2020-2022年三年高考物理真题分项汇编专题16实验一电学实验.pdf

专 题1 6电学实验1,（20 22 湖 南 卷 T 1 2）小 梦 同 学 自 制 了 一 个 两 挡 位 的 欧 姆 表，其内部结构如图所示，R。为调零电阻（最大阻值为Rom）,&、R,、R,为定值电阻（叫+Rom R,&）,电流计G的内阻为凡（6%;）。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：（1）短接，将单刀双掷开关S与?接通，电流计G示数为/,“；保持电阻4滑片位置不变，将单刀双掷开关S与接通，电流计G示数变为/“，则/，”一 1（填“大于”或“小于”）；（2）将单刀双掷开关S与 接通，此时欧姆表的挡位为 _ （填“x l”或“X 1 O”）；（3）若 从“x l”挡位换成“X 1 O”挡位，调整欧姆零点（欧姆零点在电流计G满偏刻度处）时，调零电阻 的滑片应该 调 节（填“向上”或“向下”）；（4）在“X 1 O”挡位调整欧姆零点后，在间接入阻值为1（X4以定值电阻R 1,稳定后电流计G的指针71偏转到满偏刻度的,；取走与，在间接入待测电阻&,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的则 R、=Q。【答案】.大于.x l O .向上.4 0 0【解析】（1）1 根据题意可知尺“/“；（2）2当开关拨S向 时，全电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也更大，所以开关拨S向 时对应欧姆表的挡位倍率较大，即X 1 0：（3）3 从“x l”挡位换成“X 1 0”挡位，即开关S从m拨向，全电路电阻增大，干路电流减小，短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流计G所在支路的电流，所以需要将飞的滑片向上调节；（4）4 在“X 1 0”挡位，电路图结构简化如图第一次，当短接，全电路的总电阻为通过干路的电流为电流表满偏，根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知第二次，之间接入K=i o o c,全电路总电阻为R+K，通过干路的电流为电流表偏转了量程的：，则结合第一次和第二次解得第三次，之间接入q,全电路总电阻 为 凡+凡，通过干路的电流为电流表偏转了量程的g,则结合第二次和第三次，解得2、（20 22 广 东卷 T 1 2）弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：（1）装置安装和电路连接；如 图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。（2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻R,的测量将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度心将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S 2,闭合开关S i,调节已 使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和 小闭合S 2,电压表的示数（选 填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U,记录电流表的示数/2,则此时导电绳的电阻R 产（用人、/2 和 U表示）。断开S”增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤和。（3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （选 填“有”或“无”）影响。（4）图 1 1（c）是根据部分实验数据描绘的RL图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻尺 为 1.3 3 k C,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为 c m,即为机械臂弯曲后的长度。U【答案】.变小.-无.5 1.8 0-71【解析】闭合S 2 后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小。2 加在导电绳两端的电压为U,流过导电绳的电流为/2 一人，因此导电绳的电阻（3）3 在闭合S?之前，电流表人的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合S?之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为小故流过导电绳的电流是/2 一/”与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响。（4）4 由图c 可知，导电绳拉伸后的长度为5 1.8 0 c m。3、（2 0 2 2 山 东 卷T1 4）某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材：干电池E（电动势1.5 V,内阻未知）；电流表Ai （量 程 1 0 m A,内阻为9 0。）；电流表A2 （量程3 0 m A,内阻为3 0 C）；定值电阻R o（阻值为1 5 0 C）；滑动变阻器R （最大阻值为1 0 0。）；待测电阻&开关S,导线若干。测量电路如图所示。（1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R）接入电路；闭合开关,调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的3处。