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让教与学更高效
专题05电学实验
考点1电学实验基础
1.【答案】B
2.【答案】BD
3.【答案】①S
②T
③×1k
④1.7×104
4.【答案】①S
②T
③0刻线
④ADC
》
考点2测量金属丝的电阻率
R
1.【答案】(1)①R
②,A1
(2)
(3)
2.933.934.935(4)偏小
(3)电阻丝直径的测量值d=2.5mm+0.01mm×43.4-2.934m
(④)考虑到本题中的实验电路,由于电压表的分流作用,使得电流的测量值偏大,则电阻的测量值偏小,
则该电阻率测量值与真实值相比会偏小。
2.【答案】(1)①50.15
②10.500
(2)①6.0
②偏小
(3)
115
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(乙)
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L
R=P-
d
0≈1
(3)[1]根据电阻定律有
电导率是电阻率的倒数,有
联立
可得0=
4L
πdR[2]合格的纯净水电阻率非常高,电导率很小,通过代入数据发现测量所取纯净水的电导率
数值偏大很多,则判定纯净水不合格。
10.【答案】(1)26.6
(2)F
(3)①
②左
(4)IDU
4IL
2》
考点3测量电源的电动势和内阻
1.【答案】(1)7水口
(2)①左
②9.4
③2.9
2.【答案】(1)左
(2)①4.5
②9.0
③3.0
(3)①偏
小
②偏小
πR,
2kRo
3.【答案】(1)①变小
②变大
(2)①bπ-2k
②
bπ-2k
4.【答案】①0.85
②大于
③1.0V
④7.8k2
⑤b
⑥若用普
通的磁电式电压表代替数字电压传感器进行实验,则有E=U+巴+U可得1=二×上+上+广。
R Ry
U E R E ER,
315
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1
即R
图像的斜率不变,纵截距变大,则得到的图像可能是图丙中的b
5.【答案】①1.0
②2.4
③0.7
④黑
⑤13.3
⑥24
r+RA
6.【答案】(1)①A
②大于
(2)①
11R+
E
②3.3
③
8.3
7.【答案】(1)b
(2)①5.0
②0.67
》
考点4测量电阻常用的方法
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】(1)①S
②dafb
(2)2200
(3)A
4.【答案】(1)①U1
②偏小
③偏小
(2)R
5.【答案】(1)①A1
②R1
(2)①a
②需要
(3)偏
小
6.【答案】①A
②a
③2700
④A
⑤6.32
2》
考点5电表改装
1.【答案】c
2.【答案】AD
3.【答案】AD
415
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4.【答案】AD
5.【答案】AB
6.【答案】(1)10mA;(2)14.19V
7.【答案】①9.5
②19
③11
8.【答案】(1)1g=0.002A或I=2mA
(2)0~15V
(3)R3=52,R4=452
9.【答案】(1)1
(2)102,40.52
10.【答案】(1)红表笔
(2)20.0mA
(3)2.00V
(4)1500
515
专题05 电学实验
5大高频考点
1. 电学实验基础
2. 测量金属丝的电阻率
3. 测量电源的电动势和内阻
4. 测量电阻常用的方法
5. 电表改装
考点1 电学实验基础
1.(2025-2026高二上·江西·期中)某同学使用多用电表测量电阻时,将多用电表选择开关调至“×10Ω”挡,调好零点,测一未知电阻R的阻值,其指针位置如图所示,则被测电阻R的阻值为( )
A. 12Ω
B. 120Ω
C. 1.2kΩ
D. 12kΩ
2.(2025-2026高二上·江西宜春中-11月·期中)(多选)如图所示为简单欧姆表的原理示意图,其中电流表的满偏电流,内阻,可变电阻的最大阻值为,电池的电动势,内阻,下列说法正确的是( )
A. 与接线柱A相连的是黑表笔
B. 按正确使用方法测量电阻时,指针指在刻度盘的正中央,则
C. 若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,但此表仍能调零,测量的阻值时,则测量值与真实值相等
D. 测量电阻时,如果指针偏转角度过大,应将选择开关拨至倍率较小的挡位,重新欧姆调零后再测量
3.(2025-2026高二上·江西南昌第十中学·期中)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量。
(1)旋动部件 (填“K”“S”或“T”),使指针对准电流的0刻度线。
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
(3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件 (填“K”“S”或“T”),使指针对准电阻的0刻度线。
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,应将K旋转到电阻挡 (填“×10”或“×1k”)的位置,重新进行欧姆调零后,指针如图所示,则被测电阻的阻值应为 Ω。
4.(2025-2026高二上·江西南昌南昌县莲塘第一中学·期中)(多选)用如图1所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。
请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动部件 ,使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“+”、“—”插孔的表笔短接,旋动部件 ,使指针对准电阻的 (填“0刻线”或“∞刻线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A. 将K旋转到电阻挡“×1K”的位置
B. 将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C. 将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D. 将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
考点2 测量金属丝的电阻率
1.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)某同学利用下列器材测量某种金属电阻丝的电阻率,电阻丝的总阻值大约为。
A、电源(电动势,内阻不计)
B、电压表(量程0~3V,内阻约)
C、电流表(量程0~0.6A,内阻约)
D、电流表(量程0~3A,内阻约)
E、滑动变阻器(阻值,额定电流3A)
F、滑动变阻器(阻值,额定电流1A)
G、开关、导线若干
(1)为了便于调节待测电阻两端的电压,滑动变阻器应选用 (填“”或“”),电流表应选用 (填“”或“”)。
(2)请在图甲中补充完整实验电路图。
(3)该同学用刻度尺测出电阻丝的长度,用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,则该电阻丝直径的测量值d= mm。
(4)该同学将电阻丝接入电路,得到电压表、电流表的读数,利用以上测量数据,得到这种材料的电阻率,考虑到本题中的实验电路,则该电阻率测量值与真实值相比会 (填“偏大”“相等”或“偏小”)。
2.(2025-2026高二上·江西萍乡·期中)实验小组测定一个合金圆筒的电阻率,圆筒横断面如图甲所示,进行了如下操作:
(1)用游标卡尺测量圆筒的长度为L,如图乙所示,则圆筒的长度 mm;圆筒内径已测出为d,用螺旋测微器测圆筒的外径D如图丙所示,则外径 mm。
(2)为了精确测量该圆筒电阻,实验小组设计如图丁所示电路,测出多组电流、电压数值,画出伏安特性曲线如图戊所示,则圆筒电阻 Ω(结果保留一位小数)。用此电路测量电阻会产生系统误差,与电阻的真实值比较,测量值 (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)则计算圆筒材料的电阻率的公式为 (用L、d、D、R等字母表示)。
3.(2025-2026高二上·江西南昌南昌县莲塘第一中学·期中)某科技小组要测量某种电阻材料的电阻率,他们找来一根用该材料制成的粗细均匀的电阻丝进行测量。
(1)首先用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图甲所示,则该电阻丝的直径 mm。
(2)他们又精确测量该电阻丝的阻值。除待测电阻丝外,实验室还提供了下列器材:
电流表(量程为0~1A,内阻约为0.4Ω);
电流表(量程为0~10mA,内阻为10Ω);
定值电阻(阻值为10Ω);
定值电阻(阻值为100Ω);
定值电阻(阻值为1000Ω);
滑动变阻器(总阻值为5Ω,额定电流为3A);
电源(电动势为12V,内阻为0.5Ω)。
①因为实验室没有提供电压表,该实验小组用电流表和定值电阻改装成所需要的电压表,定值电阻应选用 。(选填“”、“”或“”)
②在图乙中将实验电路补充完整。(待测金属丝用“
”表示)
(3)用刻度尺测得电阻丝接入电路中的长度为10.10cm。
(4)电流表的示数用表示,电流表的示数用表示,该小组通过调节滑动变阻器进行了多次测量,以为纵轴,为横轴,根据测量数据画出的图像如图丙所示,则所测电阻材料的电阻约为 Ω。(结果保留2位有效数字)
4.(2025-2026高二上·江西南昌中学·期中)一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品,横截面外缘为正方形,如图甲所示。 此金属管线样品长约30cm、电阻约,已知这种金属的电阻率为ρ,因管内芯绝缘材料截面形状不规则,无法直接测量其横截面积。请你设计一个测量管内芯截面积S的电学实验方案,现有如下器材可选:
A. 毫米刻度尺
B. 螺旋测微器
C. 电流表A1(量程0~600mA,内阻约为)
D. 电流表A2(量程0~3A,内阻约为)
E. 电压表V(量程0~6V,内阻约为)
F.滑动变阻器R1(,允许通过的最大电流0.5A)
G. 滑动变阻器R2(,允许通过的最大电流2A)
H.蓄电池E(电动势为6V,内阻约为)
Ⅰ. 开关一个、带夹子的导线若干
(1)上述器材中, 应该选用的电流表是 , 滑动变阻器是 (填写选项前字母代号)。
(2)若某次用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长如图乙所示,则其值为 mm。
(3)要求尽可能测出多组数据,你认为在图丙、丁、戊、己中选择的电路图是 (填“丙、丁、戊、己”)。
(4)若样品截面外缘正方形边长为a、样品长为L、电流表示数为I、电压表示数为 U,则计算内芯截面积的表达式为 。
5.(2025-2026高二上·江西赣州十三校·期中)电阻率的倒数称为电导率,是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某同学想测量某品牌纯净水的电导率,他将纯净水装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用金属圆盘电极密封,如图甲所示。
(1)用毫米刻度尺测出圆柱形容器长度为L;
(2)测量圆柱形容器的内径时,应选用 (选填“乙”或“丙”)测量工具,其读数 cm;
(3)进一步测得圆柱形容器内纯净水的电阻为R;
(4)待测纯净水的电导率为 (用R、d、L表示)。
6.(2025-2026高二上·江西·期中)某同学测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻率,主要步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量其直径如图甲所示,其直径为 mm。
(2)用20分度的游标卡尺测量其长度如图乙所示,其长度为 mm。
(3)因电压表内阻较大,他采用如图丙所示的电路来测量。正确连线后,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (填“左”或“右”)端;闭合开关S,将滑片P移至合适位置,电压表的示数V,电流表的示数如图丁所示,其示数 A,由此可得待测圆柱体电阻的测量值为 Ω(结果保留两位有效数字)。
(4)根据以上相关数据,可算得圆柱体材料的电阻率 Ω·m。(结果保留两位有效数字)
7.(2025-2026高二上·江西定南中学·期中)2024年,我国在各项领域均取得了重大突破。在中国航空航天实验室中有一批特殊的材料,实验室的工作人员需要对其各项性能指标进行测量,其中一项比较重要的便是其导电性能。
(1)某同学用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时,测得的结果如图甲所示,则该金属丝的直径D= mm。另一位同学用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如图乙所示,则该工件的长度L= cm。
(2)某研究小组使用伏安法测量圆柱体的电阻。已知圆柱体的电阻约为100Ω,实验所用直流电源的电动势约为4V、内阻可忽略,电流表A的量程为0~30mA、内阻约为30Ω,电压表V的量程0~3V、内阻约为10kΩ,滑动变阻器R1阻值的变化范围为0~15Ω,为减小测量误差,实验电路应采用图中的 。(R代表圆柱体的电阻)
