2027届高考物理一轮复习·实验探究专题：2 电学实验篇 分层训练基础巩固

**基本信息** 聚焦7个电学核心实验，通过基础-中档-压轴分层训练，系统构建实验操作规范、误差分析及综合应用的方法体系，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固|7题（测定电阻率等）|仪器使用规范（螺旋测微器读数、多用电表调零）、电路选择（外接法/分压式）|从仪器操作到基础原理，形成“操作-数据-结论”认知链| |能力提升|12题（安阻法测电动势等）|误差定量分析（内外接系统误差计算）、图解法（伏安特性曲线交点）|原理应用拓展，建立“原理-误差-修正”逻辑| |压轴挑战|12题（电磁感应能量综合等）|模型建构（RC电路暂态分析）、跨模块综合（变压器与远距离输电）|综合应用深化，实现“实验-理论-工程”迁移|

高考物理实验探究专题训练（套装） · 第2册：电学实验篇 — 高考物理实验探究专题训练 — 第 2 册 电学实验篇 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 适用对象：2027届新高三师生（一轮复习阶段） 覆盖实验：7个电学核心实验（实验7~10、16~18） 题量结构：31题（基础7 + 中档12 + 压轴12） 命题导向：紧扣2026高考电学实验考查趋势 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 目 录 目 录 2 第二章 分层训练 4 第一部分 基础巩固题 4 第1题 （6分）[基础] 实验7：测定金属的电阻率（单选） 4 第2题 （6分）[基础] 双电桥法测低电阻 4 第3题 （6分）[基础] LED伏安特性曲线测绘 5 第4题 （6分）[基础] 实验10：练习使用多用电表 6 第5题 （6分）[基础] 实验16：观察电容器的充放电 7 第6题 （6分）[基础] 实验17：探究电磁感应现象 7 第7题 （6分）[基础] 实验18：探究变压器电压与匝数的关系 8 第三章 详细解析 9 第一部分 基础巩固题解析 9 第1题 [基础] 实验7：测定金属的电阻率（单选） 9 第2题 [基础] 双电桥法测低电阻 10 第3题 [基础] LED伏安特性曲线测绘 12 第4题 [基础] 实验10：练习使用多用电表 14 第5题 [基础] 实验16：观察电容器的充放电 15 第6题 [基础] 实验17：探究电磁感应现象 17 第7题 [基础] 实验18：探究变压器电压与匝数的关系 19 附录 21 附录一 答案速查表 21 （在Word中按 Ctrl+A 全选后按 F9 可更新目录页码） 第二章 分层训练 本章按难度梯度将31道试题分为基础巩固、能力提升和压轴挑战三个层次。建议同学们按顺序逐层推进，先打牢基础再挑战高难度题目。 第一部分 基础巩固题 （共7题，每题6分，共42分。考查基本概念、实验操作规范和基础数据处理） 第1题 （6分）[基础] 实验7：测定金属的电阻率（单选） 在"测定金属的电阻率"实验中，下列说法正确的是（ ） A. 实验中应使用螺旋测微器在金属丝的不同位置多次测量直径 B. 测量金属丝长度时，应测量金属丝从一端到另一端的总长度 C. 金属丝电阻约5Ω，为减小误差应采用电流表内接法 D. 实验中通过金属丝的电流越大越好，以减小读数误差 答：___________________________________________ 第2题 （6分）[基础] 双电桥法测低电阻 在"测定金属的电阻率"实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径d，用米尺测量金属丝长度l，用伏安法测量金属丝电阻R。 （1）用螺旋测微器测金属丝直径，读数如图所示，则d = ______mm。 （2）某同学用电流表外接法测金属丝电阻，调节滑动变阻器测得多组U、I数据。关于此实验，下列说法正确的是______（填正确选项字母）。 A. 电流表外接法适用于金属丝电阻远小于电压表内阻的情况 B. 电流表外接法测得的电阻值偏大 C. 实验中应选用电流表外接法，因为金属丝电阻较小 D. 测量金属丝电阻时，电流不宜过大，以免金属丝温度升高 （3）若金属丝电阻R约为5Ω，实验室有电流表（量程0.6A、内阻0.1Ω）和电压表（量程3V、内阻3kΩ）。采用电流表外接法，测得电阻为R测。则R测与R真的大小关系为R测 ______ R真（填">""<"或"="），系统误差为______%。 （4）若金属丝直径d = 0.400mm，长度l = 1.000m，测得电阻R = 4.95Ω，则该金属的电阻率ρ = ______Ω·m（保留2位有效数字）。 答：___________________________________________ 第3题 （6分）[基础] LED伏安特性曲线测绘 某同学（电流表外接法，滑动变阻器分压式接法）描绘一只红色LED的伏安特性曲线。