第11章 8 综合拔高练（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（人教版）江苏北京专版

**基本信息** 以高考真题为载体，系统整合电路实验核心方法，构建“概念-原理-应用”逻辑链条，强化科学探究与科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |测量金属丝的电阻率|2题|等效替代法、限流电路连接、多次测量取平均值|电阻定律(ρ=RS/l)→实验数据处理→误差分析| |电阻的测量|2题|试触法选择内外接、消除电表内阻误差|欧姆定律→伏安法测电阻→系统误差修正| |测绘伏安特性曲线|1题|分压电路调节、I-U图像斜率应用|电阻变化规律→图像分析→电路设计| |电表的改装与校准|1题|串联分压原理、改装表校准方法|表头改装→量程计算→误差调节| |多用电表的使用|1题|欧姆挡选挡与调零、黑箱元件判断|电表改装原理→多用电表操作→电路分析|

第十一章　电路及其应用 综合拔高练 五年高考真题练 考点1　测量金属丝的电阻率 1.(2025四川,12,节选)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有: 待测合金丝样品(长度约1 m) 螺旋测微器 学生电源E(电动势0.4 V,内阻未知) 米尺(量程0~100 cm) 滑动变阻器(最大阻值20 Ω) 电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω) 电流表(量程0~30 mA,内阻较小) 开关S1、S2 导线若干 　 (1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品20.00 cm和70.00 cm位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm,则该样品横截面直径的平均值为　　　　mm。  (2)该小组采用限流电路①,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱　　(选填“a”或“b”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于　　端(选填“左”或“右”)。  (3)断开S2、闭合S1,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处。断开S1、闭合S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0 mA处②,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为　　　　Ω·m(取π=3.14,结果保留2位有效数字)。  ①关键点拨限流电路中滑动变阻器“一上一下”串联接入电路。 ②关键点拨两次实验电流相同,则合金丝接入电路的电阻R=R箱。 2.(2024山东,14)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下: 学生电源(输出电压0~16 V); 滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A); 电压表V(量程3 V,内阻未知); 电流表A(量程3 A,内阻未知); 待测铅笔芯R(X型号、Y型号); 游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。 　 回答以下问题: (1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为　　　　mm;  (2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显①,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到　　　　(填“1”或“2”)端;  (3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像②如图丙所示,求得电阻RY=　　　　Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω;  (4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率　　　　(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。  ①辅助设问a.开关K分别掷到1、2端时,测量电路分别采用哪种接法?b.电压表示数变化更明显,说明哪个电表对电路的影响更大? ②关键点拨利用I-U图线斜率可求Y型号铅笔芯的电阻。 考点2　电阻的测量 3.(2025甘肃,12)某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有:电池(电动势1.5 V)两节,电压表(量程3 V,内阻约3 kΩ),电流表(量程0.3 A,内阻约1 Ω),滑动变阻器(最大阻值20 Ω),待测电阻Rx,开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。 (1)首先设计如图1所示的电路。 ①要求用S2选择电流表内、外接电路,请在图1中补充连线将S2的c、d端接入电路; ②闭合S1前,滑动变阻器的滑片P应置于　　　　端(填“a”或“b”);  ③闭合S1后,将S2分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,因此测量电阻时S2应该接　　　　端(填“c”或“d”)。  (2)为了消除上述实验中电表引入的误差,该小组又设计了如图2所示的电路。 ①请在图2中补充连线将电压表接入电路; ②闭合S1,将S2分别接c和d端时,电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic和Ud、Id,则待测电阻阻值Rx=　　　　(用Uc、Ud、Ic和Id表示)。  4.(2024新课标,23)学生实验小组要测量量程为3 V的电压表的内阻RV。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5 V),电压表(量程5 V,内阻约3 kΩ),定值电阻R0(阻值为800 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),开关S,导线若干。 完成下列填空: (1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻,首先应　　　　(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);  A.将红、黑表笔短接 B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆 C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的　　　　(填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡　　　　(填“×1”“×100”或“×1 k”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为　　　kΩ(结果保留1位小数);  (2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路①,其中滑动变阻器应选　　　　(填“R1”或“R2”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于　　　　(填“a”或“b”)端;  (3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表、待测电压表的示数分别为U1、U,则待测电压表内阻RV=　　　　(用U1、U和R0表示);  (4)测量得到U1=4.20 V,U=2.78 V,则待测电压表内阻RV=　　　　kΩ(结果保留3位有效数字)。  ①辅助设问a.控制电路采用什么接法?b.测量电路的测量原理是什么? 考点3　测绘伏安特性曲线 5.(2024福建,13)某实验小组探究不同电压下红光和蓝光发光元件的电阻变化规律,并设计一款彩光电路。所用器材有:红光和蓝光发光元件各一个、电流表(量程30 mA)、电压表(量程3 V)、滑动变阻器(最大阻值20 Ω,额定电流1 A)、5号电池(电动势1.5 V)两节、开关、导线若干。 　 (1)图(a)为发光元件的电阻测量电路图,按图接好电路; (2)滑动变阻器滑片先置于　　　　(填“a”或“b”)端,再接通开关S,多次改变滑动变阻器滑片的位置,记录对应的电流表示数I和电压表示数U;  (3)某次电流表示数为10.0 mA时,电压表示数如图(b)所示,示数为　　　　V,此时发光元件的电阻为　　　　Ω(结果保留3位有效数字);  (4)测得红光和蓝光发光元件的伏安特性曲线如图(c)中的Ⅰ和Ⅱ所示。从曲线可知,电流在1.0~18.0 mA范围内,两个发光元件的电阻随电压变化的关系均是:　　　　　　　;  (5)根据所测伏安特性曲线,实验小组设计一款电路,可使红光和蓝光发光元件同时在10.0 mA的电流下工作。在图(d)中补充两条导线完成电路设计。 考点4　电表的改装与校准 6.(2024安徽,12)某实验小组要将电流表G(铭牌标示:Ig=500 μA,Rg=800 Ω)改装成量程为1 V和3 V的电压表,并用标准电压表对其进行校准①。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图(1)所示连接电路,其中虚线框内为改装电路。  (1)开关S1闭合前,滑片P应移动到　　　　(填“M”或“N”)端。  (2)根据要求和已知信息,电阻箱R1的阻值已调至1 200 Ω,则R2的阻值应调至　　　　Ω。  (3)当单刀双掷开关S2与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G的内阻可表示为　　　　。(结果用U、I、R1、R2表示)  (4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大②,经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要　　　　即可。(填正确答案标号)  A.增大电阻箱R1的阻值 B.减小电阻箱R2的阻值 C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 (5)校准完成后,开关S2与b连接,电流表G的示数如图(2)所示,此示数对应的改装电压表读数为　　　　V。(保留2位有效数字)  ①关键点拨实验目的:改装电压表、校准电压表。 ②关键点拨改装表指针偏转角度偏大,分压电阻应调大。 考点5　多用电表的使用 7.(2025陕晋青宁,12)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的,与电源及相关元器件组合可改装为多功能、多量程的多用电表。 (1)实验中使用多用电表正确测量了一个15.0 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是15 kΩ的电阻①。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选择以下必要的操作步骤并排序:  ①把选择开关旋转到“×100”位置。 ②把选择开关旋转到“×1k” 位置。 ③将红表笔和黑表笔接触。 ④调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。 下列选项中正确的是　　　　。(单选,填正确答案标号)  A.①③④　　　B.②③④　　　 C.②④③　　　D.①④③ (2)若将一个内阻为20 Ω、满偏电流为1 mA的表头改装为量程0~2 V的电压表②,需要　　　　(填“串联”或“并联”)一个　　　Ω的电阻。  (3)如图,某同学为探究由一个直流电源E、一个电容器C、一个电阻RA及一个电阻RB(RA>RB)组成的串联电路中各元器件的位置,利用改装好的电压表分别测量各接线柱之间的电压③,测得数据如表: 接线柱 1和2 2和3 3和4 1和4 2和4 1和3 U/V 0 1.53 0 0.56 1.05 0.66 根据以上数据可判断,直流电源E处于　　　　之间,电容器C处于 　　　　之间,电阻RA处于　　　　之间。(填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)  ①关键点拨利用多用电表电阻挡测小电阻后,再测量大电阻,需要重新选择挡位并进行欧姆调零。 ②关键点拨表头改装大量程电压表原理——串联分压电阻。 ③关键点拨利用电压表探测黑箱,注意各元件的电学特性。 强基计划 8.(中科大强基计划)一个平行板电容器,电容为C,极板间距为d,接在电压为U的电源两端。电容器内部有一个金属微粒(所受重力忽略不计),质量为m,在电容器极板间往复运动。每次撞击电容器极板时微粒失去所有动能和所有电荷,并获得电荷量为q、与被撞极板同性的电荷,碰撞损失的动能均转化为热能释放。求: (1)等效电流大小; (2)整个过程中平均在单位时间内放出的热量。 三年高考模拟练 应用实践 1.(2026云南昆明第三中学期中)如图所示是一个静电除尘器的示意图,在图中,A连接到高压电源的正极,B连接到负极,A、B之间的空间有强电场,这个电场足以使空气分子分解成电子和带正电的离子(忽略正离子的定向移动)。随着电子向正极A移动,它们会与烟气中的煤粉粒子相遇并使之带负电,这些带了电的煤粉粒子随后会被吸附到正极A上。这个过程有效地清除了烟气中的煤粉,使其变得清洁。已知每千克煤粉可以吸收n摩尔的电子,每个电子的电荷量是e,阿伏加德罗常数是NA,一天总时间为t,静电除尘器正常工作时的电流为I,则每天处理的煤粉总量为(　　) A.　　B.　　C.　　D. 2.(2026湖北孝感高中月考)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为0.6 m,接入如图甲所示的电路(电源输出电压恒定为U)。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电流表读数的倒数随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙所示,则导体L1、L2的电阻率之比为(　　) 　 A.2∶3　　　B.3∶2　　　C.3∶1　　　D.4∶3 3.(2026江苏苏州中学期中)某实验小组利用下列器材测量某种金属电阻丝的电阻率(电阻丝的总阻值约为9 Ω): A.电源(电压恒为U=3.0 V,内阻不计) B.电压表V(0~3 V,内阻约3 kΩ;0~15 V,内阻约15 kΩ) C.电流表A(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω;0~3 A,内阻约0.025 5 Ω) D.滑动变阻器R1(0~5 Ω,3 A) E.滑动变阻器R2(0~1 750 Ω,3 A) F.开关S、导线若干 　 　 (1)该小组成员在实验过程中,正确使用螺旋测微器测得电阻丝的直径,示数如图1所示,则d=　　　　mm。  (2)为了调节方便,滑动变阻器应选用　　　(选填器材前的字母)。  (3)请在图2中用笔画线代替导线,完成实验器材的连接(注意选取合适的电表量程)。 (4)实验小组又对测量电路进行了创新。如图3所示,在电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头的位置可从刻度尺上读出。实验时改变触头P与电阻丝接触的位置,多次改变电阻丝接入电路的长度l,调节滑动变阻器滑动触头的位置,使电流表的读数达到某一相同值I时,记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出-l图像,如图4所示。 ①如果已经测得电阻丝的直径为d,根据图4所给数据,可得电阻丝的电阻率ρ=　　　　。(用a、b、c、d表示)  ②上问求得的电阻丝电阻率　　　　(选填“存在”或“不存在”)因电表内阻带来的误差。  4.(2026浙江丽水期中)图甲是实验室里一个外漆脱落的色环电阻,某同学用多用电表测量该电阻Rx。 　 (1)该同学用多用电表测电阻Rx时,下列叙述正确的是　　　　。  A.若红表笔接表盘“-”插孔,黑表笔接表盘“+”插孔,不会影响测量结果 B.若指针偏转角度较大,应换用更大的倍率 C.每测量一次电阻都要重新进行欧姆调零 D.红表笔接触点的电势高于黑表笔接触点的电势 (2)该同学正确操作后,多用电表的选择开关和指针位置如图乙、丙所示,则Rx=　　　Ω。  (3)该同学认为用多用电表测电阻误差较大,尝试使用如图丁所示电路测量电阻Rx的阻值。实验器材有:电源E、滑动变阻器RP、待测色环电阻Rx、电阻箱R、电压表V1(内阻RV未知)、电压表V2(可视为理想电压表)、开关S、导线若干。 　 ①根据图丁电路图,用笔画线代替导线,将图戊实物电路补充完整。 ②闭合开关S,调节滑动变阻器RP与电阻箱R,读取电压表V1、V2和电阻箱的示数分别记为U1、U2、R,重复上述步骤,得到多组U1、U2、R数据,该同学根据实验数据,以为纵坐标、以为横坐标,绘制出-关系图像,如图己所示,由图可知,待测电阻Rx=　　　　Ω。  迁移创新 5.(2025湖北名校联考)图(a)为金属微观结构图,图(b)是这个模型进一步简化的结果,图中金属阳离子用竖直虚线表示,自由电子在相邻两列金属阳离子间运动的平均时间τ=,其中λ为相邻金属阳离子的平均间距,vF为电子热运动的平均速率,约为105 m/s。在金属导体两端加载电压后,金属导体内部即产生恒定电场,电场力将驱动自由电子在热运动基础上叠加一个定向移动,定向移动平均速率约为10-4 m/s。当自由电子与金属阳离子碰撞后,其定向移动的速率就减为零(碰撞对vF数值的影响可忽略不计),然后在电场力驱动下重新开始定向加速移动。 已知电子质量为m、电荷量为e,导体长度为l(l≫λ)、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n,以及λ和vF。请利用上述模型,分析解决下述问题: (1)已知加载在导体两端的电压U,试求自由电子在电场力驱动下获得的定向移动的加速度大小a和每次碰到金属阳离子前的定向移动的最大速率vm;(提示:电子定向移动速率远小于其热运动速率,不影响τ的数值,可认为电子在金属阳离子之间加速的时间恒定为τ=) (2)已知加载在导体两端的电压U,若定义I=为通过导体的电流,其中Δq为时间Δt内通过导体横截面的电荷量,试用已知量写出电流I的表达式;若定义R=为导体电阻,试用已知量写出导体电阻R的表达式;(提示:电子在导体内的定向移动平均速率为v=) (3)已知通过导体的电流I,试求时间t内(t≫τ),导体内自由电子损失的定向移动总动能(用I、m、vF、l、t、n、e、λ、S表示);并尝试将这个表达式改写为用I、t、R表示的函数。(提示:自由电子与金属阳离子碰撞时,自由电子定向移动的动能全部损失,转化为金属阳离子热运动的动能) 答案与分层梯度式解析 第十一章　电路及其应用 综合拔高练 五年高考真题练 1.答案　(1)0.500　(2)a　左　(3)1.3×10-6 关键点拨　(1)实验电路:控制电路采用限流式接法,即滑动变阻器采用“一上一下”连接;在连接电路时,注意电流表“+”接线柱需与电源正极相连。 　　(2)实验原理:本实验采用等效替代法测电阻,滑动变阻器滑片位置不变,合金丝和电阻箱分别接入电路时电流表的示数相同,则合金丝和电阻箱接入电路的电阻阻值相等。 　　(3)数据处理:电阻率表达式为ρ=R,利用合金丝横截面直径的平均值计算横截面积S,再将测得的l和R值代入求解电阻率。 　　(4)误差分析:由实验原理可知,电源和电流表内阻对实验结果没有影响;电阻箱读数越精确,测得的电阻阻值R误差越小;采用多次测量取平均值可减小偶然误差。 解析　(1)该样品横截面直径的平均值为d= mm=0.500 mm。 (2)由于滑动变阻器采用限流式接法,故采用“一上一下”的连接方式串联接在电路中,即电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连。在闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,以保证电路接通时电路中的电流最小,电路安全,故滑动变阻器的滑片应置于最左端。 (3)由题意可知,该合金丝接入电路的长度为l=70.00 cm-20.00 cm=50.00 cm;因合金丝和电阻箱等效替代,当电流相等时,二者电阻相等,由题图2所示的电阻箱读数可知合金丝接入电路中的电阻为R=3.2 Ω,合金丝的横截面积S=π,由电阻定律R=ρ可得ρ=R==1.256×10-6 Ω·m≈1.3×10-6 Ω·m。 2.答案　(1)2.450　(2)1　(3)1.92　(4)大于 真题降维　①辅助设问答案:a.开关K掷到1端时,电流表外接,测得的电流大于通过铅笔芯的电流;开关K掷到2端时,电流表内接,测得的是通过铅笔芯的真实电流。 　　b.电压表示数变化更明显,说明电流表的分压对电路影响更大,电流表应采用外接法。 　　②I-U图线斜率的倒数表示铅笔芯的电阻。 解析　(1)根据螺旋测微器的读数规则可知,铅笔芯的直径d=固定刻度读数+可动刻度读数=2 mm+0.01×45.0 mm=2.450 mm。 (2)电压表示数变化更明显,表明铅笔芯的电阻与电流表的内阻差距较小,即电流表分压对电路的影响更大,因此电流表应采用外接法来减小系统误差,故测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。 (3)根据欧姆定律可得R=,可知题图丙中I-U图线的斜率的倒数表示铅笔芯的电阻,有RY== Ω≈1.92 Ω。 (4)根据电阻定律R=ρ可得ρ=,两种型号铅笔芯的横截面积近似相等,则ρ∝,可得=·=×>1,故ρX>ρY。 名师点津　第(2)问将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,分别对应电流表的外接和内接,这种操作是确定伏安法测电阻的测量电路的一种常见方法——试触法,其原理如下: 　　如图,电压表一个接线柱所接的导线固定接好,另一个接线柱所接的导线P先后接触a、b,记录两表的读数Ia、Ua、Ib、Ub。a.如果电压表的示数变化比电流表的示数变化更明显,即<,说明电流表的分压对电路影响更大,则应采用电流表外接法;b.如果电流表的示数变化比电压表的示数变化更明显,即>,说明电压表的分流对电路影响更大,则应采用电流表内接法。 　　本题中,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则应采用电流表外接法,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到1。 3.答案　(1)①如图甲所示　②b　③c (2)①如图乙所示　②- 解析　(1)①S2的c端接电流表的负接线柱,开关拨到与c连通时电流表外接;d端接电流表的正接线柱,开关拨到与d连通时电流表内接,具体连线如答案图甲所示。 ②为防止超过电表量程,闭合S1前,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,即应将滑片置于b端。 ③题述现象说明电压表的分流很小,所以测量电阻时应采用电流表外接法,S2应接c端。 (2)①为消除实验中电表引入的误差,即消除电流表的分压带来的影响,可用电压表测出电流表与滑动变阻器共同分担的分压,具体连线如答案图乙所示。 ②S2接c端时,=Rx+RA+RP,S2接d端时,=RA+RP,故Rx=-。 4.答案　(1)CAB　负极、正极　×100　1.6　(2)R1　a (3)　(4)1.57 真题降维　从电路中可提取的信息如图所示: 解析　(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻,首先应进行选挡,将多用电表选择开关置于欧姆挡适当倍率处;接着将红、黑表笔短接,进行欧姆调零,使指针指向欧姆零刻度线。故操作顺序为CAB。 多用电表使用时电流“红进黑出”,测量电阻时,多用电表内部电源供电,而黑表笔连接内部电源的正极,故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的负极、正极相连。 多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置时,欧姆表的指针位置如题图(a)中虚线Ⅰ所示,可知所测电阻约为2 000 Ω,因为指针偏转角度较小,可知倍率过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡较大倍率处,使指针指在表盘中央附近,故应选择欧姆挡“×100”的位置。 重新调节后,测量得到指针位置如题图(a)中实线Ⅱ所示,则该电压表内阻为16.0×100 Ω=1.6 kΩ。 (2)题图(b)所示的电路,滑动变阻器采用分压式接法,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器R1;为保护电路,且测量电路部分电压从零开始变化,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于a端。 (3)(4)通过待测电压表的电流与通过定值电阻的电流相同,为I=,根据欧姆定律得待测电压表的内阻RV==。代入数据得RV= Ω≈1.57×103 Ω=1.57 kΩ。 5.答案　(2)a　(3)2.82　282　(4)电阻随电压增大而减小　(5)图见解析 解析　(2)实验电路中滑动变阻器采用分压式接法,为了保护用电器,开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于a端,使测量电路两端电压为0。 (3)电压表量程为0~3 V,分度值为0.1 V,所以电压表示数为2.82 V;根据欧姆定律可知,发光元件的电阻为R== Ω=282 Ω。 (4)根据题图(c)结合R=可知,电流在1.0~18.0 mA范围内,两个发光元件的电阻随电压增大而减小。 (5)由题图(c)可知,电流为10.0 mA时蓝光发光元件的电压大于红光发光元件,因此可将滑动变阻器R2与红光发光元件串联后再与蓝光发光元件并联接入电路,如图所示。 6.答案　(1)M　(2)4 000　(3)-R1-R2　(4)A (5)0.86 真题降维　(1)电压表的改装原理是串联分压,实验原理如图甲所示,改装之后电压表的最大测量值U=IgRg+IgR,则需要串联的分压电阻R=-Rg。 　 　　(2)对改装的电压表进行校准,校准电路如图乙: 　　设改装电压表满偏时标准电压表的示数为UV,改装电压表的最大测量值为U,则UV=Ig(Rg+R)。若UV>U,即改装电压表所在支路电流偏小,则应使分压电阻R减小;若UV<U,即改装电压表所在支路电流偏大,则应使分压电阻R增大。 解析　(1)由图可知,滑动变阻器采用分压式接法,为了保护用电器,在开关S1闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于M端,使测量电路两端电压为0。 (2)当开关S2接b时,电压表量程为1 V,根据欧姆定律得U1=Ig(Rg+R1),当开关S2接a时,电压表量程为3 V,根据欧姆定律得U2=Ig(Rg+R1+R2),其中R1=1 200 Ω,解得R2=4 000 Ω。 (3)当开关S2接a时,根据欧姆定律得U=I(Rg+R1+R2),可得电流表G的内阻为Rg=-R1-R2。 (4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,说明电流表G指针偏角较大,流过电流表G的电流较大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,可得应增大电阻箱R1的阻值,故选A。 (5)根据欧姆定律得U'=IA(Rg+R1)=430×10-6×(800+1 200) V=0.86 V。 7.答案　(1)B　(2)串联　1 980　(3)2和3　1和4　1和2 关键点拨　(1)先选挡位后调零:用多用电表电阻挡测电阻时,所选挡位需满足使指针指在中央刻度线附近;选定挡位后,每次换挡后都必须进行欧姆调零。 　　(2)电表改装:将内阻为Rg、满偏电流为Ig的表头改装成量程为0~U的电压表,当改装后的电压表两端加上最大电压U时,表头指针应恰好满偏,此时流过改装电压表的电流即为表头的满偏电流Ig,根据欧姆定律可得需要串联的分压电阻为R=-Rg。 　　(3)判断黑箱:用电压表进行检测,只含电源部分电压最大;若含电容器,电路电压为零;电阻正反接时电压相等,且电阻越大,电压越大;含二极管电路,正反接电压不同。 