A. B.
C. D.
(3)若电流表的示数为I,电压表的示数为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ= 。
8.(2025-2026高二上·江西·期中)某实验小组要测量一根金属丝的电阻率,已知,请回答下列问题:
(1)实验前用多用电表粗测该金属丝的电阻,选择“”倍率的欧姆挡,欧姆调零后进行测量,多用电表的示数如图甲所示,则多用电表读数为 ,用螺旋测微器测量该金属丝的直径,测量结果如图乙所示,则读数为 mm,用毫米刻度尺测得该金属丝的长度为L。
(2)实验测得该金属丝的电阻值为,则该金属丝的电阻率 (用、、和R 表示)。
9.(2025-2026高二上·江西南昌第十中学·期中)随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为,玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)注水前,如图1所示,用10分度游标卡尺测得玻璃管长度为 cm;如图2所示,用螺旋测微器测得玻璃管内径为 mm;
(2)为了测量所取纯净水的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程,电阻约为) B.电压表(量程,电阻约为)
C.滑动变阻器,额定电流) D.电源(能提供6V的恒定电压)
E.开关一只、导线若干
①要求电流从零开始调节,请将电路图画入空白方框内 ;
②右图为根据电流表和电压表的实验数据所画的图像。根据图像,可求出该纯净水的电阻;
(3)计算纯净水的电导率表达式 (用符号、、、表示),通过代入数据发现数值偏大很多,据此可以判定纯净水 (填“合格”或“不合格”)。
10.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)某实验小组想要测量某段电阻丝的电阻率,可利用以下器材:
A.待测电阻丝(电阻约为);
B.电源(电动势为);
C.电流表(量程为,内阻约为);
D.电压表(量程为,内阻约为);
E.滑动变阻器(可调节范围为);
F.滑动变阻器(可调节范围为);
G.螺旋测微器、10分度游标卡尺、开关、导线若干。
(1)用游标卡尺测该电阻丝直径,测量结果如图甲所示,则该电阻丝的直径为 mm。
(2)为确保电阻丝两端电压能从0开始变化且实验操作便捷,应选择的滑动变阻器为 (填“E”或“F”)。
(3)请用笔划线代替导线补充完整图乙所示的电路实物图 。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动至最 (填“左”或“右”)端。
(4)某次实验时测得电压表示数为,电流表示数为,电阻丝的长度为,直径为,则该电阻丝的电阻率 (用、、、、表示)。
考点3 测量电源的电动势和内阻
1.(2025-2026高二上·江西·期中)无线话筒内有一块刚启用的如图甲所示的方形电池,标称电动势为9V,某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻,实验室提供了以下器材∶
A.待测方形电池;
B.电压表(量程为0~3V,内阻为3kΩ);
C.电流表(量程为0~3A,内阻为0.1Ω);
D.滑动变阻器(阻值范围为0~20Ω);
E.电阻箱(阻值范围为0~9999Ω);
F.开关、导线若干。
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路图,实验需要把电压表量程扩大为0~10V,则电阻箱的阻值应调整为 Ω。
(2)将的滑片移到最 (填“左”或“右”)端,闭合开关S,移动的滑片,测出多组数据,并作出图线如图丙所示,由此可得,该电池的电动势 V,内阻 Ω。(后两空结果均保留一位小数)
2.(2025-2026高二上·江西·期中)2025年8月27日,国家发展改革委、国家能源局印发了《新型储能规模化建设专项行动方案(2025-2027年)》的通知,该方案明确“锂离子电池储能为主,多元技术协同发展”的技术路径。某科技小组要测量一个锂电池组的电动势和内阻,用电流传感器实时采集实验数据,通过计算机拟合成直线,实验电路如图甲所示。实验室提供器材有:电流传感器2个(内阻不计)、滑动变阻器(最大阻值)、定值电阻(阻值)、开关S。导线若干。请回答下列问题:
(1)实验步骤如下:①闭合开关前,滑动变阻器R的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端;
②闭合开关S后,移动滑动变阻器R的滑片,电流传感器1、2分别采集到的多组电流数据,并通过计算机进行拟合。
(2)数据处理:①当电流传感器1中电流为1.5mA时,定值电阻两端的电压为 V;②通过计算机进行拟合得到的图像如图乙所示,若不考虑电流传感器1所在支路的电流,则该锂电池组的电动势 V,内阻 。(结果均保留2位有效数字)
(3)误差分析:若考虑电流传感器1所在支路的电流,第(2)问中测得锂电池组的电动势与真实值相比 ,内阻与真实值相比 。(均选填“偏大”或“偏小”)
3.(2025-2026高二上·江西宜春中-11月·期中)某实验小组设计了如图甲所示的实验电路,来测量电源的电动势和内阻,实验器材有:待测电源,阻值为的定值电阻,内阻极小的电流表,总阻值为且阻值均匀的四分之一圆形变阻器,变阻器上有可指示滑片转过角度的刻度盘,开关、导线若干。回答下列问题:
(1)闭合开关,滑片在顺时针转动的过程中,电流表示数 (填“变大”或“变小”),电路消耗的总功率 (填“变大”或“变小”);
(2)在实验中转动滑片,改变角度(弧度制),测量通过定值电阻的电流,以为纵坐标,为横坐标,作出图像如图乙所示,已知图像的斜率为,纵截距为,则电源的电动势为 ,内阻 。(均用、、表示)
4.(2025-2026高二上·江西萍乡·期中)某学习小组把铜片和锌片相隔约1cm插入一个苹果中,制成了一个苹果电池。为了测量该苹果电池的电动势E和内阻r,他们进行了以下实验操作:
(1)先用多用电表的“直流电压2.5V”挡粗测苹果电池的电动势,如图甲所示,则多用电表的读数为 V(保留2位有效数字)。若考虑系统误差,则该苹果电池的电动势E应 (选填“大于”“等于”或“小于”)测量值。
(2)为验证上述判断,大家想尽可能准确测量出苹果电池的电动势和内阻,他们选用以下器材进一步实验。
A.电阻箱(最大阻值为9999.9Ω);
B.DIS数字电压传感器(内阻可视为无穷大);
C.DIS数据采集器;
D.笔记本电脑;
E.导线和开关。
具体实验步骤如下:
①将该苹果电池与实验器材按图乙所示电路连接;
②调节电阻箱阻值,闭合开关,待示数稳定后,记录电阻箱的阻值R和数字电压传感器显示的数值U后立即断开开关;
③每次将电阻箱的阻值减小1000Ω,重复以上实验步骤,测量出R值和U值,计算出相应的和并记录数据;
④根据数据,绘制出关系图线如图丙中线a所示。
(3)根据实验数据绘制的图线a可得该苹果电池的电动势为 ,内阻为 (结果均保留2位有效数字)。
(4)若用普通的磁电式电压表代替数字电压传感器进行实验,得到的图线可能是图丙中的 (选填“b”“c”或“d”),请说明你做出判断的理由: 。
5.(2025-2026高二上·江西赣州十三校·期中)某同学从一个损坏的小台灯中拆出了一节锂电池,为了测量该锂电池的电动势,该同学设计了如图甲所示的电路,选用的器材如下:
A.毫安表mA(量程为100mA,内阻为4Ω)
B.电压表V(量程为3V,内阻很大)
C.电阻箱
D.滑动变阻器
E.待测锂电池(电动势标称值为3.0V)
F.开关一个、导线若干
(1)由于毫安表mA的量程太小,因此实验前需要将其改装成量程为0.5A的电流表,图甲中电阻箱应调整为 Ω。
(2)改变滑动变阻器滑片的位置,记录两电表的示数,电压表的示数为,毫安表的示数为I。
(3)描点得到如图乙所示的图像,通过分析可知电源的电动势 V,电源的内阻 Ω。
(4)用该锂电池、电阻箱和量程为100mA、内阻为10Ω的毫安表改装成欧姆表,如图丙所示,表笔B是 (填“红”或“黑”)表笔,电阻箱应调至 Ω;正确使用该欧姆表测量某待测电阻,毫安表指针指在50mA处,则被测电阻阻值为 Ω。
6.(2025-2026高二上·江西景德镇一中·期中)某物理实验小组准备测量未知电阻Rx(约为2kΩ)的阻值和某型号手机锂电池的电动势和内阻。电池已拆开,电动势E标称值为3.4V,允许最大放电电流为100mA。在实验室备有如下实验器材:
A.电压表V(量程4V,内阻RV约为10kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,内阻RA为25Ω)
C.电流表A2(量程2mA,内阻R2约为100Ω)
D.滑动变阻器R(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R0(0~9999Ω)
F.开关S一个、导线若干
(1)为了测定电阻Rx的阻值,实验小组设计了如图甲所示的电路原理图,电源用待测的锂电池,则电流表应选用 (选填“A1”或“A2”),将电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值,则测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(2)该实验小组设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。
①电流表示数的倒数与电阻箱阻值R0之间的关系式为 (用字母E,r,RA表示);
②在实验中,多次改变电阻箱的阻值,获得多组数据,根据数据作出的图像为图丙所示的直线,根据图像可知该锂电池的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
7.(2025-2026高二上·江西景德镇·期中)某实验小组进行测电源电动势与内阻的实验,要求测量结果准确。该小组设计了如图甲所示的电路图进行实验,其中保护电路电阻R1=1Ω。
(1)闭合开关S1后,开关S2先后与a、b接通,并移动滑动变阻器获得多组数据,测得多组电压表读数U与对应的电流表读数I,并作出U−I图像如图乙所示。其中Ⅱ图线是根据开关接到 (选填“a”或者“b”)所测的数据绘出的图像。
(2)为减小误差,小组同学经过讨论后,根据图像计算出电源电动势 V,内阻为 Ω(结果保留两位有效数字)。
考点4 测量电阻常用的方法
1.(2025-2026高二上·江西·期中)如图所示,用电流表和电压表测量定值电阻的阻值,端与端相连时,电流表示数为5.24mA,电压表示数为2.40V,端与端相连时,电流表示数为5.20mA,电压表示数为2.50V,由此可知定值电阻的真实值( )
A. 更接近458Ω,且小于458Ω
B. 更接近458Ω,且大于458Ω
C. 更接近481Ω,且大于481Ω
D. 更接近481Ω,且小于481Ω
2.(2025-2026高二上·江西景德镇·期中)某同学用如图所示的电路测电阻,电压表和电流表的读数分别为16V和0.2A,已知电流表的内阻为,测量时把电压表示数和电流表示数的比值作为的测量值,那么有关待测电阻的说法正确的是( )
A. 的测量值比真实值小
B. 的真实值为
C. 的真实值为
D. 由于电流表的分压,无法得到的真实值
3.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)(1)如图所示为指针式多用电表,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一定值电阻的阻值,测量的某些操作步骤如下:
①首先调节部件 (选填“S”、“K”或“T”),使电表指针指向电流0刻度处。
②然后把选择开关旋到欧姆挡位置“×10”挡位,测量时指针偏转如图所示,以下是接下来的测量过程:
a.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔
b.旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”挡),并拔出两表笔
c.将选择开关旋到“”挡
d.将选择开关旋到“”挡
e.将选择开关旋到“”挡
f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值,断开两表笔
以上实验步骤中的正确顺序是 (选填步骤前的字母)。
(2)重新测量后,指针位于如图所示位置,被测电阻的测量值为 Ω。
(3)如图,黑箱中有三个接线柱a、b、c,内接一个定值电阻和一个二极管。利用多用电表的欧姆挡进行测量,红、黑表笔接不同点时,两点间阻值如表中所示,黑箱内电路连接方式可能为图中______。
连接方式
红a黑b
红b黑a
红b黑c
红c黑b
红c黑a
红a黑c
阻值/Ω
80
300
300
380
A. B.
C. D.
4.(2025-2026高二上·江西上饶·期中)某同学使用两种不同的方式测量未知电阻阻值。
(1)按照如图甲电路进行器材选择和电路连接。经正确操作,得到电流表示数为、电压表示数为,则该未知电阻的测量值为 ;理论上该测量值比被测电阻阻值 (填“偏大”或“偏小”);改变电阻箱阻值得到多组电流表、电压表示数,以电压为纵轴,电流为横轴对数据进行拟合,用斜率表示被测电阻阻值。这种用图像得到的被测阻值与真实阻值比较 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)按照如图乙所示电路进行器材选择和电路连接。单刀双掷开关接通1,记录电流表示数;再把单刀双掷开关接通2,调整电阻箱阻值,当阻值为时,电流表示数为,则被测电阻阻值为 。
5.(2025-2026高二上·江西南昌江西师范大学附属中学·期中)多次测量取平均值可以减小实验误差,某同学想较为准确地测量某定值电阻Rx的阻值(约为30Ω),并希望尽可能多的测量几组数据,现有以下一些器材可供选择。
电流表A1量程0~100mA,内阻约10Ω);
电流表A2量程0~0.6A,内阻约1Ω);
电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电源E(电动势约为3V,内阻不计);
滑动变阻器R1(0~5Ω);
滑动变阻器R2(0~1kΩ);
单刀单掷开关S一个,导线若干。
(1)电流表应选 (选填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”);
(2)在如图电路图中,电压表右侧的导线应该接到 点(选填“a”或“b”),c、d间 (选填“需要”或“不需要”)连接一根导线;
(3)该同学利用某组测量数据计算出的电阻值较真实的电阻值 (选填“偏大”、“偏小”、“相等”)
6.(2025-2026高二上·江西上饶·期中)在探究小灯泡电阻规律的实验中,实验电路图如图所示,所用器材有:
小灯泡(额定电压2.5V,额定电流0.3A)
电压表(量程300mV,内阻为)
电流表(量程300mA,内阻为)
定值电阻(阻值A.;阻值B.)
滑动变阻器(阻值A.;B.)
电阻箱(最大阻值)
电源E(电动势6V,内阻不计)
开关S、导线若干。
完成下列填空:
(1)滑动变阻器应选择 (选填A或B),初始触头应滑在 (选填a或b);
(2)为使电压表量程扩大至3V,应将的阻值调整为 ,定值电阻选 (选填A或B)。
(3)某次测量电压表的读数为152mV,电流表的读数为240mA,此时小灯泡的电阻为 (保留2位有效数字)。
考点5 电表改装
1.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)实验室有一块小量程电流表,满偏电流为,内阻为。现某同学想把它改装为的电压表使用,则应( )
A. 并联一个阻值为的定值电阻
B. 并联一个阻值为的定值电阻
C. 串联一个阻值为的定值电阻
D. 串联一个阻值为的定值电阻
2.(2025-2026高二上·江西·期中)(多选)将相同的表头分别并联不同的电阻改装成电流表、,分别串联不同的电阻改装成电压表、,校正后,按图示电路连接。已知电流表的量程比的大,电压表的量程比的大。若在电路、端接入稳压电源,所有电表示数均未超过量程,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数与的相等
B. 电流表的指针偏转角度比的大
C. 电压表的示数比的大
D. 电压表的指针偏转角度比的小
3.(2025-2026高二上·江西景德镇·期中)(多选)如图所示,甲、乙都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组装成的电表的电路图,下列说法正确的是( )
A. 甲是电流表的电路图,R增大时,量程减小
B. 甲是电压表的电路图,R增大时,量程增大
C. 乙是电流表的电路图,R减小时,量程增大
D. 乙是电压表的电路图,R减小时,量程减小
4.(2025-2026高二上·江西定南中学·期中)(多选)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
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,则
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为,则
5.(2025-2026高二上·江西南昌第十中学·期中)(多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1(0~3A)、A2(0~0.6A)和两个电压表V1(0~15VA)、V2(0~5V),改装、校对好后把它们按图所示接法连入电路,则( )
A. 电流表A1、A2的读数之比为5∶1
B. 电流表A1、A2的偏转角度之比为1∶1
C. 电压表V1、V2的读数之比为1∶1
D. 电压表V1、V2的偏转角度之比为3∶1
6.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)如图所示,灵敏电流计的内阻,满偏电流。当使用a、b两个端点时,是量程为I的电流表;当使用a、c两个端点时,是量程为U的电压表。已知电阻,。求:
(1)量程I的值;
(2)量程U的值。
7.(2025-2026高二上·江西南昌中学·期中)某同学将一个量程小于的伏特表V改装成量程为的伏特表,已知伏特表V有清晰刻度但没有标度值,实验器材如下:
A.电源(电动势约为,内电阻小于)
B.标准电压表(量程为,内电阻约为)
C.电阻箱(阻值范围0~9999.9Ω)
D.滑动变阻器(阻值范围)
E.开关S,导线若干
为了正确改装,需要测量伏特表V的量程和内电阻,该同学的实验过程如下:
(1)将实验器材按图(a)所示电路连接;
(2)将电阻箱的阻值调至最大,闭合开关S,调节滑片P和电阻箱,使伏特表V满偏,记录此时电阻箱的阻值和标准电压表的示数;
(3)将滑片P移至另一位置,再次调节电阻箱,使伏特表V满偏,记录此时电阻箱的阻值和标准电压表的示数;
(4)多次重复步骤(3),将测量数据描绘在图像中,并画出图线,如图(b)所示;
(5)根据图线求得伏特表V的量程为 ,内电阻为 ;(结果均保留2位有效数字)
(6)将伏特表V与一个阻值为 的电阻串联,组装成量程为的伏特表。(结果保留2位有效数字)
8.(2025-2026高二上·江西南昌第十中学·期中)现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
9.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)某学习小组为将一个小量程的电流表改装为量程为的电流表和量程为的电压表,设计了如图所示的电路。已知小量程的电流表的内阻,满偏电流。
(1)若需使用量程为的电流表,应将开关S拨至1还是2?
(2)求电阻、的阻值。
10.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)某实验小组用满偏电流且内阻的灵敏电流计和电动势分别为和的电源等器材来制作多用电表,设计的电路图如图甲所示。已知该实验小组设计的多用电表的两个电流挡的量程分别为和,两个电压挡的量程分别为和。
(1)该多用电表的表笔为 (填“红表笔”或“黑表笔”)。
(2)将开关S拨至1,正确操作后,将该多用电表串联接入电路,发现灵敏电流计的表盘指针指向如图乙所示,则该档位下的读数为 。
(3)将开关S拨至5,正确操作后,将该多用电表接入电路,发现灵敏电流计的表盘指针指向如图乙所示,则该挡位下的读数为 。
(4)将开关S拨至3,欧姆调零完成后,该挡位下多用电表的总内阻为 。
试卷第1页,共3页
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专题05 电学实验
5大高频考点
1. 电学实验基础
2. 测量金属丝的电阻率
3. 测量电源的电动势和内阻
4. 测量电阻常用的方法
5. 电表改装
考点1 电学实验基础
1.(2025-2026高二上·江西·期中)某同学使用多用电表测量电阻时,将多用电表选择开关调至“×10Ω”挡,调好零点,测一未知电阻R的阻值,其指针位置如图所示,则被测电阻R的阻值为( )
A. 12Ω
B. 120Ω
C. 1.2kΩ
D. 12kΩ
【答案】B
【详解】选择开关指向欧姆“”挡,由题图可知,被测电阻的阻值。故选B。
2.(2025-2026高二上·江西宜春中-11月·期中)(多选)如图所示为简单欧姆表的原理示意图,其中电流表的满偏电流,内阻,可变电阻的最大阻值为,电池的电动势,内阻,下列说法正确的是( )
A. 与接线柱A相连的是黑表笔
B. 按正确使用方法测量电阻时,指针指在刻度盘的正中央,则
C. 若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,但此表仍能调零,测量的阻值时,则测量值与真实值相等
D. 测量电阻时,如果指针偏转角度过大,应将选择开关拨至倍率较小的挡位,重新欧姆调零后再测量
【答案】BD
【详解】A.通过多用表的电流方向是“红入黑出”,所以与接线柱A相连的是红表笔,故A错误;B.按正确使用方法测量电阻时,指针指在刻度盘的正中央,则,所以,故B正确;C.当电池电动势变小时,欧姆表要重新调零,由于满偏电流不变,由可知欧姆表内阻变小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由由于变小,电流I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了,即测量值比真实值大,故C错误;D.测量电阻时,如果指针偏转角度过大,则说明待测电阻较小,应将选择开关拨至倍率较小的挡位重新调零后再进行测量,故D正确。故选BD。
3.(2025-2026高二上·江西南昌第十中学·期中)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量。
(1)旋动部件 (填“K”“S”或“T”),使指针对准电流的0刻度线。
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
(3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件 (填“K”“S”或“T”),使指针对准电阻的0刻度线。
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,应将K旋转到电阻挡 (填“×10”或“×1k”)的位置,重新进行欧姆调零后,指针如图所示,则被测电阻的阻值应为 Ω。
【答案】① S ② T ③ ×1k ④
【详解】[1]机械调零应旋动S,使指针对准I=0或R=∞。[2]欧姆调零应旋动T,使指针对准电阻的0刻度线。[3][4]指针偏转角度小,说明待测电阻阻值大,所选倍率小,应改选更大的倍率,重新进行欧姆调零,所以应选“×1k”挡位,被测电阻的阻值应为Ω。
4.(2025-2026高二上·江西南昌南昌县莲塘第一中学·期中)(多选)用如图1所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。
请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动部件 ,使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“+”、“—”插孔的表笔短接,旋动部件 ,使指针对准电阻的 (填“0刻线”或“∞刻线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A. 将K旋转到电阻挡“×1K”的位置
B. 将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C. 将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D. 将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
【答案】① S ② T ③ 0刻线 ④ ADC
【分析】【详解】
(1) [1]首先要对表盘机械校零,所以旋动部件是S.
(3) [2][3]接着是欧姆调零,将“十”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件T,让表盘指针指在最右端零刻度处.
(4) [4]当两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,必须将指针在中间刻度附近,所以要将倍率调大.原因是指针偏转小,则说明阻值大,则只有调大倍率才会实现.所以正确顺序ADC
考点2 测量金属丝的电阻率
1.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)某同学利用下列器材测量某种金属电阻丝的电阻率,电阻丝的总阻值大约为。
A、电源(电动势,内阻不计)
B、电压表(量程0~3V,内阻约)
C、电流表(量程0~0.6A,内阻约)
D、电流表(量程0~3A,内阻约)
E、滑动变阻器(阻值,额定电流3A)
F、滑动变阻器(阻值,额定电流1A)
G、开关、导线若干
(1)为了便于调节待测电阻两端的电压,滑动变阻器应选用 (填“”或“”),电流表应选用 (填“”或“”)。
(2)请在图甲中补充完整实验电路图。
(3)该同学用刻度尺测出电阻丝的长度,用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,则该电阻丝直径的测量值d= mm。
(4)该同学将电阻丝接入电路,得到电压表、电流表的读数,利用以上测量数据,得到这种材料的电阻率,考虑到本题中的实验电路,则该电阻率测量值与真实值相比会 (填“偏大”“相等”或“偏小”)。
【答案】(1)① R1 ② A1 (2) (3)2.933 .934 .935 (4)偏小
【讲解】(1) [1][2]为了便于调节,故滑动变阻器选小的,选R1;测量中最大电流约为0.5A,故电流表选择A1。
(2) 滑动变阻器接入为分压式,测小电阻因,则用电流表外接法。电路如图
(3) 电阻丝直径的测量值d=2.5mm+0.01mm×43.4=2.934mm
(4) 考虑到本题中的实验电路,由于电压表的分流作用,使得电流的测量值偏大,则电阻的测量值偏小,则该电阻率测量值与真实值相比会偏小。
2.(2025-2026高二上·江西萍乡·期中)实验小组测定一个合金圆筒的电阻率,圆筒横断面如图甲所示,进行了如下操作:
(1)用游标卡尺测量圆筒的长度为L,如图乙所示,则圆筒的长度 mm;圆筒内径已测出为d,用螺旋测微器测圆筒的外径D如图丙所示,则外径 mm。
(2)为了精确测量该圆筒电阻,实验小组设计如图丁所示电路,测出多组电流、电压数值,画出伏安特性曲线如图戊所示,则圆筒电阻 Ω(结果保留一位小数)。用此电路测量电阻会产生系统误差,与电阻的真实值比较,测量值 (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)则计算圆筒材料的电阻率的公式为 (用L、d、D、R等字母表示)。
【答案】(1)① 50.15 ② 10.500 (2)① 6.0 ② 偏小 (3)
【讲解】(1) [1]20分度的游标卡尺的精度为0.05mm,测量圆筒长度为[2]螺旋测微器的精度为0.01mm,测量圆筒外径
(2) [1]电阻值的测量值可得在图像中[2]由于电流表外接,电压表的分流,电流的测量值偏大,图像的斜率偏大,所以电阻测量值小于真实值,即测量值偏小。
(3) 根据电阻定律解得
3.(2025-2026高二上·江西南昌南昌县莲塘第一中学·期中)某科技小组要测量某种电阻材料的电阻率,他们找来一根用该材料制成的粗细均匀的电阻丝进行测量。
(1)首先用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图甲所示,则该电阻丝的直径 mm。
(2)他们又精确测量该电阻丝的阻值。除待测电阻丝外,实验室还提供了下列器材:
电流表(量程为0~1A,内阻约为0.4Ω);
电流表(量程为0~10mA,内阻为10Ω);
定值电阻(阻值为10Ω);
定值电阻(阻值为100Ω);
定值电阻(阻值为1000Ω);
滑动变阻器(总阻值为5Ω,额定电流为3A);
电源(电动势为12V,内阻为0.5Ω)。
①因为实验室没有提供电压表,该实验小组用电流表和定值电阻改装成所需要的电压表,定值电阻应选用 。(选填“”、“”或“”)
②在图乙中将实验电路补充完整。(待测金属丝用“
”表示)
(3)用刻度尺测得电阻丝接入电路中的长度为10.10cm。
(4)电流表的示数用表示,电流表的示数用表示,该小组通过调节滑动变阻器进行了多次测量,以为纵轴,为横轴,根据测量数据画出的图像如图丙所示,则所测电阻材料的电阻约为 Ω。(结果保留2位有效数字)
【答案】① 8.000 .998 .999 .001 .002 ② ③ ④ 10
【详解】[1] 螺旋测微器的精度为,由题图甲可知,螺旋测微器的读数为8.000mm,由于读数差异,7.998~8.002mm均算正确。[2]电流表和定值电阻改装的电压表的最大量程为定值电阻R选用时,改装后的量程为0~10.1V,略小于电源电动势,若选用或,改装后的量程会比电源电动势小很多,实验时不安全或不精确,故选。[3]为准确测量两端的电压和通过的电流,实验电路图如下 [4]由题意可知可得为纵轴,为横轴,可得图像斜率为解得
4.(2025-2026高二上·江西南昌中学·期中)一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品,横截面外缘为正方形,如图甲所示。 此金属管线样品长约30cm、电阻约,已知这种金属的电阻率为ρ,因管内芯绝缘材料截面形状不规则,无法直接测量其横截面积。请你设计一个测量管内芯截面积S的电学实验方案,现有如下器材可选:
A. 毫米刻度尺
B. 螺旋测微器
C. 电流表A1(量程0~600mA,内阻约为)
D. 电流表A2(量程0~3A,内阻约为)
E. 电压表V(量程0~6V,内阻约为)
F.滑动变阻器R1(,允许通过的最大电流0.5A)
G. 滑动变阻器R2(,允许通过的最大电流2A)
H.蓄电池E(电动势为6V,内阻约为)
Ⅰ. 开关一个、带夹子的导线若干
(1)上述器材中, 应该选用的电流表是 , 滑动变阻器是 (填写选项前字母代号)。
(2)若某次用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长如图乙所示,则其值为 mm。
(3)要求尽可能测出多组数据,你认为在图丙、丁、戊、己中选择的电路图是 (填“丙、丁、戊、己”)。
(4)若样品截面外缘正方形边长为a、样品长为L、电流表示数为I、电压表示数为 U,则计算内芯截面积的表达式为 。
【答案】① C ② G ③ 0.729 .730 .731 ④ 丙 ⑤
【详解】
(1)[1]由题意可知,电源电动势为6V,而由于待测电阻约为,则电路中电流最大为故不能选用最大量程为3A的电流表,故电流表只能选用,即电流表应该选C;[2]而由题意可知,电路应采用分压接法,故滑动变阻器应选用较小的电阻,故滑动变阻器选用,即滑动变阻器选选项G;
(2)[3]由图乙所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0.5mm,螺旋测微器的示数为(3)[4]由电压表内阻远大于金属管线的电阻,电流表应采用外接法,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,故选择丙电路图;
(4)[5]根据欧姆定律,有根据电阻定律,有故横截面积为故金属管线内部空间截面积的表达式为
5.(2025-2026高二上·江西赣州十三校·期中)电阻率的倒数称为电导率,是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某同学想测量某品牌纯净水的电导率,他将纯净水装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用金属圆盘电极密封,如图甲所示。
(1)用毫米刻度尺测出圆柱形容器长度为L;
(2)测量圆柱形容器的内径时,应选用 (选填“乙”或“丙”)测量工具,其读数 cm;
(3)进一步测得圆柱形容器内纯净水的电阻为R;
(4)待测纯净水的电导率为 (用R、d、L表示)。
【答案】① 丙 ② 0.36 ③
【详解】
(2)[1]测量圆柱形容器的内径,应选用游标卡尺的内测量爪,故选丙。 [2]丙图为10分度的游标卡尺,读数为
(4)[3]纯净水的电阻则待测纯净水的电导率为
6.(2025-2026高二上·江西·期中)某同学测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻率,主要步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量其直径如图甲所示,其直径为 mm。
(2)用20分度的游标卡尺测量其长度如图乙所示,其长度为 mm。
(3)因电压表内阻较大,他采用如图丙所示的电路来测量。正确连线后,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (填“左”或“右”)端;闭合开关S,将滑片P移至合适位置,电压表的示数V,电流表的示数如图丁所示,其示数 A,由此可得待测圆柱体电阻的测量值为 Ω(结果保留两位有效数字)。
(4)根据以上相关数据,可算得圆柱体材料的电阻率 Ω·m。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)4.950 (2)42.40 (3)① 左 ② 0.32 ③ 6.0 (4)
【讲解】(1) 螺旋测微器示数d=4.5mm+45.0×0.01mm=4.950mm
(2) 游标卡尺示数L=42mm+8×0.05mm=42.40mm
(3) [1]闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至左端,将待测电路部分短路,保护电表;[2]电流表的示数A[3]待测圆柱体的电阻
(4) 根据,代入数据解得
7.(2025-2026高二上·江西定南中学·期中)2024年,我国在各项领域均取得了重大突破。在中国航空航天实验室中有一批特殊的材料,实验室的工作人员需要对其各项性能指标进行测量,其中一项比较重要的便是其导电性能。
(1)某同学用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时,测得的结果如图甲所示,则该金属丝的直径D= mm。另一位同学用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如图乙所示,则该工件的长度L= cm。
(2)某研究小组使用伏安法测量圆柱体的电阻。已知圆柱体的电阻约为100Ω,实验所用直流电源的电动势约为4V、内阻可忽略,电流表A的量程为0~30mA、内阻约为30Ω,电压表V的量程0~3V、内阻约为10kΩ,滑动变阻器R1阻值的变化范围为0~15Ω,为减小测量误差,实验电路应采用图中的 。(R代表圆柱体的电阻)
A. B.
C. D.
(3)若电流表的示数为I,电压表的示数为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ= 。
【答案】(1)① 5.665 ② 0.890 (2)A (3)
【讲解】(1) [1]金属丝的直径[2]工件的长度
(2) 滑动变阻器最大阻值相对圆柱体电阻较小,则电路采用分压式。由于所以电流表采用外接法。故选A。
(3) 由电阻定律得得
8.(2025-2026高二上·江西·期中)某实验小组要测量一根金属丝的电阻率,已知,请回答下列问题:
(1)实验前用多用电表粗测该金属丝的电阻,选择“”倍率的欧姆挡,欧姆调零后进行测量,多用电表的示数如图甲所示,则多用电表读数为 ,用螺旋测微器测量该金属丝的直径,测量结果如图乙所示,则读数为 mm,用毫米刻度尺测得该金属丝的长度为L。
(2)实验测得该金属丝的电阻值为,则该金属丝的电阻率 (用、、和R 表示)。
【答案】(1)① ② (1.744~1.747均可) (2)
【讲解】(1) [1]由多用表的示数可知,金属丝的阻值为[2]金属丝的直径为
(2) 根据电阻定律可知,联立解得,金属丝的电阻率为
9.(2025-2026高二上·江西南昌第十中学·期中)随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为,玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)注水前,如图1所示,用10分度游标卡尺测得玻璃管长度为 cm;如图2所示,用螺旋测微器测得玻璃管内径为 mm;
(2)为了测量所取纯净水的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程,电阻约为) B.电压表(量程,电阻约为)
C.滑动变阻器,额定电流) D.电源(能提供6V的恒定电压)
E.开关一只、导线若干
①要求电流从零开始调节,请将电路图画入空白方框内 ;
②右图为根据电流表和电压表的实验数据所画的图像。根据图像,可求出该纯净水的电阻;
(3)计算纯净水的电导率表达式 (用符号、、、表示),通过代入数据发现数值偏大很多,据此可以判定纯净水 (填“合格”或“不合格”)。
【答案】(1)① 5.25 ② 4.774 .773 .772 .775 (2) (3)① ② 不合格
【讲解】(1) [1]10分度游标卡尺的精度为,玻璃管长度为[2]螺旋测微器的精度为,玻璃管内径为
(2) 根据题意,滑动变阻器应采用分压式接法,根据图像,纯净水的电阻约,因为,可知电流表应采用内接法,电路图如图所示
(3) [1]根据电阻定律有电导率是电阻率的倒数,有联立可得[2]合格的纯净水电阻率非常高,电导率很小,通过代入数据发现测量所取纯净水的电导率数值偏大很多,则判定纯净水不合格。
10.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)某实验小组想要测量某段电阻丝的电阻率,可利用以下器材:
A.待测电阻丝(电阻约为);
B.电源(电动势为);
C.电流表(量程为,内阻约为);
D.电压表(量程为,内阻约为);
E.滑动变阻器(可调节范围为);
F.滑动变阻器(可调节范围为);
G.螺旋测微器、10分度游标卡尺、开关、导线若干。
(1)用游标卡尺测该电阻丝直径,测量结果如图甲所示,则该电阻丝的直径为 mm。
(2)为确保电阻丝两端电压能从0开始变化且实验操作便捷,应选择的滑动变阻器为 (填“E”或“F”)。
(3)请用笔划线代替导线补充完整图乙所示的电路实物图 。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动至最 (填“左”或“右”)端。
(4)某次实验时测得电压表示数为,电流表示数为,电阻丝的长度为,直径为,则该电阻丝的电阻率 (用、、、、表示)。
【答案】(1)26.6 (2)F (3)① ② 左 (4)
【讲解】(1) 游标卡尺是10分度的,精确度为,所以游标卡尺读数为。
(2) 确保电阻丝两端电压从0开始变化,所以选择调节范围为的滑动变阻器,即选择。
(3) [1]待测电阻式大电阻,用电流表内接;确保电阻丝两端电压从0开始变化,滑动变阻器用分压接法。电路实物图连接如图所示: [2]确保电阻丝两端电压从0开始变化,滑片应移至与支路并联电阻为0位置,即滑动变阻器滑片移至左端。
(4) 根据欧姆定律可得,电阻丝电阻为根据电阻定律可得,电阻丝的电阻为电阻丝的横截面积为联立解得电阻丝的电阻率为
考点3 测量电源的电动势和内阻
1.(2025-2026高二上·江西·期中)无线话筒内有一块刚启用的如图甲所示的方形电池,标称电动势为9V,某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻,实验室提供了以下器材∶
A.待测方形电池;
B.电压表(量程为0~3V,内阻为3kΩ);
C.电流表(量程为0~3A,内阻为0.1Ω);
D.滑动变阻器(阻值范围为0~20Ω);
E.电阻箱(阻值范围为0~9999Ω);
F.开关、导线若干。
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路图,实验需要把电压表量程扩大为0~10V,则电阻箱的阻值应调整为 Ω。
(2)将的滑片移到最 (填“左”或“右”)端,闭合开关S,移动的滑片,测出多组数据,并作出图线如图丙所示,由此可得,该电池的电动势 V,内阻 Ω。(后两空结果均保留一位小数)
【答案】(1)7k ᭘ (2)① 左 ② 9.4 ③ 2.9
【讲解】(1) 电阻箱的阻值应调整为
(2) [1]滑动变阻器限流式连接,闭合开关前阻值因达到最大阻值处,闭合开关K之前应将的滑片移到最左端;[2][3]电压表示数为U,则R1两端电压为,根据闭合电路欧姆定律可得整理可得可知U-I图像的纵轴截距为解得该电池的电动势为E=9.4V U-I图像的斜率绝对值为解得内阻为r=2.9Ω
2.(2025-2026高二上·江西·期中)2025年8月27日,国家发展改革委、国家能源局印发了《新型储能规模化建设专项行动方案(2025-2027年)》的通知,该方案明确“锂离子电池储能为主,多元技术协同发展”的技术路径。某科技小组要测量一个锂电池组的电动势和内阻,用电流传感器实时采集实验数据,通过计算机拟合成直线,实验电路如图甲所示。实验室提供器材有:电流传感器2个(内阻不计)、滑动变阻器(最大阻值)、定值电阻(阻值)、开关S。导线若干。请回答下列问题:
(1)实验步骤如下:①闭合开关前,滑动变阻器R的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端;
②闭合开关S后,移动滑动变阻器R的滑片,电流传感器1、2分别采集到的多组电流数据,并通过计算机进行拟合。
(2)数据处理:①当电流传感器1中电流为1.5mA时,定值电阻两端的电压为 V;②通过计算机进行拟合得到的图像如图乙所示,若不考虑电流传感器1所在支路的电流,则该锂电池组的电动势 V,内阻 。(结果均保留2位有效数字)
(3)误差分析:若考虑电流传感器1所在支路的电流,第(2)问中测得锂电池组的电动势与真实值相比 ,内阻与真实值相比 。(均选填“偏大”或“偏小”)
【答案】(1)左 (2)① 4.5 ② 9.0 ③ 3.0 (3)① 偏小 ② 偏小
【讲解】(1) 闭合开关前,滑动变阻器应全部接入电路,故滑片滑到最左端;
(2) [1] 当电流传感器1中电流为1.5mA时,定值电阻两端的电压为[2][3]根据闭合电路欧姆定律有即结合图乙可得,解得,
(3) [1][2] 若考虑电流传感器1所在支路的电流,根据闭合电路欧姆定律有即所以,解得,所以第(2)问中测得锂电池组的电动势和内阻与真实值相比均偏小。
3.(2025-2026高二上·江西宜春中-11月·期中)某实验小组设计了如图甲所示的实验电路,来测量电源的电动势和内阻,实验器材有:待测电源,阻值为的定值电阻,内阻极小的电流表,总阻值为且阻值均匀的四分之一圆形变阻器,变阻器上有可指示滑片转过角度的刻度盘,开关、导线若干。回答下列问题:
(1)闭合开关,滑片在顺时针转动的过程中,电流表示数 (填“变大”或“变小”),电路消耗的总功率 (填“变大”或“变小”);
(2)在实验中转动滑片,改变角度(弧度制),测量通过定值电阻的电流,以为纵坐标,为横坐标,作出图像如图乙所示,已知图像的斜率为,纵截距为,则电源的电动势为 ,内阻 。(均用、、表示)
【答案】(1)① 变小 ② 变大 (2)① ②
【讲解】(1) [1]滑片顺时针转动,变阻器接入电路的阻值变小,外电阻变小,路端电压变小,电流表示数变小。[2]因为外电阻减小,可知电路总电阻减小,故干路电流变大,电路消耗的总功率可知电路消耗的总功率变大。
(2) 由闭合电路欧姆定律可知可推导出可知,解得,
4.(2025-2026高二上·江西萍乡·期中)某学习小组把铜片和锌片相隔约1cm插入一个苹果中,制成了一个苹果电池。为了测量该苹果电池的电动势E和内阻r,他们进行了以下实验操作:
(1)先用多用电表的“直流电压2.5V”挡粗测苹果电池的电动势,如图甲所示,则多用电表的读数为 V(保留2位有效数字)。若考虑系统误差,则该苹果电池的电动势E应 (选填“大于”“等于”或“小于”)测量值。
(2)为验证上述判断,大家想尽可能准确测量出苹果电池的电动势和内阻,他们选用以下器材进一步实验。
A.电阻箱(最大阻值为9999.9Ω);
B.DIS数字电压传感器(内阻可视为无穷大);
C.DIS数据采集器;
D.笔记本电脑;
E.导线和开关。
具体实验步骤如下:
①将该苹果电池与实验器材按图乙所示电路连接;
②调节电阻箱阻值,闭合开关,待示数稳定后,记录电阻箱的阻值R和数字电压传感器显示的数值U后立即断开开关;
③每次将电阻箱的阻值减小1000Ω,重复以上实验步骤,测量出R值和U值,计算出相应的和并记录数据;
④根据数据,绘制出关系图线如图丙中线a所示。
(3)根据实验数据绘制的图线a可得该苹果电池的电动势为 ,内阻为 (结果均保留2位有效数字)。
(4)若用普通的磁电式电压表代替数字电压传感器进行实验,得到的图线可能是图丙中的 (选填“b”“c”或“d”),请说明你做出判断的理由: 。
【答案】① 0.85 ② 大于 ③ 1.0V ④ 7.8kΩ ⑤ b ⑥ 若用普通的磁电式电压表代替数字电压传感器进行实验,则有可得。即图像的斜率不变,纵截距变大,则得到的图像可能是图丙中的b
【详解】[1]最小分度为5,由,得电表的读数为0.85V[2]因电压表的电阻不是无穷大,用电压表测电源电动势时电路中有电流,在电源内阻上有电压降,路端电压小于电源电动势,故电池的电动势E大于测量值[3] [4]由闭合电路的欧姆定律,得,斜率电池的电动势为1.0V,内阻为 [5][6] 若用普通的磁电式电压表(要考虑其分流作用)代替数字电压传感器进行实验,则有可得。即图像的斜率不变,纵截距变大,则得到的图像可能是图丙中的b
5.(2025-2026高二上·江西赣州十三校·期中)某同学从一个损坏的小台灯中拆出了一节锂电池,为了测量该锂电池的电动势,该同学设计了如图甲所示的电路,选用的器材如下:
A.毫安表mA(量程为100mA,内阻为4Ω)
B.电压表V(量程为3V,内阻很大)
C.电阻箱
D.滑动变阻器
E.待测锂电池(电动势标称值为3.0V)
F.开关一个、导线若干
(1)由于毫安表mA的量程太小,因此实验前需要将其改装成量程为0.5A的电流表,图甲中电阻箱应调整为 Ω。
(2)改变滑动变阻器滑片的位置,记录两电表的示数,电压表的示数为,毫安表的示数为I。
(3)描点得到如图乙所示的图像,通过分析可知电源的电动势 V,电源的内阻 Ω。
(4)用该锂电池、电阻箱和量程为100mA、内阻为10Ω的毫安表改装成欧姆表,如图丙所示,表笔B是 (填“红”或“黑”)表笔,电阻箱应调至 Ω;正确使用该欧姆表测量某待测电阻,毫安表指针指在50mA处,则被测电阻阻值为 Ω。
【答案】① 1.0 ② 2.4 ③ 0.7 ④ 黑 ⑤ 13.3 ⑥ 24
【详解】
(1)[1]根据串并联特点,改装后电流表的读数解得,即图甲中电阻箱应调整为。
(3)[2][3]毫安表mA与电阻箱并联后的电阻为则根据闭合回路欧姆定律有结合图像有,,可得
(4)[4]欧姆表中电流由红表笔流入,黑表笔流出,由图丙可知,表笔B是黑表笔[5]欧姆调零时,根据闭合回路欧姆定律有解得[6]由闭合回路欧姆定律有解得。
6.(2025-2026高二上·江西景德镇一中·期中)某物理实验小组准备测量未知电阻Rx(约为2kΩ)的阻值和某型号手机锂电池的电动势和内阻。电池已拆开,电动势E标称值为3.4V,允许最大放电电流为100mA。在实验室备有如下实验器材:
A.电压表V(量程4V,内阻RV约为10kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,内阻RA为25Ω)
C.电流表A2(量程2mA,内阻R2约为100Ω)
D.滑动变阻器R(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R0(0~9999Ω)
F.开关S一个、导线若干
(1)为了测定电阻Rx的阻值,实验小组设计了如图甲所示的电路原理图,电源用待测的锂电池,则电流表应选用 (选填“A1”或“A2”),将电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值,则测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(2)该实验小组设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。
①电流表示数的倒数与电阻箱阻值R0之间的关系式为 (用字母E,r,RA表示);
②在实验中,多次改变电阻箱的阻值,获得多组数据,根据数据作出的图像为图丙所示的直线,根据图像可知该锂电池的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)① A2 ② 大于 (2)① ② 3.3 ③ 8.3
【详解】
(1)[1]根据题意,由欧姆定律可得,流过电流表的最大电流约为则电流表应该选用;[2]由电路图甲可知,电流表采用的是内接法,由于电流表的分压,电压表的测量值大于真实值,由欧姆定律可知,电阻的测量值大于真实值。
(2)①根据题意及电路图乙,由闭合电路的欧姆定律有整理得②[2][3]根据题意,结合图丙可得,解得,
7.(2025-2026高二上·江西景德镇·期中)某实验小组进行测电源电动势与内阻的实验,要求测量结果准确。该小组设计了如图甲所示的电路图进行实验,其中保护电路电阻R1=1Ω。
(1)闭合开关S1后,开关S2先后与a、b接通,并移动滑动变阻器获得多组数据,测得多组电压表读数U与对应的电流表读数I,并作出U−I图像如图乙所示。其中Ⅱ图线是根据开关接到 (选填“a”或者“b”)所测的数据绘出的图像。
(2)为减小误差,小组同学经过讨论后,根据图像计算出电源电动势 V,内阻为 Ω(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)b (2)① 5.0 ② 0.67
【讲解】(1) 由闭合电路欧姆定律得,故U−I图像中U为路端电压,I为通过电源的电流。所以当S2与a接通时,把电流表、电源、R1看成等效电源Ⅰ,如图所示虚线部分 当S2与b接通时,把电源、R1与电压表并联的电路看成等效电源Ⅱ,如图所示虚线部分 即而电源的U−I图像斜率的绝对值等于电源的内阻,所以Ⅱ图线是根据开关接到“b”所测的数据绘出的图像。
(2) [1]S2与a接通时,由图线Ⅰ可得等效电源Ⅰ的电动势①[2]S2与b接通时,由图线Ⅱ可得等效电源Ⅱ的电动势为②等效电源Ⅱ的内阻为③联立① ② ③ 解得
考点4 测量电阻常用的方法
1.(2025-2026高二上·江西·期中)如图所示,用电流表和电压表测量定值电阻的阻值,端与端相连时,电流表示数为5.24mA,电压表示数为2.40V,端与端相连时,电流表示数为5.20mA,电压表示数为2.50V,由此可知定值电阻的真实值( )
A. 更接近458Ω,且小于458Ω
B. 更接近458Ω,且大于458Ω
C. 更接近481Ω,且大于481Ω
D. 更接近481Ω,且小于481Ω
【答案】B
【详解】比较两次电压表读数可知,电压表示数变化为电流表示数变化为因为即电压表变化明显一些,可见电流表内阻带来的影响比电压表内阻带来的影响大。故采用外接法,则电流表外接法测出的是与电压表并联后的总电阻,测量值小于真实值。故选B。
2.(2025-2026高二上·江西景德镇·期中)某同学用如图所示的电路测电阻,电压表和电流表的读数分别为16V和0.2A,已知电流表的内阻为,测量时把电压表示数和电流表示数的比值作为的测量值,那么有关待测电阻的说法正确的是( )
A. 的测量值比真实值小
B. 的真实值为
C. 的真实值为
D. 由于电流表的分压,无法得到的真实值
【答案】C
【详解】A.由电路图可知,采用了电流表内接法,由于电流表的分压使电压测量值偏大,由欧姆定律可得可知测量值偏大,故A错误;BCD.测量值为电流表的内阻与真实值之和,由欧姆定律得故电阻的真实值为故BD错误,C正确。故选C。
3.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)(1)如图所示为指针式多用电表,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一定值电阻的阻值,测量的某些操作步骤如下:
①首先调节部件 (选填“S”、“K”或“T”),使电表指针指向电流0刻度处。
②然后把选择开关旋到欧姆挡位置“×10”挡位,测量时指针偏转如图所示,以下是接下来的测量过程:
a.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔
b.旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”挡),并拔出两表笔
c.将选择开关旋到“”挡
d.将选择开关旋到“”挡
e.将选择开关旋到“”挡
f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值,断开两表笔
以上实验步骤中的正确顺序是 (选填步骤前的字母)。
(2)重新测量后,指针位于如图所示位置,被测电阻的测量值为 Ω。
(3)如图,黑箱中有三个接线柱a、b、c,内接一个定值电阻和一个二极管。利用多用电表的欧姆挡进行测量,红、黑表笔接不同点时,两点间阻值如表中所示,黑箱内电路连接方式可能为图中______。
连接方式
红a黑b
红b黑a
红b黑c
红c黑b
红c黑a
红a黑c
阻值/Ω
80
300
300
380
A. B.
C. D.
【答案】(1)① ② (2) (3)A
【讲解】(1) [1]使用多用电表时,应先调节多用电表“S”处的指针定位螺丝,使电表指针指向电流0刻度处。[2]图中显示指针偏转角度过小,表盘读数过大,应该换用稍高倍率“”的挡位。更换挡位后需要进行欧姆调零,再进行电阻的测量,最后将电表归位。则实验步骤中的正确顺序是。
(2) 被测电阻的阻值为(3) 由表格中的数据可知,红黑表笔在b、c点互换时,阻值不变,故b、c间应为定值电阻,红黑时阻值为,说明a、b间接二极管,二极管处于导通状态,a端接正极,b端接负极,结合多用表的内部结构可知,黑表笔与电源正极相接。故选A。
4.(2025-2026高二上·江西上饶·期中)某同学使用两种不同的方式测量未知电阻阻值。
(1)按照如图甲电路进行器材选择和电路连接。经正确操作,得到电流表示数为、电压表示数为,则该未知电阻的测量值为 ;理论上该测量值比被测电阻阻值 (填“偏大”或“偏小”);改变电阻箱阻值得到多组电流表、电压表示数,以电压为纵轴,电流为横轴对数据进行拟合,用斜率表示被测电阻阻值。这种用图像得到的被测阻值与真实阻值比较 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)按照如图乙所示电路进行器材选择和电路连接。单刀双掷开关接通1,记录电流表示数;再把单刀双掷开关接通2,调整电阻箱阻值,当阻值为时,电流表示数为,则被测电阻阻值为 。
【答案】(1)① ② 偏小 ③ 偏小 (2)
【讲解】(1) [1]甲图为伏安法测电阻,电流表外接,由于电压表的分流作用,电流表的测量值偏大,根据,可知测量值比真实值小;[2]图像法可以减小偶然误差,但不能消除系统误差,所以用斜率表示被测电阻阻值。这种用图像得到的被测阻值与真实阻值相比仍然偏小。
(2) 乙图为等效替代法测电阻,当电流表示数相等时电路中电阻相等,所以。
5.(2025-2026高二上·江西南昌江西师范大学附属中学·期中)多次测量取平均值可以减小实验误差,某同学想较为准确地测量某定值电阻Rx的阻值(约为30Ω),并希望尽可能多的测量几组数据,现有以下一些器材可供选择。
电流表A1量程0~100mA,内阻约10Ω);
电流表A2量程0~0.6A,内阻约1Ω);
电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电源E(电动势约为3V,内阻不计);
滑动变阻器R1(0~5Ω);
滑动变阻器R2(0~1kΩ);
单刀单掷开关S一个,导线若干。
(1)电流表应选 (选填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”);
(2)在如图电路图中,电压表右侧的导线应该接到 点(选填“a”或“b”),c、d间 (选填“需要”或“不需要”)连接一根导线;
(3)该同学利用某组测量数据计算出的电阻值较真实的电阻值 (选填“偏大”、“偏小”、“相等”)
【答案】(1)① A1 ② R1 (2)① a ② 需要 (3)偏小
【讲解】(1) [1]流过待测电阻的最大电流约为,故电流表选择A1。[2]为了多测量数据,滑动变阻器接入电路中的方式应该选择分压式,故选择最大阻值小的滑动变阻器R1。
(2) [1]由于,故待测电阻属于小电阻,应选择电流表外接法,故电压表右侧的导线应该接到a。[2]为了多测量数据,滑动变阻器接入电路中的方式应该选择分压式,c、d间需要连接一根导线
(3) 外接法测电阻时,电压表读数准确,但是由于电压表分流,导致电流表读数比真正流过待测电阻的电流大,故该同学利用某组测量数据计算出的电阻值较真实的电阻值偏小。
6.(2025-2026高二上·江西上饶·期中)在探究小灯泡电阻规律的实验中,实验电路图如图所示,所用器材有:
小灯泡(额定电压2.5V,额定电流0.3A)
电压表(量程300mV,内阻为)
电流表(量程300mA,内阻为)
定值电阻(阻值A.;阻值B.)
滑动变阻器(阻值A.;B.)