器材有：电源E（3V）、滑动变阻器R（0~20Ω）、电流表μA（量程0~300μA，内阻约100Ω）、电压表V（量程0~3V，内阻约10kΩ）、红色LED。 （1）LED与普通小灯泡相比，其伏安特性曲线的主要区别是：LED存在______电压（正向导通前电流几乎为零），导通后电压变化很小而电流变化______（填"大"或"小"）。 （2）实验中应采用电流表______接法（填"内"或"外"），理由是______________________________。 （3）滑动变阻器应采用______接法（填"限流式"或"分压式"），理由是______________________________。 （4）该同学测得LED正向导通电压约为1.8V。若将该LED与一只R = 100Ω的电阻串联后接在3V电源上（电源内阻不计），则流过LED的电流约为______μA。请用图解法说明求解过程。 答：___________________________________________ 第4题 （6分）[基础] 实验10：练习使用多用电表 用多用电表的欧姆挡测量电阻： （1）测量前应先进行______调零，将两表笔短接，调节______旋钮使指针指到表盘______侧零刻度处（填"左"或"右"）。 （2）某次测量时选择开关旋至"×100"挡，指针指在刻度"15"处，则被测电阻的阻值为______Ω。 （3）若测量时指针偏转角度过小（接近左侧∞刻度），说明被测电阻阻值较______（填"大"或"小"），应换用______（填"更大"或"更小"）的倍率挡。 （4）换挡后，需要重新进行______调零。 答：___________________________________________ 第5题 （6分）[基础] 实验16：观察电容器的充放电 在"观察电容器的充放电"实验中，实验电路如图所示：电源E（电动势6V）、电容器C（标注"10V 470μF"）、电阻R = 10kΩ、开关S和电压表V（并联在电容器两端）。    （1）将开关S接1（充电），观察到电压表示数从0逐渐______（填"增大"或"减小"），最终趋近于______V。 （2）充电过程中，通过电阻R的电流i随时间t______（填"增大"或"减小"），这是因为______________________________。 （3）充电完成后，将开关S从1掷向2（放电）。放电过程中，电压表示数从6V逐渐减小到0。放电开始瞬间的电流大小为______mA，放电时间常数τ = ______s。 （4）若要使充放电过程更缓慢（便于观察），可以______电阻R的阻值或______电容C的容量（均填"增大"或"减小"）。 答：___________________________________________ 第6题 （6分）[基础] 实验17：探究电磁感应现象 在"探究电磁感应现象"实验中，器材有：灵敏电流计G、线圈A（带铁芯的原线圈）、线圈B（套在A外的副线圈）、滑动变阻器R、开关S、直流电源E、导线若干。 （1）实验前需要先判断灵敏电流计中电流方向与指针偏转方向的对应关系。方法是：在电路中串联一个______（填"大"或"小"）阻值的定值电阻，______（填"瞬间"或"持续"）触碰电流计，观察指针偏转方向与电流方向的关系。 （2）将线圈A放入线圈B中，闭合开关S瞬间，电流计指针______（填"偏转"或"不偏转"）；保持开关闭合，滑动变阻器滑片不动时，指针______；保持开关闭合，快速移动滑动变阻器滑片时，指针______。 （3）断开开关S瞬间，电流计指针偏转方向与闭合开关瞬间______（填"相同"或"相反"），说明感应电流方向与______有关。 （4）本实验得出的结论是：______磁通量发生变化时，闭合回路中产生感应电流，感应电流的方向总是要______引起感应电流的磁通量的变化。 答：___________________________________________ 第7题 （6分）[基础] 实验18：探究变压器电压与匝数的关系 在"探究变压器电压与匝数的关系"实验中，器材有：可拆变压器（铁芯、原线圈n1 = 600匝、副线圈n2 = 200匝）、交流电压表V1和V2、学生电源（输出交流电压U1 = 6V）。 （1）实验中应使用______（填"直流"或"交流"）电源，因为变压器的工作原理是______，只有变化的电流才能在铁芯中产生变化的磁通量。 （2）某同学按正确电路连接后，测得原线圈电压U1 = 6.0V，副线圈电压U2 = 1.9V（理论值应为2.0V）。副线圈电压小于理论值的原因是______________________________（写出一条即可）。 （3）若将副线圈匝数改为n2' = 400匝，原线圈匝数和电压不变，则副线圈电压的理论值U2' = ______V。 （4）若将原线圈匝数改为n1' = 300匝（副线圈仍为200匝），原线圈电压仍为6.0V，则副线圈电压的理论值U2'' = ______V，此时变压器为______（填"升压"或"降压"）变压器。 答：___________________________________________ 第三章 详细解析 本章对全部32道试题进行详细解析，每题包含【命题意图】【解题思路】【详细过程】【易错点提示】【知识链接】五大模块，各模块用不同底色样式区分，帮助学生深入理解实验原理、掌握解题方法、避免常见错误。 第一部分 基础巩固题解析 第1题 [基础] 实验7：测定金属的电阻率（单选） 在"测定金属的电阻率"实验中，下列说法正确的是（ ） A. 实验中应使用螺旋测微器在金属丝的不同位置多次测量直径 B. 测量金属丝长度时，应测量金属丝从一端到另一端的总长度 C. 金属丝电阻约5Ω，为减小误差应采用电流表内接法 D. 实验中通过金属丝的电流越大越好，以减小读数误差 【参考答案】 A 【命题意图】 本题考查测定电阻率实验的器材使用、电路选择和操作规范，检验学生对螺旋测微器使用、有效长度概念、电流表内外接法选择原则的理解。 【解题思路】 分析螺旋测微器的正确使用方法，明确金属丝有效长度的定义，根据电阻大小判断电流表接法，评估电流大小对实验的影响。 【详细过程】 - A选项：金属丝直径可能不均匀，应在不同位置（至少3处）多次测量取平均值，以减小偶然误差。A正确。 - B选项：应测量金属丝接入电路的有效长度（两接线点之间的长度），而非金属丝物理总长度。B错误。 - C选项：金属丝电阻约5Ω属于小电阻（RV/Rx >> Rx/RA），应采用电流表外接法以减小电表内阻带来的系统误差。C错误。 - D选项：电流过大会使金属丝温度升高，金属电阻率随温度升高而增大，导致测量结果偏大。应采用限流式电路并控制电流在较小值。D错误。 【易错点提示】 ①直径要在不同位置多次测量取平均，因为金属丝粗细可能不均匀；②测量的是有效长度（接线点间），不是总长度；③小电阻（Rx < RA·RV/RA）用外接法，大电阻用内接法；④电流不能过大，否则温度升高影响电阻率测量。 【知识链接】 电阻率ρ = RS/L，其中R为电阻、S为横截面积、L为长度。金属电阻率随温度升高而增大。螺旋测微器精确度0.01mm，读数需估读到0.001mm。2026高考可能考查电阻率测量的创新方案（如双电桥法测低电阻）。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第2题 [基础] 双电桥法测低电阻 在"测定金属的电阻率"实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径d，用米尺测量金属丝长度l，用伏安法测量金属丝电阻R。 （1）用螺旋测微器测金属丝直径，读数如图所示，则d = ______mm。 （2）某同学用电流表外接法测金属丝电阻，调节滑动变阻器测得多组U、I数据。关于此实验，下列说法正确的是______（填正确选项字母）。 A. 电流表外接法适用于金属丝电阻远小于电压表内阻的情况 B. 电流表外接法测得的电阻值偏大 C. 实验中应选用电流表外接法，因为金属丝电阻较小 D. 测量金属丝电阻时，电流不宜过大，以免金属丝温度升高 （3）若金属丝电阻R约为5Ω，实验室有电流表（量程0.6A、内阻0.1Ω）和电压表（量程3V、内阻3kΩ）。采用电流表外接法，测得电阻为R测。则R测与R真的大小关系为R测 ______ R真（填">""<"或"="），系统误差为______%。 （4）若金属丝直径d = 0.400mm，长度l = 1.000m，测得电阻R = 4.95Ω，则该金属的电阻率ρ = ______Ω·m（保留2位有效数字）。 【参考答案】 （1） （2）ACD （3）<；0.17 （4）6.2 × 10-7 【命题意图】 本题考查测定金属电阻率实验的基础操作——螺旋测微器读数、电流表内外接法选择、系统误差分析和电阻率计算。双电桥法在题目情境中体现为"低电阻测量需要外接法"的思想引导，为基础夯实题。 【解题思路】 螺旋测微器读数注意固定刻度+可动刻度；金属丝电阻小（约5Ω），应选外接法；外接法电压表分流导致R测偏小；用ρ = RS/l = πd2R/(4l)计算电阻率。 【详细过程】 （3）外接法中，电压表并联分流，电流表测的是总电流I = I_R + I_V > I_R，故R测 = U/I < U/I_R = R真。 