2027届高考物理二轮复习实验专题-专题十七 电学实验

**基本信息** 聚焦电学实验核心技能，通过13道典型题覆盖测量、改装、多用电表等模块，以题串联实验原理与数据处理，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |测量类|5题|含电动势内阻、电阻测量，涉及图像法、半偏法|闭合电路欧姆定律为核心，推导测量公式与误差分析| |改装类|3题|电表改装与传感器设计，需计算分压/分流电阻|基于表头参数，应用串并联规律实现量程拓展| |多用电表|2题|挡位判断、读数与原理分析|整合电流、电压、电阻测量原理，体现仪器设计逻辑| |电阻率测定|3题|含长度、直径测量及数据处理|从电阻定律出发，关联实验操作与数据计算|

2027届高考物理二轮复习第四部分实验专题 专题十七电学实验同步练习 1．在闭合电路欧姆定律展示课中，小宁同学和张老师制作了一个水果电池，为了测量电动势和内阻，准备了如下器材： 毫安表：量程，内阻未知； 毫安表：量程，内阻约为； 定值电阻； 定值电阻； 两个电阻箱：阻值范围均为； 开关、导线若干。 (1)为了更准确地测量水果电池的电动势和内阻，张老师建议先测量毫安表的内阻，电路如图甲所示，已知毫安表和是由规格相同的表头改装而成的。其操作过程如下：调节电阻箱到最大阻值，断开，闭合。逐次减小电阻箱的电阻，观察并记录毫安表和的示数，小宁同学发现两表指针偏转角度总是相同，则内阻为____。 (2)将毫安表串联一个电阻箱，将其改装成量程为的电压表，此电阻箱电阻调为_____。 (3)用改装后的电压表和另一个电阻箱，设计如图乙所示的电路，测得多组、的值，并作图像，如图丙所示，要求测量结果尽量精确，那么水果电池的电动势_____V，内阻____。（计算结果均保留3位有效数字） 2．某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻的阻值变化范围为50Ω~250Ω。供选择的实验器材如下： A．电源E：电动势为4V，内阻不计 B．电流表：量程为3mA，内阻 C．电流表：量程为30mA，内阻约为 D．电阻箱：阻值范围0~9999.9Ω E.定值电阻 F.开关S、导线若干 (1)为了较准确地测量电阻，某同学设计了图甲的实验电路图，根据所设计的电路图，设电流表、的示数分别为、，电阻箱的电阻为，则的测量值为______（用、、及表示）。 (2)为保障电路安全，定值电阻应选用______Ω（选填“50”、“150”或“800”）。 (3)该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻随所加外力F的图像，如图乙所示，则由此图像可知，随压力F的增大，压敏电阻的阻值______（填“增大”、“减小”或“不变”）。 (4)该同学将这种压敏电阻与一个量程为3V的理想电压表按图丙所示电路改装成测量压力的仪表。为了使改装后的压力表量程为0~100N，压力为100N时对应电压表3V的刻度，则电压表2V刻度对应压力表______N的刻度。 3．某同学测量两个电压表和的内阻。可用器材有：直流电源（电源电动势未知），滑动变阻器，电阻箱，开关和导线若干。 （1）他设计了测量电压表内阻的电路，其电路原理图如图（a）所示。在答题卡上按照原理图将图（b）中实物图间的连线补充完整_____。闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片滑至与图（a）中滑动变阻器的_____（填“M”或“N”）端对应的位置。 （2）闭合开关S，将滑动变阻器滑片移动到适当位置。增加电阻箱接入电路的阻值，V1的示数发生了变化，其示数_____（填“增大”或“减小”），同时V2的示数_____（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）若电阻箱接入电路的阻值为时，和的示数分别为和，则电压表的内阻值_____（用、和表示）。当时，的示数，的示数如图（c）所示，可知_____V，_____（保留2位小数）。 （4）若使用前已调零，而未调零，导致偏大，则（3）中计算得到的电压表的内阻值________（填“大于”“小于”或“等于”）调零后相应的计算结果。 （5）将上述实验中两电压表的位置互换，测量得到电压表的内阻。 4．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） 5．某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“”字样，为了测量该电池电动势和实际容量，该同学进行了如下实验： (1)测量电池的电动势，可供选择的器材如下： 待测电池E、电流表（，内阻较小）、电流表（，内阻较小）、电阻箱、开关S和导线若干。 完成下列填空： ①该电池允许的最大放电电流为，电流表应选_____________（填“”或“”）； ②请根据上述器材设计实验电路，并在答题卡上指定位置补全电路图；___________ ③按照②中正确电路图连接电路，闭合开关S，记录电流表示数I及电阻箱阻值；断开开关S，改变。重复以上步骤，得到和的关系如图（a）所示，由图可得电池电动势_____________V（结果保留2位有效数字）。 (2)该同学设计出测量电池容量的电路，如图（b）甲所示。完成下列填空： ①电路连接完毕，闭合开关S，每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I，得到U和I随时间t变化的图像分别如图（b）乙、丙所示； ②由图（b）乙、丙可知，随着电池持续放电，输出电压和电流均持续减小。当时，电池输出电压为_____________V，随后电池输出电压和电流开始迅速衰减，电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量，由测量结果可估算出该电池的实际容量为_____________（以上结果均保留2位有效数字）。 6．在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中， (1)为了减小测量误差，如图所示的电路中应该选择的是___________（选填“甲”或“乙”）； (2)通过调节滑动变阻器，测得多组U、I数据，记录于下表。试在答题纸上的方格纸中建立合适的标度，描点并作出图像___________，由此求得电动势___________V，内阻___________。（结果均保留到小数点后两位） 次数 1 2 3 4 5 U/V 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 I/A 0.14 0.22 0.30 0.37 0.45 7．图甲是简易多用电表的电路原理图，图中是电源，、、、、是定值电阻，是可变电阻，表头G的满偏电流为，内阻为，其表盘如图乙所示，最上面一行刻度的正中央刻度值为“15”。图甲中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，分别为直流电流挡和挡、电阻挡、直流电压挡和挡。 (1)若用电阻“”挡测二极管的反向电阻，则端所接表笔与二极管的____________（填“正”或“负”）极相接触，测得的结果如图乙中a所示，则该二极管的反向电阻为____________。 (2)某次测量时，多用电表指针位置如图乙中b所示，若此时端是与“1”相连的，则多用电表的示数为____________；若此时端是与“4”相连的，则多用电表的示数为____________。（保留两位有效数字） (3)根据题中所给的条件可得、的阻值之和为____________。 8．图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E（电动势未知）是电池；与是定值电阻，是可变电阻；表头G的满偏电流为1 mA，内阻为240 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有3个挡位，3个挡位分别为直流电压10 V挡，直流电流5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。 (1)图甲中的A端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 (2)根据题给条件可得________Ω，_________Ω。 (3)若该多用表的表盘如图乙所示，表盘中央对于欧姆挡刻度为“15”，则该多用表内的电源电动势________V。（保留两位有效数字） (4)若长时间使用后，欧姆挡内部电源电动势会减小，此时在能够正常进行欧姆调零的情况下去测量未知电阻阻值，则测量值相比于真实值________。（填“偏大”“偏小”或“相等”） (5)某同学想借助于该多用表的欧姆挡去确定实验室中一只只有刻度线却无示数的表头的内阻与量程。将功能选择开关拨欧姆挡，在进行欧姆调零后，将电流表的两接线柱分别与红黑表笔相连，此时多用表指针指示如图乙所示位置，电流表的指针指于表盘的中央，则待测表头的内阻为________Ω，量程为________mA。（保留两位有效数字） 9．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。 10．某特殊材料制成的一段均匀电阻丝，其电阻约为几十千欧，为测定这种材料的电阻率，进行了以下操作。 (1)用刻度尺测得其长为，测量其外径时螺旋测微器示数如图甲，则________。 (2)用如图乙所示电路测量电阻丝的阻值。 先将置于处，闭合，调节滑动变阻器，使灵敏电流计示数为；断开，将置于处，再次闭合，保持滑动变阻器滑片不动，调节电阻箱的阻值至时，灵敏电流计示数为。