该 同 学 选 用 的 电 流 表 为 （填“A J或“A2”）；若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为（2）断开开关，保持滑片的位置不变。用&替 换 R o,闭合开关后，电流表指针指在满刻度的，处，则必的测量值为 Q o（3）本实验中未考虑电池内阻，对足的测量值_ _ _ _ _ _ _ _ _ （填“有”或“无”）影响【答案】.Ai,6 0.1 0 0 .无【解析】（1）1 1 若不考虑电源内阻，艮在电源两端只接岛时，电路中的电流约为由题知，闭合开关，调节滑片位置，要使电流表指针指在满刻度的g处，则该同学选到的电流表应为Ai。当不考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有计算出R=6 0 Q（2）3 断开开关，保持滑片的位置不变，用&替 换 闭 合 开 关 后，有代入数据有&=1 0 0 Q（3）4 若考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有联立计算出的凡不受电源内阻r 的影响。4、（2 0 2 2 全国甲卷T2 2）某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源E（电动势1.5 V,内阻很小），电流表（量程10mA,内阻约1 O C）,微 安 表（量程l O O A,内阻4 待测，约 I k Q）,滑动变阻器R （最大阻值I0 C）,定值电阻凡（阻值1 0。），开关S,导线若干。（1）在答题卡上将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图.；（2）某次测量中，微安表的示数为9 0.0 p A,电流表的示数为9.0 0 m A,由此计算出微安表内阻&=Q。【答案】.见解析.9 9 0。【解析】（1）1 为了准确测出微安表两端的电压，可以让微安表与定值电阻R o 并联，再与电流表串联，通过电流表的电流与微安表的电流之差，可求出流过定值电阻R）的电流，从而求出微安表两端的电压，进而求出微安表的内电阻，由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，滑动电阻器采用分压式解法，实验电路原理图如图所示（2）2 流过定值电阻R o 的电流加在微安表两端的电压微安表的内电阻5、（2 0 2 2 全国乙卷T 2 3）一同学探究阻值约为5 5 0。的待测电阻尺在。5mA范围内的伏安特性。可用器材有：电压表V （量程为3V,内阻很大），电流表A （量程为1mA，内阻为3（X）Q）,电源E （电动势约为4V,内阻不计），滑动变阻器R （最大阻值可选1 0。或 L5kQ）,定值电阻凡（阻值可选7 5 c 或1 5 0。），开关S,导线若干。（1）要求通过R、的电流可在05mA范围内连续可调，在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图_ _ _ _ _ _ _；（2）实验时，图（a）中的R应 选 最 大 阻 值 为 （填“1 0 Q”或“1.5 k Q”）的滑动变阻器，R。应选阻值为（填“7 5 Q”或“1 5 0。”）的定值电阻：（3）测量多组数据可得凡的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流麦的示数分别如图（b）和图（c）所示，则此时段 两端的电压为 V,流过尺 的 电流为 mA,此组数据得到的 尺 的 阻值为Q （保留3 位有效数字）。.1 0。.7 5 Q .2.3 0 .4.2 0 .5 4 8（1）口 电流表内阻已知，电流表与&）并联扩大电流表量程，进而准确测量通过段 的 电流，电压表单独测量 尺 的 电压；滑动变阻器采用分压式接法，电表从0 开始测量，满足题中通过 凡 的 电流从0 5mA连续可调，电路图如下（2）2 电路中R应选最大阻值为1 0。的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高、实验误差小；通过段以电流最大为5mA,需要将电流表量程扩大为原来的5 倍，根据并联分流的规律示意图如下根据并联分流，即并联电路中电流之比等于电阻的反比，可知解得（3）4 电压表每小格表示0.1 V,向后估读一位，即U=2.3 0 V；5 电流表每小格表示0.0 2 m A,本位估读，即0.8 4 m A,电流表量程扩大5 倍，所以通过R*的电流为/=4.2 0 m A；根据欧姆定律可知6、（2 0 2 2 浙 江 6月 卷T 1 8）（1）探究滑动变阻器的分压特性，采用图1 所示的电路，探究滑片P 从 A移到 8的过程中，负载电阻R两端的电压变化。图2 为实验器材部分连线图，还需要（选填 和b f、f d、f c,c e 或 e g）连线。图 3 所示电压表的示数为_ _ _ _ _ _ _ V o已知滑动变阻器的最大阻值R）=1 0。，额定电流/=L 0 A。选择负载电阻R=1 0 Q,以R两端电压（/为纵轴,为一 横 轴（X 为 AP的长度，L为 AB 的长度），得到U -t 分压特性曲线为图4中 的“I；当 R=1 0 0。，分L L压特性曲线对应图4中的（选 填“I I ”或“H I”）；则滑动变阻器最大阻值的选择依据是UN图4（2）两个相同的电流表G i 和 G 2 如图5 所示连接，晃动G i 表，当指针向左偏转时，静止的G 2 表的指针也向左偏转，原因是A.两表都是“发电机”B.G i 表 是“发电机，6 表 是 电动机”C.G i 表和G 2 表之间存在互感现象D.G i 表产生的电流流入G 2 表，产生的安培力使&表指针偏转【答案】.4、用、ce.1.5 0 0.0 2 .H .&R.BD#D B【解析】（1）I 依原理图可知，还需要q f、fd.c e 连线；依题意，所示电压表的示数为L 5 0 V,考虑到偶然误差（L 5 0 0.0 2）V也可；3 假定A P 部分的电阻为R ,R 分别与1 0 Q与1 0 0。