专题14 电学实验（解析版）-2021年高考全国最新模拟试题分类汇编(一模二模)

专题 14 电学实验 1．（2021·浙江绍兴市高三二模）（1）小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，有一根导线处于断 路状态，如图 1 所示。为了寻找这根导线，小明同学想先闭合开关，调节滑动变阻器滑片到某位置，把多 用电表的黑表笔接在电路中的 a 点，再将红表笔分别在图中 b、c、d 点进行测量，下列选档中，符合操作 规程的是______； A．直流 10V 挡 B．直流 0.5A 挡 C．直流 2.5V 挡 D．欧姆挡×10 （2）在（1）中的测量结果如下表 接入点 b c d 表盘指针 无偏转 有偏转 有偏转 则断路的导线应是______（填图中导线的编号）； （3）排除故障后，小明分别描绘了采用电流表内接法和电流表外接法两种情况下的伏安特性曲线，如图乙 所示，则图线 I 是采用电流表______（填“内接法”或“外接法”），电流表内阻约______Ω（保留 2 位有效数字）。 【答案】A ② 外接法 0.60±0.10 【解析】(1)[1]电路中电源的电动势为 3V，则需要选用电压大于 3V 的直流档位。故选 A。 (2)[2]黑表笔接在电路中的 a 点，再将红表笔接在 b 点，指针无偏转，则断路的导线可能是④⑤⑥中的一根； 再将红表笔接在 c 点，指针有偏转，则断路的导线应该是②；再将红表笔接在 d 点，指针有偏转，则断路 的导线应该是②。 (3)[3][4]外接法测得电流比实际值大，故图线 I 为外接法，当电流表示数为 0.2A 时，内接法电压表示数比外 接法大 0.12V，为电压表分压，故 A 0.12 Ω 0.60Ω0.2R   2．（2021·天津南开区高三一模）小明欲测量某段圆柱形样品材料的电阻率  ，该材料电阻约为100Ω 左右。 现提供以下实验器材 A．电压表 V（量程15V ，内阻 Vr 约为10kΩ ） B．电流表 1A （量程30mA ，内阻 1 100Ωr  ） C．电流表 2A （量程50mA ，内阻 2r 约为 40Ω ） D．滑动变阻器 1R （ 0 10Ω ，额定电流 2A ） E.直流电源 E（电动势为 3V ，内阻很小） F.开关一只，导线若干 回答下列问题： (1)用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数 L  ______ cm ，用螺旋测微器测得该样品的直径如图 乙所示，其示数 D =______ mm ； (2)为尽可能精确地测量该样品电阻率  ，在方框中画出电路图并标明所选器材；______ (3)请写出实验还需测量物理量的名称和符号______，并用所测得的物理量符号和已知物理量的符号表示这 种材料的电阻率   ______。 【答案】5.015 4.700 电流表 1A 的示数 1I 、电流表 2A 的示数 2I   2 1 1 2 14 I r D I I L   【解析】(1)[1]样品的长度为 50mm 3 0.05mm 50.15mm 5.015cmL      [2]样品的直径为 4.700 (2)[3]由于直流电源 3V，而电压表量程 15V，量程太大，测量误差较大，故不适用，由于电流表 1A 内阻已 知，可替代电压表使用，电流表 2A 量程较大，测干路电流，滑动变阻器 1R 阻值较小，为方便调节，提高 测量精确度，故采用分压式接法，电路如图所示 (3)[4][5]由电阻定律及欧姆定律分别可得 2( )2 LR D   ， 1 1 2 1 I rR I I   ，联立可得   2 1 1 2 14 I r DR I I L   ， 故还需要测量的物理量有电流表 1A 的示数 1I 、电流表 2A 的示数 2I 。 3．（2021·济南市高三模拟）实验小组用如图（a）所示的实验电路测定电源电动势 E 和电压表内阻 R，提供的器材如下： A．待测电源 E（电动势约 3V，内阻可忽略） B．待测电压表 V（量程 0~3.0v，内阻约 3 k ） C．电阻箱 1R （总阻值 999.9  ） D．电阻箱 2R （总阻值 9999  ） （1）电阻箱应选择________（填序号）； （2）连接好实验电路，调节 R，测得系列对应电压 U，在 1 RU  坐标中描点作图如图（b），图线在纵坐标 轴上的截距为 a，某点坐标为 ,c b ，则电源电动势和电压表内阻的测量值分别为____________、 ____________； （3）图（c）中图线 1 为实验所得，若电源内阻不能忽略，则实际图线可能是图（c）中的图线_____________， 由于忽略电源内阻，导致电源电动势的测量值____________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】D 1 a ac b a 2 小于 【解析】（1）[1]为了便于调节和让电压表读数变化范围较大，应选择阻值大于电压表内阻的 2R ，即选择 D； （2）[2][3]由闭合电路欧姆定律得 V UE U RR   ，所以有 V 1 1 1 RU E ER   在 1 RU  图中图线在纵轴上的截距 1a E  ，故电源电动势 1E a  ；图线斜率 V 1b a c ER   解得 V acR b a   （3）[4][5]设电源内阻为 r，实际上，   V UE U R rR    即 V V 1 1 1r RU E ER ER        图线斜率不变，在纵坐标上的截距增大，可能是图线 2；由于   V UE U R rR   真 忽略电源内阻时的测量值 V UE U RR  测 显然 E E测 真< ，即小于。 4．（2021·湖南娄底市高三零模）某手机电池的电动势约为 4V 左右，为精确测出该电池的电动势和内阻。 除待测手机电池外，实验室可供选用的器材有： A．电流表 A：（量程 0.6A、内阻 0.6ΩAR  ） B．电压表 V：（量程 15V、内阻约3000 ） C．滑动变阻器 1R ：最大阻值 5Ω D．电阻箱 2R ：（0~9999.9Ω） E.一个开关及导线若干 （1）为了能精确测量电池的电动势和内阻。请选用合适的器材设计电路，并把设计的电路画在方框内。 （______） （2）根据设计的电路。在用图像法处理数据时，若纵轴为 1 I ，为了保证得到的图像为直线。则横轴为______， 得到图像 1，若图像 1 与纵轴的截距为 1a ，斜率为 1k ，则电池的电动势 1E  ______，内阻 1r  ______； （3）为了保证得到的图像为直线，还可以以电流表的示数 I 为横轴，以______为纵轴；得到图像 2；若图 像 2 与纵轴的截距为 2a ，斜率的绝对值为 2k ，则电池的电动势 2E  ______，内阻 2r  ______。（用题中给 出的物理量符号表示） 【答案】 R 1 1 k 1 1 A a Rk  IR [或  AI R R ] 2a 2 Ak R （或 2k ） 【解析】（1）[1]由实验室给出的仪器可知，电压表的量程太大，滑动变阻器的阻值太小，因而应选用电流 表与电阻箱的方式连接，电路如下图所示。 （2）[2][3][4]由闭合电路欧姆定律，有  1 A 1E I R R r   可知  A 1 1 1 1 1 1R R rE EI    若纵轴为 1 I ，为了保证得到的图像为直线。则横轴为 R。 [3][4]结合题意可知 1 1 1 kE  ，  1 1 1 1 AR r aE   解得 1 1 1E k  ， 1 1 A 1 ar Rk   （3）[5][6][7]由闭合电路欧姆定律，有  2 A 2E I R R r   可知  2 A 2IR E I R r   为了保证得到的图像为直线，还可以以电流表的示数 I 为横轴，以为 IR [或  AI R R ]纵轴； [6][7]结合题意有 2 2E a ， A 2 2R r k  解得 2 2 Ar k R  或  A 2 2I R R E Ir   则 2 2E a ， 2 2r k 5．（2021·湖南衡阳市高三一模）（1）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，需要测出金属丝的电阻 xR ，甲乙 两同学分别采用了不同的方法进行测量：甲同学直接用多用电表测其电阻，所使用的多用电表欧姆挡共有 “ 1 ”“ 10 ”“ 100 ”“ 1K ”四个挡，该同学选择 10Ω 倍率，用正确的操作方法测量时，发现指针转过角度 太大。为了准确地进行测量，进行如下操作： A．旋转选择开关至欧姆挡___________ B．将两表笔短接调节欧姆调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度 C．