系统误差：δ = (R真 − R测)/R真 × 100% R测 = R真 // R_V = (R真 × R_V)/(R真 + R_V) = (5 × 3000)/(5 + 3000) = 15000/3005 = 4.9917Ω δ = (5 − 4.9917)/5 × 100% ≈ 0.17% （4）ρ = πd2R/(4l) = π × (0.400 × 10-3)2 × 4.95 / (4 × 1.000) = π × 1.6 × 10-7 × 4.95 / 4 = 3.1416 × 7.92 × 10-7 / 4 = 2.488 × 10-6 / 4 = 6.22 × 10-7 Ω·m ≈ 6.2 × 10-7 Ω·m 【易错点提示】 ①螺旋测微器读数需估读到0.001mm；②金属丝电阻较小（< 电压表内阻），应选外接法，R测偏小；③电流不宜过大以防温度升高导致电阻率变化；④计算电阻率时注意直径要平方、除以4l不是2l。 【知识链接】 双电桥（开尔文电桥）是测量低电阻（< 1Ω）的精密方法，通过增加一对比例臂消除接触电阻和引线电阻的影响。高中阶段虽不要求双电桥原理，但"低电阻需要特殊测量方法"的思想是高考考查方向。本题为引入型基础题。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第3题 [基础] LED伏安特性曲线测绘 某同学用图示电路（电流表外接法，滑动变阻器分压式接法）描绘一只红色LED的伏安特性曲线。器材有：电源E（3V）、滑动变阻器R（0~20Ω）、电流表μA（量程0~300μA，内阻约100Ω）、电压表V（量程0~3V，内阻约10kΩ）、红色LED。 （1）LED与普通小灯泡相比，其伏安特性曲线的主要区别是：LED存在______电压（正向导通前电流几乎为零），导通后电压变化很小而电流变化______（填"大"或"小"）。 （2）实验中应采用电流表______接法（填"内"或"外"），理由是______________________________。 （3）滑动变阻器应采用______接法（填"限流式"或"分压式"），理由是______________________________。 （4）该同学测得LED正向导通电压约为1.8V。若将该LED与一只R = 100Ω的电阻串联后接在3V电源上（电源内阻不计），则流过LED的电流约为______μA。请用图解法说明求解过程。 【参考答案】 （1）死区（或阈值/开启）；大 （2）外；LED正向导通时电阻很小（约几十Ω），远小于电压表内阻，外接法误差小 （3）分压式；LED伏安特性曲线需要从0V开始连续调节电压，分压式可实现电压从零开始 （4）约12mA（= 12000μA）。图解法：在LED的I-U特性曲线坐标系中，作电源剩余电压的负载线 I = (E − ULED)/R = (3 − U)/100，与LED特性曲线的交点即为工作点。 【命题意图】 本题考查非线性元件（LED）伏安特性曲线的测绘方法和图解法求工作点，基础题。LED作为现代照明和显示的核心器件，具有时代气息，体现物理与生活的联系。 【解题思路】 LED是非线性元件，有阈值电压；电阻小用外接法；需从0V开始用分压式；工作点用负载线与特性曲线交点确定。 【详细过程】 （4）图解法求解： LED导通电压约1.8V，串联电阻R = 100Ω，电源E = 3V。 负载线方程：I = (E − U)/R = (3 − U)/100 在I-U图上作直线：当U = 0时I = 30mA；当U = 3V时I = 0。 负载线与LED特性曲线交点：U ≈ 1.8V，I = (3 − 1.8)/100 = 1.2/100 = 0.012A = 12mA 换算：12mA = 12000μA 【易错点提示】 ①LED有阈值电压（红光约1.8V，蓝光约2.5V），不是线性元件；②LED正向导通后电阻很小，必须用电流表外接法；③测绘非线性元件特性曲线必须用分压式接法，否则无法从0V开始；④工作点不是简单用欧姆定律算，要用图解法（负载线交点）。 【知识链接】 LED的伏安特性与普通二极管类似，但有特定的阈值电压（与发光颜色有关，由半导体禁带宽度决定）。图解法求工作点是电子电路分析的基本方法，高考以定性分析为主，本题为基础引入。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第4题 [基础] 实验10：练习使用多用电表 用多用电表的欧姆挡测量电阻： （1）测量前应先进行______调零，将两表笔短接，调节______旋钮使指针指到表盘______侧零刻度处（填"左"或"右"）。 （2）某次测量时选择开关旋至"×100"挡，指针指在刻度"15"处，则被测电阻的阻值为______Ω。 （3）若测量时指针偏转角度过小（接近左侧∞刻度），说明被测电阻阻值较______（填"大"或"小"），应换用______（填"更大"或"更小"）的倍率挡。 （4）换挡后，需要重新进行______调零。 【参考答案】 （1）欧姆；欧姆调零；右 （2）1500（或1.5 × 103） （3）大；更大 （4）欧姆 【命题意图】 本题考查多用电表欧姆挡的使用全流程——调零、读数、倍率选择和换挡操作，属于基础操作填空题，覆盖实验10的核心操作要点。 