摘要:
**基本信息**
聚焦电学实验核心能力,以“知识解构-基础演练-创新应用-真题实战”为逻辑链,系统整合仪器使用、电路设计等方法,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|巩固·知识解构|4知识点|仪器读数规则、电表改装公式、电路选择(阻值比较/试触法)、器材选取三原则|从仪器原理到电路设计,构建“测量工具-电路构建-误差分析”递进逻辑|
|模拟·基础演练|4题型18题|仪器读数步骤、电表改装计算、电路接法判断、实物连线规范|题型与知识点一一对应,强化基础方法应用|
|重难·创新演练|5题|创新情境(铅笔芯测量)、实验方案优化、误差修正|拓展传统实验边界,培养质疑创新能力|
|真题·实战演练|12高考题|高频考点(仪器读数/电路设计)专项突破|对接高考命题趋势,提升应试迁移能力|
内容正文:
第45讲 专题:电学实验基础(专项训练)
目 录
巩固·知识解构 1
知识点1 基本仪器的使用及读数 1
知识点2 电表的改装 2
知识点3 测量电路与控制电路设计 3
知识点4 实验器材的选取与实物图连接 4
模拟·基础演练 4
题型01 基本仪器的使用及读数 4
题型02 电表的改装 6
题型03 测量电路与控制电路设计 9
题型04 实验器材的选取与实物图连接 15
重难·创新演练 26
真题·实战演练 34
巩固·知识解构
知识点1 基本仪器的使用及读数
1.螺旋测微器
(1)构造:如图甲所示,B为固定刻度,E为可动刻度。
(2)用途:测量厚度、长度、外径。
(3)原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而圆周上的可动刻度E有50个等分刻度,因此可动刻度每旋转一格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上。
(4)读数:测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出。测量值(mm)=固定刻度读数(mm)+可动刻度读数(带估读值)×0.01(mm)。
2.游标卡尺
(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪,游标卡尺上还有一个深度尺)。(如图乙所示)
(2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径。
(3)原理:利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。
(4)精确度:常用的游标卡尺有10分度、20分度、50分度。10分度游标尺,精确度为0.1 mm;20分度游标尺,精确度为0.05 mm;50分度游标尺,精确度为0.02 mm。
(5)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数,则测量值为(x+K×精确度)mm。
3.电压表与电流表
(1)量程选择:选择合适量程,使得测量时指针偏转角度要尽可能大,一般要求超过量程的,但又不能超过量程。
(2)使用事项:使用前应先进行零点调整(机械调零),导线接在电表的接线柱上时,使电流从“+”接线柱流入,“-”接线柱流出。
(3)电表估读
①分度值是“1、0.1、0.01、…”时,估读到分度值的(即估读到分度值的下一位)。
②分度值是“2、0.2、0.02、…”时,估读到分度值的(即估读到分度值的本位)。
③分度值是“5、0.5、0.05、…”时,估读到分度值的(即估读到分度值的本位)。
知识点2 电表的改装
改装为大量程电压表
改装为大量程电流表
原理
串联电阻分压
并联电阻分流
改装原理图
分压电阻或分流电阻
U=IgR+IgRg
所以R=-Rg
IgRg=(I-Ig)R
所以R=
改装后的电表内阻
RV=R+Rg>Rg
RA=<Rg
知识点3 测量电路与控制电路设计
1.电流表的内外接法
(1)两种接法的比较
内接法
外接法
电路图
误差原因
电流表分压U测=Ux+UA
电压表分流I测=Ix+IV
电阻测量值
R测==Rx+RA>Rx,测量值大于真实值
R测=<Rx,测量值小于真实值
适用条件
RA≪Rx
RV≫Rx
适用于测量
大电阻
小电阻
(2)两种电表接法的选择
①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法。
②比值比较法
a.若(或Rx<),则用电流表外接法。
b.若(或Rx>),则用电流表内接法。
③试触法:如图所示,将电压表分别接在a、c和b、c两点间时,若电流表示数变化较大,说明电压表分流较大,应选用电流表内接法;若电压表示数变化较大,说明电流表分压较大,则选用电流表外接法。
2.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法
(1)两种接法的比较
限流接法
分压接法
对比说明
两种接法电路图(忽略电源内阻)
串、并联关系不同
负载R上电压调节范围
≤U≤E
0≤U≤E
分压电路调节范围大
负载R上电流调节范围
≤I≤
0≤I≤
分压电路调节范围大
闭合S前滑片P的位置
b端
a端
都是为了保护电路元件
(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况(为了便于调节,分压式接法要选用最大阻值较小的滑动变阻器)
①要求电压表能从零开始读数,或要求电压(或电流)变化范围足够大。
②当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时。
③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表等元件的允许电流。
知识点4 实验器材的选取与实物图连接
1.电学实验设计、仪器选择的“三原则”
(1)安全性:确保电源、电阻和电表都不会过载,如电流表或电压表量程一定要大于被测电流或电压的最大值。
(2)精确性:判断选用多大量程的电表时,应考虑尽可能减小测量误差,对于电压表或电流表,应使指针偏转到满刻度的处,多用电表选用欧姆挡时,应尽可能使指针指在中间刻度附近。
(3)可调性:选用滑动变阻器时,应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求,又能实现调节时测量电表的示数变化明显。
2.实物连线的“三点注意”
(1)连线顺序:画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来,其次将要并联的元件并联到电路中去。
(2)避免交叉:连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉。
(3)“正、负”接线柱:要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。
模拟·基础演练
考查重点:基本仪器的使用及读数、电表的改装、测量电路与控制电路设计、实验器材的选取与实物图连接……
⏳题型01 基本仪器的使用及读数
1.(2026北京十九中)分别用螺旋测微器和游标卡尺测量金属圆柱体的直径和长度,如图所示,直径为________mm,长度为________cm。
【答案】6.722/6.721/6.723 4.265
【解析】[1]螺旋测微器的精确值为,由图可知金属圆柱体的直径为
[2]20分度游标卡尺的精确值为,由图可知金属圆柱体的长度为
2.(2026·北京首师大附中)读数练习:
游标卡尺读数:________mm
螺旋测微器读数:________mm
【答案】
【解析】[1]游标卡尺的主尺读数为50mm,游标尺(20分度)的第15条刻度与主尺对齐,故读数为
[2]螺旋测微器固定刻度读数为,可动刻度为
故螺旋测微器最终读数为
3.(2026北京燕山教育集团)在一次实验时某同学用游标卡尺测量(如甲图所示),示数为______cm。在一次实验时某同学用螺旋测微器测量(如乙图所示),示数为______mm。
【答案】 /8.071/8.073
【解析】[1]20分度的游标卡尺的精度为,可知示数为
[2]螺旋测微器的精度为,可知示数为
4.(2026·北京石景山)某实验小组做“测量一均匀新材料制成圆柱体的电阻率”实验。先用如图甲所示的游标卡尺测得圆柱体长度为___________mm,再用如图乙所示的螺旋测微器测得圆柱体直径为___________mm。
【答案】54.5 5.447/5.448/5.449
【解析】[1]用游标卡尺测得圆柱体长度为54mm+0.1mm×5=54.5mm
[2]用螺旋测微器测得圆柱体直径为5mm+0.01mm×44.8=5.448mm
5.(2026北京十九中)首先通过螺旋测微器测量铜棒直径,通过游标卡尺测铜棒的长度,测量结果如图甲、乙所示,则铜棒直径D=_____mm,铜棒的长度L=______cm。
【答案】10.095/10.094/10.096 6.350
【解析】[1]螺旋测微器的精度为0.01mm,转动刻度估读到0.1格,则铜棒直径为(10.094mm、10.096mm)
[2]20分度的游标卡尺精度为0.05mm,游标的对齐格数不估读,铜棒的长度为
⏳题型02 电表的改装
6.(2026北京育英学校)(多选)如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表,已知表头G的满偏电流为,定值电阻、的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时,电流表的量程为,当使用1和3两个端点时,电流表的量程为。下列说法正确的是( )
A.
B.
C.若仅使阻值变小,则和均变大
D.若仅使阻值变小,则和均变大
【答案】AC
【解析】AB.设定值电阻
根据电路结构可知,,故A正确,B错误;
CD.因为,
则当仅使阻值变小时,和均变大;当仅使阻值变小时,则变小,变大,故C正确,D错误。故选AC。
7.(2026·北京八十中)(多选)如图所示为某同学设计的简易多用电表电路原理图,电流表G满偏电流、内阻为。该多用电表具有直流量程、直流量程、直流量程及欧姆表四种挡位。下列说法正确的是( )
A.测量时红表笔应接插孔A
B.选择开关接b时该表为直流量程
C.由题目所给信息可知
D.选择开关接c时为欧姆表,如果电源电动势变小,电源内阻变大,测量值会小于真实值
【答案】BC
【解析】A.由图所示电路图可知,A端与内置电源正极相连,因此A端连接的是黑表笔,故A错误;
B.由图所示电路图可知,换挡开关置于a、b时表头与分流电阻并联,挡位a、b都是电流挡,换挡开关置于a时,此时电流的满偏值为
换挡开关置于b时,此时电流的满偏值为
可得
则选择开关接a时该表为直流10mA量程,选择开关接b时该表为直流1mA量程,故B正确;
C.由B选项分析可知
代入数据,解得,故C正确;
D.选择开关接c时为欧姆表,若电源电动势变小,电源内阻变大,欧姆调零后欧姆表内阻变小。测量时,由可知,相同对应的电流变小,表盘刻度对应的阻值偏大,即测量值大于真实值,故D错误。故选BC。
8.(2026·北京海淀·二模)如图所示为一种双量程电流表的电路图。定值电阻R1的阻值与表头G的内阻相等,R2的阻值为表头内阻的4倍。用表头的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,将接线柱1、2接入电路时,电流表的量程为I。下列说法正确的是( )
A.将接线柱1、2接入电路时,通过R2的电流为
B.将接线柱1、3接入电路时,电流表的量程为
C.将接线柱1、2接入电路时,若仅使R2阻值变小,电流表的量程会变大
D.将接线柱1、3接入电路时,若仅使R2阻值变小,电流表的量程会变大
【答案】D
【解析】设表头G的内阻为r,则R1=r,R2=4r;
A.将接线柱1、2接入电路时,电流表的量程为I。通过R2的电流为,A错误;
B.电流表的最大满偏电流为;将接线柱1、3接入电路时,
解得电流表的量程为,B错误;
C.将接线柱1、2接入电路时,若仅使R2阻值变小,当电流计满偏的情况下,电流计与R2两端的电压之和减小,则R1两端电压减小,R1的分流减小,则电流表的量程会变小,C错误;
D.将接线柱1、3接入电路时,根据,若仅使R2阻值变小,电流表的量程I'会变大,D正确。故选D。
9.(2026北京铁二中)(多选)如图所示是一个拥有和两个量程的电流表,当使用,两个端点时,对应其中一个量程:当使用,两个端点时,对应另外一个量程。已知表头的内阻为,满偏电流为。则( )
A.当使用、两个端点时,对应量程为
B.当使用、两个端点时,对应量程为
C.的阻值为
D.的阻值为
【答案】BD
【解析】当使用、两个端点时,有
当使用、两个端点时,有
可知,则当使用、两个端点时,对应量程为;当使用、两个端点时,对应量程为;故有
解得
故选BD。
⏳题型03 测量电路与控制电路设计
10.(2026北京五中)在“金属丝电阻率的测量”的实验中:
(1)如图所示,用20分度游标卡尺测得金属丝的长度________mm。
(2)用伏安法测量金属丝的电阻(阻值约为),实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:
电流表(量程0~0.6A,内阻约);
电流表(量程0~3A,内阻约);
电压表(量程0~3V,内阻约);
电压表(量程0~15V,内阻约);
滑动变阻器();
电源(电动势为3.0V内阻不计)。
为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选________,电压表应选________。
(3)根据所选用的实验器材,应选用以下哪个电路图进行实验?________。
(4)若通过测量可知,金属丝接入电路的长度为,直径为,通过金属丝的电流为,金属丝两端的电压为,由此可计算得出金属丝的电阻率________。(用题目所给字母表示)
(5)本实验在测量电阻时,由电压表或电流表的内阻引起的误差属于系统误差。将电压表或电流表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表内阻所引起的系统误差。本实验电阻丝阻值的测量值为。若已知电压表的内阻为,电流表的内阻为,那么消除该系统误差后,电阻丝阻值的真实阻值应该为________(的表达式可以选用、、表示)。
【答案】(1)12.30 (2) A1 V1 (3)甲图 (4) (5)
【解析】(1)游标卡尺的精确度为0.05mm,金属丝的长度为
(2)[1][2]电源E电动势为3.0V,故电压表应选V1,流过待测电阻的最大电流约为
故电流表应选A1。
(3)金属丝的电阻阻值约为,满足
故电流表应采取外接法,故选甲图。
(4)根据欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
(5)金属丝的测量值为
考虑到电压表分流造成的影响,金属丝的真实值为
联立可得
11.(2026·北京顺义)(1)用电压表(内阻约为3kΩ)和电流表(内阻约为0.1Ω)测量电阻R的阻值(约为50Ω)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的___________(选填“甲”或“乙”)。
(2)用图2所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内阻。R0为电阻箱,V为电压表,A为电流表。某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内阻引起的实验误差。在图3中,实线是根据实验数据(图甲:,图乙:U=IR)描点得到的图像;虚线是不考虑电表内阻影响的路端电压U随电流I变化的图像。在图3中,对应图2甲电路分析的图像是:__________;对应图2乙电路分析的图像是:___________(选填图像下的字母)。
(3)某同学用铜片、铝片和可乐制作的可乐电池如图4所示,并用图5所示电路测量其电动势和内阻。
①根据实验数据得到可乐电池图像如图6实线所示,该可乐电池的内阻约为__________Ω。
②将该可乐电池静置6小时后再次测量得到的图像如图6虚线所示,该可乐电池的电动势_________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)乙 (2)C B (3) 2200 不变
【解析】(1)题意可知,可知为了减小实验误差,电流表应采用内接法,即选图1中的乙。
(2)[1]对甲图,考虑电表内阻时(即虚线对应的真实情况),根据闭合电路欧姆定律得
整理得
可知电动势测量值、内阻测量值分别为、,可知均小于其真实值,综上可知C选项符合题意。
故选C。
[2]对乙图,考虑电表内阻时(即虚线对应的真实情况),根据闭合电路欧姆定律得
可知电动势测量值、内阻测量值分别为、,可知电动势测量值等于真实值E,内阻测量值大于真实值r,综上可知B选项符合题意。故选B。
(3)[1]根据
整理得
可知图像纵截距绝对值表示电源内阻,图6可知内阻约为2200Ω。
[2]因为
可知图像斜率表示电动势E,结合图6可知两图线斜率相同,即电动势不变。
12.(2026北京八十中)(1)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约2kΩ电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为________(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
D.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
(2)某同学用图1所示电路测量一段金属丝的电阻。将c点与a点连接,开关闭合,测得多组电压和电流,作出图线并测得该金属丝电阻值为;将c点与b点连接,重复上述操作,测得其阻值为。若不考虑偶然误差,则________。(选填“<”、“>”或“=”)
(3)用图2所示电路测量某金属丝的电阻率。
①闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在图2中的________(填“M”或“N”)端。
②某同学按照图2连接实物,结果如图3所示。下列说法正确的是________。
A.导线a接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源
B.导线a接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数
C.导线b接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能使电源短路
D.导线b接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数
【答案】(1)ACDB (2)< (3)M CD
【解析】(1)待测电阻约为,多用电表欧姆挡中值电阻为,为使指针指在刻度盘中央附近,应选择倍率,故第一步为A;欧姆表换挡后必须进行欧姆调零,即两表笔短接调节调零旋钮,故第二步为C;接着进行测量,故第三步为D;测量完毕后应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡,故第四步为B。
(2)当c接a时,电流表外接,电压表测真实电压,电流表测与电压表总电流,电流测量值偏大,由知测量值偏小;当c接b时,电流表内接,电流表测真实电流,电压表测与电流表总电压,电压测量值偏大,由知测量值偏大;故。
(3)① [1]图2为分压式接法,闭合开关前,为使测量电路电压为零以保护电路,滑片P应置于M端。
② [2]观察图3实物连接,对比电路图可知,滑动变阻器应为分压式接法,所以导线b接线错误,根据实物图,若闭合开关调节滑动变阻器阻值为零,则可能使电源短路。并且现在待测支路被短路,闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数。故选CD。
13.(2026北师大二附中)已粗略测得金属电阻丝的阻值约为,为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值,进而测得其电阻率,实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下:
A.电源电压约为3V
B.电压表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约)
D.电流表(,内阻约)
E.电流表(,内阻约)
F.滑动变阻器(,)
G.滑动变阻器(,)
H.开关S和导线若干
(1)为了调节方便,测量准确,并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器应选用______、连接电路时,电压表应选______,电流表应选______(均选填选项前的字母);
(2)如图,某同学使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为______mm;
(3)根据电阻的粗测值以及选取的器材,并且电压有较大的调节范围,能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图______。
(4)关于本次实验中产生的误差,下列说法中正确的是(本实验所用测量仪器均已校准)______(选填选项前的字母);
A.用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差
C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
(5)利用(3)中乙图,实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示,在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱C,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度,记录对应的电流。利用测量数据画出图像,已知其中图线上某点的坐标为,如图乙所示。根据图像信息,用电阻丝的直径、电压、、及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率______。
【答案】(1) F B D (2)0.549/0.550/0.551 (3)乙 (4)BC (5)
【解析】(1)[1]尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器使用分压接法,滑动变阻器使用总阻值较小的,所以选F;
[2]电源电动势为3V,电压表选B;
[3]电路中的最大电流,电流表选D;
(2)螺旋测微器读数分两部分:固定刻度与活动刻度。观察图中固定刻度部分有0毫米线,和上方的半毫米线,这部分读数为 0.5mm,活动刻度部分的读数为0.05mm,再估计一位:0.050mm,两部分合起来,最终的读数为 0.5mm+0.050mm=0.550mm。
(3)[1]电压有较大的调节范围,滑动变阻器用分压接法,被测电阻为小电阻,用电流表外接法,所以选乙图电路;
(4)用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,A错误;
图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差,B正确;
实验采用电流表外接电路测电阻,测量值比真实值偏小,由可知,电阻率的测量值也偏小,C正确。故选BC。
(5)根据 , ,可得
由图像斜率可得,
联立可得
⏳题型04 实验器材的选取与实物图连接
14.(2026北京第一六一中学)在“测量金属丝的电阻率”的实验中,实验小组的同学测量一段阻值约为、粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器分别在三个不同的位置测量金属丝的直径,某次示数如图所示,该次测量值为______mm。
(2)实验小组的同学采用如图甲所示的电路图,用伏安法测金属丝的电阻,可选用的器材有:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器()
E.滑动变阻器()
F.电源(电动势为)及开关和导线若干
①为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选择______,滑动变阻器应选择______。(选填实验器材前的字母)
②图乙是测量的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据图甲的电路图,补充完成图乙中实物间的连线_________。
(3)测量出金属丝直径为d、长度为L,电压表示数为U,电流表示数为I,则该金属丝电阻率测量值的表达式______。考虑电流表和电压表内阻引起的误差,该测量值______真实值(选填“大于”或“小于”)。
(4)在测量另一根阻值未知的金属丝电阻率时,乙同学用如图所示电路测量另一个电阻。
①电路连好后,闭合开关,无论如何移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数且几乎不变,电流表始终没有示数。若电路中仅有一处故障,则可能的故障是______。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器断路
C.待测电阻与电流表A之间的导线断路
②故障解决后,乙同学研究电压表示数U和滑动变阻器连入电路中阻值R的关系。若待测电阻、电流表内阻、电压表内阻、电源电动势和内阻都保持不变,图中可以正确反映关系的示意图是______。
A. B. C. D.
【答案】(1)
(2)C D
(3) 小于
(4) C B
【解析】(1)该次测量值为
(2)[1][2]能够通过金属丝的最大电流为
不足量程为的电流表的三分之一,本着精确的原则,电流表应该选用量程的电流表C;本着调节方便的原则,滑动变阻器应该选用的D
[3] 根据电路图连线如下图所示,注意导线不能交叉
(3)根据欧姆定律和电阻定律有
整理可得
上面采用的是电流表外接法测量的电阻,误差的主要来源是因为电压表的分流,测得通过的电阻电流的测量值I大于真实值,所以得到的电阻率的测量值也是小于真实值
(4)[1]A.如果滑动变阻器短路,则电流表应该有示数,与题意不符,故A错误;
B.如果滑动变阻器断路,则不管是电压表还是电流表都没有示数,与题意不符,故B错误;
C.待测电阻与电流表A之间的导线断路,则会出现电压表有示数且一定,电流表没有示数,与题意相符,故C正确。故选C。
[2]设电源的电动势为E,内阻为r,根据闭合电路的欧姆定律可得电压表的示数为
整理得
所以电压表的示数会随着滑动变阻器接入电路中电阻的增大而减小,并且类比反比例函数减小的越来越慢;故选B。
15.(2026·北京中关村中学)小明在实验室测量一段粗细均匀,约几欧姆的金属丝的电阻率,可供使用的器材如下:
A.待测金属丝
B.电流表,量程0-0.6A,内阻约
C. 电流表,量程0-3A,内阻约
D.电压表,量程0-15V,内阻约
E. 电压表,量程0-3V,内阻约
F. 滑动变阻器R,全电阻约
G. 直流电源E,电动势3V,内阻不计
H. 多用电表
I. 毫米刻度尺
J. 开关S及导线若干
实验步骤如下:
(1)首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度L,再利用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图1所示,则金属丝直径的测量值______mm。
(2)电路中所选电流表为______,所选电压表为______(填仪器前面字母)。
(3)要求电表示数从零开始尽可能地多测几组数据,连接电路,请你完成电路连接图2;
(4)实验过程中,小明移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置,并依次记录两电表的测量数据,得出被测电阻阻值,则金属丝的电阻率表达式____________(用、D、L、表示)。
(5)如果长时间保持电路闭合,这样的操作会使电阻率的测量结果______(“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)1.845
(2) A1 V2
(3)
(4)
(5)偏大
【解析】(1)金属丝直径的测量值为d = 1.5mm+34.5 × 0.01mm = 1.845mm
(2)[1][2]电源电动势为3V,电压表选用V2,待测电阻约几欧姆,为了减小读数误差,电流表选用A1。
(3)为了使电表示数从零开始且尽可能地多测几组数据,滑动变阻器应采用分压式接法,待测电阻的阻值较小,电流表应采用外接法,连线如图所示
(4)根据
金属丝的电阻率表达式
(5)实验过程中,如果长时间保持电路闭合,会使电阻丝温度升高,电阻率增大,这样的操作会使电阻率的测量结果偏大。
16.(2026·北京顺义区第一中学)已粗略测得金属电阻丝的阻值约为6Ω,为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值,进而测得其电阻率,实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下:
A.电源电压约为4.5V
B.电压表V1(0~3V,内阻约3kΩ)
C.电压表V2(0~15V,内阻约15kΩ)
D.电流表A1(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
E.电流表A2(0~3A,内阻约0.025Ω)
F.滑动变阻器R1(0~5Ω,3A)
G.滑动变阻器R2(0~1750Ω,1.5A)
H.开关S和导线若干
(1)如图,某同学使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为____mm;
(2)为了调节方便,测量准确,并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器应选用____、连接电路时,电压表应选____,电流表应选____(均选填选项前的字母);
(3)根据电阻的粗测值以及选取的器材,并且电压有较大的调节范围,能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图____
(4)图是测量Rₓ的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据在(3)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线______。
(5)关于本次实验中产生的误差,下列说法中正确的是(本实验所用测量仪器均已校准)_____(选填选项前的字母);
A.用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用U-I图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差
C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
(6)实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示,在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱C,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数U保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L,记录对应的电流I。利用测量数据画出图像,已知其中图线上某点的坐标为(a,b),如图乙所示。根据图像信息,用电阻丝的直径d、电压U、a、b及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率________。
【答案】(1)0.550 (2) F B D (3)乙
(4)
(5)BC
(6)
【解析】(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为0.5mm+mm=0.550mm。
(2)[1]尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器使用分压接法,滑动变阻器使用总阻值较小的,所以选F;
[2]电源电动势为4.5V,电压表选B;
[3]由于电压表选0~3V量程,电阻丝两端电压不超过3V,电路中最大电流约为
小于0.6A,为减小读数误差,电流表选D。
(3)电压有较大的调节范围,滑动变阻器用分压接法,被测电阻为小电阻,用电流表外接法,所以选乙图电路。
(4)根据电路图连接实物图如图
(5)A.用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,故A错误;
B.图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差,故B正确;
C.实验采用电流表外接电路测电阻,测量值比真实值偏小,由可知,电阻率的测量值也偏小,故C正确。
故选BC。
(6)根据,
可得
由图像斜率可得
结合
联立可得
17.(2026·北京房山·一模)某同学通过实验测量粗细均匀,电阻值约为的金属丝的电阻率。
(1)该同学采用图所示的电路测量金属丝的电阻。现有电源(电动势为,内阻不计),电压表(量程,内阻约),电流表(量程,内阻约),开关和导线若干,以及下列器材:
A、滑动变阻器(,)
B、滑动变阻器(,)
为了调节方便,滑动变阻器应选用______。(选填实验器材前的字母)
(2)电压表应连接______点(选填“M”或“N”)。
(3)若测得金属丝直径为d,长度为L,电阻为R,则该金属丝电阻率测量值的表达式______。仅考虑电表内阻影响,电阻率的测量值______真实值(选填“>”或“<”)。
(4)请根据实验要求,用笔画线代替导线,在图中将实验电路连接完整。
【答案】(1)A
(2)M
(3) <
(4)
【解析】(1)由电路图可知滑动变阻器采用分压式接法,且由于待测金属丝的电阻较小,为了方便调节,应选最大值较小的滑动变阻器,故滑动变阻器选A。
(2)由于待测金属丝的电阻约为,远小于电压表的内阻,为了减小误差,电流表应采用外接法,故电压表应连接M;
(3)[1]根据电阻公式
其中
代入可得
[2]根据欧姆定律
可得
由于该电路采用电流表外接法,电压表有分流作用,导致电流表的测量值大于流经金属丝的真实电流,可知测量值将小于真实值。
(4)根据以上分析可知,电压表右接线柱与电阻右接线柱相接,电流表右接线柱与滑动变阻器右上侧接线柱相接。
18.(2026·北京海淀)某实验小组利用下列器材测量某种金属丝的电阻率,金属丝的阻值约为9Ω。
除了导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源电动势,内阻不计
B.电压表V(量程,内阻约)
C.电流表A(量程,内阻约)
D.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
E.滑动变阻器(最大阻值200Ω,额定电流1.25A)
(1)为了调节方便,滑动变阻器应选用________。(选填选项前的字母)
(2)请根据图1补充完成图2中实物间的连线________。
(3)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图3所示,其读数为________mm。
(4)该小组测得金属丝接入电路的有效长度L、直径D、电阻,由此得出金属丝的电阻率________。(用L、D和表示)
(5)该小组又设计了如图所示的另一种实验方案测量该金属丝的电阻率。
该小组按规范操作完成了实验器材的连接。在测量过程中,先闭合开关S0,再将S与1端相连,电压表读数记为U1;然后将S与2端相连,电压表读数记为U2。改变滑动变阻器的阻值,重复上述实验步骤记录多组电压值,作出图像,如图所示。已知图线的斜率为k,金属丝接入电路的有效长度为L、直径为D,定值电阻的阻值为R0。不考虑电压表内阻的影响,可求得金属丝的电阻率ρ=________。(用L、D、R0和k表示)
【答案】(1)D
(2)
(3)0.730/0.731/0.729
(4)
(5)
【解析】(1)金属丝电阻约为9Ω,同时电路为分压式,为了电路方便调节,滑动变阻器应选用D。
(2)根据电路图连接实物图,实物图如下
(3)根据螺旋测微器测量原理,其读数
(4)根据电阻定律公式可知
又
联立解得
(5)根据串联电路特点
化简得
图线的斜率为k,则
联立,解得
重难·创新演练
设题创新:结合创新实验情境(T1、T4、T5);结合经典实验变式(T2);结合实验方案创新(T3);
1.▶新考法◀某学习小组要测量HB铅笔芯的电阻率,设计了如图甲所示电路图,实验步骤如下:
a.用螺旋测微器测量铅笔芯直径;
b.按电路图连接好电路,将接电压表右侧的探针置于笔芯最左端,调节滑动变阻器,电流表的示数记为;
c.改变探针的位置,调节滑动变阻器,使电流表的示数保持不变,记录探针到笔芯左端的距离,测出多组电压表示数和的数据;
d.作出随变化的图像,如图丙所示,其斜率记为。
回答下列问题:
(1)铅笔芯直径的测量结果如图乙所示,该读数为____mm;
(2)铅笔芯的电阻率表达式____(用、和表示);
(3)用上述表达式计算出铅笔芯的电阻率____其真实值(填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】(1)2.099/2.100/2.101 (2) (3)等于
【解析】(1)图乙可知读数为
(2)铅笔芯被测部分电阻,根据电阻定律有
其中
联立解得
所以
联立解得
(3)由(2)中表达式可知,铅笔芯的电阻率与真实值相等。
2.▶新情境◀(2026·北京五十五中)在“测定金属的电阻率”的实验中,小璋同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值(约为),随后将其固定在带有刻度尺的木板上,准备进一步精确测量其电阻。
(1)他用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为_____mm。
(2)现有电源(电动势为,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电压表(量程,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器,额定电流)
F.滑动变阻器(,额定电流1A)
①为减小误差,且便于操作,在实验中电流表应选_____,电压表应选_____,滑动变阻器应选_____(选填器材前的字母)。
②为了使金属丝两端电压调节范围更大,并使测量结果尽可能准确,小璋同学应选用下图所示的_____电路进行实验。
③下左图是测量金属丝电阻的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据在②问中所选的电路图,补充完成下左图实物间的连线_____。开关闭合前,滑动变阻器的滑片应当调到最_____(选填“左”或“右”端)
④实验中改变滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出的图线如上右图所示,若图线的斜率为,金属线的长度为,直径为,则金属丝电阻率的表达式_____;(用、、表示)
⑤小桐同学在测量金属丝实验中设计了如图所示的实验,电源电动势为,内阻不计,电流表内阻为,保护电阻阻值为,已测出电阻丝的横截面积为,用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动,可改变接入电路中电阻丝的长度,实验中记录了几组不同长度对应的电流,他用描点法绘制出一个的图像,图像斜率为,并利用图像求出电阻率_____。(用题中所给字母表示)
【答案】(1)0.237/0.238/0.239
(2)B C E 甲 左
【解析】(1)螺旋测微器精度为0.01mm,故其读数为
(2)①[1][2]依题电源电动势E=3.0V,故电压表选C,由此估算电路中电流最大值约为
故电流选B;
[3]为减小误差,方便操作,故应选阻值较小的滑动变阻器E;
[4]为了使金属丝两端电压调节范围更大,滑动变阻器采用分压式接法,因为选取的电压表内阻阻值远大于待测电阻阻值,故电流表采用外接法,故选甲。
[5]电路图如下
[6]为了保护电路在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应当调到最左端;
[7]根据,
整理得
[8]根据闭合电路欧姆定律得
整理得
所以
解得
3.▶新考法◀某实验小组设计如图所示的甲、乙、丙三种电路,测量待测电阻的阻值,器材如下:
电源,待测电阻,电压表V,电流表A,滑动变阻器,定值电阻R,开关、导线若干。
实验步骤如下:
(1)实验中利用电路图甲测量电阻时测量值______实际值(填“>”“<”或“=”);
(2)实验中利用电路图乙测量电阻时测量值______实际值(填“>”“<”或“=”);
(3)实验中利用电路图丙测量电阻,将滑动变阻器调至最大阻值,闭合,保持断开,调节滑动变阻器,待两电表示数稳定后,记录电压表示数和电流表示数。接下来应使滑动变阻器阻值______(填“变大”“变小”或“不变”),闭合,待两电表示数稳定后,记录电压表示数和电流表示数;
(4)由步骤(3)可推导出待测电阻的表达式______(用、、、表示),用该表达式计算出的结果与真实值相比______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)< (2)> (3)不变 (4) 相等
【解析】(1)按图甲测电阻,由于电压表的分流作用,使得电流表的测量值大于待测电阻的真实电流,根据欧姆定律,则得到待测电阻的测量值将小于真实值。
(2)按图乙测电阻,由于电流表的分压作用,使得电压的测量值大于待测电阻的真实电压,根据欧姆定律,则待测电阻的测量值将大于真实值。
(3)该实验步骤的设计目的是通过两次测量来消除系统误差,在第一次测量(断开)后,为了在第二次测量(闭合)时能够利用第一次的数据进行计算,必须保持电路中除了并联之外的其他部分不变,因此,应使滑动变阻器的阻值不变。
(4)[1]断开时,考虑电压表内阻,根据欧姆定律有
闭合时,根据并联电路特点有
联立解得
[2] 该测量方法通过两次测量,巧妙地利用作为桥梁,计算出了两端的电压和通过它的电流,从而避免了电表内阻带来的系统误差。因此,用该表达式计算出的结果与真实值相比是相等的。
4.▶新考法◀小亮同学想要测量一个电压表V的内阻,它的量程为0~3 V。他从学校实验室借来了如下器材:
A.待测电压表(3 V,内阻未知);
B.电源(4 V,2 A,内阻很小);
C.电阻箱两个(0~9 999);
D.滑动变阻器(0~20,3A);
E.滑动变阻器(0~2 000 ,2A);
F.开关两个,导线若干。
(1)小亮设计了如图甲所示的电路,连接好电路后,将电阻箱的阻值调为0,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表恰好满偏。保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的指针恰好指在2 V刻度处,此时电阻箱的示数如图乙所示。
①为了便于调节,滑动变阻器应选___________(选填“D”或“E”);
②由图乙可知电阻箱的读数为___________;
③甲电路测得的电压表内阻为___________,该测量值___________(选填“小于”或“大于”)真实值。
(2)小亮分析电路后知道产生系统误差的原因是电路中的总电阻增大了,小明重新设计了如图丙所示的电路,并进行了如下操作:
a、断开开关,将电阻箱的电阻值调为0,然后闭合开关;
b、调节滑动变阻器使电压表恰好满偏;
c、闭合开关,同时调节电阻箱、的阻值,使电压表的指针恰好半偏,此时两个电阻箱的示数分别为、。
①为了保证电压表的指针半偏时电路的总电阻与电压表满偏时电路的总电阻相等,在调节电阻箱、的阻值时,要保证每一次两个电阻箱的阻值大小关系均为___________(选填“”“”或“”);
②电压表内阻的测量值与___________(选填“”或“”)相等。
【答案】(1)D 大于
(2)
【解析】(1)[1]甲图采用分压接法,要求变阻器阻值远小于负载,故选小阻值D,便于调节。
[2]由图乙读数得
即电阻箱读数为。
[3]设电压表内阻真实值为。满偏时电压表两端为;调后电压表读数为,则电压为,由串联分压可得
[4]因与串联后,总电阻增大,使支路分压增大,大于,实际串联分压更小,实际略小,故测量值大于真实值。
(2)[1]电压表的指针半偏,即并联支路分流等于电压表满偏时电流的一半,为了保证电压表的指针半偏时电路的总电阻与电压表满偏时电路的总电阻相等,则并联干路电流等于电压表满偏时的电流,那么并联支路通过的电流也等于电压表满偏时电流的一半,故有
所以每一次两个电阻箱的阻值大小关系均为
[2]由上述分析可知电压表内阻的测量值与相等。
5.▶新考法◀某学习小组通过以下实验来测量定值电阻的阻值。实验器材如下:
A.电源(电动势,内阻不计);
B.滑动变阻器();
C.电压表(量程,内阻约为);
D.电压表(量程,内阻为);
E.待测定值电阻(约几千欧);
F.开关、导线若干。
(1)自行设计合理电路图来测量待测电阻阻值,结合你设计的电路图将图甲所示的实物图连接完整。
(2)闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片调节至__________(填“c”或“d”)端。实验中调节滑动变阻器的滑片至合适位置,电压表的指针如图乙所示,其示数为__________。
(3)当电压表的示数如图乙所示时,电压表的示数为9.2V电阻的阻值为__________。
(4)要将电压表改装为量程为的电压表,则应在其旁边__________(填“串联”或“并联”)一个阻值为__________的定值电阻。
【答案】(1)
(2) c 2.40
(3)8500
(4)串联
【解析】(1)采用伏伏法测电阻,为了减小误差,需要将已知电阻的电压表和待测电阻串联,滑动变阻器电阻远小于待测电阻的阻值,所以只能用分压式接法。
(2)[1]闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片调节至c处,此时待测电阻电压为0,起到保护电路的作用。
[2]电压表的量程是,分度值是0.1V,所以示数为2.40V。
(3)待测电阻的电压为
通过待测电阻的电流为
则待测电阻的阻值为
(4)[1]要将电压表改装成大量程的电压表需要串联一个电阻来分担一定的电压。
[2]满偏电流为
则改装后的电阻为
所以串联的电阻大小为
真题·实战演练
高频考点:基本仪器的使用及读数、电表的改装、测量电路与控制电路设计、实验器材的选取与实物图连接
1.(2025·河北·高考)1992年,江苏扬州出土的古代铜卡尺,由固定尺和活动尺组成,现代游标卡尺的构件与其非常相似,已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度,示数如图所示,其读数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据游标卡尺的读数规则可知主尺读数为17mm,游标尺为50分度,每分度值为0.02mm,第10条刻度线对齐,则游标尺的读数为
所以读数为17mm+0.20mm=17.20mm;故选C。
2.(2025·广西·高考)某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B______,再调节滑动变阻器,使电流表示数为______,此时滑动变阻器的阻值为______。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数为时,为______。
【答案】(1)短接 14.4 (2)10
【解析】(1)[1]欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的A、B点短接;
[2]欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让G表示数为;
[3]因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知
解得
(2)当欧姆表的示数是60μA时,根据,
代入数据可得
3.(2026·广西·高考)用如图甲所示的电路测量电源电动势和内阻,定值电阻阻值为,电压表可视为理想电表。操作步骤:1.只闭合时,电压表读数为1.44V;2.再闭合,电压表读数如图乙所示。
(1)电路电源电动势__________;
(2)图乙中电压表读数为__________;
(3)电源内阻__________(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)1.44 (2)1.20 (3)
【解析】(1)只闭合S1,理想电压表所在支路相当于断路,电压表示数为电源电动势,则电源电动势
(2)由题图乙可知,电压表的分度值为0.1V,电压表读数为1.20V。
(3)S1、S2均闭合时,由闭合电路欧姆定律得
代入数据解得
4.(2025·湖南·高考)某同学通过观察小球在黏性液体中的运动,探究其动力学规律,步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量小球直径D如图1所示,__________。
(2)在液面处由静止释放小球,同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置,频闪仪每隔闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2所示(图中的数字是小球到液面的测量距离,单位是)。
(3)根据照片分析,小球在A、E两点间近似做匀速运动,速度大小__________(保留2位有效数字)。
(4)小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力(k为与液体有关的常量),已知小球密度为,液体密度为,重力加速度大小为g,则k的表达式为__________(用题中给出的物理量表示)。
(5)为了进一步探究动力学规律,换成直径更小的同种材质小球,进行上述实验,匀速运动时的速度将__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】2.207/2.206/2.205 减小
【解析】(1)[1]根据图1可知小球直径D=2mm+20.7×0.01mm=2.207mm
(2)[2]由图2可知A、E两点间的距离为
时间为
所以速度为
(4)[3]小球匀速运动,根据受力平衡有
求得体积公式为
整理可得
(5)[4]根据(4)可知,所以换成直径更小的同种材质小球,速度将减小。
5.(2025·甘肃·高考)某学习小组使用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
把一个直径为d的小球用不可伸长的细线悬挂,光电门置于小球平衡位置处,其光线恰好通过小球球心,计时器与光电门相连。
将小球拉离平衡位置并记录其高度h,然后由静止释放(运动平面与光电门光线垂直),记录小球经过光电门的挡光时间。改变h,测量多组数据。已知重力加速度为g,忽略阻力。
(1)以h为横坐标、________(填“”、“”、“”或“”)为纵坐标作直线图。若所得图像过原点,且斜率为________(用d和g表示),即可证明小球在运动过程中机械能守恒。
(2)实验中,用游标卡尺测得小球直径。
①由结果可知,所用的是________分度的游标卡尺(填“10”、“20”或“50”);
②小组设计了一把25分度的游标卡尺,未测量时的状态如图所示。如果用此游标卡尺测量该小球直径、则游标尺上第________条刻度线与主尺上的刻度线对齐。
【答案】(1) (2) 50 12
【解析】(1)[1][2]小球经过光电门的挡光时间,可得小球到达平衡位置
为验证机械能守恒定律,此过程中重力势能转化为动能有
联立解得
可得纵坐标为
图像的斜率为。
(2)[1]10分度、20分度、50分度的游标卡尺的精确度分别为
此游标卡尺测得小球直径
可以判断所用的是50分度的游标卡尺。
[2]若为25分度的游标卡尺,其精确度为0.04mm,用此游标卡尺测量该小球直径,可得
则游标尺上第12条刻度线与主尺上的刻度线对齐。
6.(2025·陕西&山西·高考)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装后可构成多功能、多量程的多用电表。
(1)某同学使用多用电表正确测量了一个的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选出以下必要的操作步骤并排序:
①把选择开关旋转到“”位置。 ②把选择开关旋转到“”位置。
③将红表笔和黑表笔接触。 ④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点。
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、满偏电流为的表头改装为量程的电压表,需要_________(填“串联”或“并联”)一个_________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、一个电阻及一个电阻()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,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,电阻处于_________之间。(填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)
【答案】(1)B (2)串联 (3) 2和3 1和4 1和2
【解析】(1)要测量一个阻值约为的电阻,需要选择电阻“”挡,即把选择开关旋转到“”位置,后将红表笔和黑表笔短接,然后调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零。
故选B。
(2)[1][2]将表头改装为电压表需要串联一个电阻,串联电阻的阻值为
(3)[1][2][3]用电压表进行测量,电源两端电压最大,可知直流电源E处于2和3之间;接1和2、3和4时电压表示数为0,接1和4时电压表有示数,则1和2、3和4之间为电阻,电容器在1和4之间;接1和3时电压表示数比接2和4时小,则1和2之间的电阻阻值比3和4之间的大,即1和2之间电阻为,3和4之间电阻为。
7.(2026·浙江·高考)某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
A.多用电表10 mA电流挡(内阻等于)
B.直流电压表0~3 V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器,全电阻阻值未知
D.滑动变阻器,全电阻阻值
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量的全电阻时,完成的部分电路连接如图1所示,还需将P连接到接线柱________(选填“”或“”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“最左侧”或“最右侧”)
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得为________(保留三位有效数字)
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度、数出绕线部分总匝数匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径,正确操作后,游标卡尺的示数如图4所示,则直径________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式________(用、L、n、d表示),代入数据求得电阻率最接近于________
A. B. C. D.
(4)仅将上述电路中的滑动变阻器位置互换,用来测量滑动变阻器的全电阻是否合理?________(选填“合理”或“不合理”),理由是________(写出一个理由即可)
【答案】(1) b 最左侧
(2)199
(3)6.02 B
(4)不合理 阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
【解析】(1)[1]本实验用多用电表的10mA电流挡(已知内阻)作为电流表使用,为了让电压表同时测量待测和电流表的总电压,消除电流表分压的系统误差,需要将P接,让电压表并联在与电流表的串联整体两端。
[2]开关闭合前将滑片移到最左侧,保护电路元件。
(2)图线的斜率
从图中取最大刻度点时,可得总阻值为
减去已知的电流表内阻,得到
(3)[1]主尺读数为60mm,游标尺第2条刻度线和主尺对齐,游标读数为,总读数为
[2]金属丝总长度为(每匝金属丝的周长为,共匝),金属丝横截面积,绕线部分总长度,代入电阻定律化简后可得该表达式
[3]代入数值估算可得
故选B。
(4)[1][2]不合理
阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
8.(2026·贵州·高考)在绝缘板上均匀涂敷一种导电材料,制作的电阻样品如图(a)所示。所制三个电阻的涂层长度相同、宽度较小且相同、厚度不同(几微米),阻值均约为几十欧。某实验小组通过测量三个电阻阻值,比较其涂层厚度,所用器材有:
待测电阻、和;
电压表V1(量程0~3 V);
电压表V2(量程0~5 V);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器 (阻值);
直流电源E(电动势4.5 V);
开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)实验小组设计了如图(b)所示的电路图。根据图(b)完成图(c)中的实物图连线。
(2)接入,闭合,调节 和,的示数如图(d)所示,此时读数为_____,电压表V1和V2读数分别为和,由此可知_____。断开,改换待测电阻,重复上述步骤。分别测得,。
(3)由三个电阻测量值可知_____(填“”“”或“”)涂层最厚。
(4)实验完成后,该小组通过原理分析,发现此方法测电阻未考虑电压表V1内阻的影响。若已知电压表V1内阻为,电压表V1和V2示数分别为和,电阻箱示数为,则________(用、、和表示)。经分析发现,本实验中考虑电压表V1内阻后,不影响判断三个电阻涂层厚度关系。
【答案】(1)
(2)36.2 36.2
(3)
(4)
【解析】(1)根据电路图可得实物连接图如图所示
(2)由题图(d)可知的读数为,结合题图(b)和串联电路分压规律
解得
代入电压表的读数可得
(3)三个电阻导电材料相同、涂层长度相同、宽度较小且相同,由电阻定律可知横截面积越大,即涂层越厚的电阻,阻值越小,由于阻值最小,则涂层最厚。
(4)若考虑电压表内阻,则根据串、并联电路规律和欧姆定律有
9.(2025·贵州·高考)某实验小组为测量粗细均匀的铅笔芯单位长度电阻及电压表的内阻,选用的器材有:
待测铅笔芯;
电源(电动势,内阻不计);
毫安表(内阻约,量程);
电压表V(内阻约几百欧,量程);
滑动变阻器(阻值);
刻度尺;开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)该小组设计了如图(a)所示的电路图。根据图(a)在答题卡上完成图(b)中的实物图连线______。
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片调到________端(填“A”或“B”)。
(3)移动滑动触头P到铅笔芯上的某位置,测量铅笔芯接入电路部分的长度;闭合S,移动滑动变阻器的滑片使毫安表示数,读出此时电压表的示数,断开。
(4)重复步骤(3),得到多组条件下不同对应的,如下表所示。表中电压的某个数据记录有误,有误的数据是________。
/cm
3.00
4.00
6.00
10.00
14.00
U/V
0.13
0.18
0.26
0.4
0.57
(5)实验小组更正表中的数据后,计算出和的值,并以为横坐标、为纵坐标对其进行线性拟合,得到直线的斜率,纵轴截距。计算出该铅笔芯单位长度的电阻为________,电压表的内阻为________。(结果均保留至整数)
【答案】 B 0.4 87 333
【解析】(1)[1]根据电路图描绘实物图如下
(2)[2]滑动变阻器限流式连接,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片调到B端使回路电阻最大。
(4)[3]表格中电压表的读数均为保留两位小数,电压有误的数据是0.4V,应为0.40V。
(5)[4][5]设该铅笔芯单位长度的电阻为,根据电路图可知
整理得
已知,
计算得
10.(2025·福建·高考)某实验小组基于“等效替代法”设计了如图(a)所示的电路用于电阻测量。使用的器材有:电源E(电动势3V),电流表A(量程30mA),定值电阻(阻值均为),定值电阻(阻值),滑动变阻器(最大阻值,额定电流1.5 A),带标尺的滑动变阻器(最大阻值,额定电流1.5A),选择开关,单刀开关,待测电阻(阻值小于),导线若干。
(1)按照图(a),将图(b)中的实物连线补充完整________;
(2)将鳄鱼夹a、b短接,滑动变阻器的滑片移至最右端刻度处,打在位置1。接通,调节滑动变阻器,电流表指针指在图(c)所示的位置,记录电流表示数________mA,此示数作为本次实验的电流定标值;
(3)断开、,用鳄鱼夹a、b夹住两端。接通,将依次打在位置1、2,发现电流表示数均小于定标值I;打到位置3时,电流表示数大于定标值I,由此确定的阻值范围为________.(填“0~100”“100~200”“200~300”或“300~400”);
(4)将重新打在位置________(填“1”“2”或“3”),向左调节滑动变阻器的滑片,直到电流表指针重新回到定标值位置,此时的滑片处于刻度处。基于“等效替代法”原理,可得的阻值为________;
(5)以下因素可能影响测量结果的有________。(多选,填正确答案标号)
A.电源存在内阻 B.电流表存在内阻
C.滑动变阻器读数有偏差 D.步骤(4)电流表指针未重新回到定标值位置
【答案】(1)
(2)16.0/15.9/16.1
(3)100~200
(4) 2 145
(5)CD
【解析】(1)根据图(a)的实验电路图,需要将实物图中电流表负极、滑动变阻器与和之间用导线连接,如图所示。
(2)由图(c)可得,电流表量程30mA,最小刻度为1mA,指针指在16mA的位置上,需要估读到下一位,故电流表示数为16.0mA
(3)通过分析电路及实验步骤,可知“等效替代法”测量原理就是在保证总电路电阻不变,用原电路减小的阻值等效替代待测电阻的阻值,进而测出待测电阻的阻值。
接通,开关接1,鳄鱼夹a、b短接,滑动变阻器为最大值,电路中、串联(总电阻为);开关接2,有
可得
开关接3,有
可得
可得的阻值范围为
(4)[1]的阻值范围为,应将开关重新打在2的位置上。
[2]由电路图可知,开关打在2的位置时,原电路的阻值减小;当向左调节到标尺刻度读数为时,即其接入电路的电阻值减小了时,电流表的示数重新回到定标值I,因此待测电阻等于原电路减小的总电阻,故
(5)AB.由实验原理可知,接入待测电阻后,通过调节使电流表指针重新回到定标值位置,来确保原电路减小的电阻值与相等,因此电源和电流表的内阻对实验没有影响。
故AB错误;
CD.读数有偏差和电流表指针未重新回到定标值位置都将影响测量结果的准确性。
故CD正确。故选CD。
11.(2025·甘肃·高考)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)两节,电压表(量程,内阻约),电流表(量程,内阻约),滑动变阻器(最大阻值),待测电阻,开关,单刀双掷开关,导线若干。
(1)首先设计如上图所示的电路。
①要求用选择电流表内、外接电路,请在图1中补充连线将的c、d端接入电路____;
②闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于___端(填“a”或“b”);
③闭合后,将分别接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所示的电路。
①请在上图中补充连线将电压表接入电路______;
②闭合,将分别接c和d端时,电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值_______(用、、和表示)。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)[1]实物连接图如图所示,
[2]闭合前,根据滑动变阻器的限流式接法,滑片P应置于端,连入电路中的阻值最大,保护电路的安全。
[3]闭合后,将分别接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,说明电流表分压明显,为减小实验误差,应采用电流表外接法,因此测量电阻时应该接c端。
(2)[1]实物连接图如图所示,
[2]根据电路分析,当闭合,将接c端时,电压表、电流表的读数分别为、,
则
将接d端时,电压表、电流表的读数分别为、,则
那么待测电阻阻值。
12.(2025·四川·高考)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)
螺旋测微器
学生电源E(电动势,内阻未知)
米尺(量程)
滑动变阻器(最大阻值)
电阻箱(阻值范围)
电流表(量程,内阻较小)
开关、
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和位置,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、和,则该样品横截面直径的平均值为________。
(2)该小组采用限流电路,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、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到刻度处。断开、闭合,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处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为_________(取,结果保留2位有效数字)。
(4)为减小实验误差,可采用的做法有________(有多个正确选项)。
A.换用内阻更小的电源
B.换用内阻更小的电流表
C.换用阻值范围为的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
【答案】(1)0.500 (2) a 左 (3) (4)CD
【解析】(1)该样品横截面直径的平均值为
(2)[1]由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,故采用“一上一下”原则,即电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连。
[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应最大阻值处,即最左端。
(3)由题意可知,该合金丝的电阻为
由电阻定律及可得
其中,
代入数据解得该合金丝的电阻率为
(4)根据电阻定律可知,则为了减小实验误差,可减小测合金丝电阻时的误差,选择更精确的电阻箱,可换用阻值范围为,或多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值。故选CD。
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第45讲
专题:电学实验基础(专项训练)
模拟基础演练
题号
6
7
8
9
答案
AC
BC
D
BD
1.6.722/6.721/6.723
4.265
2.50.75
0.185
3.10.405
8.0728.071/8.073
4.54.5
5.447/5.448/5.449
5.10.095/10.094/10.096
6.350
πd'u
10.(1)12.30
(2)A1
V
(3)甲图
(4)4I1
(5)
11.(1)乙(2)c
B(3)2200
不变
12.(1)ACDB
(2)
(3)M
CD
πd2b
13.(1)F
(2)0.549/0.550/0.551
(3)乙
(4)BC
(⑤)4a
14.(1)0.550
(2)C
)2
4IL
小于
(4)C
B
15.(1)1.845
(2)A1
V2
3)
1/5
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④)DR
4L
(⑤)偏大
16.(1)0.550
(2)F
B
D
(3)乙
4)
R
(5)BC
πd'Ub
(64a
17.(1)A
(2)M
3)
πd2R
4L
4
18.(1)D
(2)
S
图2
(3)0.730/0.731/0.729
4)RD:
4L
πDkR
(5)4L0-k)
2/5
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重难·创新演练
1.(1)2.099/2.100/2.101
2)xD2
41
(3)等于
2.(1)0.237/0.238/0.239
(2)BC
E
甲
左
E
70:
SEk
UU,
3.(1)
(2)>
(3)不变
④1,U,-U,4
相等
4.(1)D
1502
3004
大于
(2)2
2R,
(V)
5.(1)
(2)c
2.40
(3)8500
(4)串联
9000
真题•实战演练
1.c
2.(1)短接
100uA
14.4
(2)10
3.(1)1.44
(2)1.20
(3)2.0
4.2.207/2.206/2.205
(p-P)gπD
0.010
减小
6v
3/5
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1
5.(1)(△7
器
(2)50
12
6.(1)B
(2)串联
1980
(3)2和3
1和4
1和2
7.(1)b
最左侧
(2)199
RL
(3)6.02
4n'd
B
4)不合理
R,≈102阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流
挡的读数误差很大。
P
8.(1)
E
(2)36.2
36.2
3)R2
U RoRv
④RU,-R+R,W
B
0.4
87
333
10.(1)
左
00
4/5
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(2)16.0/15.9/16.1
(3)100-200
(4)2
145
(5)CD
11.(1)
b
(2)
Uc U
12.(1)0.500
(2)a左
(3)1.3×106
(4)CD
5/5
第45讲 专题:电学实验基础(专项训练)
目 录
巩固·知识解构 1
知识点1 基本仪器的使用及读数 1
知识点2 电表的改装 2
知识点3 测量电路与控制电路设计 3
知识点4 实验器材的选取与实物图连接 4
模拟·基础演练 4
题型01 基本仪器的使用及读数 4
题型02 电表的改装 6
题型03 测量电路与控制电路设计 9
题型04 实验器材的选取与实物图连接 15
重难·创新演练 26
真题·实战演练 34
巩固·知识解构
知识点1 基本仪器的使用及读数
1.螺旋测微器
(1)构造:如图甲所示,B为固定刻度,E为可动刻度。
(2)用途:测量厚度、长度、外径。
(3)原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而圆周上的可动刻度E有50个等分刻度,因此可动刻度每旋转一格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上。
(4)读数:测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出。测量值(mm)=固定刻度读数(mm)+可动刻度读数(带估读值)×0.01(mm)。
2.游标卡尺
(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪,游标卡尺上还有一个深度尺)。(如图乙所示)
(2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径。
(3)原理:利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。
(4)精确度:常用的游标卡尺有10分度、20分度、50分度。10分度游标尺,精确度为0.1 mm;20分度游标尺,精确度为0.05 mm;50分度游标尺,精确度为0.02 mm。
(5)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数,则测量值为(x+K×精确度)mm。
3.电压表与电流表
(1)量程选择:选择合适量程,使得测量时指针偏转角度要尽可能大,一般要求超过量程的,但又不能超过量程。
(2)使用事项:使用前应先进行零点调整(机械调零),导线接在电表的接线柱上时,使电流从“+”接线柱流入,“-”接线柱流出。
(3)电表估读
①分度值是“1、0.1、0.01、…”时,估读到分度值的(即估读到分度值的下一位)。
②分度值是“2、0.2、0.02、…”时,估读到分度值的(即估读到分度值的本位)。
③分度值是“5、0.5、0.05、…”时,估读到分度值的(即估读到分度值的本位)。
知识点2 电表的改装
改装为大量程电压表
改装为大量程电流表
原理
串联电阻分压
并联电阻分流
改装原理图
分压电阻或分流电阻
U=IgR+IgRg
所以R=-Rg
IgRg=(I-Ig)R
所以R=
改装后的电表内阻
RV=R+Rg>Rg
RA=<Rg
知识点3 测量电路与控制电路设计
1.电流表的内外接法
(1)两种接法的比较
内接法
外接法
电路图
误差原因
电流表分压U测=Ux+UA
电压表分流I测=Ix+IV
电阻测量值
R测==Rx+RA>Rx,测量值大于真实值
R测=<Rx,测量值小于真实值
适用条件
RA≪Rx
RV≫Rx
适用于测量
大电阻
小电阻
(2)两种电表接法的选择
①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法。
②比值比较法
a.若(或Rx<),则用电流表外接法。
b.若(或Rx>),则用电流表内接法。
③试触法:如图所示,将电压表分别接在a、c和b、c两点间时,若电流表示数变化较大,说明电压表分流较大,应选用电流表内接法;若电压表示数变化较大,说明电流表分压较大,则选用电流表外接法。
2.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法
(1)两种接法的比较
限流接法
分压接法
对比说明
两种接法电路图(忽略电源内阻)
串、并联关系不同
负载R上电压调节范围
≤U≤E
0≤U≤E
分压电路调节范围大
负载R上电流调节范围
≤I≤
0≤I≤
分压电路调节范围大
闭合S前滑片P的位置
b端
a端
都是为了保护电路元件
(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况(为了便于调节,分压式接法要选用最大阻值较小的滑动变阻器)
①要求电压表能从零开始读数,或要求电压(或电流)变化范围足够大。
②当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时。
③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表等元件的允许电流。
知识点4 实验器材的选取与实物图连接
1.电学实验设计、仪器选择的“三原则”
(1)安全性:确保电源、电阻和电表都不会过载,如电流表或电压表量程一定要大于被测电流或电压的最大值。
(2)精确性:判断选用多大量程的电表时,应考虑尽可能减小测量误差,对于电压表或电流表,应使指针偏转到满刻度的处,多用电表选用欧姆挡时,应尽可能使指针指在中间刻度附近。
(3)可调性:选用滑动变阻器时,应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求,又能实现调节时测量电表的示数变化明显。
2.实物连线的“三点注意”
(1)连线顺序:画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来,其次将要并联的元件并联到电路中去。
(2)避免交叉:连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉。
(3)“正、负”接线柱:要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。
模拟·基础演练
考查重点:基本仪器的使用及读数、电表的改装、测量电路与控制电路设计、实验器材的选取与实物图连接……
⏳题型01 基本仪器的使用及读数
1.(2026北京十九中)分别用螺旋测微器和游标卡尺测量金属圆柱体的直径和长度,如图所示,直径为________mm,长度为________cm。
2.(2026·北京首师大附中)读数练习:
游标卡尺读数:________mm
螺旋测微器读数:________mm
3.(2026北京燕山教育集团)在一次实验时某同学用游标卡尺测量(如甲图所示),示数为______cm。在一次实验时某同学用螺旋测微器测量(如乙图所示),示数为______mm。
4.(2026·北京石景山)某实验小组做“测量一均匀新材料制成圆柱体的电阻率”实验。先用如图甲所示的游标卡尺测得圆柱体长度为___________mm,再用如图乙所示的螺旋测微器测得圆柱体直径为___________mm。
5.(2026北京十九中)首先通过螺旋测微器测量铜棒直径,通过游标卡尺测铜棒的长度,测量结果如图甲、乙所示,则铜棒直径D=_____mm,铜棒的长度L=______cm。
⏳题型02 电表的改装
6.(2026北京育英学校)(多选)如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表,已知表头G的满偏电流为,定值电阻、的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时,电流表的量程为,当使用1和3两个端点时,电流表的量程为。下列说法正确的是( )
A.
B.
C.若仅使阻值变小,则和均变大
D.若仅使阻值变小,则和均变大
7.(2026·北京八十中)(多选)如图所示为某同学设计的简易多用电表电路原理图,电流表G满偏电流、内阻为。该多用电表具有直流量程、直流量程、直流量程及欧姆表四种挡位。下列说法正确的是( )
A.测量时红表笔应接插孔A
B.选择开关接b时该表为直流量程
C.由题目所给信息可知
D.选择开关接c时为欧姆表,如果电源电动势变小,电源内阻变大,测量值会小于真实值
8.(2026·北京海淀·二模)如图所示为一种双量程电流表的电路图。定值电阻R1的阻值与表头G的内阻相等,R2的阻值为表头内阻的4倍。用表头的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,将接线柱1、2接入电路时,电流表的量程为I。下列说法正确的是( )
A.将接线柱1、2接入电路时,通过R2的电流为
B.将接线柱1、3接入电路时,电流表的量程为
C.将接线柱1、2接入电路时,若仅使R2阻值变小,电流表的量程会变大
D.将接线柱1、3接入电路时,若仅使R2阻值变小,电流表的量程会变大
9.(2026北京铁二中)(多选)如图所示是一个拥有和两个量程的电流表,当使用,两个端点时,对应其中一个量程:当使用,两个端点时,对应另外一个量程。已知表头的内阻为,满偏电流为。则( )
A.当使用、两个端点时,对应量程为
B.当使用、两个端点时,对应量程为
C.的阻值为
D.的阻值为
⏳题型03 测量电路与控制电路设计
10.(2026北京五中)在“金属丝电阻率的测量”的实验中:
(1)如图所示,用20分度游标卡尺测得金属丝的长度________mm。
(2)用伏安法测量金属丝的电阻(阻值约为),实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:
电流表(量程0~0.6A,内阻约);
电流表(量程0~3A,内阻约);
电压表(量程0~3V,内阻约);
电压表(量程0~15V,内阻约);
滑动变阻器();
电源(电动势为3.0V内阻不计)。
为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选________,电压表应选________。
(3)根据所选用的实验器材,应选用以下哪个电路图进行实验?________。
(4)若通过测量可知,金属丝接入电路的长度为,直径为,通过金属丝的电流为,金属丝两端的电压为,由此可计算得出金属丝的电阻率________。(用题目所给字母表示)
(5)本实验在测量电阻时,由电压表或电流表的内阻引起的误差属于系统误差。将电压表或电流表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表内阻所引起的系统误差。本实验电阻丝阻值的测量值为。若已知电压表的内阻为,电流表的内阻为,那么消除该系统误差后,电阻丝阻值的真实阻值应该为________(的表达式可以选用、、表示)。
11.(2026·北京顺义)(1)用电压表(内阻约为3kΩ)和电流表(内阻约为0.1Ω)测量电阻R的阻值(约为50Ω)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的___________(选填“甲”或“乙”)。
(2)用图2所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内阻。R0为电阻箱,V为电压表,A为电流表。某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内阻引起的实验误差。在图3中,实线是根据实验数据(图甲:,图乙:U=IR)描点得到的图像;虚线是不考虑电表内阻影响的路端电压U随电流I变化的图像。在图3中,对应图2甲电路分析的图像是:__________;对应图2乙电路分析的图像是:___________(选填图像下的字母)。
(3)某同学用铜片、铝片和可乐制作的可乐电池如图4所示,并用图5所示电路测量其电动势和内阻。
①根据实验数据得到可乐电池图像如图6实线所示,该可乐电池的内阻约为__________Ω。
②将该可乐电池静置6小时后再次测量得到的图像如图6虚线所示,该可乐电池的电动势_________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
12.(2026北京八十中)(1)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约2kΩ电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为________(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
D.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
(2)某同学用图1所示电路测量一段金属丝的电阻。将c点与a点连接,开关闭合,测得多组电压和电流,作出图线并测得该金属丝电阻值为;将c点与b点连接,重复上述操作,测得其阻值为。若不考虑偶然误差,则________。(选填“<”、“>”或“=”)
(3)用图2所示电路测量某金属丝的电阻率。
①闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在图2中的________(填“M”或“N”)端。
②某同学按照图2连接实物,结果如图3所示。下列说法正确的是________。
A.导线a接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源
B.导线a接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数
C.导线b接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能使电源短路
D.导线b接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数
13.(2026北师大二附中)已粗略测得金属电阻丝的阻值约为,为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值,进而测得其电阻率,实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下:
A.电源电压约为3V
B.电压表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约)
D.电流表(,内阻约)
E.电流表(,内阻约)
F.滑动变阻器(,)
G.滑动变阻器(,)
H.开关S和导线若干
(1)为了调节方便,测量准确,并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器应选用______、连接电路时,电压表应选______,电流表应选______(均选填选项前的字母);
(2)如图,某同学使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为______mm;
(3)根据电阻的粗测值以及选取的器材,并且电压有较大的调节范围,能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图______。
(4)关于本次实验中产生的误差,下列说法中正确的是(本实验所用测量仪器均已校准)______(选填选项前的字母);
A.用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差
C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
(5)利用(3)中乙图,实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示,在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱C,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度,记录对应的电流。利用测量数据画出图像,已知其中图线上某点的坐标为,如图乙所示。根据图像信息,用电阻丝的直径、电压、、及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率______。
⏳题型04 实验器材的选取与实物图连接
14.(2026北京第一六一中学)在“测量金属丝的电阻率”的实验中,实验小组的同学测量一段阻值约为、粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器分别在三个不同的位置测量金属丝的直径,某次示数如图所示,该次测量值为______mm。
(2)实验小组的同学采用如图甲所示的电路图,用伏安法测金属丝的电阻,可选用的器材有:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器()
E.滑动变阻器()
F.电源(电动势为)及开关和导线若干
①为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选择______,滑动变阻器应选择______。(选填实验器材前的字母)
②图乙是测量的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据图甲的电路图,补充完成图乙中实物间的连线_________。
(3)测量出金属丝直径为d、长度为L,电压表示数为U,电流表示数为I,则该金属丝电阻率测量值的表达式______。考虑电流表和电压表内阻引起的误差,该测量值______真实值(选填“大于”或“小于”)。
(4)在测量另一根阻值未知的金属丝电阻率时,乙同学用如图所示电路测量另一个电阻。
①电路连好后,闭合开关,无论如何移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数且几乎不变,电流表始终没有示数。若电路中仅有一处故障,则可能的故障是______。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器断路
C.待测电阻与电流表A之间的导线断路
②故障解决后,乙同学研究电压表示数U和滑动变阻器连入电路中阻值R的关系。若待测电阻、电流表内阻、电压表内阻、电源电动势和内阻都保持不变,图中可以正确反映关系的示意图是______。