并联再与8 P 部分的电阻串联；由于相同的R 与 1 0 0 Q并联后的电阻较与1 0 C并联后的电阻大，则根据闭合电路的欧姆定律可知，滑片在相同位置下，负载电阻越大，其两端电压越大；即在相同横坐标下，此时负载1 0 0 C时，电压表的示数应该较曲线为图4中 的“I”来得大，故应该选“I I”。由上述分析可知，对于不同的负载电阻，调节滑动触头时负载两端的电压变化规律不同，当负载电阻小于滑动变阻器最大阻值时，负载电阻两端电压随滑动触头的变化而更迅速变化：当负载电阻大于滑动变阻器最大阻值时，负载电阻两端电压随滑动触头的变化而更加平稳变化，从而获得更多的实验数据。所以，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器最大阻值的选择依据是相比负载电阻越小越好，即（2）5 据题意可知：电流表主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈，G i 和 G 2 用导线连接起来.当晃动动G i 时，相当于G i 中的线圈做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流：由于两个电表构成了闭合电路，则电流会通过G 表中的线圈，而该线圈处于磁场中，由于通电导线在磁场中受力的作用，G z的指针也会偏转；则 G i 表相当于“发电机”，G 2 表相当于 电动机，故 AC 错误，B D正确。故选B D。7、（2 0 2 2 浙 江 1 月 卷 T 1 8）小明同学根据图1 的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度/、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数/达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个彳的值，作出与-/图像，如图2中图线a 所示。（1）在 实 验 中 使 用 的 是 （选 填“0 2 0 C”或“0 2 0 0。”）的滑动变阻器。（2）在某次测量时，电压表仪指针位置如图3 所示，则读数U=_ _ _ _ _ _ _ V o（3）已知合金丝甲的横截面积为7.0 X1 0-8 m 2,则合金丝甲的电阻率为_ _ _ _ _ _ _Q-m （结果保留2 位有效数字）。（4）图 2中图线b 是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的票-/图像，由 图 可 知 合 金 丝 甲 的 横 截 面 积 （选 填“大于”、“等于”或“小于”）合金丝乙的横截面积。【答案】.0 2 0。.1.3 2 （1.3 1-1.3 4）.0.99x 1 0-6 （0.96 x l 0-6l x l 0-6）.小于【解析】（1）1 1 由实验原理可知而由?图像可知待测电阻最大约为8Q,为了使电压表有明显的读数变化，则滑动变阻器的阻值不能太大,故选0 2 0。比较合适；（2）量程为3 V 的电压表，精度为0.1 V,估读到0.0 1 V,则电压为1.3 2 V （1.3 1 T.3 4）；（3）3 根据电阻定律有则 卜/图像的斜率为可得合金丝甲的电阻率为p=kS=x7.0 x 10-8（Q-m）0.99x106（Q m）（0.96 x 1 06 I x i O6）0.44-0.20（4）4 另-根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后，电阻率不变，而横截面积变为由图2中图线b 可得解得故合金丝甲的横截面积小于合金丝乙的横截面积。8、（2022 河 北T12）某物理兴趣小组利用废弃电板煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图1 所示,选用的器材有：限温开关S i （手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于1 0 3 时自动断开，之后不能自动闭合）；保温开关S 2 （当锅内温度高于8 0 时自动断开，温度低于7 0 时自动闭合）；电饭煲的框架（结构如图2 所示）。自备元件有：加热电阻丝R （阻值为6 0 C,用于加热煮饭）；限流电阻R i 和&,（阻值均为I k C）：指示灯L i 和 L 2 （2.5V,0.6 W,当电流低于3 0 m A 时可视为熄灭）；保险丝T。（1）按照兴趣小组设计的电路，下 列 说 法 正 确 的 是。A.按下S i,L i 和 L 2 均发光B.当锅内温度高于1 0 3 c 时，S i 自动断开，L i 和 L 2 均发光C.保温过程中，S 2 自动在闭合、断开状态之间交替切换D.当锅内温度低于7 0 时，S 2 自动闭合，L i 发光，L 2 熄灭（2）简易电饭煲制作完成后，试用时L i 始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下 列 操 作 步 骤 的 正 确 顺 序 是 （填写各步骤前的字母）。A.将选择开关旋转到“x 1 0 0”位置B.将两支表笔直接接触，调 节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点C.调 整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度D.测 量 指 示 灯 两 端 的 阻 值E.将选择开关置于O F F 位置或交流电压最高挡操作时，将多用电表两表笔与L i 两端接触，若指针如图3 所示，可判断是 断路损坏；若指针如图4所示，可判断是 断路损坏。（用电路中的元件符号表示）【答案】.C D D C.C A B DE .L i .R【解析】【详解】1 A.按下与后L 2 支路被短路，则 L 2 不会发光，A错误；B.