专题34 高中电学实验（二）（专项训练）（山东专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

专题34 高中电学实验（二）（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 1 题型01 观察电容器充、放电现象 1 题型02 探究影响感应电流方向的因素 6 题型03 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 11 题型04 利用传感器制作简单的自动控制装置 16 重难·创新演练 28 真题·实战演练 37 模拟·基础演练 考查重点：电容器充、放电现象，利用传感器制作简单的自动控制装置 ⏳题型01 观察电容器充、放电现象 1．（26-27高二上·天津滨海新区·阶段检测）电流传感器可以像电流表一样测量电流，它可以和计算机相连，能在电脑上显示出电流随时间的变化图像。某同学利用甲图所示的电路来观察电容器充、放电过程。某时刻该同学将开关S接1给电容器充电，一段足够时间后，再把开关S改接2，电容器放电。 (1)当他将开关接1后，电容器上极板带___________（选填“正电”或“负电”）。再把开关与2接通，电容器通过电阻开始放电，此时通过电阻的电流方向是___________（选填“由到”或“由到a”）。 (2)整个充、放电过程，电流传感器会将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像。如图乙所示为放电过程的图像。已知图乙所围的面积约为35个方格，可算出该放电过程释放的总的电荷量约为___________C。若该同学使用的电源两端输出电压恒为，该电容器电容为___________F。 (3)在电容器充、放电实验中，若改接不同阻值的电阻放电，则整个放电过程图线与坐标轴所围面积___________（选填“改变”或“不变”），图线的、、三条曲线中对应电阻最大的一条是___________（选填“a”、“b”或“c”）。 【答案】(1) 正电 由到 (2) (3) 不变 c 【详解】（1）[1]当他将开关S接1后，电容器充电，电容器上极板与电源正极连接，带正电。 [2]开关与2接通，电容器通过电阻开始放电，电容器上极板带正电，下极板带负电，电流由上极板到下极板，即由到a。 （2）[1]电流的定义式 图像与轴围成的面积等于电容器的带电量，横坐标一小格为，纵坐标一小格为 则可算出该放电过程释放的总的电荷量约为 [2]电容器电容 （3）[1]电容器的带电量 在电容器充、放电实验中，若改接不同阻值的电阻放电，电源电压不变，电容器电容不变，则电容器的带电量不变。 图像与轴围成的面积等于电容器的带电量，所以面积不变。 [2]、、充电时使用同一电源，时，电容器提供的电压相同，此时的电流 根据欧姆定律 可得 所以三条曲线中对应电阻最大的一条是 2．（26-27高二上·河南南阳·阶段检测）某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。 (1)图甲当开关S接“1”达到稳定后，电容器上极板带________（选填“正”或“负”）电。 (2)图甲开关S接“2”前，将电流传感器串联在左侧电路中，接着将开关S接“2”，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流，随时间t变化的I-t图像如图乙所示，通过分析可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是________。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。 (3)在“观察电容器的充、放电现象”的实验中，实验电路如图1。从t=0开始，开关接通1，通过传感器得到流过电路中P点的电流和极板电压随时间变化的图像如图2。t=t1时刻，如果把开关改接2，此时电容器开始放电，描绘流过电路中P点的电流和极板电压随时间变化的图像。图像中正确的是（     ） A． B． C． D． (4)改变图1电路中某一元件的参数对同一电容器进行两次充电，两次充电对应的电容器电荷量Q随时间t变化的图像分别如图3中a、b所示。根据图像分析：a、b两条曲线不同是________不同造成的。 A．R B．U 【答案】(1)正 (2) 电荷量 不变 (3)A (4)B 【详解】（1）开关S接“1”，电源给电容器充电，根据充电电流方向可知，电容器上极板带正电，下极板带负电。 （2）[1]根据，可知图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是电容器充满电时的电荷量； [2]不改变电路其他参数，则电容器带电量不变，只增大电阻的阻值，则此过程的曲线与横轴围成的面积将不变。 （3）如果把开关改接2，此时电容器开始放电，放电电流方向与充电电流方向相反；随着极板间电量逐渐减小，回路电流逐渐减小，板间电压也逐渐减小，且减小的越来越慢，但正极板电势大于负极板，为正。 故选A。 （4）改变电路中某一元件的参数对同一电容器进行两次充电，电容不变，两次电量不同，根据可知，电压不同。 故选B。 3．（26-27高二上·山东临沂·阶段检测）如图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容C与其极板间距离、极板间正对面积之间的关系装置图。请回答下列问题： (1)本实验采用的科学方法是___________。 A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．建立物理模型法 (2)正对面积减小时，静电计指针的偏转角度___________；板间距离增大时，电容器的电容C___________（两空均选填“增大”“减小”或“不变”） (3)如图甲所示是观察电容器的充、放电现象实验装置的电路图。电源输出电压恒为是单刀双掷开关，为灵敏电流计，C为平行板电容器。 ①当开关接___________时（选填“1”或“2”），平行板电容器充电。电容器充电完毕，断开开关，此时如图所示的电路图中电容器上极板___________（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）； ②放电过程中电容器的电压___________、电容C___________（填“变小”或“变大”或“不变”）；③将表换成电流传感器，电容器充电完毕后，再让电容器放电，其放电电流I随时间变化的图像如图乙所示，已知图线与横轴所围的面积约为41个方格，电容器的电容C为___________F．（结果保留2位有效数字） 【答案】(1)B (2) 增大 减小 (3) 1 带正电 变小 不变 【详解】（1）探究电容C与极板间距d、正对面积S的关系，需要控制变量法：研究C和S关系时保持d不变；研究C和d关系时保持S不变。 故选B。 （2）由图得本实验极板带电量Q不变。由得，正对面积S减小，C减小，再由 得，Q不变，C减小，则极板电压U增大，静电计偏转角增大。 板间距离d增大，由决定式可知电容C减小。 （3）①开关S接1时，电容器和电源相连，进行充电；充电完毕，上极板接电源正极，所以上极板带正电。 ②放电过程：电容器极板电荷不断减少，极板间电压U变小；电容由电容器本身结构决定，极板、介质不变，所以电容C不变。 图像面积代表放电总电荷量Q，纵坐标每一小格表示电流，横坐标每一小格表示时间，则一小格面积表示电量 总电荷量， ⏳题型02 探究影响感应电流方向的因素 1．（26-27高三·全国·一轮复习）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中： (1)先观察电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系，查明线圈中导线的________，以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。 (2)下表为某同学记录的实验现象： 序号 磁体磁场的方向（正视） 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向（正视） 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 向上 ①由实验记录1、3得出的结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________。 ②由实验记录2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________。 ③由实验1、2、3、4得出的结论是________________________________________。 (3)本实验涉及的物理规律在生产和生活中的应用有________________________。（举一例） 【答案】(1)绕向 (2) 增大 相反 减小 相同 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 (3)发电机 【详解】（1）应该先观察电流表指针偏转方向与电流方向对应的关系，查明线圈中导线的绕向，以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。 （2）[1][2]由实验记录1、3可知，磁体插入线圈，穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场与原磁场方向相反。 [3][4]由实验记录2、4可知，磁体从线圈中拔出，穿过闭合回路的磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同。 [5]根据①、②可得出结论：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 （3）本实验涉及的物理规律在生产和生活中的应用有：发电机、变压器、无线充电器等。 2．（24-25高二下·湖南衡阳·期中）某小组进行探究“影响感应电流方向的因素”的实验。 (1)实验前先确定线圈导线的绕向，然后利用干电池用试触法判断电流计指针________与电流流向的关系时，将电池的负极与电流计的A接线柱连接，连接B接线柱的导线试触电池正极，发现指针指在如图中的b位置。 (2)如图所示的方案中G为演示电表，没有电流通过时指针在中间0刻度处。分别进行a、b、c、d四种操作来探究感应电流方向的影响因素。这一方案采用了________（选填“归纳推理”或“理想模型”）的物理思想方法。 (3)现将电流计的两接线柱与图中甲线圈的两个接线柱连接，将磁铁S极向下插入线圈时，电流计指针指示位置如图中a所示，则与线圈C接线柱连接的是电流计的________接线柱。 (4)若将电流计的A、B接线柱分别与图中乙线圈的E、F接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出时，电流计指针指示位置如图中b所示，则磁铁的P端是________极。 【答案】(1)偏转的方向 (2)归纳推理 (3)B (4)S 【详解】（1）试触法的目的是确定电流流入方向和电流计指针偏转方向的对应关系。本题中电流从B接线柱流入、A流出时，指针向b侧偏转；后续可通过指针偏转方向反推感应电流流向。 （2）实验通过控制变量，多次改变磁场方向、磁铁运动方向，记录多组实验现象，最后归纳总结出感应电流方向的规律，采用归纳推理的物理思想方法；理想模型法是忽略次要因素构建理想化模型（如质点、点电荷），本实验未使用。 （3）由题意可知，电流从B接线柱流入电流计，指针向右偏；将磁铁S极向下插入线圈时，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律结合安培定则可知，线圈中的电流由C流向D，所以D相当于电源正极；由于电流计指针向左偏，所以与线圈C接线柱连接的是电流计的B接线柱。 （4）由题意可知，电流从B接线柱流入电流计，即线圈中的电流由E流向F，将磁铁从线圈中抽出时，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律结合安培定则可知，磁铁P端是S极。 （25-26高二下·广西贵港·期中）某实验小组用如图甲所示的装置探究“影响感应电流的因素”。    3．要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，实验小组进行了以下4种操作，其中可行的是______（选填选项前的字母）。 A．将螺线管A放在B中静止不动，开关断开或闭合的瞬间 B．开关断开，将螺线管A从B中拔出或插入B中 C．开关闭合，将螺线管A放在B中静止不动 D．开关闭合，将螺线管A放在B中不动后向左移动滑片 4．如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，那么合上开关后，A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将______（填“向左偏”或“向右偏”）。 5．另一实验小组利用传感器记录了强磁体穿过线圈时感应电动势随时间变化的图像，图乙为实验装置的一部分。已知强磁体的N极朝下，从静止释放，加速穿过线圈。图丙为某次实验得到的E−t图像（图中0 ~ 0.04 s图线与时间轴围成的总面积约为0.002 V⋅s，峰值Em= 0.2 V，线圈匝数N = 100）。当强磁体从线圈上方靠近（尚未进入）线圈的过程中，线圈中感应电流产生的磁场方向为__________（填“向上”或“向下”）。关于该实验，下列说法正确的是______（选填选项前的字母，可能有一个或多个正确）。 A．在0 ~ 0.04 s过程中，t = 0.02 s时刻穿过线圈的磁通量变化率最大 B．在0 ~ 0.04 s过程中穿过线圈的磁通量变化量约为2×10−6 Wb C．在0 ~ 0.04 s过程中线圈的平均感应电动势约为0.05 V D．若将强磁体释放高度增加，则E − t图像在0 ~ 0.04 s的峰值减小、宽度减小 【答案】3．AD 4．向右偏 5． 向上 C 【详解】3．A．将螺线管A放在B中静止不动，在开关断开或闭合的瞬间，通过A的电流从无到有或从有到无，导致产生的磁场剧烈变化，从而使穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，故A正确； B．开关断开时，螺线管A中没有电流，其周围不产生磁场，此时无论将A从中拔出还是插入，穿过B的磁通量始终为零且保持不变，因此不会产生感应电流，故B错误； C．开关闭合后，A中的电流稳定，产生的磁场也稳定，将A放在B中静止不动，穿过B的磁通量保持恒定，因此不会产生感应电流，故C错误； D．开关闭合后，将A放在B中不动，当向左移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻发生变化，导致回路中的电流大小发生变化，从而使A产生的磁场强弱发生变化，穿过B的磁通量随之改变，有感应电流产生，故D正确。 故选AD。 4．在闭合开关时，通过线圈A的电流增大，导致穿过线圈B的磁通量增大，此时灵敏电流计的指针向左偏了一下；当合上开关后，将线圈A插入B中，再将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，变阻器接入电路的阻值增大，流过A的电流减小，导致穿过B的磁通量减小，根据楞次定律可知，由于两次操作引起的磁通量变化趋势相反，因此产生的感应电流方向相反，电流计指针将向右偏。 5．[1]强磁体的N极朝下，当它从线圈上方靠近线圈时，穿过线圈向下的磁通量在增加，根据楞次定律“增反减同”的规律，线圈中感应电流产生的磁场为了阻碍向下的磁通量增加，其磁场方向应当向上。 [2]A．在图像中，感应电动势的大小反映了磁通量的变化率，由图丙可知，在时感应电动势的大小并未达到峰值，因此该时刻穿过线圈的磁通量变化率不是最大，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律，对于匝线圈有 变形可得 在图像中，图线与时间轴围成的面积表示，图中图线与时间轴围成的总面积约为，解得磁通量的变化量为，故B错误； C．在过程中，线圈中的平均感应电动势为，故C正确； D．若将强磁体释放的高度增加，磁体落到线圈上方时的速度变大，穿过线圈时的速度也变大，导致磁通量变化得更快，因此感应电动势的峰值将增大；同时磁体穿过线圈所用的时间变短，整个过程的宽度，即时间差将减小，故D错误。 故选C。 ⏳题型03 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1．（24-25高二下·天津蓟州·阶段检测）(1)变压器的工作原理是___________。 (2)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，某同学先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)如图，当左侧线圈“0”“16”间接入12V交变电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出的电压可能是___________。 A．6V B．4.3V C．2.1V 【答案】(1)电磁感应现象 (2)增大 (3)C 【详解】（1）变压器的工作原理是电磁感应现象。 （2）根据变压器原理 可知，保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大。 （3）若变压器为理想变压器，则有 代入数据解得 实验中考虑到漏磁，导线、铁芯中的焦耳热等因素，所以输出电压小于3V。 故选C。 二、实验题 2．（25-26高二上·四川成都·期末）某实验小组用如图所示的可拆变压器来做“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”的实验，其中左边的线圈为“原线圈”，右边的线圈为“副线圈”，请回答下列问题： (1)本实验中需要用到的电源为______（选填“直流电源”或“交流电源”） (2)关于实验器材和实验过程，下列说法正确的是 A．变压器中铁芯的主要作用是减少磁场的漏磁损耗。 B．本实验的实验方法是“等效替代”法 C．测量副线圈电压时应当用交流电压表 D．因为实验原线圈的输入电压较低，在通电情况下可用手接触裸露的接线柱 (3)实验中，将电压为7V的电源接在原线圈的“0”和“1400”两个接线柱上，电表测得副线圈两个接线柱之间的电压为2.0V，则电压表测量的是“0”和__________（选填“100”或“400”）两个接线柱之间的电压。 【答案】(1)交流电源 (2)AC (3)400 【详解】（1）变压器利用互感工作，原线圈中的电流需要不断变化，才能使穿过副线圈的磁通量变化并产生感应电动势，因此应使用交流电源。 （2）A．铁芯使原线圈产生的磁通量更多地穿过副线圈，减少漏磁，故A正确； B．实验通过改变接线柱所对应的匝数并测量两线圈电压，比较电压与匝数的关系，未采用等效替代法，故B错误； C．副线圈两端是交流电压，应使用交流电压表测量，故C正确； D．通电时不应触碰裸露的接线柱，应断电后再调整接线，故D错误。 故选AC。 （3）原线圈接“0”和“1400”接线柱，其匝数为，两端电压为；副线圈电压为。忽略变压器损耗，由原、副线圈电压与匝数的关系得 由此可得副线圈所接入的匝数为 因此电压表应接在副线圈的“0”和“400”接线柱之间。 3．（26-27高三·全国·一轮复习）某实验小组用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。 (1)由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的________值（选填“平均”“有效”或“最大”）；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关如图乙所示，则此时电表读数为________。 (2)某次实验中，用匝数na＝400匝和nb＝800匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是________。 Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 A．原线圈的匝数为na，用较粗导线绕制 B．副线圈的匝数为na，用较细导线绕制 C．原线圈的匝数为nb，用较细导线绕制 D．副线圈的匝数为nb，用较粗导线绕制 (3)变压器铁芯的结构和材料是________。 A．整块不锈钢铁芯 B．整块硅钢铁芯 C．绝缘的硅钢片叠成 【答案】(1) 有效 4.8V (2)C (3)C 【详解】（1）[1]由于交变电流的电压是变化的，实验中测量的是电压的有效值； [2]由题图乙可知，所选择挡位为交流电压10V挡，由题图甲可知，此时电表读数为4.8V。 （2）由表格数据可知，略大于，考虑到实验中所用变压器并非理想变压器，即存在能量损失，使得原、副线圈电压之比略大于匝数比，所以原线圈的匝数为nb，副线圈的匝数为na；原线圈两端电压较大，则电流较小，所以原线圈所用导线应较细；而副线圈两端电压较小，则电流较大，所以副线圈所用导线应较粗。 故选C。 （3）由于硅钢具有更高的磁导率和电阻率，同时采用叠片结构，这些可以有效减少因涡流产生的损耗，因此铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。 故选C。 4．（24-25高二下·海南海口·阶段检测）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。 (1)以下给出的器材中，本实验需要用到的有__________。（填选项字母） A． B． C． D． E． (2)在此实验中下列说法正确的有（   ） A．变压器的原线圈接低压交流电，测量线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” B．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响 C．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 (3)组装变压器时，某同学没有将铁芯完全闭合，原线圈接10.0V的学生电源，原、副线圈的匝数比为 ，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是（   ） A．10V B．96.0V C．1.2V D．1.65V (4)交变电流的电压是不断变化的，实验中测量的是电压的__________值（选填“平均”、“有效”或“最大”）；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关是交流电压250V档，则此时电表读数为__________V。 【答案】(1)CDE (2)BC (3)C (4) 有效 120 【详解】（1）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验需要交流电源，交流电压表即多用电表，变压器。故选CDE。 （2）A.变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，故A错误； B.可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故B正确； C.为确保安全，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故C正确； D.变压器开始正常工作后，铁芯是不导电的，把电能是由原副线圈的电磁感应原理将电能输送到副线圈，故D错误。 故选BC。 （3）若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系 其中，解得 考虑到变压器不是理想变压器，由磁通量损失等因素，则次级电压表示数应该小于1.25V。 故选C。 （4）[1]由于交流电流的电压是变化的，实验中测量的是电压的有效值； [2]已知选择开关为交流电压250V档，则此时电表读数为120V。 ⏳题型04 利用传感器制作简单的自动控制装置 1．（26-27高三·全国·一轮复习）光固化3D打印机利用紫外线固化树脂，为防止光照不足导致打印失败，需设计实时监测电路，当紫外线的光照强度低于设定阈值时，触发蜂鸣器报警。现有器材：紫外线光敏电阻（电阻阻值随紫外线的光照强度增强而减小，特性曲线见图乙）、电源E（电动势，内阻）、蜂鸣器H（内阻无穷大，当蜂鸣器两端的电压时，蜂鸣器报警）、电阻箱、可调光照强度的紫外灯光源、开关S、导线若干。 (1)电路连接：图甲中已连接了部分电路，请完成实物连线__________。 (2)光照强度阈值设定： ①设定当紫外线的光照强度小于时，系统需触发报警，蜂鸣器H发声，则电阻箱R应调节至________。 ②若将报警阈值调整为紫外线的光照强度为，对比①中电阻箱R的取值，需________（选填“增大”或“减小”）电阻箱R的阻值。 (3)环境光干扰分析： ①实际使用中发现，环境光（如日光灯）会导致蜂鸣器报警不准确，原因是______________。 ②可加装________________（选填“红外滤光片”或“紫外滤光片”）来排除环境光的干扰。 【答案】(1) (2) 2790.0 增大 (3) 环境光中也含紫外线 紫外滤光片 【详解】（1）紫外线照度减小时，光敏电阻增大。电阻箱与串联，分得的电压随之升高；蜂鸣器应并联在两端，开关串联在主回路中。按答案图将的另一接线端接到右端，并将该端接到的空接线端。 （2）[1]图乙表示光敏电阻阻值随紫外线光照强度的变化；在处读得。报警临界时，及并联的蜂鸣器两端电压均为。蜂鸣器内阻无穷大，回路电流由欧姆定律得 由闭合电路欧姆定律得，代入临界电流，电阻箱应调至 [2]图乙中光照强度由降至时，增大。临界报警电压仍为，故临界电流减小；由可知，电阻箱应增大。 （3）[1]环境光中也含紫外线，会使光敏电阻的阻值偏离仅由打印机紫外灯照射时的阻值，因而报警阈值不准确。 [2]紫外滤光片可允许待测400nm紫外线通过，阻挡环境光中的其他波长光线，加装在光敏电阻前即可排除环境光干扰。 2．（26-27高三上·广东中山·阶段检测）利用图甲所示的测量电路对热敏电阻特性进行探究，为滑动变阻器，为电阻箱，热敏电阻处在温控室中。 (1)实验前，开关、先断开，将滑动变阻器的滑片移到_________（填“a”或“b”）端；实验时，记录温控室的温度将打到1，闭合，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为；然后保持滑动变阻器的滑片P位置不变，再将打到2，调节电阻箱，使电流表的示数为________，记录此时电阻箱的示数，即为热敏电阻的阻值； (2)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而________（填“增大”或“减小”）。 (3)利用该热敏电阻设计温控报警器，其电路原理如图丙所示，恒压电源两端的电压恒为24 V，报警系统接在之间，当之间的输出电压低于8V时，便触发报警器报警，若要求开始报警时环境温度为40℃，则图中电阻箱的阻值应为_______（结果保留一位有效数字）；测试发现温度提前到35℃时报警器就已经报警，则应______（填“调小”或“调大”）电阻箱的阻值。 【答案】(1) b (2)减小 (3) 2 调小 【详解】（1）[1]实验开始前，应该调节滑动变阻器使电路中的总电阻最大，所以滑片调节到b端。 [2]电流表前后两次的示数保持一致，可以保证电路前后两次等效，所以调整电阻箱，使电流表的示数也为。 （2）从图像可以看出，该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 （3）[1]根据图像可知，当环境温度为时，电阻，根据电路串并联关系，则有 其中，U=24V，联立解得 [2]测试发现温度提前到时报警器就已经报警，则此时的热敏电阻阻值更大，说明电阻R偏大，所以应调小电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。 3．（24-25高二下·全国·课后作业）下图是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图。如图乙所示，薄金属片P上固定有4个可以形变的电阻、、、，图甲是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图丙所示。试回答下列问题。 (1)开始时，金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？ (2)当在O点加一个垂直于金属片的压力F后金属片发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？ (3)电阻变化后，电路的A、B两点哪点电势高？它为什么能测量血压？ 【答案】(1)（或） (2)、增大，、减小 (3)A点，测量血压时，血压越高，压力F越大，金属片形变越显著，电阻变化越大，因而电压表的示数越大，于是就能根据电压表示数的大小来反映血压的高低了 【详解】（1）由于电压表的内阻可看作无穷大，要使电压表无示数，则A、B两点的电势应相等，所以有或 （2）当在O点加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此、被拉长，、被拉宽，根据电阻定律，可知、增大，、减小。 （3）在串联电路中，电阻增大，该电阻两端的电压增大；电阻减小，该电阻两端的电压减小。故、所在的支路上，两端的电压增大，在、所在的支路上，两端的电压减小，所以A点的电势高于B点的电势。测量血压时，血压越高，压力F越大，金属片形变越显著，电阻变化越大，因而电压表的示数越大，于是就能根据电压表示数的大小来反映血压的高低了。在实际应用中，由于金属片形变较小，所以电阻变化也较小，A、B两点间的电压要经过放大才能通过电压表显示出来，有时还可以转换成数字显示出来。 4．（26-27高三上·广东汕尾·阶段检测）某科技小组利用压敏电阻制作简易的自动分拣装置（甲图），它能按一定质量标准自动分拣大小苹果。为压敏电阻，质量为的托盘置于上，苹果经过托盘时对产生压力，的阻值随压力变化。初始状态衔铁水平，当电阻箱两端电压时，控制电路使电磁铁吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻，电流表为理想电表，量程，。 (1)压敏电阻的阻值与压力的关系测试。 ①关闭图甲中的传送带，断开控制电路，在托盘上加一个砝码（），记录压敏电阻受到的压力； ②闭合开关S前，将电阻箱阻值调到最大，其目的是___________； ③闭合开关S，调节电阻箱，记录电阻箱和电流表读数。当电阻箱示数为时，如丙图所示电流表示数为___________A，则此压力下压敏电阻___________； ④依次增加砝码，改变压力，重复步骤③，获取多组数据； ⑤根据实验数据，描绘压敏电阻阻值随压力变化的图像（如图乙），为后续设定分拣标准提供依据。 (2)苹果分拣质量标准设置。 如图乙，现以为标准质量将苹果分拣开，为使该装置达到分拣标准，电阻箱的阻值应调为___________（结果保留一位小数）；根据题述条件可知，质量小于的小苹果将通过___________（填“上通道”或“下通道”）。 【答案】(1) 保护电路/保护电流表/保护电源 (2) 上通道 【详解】（1）[1]闭合开关S前，将电阻箱阻值调到最大的目的是保护电路。防止闭合开关瞬间电流过大，损坏电流表或电源。 [2]如图丙所示，该电流表读数为 [3]由闭合电路欧姆定律 代入、、、 解得 （2）[1]标准质量苹果加上托盘，总质量，产生压力大小 从图乙查得时对应的压敏电阻阻值 由图甲电路，临界吸合时电阻箱两端电压为 联立解得 [2]质量小于的小苹果产生的压力小，由图乙可知，增大，则达不到，电磁铁不吸合，苹果通过上通道。 5．（2026·河北秦皇岛·模拟预测）北方地区冬季温度较低，某实验小组想为学校的生物实验室设计一个低温报警装置，该报警装置可用于观测棚内温度（），同时当温度低于5℃时装置会自动报警。所用温度传感器的电阻随温度的变化规律如图甲所示，实验电路如图乙所示。实验室提供的器材有： A．直流电源（电动势为6V，内阻不计）； B．电流表（量程为，内阻为10Ω，当电流小于某值（该电流值可调节）时发出警报）； C．温度传感器； D．电阻箱（最大阻值为999.9Ω）； E.定值电阻R； F.单刀双掷开关一个，导线若干。 (1)定值电阻R有10Ω，40Ω，150Ω三种规格，应该选择阻值为_______Ω的定值电阻； (2)请根据图乙所示的电路图，在图丙中完成实物连线________； (3)按下列步骤进行调试： ①电路接通前，先将电阻箱调为15Ω，然后开关向_______（填“a”或“b”）端闭合，将电流表此时指针对应的刻度线标记为温度_______℃； ②逐步增加电阻箱的阻值，电流表的示数不断变小，按照图甲中数据将电流表上“电流”刻度线标为对应的“温度”； ③将开关向另一端闭合，温度计即可正常使用。 (4)电流表示数降低到_______mA，报警器报警。 (5)使用一段时间后，由于电源的内阻变大（电动势没有变化），温度的测量结果_______（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。 【答案】(1)40 (2) (3) b 10 (4)80 (5)偏低 【详解】（1）由题图可知随着温度升高，温度传感器的电阻的阻值降低，由题意可知，测温最高温度为10℃，此时温度传感器的电阻约为15Ω。电流表量程最大值为0.1A，则此时电路中的总电阻为 解得 因此定值电阻应该选择40Ω。 （2）根据电路图，连接实物图如图所示 （3）[1]本实验利用替代法调试刻度，调试时电阻箱接入电路，开关接b端。 [2]电阻箱阻值调为15Ω，对应。从图甲可得其对应的温度为10℃，因此标记为10℃。 （4）温度低于5℃报警，5℃时从题图可知此时温度传感器的电阻为25Ω。此时电路总电阻为 此时电路中的电流为 因此电流降到80mA时报警器报警。 （5）电源内阻变大后，电动势不变，相同实际温度（相同）下，电路总电阻增大，电流减小。刻度中电流越小对应温度越低，因此测量得到的温度比实际温度偏低。 6．（25-26高二下·湖南岳阳·期中）某同学学习传感器后在实验室找到热敏电阻（阻值随温度的变化关系如图1所示）、电炉丝、电源（电动势，内阻不计）、电磁继电器、电阻箱、开关和导线若干，自己设计一个恒温箱（如图2所示），要求温度低于40℃时，电炉丝自动通电供热，温度高于80℃时，又可以自动断电停止加热起到温度相对稳定的作用。电磁继电器的电磁铁线圈电阻，当电磁铁的电流大于或等于时能把衔铁吸引下来，衔铁触点与A的触点断开、与C的触点接通。 (1)接线柱F应该与__________（填“B”或“C”）连接。 (2)电阻箱的阻值应调为___________。 (3)由题意可得当电磁铁的电流小于__________mA时释放衔铁，衔铁触点与C的触点断开、与A的触点接通。 (4)要使恒温箱内的温度更高，电阻箱的阻值应调__________（填“大”或“小”）一些。 【答案】(1)B (2)30 (3)50 (4)大 【详解】（1）电炉丝要与交流电源组成一个闭合回路，所以接线柱F应与B连接，这样，当衔铁被松开时电炉丝就会工作，故F应与B连接。 （2）由图1可知，热敏电阻温度为80℃时，阻值为，根据闭合电路欧姆定律，其中，解得 （3）由图1可知，热敏电阻温度为40℃时，阻值为，根据闭合电路欧姆定律，解得 （4）要使恒温箱温度更高，则热敏电阻的阻值会更小一些，电阻箱的阻值应调大一些。 7．（25-26高二下·全国·课前预习）光控电路的设计原理 （1）将灯泡L、光敏电阻RG、电源、开关连成如图所示的电路。 （2）灯亮暗与光照强度的关系 ①白天光线变强，光敏电阻RG阻值变小，电路路端电压变________，灯L亮度较暗。 ②夜晚光线变弱，光敏电阻RG阻值变________，电路路端电压变________，灯L亮度增加。 