专题17 电学实验(6年汇编)(河北专用)2021-2026年高考物理真题分类汇编
2026-08-07
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2份
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72页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电场的概念,动态电路分析,含容电路分析 |
| 使用场景 | 高考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河北省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 32.45 MB |
| 发布时间 | 2026-08-07 |
| 更新时间 | 2026-08-07 |
| 作者 | 数理天下 |
| 品牌系列 | 好题汇编·高考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-08-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59122119.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
整合河北2021-2026高考真题及模拟题,聚焦电学实验,以智能电表校准、新能源电池检测等真实情境为载体,强化实验原理迁移与数据处理能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|非选择题|26道|伏安法测电阻、电源电动势与内阻测量、电容器充放电、传感器(光敏/热敏)应用、多用电表使用|2026年真题以智能电表校准考查实验方案设计,2024年光强报警器题整合二极管极性判断与光敏电阻特性,2023年滑动变阻器电阻率测量题突出图像法数据处理,体现河北卷“真实情境+迁移创新”命题趋势|
内容正文:
专题17 电学实验
6年真题1年模拟
考点分类
河北考情(2021-2026)
命题规律
考点1 电学实验
2026河北卷
2025河北卷
2024河北卷
2023河北卷
2022河北卷
2021河北卷
. 真实情境深度渗透:以智能电表校准、新能源电池内阻检测、传感器特性测试等生活化/科技化场景为载体,跳出传统伏安法的固化考法,要求学生自主搭建实验方案。
. 迁移创新属性突出:不再机械考查课本原生实验步骤,重点考查“测电源电动势与内阻”“伏安法测电阻”等经典实验的变式拓展,强化数据处理、误差分析的综合能力。
. 能力导向持续强化:弱化机械读数的基础考查,重点考查实验原理重构、图像法数据处理、电路优化设计的能力,规避死记硬背实验结论的刷题套路。
考点01 电学实验
1.(2026·河北·高考真题)(1)某同学用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系。将甲、乙两测力计水平连接在一起,测力左侧固定,用手向右缓慢拉测力计乙。拉至某位置时两测力计示数如图所示。
测力计乙的读数是__________N。
②实验中发现两测力计示数总是明显不同、原因可能是__________。(单选)
A.两测力计的量程不同
B.两测力计弹簧的材质不同
C. 使用测力计前未正确调零
(2)图为探究电容器充、放电实验的电路图,实验选用内阻为几千欧姆的电压表和内阻很小且零刻度的电流表,
①实验时将开关S接1端,可观察到电流表指针__________(填字母,“A.迅速偏转到某位置后稳定不动”或“B.迅速偏转到某位置后往回偏转”),同时电压表指针偏转到某位置后稳定不动。
现将S与1端断开,但尚未与2端连接,此时发现电压表的指针逐渐向零刻度偏转。经检查器材完好,线路连接正确,出现此现象的原因可能是____________________。
【答案】(1) 2.0 C
(2) B 开关断开时电容器相当于和电压表形成了闭合回路,电压表内阻为几千欧姆,比较大,因此放电电流比较小,电容器放电的过程中其两端电压逐渐减小,直至最终放电结束,电容器带电荷量变为0,电压表示数减为0
【详解】(1)①由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N,需要读到同分位,因此读数为2.0N。
②探究作用力和反作用力的关系实验中,根据牛顿第三定律可知作用力和反作用力总是大小相等,,量程和弹簧测力计弹簧的材质都不影响其示数的准确性,两个测力计示数总是明显不同原因可能是测力计未正确调零。
故选C。
(2)①电容器充电过程中,开关闭合时充电电流瞬间达到较大的值,然后又逐渐减小,充电完成时,电流为0,因此观察到的现象是电流表指针迅速偏转到某位置后往回偏转。
故选B。
②观察题图可以发现,开关断开时电容器相当于和电压表形成了闭合回路,电压表内阻为几千欧姆,比较大,因此放电电流比较小,电容器放电的过程中其两端电压逐渐减小,直至最终放电结束,电容器带电荷量变为0,电压表示数减为0。
2.(2024·河北·高考真题)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、数字电流表、滑动变阻器R(最大阻值)、白炽灯、可调电阻、发光二极管、光敏电阻型三极管、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“”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。导线和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图3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”)。
(3)组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后,三极管被导通)等元件设计的电路。组装好光强报警器后,在测试过程中发现,当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,为使报警器正常工作,应____________(填“增大”或“减小”)可调电阻的阻值,直至发光二极管发光。
【答案】(1)负极
(2) A A D或C 减小
(3)增大
【详解】(1)根据欧姆表结构,使用时欧姆表黑表笔接内部电源正极,故当黑表笔接M端,电阻无穷大,说明二极管反向截止即连接电源负极。
(2)[1][2][3]题干要求电压表、电流表读数从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法连接电路,结合电流的走向,故接滑动变阻器A接线柱,接A,接滑动变阻器金属杆两端接线柱任意一个,即C或D,柱符合题意。
[4]由图像可知,随光照强度增加,I-U图像斜率增大,所以电阻减小。
(3)三极管未导通时,与串联。随着光强增强,电阻减小,此时三极管仍未导通,说明分压小,故需要增大。
3.(2023·河北·高考真题)某实验小组测量绕制滑动变阻器电阻丝的电阻率,实验器材:电源E(,内阻很小)、电压表(量程为,内阻很大)、待测滑动变阻器(最大阻值几十欧姆)、电阻箱(最大阻值)、滑动变阻器(最大阻内值)、毫米刻度尺、开关S以及导线若干。实验电路如图。
第一步:按图连好电路。将滑动变阻器和的滑片均置于最左端,电阻箱阻值调为零。闭合开关S,调整滑片的位置,使电压表的示数为。
第二步:断开开关S,保持滑片的位置不动,将的阻值调为。
第三步:闭合开关S,向右移动的滑片P,使电压表的示数仍为,记录的阻值R以及的滑片P到左端点a之间的距离l。
第四步:断开开关S,保持滑片的位置不动,调节的阻值分别为…,重复第三步。
第五步:实验结束,整理仪器。
实验记录的部分数据见下表。
组次
1
2
3
4
5
R/Ω
0
5
10
15
20
l/mm
0
20.3
36.8
60.5
81.1
(1)上表中不合理的一组数据为___________(填组次序号)。
(2)当l为时,的滑片P到a之间电阻丝的匝数为133,电阻丝的半径________mm(保留2位有效数字)。
(3)用拟合上表数据,得k近似为,测得单匝电阻丝周长为,则电阻丝的电阻率_________(保留2位有效数字)
(4)若电阻率的测量值与参考值相比偏大,产生误差的原因可能是___________。
A.未考虑电压表内阻 B.未考虑电阻丝绝缘层厚度 C.未考虑电源内阻
【答案】 3 0.30 B
【详解】(1)[1]根据实验原理可知,待测电阻接入电路中的电阻阻值与电阻箱阻值之和应保持不变,而根据电阻定律有
即电阻箱阻值增加多少,相应的待测电阻的阻值应减小多少,根据电阻定律可知,待测电阻的减少量与其接入电路中长度的减小少量成正比,即在误差允许范围内,减少相同的量则长度的减少量也应基本相同,则滑片P到a端长度的增加量应基本相同,根据表中数据可知,电阻箱每增加,滑片P到a端长度的增加量分别是、、、,由此可知第3组数据不合理。
(2)[2]当l为时,的滑片P到a之间电阻丝的匝数为133,则有
因此可得电阻丝的半径
其中
代入解得
(3)[3]用拟合上表数据,得k近似为,而电阻箱的阻值等于待测电阻滑片P到a端电阻阻值的大小,即
而根据拟合公式有
而单匝电阻丝长度为
单匝电阻丝周长
联立可得
(4)[4]A.由于待测电阻接入电路中的电阻与电阻箱串联,而二者之和始终保持不变,因此电压表内阻不会对该实验产生影响,故A错误;
B.根据该实验中电阻率的计算公式可知,若未考虑电阻丝绝缘层厚度,则会造成测量值偏大,故B正确;
C.由于该实验采用分压式接法,而与滑动变阻器右边所串联的并联部分的电路的总电阻始终不变因此回路中的总电阻始终不变,则电源内阻对该实验不产生影响,故C错误。
故选B。
4.(2022·河北·高考真题)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲,设计电路如图1所示。选用的器材有:限温开关S1(手动将其按下,开始持续加热煮饭,当锅内温度高于103℃时自动断开,之后不能自动闭合);保温开关S2(当锅内温度高于80℃时自动断开,温度低于70℃时自动闭合);电饭煲的框架(结构如图2所示)。自备元件有:加热电阻丝R(阻值为60Ω,用于加热煮饭);限流电阻R1和R2(阻值均为1kΩ);指示灯L1和L2(2.5V,0.6W,当电流低于30mA时可视为熄灭);保险丝T。
(1)按照兴趣小组设计的电路,下列说法正确的是______ (多选)。
A.按下S1,L1和L2均发光
B.当锅内温度高于103℃时,S1自动断开,L1和L2均发光
C.保温过程中,S2自动在闭合、断开状态之间交替切换
D.当锅内温度低于70℃时,S2自动闭合,L1发光,L2熄灭
(2)简易电饭煲制作完成后,试用时L1始终不亮,但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下,断开电源,使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是______(填写各步骤前的字母)。
A.将选择开关旋转到“ × 100”位置