将两表笔分别连接到 xR 的两端，指针指在图甲所示位置， xR 的测量值为___________ Ω D．旋转选择开关至“ OFF ”，并拔出两表笔 （2）如图乙所示为欧姆表表头原理图，已知电流计的量程为 100μAgI  ，电池电动势为 1.5VE  ，则该 欧姆表的内阻是___________ kΩ 。 （3）为了较精确地测量另一定值电阻的阻值 yR ，乙同学采用如图丙所示的电路。电源电压U 恒定，电阻 箱接入电路的阻值可调且能直接读出。 ①用多用电表测电路中的电流 I ②闭合电键，多次改变电阻箱阻值 R ，记录相应的 R 和多用电表读数 I ，得到 1R I  的关系如图丁所示， 不计此时多用电表的内阻。则 yR  ___________Ω ，电源电压U  ___________ V 。 【答案】 1 22 15 240 12 【解析】（1）[1]用正确的操作方法测量时，发现指针转过角度太大，说明该电阻为小电阻，故应换用“×1” 挡位。 [2]被测电阻的阻值为 22 ×1Ω=22Ω。 （2）[3]欧姆表的内阻为 6 1.5 15kΩ100 10g ER I   内 （3）[4]由欧姆定律得  yU I R R  整理得 y UR RI   由图线得截距得到 240ΩyR  [5]图线得斜率 240 0 V 12V40 20k U    6．（2021·山东济南市高三一模）某兴趣小组用如图甲所示的电路测量待测电阻 Rx 的阻值（约为 400Ω），图 中 G（Rg=100Ω）为量程 10mA 的灵敏电流计，R0 为定值电阻（R0=100Ω），R 为滑动变阻器（阻值范围 0~10Ω）。 (1)按照图甲所示的电路图，在答题纸上将图乙中的器材实物连线补充完整；______ (2)将滑动变阻器置于适当位置后，闭合开关 S1。将单刀双掷开关 S2 接 1 端，改变滑动变阻器滑片位置，记 录此时电流计的示数 I1；保持滑动变阻器滑片不动，将 S2 接 2 端，记录此时电流计的示数 I2。忽路电路中 M、N 两点间的电压变化，则待测电阻 Rx 的阻值的表达式为 Rx=______；（用 I1、I2、R0、Rx 表示） (3)改变滑动变阻器滑片位置，重复上述步骤，得到下表中 4 组数据： 1 2 3 4 I1/mA 6.50 5.50 4.40 3.30 I2/mA 5.28 4.56 3.66 2.74 1 2 I I 1.23 1.21 1.20 1.20 利用表中数据，可以求得 Rx=______Ω；（保留 3 位有效数字） (4)若考虑电阻变化对电路的影响，Rx 的测量值______（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】 0 1 2 1 R I I  476 大于 【解析】(1)[1]按原理图连接实物图如图所示 (2)[2]由实验原理可知 1 2 0( )x xI R I R R  得 2 0 0 11 2 2 = 1 x I R RR II I I    (3)[3]由表格可知 1 2 I I 的平均值为 1.21，代入 2 0 0 11 2 2 = 1 x I R RR II I I    可得 100 4761.21 1xR     (4)[4]若考虑电阻变化对电路的影响，则有 1 2 0( )x xI R I R R  则 2 0 0 11 2 2 1 x I R RR II I I    ，由此可知，测量值比真实值偏大。 7．（2021·北京朝阳区高三一模）（1）通过实验测量某金属丝的电阻率。 ①用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量示数如图 1 所示，可得金属丝直径的测量值 d =_____________ mm。 ②将该金属丝绕在陶瓷管上，电阻值约为 25Ω。除了开关、若干导线之外还提供了如表 1 所示的器材： 表 1 器材名称 规格 电压表 量程 0~3V（内阻约为 3kΩ） 0~15V（内阻约为 15kΩ） 电流表 量程 0~0.6A（内阻约为 0.1Ω） 0~3A（内阻约为 0.02Ω） 滑动变阻器 总电阻为 10Ω 直流电源 电动势 6V 和 12V 为较准确测量该金属丝的阻值，某同学用所给器材组成实验电路，如图 2 所示。图中某个器材的连接有不 当之处，该器材是___________，理由是_________________________。 ③若测得金属丝的长度为 L，直径为 d，电阻为 R，则金属丝的电阻率ρ=_____________。 （2）家庭装修时需要根据用电功率的不同选择相应粗细的导线，表 2 是不同横截面积的铜导线常温下允许 的负载电流范围。小明家正在装修，配备电器如表 3 所示，请你帮助他在安全、经济的原则下选择粗细合 适的总干路导线，其序号为_______________，写出选择依据：__________。 表 2 导线序号 横截面积（mm2） 允许长期负载电流（A） A 1.0 6~8 B 1.5 8~15 C 2.5 16~25 D 4.0 25~32 E 6.0 32~40 F 10.0 50~65 G 16.0 70~90 表 3 电器名称 电功率 （W） 电器名称 电功率 （W） 空调机 2000-3000 抽油烟机 100 电冰箱 50-150 电热水器 2000 洗衣机 400 吸尘器 800 电水壶 1000 电脑设备 200 电饭煲 800 电视机 100 微波炉 1000 其他常用 600 【答案】0.346~0.349 滑动变阻器 无法实现调节且易发生短路 2π 4 Rd L   F 依据 PI U  及家庭电路电压可得干路电流约为 50A 【解析】(1)①[1]金属丝直径的测量值 0.01mm×34.7=0.347mm ②[2][3]图中滑动变阻器应该采用分压电路，图中的接法无法实现调节且易发生短路； ③[4]若测得金属丝的长度为 L，直径为 d，电阻为 R，则根据 2 4LL SR d     ，金属丝的电阻率 2π 4 Rd L   (2)[5][6]家电总功率为 P=10kW 左右，则干路电流 10000 A=45.4A220 PI U   ，接近 50A，则应该选用的导 线是 F； 8．（2021·山东高三一模）多用电表是实验室中必备的仪器，用它的欧姆挡测电阻方便简单，现某实验小组 对多用电表的欧姆挡进行了以下研究。 （1）使用多用电表欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是___________； A．测量电路中某个电阻的阻值时，应该把该电阻与电路断开 B．测量电阻时，如果双手手指与两表笔金属部分接触，会导致测量值偏大 C．测电阻时，若指针偏转角度较小，应更换较大倍率、重新调零后，再进行测量 D．多用电表长期使用后电池电动势会变小，在仍能欧姆调零的情况下，会导致测量值偏小 （2）多用电表欧姆挡电路可以等效为一个直流电源、一个可变电阻和一个电流表串联后与红、黑表笔相接。 现有一个欧姆挡刻度盘中值附近刻度模糊不清的多用电表，某同学想通过实验的方法测量该多用电表的欧 姆“×1”挡刻度盘中值刻度对应的阻值。现有器材如下： 实验器材：待测多用电表，电压表 V（量程 6V，内阻十几千欧），电阻箱 R，导线若干。 ①在图甲所给的器材上已完成部分连线，请你在答题卡上补充完整连线。（_____） ②该同学利用实验中得到的数据以 1 R 为纵坐标， 1 U 为横坐标，作出图乙所示的图象，该图象对应的函数表 达式是___________，表达式须用欧姆挡电源电动势 E、“×1”挡刻度盘中值刻度对应的电阻 r 表示。由图像 可求得该多用电表的欧姆“×1”挡刻度盘中值刻度对应的阻值为___________Ω（结果保留两位有效数字） 【答案】AC 1 E R r  1 1 U r  15 【解析】（1）[1]A.使用多用电表欧姆挡测电阻时，是通过表内的电源对电阻供电，通过测量通过电阻的电 流来间接测量其阻值，所以测量电路中某个电阻的阻值时，应该把该电阻与电路断开，否则会造成实验结 果错误，并有可能使欧姆表被烧坏，故 A 正确；B. 测量电阻时，如果双手手指与两表笔金属部分接触，相 当于在被测电阻两端并联了一个电阻，从而会导致测量值偏小，故 B 错误；C. 测电阻时，若指针偏转角度 较小，应更换较大倍率、重新调零后，再进行测量，故 C 正确；D. 设多用电表电池电动势为 E，欧姆挡内 阻为 r，则电池电动势未减小时进行欧姆调零，回路中的电流为 EI r   。测量时通过待测电阻 Rx 的电流为 1 xx x I RE II Rr R r R r       内 。若 E 变小，则欧姆调零时实际是将 r 调小，而表盘刻度是固定不变的，所 以 I 不变，因此 I 会减小，又因为待测电阻的阻值是根据通过其电流的大小间接反应的，I 的测量值偏小， 说明 Rx 的测量值偏大，故 D 错误。