A. B. C. D.
15.(2026·北京中关村中学)小明在实验室测量一段粗细均匀,约几欧姆的金属丝的电阻率,可供使用的器材如下:
A.待测金属丝
B.电流表,量程0-0.6A,内阻约
C. 电流表,量程0-3A,内阻约
D.电压表,量程0-15V,内阻约
E. 电压表,量程0-3V,内阻约
F. 滑动变阻器R,全电阻约
G. 直流电源E,电动势3V,内阻不计
H. 多用电表
I. 毫米刻度尺
J. 开关S及导线若干
实验步骤如下:
(1)首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度L,再利用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图1所示,则金属丝直径的测量值______mm。
(2)电路中所选电流表为______,所选电压表为______(填仪器前面字母)。
(3)要求电表示数从零开始尽可能地多测几组数据,连接电路,请你完成电路连接图2;
(4)实验过程中,小明移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置,并依次记录两电表的测量数据,得出被测电阻阻值,则金属丝的电阻率表达式____________(用、D、L、表示)。
(5)如果长时间保持电路闭合,这样的操作会使电阻率的测量结果______(“偏大”或“偏小”)。
16.(2026·北京顺义区第一中学)已粗略测得金属电阻丝的阻值约为6Ω,为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值,进而测得其电阻率,实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下:
A.电源电压约为4.5V
B.电压表V1(0~3V,内阻约3kΩ)
C.电压表V2(0~15V,内阻约15kΩ)
D.电流表A1(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
E.电流表A2(0~3A,内阻约0.025Ω)
F.滑动变阻器R1(0~5Ω,3A)
G.滑动变阻器R2(0~1750Ω,1.5A)
H.开关S和导线若干
(1)如图,某同学使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为____mm;
(2)为了调节方便,测量准确,并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器应选用____、连接电路时,电压表应选____,电流表应选____(均选填选项前的字母);
(3)根据电阻的粗测值以及选取的器材,并且电压有较大的调节范围,能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图____
(4)图是测量Rₓ的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据在(3)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线______。
(5)关于本次实验中产生的误差,下列说法中正确的是(本实验所用测量仪器均已校准)_____(选填选项前的字母);
A.用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用U-I图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差
C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
(6)实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示,在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱C,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数U保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L,记录对应的电流I。利用测量数据画出图像,已知其中图线上某点的坐标为(a,b),如图乙所示。根据图像信息,用电阻丝的直径d、电压U、a、b及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率________。
17.(2026·北京房山·一模)某同学通过实验测量粗细均匀,电阻值约为的金属丝的电阻率。
(1)该同学采用图所示的电路测量金属丝的电阻。现有电源(电动势为,内阻不计),电压表(量程,内阻约),电流表(量程,内阻约),开关和导线若干,以及下列器材:
A、滑动变阻器(,)
B、滑动变阻器(,)
为了调节方便,滑动变阻器应选用______。(选填实验器材前的字母)
(2)电压表应连接______点(选填“M”或“N”)。
(3)若测得金属丝直径为d,长度为L,电阻为R,则该金属丝电阻率测量值的表达式______。仅考虑电表内阻影响,电阻率的测量值______真实值(选填“>”或“<”)。
(4)请根据实验要求,用笔画线代替导线,在图中将实验电路连接完整。
18.(2026·北京海淀)某实验小组利用下列器材测量某种金属丝的电阻率,金属丝的阻值约为9Ω。
除了导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源电动势,内阻不计
B.电压表V(量程,内阻约)
C.电流表A(量程,内阻约)
D.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
E.滑动变阻器(最大阻值200Ω,额定电流1.25A)
(1)为了调节方便,滑动变阻器应选用________。(选填选项前的字母)
(2)请根据图1补充完成图2中实物间的连线________。
(3)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图3所示,其读数为________mm。
(4)该小组测得金属丝接入电路的有效长度L、直径D、电阻,由此得出金属丝的电阻率________。(用L、D和表示)
(5)该小组又设计了如图所示的另一种实验方案测量该金属丝的电阻率。
该小组按规范操作完成了实验器材的连接。在测量过程中,先闭合开关S0,再将S与1端相连,电压表读数记为U1;然后将S与2端相连,电压表读数记为U2。改变滑动变阻器的阻值,重复上述实验步骤记录多组电压值,作出图像,如图所示。已知图线的斜率为k,金属丝接入电路的有效长度为L、直径为D,定值电阻的阻值为R0。不考虑电压表内阻的影响,可求得金属丝的电阻率ρ=________。(用L、D、R0和k表示)
重难·创新演练
设题创新:结合创新实验情境(T1、T4、T5);结合经典实验变式(T2);结合实验方案创新(T3);
1.▶新考法◀某学习小组要测量HB铅笔芯的电阻率,设计了如图甲所示电路图,实验步骤如下:
a.用螺旋测微器测量铅笔芯直径;
b.按电路图连接好电路,将接电压表右侧的探针置于笔芯最左端,调节滑动变阻器,电流表的示数记为;
c.改变探针的位置,调节滑动变阻器,使电流表的示数保持不变,记录探针到笔芯左端的距离,测出多组电压表示数和的数据;
d.作出随变化的图像,如图丙所示,其斜率记为。
回答下列问题:
(1)铅笔芯直径的测量结果如图乙所示,该读数为____mm;
(2)铅笔芯的电阻率表达式____(用、和表示);
(3)用上述表达式计算出铅笔芯的电阻率____其真实值(填“大于”“等于”或“小于”)。
2.▶新情境◀(2026·北京五十五中)在“测定金属的电阻率”的实验中,小璋同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值(约为),随后将其固定在带有刻度尺的木板上,准备进一步精确测量其电阻。
(1)他用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为_____mm。
(2)现有电源(电动势为,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电压表(量程,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器,额定电流)
F.滑动变阻器(,额定电流1A)
①为减小误差,且便于操作,在实验中电流表应选_____,电压表应选_____,滑动变阻器应选_____(选填器材前的字母)。
②为了使金属丝两端电压调节范围更大,并使测量结果尽可能准确,小璋同学应选用下图所示的_____电路进行实验。
③下左图是测量金属丝电阻的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据在②问中所选的电路图,补充完成下左图实物间的连线_____。开关闭合前,滑动变阻器的滑片应当调到最_____(选填“左”或“右”端)
④实验中改变滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出的图线如上右图所示,若图线的斜率为,金属线的长度为,直径为,则金属丝电阻率的表达式_____;(用、、表示)
⑤小桐同学在测量金属丝实验中设计了如图所示的实验,电源电动势为,内阻不计,电流表内阻为,保护电阻阻值为,已测出电阻丝的横截面积为,用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动,可改变接入电路中电阻丝的长度,实验中记录了几组不同长度对应的电流,他用描点法绘制出一个的图像,图像斜率为,并利用图像求出电阻率_____。(用题中所给字母表示)
3.▶新考法◀某实验小组设计如图所示的甲、乙、丙三种电路,测量待测电阻的阻值,器材如下:
电源,待测电阻,电压表V,电流表A,滑动变阻器,定值电阻R,开关、导线若干。
实验步骤如下:
(1)实验中利用电路图甲测量电阻时测量值______实际值(填“>”“<”或“=”);
(2)实验中利用电路图乙测量电阻时测量值______实际值(填“>”“<”或“=”);
(3)实验中利用电路图丙测量电阻,将滑动变阻器调至最大阻值,闭合,保持断开,调节滑动变阻器,待两电表示数稳定后,记录电压表示数和电流表示数。接下来应使滑动变阻器阻值______(填“变大”“变小”或“不变”),闭合,待两电表示数稳定后,记录电压表示数和电流表示数;
(4)由步骤(3)可推导出待测电阻的表达式______(用、、、表示),用该表达式计算出的结果与真实值相比______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
4.▶新考法◀小亮同学想要测量一个电压表V的内阻,它的量程为0~3 V。他从学校实验室借来了如下器材:
A.待测电压表(3 V,内阻未知);
B.电源(4 V,2 A,内阻很小);
C.电阻箱两个(0~9 999);
D.滑动变阻器(0~20,3A);
E.滑动变阻器(0~2 000 ,2A);
F.开关两个,导线若干。
(1)小亮设计了如图甲所示的电路,连接好电路后,将电阻箱的阻值调为0,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表恰好满偏。保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的指针恰好指在2 V刻度处,此时电阻箱的示数如图乙所示。
①为了便于调节,滑动变阻器应选___________(选填“D”或“E”);
②由图乙可知电阻箱的读数为___________;
③甲电路测得的电压表内阻为___________,该测量值___________(选填“小于”或“大于”)真实值。
(2)小亮分析电路后知道产生系统误差的原因是电路中的总电阻增大了,小明重新设计了如图丙所示的电路,并进行了如下操作:
a、断开开关,将电阻箱的电阻值调为0,然后闭合开关;
b、调节滑动变阻器使电压表恰好满偏;
c、闭合开关,同时调节电阻箱、的阻值,使电压表的指针恰好半偏,此时两个电阻箱的示数分别为、。
①为了保证电压表的指针半偏时电路的总电阻与电压表满偏时电路的总电阻相等,在调节电阻箱、的阻值时,要保证每一次两个电阻箱的阻值大小关系均为___________(选填“”“”或“”);
②电压表内阻的测量值与___________(选填“”或“”)相等。
5.▶新考法◀某学习小组通过以下实验来测量定值电阻的阻值。实验器材如下:
A.电源(电动势,内阻不计);
B.滑动变阻器();
C.电压表(量程,内阻约为);
D.电压表(量程,内阻为);
E.待测定值电阻(约几千欧);
F.开关、导线若干。
(1)自行设计合理电路图来测量待测电阻阻值,结合你设计的电路图将图甲所示的实物图连接完整。
(2)闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片调节至__________(填“c”或“d”)端。实验中调节滑动变阻器的滑片至合适位置,电压表的指针如图乙所示,其示数为__________。
(3)当电压表的示数如图乙所示时,电压表的示数为9.2V电阻的阻值为__________。
(4)要将电压表改装为量程为的电压表,则应在其旁边__________(填“串联”或“并联”)一个阻值为__________的定值电阻。
真题·实战演练
高频考点:基本仪器的使用及读数、电表的改装、测量电路与控制电路设计、实验器材的选取与实物图连接
1.(2025·河北·高考)1992年,江苏扬州出土的古代铜卡尺,由固定尺和活动尺组成,现代游标卡尺的构件与其非常相似,已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度,示数如图所示,其读数为( )
A. B. C. D.
2.(2025·广西·高考)某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B______,再调节滑动变阻器,使电流表示数为______,此时滑动变阻器的阻值为______。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数为时,为______。
3.(2026·广西·高考)用如图甲所示的电路测量电源电动势和内阻,定值电阻阻值为,电压表可视为理想电表。操作步骤:1.只闭合时,电压表读数为1.44V;2.再闭合,电压表读数如图乙所示。
(1)电路电源电动势__________;
(2)图乙中电压表读数为__________;
(3)电源内阻__________(结果保留两位有效数字)。
4.(2025·湖南·高考)某同学通过观察小球在黏性液体中的运动,探究其动力学规律,步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量小球直径D如图1所示,__________。
(2)在液面处由静止释放小球,同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置,频闪仪每隔闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2所示(图中的数字是小球到液面的测量距离,单位是)。
(3)根据照片分析,小球在A、E两点间近似做匀速运动,速度大小__________(保留2位有效数字)。
(4)小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力(k为与液体有关的常量),已知小球密度为,液体密度为,重力加速度大小为g,则k的表达式为__________(用题中给出的物理量表示)。
(5)为了进一步探究动力学规律,换成直径更小的同种材质小球,进行上述实验,匀速运动时的速度将__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
5.(2025·甘肃·高考)某学习小组使用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
把一个直径为d的小球用不可伸长的细线悬挂,光电门置于小球平衡位置处,其光线恰好通过小球球心,计时器与光电门相连。
将小球拉离平衡位置并记录其高度h,然后由静止释放(运动平面与光电门光线垂直),记录小球经过光电门的挡光时间。改变h,测量多组数据。已知重力加速度为g,忽略阻力。
(1)以h为横坐标、________(填“”、“”、“”或“”)为纵坐标作直线图。若所得图像过原点,且斜率为________(用d和g表示),即可证明小球在运动过程中机械能守恒。
(2)实验中,用游标卡尺测得小球直径。
①由结果可知,所用的是________分度的游标卡尺(填“10”、“20”或“50”);
②小组设计了一把25分度的游标卡尺,未测量时的状态如图所示。如果用此游标卡尺测量该小球直径、则游标尺上第________条刻度线与主尺上的刻度线对齐。
6.(2025·陕西&山西·高考)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装后可构成多功能、多量程的多用电表。
(1)某同学使用多用电表正确测量了一个的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选出以下必要的操作步骤并排序:
①把选择开关旋转到“”位置。 ②把选择开关旋转到“”位置。
③将红表笔和黑表笔接触。 ④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点。
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、满偏电流为的表头改装为量程的电压表,需要_________(填“串联”或“并联”)一个_________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、一个电阻及一个电阻()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,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,电阻处于_________之间。(填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)
7.(2026·浙江·高考)某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
A.多用电表10 mA电流挡(内阻等于)
B.直流电压表0~3 V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器,全电阻阻值未知
D.滑动变阻器,全电阻阻值
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量的全电阻时,完成的部分电路连接如图1所示,还需将P连接到接线柱________(选填“”或“”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“最左侧”或“最右侧”)
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得为________(保留三位有效数字)
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度、数出绕线部分总匝数匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径,正确操作后,游标卡尺的示数如图4所示,则直径________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式________(用、L、n、d表示),代入数据求得电阻率最接近于________
A. B. C. D.
(4)仅将上述电路中的滑动变阻器位置互换,用来测量滑动变阻器的全电阻是否合理?________(选填“合理”或“不合理”),理由是________(写出一个理由即可)
8.(2026·贵州·高考)在绝缘板上均匀涂敷一种导电材料,制作的电阻样品如图(a)所示。所制三个电阻的涂层长度相同、宽度较小且相同、厚度不同(几微米),阻值均约为几十欧。某实验小组通过测量三个电阻阻值,比较其涂层厚度,所用器材有:
待测电阻、和;
电压表V1(量程0~3 V);
电压表V2(量程0~5 V);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器 (阻值);
直流电源E(电动势4.5 V);
开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)实验小组设计了如图(b)所示的电路图。根据图(b)完成图(c)中的实物图连线。
(2)接入,闭合,调节 和,的示数如图(d)所示,此时读数为_____,电压表V1和V2读数分别为和,由此可知_____。断开,改换待测电阻,重复上述步骤。分别测得,。
(3)由三个电阻测量值可知_____(填“”“”或“”)涂层最厚。
(4)实验完成后,该小组通过原理分析,发现此方法测电阻未考虑电压表V1内阻的影响。若已知电压表V1内阻为,电压表V1和V2示数分别为和,电阻箱示数为,则________(用、、和表示)。经分析发现,本实验中考虑电压表V1内阻后,不影响判断三个电阻涂层厚度关系。
9.(2025·贵州·高考)某实验小组为测量粗细均匀的铅笔芯单位长度电阻及电压表的内阻,选用的器材有:
待测铅笔芯;
电源(电动势,内阻不计);
毫安表(内阻约,量程);
电压表V(内阻约几百欧,量程);
滑动变阻器(阻值);
刻度尺;开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)该小组设计了如图(a)所示的电路图。根据图(a)在答题卡上完成图(b)中的实物图连线______。
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片调到________端(填“A”或“B”)。
(3)移动滑动触头P到铅笔芯上的某位置,测量铅笔芯接入电路部分的长度;闭合S,移动滑动变阻器的滑片使毫安表示数,读出此时电压表的示数,断开。
(4)重复步骤(3),得到多组条件下不同对应的,如下表所示。表中电压的某个数据记录有误,有误的数据是________。
/cm
3.00
4.00
6.00
10.00
14.00
U/V
0.13
0.18
0.26
0.4
0.57
(5)实验小组更正表中的数据后,计算出和的值,并以为横坐标、为纵坐标对其进行线性拟合,得到直线的斜率,纵轴截距。计算出该铅笔芯单位长度的电阻为________,电压表的内阻为________。(结果均保留至整数)
10.(2025·福建·高考)某实验小组基于“等效替代法”设计了如图(a)所示的电路用于电阻测量。使用的器材有:电源E(电动势3V),电流表A(量程30mA),定值电阻(阻值均为),定值电阻(阻值),滑动变阻器(最大阻值,额定电流1.5 A),带标尺的滑动变阻器(最大阻值,额定电流1.5A),选择开关,单刀开关,待测电阻(阻值小于),导线若干。
(1)按照图(a),将图(b)中的实物连线补充完整________;
(2)将鳄鱼夹a、b短接,滑动变阻器的滑片移至最右端刻度处,打在位置1。接通,调节滑动变阻器,电流表指针指在图(c)所示的位置,记录电流表示数________mA,此示数作为本次实验的电流定标值;
(3)断开、,用鳄鱼夹a、b夹住两端。接通,将依次打在位置1、2,发现电流表示数均小于定标值I;打到位置3时,电流表示数大于定标值I,由此确定的阻值范围为________.(填“0~100”“100~200”“200~300”或“300~400”);
(4)将重新打在位置________(填“1”“2”或“3”),向左调节滑动变阻器的滑片,直到电流表指针重新回到定标值位置,此时的滑片处于刻度处。基于“等效替代法”原理,可得的阻值为________;
(5)以下因素可能影响测量结果的有________。(多选,填正确答案标号)
A.电源存在内阻 B.电流表存在内阻
C.滑动变阻器读数有偏差 D.步骤(4)电流表指针未重新回到定标值位置
11.(2025·甘肃·高考)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)两节,电压表(量程,内阻约),电流表(量程,内阻约),滑动变阻器(最大阻值),待测电阻,开关,单刀双掷开关,导线若干。
(1)首先设计如上图所示的电路。
①要求用选择电流表内、外接电路,请在图1中补充连线将的c、d端接入电路____;
②闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于___端(填“a”或“b”);
③闭合后,将分别接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所示的电路。
①请在上图中补充连线将电压表接入电路______;
②闭合,将分别接c和d端时,电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值_______(用、、和表示)。
12.(2025·四川·高考)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)
螺旋测微器
学生电源E(电动势,内阻未知)
米尺(量程)
滑动变阻器(最大阻值)
电阻箱(阻值范围)
电流表(量程,内阻较小)
开关、
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和位置,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、和,则该样品横截面直径的平均值为________。
(2)该小组采用限流电路,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、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到刻度处。断开、闭合,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处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为_________(取,结果保留2位有效数字)。
(4)为减小实验误差,可采用的做法有________(有多个正确选项)。
A.换用内阻更小的电源
B.换用内阻更小的电流表
C.换用阻值范围为的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
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