【解题思路】 明确欧姆调零的操作步骤和指针位置，掌握欧姆挡读数方法（示数×倍率），根据指针偏转情况判断换挡方向，牢记换挡后重新调零的规范。 【详细过程】 （1）测量电阻前必须进行欧姆调零：将红黑表笔短接（Rx = 0），此时指针应满偏（指向右侧零欧姆刻度）。若不指零，调节欧姆调零旋钮使指针指向右侧零刻度。 （2）读数 = 刻度示数 × 倍率 = 15 × 100 = 1500Ω （3）指针偏转角度过小（接近左侧∞刻度），说明电流很小，被测电阻很大，远超当前倍率的中值电阻。应换用更大的倍率（如"×1k"挡），使指针向中央刻度靠拢，减小读数误差。 （4）每次换挡后，欧姆表内部等效电阻改变，必须重新进行欧姆调零。 【易错点提示】 ①欧姆挡零刻度在右侧（与电压、电流挡相反），满偏电流对应Rx = 0；②读数 = 刻度值 × 倍率，注意刻度值不是最终读数；③指针偏转小（偏左）→电阻大→换大倍率；指针偏转大（偏右）→电阻小→换小倍率；④换挡必须重新调零，这是最容易遗忘的操作步骤。 【知识链接】 欧姆表刻度特点：①不均匀——左密右疏；②反向——左大右小（左侧∞，右侧0）；③中值电阻附近精度最高。多用电表使用完毕应置于"OFF"挡或交流电压最高挡。欧姆表内部电池用久后电动势下降，会导致测量值偏大，需及时更换电池。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第5题 [基础] 实验16：观察电容器的充放电 在"观察电容器的充放电"实验中，实验电路如图所示：电源E（电动势6V）、电容器C（标注"10V 470μF"）、电阻R = 10kΩ、开关S和电压表V（并联在电容器两端）。    （1）将开关S接1（充电），观察到电压表示数从0逐渐______（填"增大"或"减小"），最终趋近于______V。 （2）充电过程中，通过电阻R的电流i随时间t______（填"增大"或"减小"），这是因为______________________________。 （3）充电完成后，将开关S从1掷向2（放电）。放电过程中，电压表示数从6V逐渐减小到0。放电开始瞬间的电流大小为______mA，放电时间常数τ = ______s。 （4）若要使充放电过程更缓慢（便于观察），可以______电阻R的阻值或______电容C的容量（均填"增大"或"减小"）。 【参考答案】 （1）增大；6 （2）减小；随着电容器两极板电压逐渐升高，充电电流i = (E − UC)/R逐渐减小（驱动电流的电压差E − UC越来越小） （3）0.6；4.7 （4）增大；增大 【命题意图】 本题考查电容器充放电实验的现象观察、电流变化规律、时间常数计算和调节方法，属于电学基础实验题。重点检验学生对RC电路暂态过程的理解。 【解题思路】 分析充电过程中电容器电压和充电电流的变化趋势，利用欧姆定律计算放电初始电流，用τ = RC计算时间常数，根据τ = RC分析调节方向。 【详细过程】 （1）充电时，电容器两极板电压UC从0开始逐渐升高，趋近于电源电动势E = 6V。电压表示数即为UC，因此从0逐渐增大到6V。 （2）充电电流i = (E − UC)/R。随着UC增大，E − UC减小，因此i逐渐减小。物理图像上，UC-t曲线是上升的指数曲线，i-t曲线是下降的指数曲线。 （3）放电开始瞬间，UC = E = 6V，放电电流i = UC/R = 6/10000 = 6 × 10-4 A = 0.6mA 时间常数τ = RC = 10 × 103 × 470 × 10-6 = 4.7s （4）τ = RC，增大R或增大C都能使τ增大，充放电过程更缓慢，便于观察。 【易错点提示】 ①充电时电压表测的是电容器电压（趋近于E），不是电源电压；②充电电流i = (E−UC)/R，不是E/R（初始时刻UC = 0时i = E/R，之后逐渐减小）；③时间常数τ = RC，单位：Ω × F = s；④放电初始电流 = UC/R = E/R（充电完成后UC ≈ E），不是0。 【知识链接】 RC电路的时间常数τ = RC决定了充放电的快慢。工程上通常认为经过3~5个τ后充放电基本完成。电容器是储能元件，储存电能W = (1/2)CU2。2026高考趋势：用传感器记录UC-t或i-t曲线，考查从图像中提取信息（如时间常数、初始电流、电容值）的能力。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第6题 [基础] 实验17：探究电磁感应现象 在"探究电磁感应现象"实验中，器材有：灵敏电流计G、线圈A（带铁芯的原线圈）、线圈B（套在A外的副线圈）、滑动变阻器R、开关S、直流电源E、导线若干。 （1）实验前需要先判断灵敏电流计中电流方向与指针偏转方向的对应关系。方法是：在电路中串联一个______（填"大"或"小"）阻值的定值电阻，______（填"瞬间"或"持续"）触碰电流计，观察指针偏转方向与电流方向的关系。 （2）将线圈A放入线圈B中，闭合开关S瞬间，电流计指针______（填"偏转"或"不偏转"）；保持开关闭合，滑动变阻器滑片不动时，指针______；保持开关闭合，快速移动滑动变阻器滑片时，指针______。 （3）断开开关S瞬间，电流计指针偏转方向与闭合开关瞬间______（填"相同"或"相反"），说明感应电流方向与______有关。 （4）本实验得出的结论是：______磁通量发生变化时，闭合回路中产生感应电流，感应电流的方向总是要______引起感应电流的磁通量的变化。 【参考答案】 （1）大；瞬间 （2）偏转；不偏转；偏转 （3）相反；磁通量变化方向 （4）闭合回路中的；阻碍 【命题意图】 本题考查探究电磁感应现象的经典实验，包括电流计使用规范、不同操作下感应电流的产生条件和方向判断，以及楞次定律的实验归纳，属于电学基础实验题。 【解题思路】 分析电流计保护方法（串联大电阻防止烧毁），根据法拉第电磁感应定律判断磁通量变化时是否产生感应电流，由楞次定律判断感应电流方向，归纳实验结论。 【详细过程】 （1）灵敏电流计灵敏度高、量程小，直接接电源会烧毁。需串联一个大阻值保护电阻，且只能瞬间触碰（减小通电时间），观察指针偏转方向与已知电流方向（从正极到负极）的对应关系。 （2）闭合开关S瞬间：线圈A中电流从0迅速增大，穿过线圈B的磁通量急剧增加→磁通量变化→产生感应电流→指针偏转。 保持闭合、滑片不动：线圈A中电流恒定，穿过B的磁通量不变→无感应电流→指针不偏转。 快速移动滑片：滑动变阻器阻值变化→线圈A电流变化→穿过B的磁通量变化→产生感应电流→指针偏转。 （3）闭合S瞬间：A中电流增大，穿过B的磁通量增大，感应电流方向使其磁场阻碍磁通量增大。 断开S瞬间：A中电流减小，穿过B的磁通量减小，感应电流方向使其磁场阻碍磁通量减小（即与闭合时方向相反）。 两次指针偏转方向相反，说明感应电流方向与磁通量的变化方向（增大或减小）有关。 （4）实验结论：当闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中产生感应电流（法拉第电磁感应定律的条件）。感应电流的方向总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化（楞次定律）。 【易错点提示】 ①电流计判断方向时必须串联大电阻保护，且只能瞬间通电；②磁通量不变→无感应电流（即使磁场很强），磁通量变化→有感应电流（即使磁场很弱）；③闭合和断开开关时感应电流方向相反（磁通量一个增大一个减小）；④楞次定律的"阻碍"不是"阻止"，感应电流只能减缓磁通量变化但不能完全阻止。 【知识链接】 法拉第电磁感应定律ε = −dΦ/dt是电磁感应的定量规律，负号体现楞次定律（阻碍变化）。磁通量变化的三种方式：①磁场变化（B变）；②面积变化（S变）；③夹角变化（θ变）。2026高考趋势：结合线圈运动、磁场变化等情境考查感应电流方向判断和大小计算。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 第7题 [基础] 实验18：探究变压器电压与匝数的关系 在"探究变压器电压与匝数的关系"实验中，器材有：可拆变压器（铁芯、原线圈n1 = 600匝、副线圈n2 = 200匝）、交流电压表V1和V2、学生电源（输出交流电压U1 = 6V）。 （1）实验中应使用______（填"直流"或"交流"）电源，因为变压器的工作原理是______，只有变化的电流才能在铁芯中产生变化的磁通量。 （2）某同学按正确电路连接后，测得原线圈电压U1 = 6.0V，副线圈电压U2 = 1.9V（理论值应为2.0V）。副线圈电压小于理论值的原因是______________________________（写出一条即可）。 （3）若将副线圈匝数改为n2' = 400匝，原线圈匝数和电压不变，则副线圈电压的理论值U2' = ______V。 （4）若将原线圈匝数改为n1' = 300匝（副线圈仍为200匝），原线圈电压仍为6.0V，则副线圈电压的理论值U2'' = ______V，此时变压器为______（填"升压"或"降压"）变压器。 【参考答案】 （1）交流；电磁感应（互感现象） （2）变压器存在能量损耗（铁芯漏磁、线圈铜损、铁芯涡流等），导致副线圈实际电压低于理想值 （3）4.0 （4）4.0；降压 【命题意图】 本题考查变压器实验的电源选择、工作原理、实际损耗分析和理想变压器电压比公式应用，属于电学基础实验题。 【解题思路】 根据变压器工作原理判断电源类型，分析实际变压器损耗来源，用理想变压器电压比公式U1/U2 = n1/n2计算副线圈电压，判断升压/降压类型。 【详细过程】 （1）变压器基于电磁感应原理（互感现象）工作。原线圈中交变电流在铁芯中产生交变磁通量，交变磁通量穿过副线圈产生感应电动势。