当锅内温度高于1 0 3 时，S i 断开，而要温度降到7 0 以下时S 2 才会闭合，则此时L 2 可能发光，此时电路中R与 R和 L i 的串联部分并联，并联的整体再和L 2、&串联，则回路中并联的整体电阻Ri=1 0.4 2 QR-=56.6 4 C则回路总电阻R&=1 0 6 7.0 6 Q则回路总电流则 L 2 一定发光，此时并联的整体的电压为（/井=/总/?井=H.8 9V则流过L i 的电流为则流过L i 的电流小于3 0 m A,则 L熄灭，B错误；C.由题知，S 2 在锅内温度高于8 0 时自动断开，锅内温度降到7 0 以下时S 2 自动闭合，C正确；D.当锅内迢度低于7 0 时，S?自动闭合，L 2 支路被短路，则 L 2 不会发光，此时电路中R与 以 和 L i 的串联部分并联，则此时流过L i 的电流为则此时流过L i 的电流大于3 0 m A,则 L i 发光，D 正确。故选C D。（2）2 多用电表的操作步骤为：调 整“指针定位螺丝”，使指什指到零刻度一一机械调零；将选择开关旋转 到“x 1 0 0”位置选档；将两支表笔直接接触，调 节“欧姆调零旋钮”，使指计指向欧姆零点一一欧姆调零；测量指示灯L i 两端的阻值一一测量；将选择开关置于O F F 位置或交流电压最高挡一一关闭多用电表。故正确顺序为C A B DE o网由于使用时L i 始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明/?、L 2、R、T 均正常，如图3 可看出L i 两端 有 1 0 90 C 左右的电阻，则说明L i 始终不亮的原因是L i 断路损坏。由于使用时L i 始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明R、L 2、Rz、T均正常，如图3 可看出欧姆表的示数儿乎为零，但由于&=10.42。此时选用的是“x 100”档则说明灯泡L i 正常，则说明L始终不亮的原因是凡断路损坏。9、（2022 湖 北T13）某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径。，示数如图甲所示，其读数为_ _ _ _mm。再用游标卡尺测得其长度L。（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻的阻值。图中电流表量程为0.6 A、内阻为1.0。，定值电阻R o 的阻值为20.0Q,电阻箱R的最大阻值为999.9 C。首先将S 2置于位置1,闭合S i,多次改变电阻箱 R的阻值，记下电流表的对应读数/,实验数据见下表.R/C“A1 ,-/A-15.00.4142.4210.00.35 22.8 415.00.3083.2520.00.27 23.6 825.00.2444.10根据表中数据，在图丙中绘制出;-R图像。再将S 2置于位置2,此时电流表读数为0.400A。根据图丙中30.00.2224.5 0的 图 像 可 得&=。（结果保留2 位有效数字）。最后可由表达式夕=得到该材料的电阻率（用L、凡 表示）。（3）该小组根据图乙的电路和图丙的;-R图像，还可以求得电源电动势=V,内阻厂=（结果均保留2 位有效数字）（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会（选 填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】0.3.7 00.6.0.生2 旦 .12.3.0.偏小4L【解析】【详解】（1）口 用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径。，其读数为（2）（3）5 由电路可知，当将S 2置于位置1,闭合S i 时即由图像可知解得解得再将S 2置于位置2,此时电流表读数为0.400A,则解得根据解得（3）由（2）可知（4）根据表达式因电源电动势变小，内阻变大，则当安培表由相同读数时，得到的Rv的值偏小，即 凡 测量值偏小。1.（2021山东卷）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有：待测热敏电阻R r （实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）;电源E （电动势1.5 V,内阻r约为0.5。）；电阻箱R（阻值范围0 9999.99Q ）；滑动变阻器飞（最大阻值2 0 Q）；滑动变阻器&（最大阻值2（）（X）。）；微 安 表（量程l O O p i A,内阻等于25 0 0。）；开关两个，温控装置一套，导线若干。同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：按图示连接电路；闭合S|、S2,调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏;保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S 2,调节电阻箱，使微安表指针半偏;记录此时的温度和电阻箱的阻值。回答下列问题：（1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑 动 变 阻 器 应 选 用 （填“%”或凡”）。（2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路。（3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6 0 0 0.0 0。，该温度下热敏电阻的测量值为 Q （结果保留到个位），该测量值_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填“大于”或小于”）真实值。（4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐3500 大于减小（1）1用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S 2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S 2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选（2）电路连接图如图所示（3）3微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即可得当断开S 2,微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。（4）山于是I n%-图像，当温度T升高时，注减小，从图中可以看出In号 减小，从 而&减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。2.（2021.全国卷）某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：小 灯 泡（额定电压2.5 V,额定电流0.3A）电 压 表（量程300mV,内阻300 C）电 流 表（量程3 0 0 m A,内阻0.27。）定值电阻Ro滑动变阻器凡（阻值0-20 C）电阻箱Ri（最大阻值9999.9 C）电源E（电动势6 V,内阻不计）开关S、导线若干。完成下列填空：（1）有3个阻值分别为10。、20。、30。的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0300mA的U-/曲线，Ro应选取阻值为。的定值电阻；（2）闭合开关前，滑 动 变 阻 器 的 滑 片 应 置 于 变 阻 器 的 （填“a”或?”）端；（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱心 的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、/,结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为 C（保 留1位有效数字）；（4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V,该同学经计算知，应将R2的阻值调整为然后调节滑动变阻器R i,测得数据如下表所示：U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0/mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0（5）由 图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻（填“增 大 减 小”或“不变“）;（6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为1 6 0 m A,可得此时小灯泡电功率Wi=W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为3 0 0 m A 时，小灯泡的电功率为牝，则 方=（保留至整数）。【答案】1 0 a 0.7 2 7 0 0 增大 0.0 7 4 1 0【解析】（1）1 因为小灯泡额定电压2.5 V,电动势6 V,则滑动滑动变阻器时，为了保证电路安全，需要定值电阻分担的电压则有则需要描绘小灯泡在0 3 0 0 m A 的伏安特性曲线，即曲应选取限值为1 0。；（2）2 为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端；（3）3 由图可知当流过电流表的电流为1 0 m A 时，电压为7 m V,则小灯泡的电阻为（4）4 由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V 时，有解得（5）5 由 图（b）和表格可知流过小灯泡电流增加，图像 中 彳 变大，则灯丝的电阻增大；（6）6 根据表格可知当电流为1 6 0 m A 时;电压表的示数为4 6 m A,根 据（4）的分析可知此时小灯泡两端电压为0.4 6 V,则此时小灯泡电功率W i=0.4 6 Vx 0.1 6 A W.0 7 4 W同理可知当流过电流表的电流为3 0 0 m A 时，小灯泡两端电压为2.5 V,此时小灯泡电功率W 2=2.5 Vx 0.3 A=0.7 5 W故有3.（2 0 2 1 湖南卷）某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为小）、一个电流表（内阻为RA）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于凡，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：（1）将器材如图（a）连接：（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的 端（填Z 或 ）；（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角6和电流表示数/,得到多组数据；（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为Z,与纵轴截距为d,设单位 角 度 对 应 电 阻 丝 的 阻 值 为 为,该 电 池 电 动 势 和 内 阻 可 表 示 为 石=,r=（用 R。、RA、k、d、石表示）（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值石。利用现有器材设计实验，在 图（c）方 框 中 画 出 实 验 电 路 图 （电阻丝用滑动变阻器符号表示）；（6）利用测出的它,可得该电池的电动势和内阻。1 答案|k k【解析】（2）1 开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律&可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的。端。（4）2 设圆心角为。时，电阻丝接入电路中的电阻为。石，根据闭合电路欧姆定律石=。+可知整理得结合图象的斜率和截距满足 4RA+.+丁 dE E解得电源电动势和内阻为（5）3 实验器材中有定值电阻凡和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图原理的简单说明：将开关置T 位置，读出电流表示数10；将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为，0,读出此时角度0 ；此 时=小，即可求得r0的数值.4.（2 0 2 1 浙江卷）小李在实验室测量一电阻R、的阻值。（1）因电表内阻未知，用如图1 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G=L 6 5 V ,电流表的示数如图 2所示,其读数乙=A；将 K掷到2,电压表和电流表的读数分别为&=L75V,乙=0.3 3 A。由 此 可 知 应 采 用 电 流 表 （填“内”或 外”）接法。（2）完成上述实验后，小李进一步尝试用其它方法进行实验：器材间连线如图3 所示，请 在 虚 线 框 中 画 出 对 应 的 电 路 图；先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关挪到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻a=C。此方法（填“有”或“无”）明显的实验误差，其理由是。【答案】（）.3 4 见解析外 5 有电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近（或其它合理解释）【解析】（1）1 由电流表的表盘可知电流大小为0.3 4 A电压表的百分比变化为电流表的百分比变化为因此可知电压表的示数变化更明显，说明电流表的分压更严重，因此不能让电流表分压，采用外接法（2）3 电路图如图4 两次实验中电路电流相同，因此可有可得读数可得电阻箱的最小分度和待测阻值阻值接近，这样测得的阻值不够精确，如待测电阻阻值为5.4 C,则实验只能测得其为&=5。，误差较大。5.（2 0 2 1.全国卷）一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约 L 5 V ）和内阻r（小于2 Q图中电压表量程为I V,内 阻&=3 8 0.0 C：定值电阻&=2 0.0。；电阻箱R,最大阻值为999.9。；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：（1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选 C （填“5.0”或“1 5.0”）；（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；(3)根 据 图(a)所示电路，用R、R。、“、E和r表示得，=；(4)利用测量数据，做 器R图线，如 图(b)所示：(5)通 过 图(b)可 得 七=V (保 留2位小数)，r=。(保 留1位小数);(6)若 将 图(a)中的电压表当成理想电表，得 到 的 电 源 电 动 势 为 由 此 产 生 的 误 差 为X1 0 0%=%。【答 案】1 5.0-K H-1-ERR E ERR1.5 5 1.0 5【解 析】(1)|1|为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能比电表满偏电压大，则由并联电路分压可得代入数据解得因 此 选15.0Q(3)2 由闭合回路的欧姆定律可得化简可得(5)3 由上面公式可得1 r I-E 1 9E由 图 象 计 算 可 得)t =O.O 3 4 V T 。，Z?=0.6 8 V-代入可得E 1.5 5 V,r 1.0 Q(6)5 如果电压表为理想电压表，则可有则此时因此误差为6.(2 0 2 1广 东 卷)某 小 组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要己选用了规格和量程合适的器材。(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Q”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由 此 可 判 断 热 敏 电 阻 阻 值 随 温 度 的 升 高 而。（2）再按图连接好电路进行测量。闭合开关S前，将滑动变阻器飞 的滑片滑到 端（选填%或*）。将温控室的温度设置为T,电阻箱&调为某一阻值a”。闭合开关S,调节滑动变阻器与，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和&一 断开开关S。再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节凡 利4,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值&2。断开开关S。实验中记录的阻值凡42 （选填 大于”、小于”或“等 于 此 时 热 敏 电 阻 阻 值 鸟=。【答案】短接减小b大于飞”一4 2【解析】（1）选择倍率适当的欧姆档，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器心 的阻值调到最大，即将滑片滑到8端；4 5 因两次电压表和电流表的示数相同，因为即可知R m大T /?0 2 o7.（2 0 2 1.河北卷）某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小 灯 泡（6.3 V,0.1 5 A ）,直流电 源（9V）,滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。（1）根据图1,完成图2中 的 实 物 连 线；（2）按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原 因 可 能 是 （单项选择，填正确答案标号）；A.电流表短路B.滑动变阻器的滑片接触不良C.滑动变阻器滑片的初始位置在6端（3）更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得 到/-U图像，其中一部分如图3所示，根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为 C （保留三位有效数字）。27.0【解析】（1）口 电流表负极与滑动变阻器的右端的6位置连接，如图（2）2开关闭合，小灯泡闪亮一下后灯丝烧断，说明通过小灯泡的电流过大。A.电流表内阻非常小，短路几乎不影响通过小灯泡的电流，与灯丝烧断无关，A错误；B.滑动变阻器滑片接触不良，无电流通过小灯泡，B错误；C.滑动变阻器的滑片开始时置于力端，小灯泡部分分压达到最大，通过电流最大，可能会烧断小灯泡灯丝,C正确；故选Co（3）根据小灯泡的伏安特性曲线可知在P点时的电压和电流分别为U=2V,/=74mA根据欧姆定律/=2可知小灯泡的电阻为R8.（2021浙江卷）在“测定电池的电动势和内阻”实验中，（1）用如图所示的电路图测量，得到的一条实验数据拟合线如图所示，则该电池的电动势E=V（保留3位有效数字）；内阻片（保留2位有效数字）：（2）现有如图所示的实验器材，照片中电阻箱阻值可调范围为09999Q,滑动变阻器阻值变化范围为01 0 C,电流表G的量程为03mA、内阻为2 0 0 C,电压表的量程有03 V和015V。请在图3中选择合适的器材，在答题纸相应方框中画出两种测定一节干电池的电动势和内阻的电路图。【答案】1.46（1.451.47 均可）0.64 C0.630.67 均可）G【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律E=U+可得将题干中得图线延长与横纵轴分别相交，如图可知图像与纵轴交点即为电动势，即2图像斜率的绝对值为电源内阻，即（2）3电流表量程太小，使用电阻箱和电压表代替电流表进行测量，电路图如图根据闭合电路欧姆定律变形得绘制-1-1 图像，可知图像斜率为r一，与纵轴截距为 一1，从而求解电动势和内阻；U R E E也可以通过电阻箱改装电流表，扩大电流表得量程，实现电流得测量，电路图如图/为改变量程之后的电流表示数，根据闭合电路欧姆定律可以绘制U-I图像求解电动势和内阻。1.（2020海南卷）在测量定值电阻阻值的实验中，提供的实验器材如下：电压表Vi（量程3 V,内阻4=3.0kC）,电压表V 2（量程5 V,内阻4=5.0kC）,滑动变阻器R（额定电流1.5A,最大阻值W0C）,待测定值电阻段.,电源E（电动势6.0 V,内阻不计），单刀开关S,导线若干：回答下列问题：（I）实验中滑动变阻器应采用 接 法（填“限流”或“分压”）；（2）将虚线框中的电路原理图补充完整_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；（3）根据下表中的实验数据（4、3 分别为电压表V-V2的示数），在 图（a）给出的坐标纸上补齐数据点，并 绘 制 图 像测量次数12345UJV1.001.5 02.002.5 03.00U/V1.6 12.4 13.2 14.024.8 2（4）由 图 像 得 到 待 测 定 值 电 阻 的 阻 值 段=。（结果保留三位有效数字）;（5）完成上述实验后，若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻R,（阻值约为7 0 0 0）的阻值，在不额外增加器材的前提下，要求实验精度尽可能高，请 在 图（b）的虚线框内画出你改进的电路图【答案】【解析】（1）1 电压表Vl 和 4串联在和V2 并联，并联的总电阻远大于滑动变阻器电阻，为了调节变阻器时，电表示数变化明显，且能或者更多组数据，选择分压接法；（2）2 完整的电路图，如图所示（3）3根据下表中的实验数据，绘制的。2 一以图像，如图所示（4）4根据实验电路图，则有变形得则图线的斜率为根据。2 -缶 图像可得斜率则有代入 4=3.0 k C ,解得&=L 8 3 x 1()3a（5）5 因待测电阻Rv（阻值约为7 0 0。）的阻值较小，若仍与电压表V i 串联，则所分得的电压过小，不利于测量，故待测电阻片与其中一个电压表并联，由于电源电动势只有6 V,为让待测电阻分得较大电压,故待测电阻与应与电压表V 2并联，再与电压表V i 串联，故改进后的电路图，如图所示2.（2 0 2 0北京卷）用 图 1 所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约 为 1。）。其中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1。，电压表的内电阻约为3k。（1）利用图1 中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r,所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势己和内电阻，。若电流表内电阻用乂 表示，请你用瓜，和以 表示出斤、r,并简要说明理由（2）某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差.在图3 中，实线是根据实验数据（图甲：U=