B.将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”,使指针指向欧姆零点
C.调整“指针定位螺丝”,使指针指到零刻度
D.测量指示灯L1两端的阻值
E.将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡
操作时,将多用电表两表笔与L1两端接触,若指针如图3所示,可判断是______断路损坏;若指针如图4所示,可判断是______断路损坏。(用电路中的元件符号表示)
【答案】 CD/DC CABDE L1 R1
【详解】[1]A.按下S1后L2支路被短路,则L2不会发光,A错误;
B.当锅内温度高于103℃时,S1断开,而要温度降到70℃以下时S2才会闭合,则此时L2可能发光,此时电路中R与R1和L1的串联部分并联,并联的整体再和L2、R2串联,则回路中并联的整体电阻
RL= 10.42Ω
R并 = 56.64Ω
则回路总电阻
R总 = 1067.06Ω
则回路总电流
则L2一定发光,此时并联的整体的电压为
U并 = I总R并 = 11.89V
则流过L1的电流为
则流过L1的电流小于30mA,则L1熄灭,B错误;
C.由题知,S2在锅内温度高于80℃时自动断开,锅内温度降到70℃以下时S2自动闭合,C正确;
D.当锅内温度低于70℃时,S2自动闭合,L2支路被短路,则L2不会发光,此时电路中R与R1和L1的串联部分并联,则此时流过L1的电流为
则此时流过L1的电流大于30mA,则L1发光,D正确。
故选CD。
(2)[2]多用电表的操作步骤为:调整“指针定位螺丝”,使指什指到零刻度——机械调零;将选择开关旋转到“ × 100”位置——选挡;将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”,使指计指向欧姆零点——欧姆调零;测量指示灯L1两端的阻值——测量;将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡——关闭多用电表。
故正确顺序为CABDE。
[3]由于使用时L1始终不亮,但加热和保温功能均正常,如图3可看出L1两端有1100Ω左右的电阻,大约等于和R的总阻值,则说明L1始终不亮的原因可能是L1断路损坏。
[4]由于使用时L1始终不亮,但加热和保温功能均正常,如图4可看出欧姆表的示数几乎为零,,由于此时选用的是“ × 100”挡,而灯泡电阻RL= 10.42Ω,欧姆表两表笔间的电阻为灯泡电阻时,示数很小,几乎为0,说明灯泡L1正常,L1始终不亮的原因可能是R1断路损坏。
5.(2021·河北·高考真题)某同学研究小灯泡的伏安特性,实验室提供的器材有;小灯泡(,),直流电源(),滑动变阻器,量程合适的电压表和电流表,开关和导线若干,设计的电路如图1所示。
(1)根据图1,完成图2中的实物连线______;
(2)按照图1连线后,闭合开关,小灯泡闪亮一下后熄灭,观察发现灯丝被烧断,原因可能是______(单项选择,填正确答案标号);
A.电流表短路
B.滑动变阻器的滑片接触不良
C.滑动变阻器滑片的初始位置在b端
(3)更换小灯泡后,该同学正确完成了实验操作,将实验数据描点作图,得到图像,其中一部分如图3所示,根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为______(保留三位有效数字)。
【答案】 C
【详解】(1)[1]电流表负极与滑动变阻器的右端的位置连接,如图
(2)[2]开关闭合,小灯泡闪亮一下后灯丝烧断,说明通过小灯泡的电流过大。
A.电流表内阻非常小,短路几乎不影响通过小灯泡的电流,与灯丝烧断无关,A错误;
B.滑动变阻器滑片接触不良,无电流通过小灯泡,B错误;
C.滑动变阻器的滑片开始时置于端,小灯泡部分分压达到最大,通过电流最大,可能会烧断小灯泡灯丝,C正确;
故选C。
(3)根据小灯泡的伏安特性曲线可知在点时的电压和电流分别为
,
根据欧姆定律可知小灯泡的电阻为
6.(2026·河北邢台·模拟预测)某实验小组的同学想利用下列实验器材准确地测出某待测电阻的阻值(约为2kΩ)。
A.电源E(电动势约为3.0V);
B.电流表(量程为0∼10mA,内阻约为20);
C.电流表(量程为0∼15mA,内阻约为10);
D.滑动变阻器(最大阻值为500Ω);
E.滑动变阻器(最大阻值为5Ω);
F.电阻箱R(阻值范围为0∼999.9Ω);
G.开关,单刀双掷开关,导线若干。
(1)小明同学认为要准确地测出待测电阻的阻值,必须测出电流表的内阻,于是他按照如图甲所示的电路图连接好电路,测量电流表的内阻。
①先将开关、断开,将滑动变阻器的滑片移至________(选填“a”或“b”)端。
②将开关接1,闭合,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为。
③保持滑动变阻器的滑片位置不变,再将开关接2,调节电阻箱R,使电流表的示数仍为,此时电阻箱的示数如图乙所示,则电流表的内阻________。
(2)测出电流表的内阻后,该同学设计出如图丙所示的电路图。
①根据设计的电路图,要使电流表的示数为5mA,待测电阻两端的电压为1.5V,则电阻箱的阻值R应调节为________。
②调节好电阻箱后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录电流表的示数和电流表的示数,根据测得的多组数据描绘出图像,如图丁所示,则待测电阻的阻值________(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1) b 19.5
(2) 280.5
【详解】(1)[1]闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至b端,使滑动变阻器接入电路的电阻最大。
[2]根据题图乙可知,电阻箱的示数为19.5Ω,前后两次通过电流表的电流相同,则电流表的内阻等于电阻箱的示数,故电流表的内阻。
(2)[1]电流表的示数为5mA时,待测电阻两端的电压为1.5V,则电阻箱的阻值
[2]由并联电路的特点可知
整理得
则有
解得
7.(2026·河北·模拟预测)某实验小组为测量一节旧手机电池的电动势和内阻,可利用的器材如下:
a、待测电池(标称,内阻小于) b、电压表
c、电流表 d、定值电阻
e、滑动变阻器 f、滑动变阻器
g、开关S、导线若干
(1)他们设计了如图甲所示的电路。为了提高测量精度,电路图中滑动变阻器应选_______(填“e”或“f”);
(2)实验中得到图像如图乙所示,则可求出电动势________,内阻________(结果均保留2位小数);
(3)本实验电动势和内阻的测量误差是由于________(填“电压表”或“电流表”)引起的;
(4)该小组同学通过查阅资料设计了图丙所示的实验,其中为灵敏电流计,为另一个电源,其电动势和内阻均未知。他们闭合开关、,调节和,使灵敏电流计的示数为零,读出电流表和电压表的示数和;改变的阻值,仍使灵敏电流计的示数为零,读出多组电流表和电压表的示数,再次用对应的数据在图乙中作出图像,则本实验中电动势和内阻的测量误差是由于哪个电表引起的________。
A.电压表
B.电流表
C.灵敏电流计
D.所有电表均无影响
【答案】(1)e
(2) 3.60 0.17
(3)电压表
(4)D
【详解】(1)本实验中电源内阻较小,电动势不大,选择阻值较小的滑动变阻器调节更方便,测量精度更高,故选e。
(2)[1]根据闭合电路欧姆定律,甲图电路满足
整理得
图像的纵截距等于电动势,由图乙可得截距为
即
[2]图像斜率的绝对值
计算得
已知,因此。
(3)甲图电路中,电压表存在分流作用,电流表读数小于干路的真实电流,因此误差来源于电压表的分流。
(4)图丙为补偿法电路,当灵敏电流计示数为零时,两端电势差为零,没有电流流过,此时电压表示数等于待测电源的真实路端电压,电流表示数等于待测电源的真实干路电流(包含了电压表的分流,原理上消除了伏安法的系统误差),灵敏电流计只要示数为零就不影响结果,因此本实验原理上不存在系统误差,故选D。
8.(2026·河北保定·三模)某同学利用图示电路做“观察电容器的充、放电现象”实验,其中电源电动势E=3.0V、内阻不计,电容器的电容C=1mF,定值电阻R=30kΩ,微安表G(量程-150μA~0~150μA,零刻度在表盘中央),内阻不计,单刀双掷开关S。
(1)将开关S拨向1,微安表G的指针迅速向右偏转到某一刻度,然后逐渐向左偏转到零刻度,此过程电容器在________(选填“充电”或“放电”),稳定后电容器所带电荷量为________mC。
(2)S接1,电路稳定后,将开关S拨向2,S拨向2后瞬间回路中的电流为________μA。
(3)若将定值电阻R换为阻值更大的定值电阻,充电过程中指针回到零刻度所需的时间________(选填“变长”“不变”或“变短”)。
【答案】(1) 充电 3
(2)100
(3)变长
【详解】(1)开关S接1时,微安表向右偏转且最终指针指向零刻度,此过程电容器在充电,充电完成时,电容器两极板间的电压等于电源电动势,结合题述可得,稳定后电容器所带电荷量Q=CE=3mC
(2)开关S拨向2后的瞬间,电路中的电流
(3)定值电阻阻值增大时,在电容器两极板间电压相同的情况下,充电电流变小,电容器充电完成后所带的电荷量不变,则充电时间会变长,即指针回到零刻度所需的时间变长。
9.(2026·河北衡水·模拟预测)太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片,又称为“太阳能芯片”或“光电池”,主要通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能。某同学要测量光电池的电动势和内阻,根据实验室提供的器材,设计如图甲所示的实验方案。
①光电池(电动势约为,内阻约为)
②电压表(量程15V,内阻约为)
③电流计(量程1mA,内阻)
④电阻箱()
⑤电阻箱()
⑥定值电阻
⑦开关S和导线若干
(1)因电压表V的量程太大,现将电流计G改装成量程为5V的电压表,电阻箱的阻值需要调至 ______ ;
(2)该同学利用上述实验原理图测得电流计示数I和电阻箱的示数R,并作出相应的图像如图乙所示,根据图像可求出光电池的电动势______ V,光电池的内阻______ (结果均保留三位有效数字);
(3)如图是利用太阳能电池给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻,是保护定值电阻,日光充足时,电磁继电器把衔铁吸下,GH接入电路,太阳能电池板给蓄电池充电,光线不足时,衔铁被弹簧拉起,与EF接入电路,蓄电池给LED路灯供电,路灯亮起。该光敏电阻阻值随光照强度增大而______(填“增大”或“减小”);在冬季时为了延长每天路灯照明时间,需换为更______(填“大”或“小”)些的保护电阻。
【答案】(1)
(2)
(3) 减小 大
【详解】(1)根据电压表改装原理
故电阻箱的阻值需要调至
(2)[1][2]根据闭合电路的欧姆定律
且
整理得
图像的纵截距为
解得电源的电动势
图像的斜率为
解得电源的内阻