直流电产生恒定磁场，磁通量不变，无法在副线圈产生感应电动势。因此必须使用交流电源。 （2）实际变压器存在多种损耗： - 铁芯漏磁：并非所有磁通量都穿过副线圈 - 铜损：线圈电阻导致电压降 - 铁损：涡流和磁滞损耗 这些损耗使副线圈输出电压低于理想计算值U2 = U1·n2/n1 = 6.0 × 200/600 = 2.0V，实测1.9V。 （3）U2' = U1 × n2'/n1 = 6.0 × 400/600 = 4.0V （4）U2'' = U1 × n2/n1' = 6.0 × 200/300 = 4.0V 因n2(200) < n1'(300)，U2''(4.0V) < U1(6.0V)，这是降压变压器。 【易错点提示】 ①变压器只能用交流电，直流电不能工作（磁通量不变）；②理想变压器U1/U2 = n1/n2，实际变压器U2略低于理论值（有损耗）；③升压变压器：n2 > n1（副线圈匝数多）；降压变压器：n2 < n1（副线圈匝数少）；④变压器只改变电压，不改变频率（频率由电源决定）。 【知识链接】 理想变压器：U1/U2 = n1/n2（电压比等于匝数比），P1 = P2（功率守恒），I1/I2 = n2/n1（电流比反比）。实际变压器效率约90%~99%。变压器的核心原理是互感（电磁感应的一种），铁芯的作用是集中磁通量、减小漏磁。2026高考可能考查变压器与远距离输电的综合问题。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 附录 附录一 答案速查表 （供快速核对答案，详细解析见第三章） 题号 难度 所属实验 参考答案摘要 第1题 基础 实验7：测定金属的电阻率（单选） A 第2题 基础 实验7变式：双电桥法测低电阻 （1） （2）ACD （3）<；0.17 （4）6.2 × 10⁻⁷ 第3题 基础 实验8变式：LED伏安特性曲线测绘 （1）死区（或阈值/开启）；大 （2）外；LED正向导通时电阻很小（约几十Ω），远小于电压表内阻，外接法误差小 （3）分压式；LED伏安特性曲线需要从0V开始连续调节电压，分压式可实现电压从零开始 （4）约12mA（= 12000μA）。图解法：在LED的I-U特性曲线坐标系中，作电源剩余电压的负载线 I = (E − U_LED)/R = (3 − U)/100，与LED特性曲线的交点即为工作点。 第4题 基础 实验10：练习使用多用电表 （1）欧姆；欧姆调零；右 （2）1500（或1.5 × 10³） （3）大；更大 （4）欧姆 第5题 基础 实验16：观察电容器的充放电 （1）增大；6 （2）减小；随着电容器两极板电压逐渐升高，充电电流i = (E − UC)/R逐渐减小（驱动电流的电压差E − UC越来越小） （3）0.6；4.7 （4）增大；增大 第6题 基础 实验17：探究电磁感应现象 （1）大；瞬间 （2）偏转；不偏转；偏转 （3）相反；磁通量变化方向 （4）闭合回路中的；阻碍 第7题 基础 实验18：探究变压器电压与匝数的关系 （1）交流；电磁感应（互感现象） （2）变压器存在能量损耗（铁芯漏磁、线圈铜损、铁芯涡流等），导致副线圈实际电压低于理想值 （3）4.0 （4）4.0；降压 第8题 中档 实验7：测定金属的电阻率（单选） A 第9题 中档 实验7：测定金属的电阻率 （1）2.0 （2）1.96 × 10⁻⁷ （3）3.9 × 10⁻⁷ （4）外；金属丝电阻较小（约2Ω），RV/Rx >> Rx/RA，电流表外接法电压表分流产生的误差远小于电流表分压产生的误差 第10题 中档 实验7变式：内外接法系统误差定量分析 （1）Rx + rA；>；rA/Rx × 100% （2）Rx·rV/(Rx + rV)；<；Rx/(Rx + rV) × 100% ≈ Rx/rV × 100% （3）1.0%；1.7%；内 （4）内；外；√1500 ≈ 38.7 第11题 中档 实验8：描绘小电珠伏安特性（单选） C 第12题 中档 实验8变式：非线性元件串并联图解法 （1）U₁ ≈ 1.8V，I₁ ≈ 0.24A （2）U₂ = 3.0V，I₂ ≈ 0.30A （3）ABC （4）小于；三分之一 第13题 中档 实验9：测定电源电动势和内阻（单选） C 第14题 中档 实验9变式：安阻法测电动势和内阻 （1）电路图：电源E、电流表A、电阻箱R、开关S串联成一个闭合回路。 （2）1/I − R；1/E；(r + rA)/E 由闭合电路欧姆定律：E = I(R + r + rA) → 1/I = (R + r + rA)/E = R/E + (r + rA)/E 作1/I − R图线：斜率k = 1/E，纵截距b = (r + rA)/E （3）E ≈ 1.50V，r ≈ 0.50Ω（含电流表内阻，实际电池内阻r_电池 = r − rA = 0.30Ω） （4）=；>；电流表内阻rA被计入测得的"内阻"中，导致r测 = r真 + rA > r真；电动势E不受影响，E测 = E真 第15题 中档 实验10变式：多用电表测二极管正反向电阻 （1）短接；欧姆调零；右侧（∞刻度的另一端，即0Ω刻度线） （2）2800；正向导通 （3）很大；反向截止 （4）ABCD （5）×10；欧姆调零 第16题 中档 实验16：观察电容器的充放电 （1）指数衰减（下降的指数曲线）；计算i-t曲线与时间轴所围的面积（即对i进行时间积分Q = ∫i dt），该面积等于充电过程中通过电路的电荷量Q （2）电路中存在漏电（开关或电容器本身漏电），充电达到稳态时充电电流等于漏电流，UC略低于E；或电压传感器内阻有限导致分流 （3）电容器放出的总电荷量Q；200 （4）增大；不变 第17题 中档 实验16拓展：电容器与电路综合 （1）UC = 7.2V；Q = 2.16 × 10⁻⁴C （2）ΔQ = 2.16 × 10⁻⁴C；方向从上到下（电容器通过R₂放电） （3）正在充电；电流方向从左到右（通过R₁流向电容器上极板） 第18题 中档 实验17拓展：电磁感应综合 （1）a₀ = 10m/s² （2）vmax = 2.4m/s （3）a ≈ 7.9m/s²；P_R ≈ 0.056W （4）重力势能转化为金属棒的动能和电路中的焦耳热（R和r上分配比为2:1） 第19题 中档 实验18变式：变压器效率测量 （1）n₁:n₂ = 3:1；4.0 （2）铁损（铁芯损耗）；铜损（线圈损耗）；磁通量 （3）1.296（≈1.30）；1.56；83.1% （4）漏磁和线圈内阻导致副线圈电压低于理想值 （5）使用硅钢片叠压铁芯（减小涡流）；用粗铜线绕制线圈（减小铜损）；改进磁路设计减少漏磁 第20题 压轴 实验8：描绘伏安特性（多选） ABC 第21题 压轴 实验8：描绘伏安特性 （1）分压 （2）6.0 （3）外；833（约）；30（约）；>>；外 （4）5.7；此时灯丝温度低于正常工作温度，金属电阻率随温度降低而减小，因此电阻较小 第22题 压轴 实验9：测定电动势和内阻（多选） AD 第23题 压轴 实验9：测定电动势和内阻 （1）1.48；0.80 （2）> （3）= （4）0.60 第24题 压轴 实验9变式：伏阻法测电动势和内阻 （1）电路图：水果电池E、电压表V并联在电阻箱R两端，R与开关S串联（即E、r、R、S串联，V并联在R上）。 （2）线性；r/E；1/E；1/U − 1/R；r/E；1/E （3）E = 1/b；r = k/b = k·E （4）<；< （5）E ≈ 1.50V，r ≈ 200Ω 第25题 压轴 实验10：练习使用多用电表（多选） ACD 第26题 压轴 实验10变式：多用电表内部电路与中值电阻 （1）14000；15000 （2）ε/(R内 + Rx)；1/2 （3）并；约1667Ω；1/10 （4）并；约15.0Ω （5）ABD 第27题 压轴 实验16变式：RC曲线面积求电容 （1）0.60；4.7 （2）2.8 × 10⁻³；467 （3）EC；2.82 × 10⁻³；470 （4）0.6%（面积法）；0%（公式法，理论上等于标称值）；数格子法精度有限，且充电后期电流很小、曲线与横轴围成的面积估算误差大 （5）减小每个小格对应的面积（即使用更精细的网格）；延长采样时间确保电流衰减到接近零 第28题 压轴 实验17压轴：电磁感应与能量守恒综合 （1）v = 4.0m/s；ε = 8.0V；I ≈ 1.33A （2）F ≈ 3.07N，方向沿运动方向 （3）WF ≈ 8.71J；QR ≈ 5.93J；Wf = −0.80J （4）WF = ΔEk + QR + Qr + ／Wf／ = 8.71J ✓ 第29题 压轴 实验17变式：磁通量变化方式比较方案评价 （1） - 方案甲：磁场；增大 - 方案乙：磁场；增大 - 方案丙：磁场；增大 （2）原磁场；增反减同（或"反抗磁通量变化"）；安培定则（右手螺旋定则） （3）逆时针；相同 （4）加快线圈移动速度；使用匝数更多的线圈（或使用更强的磁铁） （5）ABCD 第30题 压轴 实验18拓展：变压器与交流电综合 （1）U₁ = 500V；f = 50Hz （2）U₂ = 10000V；U₃ ≈ 9996V （3）P损 ≈ 1.3W；P用 ≈ 3636W （4）U₄ ≈ 400V > 220V，用电器不能正常工作（电压过高会烧毁）。调整方案：将降压变压器匝数比从25:1增大到约45:1 第31题 压轴 实验18变式：远距离输电匝数比最优设计 （1）5000；10；1000；98.0% （2）25:1（约22.7:1，取整数比23:1或按精确计算） （3）1/4；提高 （4）1:24；868W （5）降低；输电功率 2027高考物理实验专题 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $