内容正文:
专题05 电学实验
4大高频考点
1. 测量金属丝的电阻率
2. 测量电源的电动势和内阻
3. 测量电阻常用的方法
4. 电表改装
考点1 测量金属丝的电阻率
1.(2025-2026高二上·陕西安康-11月·期中)某实验小组欲测量用某种特殊材料制作的一长方体电阻的电阻率,方案如下:
(1)首先用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到电阻“”挡,正确操作后,指针位置如图1所示,则读数为 。
(2)为进一步提高实验精度,采用伏安法测量其电阻值,提供器材如下:
电源电动势为,内阻未知;电压表的量程,内阻约为;电流表的量程,内阻约为。实验中要求滑动变阻器采用分压接法,请在图2中用笔画线代替导线完成剩余部分的连接 ;若测得电压表的示数为,电流表的示数为,则 。
(3)为了消除上述实验中电表带来的误差,该小组又设计了如图3所示的电路。其操作如下:闭合,将滑片调到合适位置,将分别接1和2端时,测得电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻的阻值 (用、、和表示)。
(4)图2中,电阻的长为,宽为,高为。若用伏安法测得电阻为,则电阻的电阻率 (用、、、表示)。
【答案】(1)8000 (2)① ② (3) (4)
【讲解】(1) 多用电表选择开关旋转到“×1 k”,读数为8000 Ω。
(2) [1]实验中滑动变阻器采用分压接法,因为,所以采取电流表内接法,实验电路连接如图所示 [2]若测得电压表的示数为,电流表的示数为,则
(3) 接1端时接2端时解得
(4) 根据电阻定律可知
2.(2025-2026高二上·甘肃兰州西北中学·期中)某同学要测量一个由均匀新材料制成的中空圆柱体电阻的中空截面积,实验步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度,如图甲所示,可知其长度为 ,用螺旋测微器测量其直径,如图乙所示,可知其直径为 。
(2)选用多用电表的欧姆“”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体电阻的阻值,表盘的示数如如图丙所示,可知其阻值为 。
(3)为更精确地测量其电阻,设计了如图丁所示的电路,可供选择的器材如下:
A.电流表(,约)
B.电流表(,约)
C.电压表(,约)
D.电压表(,约)
E.滑动变阻器(,约)
F.蓄电池(6V,)
G.开关一个,带夹子的导线若干
为了使测量尽量准确,测量时电表示数不得小于其量程的,电压表应选 ,电流表应选 。(均填器材代号)
(4)根据图丁所示的实验电路图,实验中测量的物理量有电压表示数、电流表示数、圆柱体电阻的长度和直径,已知该新材料的电阻率为,则圆柱体电阻的中空截面积 (用所给物理量的符号表示)。
【答案】(1)① 5.015 ② 4.700 (2)22.0或22 (3)① C ② A (4)
【讲解】(1) [1]如图甲所示,长度为[2]如图乙所示,可知其直径为(2) 如图乙所示,圆柱体的阻值约为(3) [1]蓄电池的电动势为,为了使测量尽量准确,测量时电表示数不得小于其量程的,电压表D量程太大,故电压表选择C;[2]待测电阻两端的电压不能超过,电流不超过,所以电流表选A。
(4) 根据欧姆定律可以得到根据电阻定律可知联立可以得到电阻的实心截面积则圆柱体电阻的中空截面积
3.(2025-2026高二上·陕西西安中学·期中)某同学测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:
(1)用10分度的游标卡尺测量其长度如图甲,可知其长度为 cm
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙,可知其直径为 mm
(3)因电表内阻未知,用如图丙所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U1=1.70V,电流表的示数如图丁所示,其读数I1= A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为U2=1.80V,I2=0.33A。由此可知应采用电流表 (填“内”或“外”)接法,测得的值比真实值 (填“偏大”、“偏小”或“一样”)
(4)根据上面的数据,算得该材料的电阻率为 (保留三位有效数字)
【答案】① 5.00 ② 4.700 ③ 0.34 ④ 外 ⑤ 偏小 ⑥
【分析】【详解】
(1)[1] 游标卡尺读数为(2)[2] 螺旋测微器读数为(3)[3]电流表精确度为,读数为。[4]根据题意可知,电流表的分压作用更明显,应该避免电流表的分压,故应采用电流表外接法。[5]根据得因电压表的分流作用,电流的测量值偏大,则电阻率测量值比真实值偏小。[6]根据代入数据解得
4.(2025-2026高二上·宁夏银川第九中学·期中)某同学要测定阻值约为的某金属丝的电阻率。
(1)如图甲先用游标卡尺测其长度为 cm,如图乙再用螺旋测微器测其直径为 mm。
(2)某次实验电压表与电流表的示数如图丙、丁所示,已知电压表选15V量程,电流表选0.6A量程,则它们的读数值依次为 V、 A,可以求出金属丝的电阻为 (电阻计算结果保留3位有效数字)。
(3)用测得的金属导线长度l、直径d和电阻R,可根据电阻率的表达式 算出所测金属的电阻率。
【答案】(1)① 5.235 ② 8.475 (2)① 11.5 ② 0.54 ③ 21.3 (3)
【讲解】(1) [1]游标卡尺的读数为[2]螺旋测微器的读数为
(2) [1]电压表的量程为15V,分度值为0.5V,根据题图可得电压表示数为11.5V;[2]电流表的量程为0.6A,分度值为0.02A,根据题图可得电流表示数为0.54A;[3]可以求出金属丝的电阻为
(3) 根据电阻定律又联立可得
5.(2025-2026高二上·陕西咸阳·期中)某同学对航天飞机上使用的由特殊材料制作的电阻进行电阻率的测量,其形状为圆柱体,实验室现提供以下器材:
A、电流表(量程0~50mA,内阻)
B、电流表(量程0~100mA,内阻)
C、滑动变阻器(0~10Ω,2A)
D、定值电阻()
E、定值电阻()
F、待测电阻(长度为L=15cm,电阻大约为60Ω)
G、直流电源E(电动势为4V,内阻不计)
H、开关一只,导线若干
实验步骤如下:
a、用螺旋测微器测出该电阻的直径d,螺旋测微器示数如图甲所示;
b、根据如图乙所示的实验电路将实验器材连接起来;
c、闭合开关S,改变滑动变阻器的滑片位置得到多组电流表及电流表的读数,并将其记录下来;
d、将记录的数据描绘在以为纵轴、为横轴的坐标系中,得到如图丙所示的图像;
e、利用图像得到待测电阻的阻值,求得其电阻率。
请回答下列问题:
(1)待测电阻的直径d= mm;
(2)图乙中M处器材应选取 ;(用器材前的序号字母表示)
(3)由图乙可以得到与的关系为= (用和数字表示);
(4)由图丙知:= Ω·m(结果保留三位有效数字)。
(5)在图乙中,测量电阻时得到的阻值与真实值相比,测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)5.450 (2)E (3) (4) (5)等于
【讲解】(1) 螺旋测微器的精确值为,由图可知测电阻的直径为
(2) 由电动势可知电压表量程约为4V,可选电流表A1与定值电阻R2串联改装,改装后的最大量程为,即M处器材应选取E。
(3) 由欧姆定律可得则
(4) 结合图丙可得解得根据电阻定律可得可得
(5) 由于在计算通过的电流时,电流表A内阻已知,已经考虑了改装电压表的分流作用,因此的测量值等于真实值。
6.(2025-2026高二上·陕西西安铁一中学·期中)在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学设计的实验电路图如下:
(1)设测得金属丝的电阻为R,金属丝的长度为L,金属丝的直径为D,则金属丝的电阻率为 (用题目所给字母表示);
(2)某同学用游标卡尺测量某金属丝的直径读数如图1所示,则该金属丝的半径为 mm;
(3)该同学用伏安法测量该金属丝的电阻,电压表选择0~3V量程,电流表选择0~0.6A量程,分别测量金属丝两端的电压和流过金属丝的电流,指针位置分别如图2所示,则金属丝的电阻为 Ω;
【答案】① ② 2.1 ③ 2.61
【详解】
(1)[1]金属丝的横截面积为由电阻定律可知(2)[2]游标卡尺主尺读数为0.4cm,游标的读数为,则直径为4.2mm,半径为2.1mm。
(3)[3]电压表的最小分度为0.1V,由图可知,电压表的读数为1.15V,电流表的最小分度为0.02A,由图可知,电流表的示数为0.44A,由欧姆定律可知,金属丝的电阻为
7.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)有一新型圆柱形的导电材料,电阻阻值在8~10Ω之间,为了测量该导电材料的电阻率,实验室提供了以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(0~100mA,内阻约为10Ω)
D.电流表A2(0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
E.电压表V1(0~3V,内阻约为3kΩ)
F.电压表V2(0~15V,内阻约为15kΩ)
G.直流电源E(4V,内阻不计)
H.滑动变阻器R(0~5Ω,2A)
I.开关及导线若干
(1)用游标卡尺测得该样品的长度L。其示数如图所示,其读数为 mm;
(2)本次实验的电流表选用的是 ,电压表选用的是 (填写器材前的字母);
(3)为尽量精确测量新型圆柱形导电材料的电阻R0,应采用下图中的 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图。
(4)若测得该导电材料的直径用d表示,长度用L表示,测得的电压用U表示,电流用I表示,写出该导电材料的电阻率表达式 。
【答案】(1)41.75 (2)① D ② E (3)甲 (4)
【讲解】(1) 20分度游标卡尺的精确值为,故该游标卡尺的读数为
(2) [1]电源电动势为4V,但用滑动变阻器可控制电压表的示数不超过3V,故电压表应选择E;[2]待测电阻阻值在8~10Ω之间,则通过待测电阻的最大电流故电流表应选择D。
(3) 滑动变阻器的最大阻值略小于待测电阻阻值,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法;又因故电流表应采用外接法,故应选择图甲所示电路。
(4) 根据欧姆定律有根据电阻定律有 联立解得
8.(2025-2026高二上·青海西宁大通县第二中学·期中)某同学欲测量一粗细均匀的金属棒的电阻率。
(1)滑动变阻器滑片向上移动,电压表示数 ,电流表示数 (均填“变大”“变小”或“不变”)
(2)该同学为了测定金属棒的电阻设计了如图所示的电路图;用电压表与电流表读数之比来得到电阻的测量值,若考虑电表内阻引起的系统误差,则电阻的测量值相较于真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)设测得导电材料的电阻为R,导电材料的长度为L,导电材料的直径为D,求得导电材料的电阻率为 (用题目所给字母表示)。
【答案】① 变大 ② 变大 ③ 偏小 ④
【详解】
(1)[1][2]根据闭合电路的欧姆定律可知,滑动变阻器滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,回路的总电阻减小,则电流表示数增大,电压表测的是定值电阻R0的电压,U = IR0,可知电压表的示数也增大。
(2)[3]由题图可看出,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用使电流表示数略大于通过金属棒电流的真实值,而电压表示数就是金属棒两端电压的真实值,根据欧姆定律可知电阻的测量值相较于真实值偏小。
(3)[4]根据电阻定律有金属棒的横截面积为联立解得
9.(2025-2026高二上·陕西榆林·期中)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态),某同学欲测量其电阻率,设计了如图(a)所示的电路图,其中电表可看成理想电表。实验步骤如下:
A.现用20分度游标卡尺,测得样品截面的边长a如图(b)所示;
B.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁间左右移动;
C.将丙调节至某位置,测量丙和某探针之间的距离L;
D.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表示数,读出相应的电压表示数U,断开开关S;
E.多次改变丙的位置,保持电阻箱的阻值不变,测量得到多组L和U的数据,作出图像如图(c)所示,得到直线的斜率为k。
回答下列问题:
(1)由图(b)可读得 mm。
(2)写出电阻率的表达式 (用k、a、L表示)。
(3)根据图像计算出该样品的电阻率 (保留2位有效数字)。
【答案】(1) (2) (3)
【分析】
(1) 由图(b)可读得
(2) 根据电阻定律有再根据欧姆定律有联立有由图像可知解得电阻率的表达式
(3) 图像的斜率代入数据计算出该样品的电阻率【点睛】
10.(2025-2026高二上·陕西汉中十校·期中)为了测量一精密金属丝的电阻率:
(1)先用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻为 Ω,然后用螺旋测微器测其直径为 mm,游标卡尺测其长度是 cm;
(2)为了减小实验误差,需进一步测其电阻,除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材如下:
A、电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ)
B、电流表A(量程0.6A, 内阻约为1Ω)
C、滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)
D、滑动变阻器R2(0 ~200Ω,0.1 A)
E、输出电压为3V的直流稳压电源
F、开关S,导线若干
为了提高测量的准确度,则滑动变阻器应选 (选填器材前面的字母);
(3)下列给出的测量电路中,为让测量时电表变化范围较大,则最合适的电路是 ,并连接实物图 ;
A、
B、
C、
D、
(4)如果金属丝直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,写出电阻率表达式= 。(用本问用所给字母表示)。
【答案】(1)① 6 ② 2.095 .094 .096 ③ 3.62 (2)C (3)① B ② (4)
【讲解】(1) [1]如图所示,用多用电表挡粗测其电阻为6Ω[2]螺旋测微器的精度为,用螺旋测微器测其直径为2mm+0.01mm×9.5=2.095mm[3]游标卡尺为10分度,精度为,游标卡尺测其长度是36mm+0.1mm×2=36.2mm=3.62cm
(2) 为了提高测量的准确度,滑动变阻器应采用分压式接法,应选阻值较小的C。
(3) [1]粗测金属丝电阻为6Ω,电压表内阻远大于待测电阻,则采用电流表外接;为让测量时电表变化范围较大,滑动变阻器应用分压电路,故选B。[2]如图所示
(4) 根据其中解得电阻率
考点2 测量电源的电动势和内阻
1.(2025-2026高二上·宁夏青铜峡宁朔中学·期中)为了测量一节干电池的电动势和内阻,某同学采用了伏安法,现备有下列器材:
A.被测干电池一节;
B.电流表1:量程0~0.6A,内阻;
C.电流表2:量程0~0.6A,内阻约为;
D.电压表1:量程0~3V,内阻未知;
E.电压表2:量程0~15V,内阻未知;
F.滑动变阻器1:,2A;
G.滑动变阻器2:,1A;
H.开关、导线若干。
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中应选择的器材为:电流表选择 、电压表选择 ,滑动变阻器选 (填写选项前的字母);
(2)实验电路图应选择下图中 (填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图象,则干电池的电动势 V,内电阻 Ω。
【答案】① B ② D ③ F ④ 甲 ⑤ 1.5 ⑥ 0.7
【详解】
(1)[1]电流表B的内阻是已知的,故选B;[2]被测干电池一节,电动势约为1.5V,电压表选择量程0~3V,故选D;[3]被测干电池的内阻较小,为方便调节,滑动变阻器选择阻值较小的,故选F;
(2)[4]因电流表的内阻已知,故实验电路图应选择图甲;
(3)[5][6]根据闭合电路欧姆定律即则,图像的纵截距表示电源的电动势,斜率的绝对值表示内阻
2.(2025-2026高二上·青海海南藏族自治州高中学·期中)某同学采用图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在 (填“M”或“N”)端;
(2)按照图甲连接实物图,如图乙所示,闭合开关前检查电路时,发现有一根导线接错,该导线为 (填“a”“b”或“c”),改接的方法是 。
(3)根据实验数据作出的图像如图丙所示,则该电池的电动势 V,内阻 Ω(结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)M (2)① ② 应将导线的两端分别连接电压表的“”接线柱和开关的右端接线柱 (3)① ②
【讲解】(1) 闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最大阻值处,远离下端接线柱,故应在M端。
(2) [1]根据电路图可知实物图中导线连接错误,[2]略
(3) [1][2]根据可知图线与纵轴交点为电动势,斜率的绝对值为内阻,则,
3.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)某研究小组收集了两个电学元件:电阻(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.开关一只、导线若干
(1)为了测定电阻的阻值,小明设计了一电路,与其对应的实物图如图甲,图中的电流表应选 (选填“”或“”),请将实物连线补充完整 。
(2)为测量锂电池的电动势和内阻,小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出图像,如图丙所示,若该图线的斜率为,纵轴截距为,则该锂电池的电动势 ,内阻 (均用、表示)。
【答案】(1)① ② (2)① ②
【讲解】(1) [1]电压表量程是3V,通过待测电阻的最大电流因此电流表应选电流表;[2]待测电阻阻值约为,滑动变阻器 (,额定电流1A)和电阻箱 ()最大阻值均小于待测电阻阻值,若变阻器采用限流接法时待测电阻电压与电流变化范围较小,不能测多组实验数据。所以为测多组实验数据,减小实验误差,滑动变阻器应采用分压接法,且故电流表应该采用内接法,实物电路图如图所示
(2) [1][2]根据闭合电路欧姆定律有又可得变形得可知图象的纵轴截距为解得电动势为图象的斜率解得
4.(2025-2026高二上·青海西宁大通县第二中学·期中)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差.
(1)除开关和导线若干外,现还提供以下器材:
A.电流表(量程:0~0.6A,内阻rA=0.2Ω)
B.电压表(0~15V)
C.电压表(0~3V)
D.滑动变阻器(0~20Ω)
E.滑动变阻器(0~200Ω)
实验中电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(选填相应器材前的字母)
(2)为准确测定电池的电动势和内阻,应选择的实验电路是图中的 (选填“甲”或“乙”).
(3)根据实验记录,画出的U-I图象如图所示,可得待测电池的电动势E= V,内电阻r= Ω.
【答案】① C ② D ③ 乙 ④ 1.5 ⑤ 0.8
【详解】(1)一节干电池电动势约为1.5V,则电压表应选0-3V的C;为方便实验操作,滑动变阻器应选总阻值较小的D;
(2)由于电流表内阻已知,而电压表内阻未知,故可以采用将电流表作为等效内阻采用相对电源的内接法,故选乙图;
(3)由图示电源U-I图象可知,图象与纵轴交点坐标值是1.5,则电源电动势E=1.5V,电源等效内阻为: ;故电源实际内阻为:r0=r-Rg=1-0.2=0.8Ω点睛:本题考查了实验电路选择、实验器材选择、作图象、求电源电动势与内阻等问题,要知道实验原理,要掌握应用图象法处理实验数据的方法;知道电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势图象斜率的绝对值是电源内阻.
5.(2025-2026高二上·陕西汉中十校·期中)如图所示,老师准备按该电路图选择合适的器材连接好后用来测量电源电动势和内阻。
(1)开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到 (填“最左侧”或“最右侧”)。
(2)根据实验测得的几组I、U数据作出U-I图像如图所示,由图像可确定:该电源的电动势为 V,电源的内电阻为 Ω(结果保留到小数点后两位)。
【答案】(1)最左侧 (2)① 1.40 ② 0.57
【讲解】(1) 开关闭合前,为了保护电路,滑动变阻器应接入最大阻值。由电路图可知,开关闭合前滑动变阻器的滑片滑到最左侧。
(2) 根据闭合电路欧姆定律图像中,纵轴截距表示电源电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻[1]由图像可知,纵轴截距为,所以电源电动势[2]图像斜率所以电源的内阻
6.(2025-2026高二上·宁夏银川第九中学·期中)为了测量一节干电池的电动势和内阻,某同学采用了伏安法,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表1:量程,内阻
C.电流表2:量程,内阻约为
D.电压表1:量程,内阻未知
E.电压表2:量程,内阻未知
F.滑动变阻器
G.滑动变阻器
H.开关、导线若干
在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)为方便实验调节且能较准确地进行测量,在上述器材中电流表应选用 ,电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 。 (均填器材前的字母序号)
(2)实验电路图应选择下图中的 (填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图像,则干电池的电动势E= V,内电阻r= Ω。(结果均保留三位有效数字)
【答案】① B ② D ③ F ④ 甲 ⑤ 1.45 ⑥ 1.00
【详解】
(1)[1][2][3]因丙图中电流读数不超过0.5A,故选B;因一节干电池电源电动势约为,电压表选择量程,故选D;滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化,减小误差,故选F;
(2)[4]因电流表的内阻已知,故实验电路图应选择图甲可以消除系统误差;
(3)[5]结合U-I图像的纵截距表示电动势,可得[6]图像的斜率表示等效内阻,则
7.(2025-2026高二上·陕西汉中十校·期中)某物理兴趣小组设计如图甲所示的电路图,测量电源电动势和内阻,当滑动变阻器R3的滑片P从最左端滑至最右端时,测到电源的路端电压与电流的变化图像如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的。求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)电源的最大输出功率。
【答案】(1)5V,10Ω (2)2.5Ω (3)0.625W
【讲解】(1) 根据闭合电路的欧姆定律E=U+Ir由图像可知U=4V,I=0.1A,即E=4+0.1r当U=1V,I=0.4A,即E=1+0.4r联立解得E=5V,r=10Ω
(2) 当滑动变阻器滑动端P在最右端时R1、R3被短路,此时外电阻为R2,此时路端电压最小,由图可知此时U=1V,I=0.4A,可得
(3) 当外电阻与内阻相等时电源输出功率最大,最大输出功率为
考点3 测量电阻常用的方法
1.(2025-2026高二上·甘肃兰州西北中学·期中)图甲、乙都是测量灯泡电阻的电路图,下列说法正确的是( )
A. 在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表内接法,图乙的接法叫电流表外接法
B. 图甲中R测>R真,图乙中R测<R真
C. 图甲中误差由电压表分流引起,此法适合测较大电阻
D. 图乙中误差由电流表分压引起,若已知电流表内阻,此法将没有系统误差
【答案】D
【详解】A.在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表外接法,图乙的接法叫电流表内接法,故A错误;B.图甲中,由于电压表的分流作用,导致电流测量偏大,根据欧姆定律可知,图乙中,由于电流表的分压作用,导致电压测量偏大,根据欧姆定律可知,,故B错误;C.结合上述分析可知,图甲中,待测电阻阻值越小,电压表分流越小,误差越小,因此这种接法适合测小电阻,故C错误;D.图乙中误差由电流表分压引起,若已知电流表内阻,此法将没有系统误差,故D正确。故选D。
2.(2025-2026高二上·宁夏银川第九中学·期中)(多选)如图甲所示为某多用电表中欧姆表的内部电路图,电源电动势,内阻,灵敏电流计内阻,满偏电流。图乙为该多用电表的表盘,欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。不计导线的电阻。则( )
A. 在正确使用和操作的情况下,图中表笔应为黑表笔
B. 图中两表笔短接进行欧姆调零,滑动变阻器接入电路的阻值为
C. 欲将欧姆表改装为“”挡,应该为灵敏电流计并联一个阻值为的电阻
D. 利用多用电表测量某电阻时,发现指针偏转角度很小,则之前选择的倍率挡偏大
【答案】BC
【详解】A.在正确使用和操作的情况下,图中表笔与电源负极相连,根据电流红进黑出可知应为红表笔,选项A错误;B.图中两表笔短接进行欧姆调零,滑动变阻器接入电路的阻值为选项B正确;C.欲将欧姆表改装为“”挡,则应该为灵敏电流计并联的电阻为选项C正确; D.利用多用电表测量某电阻时,发现指针偏转角度很小,说明待测电阻较大,则之前选择的倍率挡偏低,选项D错误。故选BC。
3.(2025-2026高二上·宁夏银川第九中学·期中)某同学想通过测绘一只额定电压为2.5V小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。实验电路如图甲所示,根据实验数据描绘的I-U图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 小灯泡正常工作时的电阻约为5.7Ω
B. 随着小灯泡两端电压的增大,小灯泡的电阻变小
C. 该实验的系统误差主要是由电流表的分压引起的
D. 图甲中开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑片置于A处
【答案】A
【详解】A.由I-U图像可知当电压为2.5V时,电流约为0.44A,所以小灯泡正常工作时的电阻约为故A正确;B.I-U图像的斜率反应了电阻倒数大小的变化情况,随着电压的增大图像斜率越来越小,所以电阻越来越大。故B错误;C.该实验的系统误差主要是由电压表的分流引起的。故C错误;D.开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑片置于B处。故D错误。故选A。
4.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)如图所示为电阻表的内部电路,a、b为表笔插孔,下列说法正确的是( )
A. a孔插红表笔
B. 测量新的电阻时,必须要重新进行欧姆调零
C. 电池用久了,若电动势不变而内阻增大,则欧姆调零后,仍可以准确测量电阻
D. 用“”挡测量时,若指针偏角太大(靠近表盘的右端),应换用“”挡
【答案】C
【详解】A.根据多用电表内部结构,电流从红表笔流入、黑表笔流出可知a孔插黑表笔,故A错误;B.测量新的电阻时,若倍率改变则必须要重新进行欧姆调零,若倍率不变则不需要重新欧姆调零,故B错误;C.电池用久了,若电动势不变而内阻增大,则欧姆调零后,使电流表满偏,即指针指到最右端,根据可知仍可以准确测量电阻,故C正确;D.用“”挡测量时,若指针偏角太大(靠近表盘的右端),说明该电阻较小,应换用“”挡,故D错误。故选C。
5.(2025-2026高二上·陕西西安中学·期中)(多选)用如图所示的多用电表测量定值电阻。
(1)待测电阻的阻值约为,测量步骤如下:
①调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准 (选填“直流电流、电压”或“电阻”)零刻线。
②将选择开关转到电阻挡的 (选填“×1”“×10”或“×100”)挡位。
③将红、黑表笔插入“+”、“-”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的 (选填“0刻线”或“刻线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,读取数据。
(2)测量后需要继续测量一个阻值大约是左右的电阻,下列实验步骤正确的操作顺序为 (填写实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
【答案】(1)① 直流电流、电压 ② ×1 ③ 0刻线 (2)ADCB
【讲解】(1) [1]实验前应调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准直流电流、电压零刻线;[2]测量电阻时,由于待测电阻的阻值约为,为了使指针指在中央刻线附近,应将选择开关转到电阻挡的×1挡位;[3]将红、黑表笔插入“+”、“-”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的0刻线。
(2) 待测电阻阻值大约是,为了使指针指在中央刻线附近,应先将选择开关置于“”位置,换挡后需要进行欧姆调零,即将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”,随后开始测量,即将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开,测量完成后,需要将选择开关置于“OFF”位置,可知,实验步骤正确的操作顺序为ADCB。
6.(2025-2026高二上·宁夏青铜峡宁朔中学·期中)现有一段由某种金属材料制成的圆柱体形状的电阻丝,小明同学想在实验室测量其电阻并尝试计算其电阻率。
(1)小明同学用欧姆表测电阻,选择开关置于“×100”挡时,表针停在图中的100与500之间的中间位置上。为了使测量结果比较精确,下列操作正确的是( )
A. 直接读数并乘上100即可 B. 换“×10”挡,无需重新欧姆调零
C. 换“”挡,需重新进行欧姆调零 D. 选择任意挡都行,但需进行欧姆调零
(2)小明同学进一步利用游标为20分度的游标卡尺测量该金属丝长度,由图甲可知其长度为 cm;用螺旋测微器测其直径,如图乙所示,则 mm。
【答案】(1)C (2)① 6.170 ② 1.600
【讲解】(1) 选择开关置于“×100”挡时,表针停在图中的100与500之间的中间位置上,可知待测电阻的阻值较大,表针位于表盘中央附近时,实验误差较小,为减小实验误差,应换“×1k”挡,需重新进行欧姆调零。故选C。
(2) [1]长度为[2]直径
7.(2025-2026高二上·青海海南藏族自治州高中学·期中)某实验小组测未知电阻的阻值时,改装电表后采用“伏安法”测量未知电阻。
(1)改装电表,将量程为、内阻为的电流表串联一个的电阻,将它改装成电压表,则改装后的电压表的量程是 V。
(2)现另有以下仪器:
电源(电动势3V,内阻不计)
电流表(量程3A,内阻约)
电流表(量程1A,内阻约)
滑动变阻器(最大阻值为)
开关、导线若干
在图乙框中画出测量最合理的完整电路图并标出所选仪器 。
(3)该小组的同学在坐标纸上建立、坐标系,用测量数据描绘出图线如图丙所示,由图线可得未知电阻的阻值 (保留2位有效数字)。
【答案】(1)3 (2) (3)4.0
【讲解】(1) 改装后的电压表的量程是(2) 根据图像,要求中的电流I、电压U从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,为减小读数误差,电流表应选择,由于被测电阻阻值较小,则电流表应采用外接法。完整电路图如图所示
(3) 根据欧姆定律可得图像的斜率为由图线可得未知电阻的阻值
8.(2025-2026高二上·陕西榆林·期中)某次实验课上,甲同学利用实验室现有器材,设计了一个测量未知电阻阻值的实验,实验器材如下:
A.干电池(电动势1.5V,内阻未知)
B.电流表A(量程,内阻未知)
C.电压表V(量程,内阻未知)
D.滑动变阻器R(最大阻值为)
E.待测电阻(阻值约)
F.开关S,导线若干
(1)按图(a)连接电路,断开开关,将滑动变阻器R的滑片调到最右端,闭合开关,读出电流表示数。在忽略干电池和电流表内阻的情况下,计算得到待测电阻阻值 ;
(2)乙同学分析甲同学的测量方案,认为误差很大,需要改进方案。如图(b)所示,乙同学把电压表接入甲同学电路中的 (选填“a”或“b”)点,就可以测出电流表内阻和干电池内阻之和,从而较准确地测得的阻值。
(3)乙同学按图(b)中正确连接电路后,多次调节滑动变阻器,测得多组电压表和电流表的示数,根据记录的数据作出的图像如图(c)所示,则干电池的实际电动势为 V,电流表内阻和干电池内阻之和为 (前两空结果均保留两位小数)。若用该电路测量干电池内阻,则测量值 (选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
【答案】(1) (2)a (3)① 1.36 .35 .37 ② ③ 偏大
【讲解】(1) 根据题意及闭合电路欧姆定律有其中滑动变阻器R接入电路的阻值为,解得
(2) 由于要测量电流表内阻和电源的内阻之和,所以应将电压表接入电路中的a点。
(3) [1]根据闭合电路欧姆定律有得到所以U-I图像的纵截距为干电池的电动势E=1.36V[2]U-I图像的斜率的绝对值为电流表和干电池内阻之和,可得[3]该电路测得的电阻实际为电流表内阻和干电池内阻之和,故干电池内阻测量值偏大。
9.(2025-2026高二上·陕西西安部分中学·期中)利用如图所示的电路测定电流表的内阻,步骤如下:
①闭合开关S1,调节R1,使电流表指针偏转到满刻度;
②再闭合开关S2,调节R2,使电流表指针偏转到满刻度的一半;
③读出R2的阻值,即认为Rg=R2。
已知电流表满偏电流为500 μA,其内阻约在100 Ω左右,实验室配有的可变电阻有:
A.电阻箱(0~10 Ω);
B.电阻箱(0~9 999 Ω);
C.滑动变阻器(0~200 Ω);
D.滑动变阻器(0~20 kΩ).
(1)电路图中R1应选 ,R2应选 ;
(2)若上述实验中,读得R2的阻值为100 Ω,则电流表内阻的测量值和真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】① D ② B ③ 偏小
【详解】
(1) [1][2]电路中R1阻值应远大于Rg,R2的阻值比Rg稍大就行,但R2必须是电阻箱,不然不能读数。故R1应选D, R2应选B。
(2) [3]S1先闭合,调节R1,使干路电流为Ig,再闭合S2,调节R2,使电流表半偏,即电流表示数为,此时因为回路中总电阻变小而干路电流I变大,即I比Ig稍大这样通过R2的电流如图所示, 由并联电路电流和电阻关系知R2<Rg真,所以读得R2为100 Ω时,实际Rg比100 Ω要大,即测量值要比真实值偏小。
考点4 电表改装
1.(2025-2026高二上·陕西西安中学·期中)已知一只表头的量程为 0~100mA,内阻 Rg=100Ω。现将表头改装成电流、电压两用的电表,如图所示,已知 R1=100 Ω,R2=1kΩ,则下列正确的说法的是( )
A. 用oa两端时是电流表,最大测量值为200mA
B. 用ob两端时是电压表,最大测量值为200V
C. 用oa两端时是电压表,最大测量值为110V
D. 用ob两端时是电流表,最大测量值为220mA
【答案】A
【详解】AC.改装电流表的原理是并联分流,可知用oa两端时是电流表,其电流最大测量值为A正确,C错误;BD.改装电压表的原理是串联分压,可知用ob两端时是电压表,其电压最大测量值为BD错误。故选A。
2.(2025-2026高二上·陕西汉中十校·期中)(多选)如图所示,大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流为,内阻为,变阻箱接入电路的阻值为。下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,增大时量程减小
B. 乙表是电压表,增大时量程减小
C. 在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,则
D. 改装为量程15V的电压表,选择图乙,
【答案】AD
【详解】A.甲表中灵敏电流表与电阻并联,由于电阻的分流作用使总电流增大,故甲是电流表,增大时分流变小,则量程减小,故A正确;B.乙表中灵敏电流表与电阻串联,由于电阻的分压作用使总电压增大,故乙是电压表,增大时分压增大,则量程增大,故B错误;C.在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,则故C错误;D.改装为量程15V的电压表,选择图乙,则故D正确。故选AD。
3.(2025-2026高二上·陕西榆林·期中)如图所示,大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流为,内阻为,变阻箱R接入电路的阻值为。下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,R减小时量程减小
B. 乙表是电压表,R增大时量程减小
C. 丙电路图表示欧姆表,表笔A是黑表笔
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为15V,则
【答案】D
【详解】A.甲表是电流表,R减小时分流增大,则电流表的量程增大,故A错误;B.乙表是电压表,R增大时分压增大,则电压表的量程增大,故B错误;C.丙电路图表示欧姆表,表笔B接内部电源的正极,则表笔B是黑表笔,表笔A是红表笔,故C错误;D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为15V,则有,故D正确。故选D。
4.(2025-2026高二上·宁夏银川第九中学·期中)某同学设计了如图所示的电路进行电表的改装,已知电流表A的量程为100mA,若将接线柱1、2接入电路时,可以测量的最大电流为0.6A,若将接线柱1、3接入电路时,可以测量的最大电压为3V,已知,求:
(1)电流表的内阻;
(2)电阻R₂的阻值(结果保留两位小数)。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 将接线柱1、2接入电路,当电流表指针满偏时,流过电阻中的电流为电流表两端电压则电流表的内阻(2) 将接线柱1、3接入电路,当电流表指针满偏时,电路中的总电流为1、3两接线柱间的电压为根据题意可得解得R_{ & 2}\approx 4.17\Omega
5.(2025-2026高二上·甘肃兰州西北中学·期中)随着智能手机耗电的增加,充电宝成为外出常备物品。为测量某款充电宝(可视为跟蓄电池和干电池一样的可移动直流电源)在充满电后的电动势和内阻,某同学拆开了充电宝,在里面找到连接正极和负极的两根导线,准备开始实验。实验室只有一个内阻为、满偏电流为的表头G,需要将其改装成量程为和的双量程电流表。试求:
(1)当开关连接1、2时,电流表的量程的表达式分别是?(用含、、、的式子表示)
(2)当开关连接1时,电流表的量程是多少?
(3)、的阻值各为多少?
【答案】(1), (2)3A (3),
【讲解】(1) 当开关连接1时,电阻与表头及串联支路并联,根据并联电路电压相等,有解得量程当开关连接2时,电阻与串联后与表头并联,根据并联电路电压相等,有解得量程
(2) 根据以上分析,因为故开关连接1时量程为。
(3) 根据,其中联立解得
6.(2025-2026高二上·陕西西安铁一中学·期中)(1)小明准备将电流表G改装成电压表,需要测量电流表的内阻,他采用如图(a)所示的电路,实验步骤如下:
①连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端附近.
②闭合,断开,调节使电流表G满偏.
③闭合,保持阻值不变,调节电阻箱的阻值,使电流表G的指针指到满刻度的,读出电阻箱示数,则测得电流表G的内阻= Ω.
(2)查阅说明书后,知电流表G的内阻,量程,其改装成量程为15V的电压表,串联的电阻箱的阻值电压表应调到 Ω.
(3)将改装后电压表标准后,用如图(b)所示的电路测量电源的电动势和内阻,已知定值电阻,根据实验测得数据作出电压表读数U与电流表A读数I的关系图像如图(c),则电源电动势E= V,内阻r= Ω,(结果保留到小数点后2位).
【答案】① a ② 52.0 ③ 14947.0 ④ 12.10 ⑤ 1.05
【详解】(1) ①为保护电路,连接电路时,滑动变阻器滑片应该移到阻值最大处,所以滑片应滑至a端;③ 电流表G的指针指到满刻度的,则电阻箱的电流为电流表满偏的,根据并联电路反比分流,电流表的内阻为电阻箱阻值的一半,为52.0Ω;
(2) 根据电表的改装原理可知,应串联的电阻为:R= −53.0=14947.0Ω
(3) 因内阻约为1Ω;故为了便于调节,滑动变阻器选择较小的H即可;同时为了保护电路,应接入阻值较小的J;
(4) 根据闭合电路欧姆定律可知,U=E−Ir,故图象与纵轴的交点表示电源的电动势,故有:E=12.10V r=−5=1.05Ω
试卷第1页,共3页
/
学科网(北京)股份有限公司
$SII
1T立=d()
npu
由(8)
王⑦
a①(2)
SLIh(T)【嵩易】2
I9z©
IZ③
I女
①【若易】9
H,aL
土毙(9)
e0L×88'6()
×H+09
H(8)
4(乙)
Ost's (I)
【嵩易】9
It
Puy
()
E'IZ
⑧
s0⑦
SII①(Z)
SLh'8⑦
SZS①(T)【嵩品】五
-OTxEL'I
⑨
r剀⑨
4⑤
tE0©
00Lb⑦
00S①【若品】
nt
lId-Pu (
⑦
p①(8)
乙海0z(?)
00Lb⑦
SI0S①(T)【嵩易】Z
D
5qy (t)
inin (
⑥
①(Z)
0008(T)【嵩号】T
率围申鬲国零喜心学条
陇本索申90暗羊
举皇重素与裤
U03XXZ·MMM
创右更
函学科网
www.zxxk.com
让教与学更高效
8.【答案】①变大
②变大
③偏小
@-
9.【答案】(1)5.00
(2)1
(3)3.3×104
10.【答案】(1)①6
②2.095.094.096
③3.62
(2)C
(3)①
待测金属丝
94
πD2U
4LI
B
③
(4)
待测金属丝
9ea
R=哈
p=ID'U
4LI
S
(4)根据
其中
解得电阻率
》
考点2测量电源的电动势和内阻
1.【答案】①B
②D
③F
④甲
⑤1.5
⑥0.7
2.【答案】(1)M
(2)①c
②应将C导线的两端分别连接电压表的“+”接线柱和
开关S的右端接线柱
(3)①1.5
②1.0
215
函学科网
www.zxxk.com
让教与学更高效
A2
1b
锂电池
3.【答案】(1)①
②
(2)①
②
b
E=U+Ir I-
U
十
R
R
锂电池
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
又
可得
E-0+U
1=上×1+1n1-1
「变形得立正×R十可知元R图象的纵轴截断为b=
解得电动势为E=1-1
bUR,图象
的斜车人=解得,合
4.【答案】①C
②D·
③乙
④1.5
⑤0.8
5.【答案】(1)最左侧
(2)①1.40
②0.57
6.【答案】①B
②D
③F
④甲
⑤1.45
⑥1.00
7.【答案】(1)5V,102
(2)2.52
(3)0.625W
》
考点3测量电阻常用的方法
1.【答案】D
2.【答案】BC
3.【答案】A
315
可学科网
www.zxxk.com
让教与学更高效
4.【答案】C
5.【答案】(1)①直流电流、电压
②×1
③0刻线
(2)ADCB
6.【答案】(1)C
(2)①6.170
②1.600
R
R
7.【答案】(1)3
(2)
(3)4.0
人0
1_0.5
R
Rx
k=R20
(3)根据欧姆定律可得
图像的斜率为
由图线可得未知
电阻的阻值Rx=4.02
8.【答案】(1)150
(2)a
(3)①1.36.35.37
②36.00~37.00
③偏大
9.【答案】①D
②B
③偏小
》
考点4电表改装
1.【答案】A
2.【答案】AD
3.【答案】D
4.【答案】(1)52
(2)4.172
415
函学科网
www.zxxk.com
让教与学更高效
5.【答案】(1)I,=I,+
风1品
(2)3A
R
(3)R=22
R2=82
6.【答案】①a
②52.0
③14947.0
④12.10
⑤1.05
515
专题05 电学实验
4大高频考点
1. 测量金属丝的电阻率
2. 测量电源的电动势和内阻
3. 测量电阻常用的方法
4. 电表改装
考点1 测量金属丝的电阻率
1.(2025-2026高二上·陕西安康-11月·期中)某实验小组欲测量用某种特殊材料制作的一长方体电阻的电阻率,方案如下:
(1)首先用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到电阻“”挡,正确操作后,指针位置如图1所示,则读数为 。
(2)为进一步提高实验精度,采用伏安法测量其电阻值,提供器材如下:
电源电动势为,内阻未知;电压表的量程,内阻约为;电流表的量程,内阻约为。实验中要求滑动变阻器采用分压接法,请在图2中用笔画线代替导线完成剩余部分的连接 ;若测得电压表的示数为,电流表的示数为,则 。
(3)为了消除上述实验中电表带来的误差,该小组又设计了如图3所示的电路。其操作如下:闭合,将滑片调到合适位置,将分别接1和2端时,测得电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻的阻值 (用、、和表示)。
(4)图2中,电阻的长为,宽为,高为。若用伏安法测得电阻为,则电阻的电阻率 (用、、、表示)。
2.(2025-2026高二上·甘肃兰州西北中学·期中)某同学要测量一个由均匀新材料制成的中空圆柱体电阻的中空截面积,实验步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度,如图甲所示,可知其长度为 ,用螺旋测微器测量其直径,如图乙所示,可知其直径为 。
(2)选用多用电表的欧姆“”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体电阻的阻值,表盘的示数如如图丙所示,可知其阻值为 。
(3)为更精确地测量其电阻,设计了如图丁所示的电路,可供选择的器材如下:
A.电流表(,约)
B.电流表(,约)
C.电压表(,约)
D.电压表(,约)
E.滑动变阻器(,约)
F.蓄电池(6V,)
G.开关一个,带夹子的导线若干
为了使测量尽量准确,测量时电表示数不得小于其量程的,电压表应选 ,电流表应选 。(均填器材代号)
(4)根据图丁所示的实验电路图,实验中测量的物理量有电压表示数、电流表示数、圆柱体电阻的长度和直径,已知该新材料的电阻率为,则圆柱体电阻的中空截面积 (用所给物理量的符号表示)。
3.(2025-2026高二上·陕西西安中学·期中)某同学测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:
(1)用10分度的游标卡尺测量其长度如图甲,可知其长度为 cm
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙,可知其直径为 mm
(3)因电表内阻未知,用如图丙所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U1=1.70V,电流表的示数如图丁所示,其读数I1= A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为U2=1.80V,I2=0.33A。由此可知应采用电流表 (填“内”或“外”)接法,测得的值比真实值 (填“偏大”、“偏小”或“一样”)
(4)根据上面的数据,算得该材料的电阻率为 (保留三位有效数字)
4.(2025-2026高二上·宁夏银川第九中学·期中)某同学要测定阻值约为的某金属丝的电阻率。
(1)如图甲先用游标卡尺测其长度为 cm,如图乙再用螺旋测微器测其直径为 mm。
(2)某次实验电压表与电流表的示数如图丙、丁所示,已知电压表选15V量程,电流表选0.6A量程,则它们的读数值依次为 V、 A,可以求出金属丝的电阻为 (电阻计算结果保留3位有效数字)。
(3)用测得的金属导线长度l、直径d和电阻R,可根据电阻率的表达式 算出所测金属的电阻率。
5.(2025-2026高二上·陕西咸阳·期中)某同学对航天飞机上使用的由特殊材料制作的电阻进行电阻率的测量,其形状为圆柱体,实验室现提供以下器材:
A、电流表(量程0~50mA,内阻)
B、电流表(量程0~100mA,内阻)
C、滑动变阻器(0~10Ω,2A)
D、定值电阻()
E、定值电阻()
F、待测电阻(长度为L=15cm,电阻大约为60Ω)
G、直流电源E(电动势为4V,内阻不计)
H、开关一只,导线若干
实验步骤如下:
a、用螺旋测微器测出该电阻的直径d,螺旋测微器示数如图甲所示;
b、根据如图乙所示的实验电路将实验器材连接起来;
c、闭合开关S,改变滑动变阻器的滑片位置得到多组电流表及电流表的读数,并将其记录下来;
d、将记录的数据描绘在以为纵轴、为横轴的坐标系中,得到如图丙所示的图像;
e、利用图像得到待测电阻的阻值,求得其电阻率。
请回答下列问题:
(1)待测电阻的直径d= mm;
(2)图乙中M处器材应选取 ;(用器材前的序号字母表示)
(3)由图乙可以得到与的关系为= (用和数字表示);
(4)由图丙知:= Ω·m(结果保留三位有效数字)。
(5)在图乙中,测量电阻时得到的阻值与真实值相比,测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
6.(2025-2026高二上·陕西西安铁一中学·期中)在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学设计的实验电路图如下:
(1)设测得金属丝的电阻为R,金属丝的长度为L,金属丝的直径为D,则金属丝的电阻率为 (用题目所给字母表示);
(2)某同学用游标卡尺测量某金属丝的直径读数如图1所示,则该金属丝的半径为 mm;
(3)该同学用伏安法测量该金属丝的电阻,电压表选择0~3V量程,电流表选择0~0.6A量程,分别测量金属丝两端的电压和流过金属丝的电流,指针位置分别如图2所示,则金属丝的电阻为 Ω;
7.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)有一新型圆柱形的导电材料,电阻阻值在8~10Ω之间,为了测量该导电材料的电阻率,实验室提供了以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(0~100mA,内阻约为10Ω)
D.电流表A2(0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
E.电压表V1(0~3V,内阻约为3kΩ)
F.电压表V2(0~15V,内阻约为15kΩ)
G.直流电源E(4V,内阻不计)
H.滑动变阻器R(0~5Ω,2A)
I.开关及导线若干
(1)用游标卡尺测得该样品的长度L。其示数如图所示,其读数为 mm;
(2)本次实验的电流表选用的是 ,电压表选用的是 (填写器材前的字母);
(3)为尽量精确测量新型圆柱形导电材料的电阻R0,应采用下图中的 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图。
(4)若测得该导电材料的直径用d表示,长度用L表示,测得的电压用U表示,电流用I表示,写出该导电材料的电阻率表达式 。
8.(2025-2026高二上·青海西宁大通县第二中学·期中)某同学欲测量一粗细均匀的金属棒的电阻率。
(1)滑动变阻器滑片向上移动,电压表示数 ,电流表示数 (均填“变大”“变小”或“不变”)
(2)该同学为了测定金属棒的电阻设计了如图所示的电路图;用电压表与电流表读数之比来得到电阻的测量值,若考虑电表内阻引起的系统误差,则电阻的测量值相较于真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)设测得导电材料的电阻为R,导电材料的长度为L,导电材料的直径为D,求得导电材料的电阻率为 (用题目所给字母表示)。
9.(2025-2026高二上·陕西榆林·期中)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态),某同学欲测量其电阻率,设计了如图(a)所示的电路图,其中电表可看成理想电表。实验步骤如下:
A.现用20分度游标卡尺,测得样品截面的边长a如图(b)所示;
B.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁间左右移动;
C.将丙调节至某位置,测量丙和某探针之间的距离L;
D.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表示数,读出相应的电压表示数U,断开开关S;
E.多次改变丙的位置,保持电阻箱的阻值不变,测量得到多组L和U的数据,作出图像如图(c)所示,得到直线的斜率为k。
回答下列问题:
(1)由图(b)可读得 mm。
(2)写出电阻率的表达式 (用k、a、L表示)。
(3)根据图像计算出该样品的电阻率 (保留2位有效数字)。
10.(2025-2026高二上·陕西汉中十校·期中)为了测量一精密金属丝的电阻率:
(1)先用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻为 Ω,然后用螺旋测微器测其直径为 mm,游标卡尺测其长度是 cm;
(2)为了减小实验误差,需进一步测其电阻,除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材如下:
A、电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ)
B、电流表A(量程0.6A, 内阻约为1Ω)
C、滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)
D、滑动变阻器R2(0 ~200Ω,0.1 A)
E、输出电压为3V的直流稳压电源
F、开关S,导线若干
为了提高测量的准确度,则滑动变阻器应选 (选填器材前面的字母);
(3)下列给出的测量电路中,为让测量时电表变化范围较大,则最合适的电路是 ,并连接实物图 ;
A、
B、
C、
D、
(4)如果金属丝直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,写出电阻率表达式= 。(用本问用所给字母表示)。
考点2 测量电源的电动势和内阻
1.(2025-2026高二上·宁夏青铜峡宁朔中学·期中)为了测量一节干电池的电动势和内阻,某同学采用了伏安法,现备有下列器材:
A.被测干电池一节;
B.电流表1:量程0~0.6A,内阻;
C.电流表2:量程0~0.6A,内阻约为;
D.电压表1:量程0~3V,内阻未知;
E.电压表2:量程0~15V,内阻未知;
F.滑动变阻器1:,2A;
G.滑动变阻器2:,1A;
H.开关、导线若干。
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中应选择的器材为:电流表选择 、电压表选择 ,滑动变阻器选 (填写选项前的字母);
(2)实验电路图应选择下图中 (填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图象,则干电池的电动势 V,内电阻 Ω。
2.(2025-2026高二上·青海海南藏族自治州高中学·期中)某同学采用图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在 (填“M”或“N”)端;
(2)按照图甲连接实物图,如图乙所示,闭合开关前检查电路时,发现有一根导线接错,该导线为 (填“a”“b”或“c”),改接的方法是 。
(3)根据实验数据作出的图像如图丙所示,则该电池的电动势 V,内阻 Ω(结果均保留2位有效数字)。
3.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)某研究小组收集了两个电学元件:电阻(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.开关一只、导线若干
(1)为了测定电阻的阻值,小明设计了一电路,与其对应的实物图如图甲,图中的电流表应选 (选填“”或“”),请将实物连线补充完整 。
(2)为测量锂电池的电动势和内阻,小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出图像,如图丙所示,若该图线的斜率为,纵轴截距为,则该锂电池的电动势 ,内阻 (均用、表示)。
4.(2025-2026高二上·青海西宁大通县第二中学·期中)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差.
(1)除开关和导线若干外,现还提供以下器材:
A.电流表(量程:0~0.6A,内阻rA=0.2Ω)
B.电压表(0~15V)
C.电压表(0~3V)
D.滑动变阻器(0~20Ω)
E.滑动变阻器(0~200Ω)
实验中电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(选填相应器材前的字母)
(2)为准确测定电池的电动势和内阻,应选择的实验电路是图中的 (选填“甲”或“乙”).
(3)根据实验记录,画出的U-I图象如图所示,可得待测电池的电动势E= V,内电阻r= Ω.
5.(2025-2026高二上·陕西汉中十校·期中)如图所示,老师准备按该电路图选择合适的器材连接好后用来测量电源电动势和内阻。
(1)开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到 (填“最左侧”或“最右侧”)。
(2)根据实验测得的几组I、U数据作出U-I图像如图所示,由图像可确定:该电源的电动势为 V,电源的内电阻为 Ω(结果保留到小数点后两位)。
6.(2025-2026高二上·宁夏银川第九中学·期中)为了测量一节干电池的电动势和内阻,某同学采用了伏安法,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表1:量程,内阻
C.电流表2:量程,内阻约为
D.电压表1:量程,内阻未知
E.电压表2:量程,内阻未知
F.滑动变阻器
G.滑动变阻器
H.开关、导线若干
在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)为方便实验调节且能较准确地进行测量,在上述器材中电流表应选用 ,电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 。 (均填器材前的字母序号)
(2)实验电路图应选择下图中的 (填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图像,则干电池的电动势E= V,内电阻r= Ω。(结果均保留三位有效数字)
7.(2025-2026高二上·陕西汉中十校·期中)某物理兴趣小组设计如图甲所示的电路图,测量电源电动势和内阻,当滑动变阻器R3的滑片P从最左端滑至最右端时,测到电源的路端电压与电流的变化图像如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的。求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)电源的最大输出功率。
考点3 测量电阻常用的方法
1.(2025-2026高二上·甘肃兰州西北中学·期中)图甲、乙都是测量灯泡电阻的电路图,下列说法正确的是( )
A. 在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表内接法,图乙的接法叫电流表外接法
B. 图甲中R测>R真,图乙中R测<R真
C. 图甲中误差由电压表分流引起,此法适合测较大电阻
D. 图乙中误差由电流表分压引起,若已知电流表内阻,此法将没有系统误差
2.(2025-2026高二上·宁夏银川第九中学·期中)(多选)如图甲所示为某多用电表中欧姆表的内部电路图,电源电动势,内阻,灵敏电流计内阻,满偏电流。图乙为该多用电表的表盘,欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。不计导线的电阻。则( )
A. 在正确使用和操作的情况下,图中表笔应为黑表笔
B. 图中两表笔短接进行欧姆调零,滑动变阻器接入电路的阻值为
C. 欲将欧姆表改装为“”挡,应该为灵敏电流计并联一个阻值为的电阻
D. 利用多用电表测量某电阻时,发现指针偏转角度很小,则之前选择的倍率挡偏大
3.(2025-2026高二上·宁夏银川第九中学·期中)某同学想通过测绘一只额定电压为2.5V小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。实验电路如图甲所示,根据实验数据描绘的I-U图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 小灯泡正常工作时的电阻约为5.7Ω
B. 随着小灯泡两端电压的增大,小灯泡的电阻变小
C. 该实验的系统误差主要是由电流表的分压引起的
D. 图甲中开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑片置于A处
4.(2025-2026高二上·甘肃张掖中学-11月·期中)如图所示为电阻表的内部电路,a、b为表笔插孔,下列说法正确的是( )
A. a孔插红表笔
B. 测量新的电阻时,必须要重新进行欧姆调零
C. 电池用久了,若电动势不变而内阻增大,则欧姆调零后,仍可以准确测量电阻
D. 用“”挡测量时,若指针偏角太大(靠近表盘的右端),应换用“”挡
5.(2025-2026高二上·陕西西安中学·期中)(多选)用如图所示的多用电表测量定值电阻。
(1)待测电阻的阻值约为,测量步骤如下:
①调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准 (选填“直流电流、电压”或“电阻”)零刻线。
②将选择开关转到电阻挡的 (选填“×1”“×10”或“×100”)挡位。
③将红、黑表笔插入“+”、“-”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的 (选填“0刻线”或“刻线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,读取数据。
(2)测量后需要继续测量一个阻值大约是左右的电阻,下列实验步骤正确的操作顺序为 (填写实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
6.(2025-2026高二上·宁夏青铜峡宁朔中学·期中)现有一段由某种金属材料制成的圆柱体形状的电阻丝,小明同学想在实验室测量其电阻并尝试计算其电阻率。
(1)小明同学用欧姆表测电阻,选择开关置于“×100”挡时,表针停在图中的100与500之间的中间位置上。为了使测量结果比较精确,下列操作正确的是( )
A. 直接读数并乘上100即可 B. 换“×10”挡,无需重新欧姆调零
C. 换“”挡,需重新进行欧姆调零 D. 选择任意挡都行,但需进行欧姆调零
(2)小明同学进一步利用游标为20分度的游标卡尺测量该金属丝长度,由图甲可知其长度为 cm;用螺旋测微器测其直径,如图乙所示,则 mm。
7.(2025-2026高二上·青海海南藏族自治州高中学·期中)某实验小组测未知电阻的阻值时,改装电表后采用“伏安法”测量未知电阻。
(1)改装电表,将量程为、内阻为的电流表串联一个的电阻,将它改装成电压表,则改装后的电压表的量程是 V。
(2)现另有以下仪器:
电源(电动势3V,内阻不计)
电流表(量程3A,内阻约)
电流表(量程1A,内阻约)
滑动变阻器(最大阻值为)
开关、导线若干
在图乙框中画出测量最合理的完整电路图并标出所选仪器 。
(3)该小组的同学在坐标纸上建立、坐标系,用测量数据描绘出图线如图丙所示,由图线可得未知电阻的阻值 (保留2位有效数字)。
8.(2025-2026高二上·陕西榆林·期中)某次实验课上,甲同学利用实验室现有器材,设计了一个测量未知电阻阻值的实验,实验器材如下:
A.干电池(电动势1.5V,内阻未知)
B.电流表A(量程,内阻未知)
C.电压表V(量程,内阻未知)
D.滑动变阻器R(最大阻值为)
E.待测电阻(阻值约)
F.开关S,导线若干
(1)按图(a)连接电路,断开开关,将滑动变阻器R的滑片调到最右端,闭合开关,读出电流表示数。在忽略干电池和电流表内阻的情况下,计算得到待测电阻阻值 ;
(2)乙同学分析甲同学的测量方案,认为误差很大,需要改进方案。如图(b)所示,乙同学把电压表接入甲同学电路中的 (选填“a”或“b”)点,就可以测出电流表内阻和干电池内阻之和,从而较准确地测得的阻值。
(3)乙同学按图(b)中正确连接电路后,多次调节滑动变阻器,测得多组电压表和电流表的示数,根据记录的数据作出的图像如图(c)所示,则干电池的实际电动势为 V,电流表内阻和干电池内阻之和为 (前两空结果均保留两位小数)。若用该电路测量干电池内阻,则测量值 (选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
9.(2025-2026高二上·陕西西安部分中学·期中)利用如图所示的电路测定电流表的内阻,步骤如下:
①闭合开关S1,调节R1,使电流表指针偏转到满刻度;
②再闭合开关S2,调节R2,使电流表指针偏转到满刻度的一半;
③读出R2的阻值,即认为Rg=R2。
已知电流表满偏电流为500 μA,其内阻约在100 Ω左右,实验室配有的可变电阻有:
A.电阻箱(0~10 Ω);
B.电阻箱(0~9 999 Ω);
C.滑动变阻器(0~200 Ω);
D.滑动变阻器(0~20 kΩ).
(1)电路图中R1应选 ,R2应选 ;
(2)若上述实验中,读得R2的阻值为100 Ω,则电流表内阻的测量值和真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
考点4 电表改装
1.(2025-2026高二上·陕西西安中学·期中)已知一只表头的量程为 0~100mA,内阻 Rg=100Ω。现将表头改装成电流、电压两用的电表,如图所示,已知 R1=100 Ω,R2=1kΩ,则下列正确的说法的是( )
A. 用oa两端时是电流表,最大测量值为200mA
B. 用ob两端时是电压表,最大测量值为200V
C. 用oa两端时是电压表,最大测量值为110V
D. 用ob两端时是电流表,最大测量值为220mA
2.(2025-2026高二上·陕西汉中十校·期中)(多选)如图所示,大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流为,内阻为,变阻箱接入电路的阻值为。下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,增大时量程减小
B. 乙表是电压表,增大时量程减小
C. 在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,则
D. 改装为量程15V的电压表,选择图乙,
3.(2025-2026高二上·陕西榆林·期中)如图所示,大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流为,内阻为,变阻箱R接入电路的阻值为。下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,R减小时量程减小
B. 乙表是电压表,R增大时量程减小
C. 丙电路图表示欧姆表,表笔A是黑表笔
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为15V,则
4.(2025-2026高二上·宁夏银川第九中学·期中)某同学设计了如图所示的电路进行电表的改装,已知电流表A的量程为100mA,若将接线柱1、2接入电路时,可以测量的最大电流为0.6A,若将接线柱1、3接入电路时,可以测量的最大电压为3V,已知,求:
(1)电流表的内阻;
(2)电阻R₂的阻值(结果保留两位小数)。
5.(2025-2026高二上·甘肃兰州西北中学·期中)随着智能手机耗电的增加,充电宝成为外出常备物品。为测量某款充电宝(可视为跟蓄电池和干电池一样的可移动直流电源)在充满电后的电动势和内阻,某同学拆开了充电宝,在里面找到连接正极和负极的两根导线,准备开始实验。实验室只有一个内阻为、满偏电流为的表头G,需要将其改装成量程为和的双量程电流表。试求:
(1)当开关连接1、2时,电流表的量程的表达式分别是?(用含、、、的式子表示)
(2)当开关连接1时,电流表的量程是多少?
(3)、的阻值各为多少?
6.(2025-2026高二上·陕西西安铁一中学·期中)(1)小明准备将电流表G改装成电压表,需要测量电流表的内阻,他采用如图(a)所示的电路,实验步骤如下:
①连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端附近.
②闭合,断开,调节使电流表G满偏.
③闭合,保持阻值不变,调节电阻箱的阻值,使电流表G的指针指到满刻度的,读出电阻箱示数,则测得电流表G的内阻= Ω.
(2)查阅说明书后,知电流表G的内阻,量程,其改装成量程为15V的电压表,串联的电阻箱的阻值电压表应调到 Ω.
(3)将改装后电压表标准后,用如图(b)所示的电路测量电源的电动势和内阻,已知定值电阻,根据实验测得数据作出电压表读数U与电流表A读数I的关系图像如图(c),则电源电动势E= V,内阻r= Ω,(结果保留到小数点后2位).
试卷第1页,共3页
/
学科网(北京)股份有限公司
$