解析　(1)用多用电表测量了一个15.0 Ω的电阻后,在测量阻值大约为15 kΩ的电阻前,应该重新选择挡位并进行欧姆调零,操作步骤如下:将选择开关转到“×1k”位置,然后将红表笔和黑表笔接触,最后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点,所以正确的操作步骤应该是②③④,B正确。 (2)若将表头改装成电压表,需要串联一个电阻来分压,所串联电阻的阻值R=-Rg= Ω-20 Ω=1 980 Ω。 (3)用电压表进行测量,2和3之间电压最大,可知直流电源E处于2和3之间;因为1和2之间、3和4之间的电压测量值均为零,结合含有电容器的完整电路是断路,故电阻两端的电压均为零,电阻均在此两端间;又因为2和4之间的电压测量值大于1和3间的电压测量值,故大电阻应处于1和2之间,即RA在1和2之间,RB在3和4之间,1和4之间是电容器C。电路结构如图所示: 8.答案　(1)　(2) 解析　(1)微粒在极板间的加速度大小a= 设从一个极板运动到另一个极板所用的时间为t,则d=at2 可得t=d 则等效电流大小I== (2)微粒到达极板前瞬间的动能Ek=Uq 由于碰撞损失的动能均转化为热能释放,则整个过程中平均在单位时间内放出的热量Q== 三年高考模拟练 1.A　煤粉粒子吸收电子后带负电,向正极A定向运动,会形成电流。设每天处理的煤粉总量为m,煤粉吸收电子的电荷量为q,则q=mnNAe,结合I=,解得m=,故选A。 2.C　 题图解读　由于理想电流表可视为内阻为零,故与电流表并联部分可视为被短路,则从题图中可获取的信息如图: 由以上分析可知,I0==1 A,I1==2 A,I2==6 A,联立可得R1=3R0,R2=2R0,则R1∶R2=3∶2;根据电阻定律R=ρ,又L1∶L2=1∶2,S1=S2,解得导体L1、L2的电阻率之比为ρ1∶ρ2=3∶1,故选C。 3.答案　(1)0.530　(2)D　(3)图见解析　 (4)①　②不存在 解析　(1)电阻丝的直径为d=0.5 mm+3.0×0.01 mm=0.530 mm。 (2)滑动变阻器采用分压式接法,为了保证电路安全和方便调节,滑动变阻器选择最大阻值较小的D。 (3)电源电压为3 V,因此电压表的量程选择0~3 V;根据欧姆定律,通过待测电阻丝的电流最大约为I== A≈0.33 A,因此电流表的量程选择0~0.6 A;根据Rx<,可知测量电路选择电流表外接法,故实物电路连接如图所示: (4)①根据欧姆定律结合串联电路的特点可得RA+Rx=,根据电阻定律得Rx=ρ=,联立解得=l+RA,可得-l图线的斜率k=;结合题图4所示的-l图线的斜率k=,联立解得电阻率ρ=。 ②根据实验原理,电流表和电压表的示数是真实值,不存在因电表内阻带来的误差。 4.答案　(1)A　(2)3 000　(3)①图见解析　②2 700 解析　(1)电流的流向不影响电阻的测量,所以红、黑表笔反接不影响测量结果,A正确;若指针偏转角度较大,说明被测电阻的阻值较小,应换用更小的倍率,B错误;测电阻时,更换挡位后需要重新进行欧姆调零,换电阻不换挡位,不需要重新进行欧姆调零,C错误;红表笔接多用电表内部电源的负极,黑表笔接内部电源的正极,红表笔接触点的电势低于黑表笔接触点的电势,故D错误。 (2)多用电表的选择开关指在“×100”位置,指针位置是“30”,则Rx=30×100 Ω=3 000 Ω。 (3)①根据图丁所示电路图可知,滑动变阻器采用分压式接法,电压表V2测待测电阻Rx和电阻箱R两端的总电压,故实物电路补充如图: ②由电路图可得=+,解得=1+Rx+,则-图线的斜率为k=Rx= Ω=2 700 Ω。 5.答案　(1)　　(2)I=U　R=　 (3)I2t　I2Rt 解析　(1)导体内的电场强度大小为E= 故电子定向移动的加速度大小为a== 电子在金属阳离子间定向移动的时间为τ= 故电子获得的定向移动最大速率为vm=aτ= (2)时间Δt内通过导体横截面的电子数为N=SnvΔt 其中v== 通过导体的电流为I= 联立,解得I=U 导体电阻为R= 联立,解得R= (3)由(2)可知vm= 导体内的总电子数为N1=nlS 时间t内,平均每个电子碰撞次数为N2= 故时间t内,导体内自由电子损失的定向移动总动能为 E总=N1·N2·m 联立,解得E总=I2t 将R=代入解得E总=I2Rt 知识迁移　宏观规律是由微观机制决定的,本题建立了电阻、电流、电热等宏观规律的微观意义,理解的关键是建立正确的物理模型——在外电场(由电源提供的电场)中,金属中的自由电子受到电场力的驱动,在原热运动基础上叠加定向移动。自由电子在恒定电场的电场力驱动下定向移动,与导体内的金属阳离子碰撞,碰撞后电子定向移动的速度变为0,然后再加速、再碰撞……,在宏观上可看成自由电子以平均速率定向移动,从而形成恒定电流;自由电子在定向移动时由于频繁碰撞而受到阻碍作用,这就是电阻、电热形成的原因。 7 学科网（北京）股份有限公司 $