电容器与电路测量实验 实验题专项强化练习 - 2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电学实验三大核心模块，以题组形式构建从现象观察到参数测量的递进训练，强化科学探究与数据处理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |观察电容器的充、放电现象|3题|结合I-t图像分析电荷量、充放电时间，考查电容定义式应用|从电容器基本特性到动态过程分析，建立“电流-时间-电荷量”关联| |测量导体的电阻和电阻率|3题|涉及仪器读数（螺旋测微器、游标卡尺）、电路设计（伏安法）、数据计算|从电阻测量基础到电阻率综合，衔接仪器使用与实验方案设计| |测量电源的电动势和内阻|3题|通过U-I图像消除系统误差，改装电表及图像斜率应用|从电源参数测量到误差修正，深化闭合电路欧姆定律的实验应用|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 实验题专项强化练习 电容器与电路测量实验 板块 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 小专题1　观察电容器的充、放电现象 1．(1)0 (2) 0.6 (3)大于 【详解】（1）电容器带电量为0，所以两极板之间的电势差为0，下极板接地，故电容器上极板的电势为0。 （2）[1]由电路图可知，电容器充满电后，上极板带正电，故放电时流过电阻的方向为。 [2]电容器充满电，两极板间的电压等于电源电动势3V，故开始放电瞬间，流过电阻的电流大小为 [3]根据电容的定义式可知， （3）换用阻值更大的电阻后充电电流会变小，故充电时间变长。 2．(1)15.0 (2)2 (3)3 【详解】（1）由图乙可知开关闭合瞬间流经电阻的电流为。 （2）放电结束后电容器两极板间电压等于两端电压，则放电结束后电容器两极板间电压为 （3）实验得到放电过程的曲线如图丙，曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为，开始放电时，电容器两端电压为 则有 解得 曲线与横坐标、直线所围面积对应电容器释放的电荷量为，设时电容器两极板间电压为，则有 解得 3．(1)B (2)1.0×10-3 (3)2×103 【详解】（1）开关S接2时，电容器处于放电过程，电容器两端电压逐渐减小，即电压表示数逐渐减小，可知，开关S接2时的图像是题图2中的B。 （2）开关S接1时，电容器处于充电过程，电容器两端电压逐渐增大，可知，开关S接1时的图像是题图2中的A，稳定时，电容器两端电压 根据电流的定义式有 解得 可知，图像中图像与时间轴所围几何图形的面积表示极板所带电荷量大小，根据题意可知，稳定时，电容器极板所带电荷量 根据电容的定义式有 解得 （3）电容器充电过程与放电过程极板所带电荷量的最大值均为 结合上述，根据图2中D可知，放电电流时，电容器的电荷量 令此时电压为，根据电容的定义式有 解得电容器两端电压 根据欧姆定律可知，定值电阻 小专题2　测量导体的电阻和电阻率 1．(1) 1.744/1.745/1.746 5.240 (2)C (3)120 (4) A1 V1 (5) (6)100 【详解】（1）[1]金属丝的直径 [2]金属丝的长度 （2）AB．在多用电表使用时应让电流从红表笔进，黑表笔出，当将选择开关S与3连接，就构成了欧姆表，由此可判断A为红表笔，B为黑表笔，故AB正确； C．将选择开关S与1或2 连接，就构成了电流表，根据并联分流原理，并联的电阻越小分得的电流越大，所以与 1 接点相连时量程较大，故C错误； D．将选择开关S 与4 或5 连接，就构成了电压表，根据串联分压原理，串联的电阻越大分得的电压越大，所以与5接点相连时量程较大，故D正确。 本题选择错误选项，故选C。 （3）由图所示欧姆表可知，所测电阻阻值为 （4）[1]电路中可能出现的最大电流约为，可选用电流表 A1与定值电阻 R2并联，相当于量程为 30mA 的电流表即可； [2]电源电动势为 3V，则电压表选择 V1。 （5）由于电流表A1与定值电阻 R2并联，并联的电阻为=50Ω，即电流表内阻已知，尽可能准确地测量Rx的阻值，电流表内接； 为了测出更多的数据，滑动变阻器用分压接法，电路如图 （6）电流表的示数是 8.0mA，此时通过待测电阻Rx的电流为16mA，则待测电阻Rx的阻值为 2．(1) B D (2)500 【详解】（1）[1]电源电动势为3V，a表与串联改装成电压表，即a表内阻已知，选电流表，能测量的最大电压为 故a电表选择A1； [2]电源电动势为3V，b表选电压表V来测电流。其内阻已知，能够测量出通过其所在电路的电流。与分压，能分走将近1.5V电压，量程合适，且电压表内阻已知，测量会更精确。 （2）乙图横轴为电流表示数，纵轴为电压表示数，电压表示数U与电流表示数I满足关系式有 解得 则有 解得 3． 0.5313/0.5312/0.5314 变小 变大 【详解】（1）[1]导电绳的直径5mm+31.30.01mm=5.313mm=0.5313cm。 （2）[2][3]然后断开开关S2，电路中总电阻增大，总电流减小，电流表的示数变小；内电压变小，所以外电压变大，即电压表读数变大。 [4]根据电路欧姆定律，先闭合开关S1、S2时 然后断开开关S2 联立解得此时导电绳的电阻 （3）[5]根据题意分析 则图线的斜率为 小专题3　测量电源的电动势和内阻 1． 接法Ⅱ 1.80 2.50 【详解】[1]实物连线如图所示 [2]接法Ⅰ的内阻测量偏大，接法Ⅱ的内阻测量偏小，根据闭合电路欧姆定律，图像的斜率绝对值表示内阻，实线的斜率绝对值比虚线的大，故实线为接法Ⅰ，虚线为接法Ⅱ。由图得：实线的斜率，解得；虚线的斜率，解得。由[4]可知，故接法Ⅱ测得的电源内阻更接近真实值。 [3]接法Ⅰ，电流表示数为0时，电压表测量准确，故电源电动势为纵截距，故 [4]接法Ⅱ，电压表示数为0时，电流表测量准确，即短路电流 又有，解得 2．(1) R1 1.4×103 (2)1.2 (3) 1.3 0.40 【详解】（1）[2] 电阻箱a接入电路的阻值应调为 [1] 电阻箱R2的总电阻太小，所以选用R1。 （2）当表头示数为0.80mA时，改装后电压表的示数为 （3）[1][2]闭合电路欧姆定律得 根据欧姆定律 解得 根据图像得， 解得， 3．(1) 最大阻值 (2) 【详解】（1）[1] 开始时，要保证电路中的电流不超出电流表的量程，应将电路中的阻值调至最大，即先将电阻箱的阻值调到最大阻值； [2] 当电流表的指针指在满偏刻度的三分之二处时，即 则通过电阻箱的电流 由 可得 （2）[1][2] 由（1）可知，通过电阻箱的电流为通过电流表电流的一半，根据闭合电路欧姆定律可知 整理可得 由图乙可得， 联立解得， 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 实验题专项强化练习 电容器与电路测量实验 板块 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 小专题1　观察电容器的充、放电现象 1．某实验小组利用电流传感器观察电容器充放电的电流变化。电路图如图（a）所示，其中电源电动势、内阻，定值电阻，定值电阻，电流传感器内阻忽略不计。 (1)初始时电容器所带电荷量为0，当单刀双掷开关既不接1，也不接2时，电容器上极板的电势为______V。 (2)将单刀双掷开关先接1充电，当电容器充满电后，再将单刀双掷开关接到2放电，放电过程中经过的电流方向为______（填“”或“”）；电脑通过电流传感器记录整个过程中的电流变化情况如图（b）所示，图像中的大小为______mA；已知图像中电流随时间变化的关系图线与坐标轴围成的面积均为，则该实验使用的电容器电容大小为______F。 (3)若将定值电阻换成一个阻值更大的电阻，则电容充满电所用时间______（填“大于”“小于”或“等于”）。 2．某同学为探究电容器充、放电过程，设计了图甲实验电路。器材如下：电容器，电源（电动势，内阻不计），电阻，电阻，电流传感器，开关、，导线若干。