专题22 电学实验(6年汇编)(湖北专用)2021-2026年高考物理真题分类汇编
2026-08-16
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摘要:
**基本信息**
电学实验专题汇编,含湖北2021-2026年高考真题及模拟题,聚焦测电阻/电阻率、测电源电动势/内阻核心实验,突出图像数据处理与误差分析。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|----------|----------|----------|
|实验填空|20道|电阻定律(R=ρL/S)、闭合电路欧姆定律,U-IL、1/I-R图像斜率计算|2026年铅笔芯电阻率测量(滑片P改变长度)、2025年智能手机+电流传感器测E和r,融合误差分析(电源内阻影响)|
内容正文:
专题22 电学实验
6年真题1年模拟
考点分类
湖北考情(2020-2026)
命题规律
考点 01
测电阻和金属丝电阻率
2026 湖北高考真题(铅笔芯电阻率测量:滑片P改变接入长度,U-IL图像处理,实验填空);
2022 湖北高考真题(新型材料圆柱形电阻率测量:多用电表原理迁移,电流表+电阻箱测电阻,图像法处理,实验填空);
2021 湖北高考真题(5个相同规格电阻的估测:串联个数与电流关系,Y-n图像法求R和E,实验填空)
・情境:①用电压表、电流表、电阻箱、滑片P等测量圆柱形铅笔芯的电阻率,通过改变B、P间长度L,记录U和I,绘制U-IL图像求ρ;②利用电流表(内阻已知)、电阻箱、定值电阻,通过开关位置切换(测R₀与测Rₓ)和1/I-R图像,综合求Rₓ、E、r及电阻率;③将n个待测电阻串联后接入电路,通过Y-n图像(Y=1/I₀-1/Iₙ)求单个电阻R和电源电动势E;
・考点:电阻定律(R=ρL/S)、欧姆定律、闭合电路欧姆定律(E=I(R+r))、螺旋测微器/游标卡尺读数、图像法处理数据(斜率与截距含义)、串联电路规律、误差分析(电源内阻变化对测量结果的影响、电表内阻的影响);
・题型:实验填空(2026、2022、2021),均涉及基本仪器读数、公式推导与图像斜率/截距计算;
・综合:均为电学实验综合,2026年融合电阻定律与图像法求ρ;2022年融合开关切换法测电阻与1/I-R图像求E、r;2021年融合串联规律与Y-n图像法求R和E,对实验设计与数据处理能力要求较高。
考点 02
测电源电动势和内阻
2025 湖北高考真题(智能手机+电流传感器+电阻箱测干电池E和r,1/I-R图像处理,实验填空);
2023 湖北高考真题(电压表+电流表+电阻箱测干电池E和r,U-I图像与1/I-R图像综合处理,实验填空)
・情境:①利用电流传感器(蓝牙连接智能手机)和电阻箱,测干电池电动势和内阻,通过1/I-R图像求E和r,并分析电流传感器内阻对测量结果的影响;②利用电压表(内阻很大)、电流表、电阻箱测干电池E和r,通过U-I图像求E和r,再结合1/I-R图像的纵轴截距求电流表内阻,并分析电压表内阻对测量结果的影响;
・考点:闭合电路欧姆定律(E=I(R+r))、U-I图像(纵截距=E,斜率的绝对值=r)、1/I-R图像(斜率=1/E,纵截距=(RA+r)/E)、实验误差分析(电压表分流导致r偏小、电流传感器内阻使r测量值偏大)、保护电阻的作用;
・题型:实验填空(2025、2023),均涉及图像法处理数据与误差分析;
・综合:均为电学实验综合,2025年融合电流传感器、1/I-R图像与误差分析;2023年融合U-I图像与1/I-R图像的综合处理、电流表内阻求解与电压表内阻引起的系统误差分析,对实验原理理解与数据处理能力要求较高。
考点01 测电阻和金属丝电阻率
1.(1)0.500
(2)
(3)
(4)无
2. 3.700/3.699/3.701 6.0 12 3.0 偏大
3. 2.0 4.0 无
考点02 测电源电动势和内阻
1.(1)保护
(2)
(3) 1.47 1.3
(4)有
2.
1.58 0.64 2.5 偏小
1.(1) 3 2
(2) 5.0 小于
2.(1) 小于
(2)37974.0
(3)
3.(1)3000
(2) 5.0 0.42
4.(1) B 大
(2)×10
(3)9.0
(4)180
5. 正 250 1.50
6.(1)
(2) 欧姆调零 间的导线断路
(3) 无影响
7.(1)红
(2)B
(3)8
(4)3.50(3.48~3.52均可)
(5)3000
8.(1)(0.613到0.616均可)
(2)
(3)
(4)等于
9.(1)N端
(2) Ⅲ 3.0
10.(1)
(2)右端
(3)
(4)偏小
11.(1)
(2) 0.71/0.72/0.73 0.44/0.45/0.46
(3) 1.52/1.53/1.54 307
12.(1) A E F
(2)
(3)小于
(4)1.52
13.(1) 乙
(2) 偏小
14.(1)
(2)
(3)
(4)大于
15.(1)280
(2)
(3)
(4)
16.(1) 黑 150
(2) 14.5mA/14.6mA/14.7mA/14.8mA
(3) 50 偏大
17.(1) 小于
(2)
18.(1)左
(2)0.6
(3)
19.(1)0.42
(2)
(3) 小吴
20.(1)
(2) B A C
(3)
试卷第1页,共3页
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专题22 电学实验
6年真题1年模拟
考点分类
湖北考情(2020-2026)
命题规律
考点 01
测电阻和金属丝电阻率
2026 湖北高考真题(铅笔芯电阻率测量:滑片P改变接入长度,U-IL图像处理,实验填空);
2022 湖北高考真题(新型材料圆柱形电阻率测量:多用电表原理迁移,电流表+电阻箱测电阻,图像法处理,实验填空);
2021 湖北高考真题(5个相同规格电阻的估测:串联个数与电流关系,Y-n图像法求R和E,实验填空)
・情境:①用电压表、电流表、电阻箱、滑片P等测量圆柱形铅笔芯的电阻率,通过改变B、P间长度L,记录U和I,绘制U-IL图像求ρ;②利用电流表(内阻已知)、电阻箱、定值电阻,通过开关位置切换(测R₀与测Rₓ)和1/I-R图像,综合求Rₓ、E、r及电阻率;③将n个待测电阻串联后接入电路,通过Y-n图像(Y=1/I₀-1/Iₙ)求单个电阻R和电源电动势E;
・考点:电阻定律(R=ρL/S)、欧姆定律、闭合电路欧姆定律(E=I(R+r))、螺旋测微器/游标卡尺读数、图像法处理数据(斜率与截距含义)、串联电路规律、误差分析(电源内阻变化对测量结果的影响、电表内阻的影响);
・题型:实验填空(2026、2022、2021),均涉及基本仪器读数、公式推导与图像斜率/截距计算;
・综合:均为电学实验综合,2026年融合电阻定律与图像法求ρ;2022年融合开关切换法测电阻与1/I-R图像求E、r;2021年融合串联规律与Y-n图像法求R和E,对实验设计与数据处理能力要求较高。
考点 02
测电源电动势和内阻
2025 湖北高考真题(智能手机+电流传感器+电阻箱测干电池E和r,1/I-R图像处理,实验填空);
2023 湖北高考真题(电压表+电流表+电阻箱测干电池E和r,U-I图像与1/I-R图像综合处理,实验填空)
・情境:①利用电流传感器(蓝牙连接智能手机)和电阻箱,测干电池电动势和内阻,通过1/I-R图像求E和r,并分析电流传感器内阻对测量结果的影响;②利用电压表(内阻很大)、电流表、电阻箱测干电池E和r,通过U-I图像求E和r,再结合1/I-R图像的纵轴截距求电流表内阻,并分析电压表内阻对测量结果的影响;
・考点:闭合电路欧姆定律(E=I(R+r))、U-I图像(纵截距=E,斜率的绝对值=r)、1/I-R图像(斜率=1/E,纵截距=(RA+r)/E)、实验误差分析(电压表分流导致r偏小、电流传感器内阻使r测量值偏大)、保护电阻的作用;
・题型:实验填空(2025、2023),均涉及图像法处理数据与误差分析;
・综合:均为电学实验综合,2025年融合电流传感器、1/I-R图像与误差分析;2023年融合U-I图像与1/I-R图像的综合处理、电流表内阻求解与电压表内阻引起的系统误差分析,对实验原理理解与数据处理能力要求较高。
考点01 测电阻和金属丝电阻率
1.(2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
2.(2022·湖北·高考真题)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后,为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究。
(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,示数如图甲所示,其读数为_____mm。再用游标卡尺测得其长度L。
(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω,定值电阻R0的阻值为20.0Ω,电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1,闭合S1,多次改变电阻箱R的阻值,记下电流表的对应读数I,实验数据见下表。
R/Ω
I/A
/A-1
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50
根据表中数据,在图丙中绘制出图像。再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得_____Ω(结果保留2位有效数字)。最后可由表达式____得到该材料的电阻率(用D、L、表示)。
(3)该小组根据图乙的电路和图丙的图像,还可以求得电源电动势_________V,内阻_______Ω。(结果均保留2位有效数字)
(4)持续使用后,电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
3.(2021·湖北·高考真题)小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6 A的电流表、一个电池组(电动势E不大于4.5 V、内阻r未知)、一个阻值为R0的定值电阻、一个阻值为R1的定值电阻(用作保护电阻),开关S和导线若干。他设计了如图(a)所示的电路,实验步骤如下:
第一步∶把5个待测电阻分别单独接入A、B之间,发现电流表的示数基本一致,据此他认为5个电阻的阻值相等,均设为R。
第二步∶取下待测电阻,在A、B之间接入定值电阻R0,记下电流表的示数I0。
第三步∶取下定值电阻R0,将n个(n=1,2,3,4,5)待测电阻串联后接入A、B之间,记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数In。
请完成如下计算和判断∶
(1)根据上述第二步,与R0、R1、E、r的关系式是=___________。
(2)定义,则Y与n、R、R0、E的关系式是Y=__________。
(3)已知R0=12.0Ω,实验测得I0=0.182 A,得到数据如下表∶
n
1
2
3
4
5
In/A
0.334
0.286
0.250
0.224
0.200
Y/A-1
2.500
1.998
1.495
1.030
0.495
根据上述数据作出图像,如图(b)所示,可得R=______Ω(保留2位有效数字),同时可得E=______V(保留2位有效数字)。
(4)本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值_______影响(选填“有"或“无")。
考点02 测电源电动势和内阻
1.(2025·湖北·高考真题)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题:
(1)R0在电路中起______(填“保护”或“分流”)作用。
(2)与E、r、R、R0的关系式为______。
(3)根据记录数据作出图像,如图(b)所示。已知R0=9.0Ω,可得E=______V(保留三位有效数字),r=______Ω(保留两位有效数字)
(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______(填“有”或“无”)影响。
2.(2023·湖北·高考真题)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:
电压表(量程,内阻很大);
电流表(量程);
电阻箱(阻值);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线__________。
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图(c)所示,则干电池的电动势为__________V(保留3位有效数字)、内阻为__________(保留2位有效数字)。
(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为__________(保留2位有效数字)。
(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值__________(填“偏大”或“偏小”)。
一、实验题
1.(2026·湖北武汉·模拟预测)某实验小组使用多用电表测量一个刻度模糊的直流电流表的内阻,所用的实验器材有:电动势为,内阻未知的直流电源以及多用电表、待测电流表、电阻箱、开关K、导线若干。
(1)如图(a)所示连接电路,将多用电表选择开关置于直流电压“10 V”挡,红、黑表笔分别接“__________、__________”两端(选填“1”“2”或“3”),调节电阻箱的阻值,记录多组多用表的示数和电阻箱的阻值,并作出相应的关系图像如图(b)所示。
(2)根据图像求得电流表的内阻__________(结果保留两位有效数字),考虑多用电表的内阻,电流表的内阻的测量值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
2.(2026·湖北十堰·模拟预测)某学习小组要测一电池组的电动势和内阻,先用图甲电路测量一个量程为100 μA,内阻约为2000 Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为10 V,有两个电阻箱可选,R1(0-9999.9 Ω),R2(0-99999.9 Ω);之后再用图乙电路测量电池组的电动势和内阻(电动势约为3.2 V,内阻约为1 Ω),定值电阻R0=1 Ω。
(1)某次测微安表内阻的实验中,先将S2断开,闭合S1,调节滑片P和电阻箱RN,使微安表满偏;然后保持滑片P和RN不变,闭合S2,调节电阻箱RM,使微安表半偏,读出此时RM的读数;则微安表内阻测量值等于RM的读数。该实验中RN应选________(填“R1”或“R2”),微安表内阻Rg的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(2)微安表内阻测量值Rg=2026.0 Ω,把该微安表改装成量程为4 V的电压表,需要串联电阻箱R2,并调节其阻值R2=________Ω。(结果保留小数点后一位)
(3)学习小组测一电池组的电动势和内阻实验时,根据采集到的微安表的读数I和电阻箱R1的读数R,作出的图像如图丙,已知图线的斜率为k,纵截距为b,若学习小组测得电源中的电流远大于微安表中的电流,则所测得电池组的电动势E=________,内阻r=________。(均用字母k,b,Rg,R2,R0表示)
3.(2026·湖北荆州·三模)2026年4月,国家发布了充电宝新规,对充电宝的功能和安全标准提出了更高要求。甲同学准备测量某款旧充电宝的电动势与内阻,经查阅资料后获悉,充电宝电动势稳定,大约为5 V,内阻大约为0.3 Ω,该同学设计了图一所示电路。其中:
电压表V(量程为3 V,内阻为3 kΩ) 电流表A(量程为0.6 A,内阻约为0.1 Ω)
电阻箱 滑动变阻器(最大阻值为20 Ω)
定值电阻 一个开关及导线若干
(1)为了将电压表的量程扩大为原来的两倍,需要把电阻箱的阻值调为________Ω。
(2)调节滑动变阻器,该同学得到多组电压表与电流表的读数,以电压表读数为纵坐标,电流表读数为横坐标,作出图线如图二,则该充电宝的电动势________V,内阻________Ω。(结果均保留2位有效数字)
4.(2026·湖北十堰·三模)如图甲所示虚线框内为多用电表欧姆挡内部结构示意图,表头为一灵敏电流计,R1和R2为定值电阻,电源可通过单刀双掷开关与“1”或“2”相连通,滑动变阻器阻值任意可调,A、B接线柱分别接两测量表笔。
(1)红表笔应该接的是图中的______(填“A”或“B”)接线柱。某次在测量电阻时其他操作都正常,但是指针偏角很小,说明待测电阻阻值较______(填“大”或“小”)。
(2)切换开关K,对应着测电阻时“×1”和“×10”两个倍率,则当开关K接“1”时对应的是______(填“×1”或“×10”)倍率。
(3)电源电动势E=1.5V,灵敏电流计满偏电流Ig=1.0mA,内阻Rg=90.0Ω,欧姆表的中值刻度是15.0,则R2=______Ω(结果保留两位有效数字)。
(4)因电池使用较久,其电动势从1.5V降为1.2V,若欧姆表采用“×10”倍率,正常进行欧姆调零后,测量某电阻阻值时指针偏转角度为满偏时的,则待测电阻的真实阻值是______Ω。(结果保留三位有效数字)。
5.(2026·湖北十堰·三模)小李同学为测量一只多用表(表)在欧姆挡倍率时的内阻和内部电池的电动势,他从实验室找来另一只多用表(表)。结合小李的操作步骤,回答下列相关问题:
(1)对两表进行机械调零:红、黑表笔断开,调整,使指针指向电流零刻度处。
(2)将多用表置于欧姆挡倍率处,并让红、黑表笔短接,调节__________(填“S”或“T”或“K”)使指针指在正确位置。
(3)将表置于直流处,用两只表笔把两表串联,读出两表示数;接着迅速把表置于直流处,稳定后读出第二组示数,两组示数如下表所示,请完成:
B表
A表
量程
读数
①将两表串联时,其中A表的负号孔应和B表的________号孔(填“正”或“负”)连接;
②结合表中测量数据,求出A表内阻________;电池的电动势_______V。(结果均保留三位有效数字)。
6.(2026·湖北荆州·模拟预测)掺银导电硅橡胶因遵循电阻定律,同时又具有良好的导电性和电磁屏蔽能力,被广泛用于航空和医疗领域。为测定一段质量分布均匀的长直掺银导电硅橡胶的电阻率,选用如下器材进行实验:恒流源(能输出大小不同的稳恒电流);电流表(内阻可忽略);多用电表(直流电流挡内阻为);定值电阻(阻值);带刻度尺的导电硅橡胶(横截面积为);开关S和导线若干。
(1)连接电路:将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,请根据图甲完成图乙中的实物图连线(图中已正确连接了部分电路)______;
(2)故障检查:闭合开关S,无论如何移动接线夹的位置,多用电表均有示数且几乎不变;现断开开关S,用该多用电表进行故障排查:
①从电路中取出多用电表,旋至欧姆挡,再将多用电表两表笔短接,进行______;
②将一表笔接在处,将另一表笔先后接在、、处,发现仅接于处时指针没有偏转,可判断电路中存在的故障是_______________;
③故障排除后,将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,接回电路。
(3)测量过程:
①将接线夹置于最右端,闭合开关S,记录此时多用电表的示数、电流表的示数以及接线夹与端的距离;
②多次移动接线夹,改变,同时调节恒流源输出的电流大小,使电流表的示数不变,记录和多用电表的示数;
③以为纵坐标,为横坐标,画出图像,图线斜率为,则该导电硅橡胶的电阻率______(用、、、、表示);
④若电流表的内阻不可忽略,则③中的测量结果______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
7.(2026·湖北襄阳·二模)图(a)是简易多用电表的电路图,图中是电池;、、、和是固定电阻,是可变电阻;表头的满偏电流为,内阻为。虚线方框内为换挡开关,端和端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位:直流电压挡和挡,直流电流挡和挡,欧姆挡,正中间刻度为15。
(1)图(a)中的端与___________(填“红”或“黑”)色表笔相连接;
(2)关于的使用,下列说法正确的是___________(填正确答案标号);
A.在使用多用电表之前,调整使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整使电表指针指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题中条件可得___________;
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“4”相连的,则读数为________V;
(5)若该多用电表使用一段时间后,电池电动势降低为,内阻不变,此表仍能欧姆调零,按照正确使用方法测的电阻,测量读数为___________。
8.(2026·湖北孝感·模拟预测)某研究性学习小组利用图甲所示电路测量一粗细均匀的金属丝的电阻率及干电池的电动势和内阻,使用的器材如下:
干电池一节(电动势未知,内阻未知)
0~3V电压表(内阻约3kΩ)
0~0.6A电流表(内阻为1.0Ω)
定值电阻()
粗细均匀的金属丝
开关一个,导线若干,金属夹两个,刻度尺,螺旋测微器
实验步骤如下:
①将金属丝拉直固定,用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径,取平均值记为金属丝的直径d;
②按图甲连接电路,将金属夹固定在金属丝右端,在金属丝上夹上金属夹A;
③测量AB之间金属丝的长度L;
④闭合开关,记录电流表和电压表的示数I、U;
⑤改变金属夹A的位置,进行多次实验,记录每一次的L和I、U;
⑥以为纵轴,L为横轴,作出图像如图乙所示;以U为纵轴,I为横轴,作出图像如图丙所示。
根据以上实验步骤,回答下列问题:
(1)某次测量金属丝直径时,螺旋测微器的示数如图丁所示,则该次测量金属丝直径为______mm;
(2)若图乙中图像的斜率为k,则金属丝的电阻率为______(结果用k、d表示);
(3)由图丙可知,电源的电动势______V(结果保留两位有效数字),电源的内阻______(结果保留两位有效数字);
(4)不考虑偶然误差,电源内阻的测量值______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
9.(2026·湖北鄂州·三模)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照强度报警器,以便在光照过强时提醒花农。该报警器需要一种光敏电阻,已知光照越强,该光敏电阻的阻值越小。该实验用到的主要器材如下:学生电源、多用电表、电压表(量程为0~20 V)、电流表(量程为0~20 mA)、滑动变阻器R(最大阻值为50 Ω,允许通过的最大电流为1.5 A)、白炽灯、可调电阻R1(阻值为0~50 kΩ)、二极管LED、光敏电阻RG、开关和若干导线等。
(1)判断二极管的极性时,使用多用电表的“×10 k”欧姆挡测量二极管的电阻。如图甲所示,当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时,多用电表指针位于图乙所示的表盘的a位置,对调红、黑表笔后指针位于图乙所示的表盘的b位置,由此判断二极管的正极为________(填“M端”或“N端”)。
(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性:
①采用图丙中的器材进行实验,部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的示数能从0开始,请用笔画代替导线,完善丙图中的实物电路图_______________。
②图丁为三种不同光照强度下得到的光敏电阻的伏安特性曲线,图中直线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”“Ⅲ”)对应的光照最强;若在直线Ⅲ光照条件下,将此光敏电阻,与电动势为2.5 V、内阻为500 Ω的电源串联,则光敏电阻消耗的电功率为________mW(结果保留2位有效数字)。
10.(2026·湖北宜昌·二模)细电阻丝、表面涂有绝缘膜(厚度不计),已知电阻丝材料的电阻率为,物理小组同学设计实验测定电阻丝材料的电阻率。
(1)如图(a),分别用细电阻丝、在半径较大的圆柱形玻璃棒上紧密缠绕相同匝数制作电阻和,测得、的螺旋长度分别为和。则电阻丝与的横截面积之比为______;
(2)按图(b)连接好电路,在闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到______(选填“左端”或“右端”);
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,读出、表的示数分别为、。微调滑动变阻器阻值,得到多组测量数据。根据测量数据作出图像,如图(c)所示,测得图线斜率为,则待测电阻丝材料的电阻率______(用、、、表示)。
(4)小组同学为了判断电压表内阻对实验误差的影响,设计了如图(d)所示电路,在电路中加了一个灵敏电流计。闭合开关,灵敏电流计中有从向的微小电流,说明测量结果相对于真实值______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
11.(2026·湖北襄阳·模拟预测)钙钛矿太阳能电池是一种可以将光能转换为电能的器件。某同学利用如图甲所示电路探究某钙钛矿电池的输出功率与路端电压的关系。所用器材有:光强可调的光源、钙钛矿电池、理想电压表V、理想电流表A、滑动变阻器、开关S以及导线若干。已知当光照强度不变时钙钛矿太阳能电池的电动势视为不变。
(1)正确连接器材后,开始实验时,滑动变阻器的滑片应调至________(填“”或“”)端;
(2)闭合开关,用一定强度的光照射电池,保持光照强度不变,调节滑动变阻器,通过测量的数据计算出输出功率,并描绘出图线如图乙中曲线所示,则此强度光照下钙钛矿电池的电动势________,输出功率最大值________;(均保留2位有效数字)
(3)改变光照强度,重复上述实验步骤得到如图乙中曲线,对曲线进行分析,当电压为时,回路中电流大小为________,电池内阻为________,(均保留3位有效数字)。
12.(2026·湖北·二模)某研究性学习小组的同学欲做实验——描绘小电珠两端的电压和通过它的电流两者之间关系的曲线。已知所用新型小电珠的额定电压和额定功率分别为5.0 V、2.5 W,实验使用的直流电源的电动势为6.0 V、内阻忽略不计,实验可供选择的器材规格如下:
A.电流表A1(量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω)
B.电流表A2(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω)
C.电压表V(量程0~3 V,内阻等于3 kΩ)
D.定值电阻R1=1 kΩ
E.定值电阻R2=3 kΩ
F.滑动变阻器R3(阻值0~10 Ω,额定电流1 A)
G.滑动变阻器R4(阻值0~5000 Ω,额定电流500 mA)
H.开关S一个
请回答下列问题:
(1)为了完成实验且尽可能减小实验误差,电流表应选择________,定值电阻应选择________与电压表串联改装成量程合适的电压表,滑动变阻器应选择________(填写实验器材前的序号)。
(2)根据所选的实验器材,请设计合理的电路原理图补填在下面方框中,然后根据方框中的电路图完成该实验______________。
(3)该研究性学习小组的同学用设计好的电路测得了该小电珠两端的电压U和通过电流表的电流I,由计算得到的小电珠的电阻值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(4)该研究性学习小组的同学通过设计好的电路得到了多组实验数据,并根据得到的多组数据在坐标系中描点画图,如图所示。如果取两个这样的小电珠并联以后再与一阻值为3.0Ω的定值电阻串联,并接在电动势为6.0V、内阻忽略不计的直流电源两端,则每个小电珠消耗的实际功率为________W(结果保留两位小数)。
13.(2026·湖北孝感·二模)某研究小组收集了两个电学元件:电阻(阻值约为)和手机中的锂电池(电动势标称值为,允许最大放电电流为)。实验室备有如下器材:
A.电压表(量程,电阻约为)
B.电流表(量程,电阻约为)
C.电流表(量程,电阻约为)
D.滑动变阻器(,额定电流)
E.电阻箱()
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻的阻值,选择以下________(选填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”)实验电路图更合理。
图中的电流表A应选________(选填“A1”或“A2”)
(2)为测量锂电池的电动势和内阻,小红设计了如图甲所示的电路图。根据测量数据作出图像,如图乙所示。若该图像的斜率为,纵轴截距为,则该锂电池的电动势为________,内阻________(用、表示)。该实验电表的内阻的影响不可忽略,则电源内阻测量值_____(选填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
14.(2026·湖北武汉·三模)某同学用直流电桥研究热敏电阻的电阻-温度特性。实验室有如下器材:直流电源(电动势为,内阻不计),标准电阻、、,待测负温度系数(NTC)热敏电阻,数字电压表(理想电压表),恒温油浴槽,温度计,开关及导线若干。实验步骤如下:
①如图连接电路,将热敏电阻置于恒温油浴槽中;
②设定初始温度,待温度稳定后,记录电压表示数;
③升高恒温油浴槽的温度,每间隔,记录温度与相应的电压表示数;
④计算出不同温度下的阻值并填入下表。
/℃
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
60.0
65.0
测量电压/
-272.9
-192.6
-108.7
-19.0
76.5
178.4
288.1
403.8
/
239.8
227.8
214.7
202.2
190.3
177.7
164.8
152.6
回答下列问题:
(1)若电桥处于平衡状态,即电压表示数,则电路应满足条件________(用、、和表示);
(2)若电桥不平衡,电压表示数________(用、、、和表示);
(3)若热敏电阻在范围内满足线性关系,根据表格数据,采用逐差法得到________/℃(结果保留两位有效数字);
(4)实验发现,电源实际电动势略低于,则的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
15.(2026·湖北黄冈·模拟预测)某同学需要测量一定值电阻的阻值Rx(约为几百欧姆),实验室提供的器材有:
电源E(电动势为4.5 V,内阻为0.5 Ω)
电压表(量程为3 V,内阻约为50 kΩ)
电阻箱R1(0~99999.9 Ω)
滑动变阻器R2(阻值范围为0~10 Ω)
滑动变阻器R3(阻值范围为0~100 Ω)
多用电表
开关、导线若干
(1)用多用电表粗测待测电阻的阻值:经过正确的机械调零和欧姆调零后,当旋钮调节到“×10”的挡位时,指针指向如图甲所示,则该电阻的阻值=_________Ω。
(2)准确测量:该同学设计了如图乙所示的电路,要使ef两端电压在实验过程中从零开始且近似成线性变化,滑动变阻器选用_________(填“R2”或“R3”)。
(3)请按照设计电路,在图丙中完成实物器材的连线。_________
(4)实验操作:
①实验开始前,滑动变阻器的滑片P应移到a端,电阻箱R1调至合适阻值,闭合开关。
②开关切换到d,调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数为U0;保持滑片P的位置不变,再将开关切换到c,电压表的示数为U,电阻箱的阻值为R1,则该未知电阻Rx=_________(用题目所给的符号表示)。
③重复步骤②,多次测量结果取平均值,即可准确测量电阻Rx。
16.(2026·湖北黄冈·二模)如图(a)为简易多用电表的电路图。图中E是电池;、、、、均为定值电阻,是可变电阻;电流表G的满偏电流为2.5mA,内阻为,虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表的五个挡位分别为直流电压1V挡和5V挡,直流电流10mA挡和25mA挡,欧姆挡。
(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)表笔相连接,根据题给数据可得________;
(2)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;(结果均保留三位有效数字)。
(3)若电池E的电动势为1.5V,当B端与“3”相连,短接A、B表笔进行欧姆调零后,用该挡测量一个未知电阻阻值,指针偏转到电流表G满偏刻度的处,则该电阻阻值为________。若该电池由于使用时间过长,导致其电动势变小,电池内阻变大,但还可以欧姆调零,在规范操作下,它的测量值将________。(填“偏小”、“偏大”或“不受影响”)
17.(2026·湖北武汉·三模)某同学用图(a)所示电路测量电源的电动势和内阻。
(1)根据实验测量的电流表和电压表读数,作出图像如图(b)所示,则电源的电动势_______V,内阻_________,(均保留3位有效数字)电动势的测量值__________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)为了准确测量电源的电动势E和内阻r,该同学重新设计了实验,电路如图(c)所示,实验步骤如下:
①闭合开关和,断开,调节使灵敏电流表G示数为零,此时电压表示数为;
②再闭合开关,调节电阻使灵敏电流表G示数为零,此时电压表和电流表的示数分别为、;
③测得电源的电动势__________,内阻__________。(均用、、表示)
18.(2026·湖北·二模)新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌,电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来,测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有:
A.电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω)
C.滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
D.电阻R0=6Ω
某同学采用了图甲所示的电路图,在进行了正确操作后,得到了图乙所示的图像。
(1)按照图甲连接电路,开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到最___________侧(填“左”或“右”)。
(2)根据图乙所示,则该电池的内阻r=___________Ω;(结果保留到小数点后一位)。
(3)该实验小组还设计了图丙所示的电路,其中E0为工作电源,R0为限流电阻,MN为粗细均匀同种材料的电阻丝,P为滑动触头,G为灵敏电流计,R1为它的保护电阻,R2为阻值已知的工作电阻。为了测量电源Ex的内阻r,现作如下操作:
①先闭合S1,断开S2,调节滑动触头P的位置,当其位于A位置时,灵敏电流计示数为零;
②再闭合S2,调节滑动触头P的位置,当其位于B位置时,灵敏电流计示数再次为零,此时R2两端电压U=___________;(用Ex、r、R2表示)
③测量出两次电阻丝MA和MB的长度分别为l1和l2,则电源内阻r=___________。(用l1、l2,R2表示)
19.(2026·湖北十堰·一模)要测量一段金属丝的电阻率,已测得金属丝的直径为d,要测量金属丝电阻,小王同学设计了如图甲所示的实验电路。用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为L。
(1)闭合开关前,小王同学将电阻箱接入电路的电阻调到最大,金属夹c移到a端,闭合开关,调节电阻箱使电流表的指针偏转较大,若指针指在图乙所示的位置,这时电路中的电流I0=_______A;记录这时电阻箱接入电路的电阻为R1;
(2)将金属夹移到b端,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I0,记录这时电阻箱接入电路的电阻R2;求得该金属丝的电阻Rx=_______(用R1、R2表示);根据求得的和已知的物理量,求得金属丝的电阻率=_______(用R1、R2、d、L表示);
(3)小吴同学也用图甲装置测量该金属的电阻率,闭合开关前,小吴同学将电阻箱接入电路的电阻调到最大,金属夹c移到a端,闭合开关,调节电阻箱使电流表的指针偏转较大,记录电流表的示数I,电阻箱的电阻R0;多次调节金属夹c的位置,每次调节后,记录a、c间的金属丝的长度x,调节电阻箱,使电流表示数仍为I,记录电阻箱的电阻R,根据测得的多组R、x作R-x图像,得到图像的斜率为k,则求得金属丝的电阻率=_______(用k、d表示)。测量结果偶然误差较小的是_______(填“小王”或“小吴”)同学测得的电阻率。
20.(2026·湖北荆州·一模)有一合金材料制作的电学元件、其额定电压为“3V”左右,现通过实验测量其电阻。
(1)先用欧姆表“×10”挡粗测该元件的电阻,发现指针偏角较小,则接下来应选择________挡位(“×1”或“×100”)测量;
(2)选择合适挡位后,粗测该元件电阻为,为精确测量其阻值,要求测量时电表的读数不小于其量程的,根据提供的下列器材,设计了图甲所示的实验电路,则图中圆圈内应分别接入:①为________、②为________,定值电阻应选择________;(均填写器材前的字母编号,如、、、等)
A.电流表A(量程为,内阻
B.电压表(量程为,内阻)
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器
F.蓄电池(电动势为,内阻很小)
G.开关S,导线若干
(3)实验中根据两电表读数作出如图乙所示的图线(坐标均为国际单位),已知图线的斜率为,则所测元件电阻________(用题中已知、所测物理量符号表示)。
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专题22 电学实验
6年真题1年模拟
考点分类
湖北考情(2020-2026)
命题规律
考点 01
测电阻和金属丝电阻率
2026 湖北高考真题(铅笔芯电阻率测量:滑片P改变接入长度,U-IL图像处理,实验填空);
2022 湖北高考真题(新型材料圆柱形电阻率测量:多用电表原理迁移,电流表+电阻箱测电阻,图像法处理,实验填空);
2021 湖北高考真题(5个相同规格电阻的估测:串联个数与电流关系,Y-n图像法求R和E,实验填空)
・情境:①用电压表、电流表、电阻箱、滑片P等测量圆柱形铅笔芯的电阻率,通过改变B、P间长度L,记录U和I,绘制U-IL图像求ρ;②利用电流表(内阻已知)、电阻箱、定值电阻,通过开关位置切换(测R₀与测Rₓ)和1/I-R图像,综合求Rₓ、E、r及电阻率;③将n个待测电阻串联后接入电路,通过Y-n图像(Y=1/I₀-1/Iₙ)求单个电阻R和电源电动势E;
・考点:电阻定律(R=ρL/S)、欧姆定律、闭合电路欧姆定律(E=I(R+r))、螺旋测微器/游标卡尺读数、图像法处理数据(斜率与截距含义)、串联电路规律、误差分析(电源内阻变化对测量结果的影响、电表内阻的影响);
・题型:实验填空(2026、2022、2021),均涉及基本仪器读数、公式推导与图像斜率/截距计算;
・综合:均为电学实验综合,2026年融合电阻定律与图像法求ρ;2022年融合开关切换法测电阻与1/I-R图像求E、r;2021年融合串联规律与Y-n图像法求R和E,对实验设计与数据处理能力要求较高。
考点 02
测电源电动势和内阻
2025 湖北高考真题(智能手机+电流传感器+电阻箱测干电池E和r,1/I-R图像处理,实验填空);
2023 湖北高考真题(电压表+电流表+电阻箱测干电池E和r,U-I图像与1/I-R图像综合处理,实验填空)
・情境:①利用电流传感器(蓝牙连接智能手机)和电阻箱,测干电池电动势和内阻,通过1/I-R图像求E和r,并分析电流传感器内阻对测量结果的影响;②利用电压表(内阻很大)、电流表、电阻箱测干电池E和r,通过U-I图像求E和r,再结合1/I-R图像的纵轴截距求电流表内阻,并分析电压表内阻对测量结果的影响;
・考点:闭合电路欧姆定律(E=I(R+r))、U-I图像(纵截距=E,斜率的绝对值=r)、1/I-R图像(斜率=1/E,纵截距=(RA+r)/E)、实验误差分析(电压表分流导致r偏小、电流传感器内阻使r测量值偏大)、保护电阻的作用;
・题型:实验填空(2025、2023),均涉及图像法处理数据与误差分析;
・综合:均为电学实验综合,2025年融合电流传感器、1/I-R图像与误差分析;2023年融合U-I图像与1/I-R图像的综合处理、电流表内阻求解与电压表内阻引起的系统误差分析,对实验原理理解与数据处理能力要求较高。
考点01 测电阻和金属丝电阻率
1.(2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)0.500
(2)
(3)
(4)无
【详解】(1)读数为
(2)根据欧姆定律结合电阻定律可知,
联立解得
(3)根据可知,故图像的斜率为
得
代入数值解得
(4)干电池的内阻增大,不考虑电表内阻的影响下,实验中测量的U和通过的电流I还是真实值,对实验测量结果无影响。
2.(2022·湖北·高考真题)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后,为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究。
(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,示数如图甲所示,其读数为_____mm。再用游标卡尺测得其长度L。
(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω,定值电阻R0的阻值为20.0Ω,电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1,闭合S1,多次改变电阻箱R的阻值,记下电流表的对应读数I,实验数据见下表。
R/Ω
I/A
/A-1
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50
根据表中数据,在图丙中绘制出图像。再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得_____Ω(结果保留2位有效数字)。最后可由表达式____得到该材料的电阻率(用D、L、表示)。
(3)该小组根据图乙的电路和图丙的图像,还可以求得电源电动势_________V,内阻_______Ω。(结果均保留2位有效数字)
(4)持续使用后,电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 3.700/3.699/3.701 6.0 12 3.0 偏大
【详解】(1)[1]用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,其读数为
(2)(3)[2][3][4][5]由电路可知,当将S2置于位置1,闭合S1时
即
由图像可知
解得
解得
再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400A,则
解得
根据
解得
(3)由(2)可知
(4)根据表达式
因电源电动势变小,内阻变大,则当安培表有相同读数时,得到的的值偏小,即测量值偏大。
3.(2021·湖北·高考真题)小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6 A的电流表、一个电池组(电动势E不大于4.5 V、内阻r未知)、一个阻值为R0的定值电阻、一个阻值为R1的定值电阻(用作保护电阻),开关S和导线若干。他设计了如图(a)所示的电路,实验步骤如下:
第一步∶把5个待测电阻分别单独接入A、B之间,发现电流表的示数基本一致,据此他认为5个电阻的阻值相等,均设为R。
第二步∶取下待测电阻,在A、B之间接入定值电阻R0,记下电流表的示数I0。
第三步∶取下定值电阻R0,将n个(n=1,2,3,4,5)待测电阻串联后接入A、B之间,记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数In。
请完成如下计算和判断∶
(1)根据上述第二步,与R0、R1、E、r的关系式是=___________。
(2)定义,则Y与n、R、R0、E的关系式是Y=__________。
(3)已知R0=12.0Ω,实验测得I0=0.182 A,得到数据如下表∶
n
1
2
3
4
5
In/A
0.334
0.286
0.250
0.224
0.200
Y/A-1
2.500
1.998
1.495
1.030
0.495
根据上述数据作出图像,如图(b)所示,可得R=______Ω(保留2位有效数字),同时可得E=______V(保留2位有效数字)。
(4)本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值_______影响(选填“有"或“无")。
【答案】 2.0 4.0 无
【分析】本题考 查测定电源电动势以及电阻测量的实验,意在考查考生处理实验数据的能力。
第(1)问通过闭合电路欧姆定律写出关系式,变形即可得到的表达式;第(2)问结合题中的信息以及闭合电路欧姆定律整理出Y的表达式;第(3)问利用数形结合法解读出图像的斜率以及截距的物理意义,求出电源的电动势和定值电阻的阻值;第(4)问把电流表的内阻考虑进内之后列出关系式直接分析出电流表的内阻对Y测量值的影响即可。
【详解】(1)[1]由闭合电路欧姆定律得
整理得
(2)[2]A、B间接入n个待测电阻后,由闭合电路欧姆定律得
又
由以上整理得
(3)[3][4]由
变形得
结合图(b)得
又
解得
(4)[5]如果考虑电流表的内阻,则有
整理得
显然电流表的内阻对Y的测量值没有影响。
考点02 测电源电动势和内阻
1.(2025·湖北·高考真题)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题:
(1)R0在电路中起______(填“保护”或“分流”)作用。
(2)与E、r、R、R0的关系式为______。
(3)根据记录数据作出图像,如图(b)所示。已知R0=9.0Ω,可得E=______V(保留三位有效数字),r=______Ω(保留两位有效数字)
(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)保护
(2)
(3) 1.47 1.3
(4)有
【详解】(1)R0与电阻箱串联,可知,R0在电路中起保护作用。
(2)根据闭合电路欧姆定律
化简可得
(3)[1][2]结合上述有
结合图(b)有,
解得,
(4)当电流传感器有内阻时,所测的电源内阻
导致电源内阻测量值偏大,即电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果有影响。
2.(2023·湖北·高考真题)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:
电压表(量程,内阻很大);
电流表(量程);
电阻箱(阻值);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线__________。
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图(c)所示,则干电池的电动势为__________V(保留3位有效数字)、内阻为__________(保留2位有效数字)。
(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为__________(保留2位有效数字)。
(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值__________(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 1.58 0.64 2.5 偏小
【详解】(1)[1]实物连线如图:
(2)[2][3]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得
由图像可知
E=1.58V
内阻
(3)[4]根据
可得
由图像可知
解得
(4)[5]由于电压表内阻不是无穷大,则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值,即实验中测得的电池内阻偏小。
一、实验题
1.(2026·湖北武汉·模拟预测)某实验小组使用多用电表测量一个刻度模糊的直流电流表的内阻,所用的实验器材有:电动势为,内阻未知的直流电源以及多用电表、待测电流表、电阻箱、开关K、导线若干。
(1)如图(a)所示连接电路,将多用电表选择开关置于直流电压“10 V”挡,红、黑表笔分别接“__________、__________”两端(选填“1”“2”或“3”),调节电阻箱的阻值,记录多组多用表的示数和电阻箱的阻值,并作出相应的关系图像如图(b)所示。
(2)根据图像求得电流表的内阻__________(结果保留两位有效数字),考虑多用电表的内阻,电流表的内阻的测量值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1) 3 2
(2) 5.0 小于
【详解】(1)[1][2]根据闭合电路欧姆定律,若多用电表接在2、3两端测量电流表两端电压,有
变形可得
该式表明与成线性关系,与图(b)相符,故多用电表应接在2、3两端。电路中电流从3流向2,3点电势高于2点电势,多用电表作为电压表使用时红表笔接高电势,黑表笔接低电势,故红、黑表笔分别接3、2两端。
(2)[1]由
可知,图像的斜率
由图(b)可知斜率
已知电源电动势
代入解得
[2]考虑多用电表内阻时,多用电表与电流表并联,实际测量的是两者的并联电阻
由于并联电阻小于任一支路电阻,即,故电流表内阻的测量值小于真实值。
2.(2026·湖北十堰·模拟预测)某学习小组要测一电池组的电动势和内阻,先用图甲电路测量一个量程为100 μA,内阻约为2000 Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为10 V,有两个电阻箱可选,R1(0-9999.9 Ω),R2(0-99999.9 Ω);之后再用图乙电路测量电池组的电动势和内阻(电动势约为3.2 V,内阻约为1 Ω),定值电阻R0=1 Ω。
(1)某次测微安表内阻的实验中,先将S2断开,闭合S1,调节滑片P和电阻箱RN,使微安表满偏;然后保持滑片P和RN不变,闭合S2,调节电阻箱RM,使微安表半偏,读出此时RM的读数;则微安表内阻测量值等于RM的读数。该实验中RN应选________(填“R1”或“R2”),微安表内阻Rg的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(2)微安表内阻测量值Rg=2026.0 Ω,把该微安表改装成量程为4 V的电压表,需要串联电阻箱R2,并调节其阻值R2=________Ω。(结果保留小数点后一位)
(3)学习小组测一电池组的电动势和内阻实验时,根据采集到的微安表的读数I和电阻箱R1的读数R,作出的图像如图丙,已知图线的斜率为k,纵截距为b,若学习小组测得电源中的电流远大于微安表中的电流,则所测得电池组的电动势E=________,内阻r=________。(均用字母k,b,Rg,R2,R0表示)
【答案】(1) 小于
(2)37974.0
(3)
【详解】(1)[1]根据半偏法的测量原理可知,与电表内阻阻值相当,当闭合S2之后,与滑动变阻器并联的支路的电流应基本不变,则需要较大。
故应选。
[2]闭合S2后,与的并联阻值小于的阻值,则流过的电流大于原来的满偏电流,流过电表的电流为半偏电流,则流过的电流大于,的电阻小于,实验中用的阻值来当作微安表内阻,故的测量值小于真实值。
故填小于。
(2)微安表内阻测量值
把该微安表改装成量程为4V的电压表,需要串联电阻箱R2,根据电表改装原理可知
根据,
可得
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
结合图丙可得,
电池组的内阻约为1 Ω,定值电阻。则
解得电池组的电动势,内阻
3.(2026·湖北荆州·三模)2026年4月,国家发布了充电宝新规,对充电宝的功能和安全标准提出了更高要求。甲同学准备测量某款旧充电宝的电动势与内阻,经查阅资料后获悉,充电宝电动势稳定,大约为5 V,内阻大约为0.3 Ω,该同学设计了图一所示电路。其中:
电压表V(量程为3 V,内阻为3 kΩ) 电流表A(量程为0.6 A,内阻约为0.1 Ω)
电阻箱 滑动变阻器(最大阻值为20 Ω)
定值电阻 一个开关及导线若干
(1)为了将电压表的量程扩大为原来的两倍,需要把电阻箱的阻值调为________Ω。
(2)调节滑动变阻器,该同学得到多组电压表与电流表的读数,以电压表读数为纵坐标,电流表读数为横坐标,作出图线如图二,则该充电宝的电动势________V,内阻________Ω。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)3000
(2) 5.0 0.42
【详解】(1)为了将量程扩大为原来的2倍,电阻和电压表分压各为3V,二者串联,电阻应该相等,故电阻箱应该调为3000Ω。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
由题图二中可得纵轴截距为2.5V,故电源电动势为E=5.0V
斜率,故内阻r=0.42Ω
4.(2026·湖北十堰·三模)如图甲所示虚线框内为多用电表欧姆挡内部结构示意图,表头为一灵敏电流计,R1和R2为定值电阻,电源可通过单刀双掷开关与“1”或“2”相连通,滑动变阻器阻值任意可调,A、B接线柱分别接两测量表笔。
(1)红表笔应该接的是图中的______(填“A”或“B”)接线柱。某次在测量电阻时其他操作都正常,但是指针偏角很小,说明待测电阻阻值较______(填“大”或“小”)。
(2)切换开关K,对应着测电阻时“×1”和“×10”两个倍率,则当开关K接“1”时对应的是______(填“×1”或“×10”)倍率。
(3)电源电动势E=1.5V,灵敏电流计满偏电流Ig=1.0mA,内阻Rg=90.0Ω,欧姆表的中值刻度是15.0,则R2=______Ω(结果保留两位有效数字)。
(4)因电池使用较久,其电动势从1.5V降为1.2V,若欧姆表采用“×10”倍率,正常进行欧姆调零后,测量某电阻阻值时指针偏转角度为满偏时的,则待测电阻的真实阻值是______Ω。(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1) B 大
(2)×10
(3)9.0
(4)180
【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,所以黑表笔接内部电源正极,红表笔应该接电源负极,即红表笔接图中的B接线柱;
[2]由于欧姆表表盘左侧阻值较大,右侧阻值较小,所以指针偏角很小,即指针位于表盘左侧,说明待测电阻阻值较大。
(2)当开关拨至1时,灵敏电流计满偏时的干路电流较小,则欧姆表的内阻较大,所以欧姆表的倍率较大,即“×10”倍率。
(3)当开关K接“1”时对应的是“×10”倍率,即
根据闭合电路欧姆定律可得
当开关K接“2”时对应的是“×1”倍率,即
根据闭合电路欧姆定律可得
联立解得,
(4)若欧姆表采用“×10”倍率,则
当指针偏转角度为满偏时的时,有
联立解得
5.(2026·湖北十堰·三模)小李同学为测量一只多用表(表)在欧姆挡倍率时的内阻和内部电池的电动势,他从实验室找来另一只多用表(表)。结合小李的操作步骤,回答下列相关问题:
(1)对两表进行机械调零:红、黑表笔断开,调整,使指针指向电流零刻度处。
(2)将多用表置于欧姆挡倍率处,并让红、黑表笔短接,调节__________(填“S”或“T”或“K”)使指针指在正确位置。
(3)将表置于直流处,用两只表笔把两表串联,读出两表示数;接着迅速把表置于直流处,稳定后读出第二组示数,两组示数如下表所示,请完成:
B表
A表
量程
读数
①将两表串联时,其中A表的负号孔应和B表的________号孔(填“正”或“负”)连接;
②结合表中测量数据,求出A表内阻________;电池的电动势_______V。(结果均保留三位有效数字)。
【答案】 正 250 1.50
【详解】①多用表选好欧姆倍率后,红黑表笔短接需要进行欧姆调零,图中是机械调零旋钮,是选择开关,是欧姆调零旋钮,因此填。
②多用表欧姆挡的内部结构:负号孔(插黑表笔)接内部电源正极,正号孔(插红表笔)接内部电源负极,电流从表负号孔流出;表作为电流表,要求电流从正号孔流入、负号孔流出,因此表的负号孔需要接表的正号孔,保证表正偏。
③④设A表欧姆挡内阻为,电动势为,根据闭合电路欧姆定律,对两组数据列方程:
第一组:
第二组:
联立解得:,
6.(2026·湖北荆州·模拟预测)掺银导电硅橡胶因遵循电阻定律,同时又具有良好的导电性和电磁屏蔽能力,被广泛用于航空和医疗领域。为测定一段质量分布均匀的长直掺银导电硅橡胶的电阻率,选用如下器材进行实验:恒流源(能输出大小不同的稳恒电流);电流表(内阻可忽略);多用电表(直流电流挡内阻为);定值电阻(阻值);带刻度尺的导电硅橡胶(横截面积为);开关S和导线若干。
(1)连接电路:将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,请根据图甲完成图乙中的实物图连线(图中已正确连接了部分电路)______;
(2)故障检查:闭合开关S,无论如何移动接线夹的位置,多用电表均有示数且几乎不变;现断开开关S,用该多用电表进行故障排查:
①从电路中取出多用电表,旋至欧姆挡,再将多用电表两表笔短接,进行______;
②将一表笔接在处,将另一表笔先后接在、、处,发现仅接于处时指针没有偏转,可判断电路中存在的故障是_______________;
③故障排除后,将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,接回电路。
(3)测量过程:
①将接线夹置于最右端,闭合开关S,记录此时多用电表的示数、电流表的示数以及接线夹与端的距离;
②多次移动接线夹,改变,同时调节恒流源输出的电流大小,使电流表的示数不变,记录和多用电表的示数;
③以为纵坐标,为横坐标,画出图像,图线斜率为,则该导电硅橡胶的电阻率______(用、、、、表示);
④若电流表的内阻不可忽略,则③中的测量结果______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)
(2) 欧姆调零 间的导线断路
(3) 无影响
【详解】(1)根据图甲的电路图,连接图乙的实物图,其中多用电表红表笔接定值电阻侧,黑表笔接电流表侧,满足“红进黑出”原则,接线如图所示
(2)[1]多用电表选择开关旋至欧姆挡时,测量电阻之前,需要先进行欧姆调零,即从电路中取出多用电表,旋至欧姆挡,再将多用电表两表笔短接,进行欧姆调零,使指针指在欧姆挡的零刻度处;
[2]若将另一表笔先后置于、、处,发现仅接于处时指针没有偏转,可判断电路中一定存在的故障是间的导线断路。
(3)[1]根据测量过程,利用欧姆定律有
根据电阻定律有
解得
结合图像有
解得
[2]若电流表的内阻不可忽略,结合上述有
根据电阻定律
联立解得
可知,该函数对应图像的斜率不变。因此,若电流表的内阻不可忽略,则③中的测量结果无影响。
7.(2026·湖北襄阳·二模)图(a)是简易多用电表的电路图,图中是电池;、、、和是固定电阻,是可变电阻;表头的满偏电流为,内阻为。虚线方框内为换挡开关,端和端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位:直流电压挡和挡,直流电流挡和挡,欧姆挡,正中间刻度为15。
(1)图(a)中的端与___________(填“红”或“黑”)色表笔相连接;
(2)关于的使用,下列说法正确的是___________(填正确答案标号);
A.在使用多用电表之前,调整使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整使电表指针指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题中条件可得___________;
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“4”相连的,则读数为________V;
(5)若该多用电表使用一段时间后,电池电动势降低为,内阻不变,此表仍能欧姆调零,按照正确使用方法测的电阻,测量读数为___________。
【答案】(1)红
(2)B
(3)8
(4)3.50(3.48~3.52均可)
(5)3000
【详解】(1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔,与欧姆表内电源负极相连的是红表笔,可知端与红色表笔相连接。
(2)AB.在使用多用电表之前,应该先进行机械调零,调整的是表头指针定位螺丝,再进行欧姆调零。是可变电阻,它的作用是欧姆表调零的作用,也就是使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置,故A错误,B正确;
C.使用电流挡时,应该先进行机械调零,不需要调节,故C错误;
故选B。
(3)直流电流挡和挡,接端时,是量程较大的电流表,电流最大值为,有
接2端时,是量程较小的电流表,电流最大值为,有
联立可得
(4)此时B端是与“4”相连的,可知是测电压,根据电压表改装
可知串联电阻越大,电压量程越大,可知与“4”相连的量程为直流电压,最小分度为,读数为
(5)欧姆挡,正中间刻度为15,可知中值电阻为
根据
测量电阻时,接3端时干路电流为
联立解得
电池电动势降低为,内阻不变,有,
此表仍能欧姆调零,有,
以上联立得
可得测量读数为
8.(2026·湖北孝感·模拟预测)某研究性学习小组利用图甲所示电路测量一粗细均匀的金属丝的电阻率及干电池的电动势和内阻,使用的器材如下:
干电池一节(电动势未知,内阻未知)
0~3V电压表(内阻约3kΩ)
0~0.6A电流表(内阻为1.0Ω)
定值电阻()
粗细均匀的金属丝
开关一个,导线若干,金属夹两个,刻度尺,螺旋测微器
实验步骤如下:
①将金属丝拉直固定,用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径,取平均值记为金属丝的直径d;
②按图甲连接电路,将金属夹固定在金属丝右端,在金属丝上夹上金属夹A;
③测量AB之间金属丝的长度L;
④闭合开关,记录电流表和电压表的示数I、U;
⑤改变金属夹A的位置,进行多次实验,记录每一次的L和I、U;
⑥以为纵轴,L为横轴,作出图像如图乙所示;以U为纵轴,I为横轴,作出图像如图丙所示。
根据以上实验步骤,回答下列问题:
(1)某次测量金属丝直径时,螺旋测微器的示数如图丁所示,则该次测量金属丝直径为______mm;
(2)若图乙中图像的斜率为k,则金属丝的电阻率为______(结果用k、d表示);
(3)由图丙可知,电源的电动势______V(结果保留两位有效数字),电源的内阻______(结果保留两位有效数字);
(4)不考虑偶然误差,电源内阻的测量值______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)(0.613到0.616均可)
(2)
(3)
(4)等于
【详解】(1)螺旋测微器的最小刻度为,故金属丝直径为
(2)根据欧姆定律,接入电路中的金属丝电阻满足
解得
结合图乙可知斜率
金属丝的电阻率为
(3)[1][2]根据闭合电路的欧姆定律,电压表和电流表的示数满足
结合图丙可知斜率
结合题干数据可得内阻
截距
(4)因电流表内阻已知,表达式
不存在因未考虑电流表分压造成的误差,故电源电动势的测量值等于真实值,电源内阻的测量值等于真实值。
9.(2026·湖北鄂州·三模)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照强度报警器,以便在光照过强时提醒花农。该报警器需要一种光敏电阻,已知光照越强,该光敏电阻的阻值越小。该实验用到的主要器材如下:学生电源、多用电表、电压表(量程为0~20 V)、电流表(量程为0~20 mA)、滑动变阻器R(最大阻值为50 Ω,允许通过的最大电流为1.5 A)、白炽灯、可调电阻R1(阻值为0~50 kΩ)、二极管LED、光敏电阻RG、开关和若干导线等。
(1)判断二极管的极性时,使用多用电表的“×10 k”欧姆挡测量二极管的电阻。如图甲所示,当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时,多用电表指针位于图乙所示的表盘的a位置,对调红、黑表笔后指针位于图乙所示的表盘的b位置,由此判断二极管的正极为________(填“M端”或“N端”)。
(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性:
①采用图丙中的器材进行实验,部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的示数能从0开始,请用笔画代替导线,完善丙图中的实物电路图_______________。
②图丁为三种不同光照强度下得到的光敏电阻的伏安特性曲线,图中直线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”“Ⅲ”)对应的光照最强;若在直线Ⅲ光照条件下,将此光敏电阻,与电动势为2.5 V、内阻为500 Ω的电源串联,则光敏电阻消耗的电功率为________mW(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)N端
(2) Ⅲ 3.0
【详解】(1)使用多用电表时,通过多用电表的电流流向遵循“红进黑出”,使用多用电表的欧姆挡时,当黑表笔与M端接触、红表笔与N端接触时,若有电流,则二极管中电流方向为,而由题图乙可知此时多用电表指针位于a位置,即此时二极管电阻无穷大,由二极管的单向导电性可知,此时二极管所接电压为反向电压,则N端为二极管的正极。
(2)①[1]由于要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始,则滑动变阻器应采用分压式接法,、的另一端应接A接线柱,另一端应接C(或D)接线柱。
②[2][3]根据欧姆定律可知,I-U图像上某点与坐标原点连线的斜率的倒数表示光敏电阻的阻值,由题图可知,则曲线Ⅲ的斜率最大,电阻最小,由于光照增强时,光敏电阻的阻值减小,故Ⅲ对应的光照最强。
将电源的I-U图像也画在同一幅图中,交点即为光敏电阻的工作点,此时电压为1.00V,电流为3mA,
10.(2026·湖北宜昌·二模)细电阻丝、表面涂有绝缘膜(厚度不计),已知电阻丝材料的电阻率为,物理小组同学设计实验测定电阻丝材料的电阻率。
(1)如图(a),分别用细电阻丝、在半径较大的圆柱形玻璃棒上紧密缠绕相同匝数制作电阻和,测得、的螺旋长度分别为和。则电阻丝与的横截面积之比为______;
(2)按图(b)连接好电路,在闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到______(选填“左端”或“右端”);
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,读出、表的示数分别为、。微调滑动变阻器阻值,得到多组测量数据。根据测量数据作出图像,如图(c)所示,测得图线斜率为,则待测电阻丝材料的电阻率______(用、、、表示)。
(4)小组同学为了判断电压表内阻对实验误差的影响,设计了如图(d)所示电路,在电路中加了一个灵敏电流计。闭合开关,灵敏电流计中有从向的微小电流,说明测量结果相对于真实值______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】(1)
(2)右端
(3)
(4)偏小
【详解】(1)根据题意可得,,
与直径的平方成正比,故横截面积之比为
(2)闭合开关前,滑动变阻器要调到阻值最大,保护电路。图(b)中滑片在右端时,接入电路的电阻丝最长,阻值最大。
(3)串联电路电流相同,
所以
图像斜率
由电阻定律,
联立解得
(4)灵敏电流计中电流从,说明点电势比点高。这意味着的读数偏大(两端实际电压比测量值小),而读数偏小。计算时用的会偏大,代入公式,得到的会偏小。
11.(2026·湖北襄阳·模拟预测)钙钛矿太阳能电池是一种可以将光能转换为电能的器件。某同学利用如图甲所示电路探究某钙钛矿电池的输出功率与路端电压的关系。所用器材有:光强可调的光源、钙钛矿电池、理想电压表V、理想电流表A、滑动变阻器、开关S以及导线若干。已知当光照强度不变时钙钛矿太阳能电池的电动势视为不变。
(1)正确连接器材后,开始实验时,滑动变阻器的滑片应调至________(填“”或“”)端;
(2)闭合开关,用一定强度的光照射电池,保持光照强度不变,调节滑动变阻器,通过测量的数据计算出输出功率,并描绘出图线如图乙中曲线所示,则此强度光照下钙钛矿电池的电动势________,输出功率最大值________;(均保留2位有效数字)
(3)改变光照强度,重复上述实验步骤得到如图乙中曲线,对曲线进行分析,当电压为时,回路中电流大小为________,电池内阻为________,(均保留3位有效数字)。
【答案】(1)
(2) 0.71/0.72/0.73 0.44/0.45/0.46
(3) 1.52/1.53/1.54 307
【详解】(1)实验开始时,滑动变阻器调到接入阻值最大处保护电路。滑片在端时变阻器接入电路电阻最大,故填。
(2)[1]原理:,当外电路开路(、)时,路端电压
对应曲线与横轴交点电压就是电源电动势,读图得。
[2]图像峰值即为最大输出功率,由图最高点纵坐标读出。最大输出功率
(3)由图乙a曲线可知该光照强度下钙钛矿太阳能电池的电动势为,由图乙可知当电压为 时,电池的输出功率
则此时回路中的电流
根据闭合电路欧姆定律
解得
12.(2026·湖北·二模)某研究性学习小组的同学欲做实验——描绘小电珠两端的电压和通过它的电流两者之间关系的曲线。已知所用新型小电珠的额定电压和额定功率分别为5.0 V、2.5 W,实验使用的直流电源的电动势为6.0 V、内阻忽略不计,实验可供选择的器材规格如下:
A.电流表A1(量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω)
B.电流表A2(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω)
C.电压表V(量程0~3 V,内阻等于3 kΩ)
D.定值电阻R1=1 kΩ
E.定值电阻R2=3 kΩ
F.滑动变阻器R3(阻值0~10 Ω,额定电流1 A)
G.滑动变阻器R4(阻值0~5000 Ω,额定电流500 mA)
H.开关S一个
请回答下列问题:
(1)为了完成实验且尽可能减小实验误差,电流表应选择________,定值电阻应选择________与电压表串联改装成量程合适的电压表,滑动变阻器应选择________(填写实验器材前的序号)。
(2)根据所选的实验器材,请设计合理的电路原理图补填在下面方框中,然后根据方框中的电路图完成该实验______________。
(3)该研究性学习小组的同学用设计好的电路测得了该小电珠两端的电压U和通过电流表的电流I,由计算得到的小电珠的电阻值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(4)该研究性学习小组的同学通过设计好的电路得到了多组实验数据,并根据得到的多组数据在坐标系中描点画图,如图所示。如果取两个这样的小电珠并联以后再与一阻值为3.0Ω的定值电阻串联,并接在电动势为6.0V、内阻忽略不计的直流电源两端,则每个小电珠消耗的实际功率为________W(结果保留两位小数)。
【答案】(1) A E F
(2)
(3)小于
(4)1.52
【详解】(1)小电珠的额定电压为,额定功率为,额定电流
额定电流与电流表更为接近,故电流表选A。
电压表需要将量程改为,其满偏电流
量程变为时,内阻为
没有提供的电阻,但是可以串联大于的电阻,因此电阻选择E,此时的量程为
为了小电珠的电压可以从0开始取,滑动变阻器应使用分压法接入,选择电压范围较小的更易调节,故选F。
(2)小电珠在额定功率下的电阻为
电压表电流已知,电流表外接更好,电路图如下。
(3)在电流表外接的情况下,小电珠的电压没有测量误差,测得的电流是小电珠和电压表的电流之和。因此测得的电流偏大,小电阻计算得到电阻值小于真实值。
(4)将直流电源与电阻构成的整体视为一个有内阻的电源,则此电源的电动势为,内阻为,由于两个小电珠并联,设通过一个小电珠的电流为,通过电源的电流实际上是图中的二倍,因此把电源的伏安特性曲线画在图中表示时,其表达式为
这一直线与原直线交于,附近,因此
13.(2026·湖北孝感·二模)某研究小组收集了两个电学元件:电阻(阻值约为)和手机中的锂电池(电动势标称值为,允许最大放电电流为)。实验室备有如下器材:
A.电压表(量程,电阻约为)
B.电流表(量程,电阻约为)
C.电流表(量程,电阻约为)
D.滑动变阻器(,额定电流)
E.电阻箱()
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻的阻值,选择以下________(选填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”)实验电路图更合理。
图中的电流表A应选________(选填“A1”或“A2”)
(2)为测量锂电池的电动势和内阻,小红设计了如图甲所示的电路图。根据测量数据作出图像,如图乙所示。若该图像的斜率为,纵轴截距为,则该锂电池的电动势为________,内阻________(用、表示)。该实验电表的内阻的影响不可忽略,则电源内阻测量值_____(选填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) 乙
(2) 偏小
【详解】(1)[2]通过的最大电流约为
因此电流表应选;
[1]因为
所以为大电阻,电流表使用内接法;为测量更多数据,滑动变阻器使用分压式接法,故选择乙实验电路图更合理。
(2)[1][2]根据题图
整理可得
则图线的斜率为
纵截距为
联立,解得,
[3]该实验电表的内阻的影响不可忽略,则
整理可得
则图线的斜率为
纵截距为
解得
即电源内阻r测量值偏小。
14.(2026·湖北武汉·三模)某同学用直流电桥研究热敏电阻的电阻-温度特性。实验室有如下器材:直流电源(电动势为,内阻不计),标准电阻、、,待测负温度系数(NTC)热敏电阻,数字电压表(理想电压表),恒温油浴槽,温度计,开关及导线若干。实验步骤如下:
①如图连接电路,将热敏电阻置于恒温油浴槽中;
②设定初始温度,待温度稳定后,记录电压表示数;
③升高恒温油浴槽的温度,每间隔,记录温度与相应的电压表示数;
④计算出不同温度下的阻值并填入下表。
/℃
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
60.0
65.0
测量电压/
-272.9
-192.6
-108.7
-19.0
76.5
178.4
288.1
403.8
/
239.8
227.8
214.7
202.2
190.3
177.7
164.8
152.6
回答下列问题:
(1)若电桥处于平衡状态,即电压表示数,则电路应满足条件________(用、、和表示);
(2)若电桥不平衡,电压表示数________(用、、、和表示);
(3)若热敏电阻在范围内满足线性关系,根据表格数据,采用逐差法得到________/℃(结果保留两位有效数字);
(4)实验发现,电源实际电动势略低于,则的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)大于
【详解】(1)左上方第一个电阻为待测热敏电阻,若电桥处于平衡状态,即电压表示数,即
点电势为
点电势为
联立解得
(2)若电桥不平衡,电压表读数为
点电势为
点电势为
联立可得
(3)根据计算出对应的热敏电阻的阻值。
热敏电阻在范围内满足线性关系,根据表格数据,有,;,;,;,;,;,,,
根据逐差法有,,
可得斜率
可得
(4)根据计算出对应的热敏电阻的阻值
实际E偏小,计算时仍用标称值可知的测量值大于真实值。
15.(2026·湖北黄冈·模拟预测)某同学需要测量一定值电阻的阻值Rx(约为几百欧姆),实验室提供的器材有:
电源E(电动势为4.5 V,内阻为0.5 Ω)
电压表(量程为3 V,内阻约为50 kΩ)
电阻箱R1(0~99999.9 Ω)
滑动变阻器R2(阻值范围为0~10 Ω)
滑动变阻器R3(阻值范围为0~100 Ω)
多用电表
开关、导线若干
(1)用多用电表粗测待测电阻的阻值:经过正确的机械调零和欧姆调零后,当旋钮调节到“×10”的挡位时,指针指向如图甲所示,则该电阻的阻值=_________Ω。
(2)准确测量:该同学设计了如图乙所示的电路,要使ef两端电压在实验过程中从零开始且近似成线性变化,滑动变阻器选用_________(填“R2”或“R3”)。
(3)请按照设计电路,在图丙中完成实物器材的连线。_________
(4)实验操作:
①实验开始前,滑动变阻器的滑片P应移到a端,电阻箱R1调至合适阻值,闭合开关。
②开关切换到d,调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数为U0;保持滑片P的位置不变,再将开关切换到c,电压表的示数为U,电阻箱的阻值为R1,则该未知电阻Rx=_________(用题目所给的符号表示)。
③重复步骤②,多次测量结果取平均值,即可准确测量电阻Rx。
【答案】(1)280
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)由多用电表的读数规则可知。
(2)要使得两端电压在实验中从零开始且近似成线性变化,则滑动变阻器的阻值应小于待测电阻,越小越好,故选择阻值较小的R2。
(3)实物图如图所示
(4)由电路分析可得,题中滑片位置保持不变,则电阻箱R1与待测电阻Rx两端电压之和保持不变,先让开关接,此时电压表的读数为U0,然后让开关接,读出电阻箱R1的读数和电压表的示数,因此可得
解得
16.(2026·湖北黄冈·二模)如图(a)为简易多用电表的电路图。图中E是电池;、、、、均为定值电阻,是可变电阻;电流表G的满偏电流为2.5mA,内阻为,虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表的五个挡位分别为直流电压1V挡和5V挡,直流电流10mA挡和25mA挡,欧姆挡。
(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)表笔相连接,根据题给数据可得________;
(2)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;(结果均保留三位有效数字)。
(3)若电池E的电动势为1.5V,当B端与“3”相连,短接A、B表笔进行欧姆调零后,用该挡测量一个未知电阻阻值,指针偏转到电流表G满偏刻度的处,则该电阻阻值为________。若该电池由于使用时间过长,导致其电动势变小,电池内阻变大,但还可以欧姆调零,在规范操作下,它的测量值将________。(填“偏小”、“偏大”或“不受影响”)
【答案】(1) 黑 150
(2) 14.5mA/14.6mA/14.7mA/14.8mA
(3) 50 偏大
【详解】(1)[1]多用电表内部电源的正极接黑表笔,负极接红表笔,以保证电流从黑表笔流出、红表笔流入。图(a)中A端接内部电源的正极,因此A端与黑表笔相连。
[2]表头参数:满偏电流,内阻
当B端接“2”时,为10mA直流电流挡,此时串联分流,表头满偏时总电流。
根据并联电路电压相等:
代入数据:
求得
(2)[1]B端接“1”(25mA 直流电流挡)
电流表量程25mA,表盘每大格5mA,每小格0.5mA,指针位置对应读数为14.6mA(14.5~14.8mA均合理)。
[2]B端接“3”(欧姆×10Ω挡)
欧姆表中心刻度为15Ω,倍率×10,指针指在11Ω刻度处,因此读数为。
(3)[1]欧姆调零后,欧姆表内阻
欧姆×10挡满偏电流对应表头满偏,结合电路可知该挡满偏电流
因此
指针偏转到满偏的,即电流
根据闭合电路欧姆定律:
得
[2]电池电动势变小、内阻变大时,欧姆调零仍满足
为保证满偏,需调小使(原内阻)。
测量电阻时,电流
由于变小、变小,相同对应的电流会变小,指针偏左,对应欧姆刻度读数偏大。
17.(2026·湖北武汉·三模)某同学用图(a)所示电路测量电源的电动势和内阻。
(1)根据实验测量的电流表和电压表读数,作出图像如图(b)所示,则电源的电动势_______V,内阻_________,(均保留3位有效数字)电动势的测量值__________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)为了准确测量电源的电动势E和内阻r,该同学重新设计了实验,电路如图(c)所示,实验步骤如下:
①闭合开关和,断开,调节使灵敏电流表G示数为零,此时电压表示数为;
②再闭合开关,调节电阻使灵敏电流表G示数为零,此时电压表和电流表的示数分别为、;
③测得电源的电动势__________,内阻__________。(均用、、表示)
【答案】(1) 小于
(2)
【详解】(1)[1][2]根据闭合电路欧姆定律
图像的截距为电源电动势,由图可知电动势
图像的斜率的绝对值为电源内阻,
[3]电压表不是理想电表,可知电压表分流,有
可得
由此可知图像截距满足
可得电动势的测量值小于真实值。
(2)[1]闭合开关和,断开,灵敏电流表G示数为零,则电流表G两端电势差为零,说明待测电源两端电压等于电压表示数;此时待测电源无电流,路端电压等于电动势,因此
[2]闭合开关,调节电阻,电流表G再次示数为零时,待测电源的路端电压等于电压表示数,电流表的测量值即为流过待测电源的真实电流,根据闭合电路欧姆定律
代入
解得
18.(2026·湖北·二模)新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌,电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来,测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有:
A.电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω)
C.滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
D.电阻R0=6Ω
某同学采用了图甲所示的电路图,在进行了正确操作后,得到了图乙所示的图像。
(1)按照图甲连接电路,开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到最___________侧(填“左”或“右”)。
(2)根据图乙所示,则该电池的内阻r=___________Ω;(结果保留到小数点后一位)。
(3)该实验小组还设计了图丙所示的电路,其中E0为工作电源,R0为限流电阻,MN为粗细均匀同种材料的电阻丝,P为滑动触头,G为灵敏电流计,R1为它的保护电阻,R2为阻值已知的工作电阻。为了测量电源Ex的内阻r,现作如下操作:
①先闭合S1,断开S2,调节滑动触头P的位置,当其位于A位置时,灵敏电流计示数为零;
②再闭合S2,调节滑动触头P的位置,当其位于B位置时,灵敏电流计示数再次为零,此时R2两端电压U=___________;(用Ex、r、R2表示)
③测量出两次电阻丝MA和MB的长度分别为l1和l2,则电源内阻r=___________。(用l1、l2,R2表示)
【答案】(1)左
(2)0.6
(3)
【详解】(1)开关闭合前,滑动变阻器应调到最大阻值,以保护电路。由图甲可知,滑片滑到左侧时,接入电路的电阻最大。
(2)根据
可知图像斜率为
由图乙可知
联立解得
(3)[1]对回路分析,根据闭合电路的欧姆定律可得
则两端电压
[2]只闭合时则有
同时闭合,则有
又因为
联立解得
19.(2026·湖北十堰·一模)要测量一段金属丝的电阻率,已测得金属丝的直径为d,要测量金属丝电阻,小王同学设计了如图甲所示的实验电路。用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为L。
(1)闭合开关前,小王同学将电阻箱接入电路的电阻调到最大,金属夹c移到a端,闭合开关,调节电阻箱使电流表的指针偏转较大,若指针指在图乙所示的位置,这时电路中的电流I0=_______A;记录这时电阻箱接入电路的电阻为R1;
(2)将金属夹移到b端,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I0,记录这时电阻箱接入电路的电阻R2;求得该金属丝的电阻Rx=_______(用R1、R2表示);根据求得的和已知的物理量,求得金属丝的电阻率=_______(用R1、R2、d、L表示);
(3)小吴同学也用图甲装置测量该金属的电阻率,闭合开关前,小吴同学将电阻箱接入电路的电阻调到最大,金属夹c移到a端,闭合开关,调节电阻箱使电流表的指针偏转较大,记录电流表的示数I,电阻箱的电阻R0;多次调节金属夹c的位置,每次调节后,记录a、c间的金属丝的长度x,调节电阻箱,使电流表示数仍为I,记录电阻箱的电阻R,根据测得的多组R、x作R-x图像,得到图像的斜率为k,则求得金属丝的电阻率=_______(用k、d表示)。测量结果偶然误差较小的是_______(填“小王”或“小吴”)同学测得的电阻率。
【答案】(1)0.42
(2)
(3) 小吴
【详解】(1)示数为
(2)[1] 金属夹从a端移到b端,电路中的电流没变,则外电路的总电阻相同,即,则金属丝的电阻
[2]根据电阻定律有
联立解得
(3)[1]根据题意知
解得
根据题意有
解得
[2]由于小王同学根据测得的两组数据求得电阻,偶然误差较大;小吴同学根据测得的多组数据采用图像法处理数据,可以减小偶然误差,因此小吴同学测得的结果误差较小。
20.(2026·湖北荆州·一模)有一合金材料制作的电学元件、其额定电压为“3V”左右,现通过实验测量其电阻。
(1)先用欧姆表“×10”挡粗测该元件的电阻,发现指针偏角较小,则接下来应选择________挡位(“×1”或“×100”)测量;
(2)选择合适挡位后,粗测该元件电阻为,为精确测量其阻值,要求测量时电表的读数不小于其量程的,根据提供的下列器材,设计了图甲所示的实验电路,则图中圆圈内应分别接入:①为________、②为________,定值电阻应选择________;(均填写器材前的字母编号,如、、、等)
A.电流表A(量程为,内阻
B.电压表(量程为,内阻)
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器
F.蓄电池(电动势为,内阻很小)
G.开关S,导线若干
(3)实验中根据两电表读数作出如图乙所示的图线(坐标均为国际单位),已知图线的斜率为,则所测元件电阻________(用题中已知、所测物理量符号表示)。
【答案】(1)
(2) B A C
(3)
【详解】(1)指针偏角偏小,即读数过大,应使用更大挡位,即选用“”。
(2)[1] [2]由于要求测量时电表的读数不能小于量程的,所以①应该为电压表B,②为电流表A,应该用并联电路的电流关系求解;
[3]根据并联电路电流关系可得
显然当电压表满偏时,定值电阻只能取,因为取电流表将超出量程,故选定值电阻C。
(3)由并联电路电流关系
又
由图乙可知
解得。
试卷第1页,共3页
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