已知灵敏电流计的内阻为，则________，该测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 (3)这种材料的电阻率________（用、、表示）。 11．汽车自动雨刷系统中的核心部件是雨量感应模块。某物理兴趣小组欲探究一个用于雨量感应的光敏电阻的特性曲线，并设计一个简单的雨量控制模拟电路。 (1)探究光敏电阻的阻值特性 准备实验器材：待测光敏电阻，（阻值随光照强度增大而减小），直流电源（），电压表（量程0~5 V，内阻约3 kΩ），电流表（量程0~3 mA，内阻约10 Ω），滑动变阻器（最大阻值20 Ω），开关，导线若干，用于模拟雨滴的遮光物。 ①小组同学先用多用电表的电阻挡粗略测量光线较弱时光敏电阻的阻值，将选择开关指在电阻挡“×100”倍率，进行正确操作后示数如图甲所示，其读数为______Ω。 ②为了更精确地测量不同光照强度下光敏电阻的阻值，小组同学设计电路后连接实验器材进行实验。请根据题中所给器材和测量需要，设计合理测量电路，用笔画线代替导线，在图乙中将实物图补充完整______。 ③小组同学用遮光物模拟雨滴，不同程度地遮挡光敏电阻以模拟不同雨量。测得无遮挡、轻度遮挡、重度遮挡（模拟小雨、中雨、大雨）三种情况下的I-U图线分别为图丙中的a、b、c，则对应小雨情况的图线是______（填“a”、“b”或“c”）。 (2)设计自动雨刷启动电路 根据以上实验结果，小组同学遂利用该光敏电阻设计一个模拟“自动雨刷”的控制电路。其原理是当雨量增大时，控制开关输入电压降低，且在达到中雨级别之前的适当值时，使控制开关输入的电压低于阈值（触发开关工作电压值）2.5 V，触发雨刷电机启动。其电路基本结构如图丁所示，已知供电电路采用的器材为光敏电阻，定值电阻，，，电源电动势（内阻不计）。则图丁中的A处应接入的元件为______，B处接入的元件为________（选填“”“”“”） 12．用如图甲所示的电路测量一个量程为，内阻约为的毫安表头的内阻，所用电源的电动势约为6V，有两个电阻箱可选：，。 (1)应选______________，选择另一个电阻箱。 (2)根据电路图，请把图乙中的实物连线补充完整____________。 (3)下列操作顺序合理排列是_________________。 ①将变阻器滑动头移至最左端，将调至最大值； ②闭合开关，调节，使毫安表半偏，并读出阻值； ③断开，闭合，调节滑动头至某位置再调节使表头满偏； ④断开、拆除导线，整理好器材。 (4)如图丙是调节后面板，则待测表头的内阻为__________，该测量值__________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 13．在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，金属丝电阻值约为。可供选择的器材有： A．电流表（量程，内阻） B．电流表（量程，内阻） C．电压表（量程，内阻约为） D．滑动变阻器（，） E.滑动变阻器（，） F.蓄电池（，内阻很小） G.开关一个，带夹子的导线若干 (1)先使用螺旋测微器测量金属丝的直径如图甲所示，则金属丝的直径________。 (2)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的并且精确测量金属丝的阻值，电流表应选________，滑动变阻器应选________。（填选项前的字母） (3)请将如图乙所示的实际测量电路用笔画线补充完整________。（实验要求测量尽可能精确、接线简单、功耗低） (4)结合所选器材已知条件，测量得出电压表示数为，电流表示数为，金属丝直径为，长度为，得到金属丝的电阻率的表达式________（用本题给定的物理量对应字母表示）。 (5)实验中用到的电表存在内阻，电阻率的测量结果________（选填“大于”“小于”“等于”）真实值。 参考答案 1．(1)500 (2)2500 (3) 0.514 857 2．(1) (2)150 (3)减小 (4)50 3． M 增大 减小 1.35 1.35 小于 4．(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。 5．(1) A2 4.0 (2) 3.6 73 6．(1)甲 (2) 1.44/1.45/1.43 0.65/0.66/0.64 7．(1) 正 70 (2) 0.60A 0.90V (3)600 8．(1)红 (2) 60 1952 (3)7.5 (4)偏大 (5) 4.4 9．(1) D 大于 (2) 10．(1)5.315/5.314/5.316 (2) 23.5 偏大 (3) 11．(1) 1800 a (2) 12．(1) (2) (3)①③②④ (4) 198.9 小于 13．(1)0.313/0.312/0.314/0.315 (2) B D (3) (4) (5)等于 学科网（北京）股份有限公司 $