(3)[1]日光充足时,电磁继电器把衔铁吸下, 可知电流增大了,而蓄电池电动势不变,根据闭合回路欧姆定律,可判断控制电路的电阻变小了,因此当日光充足时,光敏电阻减小。
[2]更换阻值更大的保护电阻,可减小电流,使衔铁被弹簧拉起,与EF接入电路,以延长路灯照明时间。
10.(2026·河北保定·二模)某同学准备自制欧姆表,可用的器材如下:
A.电流表(量程,内阻未知)
B.电池(电动势为1.5V、内阻为0.2Ω)
C.电池(电动势为6.0V、内阻为0.8Ω)
D.滑动变阻器R(最大阻值10kΩ)
E.电阻箱R1(最大阻值999.9Ω)
F.开关、导线、表笔等若干
(1)用半偏法测电流表内阻。电路如图甲所示,电路连接完成后,保持开关S2断开,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表满偏;保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合S2,调节电阻箱R1,使电流表半偏,此时电阻箱R1的示数为198.0Ω。为减少系统误差,则电池选________(选填“B”或“C”),电流表内阻的测量值为________Ω(结果保留3位有效数字),测量值与真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”)。
(2)组装欧姆表。将电流表与电池B、滑动变阻器R、表笔等,按图乙所示连接,并在电流刻度下方加刻欧姆刻度“0.5mA”刻线处正对欧姆“15”刻度。
①该欧姆表对应多用电表的欧姆_______(填选项序号)挡。
A.“×10” B.“×100” C.“×1k”
②由于长时间使用,电池电动势变为1.2V,内阻变为1.6Ω,完成欧姆调零后进行测量,指针指在电流“0.4mA”刻线处,则待测电阻的阻值为_______kΩ。
③更换新电池,在电流表上并联电阻箱R1,使改装的欧姆表对应多用电表的欧姆“×1”挡,如图丙所示,则电阻箱的阻值应调为_______Ω。
【答案】(1) C 198 偏小
(2) B 1.8 2.0
【详解】(1)[1]开关闭合前后,电路中的总电阻会有变化,变化量的大小约为
若想让误差更小,电路中的电阻总值应该更大,即在调节电流表满偏时滑动变阻器接入电路中的阻值越大越好,根据闭合电路欧姆定律可知选择电动势更大的电池可以做到。
[2][3]开关闭合前后若默认干路中的总电流大小依然为,则闭合后流过电流表和电阻箱的电流都为满偏电流的一半,并联电路两端的电压相等,根据欧姆定律可知电流表与电阻箱的电阻大小也相等,所以电流表内阻为。
但实际闭合后干路中的电流会增加,使得流经电阻箱的电流比满偏电流的一半大一些(即比流过电流表支路的电流大一些),根据公式可知,电阻箱的阻值小于电流表内阻,所以测量值偏小。
(2)[1]当欧姆表进行欧姆调零时,欧姆表内的总电阻大小为
当电流表的示数为0.5mA时,根据闭合电路欧姆定律,有
可求得此时的
所以档位应是“×100”。
故选B。
[2]此时欧姆调零后的内阻为
根据闭合电路欧姆定律,可求出外电阻为
[3]当欧姆表的量程为“×1”时,此档位的内阻应为15Ω,所以新电流表的量程为
根据电表改装的原理,可列式
可解得并联的电阻箱阻值要调为。
11.(2026·河北保定·一模)某同学利用如图甲所示的电路,测量内阻很小的某电源的电动势和内阻,所用器材如图乙所示,为定值电阻阻值。请回答下列问题:
(1)按照图甲所示的电路图,将图乙中的实物连线补充完整__________。
(2)实验中,定值电阻的作用有___________。
A.保护电源
B.在电流变化时使电压表的示数变化更明显
C.在电压变化时使电流表的示数变化更明显
(3)实验中,当单刀双掷开关接1时,将滑动变阻器滑片置于两个不同位置,电压表和电流表的示数分别为、和、,则电源电动势__________,内阻__________用和表示。
【答案】(1)
(2)AB
(3)
【详解】(1)根据电路图可连接实物如图所示
(2)定值电阻有保护电源的作用,且由于电源内阻很小,则根据闭合电路的欧姆定律有
可知加了定值电阻后可以达到电流变化时使电压表的示数变化明显的效果。
故选AB。
(3)[1] [2]根据闭合电路欧姆定律有
联立解得,
12.(2026·河北秦皇岛·模拟预测)北方地区冬季温度较低,某实验小组想为学校的生物实验室设计一个低温报警装置,该报警装置可用于观测棚内温度(),同时当温度低于5℃时装置会自动报警。所用温度传感器的电阻随温度的变化规律如图甲所示,实验电路如图乙所示。实验室提供的器材有:
A.直流电源(电动势为6V,内阻不计);
B.电流表(量程为,内阻为10Ω,当电流小于某值(该电流值可调节)时发出警报);
C.温度传感器;
D.电阻箱(最大阻值为999.9Ω);
E.定值电阻R;
F.单刀双掷开关一个,导线若干。
(1)定值电阻R有10Ω,40Ω,150Ω三种规格,应该选择阻值为_______Ω的定值电阻;
(2)请根据图乙所示的电路图,在图丙中完成实物连线________;
(3)按下列步骤进行调试:
①电路接通前,先将电阻箱调为15Ω,然后开关向_______(填“a”或“b”)端闭合,将电流表此时指针对应的刻度线标记为温度_______℃;
②逐步增加电阻箱的阻值,电流表的示数不断变小,按照图甲中数据将电流表上“电流”刻度线标为对应的“温度”;
③将开关向另一端闭合,温度计即可正常使用。
(4)电流表示数降低到_______mA,报警器报警。
(5)使用一段时间后,由于电源的内阻变大(电动势没有变化),温度的测量结果_______(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
【答案】(1)40
(2)
(3) b 10
(4)80
(5)偏低
【详解】(1)由题图可知随着温度升高,温度传感器的电阻的阻值降低,由题意可知,测温最高温度为10℃,此时温度传感器的电阻约为15Ω。电流表量程最大值为0.1A,则此时电路中的总电阻为
解得
因此定值电阻应该选择40Ω。
(2)根据电路图,连接实物图如图所示
(3)[1]本实验利用替代法调试刻度,调试时电阻箱接入电路,开关接b端。
[2]电阻箱阻值调为15Ω,对应。从图甲可得其对应的温度为10℃,因此标记为10℃。
(4)温度低于5℃报警,5℃时从题图可知此时温度传感器的电阻为25Ω。此时电路总电阻为
此时电路中的电流为
因此电流降到80mA时报警器报警。
(5)电源内阻变大后,电动势不变,相同实际温度(相同)下,电路总电阻增大,电流减小。刻度中电流越小对应温度越低,因此测量得到的温度比实际温度偏低。
13.(2026·河北保定·二模)某实验小组测一电池组的电动势和内阻。
(1)他们先用多用电表的电压挡粗测电池组的电动势,他们选择10 V量程对电池组进行粗测,测量前需要将选择开关对准图甲中的__________(填“a”或“b”)处,然后将红表笔与电池组的___________(填“正极”或“负极”)连接,黑表笔与电池组另一极连接,对电池组进行粗测时指针如图乙所示,则该电池组的电动势测量值为_________V。
(2)为了精确测量该电池组的电动势和内阻,设计图丙所示实验电路,进行实验,可用器材如下。
A.电流表A(量程0.6A,内阻为1Ω)
B.电压表 V₁(量程3V,内阻约为3000Ω)
C.电压表 V₂(量程15V,内阻约为15000Ω)
D.滑动变阻器R₁(阻值范围0~20Ω)
E.滑动变阻器R₂(阻值范围0~200Ω)
F.开关一个,导线若干
①电压表应该选择__________,滑动变阻器应该选择__________(均填器材前面的字母符号)。他们将选好的器材按照图丙所示电路连接好。
②闭合开关前,应该将滑动变阻器的滑片滑到__________(填“M”或“N”)端。闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,记录多组电压表和电流表示数。以电压表示数U为纵轴,以电流表示数I为横轴,描绘出U-I图像如图丁所示,则该电池组的电动势为__________V,内阻为__________Ω。(均保留2位有效数字)
【答案】(1) b 正极 3.0
(2) B D N 2.9 1.1
【详解】(1)[1]题中测量电池组的电压,应该选择直流电压挡,所以选择开关应置于图甲中b处
[2]电流应从红表笔流入,从黑表笔流出,所以红表笔接电池组正极,黑表笔接电池组的负极。
[3]在10V量程下,由题图可知其读数为3.0V。
(2)[1]由之前的分析可知,电池组的电动势约为3V,为了测量准确,所以电压表应该选择量程3V的,即电压表选择B。
[2]为了便于调节电流,滑动变阻器的阻值应该选择小的,即选择D。
[3]闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大端,即滑到N端。
[4][5]对于该电路,由闭合电路欧姆定律有
结合图像可知,,
14.(2026·河北沧州·二模)某实验小组想要测量某电源的电动势和内阻、实验室中的器材如下:
A.待测电源E;
B.标准电源E0;
C.电流表A(量程为0-200μA,内阻约为200Ω);
D.灵敏电流计(内阻很小);
E.定值电阻R0(阻值为10Ω);
F.电阻箱R;
G.电阻箱R1;
H.滑动变阻器R2;
I.导线和开关若干。
实验小组经过讨论后设计了如图甲所示的电路图,实验步骤如下。
(1)将电阻箱R调到合适阻值,闭合开关S1,调节电阻箱,使电流表A满偏。
(2)闭合开关S2,调节滑动变阻器R2的滑片,使灵敏电流计的指针指到零刻度。
(3)闭合S3,保持电阻箱R和滑动变阻器R2接入电路的阻值不变,将R1的阻值_______(选填“调大”或“调小”),使灵敏电流计的指针仍指到零刻度,发现R1的示数为1489Ω,电流表A的示数如图乙所示,则可知电流表A的内阻为_______Ω。
(4)断开开关S1和S2,移除灵敏电流计后用导线连接,闭合S1,保持电阻箱R1的阻值不变,改变电阻箱R的阻值,测得多组电阻箱R的阻值和电流表A的示数,根据记录的数据作出图像,如图丙所示,可得待测电源的电动势________V,内阻________。(均保留2位有效数字)
(5)若某同学因读数时有偶然误差,(3)中读电流表A的示数时比实际值稍小一些,仅考虑此误差,则测得的电动势与真实值相比_______(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】 调大 190 6.0 1.5 偏小
【详解】[1]闭合后,电流表A与并联,该部分总电阻减小,为保持灵敏电流计仍为零(即总电阻不变,分压不变),需要调大电阻箱R1的阻值。
[2]由图乙读得电流表满偏电流
闭合后通过电流表的电流为
由并联电路电压相等得
解得电流表A的内阻为
[3][4]设电流表与并联电阻为
由闭合电路欧姆定律可得
变形得
由图丙可得,斜率
截距
解得,
[5](3)中读电流表A的示数时比实际值稍小一些,则等效成改装后的电流表的量程大于电流表A量程的20倍,电动势的测量值比真实值偏小。
15.(2026·河北张家口·二模)防电墙技术又称水电阻衰减隔离法,是一种电热水器安全防护技术,其原理是通过管径和距离使水流形成电阻隔离层,降低漏电情况下接触人体的电流至安全电流以下。技术人员设计防电墙时需要先测量水的电阻率。
(1)技术人员将自来水装入粗细均匀的圆柱形玻璃管中,玻璃管两端各装一个可移动的电极封闭端口,水柱长为(可调);管内横截面积,采用图甲所示电路测量其电阻。所用电压表内阻非常大,微安表内阻也较大,通过改变滑动变阻器滑片位置获得多组U、I数据,根据计算电阻阻值,则求出的电阻值比所测水电阻的真实值________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)为消除微安表内阻对测量电阻率的影响,技术人员改变水柱长度进行多次测量,并采用图像法处理数据。洗澡时水温一般在25~60℃。首先用上述器材及图甲电路测量25℃的水在不同长度时的值,并精确测出每组电压及电流对应的水柱长度。将水温升到60℃,重复测量。作出25℃及60℃水的图像分别如图乙中、所示。由图可知25℃水的电阻率________(填“大于”“小于”或“等于”)60℃水的电阻率;若图线的斜率为,则自来水的电阻率表达式________(用题目中所给物理量字母表示)。
(3)测出自来水电阻率后,设计人员将一段绝缘材质出水管安装于热水器出水口作为防触电装置。选用管内横截面积为的水管,若接触人体的安全电流为,忽略其他电阻的影响,热水器漏电时相当于的电压直接加在出水管两端,则该水管的长度至少应设计为________m(保留2位有效数字)才能保证人体的安全。
【答案】(1)偏大
(2) 大于
(3)0.63
【详解】(1)图甲中电流表内接,测出的是水电阻与微安表内阻串联的总电阻,故偏大;
(2)[1][2]由欧姆定律
斜率
而S一定,故斜率大的电阻率大,故由图可知25℃水的电阻率大于60℃水的电阻率
则自来水的电阻率表达式
(3)25℃时,
则自来水的电阻率为
由欧姆定律水电阻的最大值为
又
较大,故水管的长度至少应设计为
16.(2026·河北邢台·三模)某实验小组想探究热敏电阻RT的阻值随温度变化的特性,进而制作测温仪器,进行了以下实验:
(1)该实验小组在环境温度下先用多用电表的欧姆“×100”挡粗略测量该热敏电阻的阻值,发现指针偏转角度很大,接下来应换欧姆________(选填“×10”或“×1k”)挡,实验小组选择了正确的倍率后,指针偏转如图(a)所示,则此时热敏电阻的阻值为________Ω。
(2)该实验小组为了准确测量热敏电阻的阻值并制作测温仪器,从实验室找来了如下器材:滑动变阻器R、电阻箱R1(最大阻值为999.9Ω)、定值电阻、定值电阻、电流计G、电压表V、电池组E(电动势9V)、水浴加热装置、标准温度计、开关S、导线若干,并设计了如图(b)所示的电路图。
①将滑动变阻器滑片调至适当位置,闭合开关,调节电阻箱R1的阻值,当时,发现电流计恰好无示数,则此时热敏电阻的阻值为________Ω;
②若电流计内阻不可忽略,则测量的热敏电阻的阻值________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(3)该实验小组将热敏电阻密封后浸入水中,通过改变水浴温度,多次实验得到热敏电阻阻值与对应温度的数据,如表中所示。
RT/Ω
115
88
70
45
30
20
t/℃
20
30
40
60
80
100
请根据表中数据在图(c)中进行描点连线,绘制关系图线。
(4)该实验小组挑选了部分器材按图(d)所示电路制成测量温度的仪表,闭合开关,将电阻箱阻值调成176.0Ω,此时电压表示数为6V,对应的环境温度为________℃。利用该装置测得的温度偏低,可能的原因是________(写出一条即可)。
【答案】(1) ×10 110
(2) 90 准确
(3)
(4) 30 电池组内阻分压
【详解】(1)[1]用欧姆表测量电阻时,发现指针偏转角度很大,则待测电阻较小,所以应该换用小倍率,即挡位;
[2]由图(a)可知,热敏电阻的阻值为
(2)①[1]根据电桥法可知
代入数据,解得
②[2]根据电桥法的原理可知,电流计内阻对电阻的测量无影响,所以测量的热敏电阻的阻值准确。
(3)根据表中数据,描点连线,如图所示
(4)[1]根据闭合电路欧姆定律可得
代入数据,解得
结合(3)中表格数据可知,对应的环境温度为30℃;
[2]由(3)中表格数据可知,测得的温度偏低,则测得的电阻偏大,可能原因是电池组电动势实际低于9V或电池组内阻分压。
17.(2026·河北衡水·模拟预测)2026年某新能源汽车发布会上公布了第二代刀片电池技术,在能量密度、低温性能上比上一代有了很大突破。现将其中一块电池拆解出来,测量其电动势和内阻。除电池外,器材还有:多用电表;滑动变阻器;电流表(为0.50 Ω,0~0.6A);电压表(约为5 kΩ,0~5 V);以及开关S、导线若干。
(1)用多用电表粗测电池的电动势,则多用电表的红表笔应连接电源的__________(选填“正极”或“负极”);
(2)如图甲、乙所示,为保证测量结果的精确性,应选择电路图__________(选填“甲”或“乙”)来进行实验;
(3)正确操作进行实验后,得到电压表读数和对应的电流表读数,画出图像如图丙所示,、、已知,则测得电池的电动势__________,内阻__________。(用题中字母表示)。
【答案】(1)正极
(2)乙
(3)
【详解】(1)多用电表在测直流电压时,红表笔接高电势(电源正极),黑表笔接低电势(电源负极),电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出。
(2)由于题目中给出电流表内阻已知,我们可以把电流表和电源看成一个整体(等效电源),此时电压表的读数是滑动变阻器两端的电压,电流表的读数就是干路电流,电压表测的就是等效后的路端电压,这样系统误差可以通过修正消除,从而保证测量结果的精确性,故应选择电路图乙。
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律,结合图乙有
可知图像纵截距表示电动势,斜率绝对值表示,则根据图丙有,
解得
18.(2026·河北·三模)某同学自制多用电表的内部结构简化图如图甲所示。该多用电表可选择的量程有“0~10mA”、“0~50mA”、“×10Ω”、“0~3V”、“0~15V”。
(1)接线柱A应接的是______(填“红”或“黑”)表笔。当旋钮B旋转到位置“1”时,多用电表的量程为______。
A.0~10mA B.0~50mA C. 0~3V D.0~15V
(2)某次用多用电表测电阻时,旋钮B旋转至位置“3”,指针位置如图乙所示,则待测电阻的阻值为______Ω。
(3)该多用电表中电池的电动势E=______V。
【答案】(1) 黑 B
(2)110
(3)1.5
【详解】(1)[1] 由图甲可知,A表笔与欧姆表内部电源的正极相连,根据“红进黑出”原则可知,接线柱A应接的是黑表笔。
[2] 由图甲可知,当多用电表旋钮旋转到位置“1”时,与表头并联的电阻更小,根据并联分流的原理可知,此时电流表的量程更大,所以此时多用电表的量程为0~50mA。
故选B。
(2)当旋钮B旋转至位置“3”时,已知欧姆挡的倍率为“×10Ω”,所以待测电阻的阻值为
(3)当旋钮旋转至位置“3”时,表头已经被改装成量程为0~10mA的电流表,即干路中的最大电流为
当欧姆调零完成后,应有
当指针指向表盘中间刻度时,应有
由图乙可知,欧姆表的中值电阻为
联立解得该多用电表中电池的电动势为
19.(2026·河北沧州·三模)某实验小组研究一条均匀导电薄带的电学性质。薄带长1.0m,宽度b=5.00mm,厚度h=0.20mm。实验电路如图甲所示,P为金属夹,可改变薄带与电压表并联部分的长度L。
(1)在小电流条件下测量不同L时的电阻作出R-L图像,如图乙所示,可知电流表的内阻为___________;该导电薄带材料的电阻率ρ=___________Ω·m;(最后一空保留2位有效数字)
(2)保持L=0.50m不变,逐渐增大电流,测得U-I图像如图丙所示,由图可知,电流增大时薄带的电阻___________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)将导电薄带全部接入电路中,与一个2Ω的保护电阻串联后,接到电动势为2V、内阻不计的电源上,稳定后通过该导电薄带的电流I=___________A。(保留2位有效数字)
【答案】(1) 0.2 8.0×10-7
(2)增大
(3)0.68
【详解】(1)[1]由图像的纵截距可直接读得电流表内阻
[2]图像斜率约为
均匀导电薄带满足
所以。
(2)当时,该部分薄带的电阻为
若电阻保持不变,则时应有
由图丙可读出此时约为,实际电压更大,说明电流增大时薄带电阻增大。
(3)将长的导电薄带视为两个的薄带串联,将电源视为两个的电源串联,将保护电阻看作两个的电阻串联,电路图如图甲所示
由对称性可知,此时通过长的薄带的电流与长的薄带的连接电动势为,内阻阻值为的电路中的电流相同。在题图丙中作出电动势为,内阻为的电源的关系曲线(如图乙所示),该直线与长薄带的关系曲线的交点横坐标即为所求电流。由图乙读得
此时薄带两端电压约为,则薄带两端电压约为,保护电阻两端电压为
二者之和约为,与电源电动势相符,因此稳定电流。
20.(2026·河北沧州·二模)相机闪光灯的核心工作原理是电容器快速充电、瞬间放电。某同学用实验室器材模拟闪光灯的充放电过程,探究电容器的电学特性。
实验器材如下:电源E(电动势6 V,内阻不计);定值电阻;定值电阻(阻值为200 Ω);电压传感器(电阻近似无穷大);电流传感器(电阻忽略不计);电容器C;单刀双掷开关S;开关、;导线若干;计算机。
(1)该同学设计了图甲实验电路。单刀双掷开关接通“1”给电容器充电,然后接通“2”给电容器放电。
①开关接通“1”后,当电压传感器示数最大时,电流传感器显示的数值为__________。
②利用计算机中记录的数据绘制电容器两端的电压U与电流I的关系图,某一过程的图像如图乙所示,则该过程为__________(填“充电”或“放电”);根据该图像可得,定值电阻的阻值为__________
(2)该同学又设计了图丙实验电路。实验时断开,闭合,给电容器充电,当电流传感器示数为零时,再闭合,自闭合开始电流传感器的图像如图丁所示,则当电流传感器示数再次为零时电容器两极板间电压为__________V;曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0366 C,则电容器的电容C为__________(保留2位有效数字)。
【答案】(1) 0 放电
(2) 2 /
【详解】(1)[1]开关接通“1”充电完成后,电容器电压等于电源电动势,电路中不再有充电电流,因此电流传感器示数为0
[2]充电过程满足,即
增大时减小,与负相关
放电过程中满足
与负相关,因此图乙对应放电过程
[3]图像的斜率等于,由图得时
因此
(2)[1]闭合稳定后,电流为零,与串联在电源两端,电容器与并联,根据串联电路分压规律可得电容器两极板间电压为
[2]电容器释放的电荷量等于初始电荷量减去末态电荷量
解得
21.(2026·河北邢台·二模)如图1所示,一集成电路中某绝缘材料表面有一层均匀的长方形合金薄膜,一同学计划测量该合金薄膜的厚度。
(1)对于一个均匀的方形薄膜,电流从一边流向对边时所呈现的电阻值称为方块电阻,单位为Ω/m2(欧姆每方)。该同学查阅到要测量的合金在薄膜厚度为100nm时的方块电阻为50Ω/m2,则该合金的电阻率为ρ=___________Ω·m。
(2)该同学用螺旋测微器,先测量长方形薄膜的长、宽,测得长L=4.100mm,宽如图2所示,可知宽度d=___________mm。
(3)先用多用电表欧姆“×100”挡粗测该长方形薄膜沿1、3方向的阻值,正确操作后示数如图3所示,则阻值为___________Ω。
(4)该同学设计如图4 所示的电路测量薄膜的阻值,电源电动势为3V,内阻为2Ω。闭合开关,将滑动变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,该同学发现毫安表示数变化较小,为正常实验,下列方法可能可行的是___________。
A.换用最大阻值较小的滑动变阻器
B.将导线连接到长方形薄膜2、4方向
C.在电源附近串联一保护电阻
(5)按(4)中所选方案改动,电路正常后,移动滑片,记录毫安表的示数I,同时测量滑片到滑动变阻器最右端的距离x,根据测得的多组数据拟合出 图像,如图5所示,则合金薄膜的厚度为___________nm(保留整数)。
【答案】(1)
(2)1.640
(3)700
(4)B
(5)20
【详解】(1)由于方形电阻的长、宽相等,根据电阻定律可得
可得该合金的电阻率为
(2)螺旋测微器的精确值为,由图2可知宽度为
(3)先用多用电表欧姆“×100”挡粗测该长方形薄膜沿1、3方向的阻值,正确操作后示数如图3所示,则阻值为
(4)A.闭合开关,将滑动变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,该同学发现毫安表示数变化较小,说明滑动变阻器接入电路的电阻相比长方形薄膜的电阻较小,移动滑片时,变化的电阻相对总电阻较小。换用最大阻值较小的滑动变阻器,移动滑片时,变化的电阻相对总电阻更小,毫安表示数变化仍较小,故A错误;
B.将导线连接到长方形薄膜2、4方向,根据电阻定律,由于长度变小,横截面积变大,则长方形薄膜的电阻变小,移动滑片时,变化的电阻相对总电阻变大,毫安表示数变化变大,可能正常实验,故B正确;
C.在电源附近串联一保护电阻,移动滑片时,变化的电阻相对总电阻更小,毫安表示数变化仍较小,故C错误。
故选B。
(5)设滑动变阻器单位长度的电阻为,根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
结合图5可得
解得
如图所示
可以将薄膜分成10个方块电阻,设每个方块的电阻为,根据电阻的串、并联规律可得
解得
根据
可得合金薄膜的厚度为
22.(2026·河北保定·二模)某同学设计了图甲所示的实验电路测量电流表(量程30mA)的内阻(约为几十欧),并计划测量后将电流表改装成电压表来测量所用电源的电动势和内阻。滑动变阻器最大阻值为10Ω。
(1)根据电路图完成实物器材连接,在开关S闭合前,滑动变阻器的滑片应移到最___________(选填“左端”或“右端”),并调节电阻箱接入回路的阻值。
(2)闭合开关S。调节滑动变阻器滑片到合适位置,改变电阻箱接入回路的阻值,记录电阻箱接入回路的阻值R1和电流表的示数I,如表所示,则电流表的内阻。______。(结果保留整数)
实验次数
R₁/Ω
I/mA
1
20.0
28.5
2
64.0
17.5
(3)根据(2)中结果,将电流表改装成量程6 V的电压表,则应将电阻箱的阻值调为___________Ω并与电流表串联。
(4)该同学完成改装后,对图甲电路进行微小改动,得到了图乙所示的电路,来测量电源的电动势和内阻。滑动变阻器全部接入回路时,电压表示数为3.5V,滑片位于滑动变阻器正中间时电压表示数为3.0V,可得电源电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(结果均保留1位小数)
【答案】(1)左端
(2)50
(3)150
(4) 4.2 2.0
【详解】(1)图甲所示电路为分压式接法,测量支路并联在滑动变阻器滑片与左端之间。为了保护电流表,闭合开关前,测量支路两端电压应为零,故滑片应移到最左端。
(2)设滑片位置固定,分压输出电压不变。根据欧姆定律有
将两组数据代入、
代入数据解得
(3)将电流表改装成量程的电压表,需串联电阻。根据串联电路电压规律
解得
(4)[1][2]改装后的电压表内阻
图乙电路为限流接法,电压表测路端电压。根据闭合电路欧姆定律
当时,,有
当时,,有
联立解得
23.(2026·河北衡水·二模)某同学为了测量电源的电动势和内阻,设计了以下电路:
实验室提供的器材有:
待测电源,辅助电源:
滑动变阻器、;
电压表,电流表(均可视为理想电表);
灵敏电流计,两个开关、。
主要实验步骤如下:
(1)实验电路图中表_______(填“1”或“2”)为灵敏电流计。
(2)按图连接好电路,闭合开关和,再反复调节滑动变阻器、,使电流计的示数为_______,读出电流表、电压表示数分别为、。
(3)重复步骤(2)(滑动变阻器、与(2)中的电阻值不同),读出电流表、电压表的示数分别为、。
(4)使用表达式_______计算电源的内阻。
(5)实验误差分析:若实验中使用的电压表不能视为理想电压表,这_______(填“会”或“不会”)对本实验的测量造成影响。
【答案】 2 0 不会
【详解】[1]灵敏电流计G的作用是检测A、B两点的电势差是否为零,当A、B电势相等时,电流计示数为零,因此它应接在A、B之间。所以2为灵敏电流计G,1是电流表A。
[2]根据实验原理可知,该操作是使电流计G的示数为0。
[3]据闭合电路欧姆定律有
联立解得
因此可用表达式计算内阻r。
[4]当电流计的示数为0时,此电路中电流表测的是干路电流,电压表测的是R两端的电压(即路端电压),因此电流表和电压表测的都是准确值,故不会对本实验的测量造成影响。
24.(2026·河北沧州·一模)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,其电路如图甲所示, 为电阻箱, 为半导体薄膜压力传感器,C、D间连接电压传感器(内阻无穷大)。
(1)先用欧姆表挡“×10”倍率粗测 的阻值,发现示数偏转角度_______(填“太大”或“太小”),换用“×100”倍率后重新测量,测量前_______(填“必须”或“不必”)重新进行欧姆调零,正确操作后进行测量,指针如图乙所示,则 电阻的测量值为_________Ω;
(2)适当调节 ,使电压传感器示数为零,此时的阻值为___________(用表示);
(3)已知压力传感器的电阻随着压力的增大而减小,则加载砝码后,ab两点间的电势差_____0(填“>”或“<”),依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器所受压力大小等于砝码重力大小),读出电压传感器示数U,描点,绘制U-m关系如图丙所示;
(4)完成前面三步实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力,电压传感器最大示数为100mV,该压力传感器可以测量的最大压力为_______N。(g取 结果保留三位有效数字)
【答案】(1) 太小 必须 1000
(2)
(3)<
(4)
【详解】(1)[1][2][3]将欧姆表挡从“”倍率调整为“”倍率表明原来的倍率有些偏小,所以指针偏角太小,更换倍率后,在测量前必须要重新进行欧姆调零,由图乙可知阻值的测量值为;
(2)当电压传感器示数为零时,表明ab两点电势相等,有
解得;
(3)选B点为零电势,由前面分析可知
所以加载砝码后a点的电势变小,而b点的电势不变,所以;
(4)由图丙可知当电压传感器达到时,所放物体的质量为2.20g,此时受到的压力最大,为。
25.(25-26高三上·河北衡水·阶段检测)为了节能环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强,照度越大,照度单位为)。
(1)若在坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线,如图甲所示。由图甲可得出照度为1.2时,光敏电阻的阻值约为_________。(结果保留两位有效数字)
(2)图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路,利用直流电源为电磁铁供电,利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在_________(选填“”或“”)之间。
(3)用多用电表“”挡,按正确步骤测量图乙中电磁铁线圈电阻时,指针示数如图丙所示,已知当线圈中的电流大于或等于2时,电磁继电器的衔铁将被吸合,图中直流电源的电动势,内阻忽略不计,要求天色渐暗照度降低至1.2时点亮路灯,滑动变阻器的阻值为_________Ω;为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地_________(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻。
【答案】(1)1.8
(2)AB
(3) 1040 减小
【详解】(1)从图像上可以看出当照度为1.2lx时的电阻约为;
(2)当天亮时,光敏电阻的阻值变小,所以回路中电流增大,则衔铁被吸下来,此次触片和下方接触,此时灯泡应该熄灭,说明灯泡接在了AB上。
(3)[1]根据欧姆表的读数规则,所以电磁铁线圈电阻值为
回路中的电流为2mA时回路中的总电阻
滑动变阻器的阻值为
[2]为使天色更暗时才点亮路灯,则天色更暗时光敏电阻更大,保证回路中的电流2mA不变,则应减小滑动变阻器的阻值。
26.(2026·河北沧州·一模)汽车自动雨刷系统中的雨量感应模块是其核心部件。某物理兴趣小组欲探究一个用于雨量感应的光敏电阻的特性,并设计一个简单的雨量控制模拟电路。
(1)探究光敏电阻的阻值特性
准备实验器材:待测光敏电阻(阻值随光照强度增大而减小),直流电源(),电压表(量程0~5V,内阻约3kΩ),电流表(量程0~3mA,内阻约10Ω),滑动变阻器(最大阻值20Ω),开关,导线若干,用于模拟雨滴的遮光物。
①小组同学先用多用电表的电阻挡粗略测量光线较弱时光敏电阻的阻值,将选择开关指在电阻挡“×100”倍率,进行正确操作后示数如图甲所示,其读数为_____Ω。
②为了更精确地测量不同光照强度下光敏电阻的阻值,小组同学设计电路并连接实验器材进行实验。请根据题中所给器材和测量需要,设计合理测量电路,用笔画线代替导线,在图乙中将实物图补充完整_____。
③小组同学用遮光物模拟雨滴,不同程度地遮挡光敏电阻,以模拟不同雨量。测得无遮挡、轻度遮挡、重度遮挡(模拟小雨、中雨、大雨)三种情况下的图线分别为图丙中的、、,则对应大雨情况的图线是_____(填“”“”或“”)。
(2)设计自动雨刷启动电路
根据以上实验结果,小组同学想利用该光敏电阻设计一个模拟“自动雨刷”的控制电路。其原理是当雨量增大时,控制开关输入电压降低,且在达到中雨级别之前的适当值时,使控制开关输入的电压低于阈值(触发开关工作电压值)2.5V,触发雨刷电机启动。供电电路采用的器材为光敏电阻,定值电阻,,电源电动势,内阻不计。下列选项中可以实现上述控制功能的电路图为_____。