实验步骤如下： (1)闭合，电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的-曲线如图乙，由图乙可知开关闭合瞬间流经电阻的电流为_____mA（结果保留3位有效数字）； (2)保持闭合，再闭合，电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两极板间电压为_____； (3)实验得到放电过程的曲线如图丙，曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为，曲线与横坐标、直线所围面积对应电容器释放的电荷量为，则时电容器两极板间电压为_____V。 3．某同学用题图1所示电路来探究一电容器的充放电性能。A为理想电流传感器， V为理想电压传感器， R为定值电阻，E为直流电源（内阻r不可忽略）。主要实验步骤如下： ①将电流传感器和电压传感器分别与计算机连接； ②将单刀双掷开关S接1，利用计算机得到电流I和电压U随时间t变化的图像； ③将单刀双掷开关S接2，再次利用计算机得到电流I和电压U随时间t变化的图像； ④导出所得的4张图像，如题图2所示。 请回答下列问题： (1)开关S接2时的图像是题图2中的______（选填“A”或“B”）。 (2)开关S接1时的图像如题图2中C所示，已知图中曲线与坐标轴围成的面积，则该电容器的电容______（保留两位有效数字）。 (3)若题图2D中M、N区域的面积之比为1:1，则定值电阻______。 小专题2　测量导体的电阻和电阻率 1．某实验小组测量某待测电阻丝Rx的阻值和电阻率，先用多用电表进行粗测，后用伏安法精确测量。 (1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径时，测量结果如图甲所示，可知金属丝的直径D=_______mm；用游标卡尺测量金属丝的长度如图乙所示，可知金属丝的长度L=________cm。 (2)如图丙所示为一简易多用电表内部电路原理图，其中G为灵敏电流计，选择开关S与不同接点连接就构成不同的电表，下列分析不正确的是___________。 A．A为红表笔，B为黑表笔 B．将选择开关S与3连接，就构成了欧姆表 C．将选择开关S与1或2连接，就构成了电流表，且与2接点相连时量程较大 D．将选择开关S与4、5连接，就构成了电压表，且与5接点相连时量程较大 (3)如图丁先用多用表×10挡粗测其电阻为___________Ω。 (4)实验要求尽可能准确地测量Rx的阻值，实验室可提供下面器材，电流表应选___________，电压表应选___________（填字母代号） 电源E：电动势 3V，内阻忽略不计； 电流表A1：量程0~15mA，内阻为100Ω； 电流表A2：量程0~0.6A，内阻约为0.3Ω； 电压表V1：量程0~3V，内阻约3kΩ； 电压表V2：量程0~15V，内阻约15kΩ； 滑动变阻器R：阻值范围0~10Ω； 定值电阻R1：阻值为10Ω； 定值电阻R2：阻值为100Ω； 开关S、导线若干。 (5)在图戊虚线框中画出测量R，阻值的完整电路图，并在图中标明器材代号___________。 (6)调节滑动变阻器R，当电压表的示数为2.40V，电流表的示数是8.0mA时，则待测电阻Rx的阻值为___________Ω。 2．测量一个未知定值电阻Rx的阻值，该电阻阻值接近500Ω。现实验室有如下器材可供选择： A．待测电阻Rx； B．电流表Al（量程0~10mA，内阻RA1=100Ω）； C．电流表A2（量程0~5mA，内阻RA2约为100Ω）； D．电压表V（量程0~1.5V，内阻Rv=500Ω）； E．定值电阻R0=200Ω； F．滑动变阻器R1（最大阻值约为10Ω，最大电流为1A）； G．滑动变阻器R2（最大阻值约为1000Ω，最大电流为1A）； H．直流电源E，电动势为3V，内阻很小； I．开关S，及若干导线。 小明在以上器材中选择了合适的器材，并设计了电路，如甲所示。要求测量数据范围较大，测量结果尽可能准确。 (1)a电表应选______，b电表应选______（请填写所选仪器前的字母编号） (2)调节滑阻器，得到多组a电表和b电表的示数，做出图像乙，图像横纵轴物理量的单位均采用国际单位，该图像斜率大小为k=150，则待测电阻Rx=_______Ω（保留三位有效数字）。 