【答案】 小 大 大 【详解】[1]光敏电阻RG和灯泡L并联之后的总电阻 光敏电阻RG阻值变小，减小，电源电动势和内阻不变，由可知电路中总电流增大，由可知灯泡L两端电压减小，灯泡L的功率，灯泡L的电阻不变，灯泡L的功率减小，亮度较暗。 [2][3]夜晚光线变弱，光敏电阻RG阻值变大，增大，电源电动势和内阻不变，由可知电路中总电流减小，由可知灯泡L两端电压增大，灯泡L的功率，灯泡L的电阻不变，灯泡L的功率增大，亮度增加。 8．（25-26高二下·吉林长春·阶段检测）热敏电阻经常用于温控电路中，图甲为某科技小组探究热敏电阻温度特性的探究电路，热敏电阻处在虚线所示的温控室中。 (1)实验时，记录温控室的温度，将拨到1，闭合，调节电阻箱，使电流表的示数为，此时电阻箱示数为；将拨到2，调节电阻箱，使电流表的示数仍为，记录此时电阻箱的示数，则热敏电阻的阻值_____． (2)上述测量过程中，由于电流表内阻不可忽略，会导致热敏电阻的测量值_____（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值． (3)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而_____（填“增大”或“减小”）。 (4)该小组又利用此热敏电阻设计一个温度测量仪，实验电路如图丙所示，步骤如下： ①将粗细均匀的电阻丝紧贴量角器圆弧边弯曲成型，依量角器直径端点裁剪好，并按图丙所示的电路图连接好各元件； ②将电阻箱的阻值调至，闭合开关，并使金属夹K从端沿弧形电阻丝向端移动，当灵敏电流计G的示数为零时，停止移动金属夹，此时与间的夹角为； ③根据图乙中热敏电阻阻值与温度的数量关系，在圆弧的刻度上标注相应的温度值，便制成了一个可以测量温度的仪器。 若电阻箱的阻值为500Ω，某次实验与间的夹角为，则测得的温度为_____℃（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1) (2)等于 (3)减小 (4)29/30/31 【详解】（1）由题意可知，两次电流表示数相同，可知总电阻相同，即，则 （2）上述测量过程中，根据闭合电路欧姆定律可知两次计算都含有电流表内阻，所以热敏电阻的测量值等于真实值。 （3）由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 （4）根据电桥电路平衡可知，当电流计示数为零时，则 可得RT=1500Ω，根据图乙可知测得的温度为 重难·创新演练 设题创新:电学创新实验 1．（2024·广东·二模）李华同学查阅资料：某金属在0~100℃内电阻值Rt与摄氏温度t的关系为，其中R0为该金属在0℃时的阻值，为温度系数（为正值）。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻R0和值。可提供的实验器材有： A．干电池（电动势约为1.5V，内阻不计） B．定值电阻R1（阻值为1kΩ） C．定值电阻R2（阻值为800Ω） D．滑动变阻器（阻值范围0~40Ω） E．滑动变阻器（阻值范围0~4kΩ） F．电流计G（量程0~200，内阻约500Ω） G．电阻箱R（最大阻值为9999.9Ω） H．摄氏温度计 I．沸水和冷水各一杯 J．开关两个及导线若干 请回答下列问题： （1）滑动变阻器应选用__________（选填“”或“”），开关闭合前，滑动变阻器的滑片移到__________（选填“a”或“b”）端。 （2）闭合开关，将滑动变阻器调到合适的阻值，再调节电阻箱的阻值，当电阻箱的示数为360.0Ω时，此时发现闭合开关前、后电流计G的示数没有变化，则电流计G的内阻为___________Ω。 （3）利用上述电流计G及电路测量该金属的电阻R0和值的步骤如下： ①断开开关、，将取下换成该金属电阻，并置于沸水中； ②闭合开关，读出电流计G的示数；闭合开关，调节电阻箱的阻值，直至闭合开关前、后电流计G的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数R和水的温度t； ③多次将冷水倒一点到热水中，重复步骤②，可获得电阻箱的示数R和温度t的多组数据． （4）以电阻箱的示数R为纵轴，温度t为横轴，作出的图像如图乙所示，则该金属电阻在0℃时的阻值为__________Ω，温度系数为__________℃-1。（结果用a、b、c表示） 【答案】 450 【详解】（1）[1]闭合、断开时，干路中的最大电流约 滑动变阻器两端的电压最小值约为 滑动变阻器的最小电阻约为 滑动变阻器应选用。 [2]为了保护电流计不被损坏，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片向下移动到端。 （2）[3]闭合前、后电流计的示数没有变化，则电流计中的电流与的电流相等，中的电流与中的电流相等，与两端的电压相等，电流计与两端的电压相等，可得电流计的内阻 （4）[4][5]将取下换成该金属电阻的情况下，同理可得 由图乙得 即 又 则 ， 解得 2．（23-24高二下·广东广州·阶段检测）如图甲为一兴趣小组用热敏电阻和继电器设计的一种自动散热的系统，当所在位置温度超过50℃时，自动开启风扇进行散热。已知该热敏电阻的阻值随温度变化的曲线如图乙所示，继电器工作时相当于的电阻，左边电源电压恒为12V，当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合；当继电器线圈中的电流超过40mA时，继电器可能损坏。 (1)该小组同学在选择滑动变阻器时，发现有如下几种规格可选： 型号 A B 额定电流（A） 额定阻值（） 0.1 5k 8.7k 0.8 250 420 则应选用额定阻值为______的滑动变阻器； (2)按照下列步骤调节此报警系统： ①电路接通前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是____________。 ②将热敏电阻浸入一盆温度为50℃的水中，闭合开关S，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至____________。 【答案】(1)420 (2) a 避免接通电源后电路中的电流值过大而损耗继电器 风扇开启 【详解】（1）由图乙可知，当Rt所在位置温度为50℃时对应的电阻值为250Ω，由题，此时电路中的电流为20mA，所以滑动变阻器的电阻值 可知滑动变阻器的额定电阻需要大于300Ω，考虑到滑动变阻器的使用效率，可知选取420Ω的滑动变阻器最佳。 （2）①[1][2]根据电路安全的原则，可知开始时滑动变阻器的电阻值要最大，所以滑动变阻器的滑片应置于a端附近，不能置于另一端的原因是避免接通电源后电路中的电流值过大而损耗继电器。 ②[3]将热敏电阻Rt浸入一盆温度为50℃的水中，闭合开关S，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至风扇开启，表示电磁继电器开始工作。 3．（2024·山东淄博·一模）干电池用久后通常电动势会减小，内阻增大。某同学利用DIS系统、定值电阻、电阻箱R等实验器材分别研究新、旧两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池a的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b。 (1)某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为________Ω。 (2)若定值电阻，令，，由图乙中实验图线a的拟合方程可得，电池a的电动势________V，内阻________Ω。 (3)根据图乙可以判断，图线________对应的是新电池（选填“a”或“b”）。 (4)根据实验测得的电池a的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的图线如图丁所示，则图线最高点A的坐标值应为________Ω，________W（结果均保留2位有效数字）。 【答案】(1)12.0 (2) 2.0 (3)b (4) 2.0 0.22 【详解】（1）由电阻箱的读数规则有 （2）[1][2]由闭合电路欧姆定律有 整理有 结合题中图线a的解析式，有 解得 （3）由之前的分析可知，图像的斜率为电池的电动势的倒数，由题图可知，其图像a的斜率大，所以图线a的电动势小。根据题意，旧电池的电动势减小，所以图线a为旧电池，图线b为新电池。 （4）[1][2]分析题图中电路可知，外电路的用电器为电阻R和，结合题意可知，题图的y轴为电池的输出功率，题图的x轴为外电路的电阻。对电池有 结合题图有 由之前的分析可知，有 题图中A点为y最大值，由上述公式可知，当，即外电路电阻等于电池内阻时，取得最大值，所以 4．（23-24高三下·湖南长沙·阶段检测）某同学根据所学知识把理想电压表（量程为3V）改装成一个量程为测量竖直方向的加速度的加速度计（电压表零刻度改为，3V刻度线改为，加速度取竖直向下为正方向），原理图如图所示，滑片P与电阻丝始终接触良好，与竖直弹簧的上端相连，弹簧下端固定，上端与质量为的物块相连，电阻丝的阻值，该同学用刻度尺测得电阻丝长度为。电源电动势，内阻，弹簧劲度系数。 请回答下列问题。 (1)此加速度计的刻度是的______（填“均匀”或“不均匀”）。 (2)此加速度计滑片P滑动的长度范围为______cm。 (3)当加速度为零时滑片P离电阻丝下端______cm处。 (4)电阻箱接入电路的阻值应调到______。 【答案】(1)均匀 (2)2.0 (3)1.0 (4)3.5 【详解】（1）为电压表示数与弹簧形变量成正比，被测物体的质量也与弹簧形变量成正比，所以将该电压表改装成测量物体质量的仪器，则质量刻度时均匀的。 （2）由牛顿第二定律可得 解得 3V刻度线改为，则此时滑片在最高点，故此加速度计滑片P滑动的长度范围为2cm； （3）由平衡条件可得 代入数据解得 3V刻度线改为，则此时滑片在最高点，此时滑片下降1cm，电阻丝总长3cm；当加速度为零时滑片P离电阻丝下端1cm。 （4）当加速度为零时滑片P离电阻丝下端1cm，故此时电压表测量的电阻为 根据闭合回路的欧姆定律可得 解得 5．（2024·江西上饶·一模）为了描绘一个标有“5V  3W”手持小电风扇的伏安特性曲线，实验小组需选用实验器材组成电路。让小电风扇两端的电压从0逐渐增加到5V。实验室中有如下器材可选用： A．电池组（电动势为5V，内阻约为） B．被测小电风扇 C．电压表（量程为，内阻约为） D．电压表（量程为，内阻约为） E.毫安表（量程为，内阻） F.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为） G.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为） H.定值电阻， I.开关和导线若干 （1）实验中电压表应选__________（填“C”或“D”），滑动变阻器应选__________（填“F”或“G”）。 （2）本实验需将毫安表改为量程为的电流表，则应将定值电阻__________（填“”或“”）与毫安表__________（填“串联”或“并联”）。 （3）若描绘出小电风扇两端电压和流过毫安表电流的图像如图所示，发现从0开始增加电压，直到点图线是直线，其余为曲线，则小电风扇电机线圈的电阻是__________（保留两位有效数字）。 【答案】 D F 并联 5.0 【详解】（1）[1]电路中的电源的电动势为5V，即电路中的最大电压为5V，为减少误差，所以电压表应该选择，即选择D。 [2]实验要求电压从零开始，所以控制电路应该选择分压式接法，滑动变阻器应该选择，即选择F。 （2）[3][4]将电表改装成大量程的电流表，所以应该选择一个阻值小的电阻与电表并联进行分流，设电阻的阻值为R，有 解得 由上述分析可知，应该选择电阻与电表并联。 （3）[5]OA段是直线，其余为曲线，即电风扇在A点时启动，有图像可知此时电压表的读数为1.5V，此时流过电风扇的电流为 此时电风扇电动机还未启动，所以其线圈电阻为 真题·实战演练 高频考点：电容器充、放电现象，利用传感器制作简单的自动控制装置 一、多选题 1．（2023·浙江·高考真题）以下实验中，说法正确的是（  ） A．在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小 B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积 C．“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大 D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零 【答案】CD 【详解】A．在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐减小，放电时电流逐渐增大，故A错误； B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需待油酸溶液全部散开,形状稳定后，用一玻璃板轻轻盖在浅盘上，然后用水笔把油酸溶液的轮廓画在玻璃板上，测出油膜面积，故B错误； C．“观察光敏电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；“观察金属热电阻特性”实验中，温度升高，金属热电阻阻值增大，故C正确； D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，变压器的效果减弱，副线圈磁通量还是会发生变化，副线圈输出电压不为零，故D正确。 故选CD。 【点睛】 二、实验题 2．（2026·江苏·高考真题）小明探究电容器充电过程中电流随时间的变化关系，实验电路图如题图1所示，所用的器材有：干电池1节；电容器1只；电阻箱1个；定值电阻1个；指针式电流表1个；单刀双掷开关1个及导线若干，实验中为了完整记录电流随时间的变化，使用手机进行录像。 (1)小明选用的电容器如题图2所示，电容为_____________。 (2)题图3为该实验的实物电路，导线a端应与单刀双掷开关的接线柱_____________连接（选填“b”“c”或“d”） (3)先给电容器放电，再给电阻箱选定合适的阻值，接着开始进行电容器充电实验，主要操作步骤有： ①将开关掷向b端 ②打开手机，录制电流表示数的变化 ③观察到电流表示数趋于0，停止录像 以上操作的正确顺序是_____________（填写各步骤前的序号） (4)给电容器放电后，整理器材，导出录制的实验视频，读取电流表示数I随时间t变化的数据，画出图像如题图4所示，请定性描述时刻后电流随时间的变化关系。 (5)小明在视频中观察到，刚对电容器充电时电流表指针来回摆动几次后就能稳定变化，他知道所使用的电流表是磁电式仪表，其指针固定在一绕有线圈的铝框上，他认为这个构造能帮助电流表指针摆动几次后稳定下来，你是否同意他的观点？请简要说明理由。 【答案】(1) (2)c (3)②①③ (4)电容器极板所带电荷量逐渐减少，两极板间电压逐渐降低，电流逐渐减小且减小越来越慢，最终趋近于。 (5)同意。铝框随指针转动时产生感应电流，感应电流受到的安培力形成电磁阻尼，阻碍指针摆动，使指针较快稳定，便于读数。 【详解】（1）由题图2的标识可知电容器的电容为 （2）导线端应接在开关的公共接线柱上，才能使开关分别控制电容器的充电和放电回路。选项和均为定触点，不能作为公共接线柱，选项为公共接线柱。 故选c。 （3）为完整记录从开始充电到电流为零的过程，应先开启手机录像，再将开关拨向端开始充电，待电流表示数为时停止录像，故顺序为②①③。 （4）放电过程中，电容器极板所带电荷量逐渐减少，两极板间电压逐渐降低，电流逐渐减小且减小越来越慢，最终趋近于。下图定性表示时刻后电流随时间的变化。 （5）铝框是导体，随指针在磁场中转动时会产生感应电流。感应电流在磁场中受到安培力作用，该力阻碍铝框和指针的转动，形成电磁阻尼，所以指针摆动几次后能较快稳定。 3．（2026·河南·高考真题）某实验小组探究电容器充放电特性并测量新能源电池的电动势，图1为设计的电路原理图。实验器材有：电池（电动势，内阻不计），定值电阻、（阻值均未知），电容器，电流传感器（内阻可忽略），电压传感器（内阻很大），数据采集分析系统，开关S，导线若干等。完成下列问题： (1)根据图1所示原理图，完成图2中实物图的连线。 (2)使电流传感器和电压传感器正常工作，闭合S，给电容器充电，直至电压传感器示数稳定。然后断开S，电容器放电。图中A、B、C、D为电流传感器和电压传感器采集的电流-时间（）和电压-时间（）图像，属于充电过程的是__________（填写图像对应的标号）。 A． B． C． D． (3)经数据采集分析系统合成，得到电容器在充放电过程中的图像，如图3所示。设放电过程PQ段的斜率为，由图作直线可得__________（保留3位有效数字），其对应于__________的阻值（填“”或“”）。 (4)对充电过程MN段，设流经、的电流分别为和，则。电容器两端电压可表示为，其中斜率__________（用、表示），截距__________（用、、 表示）。由图3作直线求出和，得________V（保留3位有效数字）。 【答案】(1) (2)AD (3) 10.0 (4) 3.55 【详解】（1）根据电路图可知实物连接图如图所示 （2）AB．充电电流初始最大，逐渐衰减到0（方向为正），故A正确，B错误； CD．电容器电压从0逐渐升高，最终稳定在最终稳定在两端的分压值，故C错误，D正确。 故选AD。 （3）[1][2]根据题图可得斜率的绝对值 放电时，电容器仅通过放电，即其对应于的阻值。 （4）[1][2]充电时，有 又， 联立可得 与对比可知， [3]根据题图可得， 解得 4．（2024·广西·高考真题）某同学为探究电容器充、放电过程，设计了图甲实验电路。器材如下：电容器，电源E（电动势6V，内阻不计），电阻R1 = 400.0Ω，电阻R2 = 200.0Ω，电流传感器，开关S1、S2，导线若干。实验步骤如下： (1)断开S1、S2，将电流传感器正极与a节点相连，其数据采样频率为5000Hz，则采样周期为_____s； (2)闭合S1，电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的I—t曲线如图乙，由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为_____mA（结果保留3位有效数字）； (3)保持S1闭合，再闭合S2，电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两极板间电压为_____V； (4)实验得到放电过程的I—t曲线如图丙，I—t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0188C，则电容器的电容C为_____μF。图丙中I—t曲线与横坐标、直线t = 1s所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0038C，则t = 1s时电容器两极板间电压为_____V（结果保留2位有效数字）。 【答案】(1) (2)15.0 (3)2 (4) 4.7 × 103 5.2 【详解】（1）采样周期为 （2）由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为15.0mA； （3）放电结束后电容器两极板间电压等于R2两端电压，根据闭合电路欧姆定律得电容器两极板间电压为 （4）[1]充电结束后电容器两端电压为，故可得 解得 [2]设t = 1s时电容器两极板间电压为，得 代入数值解得 5．（2024·北京·高考真题）用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。 关于本实验，下列说法正确的是__________（填选项前的字母）。 A．需要记录感应电流的大小 B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向 C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关 【答案】BC 【详解】A．本实验探究影响感应电流方向的因素，故不需要记录感应电流的大小，故A错误； B．本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向，故B正确； C．由题图2甲和乙知，条形磁体插入N极和S极时，电流方向不同，故感应电流的方向与条形磁体的插入端是N还是S有关，故C正确。 故选BC。 6．（2024·全国甲卷·高考真题）电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流（即工作电流）恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图（a）所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器（工作电流）、毫安表（内阻可忽略）、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶（氧气含量分别为、、、、）。 （1）将图（a）中的实验器材间的连线补充完整_____，使其能对传感器定标； （2）连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口； （3）把滑动变阻器的滑片滑到_____端（填“a”或“b”），闭合开关； （4）缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为，记录电压表的示数U； （5）断开开关，更换气瓶，重复步骤（3）和（4）； （6）获得的氧气含量分别为、、和的数据已标在图（b）中；氧气含量为时电压表的示数如图（c），该示数为______V（结果保留2位小数）。 现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为，此时电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为_____（结果保留整数）。 【答案】 1.40 17 【详解】（1）[1]为了保持流过传感器的电流恒定，电阻型氧气传感器两端的电压调节范围较大，所以滑动变阻器采用分压式接法，由于毫安表内阻可忽略，所以电流表采用内接法，实物连接图如图所示 （3）[2]为了保护电路，闭合开关前，需要电阻型氧气传感器两端的电压为零，故滑动变阻器的滑片滑到端口； （6）[3]由图可知，电压表的分度值为0.1V，需要估读到分度值下一位，其读数为1.40V； [4]当瓶气体的氧气含量为时，电压为1.40V，在图（b）中描出该点，用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示 可知电压表的示数为1.50V时，此瓶气体的氧气含量为。 7．（2023·辽宁·高考真题）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，实验步骤如下：    a．测得样品截面的边长a = 0.20cm； 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I = 0.40A，读出相应的电压表示数U，断开开关S； e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U—L图像如图（b）所示，得到直线的斜率k。 回答下列问题： （1）L是丙到___________（填“甲”“乙”或“丁”）的距离； （2）写出电阻率的表达式ρ = ___________（用k、a、I表示）； （3）根据图像计算出该样品的电阻率ρ = ___________Ω∙m（保留两位有效数字）。 【答案】 乙 6.7 × 10－5 【详解】（1）[1]由于电压表测量的是乙、丙之间的电压，则L是丙到乙的距离。 （2）[2]根据电阻定律有 再根据欧姆定律有 联立有 则 （3）[3]根据图像可知 k = 6.7V/m 则根据（2）代入数据有 ρ = 6.7 × 10－5Ω∙m 8 / 26 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题34 高中电学实验（二）（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 1 题型01 观察电容器充、放电现象 1 题型02 探究影响感应电流方向的因素 6 题型03 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 11 题型04 利用传感器制作简单的自动控制装置 16 重难·创新演练 28 真题·实战演练 37 模拟·基础演练 考查重点：电容器充、放电现象，利用传感器制作简单的自动控制装置 ⏳题型01 观察电容器充、放电现象 1．（26-27高二上·天津滨海新区·阶段检测）电流传感器可以像电流表一样测量电流，它可以和计算机相连，能在电脑上显示出电流随时间的变化图像。某同学利用甲图所示的电路来观察电容器充、放电过程。某时刻该同学将开关S接1给电容器充电，一段足够时间后，再把开关S改接2，电容器放电。 (1)当他将开关接1后，电容器上极板带___________（选填“正电”或“负电”）。再把开关与2接通，电容器通过电阻开始放电，此时通过电阻的电流方向是___________（选填“由到”或“由到a”）。 (2)整个充、放电过程，电流传感器会将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像。如图乙所示为放电过程的图像。已知图乙所围的面积约为35个方格，可算出该放电过程释放的总的电荷量约为___________C。若该同学使用的电源两端输出电压恒为，该电容器电容为___________F。 (3)在电容器充、放电实验中，若改接不同阻值的电阻放电，则整个放电过程图线与坐标轴所围面积___________（选填“改变”或“不变”），图线的、、三条曲线中对应电阻最大的一条是___________（选填“a”、“b”或“c”）。 2．（26-27高二上·河南南阳·阶段检测）某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。 (1)图甲当开关S接“1”达到稳定后，电容器上极板带________（选填“正”或“负”）电。 (2)图甲开关S接“2”前，将电流传感器串联在左侧电路中，接着将开关S接“2”，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流，随时间t变化的I-t图像如图乙所示，通过分析可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是________。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。 (3)在“观察电容器的充、放电现象”的实验中，实验电路如图1。从t=0开始，开关接通1，通过传感器得到流过电路中P点的电流和极板电压随时间变化的图像如图2。t=t1时刻，如果把开关改接2，此时电容器开始放电，描绘流过电路中P点的电流和极板电压随时间变化的图像。图像中正确的是（     ） A． B． C． D． (4)改变图1电路中某一元件的参数对同一电容器进行两次充电，两次充电对应的电容器电荷量Q随时间t变化的图像分别如图3中a、b所示。根据图像分析：a、b两条曲线不同是________不同造成的。 A．R B．U 3．（26-27高二上·山东临沂·阶段检测）如图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容C与其极板间距离、极板间正对面积之间的关系装置图。请回答下列问题： (1)本实验采用的科学方法是___________。 A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．建立物理模型法 (2)正对面积减小时，静电计指针的偏转角度___________；板间距离增大时，电容器的电容C___________（两空均选填“增大”“减小”或“不变”） (3)如图甲所示是观察电容器的充、放电现象实验装置的电路图。电源输出电压恒为是单刀双掷开关，为灵敏电流计，C为平行板电容器。 ①当开关接___________时（选填“1”或“2”），平行板电容器充电。电容器充电完毕，断开开关，此时如图所示的电路图中电容器上极板___________（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）； ②放电过程中电容器的电压___________、电容C___________（填“变小”或“变大”或“不变”）；③将表换成电流传感器，电容器充电完毕后，再让电容器放电，其放电电流I随时间变化的图像如图乙所示，已知图线与横轴所围的面积约为41个方格，电容器的电容C为___________F．（结果保留2位有效数字） ⏳题型02 探究影响感应电流方向的因素 1．（26-27高三·全国·一轮复习）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中： (1)先观察电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系，查明线圈中导线的________，以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。 (2)下表为某同学记录的实验现象： 序号 磁体磁场的方向（正视） 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向（正视） 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 向上 ①由实验记录1、3得出的结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________。 ②由实验记录2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________。 ③由实验1、2、3、4得出的结论是________________________________________。 (3)本实验涉及的物理规律在生产和生活中的应用有________________________。（举一例） 2．（24-25高二下·湖南衡阳·期中）某小组进行探究“影响感应电流方向的因素”的实验。 (1)实验前先确定线圈导线的绕向，然后利用干电池用试触法判断电流计指针________与电流流向的关系时，将电池的负极与电流计的A接线柱连接，连接B接线柱的导线试触电池正极，发现指针指在如图中的b位置。 (2)如图所示的方案中G为演示电表，没有电流通过时指针在中间0刻度处。分别进行a、b、c、d四种操作来探究感应电流方向的影响因素。这一方案采用了________（选填“归纳推理”或“理想模型”）的物理思想方法。 (3)现将电流计的两接线柱与图中甲线圈的两个接线柱连接，将磁铁S极向下插入线圈时，电流计指针指示位置如图中a所示，则与线圈C接线柱连接的是电流计的________接线柱。 (4)若将电流计的A、B接线柱分别与图中乙线圈的E、F接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出时，电流计指针指示位置如图中b所示，则磁铁的P端是________极。 （25-26高二下·广西贵港·期中）某实验小组用如图甲所示的装置探究“影响感应电流的因素”。    3．要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，实验小组进行了以下4种操作，其中可行的是______（选填选项前的字母）。 A．将螺线管A放在B中静止不动，开关断开或闭合的瞬间 B．开关断开，将螺线管A从B中拔出或插入B中 C．开关闭合，将螺线管A放在B中静止不动 D．开关闭合，将螺线管A放在B中不动后向左移动滑片 4．如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，那么合上开关后，A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将______（填“向左偏”或“向右偏”）。 5．另一实验小组利用传感器记录了强磁体穿过线圈时感应电动势随时间变化的图像，图乙为实验装置的一部分。已知强磁体的N极朝下，从静止释放，加速穿过线圈。图丙为某次实验得到的E−t图像（图中0 ~ 0.04 s图线与时间轴围成的总面积约为0.002 V⋅s，峰值Em= 0.2 V，线圈匝数N = 100）。当强磁体从线圈上方靠近（尚未进入）线圈的过程中，线圈中感应电流产生的磁场方向为__________（填“向上”或“向下”）。关于该实验，下列说法正确的是______（选填选项前的字母，可能有一个或多个正确）。 A．在0 ~ 0.04 s过程中，t = 0.02 s时刻穿过线圈的磁通量变化率最大 B．在0 ~ 0.04 s过程中穿过线圈的磁通量变化量约为2×10−6 Wb C．在0 ~ 0.04 s过程中线圈的平均感应电动势约为0.05 V D．若将强磁体释放高度增加，则E − t图像在0 ~ 0.04 s的峰值减小、宽度减小 ⏳题型03 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1．（24-25高二下·天津蓟州·阶段检测）(1)变压器的工作原理是___________。 (2)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，某同学先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)如图，当左侧线圈“0”“16”间接入12V交变电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出的电压可能是___________。 A．6V B．4.3V C．2.1V 二、实验题 2．（25-26高二上·四川成都·期末）某实验小组用如图所示的可拆变压器来做“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”的实验，其中左边的线圈为“原线圈”，右边的线圈为“副线圈”，请回答下列问题： (1)本实验中需要用到的电源为______（选填“直流电源”或“交流电源”） (2)关于实验器材和实验过程，下列说法正确的是 A．变压器中铁芯的主要作用是减少磁场的漏磁损耗。 B．本实验的实验方法是“等效替代”法 C．测量副线圈电压时应当用交流电压表 D．因为实验原线圈的输入电压较低，在通电情况下可用手接触裸露的接线柱 (3)实验中，将电压为7V的电源接在原线圈的“0”和“1400”两个接线柱上，电表测得副线圈两个接线柱之间的电压为2.0V，则电压表测量的是“0”和__________（选填“100”或“400”）两个接线柱之间的电压。 3．（26-27高三·全国·一轮复习）某实验小组用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。 (1)由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的________值（选填“平均”“有效”或“最大”）；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关如图乙所示，则此时电表读数为________。 (2)某次实验中，用匝数na＝400匝和nb＝800匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是________。 Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 A．原线圈的匝数为na，用较粗导线绕制 B．副线圈的匝数为na，用较细导线绕制 C．原线圈的匝数为nb，用较细导线绕制 D．副线圈的匝数为nb，用较粗导线绕制 (3)变压器铁芯的结构和材料是________。 A．整块不锈钢铁芯 B．整块硅钢铁芯 C．绝缘的硅钢片叠成 4．（24-25高二下·海南海口·阶段检测）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。 (1)以下给出的器材中，本实验需要用到的有__________。（填选项字母） A． B． C． D． E． (2)在此实验中下列说法正确的有（   ） A．变压器的原线圈接低压交流电，测量线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” B．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响 C．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 (3)组装变压器时，某同学没有将铁芯完全闭合，原线圈接10.0V的学生电源，原、副线圈的匝数比为 ，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是（   ） A．10V B．96.0V C．1.2V D．1.65V (4)交变电流的电压是不断变化的，实验中测量的是电压的__________值（选填“平均”、“有效”或“最大”）；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关是交流电压250V档，则此时电表读数为__________V。 ⏳题型04 利用传感器制作简单的自动控制装置 1．（26-27高三·全国·一轮复习）光固化3D打印机利用紫外线固化树脂，为防止光照不足导致打印失败，需设计实时监测电路，当紫外线的光照强度低于设定阈值时，触发蜂鸣器报警。现有器材：紫外线光敏电阻（电阻阻值随紫外线的光照强度增强而减小，特性曲线见图乙）、电源E（电动势，内阻）、蜂鸣器H（内阻无穷大，当蜂鸣器两端的电压时，蜂鸣器报警）、电阻箱、可调光照强度的紫外灯光源、开关S、导线若干。 (1)电路连接：图甲中已连接了部分电路，请完成实物连线__________。 (2)光照强度阈值设定： ①设定当紫外线的光照强度小于时，系统需触发报警，蜂鸣器H发声，则电阻箱R应调节至________。 ②若将报警阈值调整为紫外线的光照强度为，对比①中电阻箱R的取值，需________（选填“增大”或“减小”）电阻箱R的阻值。 (3)环境光干扰分析： ①实际使用中发现，环境光（如日光灯）会导致蜂鸣器报警不准确，原因是______________。 ②可加装________________（选填“红外滤光片”或“紫外滤光片”）来排除环境光的干扰。 2．（26-27高三上·广东中山·阶段检测）利用图甲所示的测量电路对热敏电阻特性进行探究，为滑动变阻器，为电阻箱，热敏电阻处在温控室中。 (1)实验前，开关、先断开，将滑动变阻器的滑片移到_________（填“a”或“b”）端；实验时，记录温控室的温度将打到1，闭合，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为；然后保持滑动变阻器的滑片P位置不变，再将打到2，调节电阻箱，使电流表的示数为________，记录此时电阻箱的示数，即为热敏电阻的阻值； (2)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而________（填“增大”或“减小”）。 (3)利用该热敏电阻设计温控报警器，其电路原理如图丙所示，恒压电源两端的电压恒为24 V，报警系统接在之间，当之间的输出电压低于8V时，便触发报警器报警，若要求开始报警时环境温度为40℃，则图中电阻箱的阻值应为_______（结果保留一位有效数字）；测试发现温度提前到35℃时报警器就已经报警，则应______（填“调小”或“调大”）电阻箱的阻值。 3．（24-25高二下·全国·课后作业）下图是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图。如图乙所示，薄金属片P上固定有4个可以形变的电阻、、、，图甲是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图丙所示。试回答下列问题。 (1)开始时，金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？ (2)当在O点加一个垂直于金属片的压力F后金属片发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？ (3)电阻变化后，电路的A、B两点哪点电势高？它为什么能测量血压？ 4．（26-27高三上·广东汕尾·阶段检测）某科技小组利用压敏电阻制作简易的自动分拣装置（甲图），它能按一定质量标准自动分拣大小苹果。为压敏电阻，质量为的托盘置于上，苹果经过托盘时对产生压力，的阻值随压力变化。初始状态衔铁水平，当电阻箱两端电压时，控制电路使电磁铁吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻，电流表为理想电表，量程，。 (1)压敏电阻的阻值与压力的关系测试。 ①关闭图甲中的传送带，断开控制电路，在托盘上加一个砝码（），记录压敏电阻受到的压力； ②闭合开关S前，将电阻箱阻值调到最大，其目的是___________； ③闭合开关S，调节电阻箱，记录电阻箱和电流表读数。当电阻箱示数为时，如丙图所示电流表示数为___________A，则此压力下压敏电阻___________； ④依次增加砝码，改变压力，重复步骤③，获取多组数据； ⑤根据实验数据，描绘压敏电阻阻值随压力变化的图像（如图乙），为后续设定分拣标准提供依据。 (2)苹果分拣质量标准设置。 如图乙，现以为标准质量将苹果分拣开，为使该装置达到分拣标准，电阻箱的阻值应调为___________（结果保留一位小数）；根据题述条件可知，质量小于的小苹果将通过___________（填“上通道”或“下通道”）。 5．（2026·河北秦皇岛·模拟预测）北方地区冬季温度较低，某实验小组想为学校的生物实验室设计一个低温报警装置，该报警装置可用于观测棚内温度（），同时当温度低于5℃时装置会自动报警。所用温度传感器的电阻随温度的变化规律如图甲所示，实验电路如图乙所示。实验室提供的器材有： A．直流电源（电动势为6V，内阻不计）； B．电流表（量程为，内阻为10Ω，当电流小于某值（该电流值可调节）时发出警报）； C．温度传感器； D．电阻箱（最大阻值为999.9Ω）； E.定值电阻R； F.单刀双掷开关一个，导线若干。 (1)定值电阻R有10Ω，40Ω，150Ω三种规格，应该选择阻值为_______Ω的定值电阻； (2)请根据图乙所示的电路图，在图丙中完成实物连线________； (3)按下列步骤进行调试： ①电路接通前，先将电阻箱调为15Ω，然后开关向_______（填“a”或“b”）端闭合，将电流表此时指针对应的刻度线标记为温度_______℃； ②逐步增加电阻箱的阻值，电流表的示数不断变小，按照图甲中数据将电流表上“电流”刻度线标为对应的“温度”； ③将开关向另一端闭合，温度计即可正常使用。 (4)电流表示数降低到_______mA，报警器报警。 (5)使用一段时间后，由于电源的内阻变大（电动势没有变化），温度的测量结果_______（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。 6．（25-26高二下·湖南岳阳·期中）某同学学习传感器后在实验室找到热敏电阻（阻值随温度的变化关系如图1所示）、电炉丝、电源（电动势，内阻不计）、电磁继电器、电阻箱、开关和导线若干，自己设计一个恒温箱（如图2所示），要求温度低于40℃时，电炉丝自动通电供热，温度高于80℃时，又可以自动断电停止加热起到温度相对稳定的作用。电磁继电器的电磁铁线圈电阻，当电磁铁的电流大于或等于时能把衔铁吸引下来，衔铁触点与A的触点断开、与C的触点接通。 (1)接线柱F应该与__________（填“B”或“C”）连接。 (2)电阻箱的阻值应调为___________。 (3)由题意可得当电磁铁的电流小于__________mA时释放衔铁，衔铁触点与C的触点断开、与A的触点接通。 (4)要使恒温箱内的温度更高，电阻箱的阻值应调__________（填“大”或“小”）一些。 7．（25-26高二下·全国·课前预习）光控电路的设计原理 （1）将灯泡L、光敏电阻RG、电源、开关连成如图所示的电路。 （2）灯亮暗与光照强度的关系 ①白天光线变强，光敏电阻RG阻值变小，电路路端电压变________，灯L亮度较暗。 ②夜晚光线变弱，光敏电阻RG阻值变________，电路路端电压变________，灯L亮度增加。 8．（25-26高二下·吉林长春·阶段检测）热敏电阻经常用于温控电路中，图甲为某科技小组探究热敏电阻温度特性的探究电路，热敏电阻处在虚线所示的温控室中。 (1)实验时，记录温控室的温度，将拨到1，闭合，调节电阻箱，使电流表的示数为，此时电阻箱示数为；将拨到2，调节电阻箱，使电流表的示数仍为，记录此时电阻箱的示数，则热敏电阻的阻值_____． (2)上述测量过程中，由于电流表内阻不可忽略，会导致热敏电阻的测量值_____（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值． (3)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而_____（填“增大”或“减小”）。 (4)该小组又利用此热敏电阻设计一个温度测量仪，实验电路如图丙所示，步骤如下： ①将粗细均匀的电阻丝紧贴量角器圆弧边弯曲成型，依量角器直径端点裁剪好，并按图丙所示的电路图连接好各元件； ②将电阻箱的阻值调至，闭合开关，并使金属夹K从端沿弧形电阻丝向端移动，当灵敏电流计G的示数为零时，停止移动金属夹，此时与间的夹角为； ③根据图乙中热敏电阻阻值与温度的数量关系，在圆弧的刻度上标注相应的温度值，便制成了一个可以测量温度的仪器。 若电阻箱的阻值为500Ω，某次实验与间的夹角为，则测得的温度为_____℃（结果保留两位有效数字）。 重难·创新演练 设题创新:电学创新实验 1．（2024·广东·二模）李华同学查阅资料：某金属在0~100℃内电阻值Rt与摄氏温度t的关系为，其中R0为该金属在0℃时的阻值，为温度系数（为正值）。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻R0和值。可提供的实验器材有： A．干电池（电动势约为1.5V，内阻不计） B．定值电阻R1（阻值为1kΩ） C．定值电阻R2（阻值为800Ω） D．滑动变阻器（阻值范围0~40Ω） E．滑动变阻器（阻值范围0~4kΩ） F．电流计G（量程0~200，内阻约500Ω） G．电阻箱R（最大阻值为9999.9Ω） H．摄氏温度计 I．沸水和冷水各一杯 J．开关两个及导线若干 请回答下列问题： （1）滑动变阻器应选用__________（选填“”或“”），开关闭合前，滑动变阻器的滑片移到__________（选填“a”或“b”）端。 （2）闭合开关，将滑动变阻器调到合适的阻值，再调节电阻箱的阻值，当电阻箱的示数为360.0Ω时，此时发现闭合开关前、后电流计G的示数没有变化，则电流计G的内阻为___________Ω。 （3）利用上述电流计G及电路测量该金属的电阻R0和值的步骤如下： ①断开开关、，将取下换成该金属电阻，并置于沸水中； ②闭合开关，读出电流计G的示数；闭合开关，调节电阻箱的阻值，直至闭合开关前、后电流计G的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数R和水的温度t； ③多次将冷水倒一点到热水中，重复步骤②，可获得电阻箱的示数R和温度t的多组数据． （4）以电阻箱的示数R为纵轴，温度t为横轴，作出的图像如图乙所示，则该金属电阻在0℃时的阻值为__________Ω，温度系数为__________℃-1。（结果用a、b、c表示） 2．（23-24高二下·广东广州·阶段检测）如图甲为一兴趣小组用热敏电阻和继电器设计的一种自动散热的系统，当所在位置温度超过50℃时，自动开启风扇进行散热。已知该热敏电阻的阻值随温度变化的曲线如图乙所示，继电器工作时相当于的电阻，左边电源电压恒为12V，当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合；当继电器线圈中的电流超过40mA时，继电器可能损坏。 (1)该小组同学在选择滑动变阻器时，发现有如下几种规格可选： 型号 A B 额定电流（A） 额定阻值（） 0.1 5k 8.7k 0.8 250 420 则应选用额定阻值为______的滑动变阻器； (2)按照下列步骤调节此报警系统： ①电路接通前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是____________。 ②将热敏电阻浸入一盆温度为50℃的水中，闭合开关S，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至____________。 3．（2024·山东淄博·一模）干电池用久后通常电动势会减小，内阻增大。某同学利用DIS系统、定值电阻、电阻箱R等实验器材分别研究新、旧两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池a的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b。 (1)某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为________Ω。 (2)若定值电阻，令，，由图乙中实验图线a的拟合方程可得，电池a的电动势________V，内阻________Ω。 (3)根据图乙可以判断，图线________对应的是新电池（选填“a”或“b”）。 (4)根据实验测得的电池a的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的图线如图丁所示，则图线最高点A的坐标值应为________Ω，________W（结果均保留2位有效数字）。 4．（23-24高三下·湖南长沙·阶段检测）某同学根据所学知识把理想电压表（量程为3V）改装成一个量程为测量竖直方向的加速度的加速度计（电压表零刻度改为，3V刻度线改为，加速度取竖直向下为正方向），原理图如图所示，滑片P与电阻丝始终接触良好，与竖直弹簧的上端相连，弹簧下端固定，上端与质量为的物块相连，电阻丝的阻值，该同学用刻度尺测得电阻丝长度为。电源电动势，内阻，弹簧劲度系数。 请回答下列问题。 (1)此加速度计的刻度是的______（填“均匀”或“不均匀”）。 (2)此加速度计滑片P滑动的长度范围为______cm。 (3)当加速度为零时滑片P离电阻丝下端______cm处。 (4)电阻箱接入电路的阻值应调到______。 5．（2024·江西上饶·一模）为了描绘一个标有“5V  3W”手持小电风扇的伏安特性曲线，实验小组需选用实验器材组成电路。让小电风扇两端的电压从0逐渐增加到5V。实验室中有如下器材可选用： A．电池组（电动势为5V，内阻约为） B．被测小电风扇 C．电压表（量程为，内阻约为） D．电压表（量程为，内阻约为） E.毫安表（量程为，内阻） F.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为） G.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为） H.定值电阻， I.开关和导线若干 （1）实验中电压表应选__________（填“C”或“D”），滑动变阻器应选__________（填“F”或“G”）。 （2）本实验需将毫安表改为量程为的电流表，则应将定值电阻__________（填“”或“”）与毫安表__________（填“串联”或“并联”）。 （3）若描绘出小电风扇两端电压和流过毫安表电流的图像如图所示，发现从0开始增加电压，直到点图线是直线，其余为曲线，则小电风扇电机线圈的电阻是__________（保留两位有效数字）。 真题·实战演练 高频考点：电容器充、放电现象，利用传感器制作简单的自动控制装置 一、多选题 1．（2023·浙江·高考真题）以下实验中，说法正确的是（  ） A．在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小 B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积 C．“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大 D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零 二、实验题 2．（2026·江苏·高考真题）小明探究电容器充电过程中电流随时间的变化关系，实验电路图如题图1所示，所用的器材有：干电池1节；电容器1只；电阻箱1个；定值电阻1个；指针式电流表1个；单刀双掷开关1个及导线若干，实验中为了完整记录电流随时间的变化，使用手机进行录像。 (1)小明选用的电容器如题图2所示，电容为_____________。 (2)题图3为该实验的实物电路，导线a端应与单刀双掷开关的接线柱_____________连接（选填“b”“c”或“d”） (3)先给电容器放电，再给电阻箱选定合适的阻值，接着开始进行电容器充电实验，主要操作步骤有： ①将开关掷向b端 ②打开手机，录制电流表示数的变化 ③观察到电流表示数趋于0，停止录像 以上操作的正确顺序是_____________（填写各步骤前的序号） (4)给电容器放电后，整理器材，导出录制的实验视频，读取电流表示数I随时间t变化的数据，画出图像如题图4所示，请定性描述时刻后电流随时间的变化关系。 (5)小明在视频中观察到，刚对电容器充电时电流表指针来回摆动几次后就能稳定变化，他知道所使用的电流表是磁电式仪表，其指针固定在一绕有线圈的铝框上，他认为这个构造能帮助电流表指针摆动几次后稳定下来，你是否同意他的观点？请简要说明理由。 3．（2026·河南·高考真题）某实验小组探究电容器充放电特性并测量新能源电池的电动势，图1为设计的电路原理图。实验器材有：电池（电动势，内阻不计），定值电阻、（阻值均未知），电容器，电流传感器（内阻可忽略），电压传感器（内阻很大），数据采集分析系统，开关S，导线若干等。完成下列问题： (1)根据图1所示原理图，完成图2中实物图的连线。 (2)使电流传感器和电压传感器正常工作，闭合S，给电容器充电，直至电压传感器示数稳定。然后断开S，电容器放电。图中A、B、C、D为电流传感器和电压传感器采集的电流-时间（）和电压-时间（）图像，属于充电过程的是__________（填写图像对应的标号）。 A． B． C． D． (3)经数据采集分析系统合成，得到电容器在充放电过程中的图像，如图3所示。设放电过程PQ段的斜率为，由图作直线可得__________（保留3位有效数字），其对应于__________的阻值（填“”或“”）。 (4)对充电过程MN段，设流经、的电流分别为和，则。电容器两端电压可表示为，其中斜率__________（用、表示），截距__________（用、、 表示）。由图3作直线求出和，得________V（保留3位有效数字）。 4．（2024·广西·高考真题）某同学为探究电容器充、放电过程，设计了图甲实验电路。器材如下：电容器，电源E（电动势6V，内阻不计），电阻R1 = 400.0Ω，电阻R2 = 200.0Ω，电流传感器，开关S1、S2，导线若干。实验步骤如下： (1)断开S1、S2，将电流传感器正极与a节点相连，其数据采样频率为5000Hz，则采样周期为_____s； (2)闭合S1，电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的I—t曲线如图乙，由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为_____mA（结果保留3位有效数字）； (3)保持S1闭合，再闭合S2，电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两极板间电压为_____V； (4)实验得到放电过程的I—t曲线如图丙，I—t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0188C，则电容器的电容C为_____μF。图丙中I—t曲线与横坐标、直线t = 1s所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0038C，则t = 1s时电容器两极板间电压为_____V（结果保留2位有效数字）。 5．（2024·北京·高考真题）用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。 关于本实验，下列说法正确的是__________（填选项前的字母）。 A．需要记录感应电流的大小 B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向 C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关 6．（2024·全国甲卷·高考真题）电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流（即工作电流）恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图（a）所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器（工作电流）、毫安表（内阻可忽略）、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶（氧气含量分别为、、、、）。 （1）将图（a）中的实验器材间的连线补充完整_____，使其能对传感器定标； （2）连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口； （3）把滑动变阻器的滑片滑到_____端（填“a”或“b”），闭合开关； （4）缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为，记录电压表的示数U； （5）断开开关，更换气瓶，重复步骤（3）和（4）； （6）获得的氧气含量分别为、、和的数据已标在图（b）中；氧气含量为时电压表的示数如图（c），该示数为______V（结果保留2位小数）。 现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为，此时电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为_____（结果保留整数）。 7．（2023·辽宁·高考真题）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，实验步骤如下：    a．测得样品截面的边长a = 0.20cm； 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I = 0.40A，读出相应的电压表示数U，断开开关S； e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U—L图像如图（b）所示，得到直线的斜率k。 回答下列问题： （1）L是丙到___________（填“甲”“乙”或“丁”）的距离； （2）写出电阻率的表达式ρ = ___________（用k、a、I表示）； （3）根据图像计算出该样品的电阻率ρ = ___________Ω∙m（保留两位有效数字）。 8 / 26 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