A. B.
C. D.
【答案】(1) 1800
(2)C
【详解】(1)[1]多用电表电阻挡读数为指针示数×倍率,因此读数为
[2]滑动变阻器最大阻值仅20Ω,远小于光敏电阻,限流法无法明显改变电压电流,因此采用分压式接法;
光敏电阻为大电阻,满足,因此电流表采用内接法,连线如图:
[3]大雨对应重度遮挡,光照最弱,光敏电阻阻值最大,由,相同电压下电流最小,因此对应图线斜率最小的。
(2)AB.控制开关并联在两端,电压,增大时增大,不符合“雨量增大电压降低”的要求,故AB错误;
C.由题意雨量增大→遮挡增多→增大,要求增大时控制开关输入电压降低,且中雨之前电压就低于2.5V触发启动。由三种情况下的图线可求得小雨时,同理中雨时,大雨时。
控制开关并联在两端,电压,增大时减小,符合变化规律。令代入得触发对应的(中雨阻值),说明中雨之前就触发,故C正确;
D.控制开关并联在两端,令得触发对应,超过中雨才触发,故D错误。
故选C。
试卷第1页,共3页
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专题17 电学实验
6年真题1年模拟
考点分类
河北考情(2021-2026)
命题规律
考点1 电学实验
2026河北卷
2025河北卷
2024河北卷
2023河北卷
2022河北卷
2021河北卷
. 真实情境深度渗透:以智能电表校准、新能源电池内阻检测、传感器特性测试等生活化/科技化场景为载体,跳出传统伏安法的固化考法,要求学生自主搭建实验方案。
. 迁移创新属性突出:不再机械考查课本原生实验步骤,重点考查“测电源电动势与内阻”“伏安法测电阻”等经典实验的变式拓展,强化数据处理、误差分析的综合能力。
. 能力导向持续强化:弱化机械读数的基础考查,重点考查实验原理重构、图像法数据处理、电路优化设计的能力,规避死记硬背实验结论的刷题套路。
考点01 电学实验
1.(2026·河北·高考真题)(1)某同学用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系。将甲、乙两测力计水平连接在一起,测力左侧固定,用手向右缓慢拉测力计乙。拉至某位置时两测力计示数如图所示。
测力计乙的读数是__________N。
②实验中发现两测力计示数总是明显不同、原因可能是__________。(单选)
A.两测力计的量程不同
B.两测力计弹簧的材质不同
C. 使用测力计前未正确调零
(2)图为探究电容器充、放电实验的电路图,实验选用内阻为几千欧姆的电压表和内阻很小且零刻度的电流表,
①实验时将开关S接1端,可观察到电流表指针__________(填字母,“A.迅速偏转到某位置后稳定不动”或“B.迅速偏转到某位置后往回偏转”),同时电压表指针偏转到某位置后稳定不动。
现将S与1端断开,但尚未与2端连接,此时发现电压表的指针逐渐向零刻度偏转。经检查器材完好,线路连接正确,出现此现象的原因可能是____________________。
2.(2024·河北·高考真题)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、数字电流表、滑动变阻器R(最大阻值)、白炽灯、可调电阻、发光二极管、光敏电阻型三极管、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“”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。导线和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图3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”)。
(3)组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后,三极管被导通)等元件设计的电路。组装好光强报警器后,在测试过程中发现,当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,为使报警器正常工作,应____________(填“增大”或“减小”)可调电阻的阻值,直至发光二极管发光。
3.(2023·河北·高考真题)某实验小组测量绕制滑动变阻器电阻丝的电阻率,实验器材:电源E(,内阻很小)、电压表(量程为,内阻很大)、待测滑动变阻器(最大阻值几十欧姆)、电阻箱(最大阻值)、滑动变阻器(最大阻内值)、毫米刻度尺、开关S以及导线若干。实验电路如图。
第一步:按图连好电路。将滑动变阻器和的滑片均置于最左端,电阻箱阻值调为零。闭合开关S,调整滑片的位置,使电压表的示数为。
第二步:断开开关S,保持滑片的位置不动,将的阻值调为。
第三步:闭合开关S,向右移动的滑片P,使电压表的示数仍为,记录的阻值R以及的滑片P到左端点a之间的距离l。
第四步:断开开关S,保持滑片的位置不动,调节的阻值分别为…,重复第三步。
第五步:实验结束,整理仪器。
实验记录的部分数据见下表。
组次
1
2
3
4
5
R/Ω
0
5
10
15
20
l/mm
0
20.3
36.8
60.5
81.1
(1)上表中不合理的一组数据为___________(填组次序号)。
(2)当l为时,的滑片P到a之间电阻丝的匝数为133,电阻丝的半径________mm(保留2位有效数字)。
(3)用拟合上表数据,得k近似为,测得单匝电阻丝周长为,则电阻丝的电阻率_________(保留2位有效数字)
(4)若电阻率的测量值与参考值相比偏大,产生误差的原因可能是___________。
A.未考虑电压表内阻 B.未考虑电阻丝绝缘层厚度 C.未考虑电源内阻
4.(2022·河北·高考真题)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲,设计电路如图1所示。选用的器材有:限温开关S1(手动将其按下,开始持续加热煮饭,当锅内温度高于103℃时自动断开,之后不能自动闭合);保温开关S2(当锅内温度高于80℃时自动断开,温度低于70℃时自动闭合);电饭煲的框架(结构如图2所示)。自备元件有:加热电阻丝R(阻值为60Ω,用于加热煮饭);限流电阻R1和R2(阻值均为1kΩ);指示灯L1和L2(2.5V,0.6W,当电流低于30mA时可视为熄灭);保险丝T。
(1)按照兴趣小组设计的电路,下列说法正确的是______ (多选)。
A.按下S1,L1和L2均发光
B.当锅内温度高于103℃时,S1自动断开,L1和L2均发光
C.保温过程中,S2自动在闭合、断开状态之间交替切换
D.当锅内温度低于70℃时,S2自动闭合,L1发光,L2熄灭
(2)简易电饭煲制作完成后,试用时L1始终不亮,但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下,断开电源,使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是______(填写各步骤前的字母)。
A.将选择开关旋转到“ × 100”位置
B.将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”,使指针指向欧姆零点
C.调整“指针定位螺丝”,使指针指到零刻度
D.测量指示灯L1两端的阻值
E.将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡
操作时,将多用电表两表笔与L1两端接触,若指针如图3所示,可判断是______断路损坏;若指针如图4所示,可判断是______断路损坏。(用电路中的元件符号表示)
5.(2021·河北·高考真题)某同学研究小灯泡的伏安特性,实验室提供的器材有;小灯泡(,),直流电源(),滑动变阻器,量程合适的电压表和电流表,开关和导线若干,设计的电路如图1所示。
(1)根据图1,完成图2中的实物连线______;
(2)按照图1连线后,闭合开关,小灯泡闪亮一下后熄灭,观察发现灯丝被烧断,原因可能是______(单项选择,填正确答案标号);
A.电流表短路
B.滑动变阻器的滑片接触不良
C.滑动变阻器滑片的初始位置在b端
(3)更换小灯泡后,该同学正确完成了实验操作,将实验数据描点作图,得到图像,其中一部分如图3所示,根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为______(保留三位有效数字)。
6.(2026·河北邢台·模拟预测)某实验小组的同学想利用下列实验器材准确地测出某待测电阻的阻值(约为2kΩ)。
A.电源E(电动势约为3.0V);
B.电流表(量程为0∼10mA,内阻约为20);
C.电流表(量程为0∼15mA,内阻约为10);
D.滑动变阻器(最大阻值为500Ω);
E.滑动变阻器(最大阻值为5Ω);
F.电阻箱R(阻值范围为0∼999.9Ω);
G.开关,单刀双掷开关,导线若干。
(1)小明同学认为要准确地测出待测电阻的阻值,必须测出电流表的内阻,于是他按照如图甲所示的电路图连接好电路,测量电流表的内阻。
①先将开关、断开,将滑动变阻器的滑片移至________(选填“a”或“b”)端。
②将开关接1,闭合,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为。
③保持滑动变阻器的滑片位置不变,再将开关接2,调节电阻箱R,使电流表的示数仍为,此时电阻箱的示数如图乙所示,则电流表的内阻________。
(2)测出电流表的内阻后,该同学设计出如图丙所示的电路图。
①根据设计的电路图,要使电流表的示数为5mA,待测电阻两端的电压为1.5V,则电阻箱的阻值R应调节为________。
②调节好电阻箱后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录电流表的示数和电流表的示数,根据测得的多组数据描绘出图像,如图丁所示,则待测电阻的阻值________(结果保留三位有效数字)。
7.(2026·河北·模拟预测)某实验小组为测量一节旧手机电池的电动势和内阻,可利用的器材如下:
a、待测电池(标称,内阻小于) b、电压表
c、电流表 d、定值电阻
e、滑动变阻器 f、滑动变阻器
g、开关S、导线若干
(1)他们设计了如图甲所示的电路。为了提高测量精度,电路图中滑动变阻器应选_______(填“e”或“f”);
(2)实验中得到图像如图乙所示,则可求出电动势________,内阻________(结果均保留2位小数);
(3)本实验电动势和内阻的测量误差是由于________(填“电压表”或“电流表”)引起的;
(4)该小组同学通过查阅资料设计了图丙所示的实验,其中为灵敏电流计,为另一个电源,其电动势和内阻均未知。他们闭合开关、,调节和,使灵敏电流计的示数为零,读出电流表和电压表的示数和;改变的阻值,仍使灵敏电流计的示数为零,读出多组电流表和电压表的示数,再次用对应的数据在图乙中作出图像,则本实验中电动势和内阻的测量误差是由于哪个电表引起的________。
A.电压表
B.电流表
C.灵敏电流计
D.所有电表均无影响
8.(2026·河北保定·三模)某同学利用图示电路做“观察电容器的充、放电现象”实验,其中电源电动势E=3.0V、内阻不计,电容器的电容C=1mF,定值电阻R=30kΩ,微安表G(量程-150μA~0~150μA,零刻度在表盘中央),内阻不计,单刀双掷开关S。
(1)将开关S拨向1,微安表G的指针迅速向右偏转到某一刻度,然后逐渐向左偏转到零刻度,此过程电容器在________(选填“充电”或“放电”),稳定后电容器所带电荷量为________mC。
(2)S接1,电路稳定后,将开关S拨向2,S拨向2后瞬间回路中的电流为________μA。
(3)若将定值电阻R换为阻值更大的定值电阻,充电过程中指针回到零刻度所需的时间________(选填“变长”“不变”或“变短”)。
9.(2026·河北衡水·模拟预测)太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片,又称为“太阳能芯片”或“光电池”,主要通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能。某同学要测量光电池的电动势和内阻,根据实验室提供的器材,设计如图甲所示的实验方案。
①光电池(电动势约为,内阻约为)
②电压表(量程15V,内阻约为)
③电流计(量程1mA,内阻)
④电阻箱()
⑤电阻箱()
⑥定值电阻
⑦开关S和导线若干
(1)因电压表V的量程太大,现将电流计G改装成量程为5V的电压表,电阻箱的阻值需要调至 ______ ;
(2)该同学利用上述实验原理图测得电流计示数I和电阻箱的示数R,并作出相应的图像如图乙所示,根据图像可求出光电池的电动势______ V,光电池的内阻______ (结果均保留三位有效数字);
(3)如图是利用太阳能电池给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻,是保护定值电阻,日光充足时,电磁继电器把衔铁吸下,GH接入电路,太阳能电池板给蓄电池充电,光线不足时,衔铁被弹簧拉起,与EF接入电路,蓄电池给LED路灯供电,路灯亮起。该光敏电阻阻值随光照强度增大而______(填“增大”或“减小”);在冬季时为了延长每天路灯照明时间,需换为更______(填“大”或“小”)些的保护电阻。
10.(2026·河北保定·二模)某同学准备自制欧姆表,可用的器材如下:
A.电流表(量程,内阻未知)
B.电池(电动势为1.5V、内阻为0.2Ω)
C.电池(电动势为6.0V、内阻为0.8Ω)
D.滑动变阻器R(最大阻值10kΩ)
E.电阻箱R1(最大阻值999.9Ω)
F.开关、导线、表笔等若干
(1)用半偏法测电流表内阻。电路如图甲所示,电路连接完成后,保持开关S2断开,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表满偏;保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合S2,调节电阻箱R1,使电流表半偏,此时电阻箱R1的示数为198.0Ω。为减少系统误差,则电池选________(选填“B”或“C”),电流表内阻的测量值为________Ω(结果保留3位有效数字),测量值与真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”)。
(2)组装欧姆表。将电流表与电池B、滑动变阻器R、表笔等,按图乙所示连接,并在电流刻度下方加刻欧姆刻度“0.5mA”刻线处正对欧姆“15”刻度。
①该欧姆表对应多用电表的欧姆_______(填选项序号)挡。
A.“×10” B.“×100” C.“×1k”
②由于长时间使用,电池电动势变为1.2V,内阻变为1.6Ω,完成欧姆调零后进行测量,指针指在电流“0.4mA”刻线处,则待测电阻的阻值为_______kΩ。
③更换新电池,在电流表上并联电阻箱R1,使改装的欧姆表对应多用电表的欧姆“×1”挡,如图丙所示,则电阻箱的阻值应调为_______Ω。
11.(2026·河北保定·一模)某同学利用如图甲所示的电路,测量内阻很小的某电源的电动势和内阻,所用器材如图乙所示,为定值电阻阻值。请回答下列问题:
(1)按照图甲所示的电路图,将图乙中的实物连线补充完整__________。
(2)实验中,定值电阻的作用有___________。
A.保护电源
B.在电流变化时使电压表的示数变化更明显
C.在电压变化时使电流表的示数变化更明显
(3)实验中,当单刀双掷开关接1时,将滑动变阻器滑片置于两个不同位置,电压表和电流表的示数分别为、和、,则电源电动势__________,内阻__________用和表示。
12.(2026·河北秦皇岛·模拟预测)北方地区冬季温度较低,某实验小组想为学校的生物实验室设计一个低温报警装置,该报警装置可用于观测棚内温度(),同时当温度低于5℃时装置会自动报警。所用温度传感器的电阻随温度的变化规律如图甲所示,实验电路如图乙所示。实验室提供的器材有:
A.直流电源(电动势为6V,内阻不计);
B.电流表(量程为,内阻为10Ω,当电流小于某值(该电流值可调节)时发出警报);
C.温度传感器;
D.电阻箱(最大阻值为999.9Ω);
E.定值电阻R;
F.单刀双掷开关一个,导线若干。
(1)定值电阻R有10Ω,40Ω,150Ω三种规格,应该选择阻值为_______Ω的定值电阻;
(2)请根据图乙所示的电路图,在图丙中完成实物连线________;
(3)按下列步骤进行调试:
①电路接通前,先将电阻箱调为15Ω,然后开关向_______(填“a”或“b”)端闭合,将电流表此时指针对应的刻度线标记为温度_______℃;
②逐步增加电阻箱的阻值,电流表的示数不断变小,按照图甲中数据将电流表上“电流”刻度线标为对应的“温度”;
③将开关向另一端闭合,温度计即可正常使用。
(4)电流表示数降低到_______mA,报警器报警。
(5)使用一段时间后,由于电源的内阻变大(电动势没有变化),温度的测量结果_______(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
13.(2026·河北保定·二模)某实验小组测一电池组的电动势和内阻。
(1)他们先用多用电表的电压挡粗测电池组的电动势,他们选择10 V量程对电池组进行粗测,测量前需要将选择开关对准图甲中的__________(填“a”或“b”)处,然后将红表笔与电池组的___________(填“正极”或“负极”)连接,黑表笔与电池组另一极连接,对电池组进行粗测时指针如图乙所示,则该电池组的电动势测量值为_________V。
(2)为了精确测量该电池组的电动势和内阻,设计图丙所示实验电路,进行实验,可用器材如下。
A.电流表A(量程0.6A,内阻为1Ω)
B.电压表 V₁(量程3V,内阻约为3000Ω)
C.电压表 V₂(量程15V,内阻约为15000Ω)
D.滑动变阻器R₁(阻值范围0~20Ω)
E.滑动变阻器R₂(阻值范围0~200Ω)
F.开关一个,导线若干
①电压表应该选择__________,滑动变阻器应该选择__________(均填器材前面的字母符号)。他们将选好的器材按照图丙所示电路连接好。
②闭合开关前,应该将滑动变阻器的滑片滑到__________(填“M”或“N”)端。闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,记录多组电压表和电流表示数。以电压表示数U为纵轴,以电流表示数I为横轴,描绘出U-I图像如图丁所示,则该电池组的电动势为__________V,内阻为__________Ω。(均保留2位有效数字)
14.(2026·河北沧州·二模)某实验小组想要测量某电源的电动势和内阻、实验室中的器材如下:
A.待测电源E;
B.标准电源E0;
C.电流表A(量程为0-200μA,内阻约为200Ω);
D.灵敏电流计(内阻很小);
E.定值电阻R0(阻值为10Ω);
F.电阻箱R;
G.电阻箱R1;
H.滑动变阻器R2;
I.导线和开关若干。
实验小组经过讨论后设计了如图甲所示的电路图,实验步骤如下。
(1)将电阻箱R调到合适阻值,闭合开关S1,调节电阻箱,使电流表A满偏。
(2)闭合开关S2,调节滑动变阻器R2的滑片,使灵敏电流计的指针指到零刻度。
(3)闭合S3,保持电阻箱R和滑动变阻器R2接入电路的阻值不变,将R1的阻值_______(选填“调大”或“调小”),使灵敏电流计的指针仍指到零刻度,发现R1的示数为1489Ω,电流表A的示数如图乙所示,则可知电流表A的内阻为_______Ω。
(4)断开开关S1和S2,移除灵敏电流计后用导线连接,闭合S1,保持电阻箱R1的阻值不变,改变电阻箱R的阻值,测得多组电阻箱R的阻值和电流表A的示数,根据记录的数据作出图像,如图丙所示,可得待测电源的电动势________V,内阻________。(均保留2位有效数字)
(5)若某同学因读数时有偶然误差,(3)中读电流表A的示数时比实际值稍小一些,仅考虑此误差,则测得的电动势与真实值相比_______(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
15.(2026·河北张家口·二模)防电墙技术又称水电阻衰减隔离法,是一种电热水器安全防护技术,其原理是通过管径和距离使水流形成电阻隔离层,降低漏电情况下接触人体的电流至安全电流以下。技术人员设计防电墙时需要先测量水的电阻率。
(1)技术人员将自来水装入粗细均匀的圆柱形玻璃管中,玻璃管两端各装一个可移动的电极封闭端口,水柱长为(可调);管内横截面积,采用图甲所示电路测量其电阻。所用电压表内阻非常大,微安表内阻也较大,通过改变滑动变阻器滑片位置获得多组U、I数据,根据计算电阻阻值,则求出的电阻值比所测水电阻的真实值________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)为消除微安表内阻对测量电阻率的影响,技术人员改变水柱长度进行多次测量,并采用图像法处理数据。洗澡时水温一般在25~60℃。首先用上述器材及图甲电路测量25℃的水在不同长度时的值,并精确测出每组电压及电流对应的水柱长度。将水温升到60℃,重复测量。作出25℃及60℃水的图像分别如图乙中、所示。由图可知25℃水的电阻率________(填“大于”“小于”或“等于”)60℃水的电阻率;若图线的斜率为,则自来水的电阻率表达式________(用题目中所给物理量字母表示)。
(3)测出自来水电阻率后,设计人员将一段绝缘材质出水管安装于热水器出水口作为防触电装置。选用管内横截面积为的水管,若接触人体的安全电流为,忽略其他电阻的影响,热水器漏电时相当于的电压直接加在出水管两端,则该水管的长度至少应设计为________m(保留2位有效数字)才能保证人体的安全。
16.(2026·河北邢台·三模)某实验小组想探究热敏电阻RT的阻值随温度变化的特性,进而制作测温仪器,进行了以下实验:
(1)该实验小组在环境温度下先用多用电表的欧姆“×100”挡粗略测量该热敏电阻的阻值,发现指针偏转角度很大,接下来应换欧姆________(选填“×10”或“×1k”)挡,实验小组选择了正确的倍率后,指针偏转如图(a)所示,则此时热敏电阻的阻值为________Ω。
(2)该实验小组为了准确测量热敏电阻的阻值并制作测温仪器,从实验室找来了如下器材:滑动变阻器R、电阻箱R1(最大阻值为999.9Ω)、定值电阻、定值电阻、电流计G、电压表V、电池组E(电动势9V)、水浴加热装置、标准温度计、开关S、导线若干,并设计了如图(b)所示的电路图。
①将滑动变阻器滑片调至适当位置,闭合开关,调节电阻箱R1的阻值,当时,发现电流计恰好无示数,则此时热敏电阻的阻值为________Ω;
②若电流计内阻不可忽略,则测量的热敏电阻的阻值________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(3)该实验小组将热敏电阻密封后浸入水中,通过改变水浴温度,多次实验得到热敏电阻阻值与对应温度的数据,如表中所示。
RT/Ω
115
88
70
45
30
20
t/℃
20
30
40
60
80
100
请根据表中数据在图(c)中进行描点连线,绘制关系图线。
(4)该实验小组挑选了部分器材按图(d)所示电路制成测量温度的仪表,闭合开关,将电阻箱阻值调成176.0Ω,此时电压表示数为6V,对应的环境温度为________℃。利用该装置测得的温度偏低,可能的原因是________(写出一条即可)。
17.(2026·河北衡水·模拟预测)2026年某新能源汽车发布会上公布了第二代刀片电池技术,在能量密度、低温性能上比上一代有了很大突破。现将其中一块电池拆解出来,测量其电动势和内阻。除电池外,器材还有:多用电表;滑动变阻器;电流表(为0.50 Ω,0~0.6A);电压表(约为5 kΩ,0~5 V);以及开关S、导线若干。
(1)用多用电表粗测电池的电动势,则多用电表的红表笔应连接电源的__________(选填“正极”或“负极”);
(2)如图甲、乙所示,为保证测量结果的精确性,应选择电路图__________(选填“甲”或“乙”)来进行实验;
(3)正确操作进行实验后,得到电压表读数和对应的电流表读数,画出图像如图丙所示,、、已知,则测得电池的电动势__________,内阻__________。(用题中字母表示)。
18.(2026·河北·三模)某同学自制多用电表的内部结构简化图如图甲所示。该多用电表可选择的量程有“0~10mA”、“0~50mA”、“×10Ω”、“0~3V”、“0~15V”。
(1)接线柱A应接的是______(填“红”或“黑”)表笔。当旋钮B旋转到位置“1”时,多用电表的量程为______。
A.0~10mA B.0~50mA C. 0~3V D.0~15V
(2)某次用多用电表测电阻时,旋钮B旋转至位置“3”,指针位置如图乙所示,则待测电阻的阻值为______Ω。
(3)该多用电表中电池的电动势E=______V。
19.(2026·河北沧州·三模)某实验小组研究一条均匀导电薄带的电学性质。薄带长1.0m,宽度b=5.00mm,厚度h=0.20mm。实验电路如图甲所示,P为金属夹,可改变薄带与电压表并联部分的长度L。
(1)在小电流条件下测量不同L时的电阻作出R-L图像,如图乙所示,可知电流表的内阻为___________;该导电薄带材料的电阻率ρ=___________Ω·m;(最后一空保留2位有效数字)
(2)保持L=0.50m不变,逐渐增大电流,测得U-I图像如图丙所示,由图可知,电流增大时薄带的电阻___________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)将导电薄带全部接入电路中,与一个2Ω的保护电阻串联后,接到电动势为2V、内阻不计的电源上,稳定后通过该导电薄带的电流I=___________A。(保留2位有效数字)
20.(2026·河北沧州·二模)相机闪光灯的核心工作原理是电容器快速充电、瞬间放电。某同学用实验室器材模拟闪光灯的充放电过程,探究电容器的电学特性。
实验器材如下:电源E(电动势6 V,内阻不计);定值电阻;定值电阻(阻值为200 Ω);电压传感器(电阻近似无穷大);电流传感器(电阻忽略不计);电容器C;单刀双掷开关S;开关、;导线若干;计算机。
(1)该同学设计了图甲实验电路。单刀双掷开关接通“1”给电容器充电,然后接通“2”给电容器放电。
①开关接通“1”后,当电压传感器示数最大时,电流传感器显示的数值为__________。
②利用计算机中记录的数据绘制电容器两端的电压U与电流I的关系图,某一过程的图像如图乙所示,则该过程为__________(填“充电”或“放电”);根据该图像可得,定值电阻的阻值为__________
(2)该同学又设计了图丙实验电路。实验时断开,闭合,给电容器充电,当电流传感器示数为零时,再闭合,自闭合开始电流传感器的图像如图丁所示,则当电流传感器示数再次为零时电容器两极板间电压为__________V;曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0366 C,则电容器的电容C为__________(保留2位有效数字)。
21.(2026·河北邢台·二模)如图1所示,一集成电路中某绝缘材料表面有一层均匀的长方形合金薄膜,一同学计划测量该合金薄膜的厚度。
(1)对于一个均匀的方形薄膜,电流从一边流向对边时所呈现的电阻值称为方块电阻,单位为Ω/m2(欧姆每方)。该同学查阅到要测量的合金在薄膜厚度为100nm时的方块电阻为50Ω/m2,则该合金的电阻率为ρ=___________Ω·m。
(2)该同学用螺旋测微器,先测量长方形薄膜的长、宽,测得长L=4.100mm,宽如图2所示,可知宽度d=___________mm。
(3)先用多用电表欧姆“×100”挡粗测该长方形薄膜沿1、3方向的阻值,正确操作后示数如图3所示,则阻值为___________Ω。
(4)该同学设计如图4 所示的电路测量薄膜的阻值,电源电动势为3V,内阻为2Ω。闭合开关,将滑动变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,该同学发现毫安表示数变化较小,为正常实验,下列方法可能可行的是___________。
A.换用最大阻值较小的滑动变阻器
B.将导线连接到长方形薄膜2、4方向
C.在电源附近串联一保护电阻
(5)按(4)中所选方案改动,电路正常后,移动滑片,记录毫安表的示数I,同时测量滑片到滑动变阻器最右端的距离x,根据测得的多组数据拟合出 图像,如图5所示,则合金薄膜的厚度为___________nm(保留整数)。
22.(2026·河北保定·二模)某同学设计了图甲所示的实验电路测量电流表(量程30mA)的内阻(约为几十欧),并计划测量后将电流表改装成电压表来测量所用电源的电动势和内阻。滑动变阻器最大阻值为10Ω。
(1)根据电路图完成实物器材连接,在开关S闭合前,滑动变阻器的滑片应移到最___________(选填“左端”或“右端”),并调节电阻箱接入回路的阻值。
(2)闭合开关S。调节滑动变阻器滑片到合适位置,改变电阻箱接入回路的阻值,记录电阻箱接入回路的阻值R1和电流表的示数I,如表所示,则电流表的内阻。______。(结果保留整数)
实验次数
R₁/Ω
I/mA
1
20.0
28.5
2
64.0
17.5
(3)根据(2)中结果,将电流表改装成量程6 V的电压表,则应将电阻箱的阻值调为___________Ω并与电流表串联。
(4)该同学完成改装后,对图甲电路进行微小改动,得到了图乙所示的电路,来测量电源的电动势和内阻。滑动变阻器全部接入回路时,电压表示数为3.5V,滑片位于滑动变阻器正中间时电压表示数为3.0V,可得电源电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(结果均保留1位小数)
23.(2026·河北衡水·二模)某同学为了测量电源的电动势和内阻,设计了以下电路:
实验室提供的器材有:
待测电源,辅助电源:
滑动变阻器、;
电压表,电流表(均可视为理想电表);
灵敏电流计,两个开关、。
主要实验步骤如下:
(1)实验电路图中表_______(填“1”或“2”)为灵敏电流计。
(2)按图连接好电路,闭合开关和,再反复调节滑动变阻器、,使电流计的示数为_______,读出电流表、电压表示数分别为、。
(3)重复步骤(2)(滑动变阻器、与(2)中的电阻值不同),读出电流表、电压表的示数分别为、。
(4)使用表达式_______计算电源的内阻。
(5)实验误差分析:若实验中使用的电压表不能视为理想电压表,这_______(填“会”或“不会”)对本实验的测量造成影响。
24.(2026·河北沧州·一模)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,其电路如图甲所示, 为电阻箱, 为半导体薄膜压力传感器,C、D间连接电压传感器(内阻无穷大)。
(1)先用欧姆表挡“×10”倍率粗测 的阻值,发现示数偏转角度_______(填“太大”或“太小”),换用“×100”倍率后重新测量,测量前_______(填“必须”或“不必”)重新进行欧姆调零,正确操作后进行测量,指针如图乙所示,则 电阻的测量值为_________Ω;
(2)适当调节 ,使电压传感器示数为零,此时的阻值为___________(用表示);
(3)已知压力传感器的电阻随着压力的增大而减小,则加载砝码后,ab两点间的电势差_____0(填“>”或“<”),依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器所受压力大小等于砝码重力大小),读出电压传感器示数U,描点,绘制U-m关系如图丙所示;
(4)完成前面三步实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力,电压传感器最大示数为100mV,该压力传感器可以测量的最大压力为_______N。(g取 结果保留三位有效数字)
25.(25-26高三上·河北衡水·阶段检测)为了节能环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强,照度越大,照度单位为)。
(1)若在坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线,如图甲所示。由图甲可得出照度为1.2时,光敏电阻的阻值约为_________。(结果保留两位有效数字)
(2)图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路,利用直流电源为电磁铁供电,利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在_________(选填“”或“”)之间。
(3)用多用电表“”挡,按正确步骤测量图乙中电磁铁线圈电阻时,指针示数如图丙所示,已知当线圈中的电流大于或等于2时,电磁继电器的衔铁将被吸合,图中直流电源的电动势,内阻忽略不计,要求天色渐暗照度降低至1.2时点亮路灯,滑动变阻器的阻值为_________Ω;为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地_________(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻。
26.(2026·河北沧州·一模)汽车自动雨刷系统中的雨量感应模块是其核心部件。某物理兴趣小组欲探究一个用于雨量感应的光敏电阻的特性,并设计一个简单的雨量控制模拟电路。
(1)探究光敏电阻的阻值特性
准备实验器材:待测光敏电阻(阻值随光照强度增大而减小),直流电源(),电压表(量程0~5V,内阻约3kΩ),电流表(量程0~3mA,内阻约10Ω),滑动变阻器(最大阻值20Ω),开关,导线若干,用于模拟雨滴的遮光物。
①小组同学先用多用电表的电阻挡粗略测量光线较弱时光敏电阻的阻值,将选择开关指在电阻挡“×100”倍率,进行正确操作后示数如图甲所示,其读数为_____Ω。
②为了更精确地测量不同光照强度下光敏电阻的阻值,小组同学设计电路并连接实验器材进行实验。请根据题中所给器材和测量需要,设计合理测量电路,用笔画线代替导线,在图乙中将实物图补充完整_____。
③小组同学用遮光物模拟雨滴,不同程度地遮挡光敏电阻,以模拟不同雨量。测得无遮挡、轻度遮挡、重度遮挡(模拟小雨、中雨、大雨)三种情况下的图线分别为图丙中的、、,则对应大雨情况的图线是_____(填“”“”或“”)。
(2)设计自动雨刷启动电路
根据以上实验结果,小组同学想利用该光敏电阻设计一个模拟“自动雨刷”的控制电路。其原理是当雨量增大时,控制开关输入电压降低,且在达到中雨级别之前的适当值时,使控制开关输入的电压低于阈值(触发开关工作电压值)2.5V,触发雨刷电机启动。供电电路采用的器材为光敏电阻,定值电阻,,电源电动势,内阻不计。下列选项中可以实现上述控制功能的电路图为_____。
A. B.
C. D.
试卷第1页,共3页
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