3．宋同学正在实验室测量一根弹性导电绳的电阻率。如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入图乙所示的电路中。 （1）实验中需要用螺旋测微器测量导电绳的直径，某次测量到的示数如图丙所示，则该次测量时导电绳的直径______cm。 （2）实验中先闭合开关、，调节滑动变阻器R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数和。然后断开开关，电流表的示数将______（填“变大”、“变小”或“不变”），电压表的示数______（填“变大”、“变小”或“不变”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表的示数为，记下此时电压表的示数U，则此时导电绳的电阻______（用U、和表示）。并记录此时金属夹A、B间的距离L和导电绳的横截面积S。 （3）多次拉伸导电绳，重复上面的实验，利用获得的多组数据绘制的图像如图丁所示，则弹性导电绳的电阻率______（用a、b和c表示）。 小专题3　测量电源的电动势和内阻 1．在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知。 （1）按照图甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整______。 （2）实验操作步骤如下： ①将滑动变阻器滑到最左端位置 ②接法Ⅰ：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据的值，断开开关 ③将滑动变阻器滑到最左端位置 ④接法Ⅱ：单刀双掷开关S与2闭合，闭合开关，调节滑动变阻器 R，记录下若干组数据的值，断开开关 ⑤在丙图中分别作出两种情况所对应的U—I图像 （3）由图丙可知________（填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”）测得的电源内阻更接近真实值。 （4）根据测得数据，作出和图像如图丙所示，根据图线求得消除系统误差后测得电源电动势。________，内阻________Ω。（结果均保留两位小数） 2．实验小组欲测量一节旧干电池的电动势和内阻。因未找到合适量程的电压表，小组同学决定将表头G改装为量程0～1.5V的电压表，并用其进行实验。相关器材如下： A．干电池（电动势约为1.5V）； B．电阻箱R1（最大阻值为9999Ω）； C．电阻箱R2（最大阻值为99.99Ω）； D．表头G（量程0～1mA，内阻为100Ω）； E．开关、导线若干。 (1)实验小组设计的电路图如图甲所示，电路中电阻箱a应选用__________（填“R1”或“R2”），其接入电路的阻值应调为__________Ω。 (2)当表头示数为0.80mA时，改装后电压表的示数为__________V。 (3)保持电阻箱a阻值不变，改变电阻箱b的示数R，记录改装后电压表的示数U，忽略改装电压表的分流作用，并作出了的关系图像，如图乙所示，则电动势的测量值__________V，内阻的测量值r=__________Ω。（结果均保留两位有效数字） 3．兴趣小组的某同学用如图甲所示电路来测量某新型电源的电动势、内阻和电流表的内阻。已知新型电源的电动势约为6V、内阻约为，电流表的量程为30mA、内阻约为。按图甲所示电路连接好器材后，该同学进行了以下操作： (1)断开和，先将电阻箱的阻值调到________（填“最大阻值”或“零”），闭合，调节电阻箱的阻值，使电流表的指针指在满偏刻度，再将闭合，调节电阻箱的阻值为时，电流表的指针指在满偏刻度的三分之二处，则此电流表的内阻________。（用表示） (2)保持和闭合、电阻箱的阻值不变，调节电阻箱的阻值，记录下电阻箱的阻值及对应的电流表的示数，得到多组、数据，绘制图像如图乙所示，图线的斜率为，纵截距为，则该新型电源的电动势为________，内阻为________。（用、、表示） 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $