学论证能力| |应用拓展|1题|热敏电阻特性应用（串联分压控制）；参数匹配计算|从基础实验到实际应用，体现科学态度与责任|

第3讲　电学实验基础 (分值:50分) 1.(6分)采用如图甲所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率。 甲 乙 按照图甲连接实物图,如图乙所示。闭合开关前检查电路时,发现有一根导线接错,该导线为　　　　(选填“a”“b”或“c”)。若闭合开关,该错误连接会带来的问题有　 。 2.(8分)(2025广东深圳期末)为了“描绘小灯泡的伏安特性曲线”,某同学所用器材如下: A.待测小灯泡一个:额定电压为3 V,电阻约为几欧;B.电压表:量程为0~3 V,内阻约为3 kΩ;C.电流表:量程为0~0.6 A,内阻约为0.1 Ω;D.滑动变阻器一个,干电池两节,开关一个,导线若干。 (1)某同学画出该实验的原理图如图甲所示,但原理图不完整,请完成以下问题: ①图甲中未画出电压表和电流表,则应补充的部分是图乙中　　　　(选填“A”或“B”)。 ②图甲中开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于　　　　(选填“C端”“D端”或“C、D正中间”)。  (2)该同学画出小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示,由图丙可知,小灯泡的I-U图线不是一条直线,由此得出小灯泡的电阻随电压的增大而　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。 3.(8分)现有一合金制成的圆柱体,为测量该合金的电阻率,现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数分别如图甲和乙所示。 甲 乙 (1)圆柱体的直径为　　　 mm,长度为　　　 cm。  (2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10 Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20 kΩ。电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势E=4.5 V,内阻很小。则以下电路图中　　　　(填电路图下方的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏　　　　(选填“大”或“小”)。  4.(8分)(2024浙江1月选考)在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中,测得热敏电阻Rt在不同温度时的阻值如下表所示。 温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4 电阻/ (102 Ω) 220 160 100 60 45 30 25 15 某同学利用上述热敏电阻Rt、电动势E=3 V(内阻不计)的电源、定值电阻R(阻值有3 kΩ、5 kΩ、12 kΩ三种可供选择)、控制开关和加热系统,设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于20 ℃,现要求将室内温度控制在20~28 ℃范围,且1、2两端电压大于2 V,控制开关开启加热系统加热。 (1)实验应选择的电路是　　　　,定值电阻R的阻值应选　　　　kΩ;  (2)1、2两端的电压小于　　　　 V时,自动关闭加热系统(不考虑控制开关对电路的影响)。 5.(10分)(2024广东深圳期末)一电流表的表盘刻度清晰,但刻度值污损。某同学要测量其内阻,除了待测电流表之外,实验室提供的器材如下: A.电压表V(量程为0~3 V);B.电阻箱R'(0~999.9 Ω);C.滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω,额定电流为1 A);D.滑动变阻器R2(最大阻值为2 kΩ,额定电流为1 A);E.电源(电动势约为9 V,内阻约为1 Ω);F.开关一个、导线若干。 (1)如果采用如图甲所示的实验电路,选用的滑动变阻器为　　　　(选填“R1”或“R2”)。 (2)请用笔画线代替导线,将图乙中电路连接完整。 (3)连接好实验电路,在闭合开关S前将滑动变阻器的滑片调到　　　　(选填“a”或“b”)端,电阻箱的阻值调至最大。闭合开关S,调节滑动变阻器和电阻箱,当电流表读数为I时,记录电压表的读数U和电阻箱的阻值R',则电流表的内阻RA=　　　　。(由题中所给物理量表示)  6.(10分)某物理兴趣小组测定一段金属丝的电阻率,提供实验器材如下: A.待测金属丝R(电阻约8 Ω);B.电流表A(0~0.6 A,内阻约0.6 Ω);C.电压表V(0~3 V,内阻约3 kΩ);D.滑动变阻器R1(0~5 Ω,额定电流2 A);E.电源E(3 V,内阻不计);F.开关,导线若干。 (1)某同学用图甲所示仪器测量金属丝的直径,它的名称是　　　　;  甲 A.游标卡尺 B.螺旋测微器 (2)测量直径d时,其中一次测量如图乙所示,其读数d=　　　　 mm;  乙 (3)为使金属丝两端电压调节范围尽量大,并使测量结果尽量准确,四个电路图中,应该选用的是　　　　;  (4)实验过程中,调节滑动变阻器,测出6组电压U和电流I的数据,其中一组如图丙所示,此时金属丝两端的电压为　　　　,流过的电流为　　　　。  丙 答案： 1.答案 b　移动滑片时,电压表和电流表的示数不变,均为零 解析 滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻器下端两接线柱与电源相连,故b导线接错;该错误带来的问题是移动滑片的过程中电压表和电流表的示数不变,均为零。 2.答案 (1)①A　②D端　(2)增大 解析 (1)①因实验所用小灯泡的电阻较小,与电流表内阻相差不大,为减小系统误差,故电流表应采用外接法。故选A。 ②为了保护电路并使测量电路中电流从零开始,故开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于D端。 (2)由欧姆定律I=U可知,I-U图像的图线与坐标原点连线的斜率的倒数表示电阻,由题图丙可知图线斜率减小,故电阻增大,小灯泡的电阻随电压的增大而增大。 3.答案 (1)1.850　4.240　(2)A　小 解析 (1)由螺旋测微器读出圆柱体的直径D=1.5 mm+35.0×0.01 mm=1.850 mm,由游标卡尺读出圆柱体的长度L=42 mm+8× mm=42.40 mm=4.240 cm。 (2)根据题意可知,电源为干电池,不宜在长时间、大功率状况下使用,则滑动变阻器采用限流式接法;待测电阻远小于电压表内阻,采用电流表外接法,故A正确。 根据欧姆定律R=可知,由于电压表的分流作用而使得圆柱体电阻测量值偏小。 4.答案 (1)C　3　(2)1.8 解析 (1)电路A,定值电阻和热敏电阻并联,Rt两端电压不变,故不能实现电路的控制;电路B,定值电阻和热敏电阻串联,温度越低,热敏电阻的阻值越大,定值电阻分得电压越小,无法实现1、2两端电压大于2 V,控制开关开启,加热系统加热;电路C,定值电阻和热敏电阻串联,温度越低,热敏电阻的阻值越大,热敏电阻分得电压越大,可以实现1、2两端电压大于2 V,控制开关开启,加热系统加热,故实验应选的电路为C。 由表格可知,Rt温度为20.0 ℃时阻值为60×100 Ω=6 kΩ,由题意可知U12=E=×3 V=2 V,解得R=3 kΩ。 (2)由题意可知,Rt的温度到达28 ℃时关闭加热系统,此时热敏电阻阻值为4.5 kΩ,则1、2两点间的电压为×4.5 V=1.8 V,故1、2两端的电压小于1.8 V时,自动关闭加热系统。 5.答案 (1)R1　(2)见解析　(3)a　-R' 解析 (1)题图甲中的滑动变阻器是分压式接法,为了便于操作,应选用最大阻值较小的滑动变阻器R1。 (2)根据电路图可得实物图连接如图所示。 (3)闭合开关S前,为了保证电表安全,应将滑动变阻器的滑片调到a端;由U=I(R'+RA),解得RA=-R'。 6.答案 (1)B　(2)1.498(1.497~1.499均可)　(3)C　(4)2.50 V　0.32 A 解析 (1)题图甲中测量仪器为螺旋测微器。故选B。 (2)题图乙中螺旋测微器的读数为d=1 mm+49.8×0.01 mm=1.498 mm。 (3)为使金属丝两端电压调节范围尽量大,滑动变阻器应采用分压法;为使测量结果尽量准确,由于<RARV,电流表应采用外接法,故电路图应选用C。 (4)题图丙中电压表的读数为2.50 V,电流表的读数为0.32 A。 7 学科网（北京）股份有限公司 $