电阻箱(最大阻值)
电源E(电动势6V,内阻不计)
开关S、导线若干。
完成下列填空:
(1)滑动变阻器应选择 (选填A或B),初始触头应滑在 (选填a或b);
(2)为使电压表量程扩大至3V,应将的阻值调整为 ,定值电阻选 (选填A或B)。
(3)某次测量电压表的读数为152mV,电流表的读数为240mA,此时小灯泡的电阻为 (保留2位有效数字)。
【答案】① A ② a ③ 2700 ④ A ⑤
【详解】
(1)[1]由电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,则滑动变阻器应选阻值较小的,即选择A。[2]初始触头应滑在a端,以保证闭合电路时,测量电路的电流值和电压值最小。
(2)[3]根据串联电路的分压原理可得代入数据解得[4]当滑动变阻器滑片处于b端时,小灯泡所在测量电路分得的电压等于电源电动势6V,电流满偏时,测量电路的电阻为灯泡本身有电阻,所以作为保护电阻,其阻值一定小于20。故定值电阻选A。
(3)[5]某次测量电压表的读数为152mV,流过电压表的电流为灯泡两端的电压为此时小灯泡的电阻为
考点5 电表改装
1.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)实验室有一块小量程电流表,满偏电流为,内阻为。现某同学想把它改装为的电压表使用,则应( )
A. 并联一个阻值为的定值电阻
B. 并联一个阻值为的定值电阻
C. 串联一个阻值为的定值电阻
D. 串联一个阻值为的定值电阻
【答案】C
【详解】现某同学想把它改装为的电压表使用,需串联电阻,满足代入数据解得故选C。
2.(2025-2026高二上·江西·期中)(多选)将相同的表头分别并联不同的电阻改装成电流表、,分别串联不同的电阻改装成电压表、,校正后,按图示电路连接。已知电流表的量程比的大,电压表的量程比的大。若在电路、端接入稳压电源,所有电表示数均未超过量程,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数与的相等
B. 电流表的指针偏转角度比的大
C. 电压表的示数比的大
D. 电压表的指针偏转角度比的小
【答案】AD
【详解】AB.将相同的表头改装成两个电流表、时并联了不同的电阻,两电流表、是串联关系,则通过电流表、的电流相等,所以电流表、的示数相等;已知电流表的量程比的大,故的并联电阻较小,其并联电阻所分的电流更多,表头分的电流较少,故的指针偏转角度比的小,故A正确,B错误;CD.将相同的表头改装成两个电压表、时串联了不同的电阻,两个电压表、是并联关系,电压相等,所以两个电压表、的示数相等;已知电压表的量程比的大,故串联的电阻较大,则通过支路的电流较小,故电压表的指针偏转角度比的小,故C错误,D正确。故选AD。
3.(2025-2026高二上·江西景德镇·期中)(多选)如图所示,甲、乙都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组装成的电表的电路图,下列说法正确的是( )
A. 甲是电流表的电路图,R增大时,量程减小
B. 甲是电压表的电路图,R增大时,量程增大
C. 乙是电流表的电路图,R减小时,量程增大
D. 乙是电压表的电路图,R减小时,量程减小
【答案】AD
【详解】AB.灵敏电流表G只能测量小电流,满偏电流单位为μA或mA,甲图将其和电阻箱并联,电阻箱会和灵敏电流表一起分担电流,流入电路的电流I=Ig+IR,所以,甲是电流表的电路图。灵敏电流表G满偏时,电路两端的电压U=IgRg,电路两端的电压U不变,R增大时,IR减小,流入电路的电流最大值I减小,电流表量程减小,故A正确,B错误;CD.灵敏电流表G只能测量小电流,满偏电流单位为μA或mA,乙图将其和电阻箱串联,电阻箱会和灵敏电流表一起分担电压,电路两端的电压U=Ug+UR,所以,乙是电压表的电路图。灵敏电流表G满偏时,流入电路的电流I=Ig,流入电路的电流I不变,R减小时,UR减小,电路两端的电压U减小,电压表量程减小,故C错误,D正确。故选AD。
4.(2025-2026高二上·江西定南中学·期中)(多选)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
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,则
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为,则
【答案】AD
【详解】A.甲由一个灵敏电流表和一个变阻器并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表,电流表的量程为可知,当增大时,量程减小,故A正确;B.乙由一个灵敏电流表和一个变阻器串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表,电压表的量程为可知,增大时,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,则解得,故C错误;D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为,则解得,故D正确。故选AD。
5.(2025-2026高二上·江西南昌第十中学·期中)(多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1(0~3A)、A2(0~0.6A)和两个电压表V1(0~15VA)、V2(0~5V),改装、校对好后把它们按图所示接法连入电路,则( )
A. 电流表A1、A2的读数之比为5∶1
B. 电流表A1、A2的偏转角度之比为1∶1
C. 电压表V1、V2的读数之比为1∶1
D. 电压表V1、V2的偏转角度之比为3∶1
【答案】AB
【详解】AB.两电流表因是并联关系,根据并联电路的电压相等可知两表头两端的电压相同,通过两表头的电流相同,电流表A1、A2的偏转角度之比为1∶1;量程大的读数大,A1量程是A2量程的5倍,A1、A2的示数之比为5∶1,故AB正确;CD.两电压表因是串联关系,则通过两电压表的电流相同,电压表V1、V2的偏转角度之比为1∶1;量程大的读数大,V1量程是V2量程的3倍,V1、V2的示数之比为3∶1,故CD错误。故选AB。
6.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)如图所示,灵敏电流计的内阻,满偏电流。当使用a、b两个端点时,是量程为I的电流表;当使用a、c两个端点时,是量程为U的电压表。已知电阻,。求:
(1)量程I的值;
(2)量程U的值。
【答案】(1)10mA;(2)
【详解】
(1)当使用a、b两个端点时,R1两端电压与电流计两端电压相等,则电流表量程为(2)当使用a、c两个端点时,R2两端电压与电流表两端电压之和等于量程。则电压表量程为
7.(2025-2026高二上·江西南昌中学·期中)某同学将一个量程小于的伏特表V改装成量程为的伏特表,已知伏特表V有清晰刻度但没有标度值,实验器材如下:
A.电源(电动势约为,内电阻小于)
B.标准电压表(量程为,内电阻约为)
C.电阻箱(阻值范围0~9999.9Ω)
D.滑动变阻器(阻值范围)
E.开关S,导线若干
为了正确改装,需要测量伏特表V的量程和内电阻,该同学的实验过程如下:
(1)将实验器材按图(a)所示电路连接;
(2)将电阻箱的阻值调至最大,闭合开关S,调节滑片P和电阻箱,使伏特表V满偏,记录此时电阻箱的阻值和标准电压表的示数;
(3)将滑片P移至另一位置,再次调节电阻箱,使伏特表V满偏,记录此时电阻箱的阻值和标准电压表的示数;
(4)多次重复步骤(3),将测量数据描绘在图像中,并画出图线,如图(b)所示;
(5)根据图线求得伏特表V的量程为 ,内电阻为 ;(结果均保留2位有效数字)
(6)将伏特表V与一个阻值为 的电阻串联,组装成量程为的伏特表。(结果保留2位有效数字)
【答案】① 9.5 ② 19 ③ 11
【详解】
(5)[1][2]调节滑片P和电阻箱,使伏特表V满偏,记录此时电阻箱的阻值和标准电压表的示数,根据电路图可得由图(b)中的图线可得伏特表V的量程为图线斜率为解得伏特表V的电阻为
(6)[3]设将伏特表V与一个阻值为的电阻串联,组装成量程为的伏特表,则有解得
8.(2025-2026高二上·江西南昌第十中学·期中)现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
【答案】(1)或 (2) (3),
【讲解】(1) 图甲中使用A、B两个端点时得到或
(2) 图甲中使用A、C两个端点时得到电压表的量程是
(3) 图乙中,使用A、B两个端点时使用A、C两个端点时解得,
9.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)某学习小组为将一个小量程的电流表改装为量程为的电流表和量程为的电压表,设计了如图所示的电路。已知小量程的电流表的内阻,满偏电流。
(1)若需使用量程为的电流表,应将开关S拨至1还是2?
(2)求电阻、的阻值。
【答案】(1)1 (2),
【讲解】(1) 将开关S拨至1,为量程为的电流表,将开关S拨至2,为量程为的电压表。
(2) 将开关S拨至1,有代入数据可得将开关S拨至2,有解得
10.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)某实验小组用满偏电流且内阻的灵敏电流计和电动势分别为和的电源等器材来制作多用电表,设计的电路图如图甲所示。已知该实验小组设计的多用电表的两个电流挡的量程分别为和,两个电压挡的量程分别为和。
(1)该多用电表的表笔为 (填“红表笔”或“黑表笔”)。
(2)将开关S拨至1,正确操作后,将该多用电表串联接入电路,发现灵敏电流计的表盘指针指向如图乙所示,则该档位下的读数为 。
(3)将开关S拨至5,正确操作后,将该多用电表接入电路,发现灵敏电流计的表盘指针指向如图乙所示,则该挡位下的读数为 。
(4)将开关S拨至3,欧姆调零完成后,该挡位下多用电表的总内阻为 。
【答案】(1)红表笔 (2)20.0mA (3)2.00V (4)1500
【讲解】(1) 电流方向与接线柱(表笔)颜色的对应关系:对电表来说都是红进黑出,结合图中电表内所接的电源正负极,可判断出多用电表的A表笔应为红表笔。
(2) 将开关S拨至1,选择的功能为多用电表的0~30mA量程的电流表,指针指在表盘的“20”位置上,表盘上每一小格代表1mA,应读到下一位即0.1mA,所以电表读数为20.0mA。
(3) 将开关S拨至5,选择的功能为多用电表的0~3V量程的电压表,指针指在表盘的“20”位置上,表盘上每一小格代表0.1V,应读到下一位即0.01V,所以电表读数为2.00V。
(4) 将开关S拨至3,所选电源电动势,电流表的量程为0~3mA,欧姆调零完成后,电流表示数为满偏示数,该挡位下多用电表的总内阻为。
试卷第1页,共3页
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