故选 AC。 （2）①[2]本实验是用电压表和电阻箱测量多用电表欧姆挡内阻，电压表用于测量外电压，需要并联在电阻 箱两端。无论是多用电表还是电压表，电流都是从负接线柱流出，从正接线柱流入。实物连线如图所示。 ②[3][4]根据闭合电路欧姆定律有  UE R rR   ，整理得 1 1 1E R r U r   。将表达式与图像拟合可得 r=15 Ω。 9．（2021·广东高三一模）为研究二极管的伏安特性曲线，某研究小组用：恒压电源（电压可调节）、多用电 表、滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）、电压表、灵敏电流计G、两个规格相同的二极管（电学符号为“ ”）、 导线若干和开关 S1、S2 连成如图甲所示的电路图。 实验研究如下，请完成相关实验内容： (1)判断二极管的极性：断开开关 S1 和 S2，将多用电表选择开关调至“×1Ω”欧姆档，将红、黑表笔分别接 a、 a'时发现多用指针偏角很小；将红、黑表笔分别接 b、b'时偏角很大。请在图甲中的两个虚框内画出二极管 的示意图。（____） (2)结合(1)的研究结果，接着研究二极管的正向特性：调节电源输出电压至适当值，闭合开关 S1，将开关 S2 接在_______（选填“1”或“2”）端，由 A 向 B 缓慢移动滑动变阻器的滑片 P，使二极管两端的电压由零逐渐 增大；某次电压表指针指示如图乙所示，则此时的电压值为_______V；记录多组电压表和对应电流表的读 数。根据实验数据得到该二极管的正向伏安特性曲线如图丙所示。 (3)根据图丙的伏安特性曲线，二极管两端所加正向电压大于 0.5V 后，其正向电阻怎样随电压变化？ ________。二极管的正向电阻最终趋于________Ω。（结果保留 2 位有效数字） 【答案】 2 0.80 其正向电阻随电压的增大而减小，当电压大于某值时， 电阻趋于稳定值 4.0（3.8~4.2 均可） 【解析】(1)[1]因为在欧姆表内部红表笔接电源的负极，则将红、黑表笔分别接 a、a'时发现多用指针偏角很 小，说明读数较大，二极管上加了反向电压，即 a 端为二极管的正极；将红、黑表笔分别接 b、b'时偏角很 大，说明读数较小，二极管上加了正向电压，即 b'端为二极管的正极；如图； (2)[2]因为研究二极管的正向特性，则需要将开关 S2 接在 2 端； [3]由电压表指针位置可知此时的电压值为 0.80V； (3)[4]根据图丙的伏安特性曲线，二极管两端所加正向电压大于 0.5V 后，其正向电阻随电压的增大而减小， 当电压大于某值时，图像趋近于直线，则电阻趋于稳定值。 [5]二极管的正向电阻最终趋于 3 0.9 0.8 4.0(40 15) 10 UR I          10．（2021·辽宁大连市高三一模）某研究小组要测量学校实验室中一块微安表（量程为 500μA）的内阻。 （1）首先用多用电表粗略测量该微安表的内阻。 如图甲所示，该小组同学将微安表与电阻箱串联起来，将多用电表的选择开关旋转到“×100”的电阻挡位置， 进行欧姆调零后，将多用电表的______（填“红表笔”或“黑表笔”）接在电流表的“+”接线柱上，另一个表笔 接在电阻箱的“a”接线柱上。调节电阻箱，当电阻箱的示数如图乙所示时，多用电表的指针位置如图丙所示， 则微安表的内阻约为______Ω。 （2）该小组的同学在实验室中又利用如下器材进一步准确测量该微安表的内阻： A．待测微安表 A1（量程 500μA）； B．电流表 A2（量程 3mA，内阻约为 50Ω） C．电阻箱 R1（0～9999Ω）； D．滑动变阻器 R2（最大阻值为 20Ω）； E．一节干电池（电动势 1.5V）； F．开关一个，导线若干。 请在虚线框中画出测量微安表内阻 r 的实验电路原理图______，并在图中标明 A1、A2 两电表，要求在实验 原理上没有系统误差。 （3）若实验中电表 A1、A2 的示数分别为 I1 和 I2，电阻箱的读数为 R，则计算微安表内阻的表达式为 r=______。 【答案】黑表笔 520 2 1 1 ( )I I R I  【解析】(1)[1]根据欧姆表的内部结构，多用电表的黑表笔，接多用电表内部电源的正极，所以测微安表的 与电阻箱的电阻时，多用电表的黑表笔接在电流表的“+”接线柱上。 [2]微安表的内阻约为 22 100Ω 1680Ω=520ΩAR    。 (2)[3]由于滑动变阻器的阻值较小，则采用分压式控制电路，由于没有电压表，只有两只电流表，则采用安 安法测电阻，利用电阻箱与待测微安表 A1 并联，则可以准确测量待测微安表 A1 的电压，再利用欧姆定律可 以准确测量出微安表内阻，实验电路原理图如图所示 (3)[4]微安表内阻的表达式为  2 11 1 1 I I RUr I I   11．（2021·辽宁朝阳市高三一模）某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙子 电池。 （1）甲同学用多用表的直流电压档，选择 0 ~1V 量程，直接测铜锌两金属片之间的电压时读数为 0.78V； 用多用表的欧姆档直接测橙子电池的两极，读得此时的读数为 2300Ω ；甲同学认为该橙子电池的电动势 0.78VE  ，内阻 2.3kΩr  。甲同学测量的主要错误是______。 （2）乙同学用如图 a 所示的实验电路测量这种电池的电动势 E 和内阻 r。实验室提供备用的器材如下： A．电流表 1A ：内阻为 0.5Ω ，量程为 0 ~ 0.6A B．电流表 2A ：内阻为100Ω ，量程为 0 ~ 300μA C．电阻箱 1R （ 0 ~100Ω ） D．电阻箱 2R （ 0 ~ 9999Ω ） E．开关一个，导线若干 实验中，电流表应选______，电阻箱应选______。（填写所给器材的序号） （3）乙同学正确连接电路后，调节电阻箱 R 的阻值，得到的测量数据如下表所示。根据实验数据作出的U I 图像如图 b 所示，则从图像中得出该橙子电池的电动势为 E  ______V，内阻为 r  ______ kΩ （均保留两 位有效数字）。 /kΩR 9 8 7 6 5 4 3 /μAI 92 102 115 131 152 180 220 （4）丙同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V，0.5A”的小灯泡供电，灯泡仍不发光，检查电路无故 障，分析灯泡不亮的原因是：______。 【答案】因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源与水果电池 的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准 B D 0.95 1.2 水果电池的内阻太 大，回路电流太小（或路端电压过小） 【解析】（1）[1] 因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接水果电池的两极时，欧姆表内部的电源与水 果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准。 （2）[2]水果电池电动势很小，内阻很大，则电流很小，小于 0.6A，故电流表应该选择小量程的 B。 [3]为了方便调节，起到调节作用，电阻箱应该与电源内阻较为接近，故应选择大量程的电阻箱 D。 （3）[4][5]由闭合电路的欧姆定律可知 E U Ir  ，变形得U E Ir  ，故斜率表示内阻大小，纵截距表 示电动势大小，故 0.95VE  ， 1.2kΩr  。 （4）[6]水果电池的内阻太大，回路中电流太小，路端电压太小，所以灯泡不发光。 12．（2021·北京西城区高三一模）某同学通过实验测量一个电阻的阻值。 (1)他先用多用电表对该电阻进行了初步测量。 他用电阻×1 挡进行测量，指针位置如图 1 所示，则该电阻的阻值约为___________。 (2)在(1)基础上，他想用电压表和电流表更精确地测量这个电阻的阻值。 他找来如下器材： 电流表：量程 0~0.6A，内阻约 0.1； 电压表：量程 0~3V，内阻约 3 k； 滑动变阻器：最大阻值 15，额定电流 1.0 A； 电源：电动势 3V，内阻约 0.5； 开关一个，导线若干。 ①为了减小实验误差，电流表和电压表的连接方法应该选用图 2 中的___________（选填“甲”或“乙”），采用 这种方式测量的结果与真实值相比偏___________（选填“大”或“小”）。 ②他在相关实验手册中，看到图 3 所示的两种滑动变阻器的连接方式，他选择了其中一种，经过实验他得 到下表中的数据。 电压 U/V 0.10 0.40 0.60 1.00 1.20 1.50 1.70 2.00 电流 I/A 0.02 0.08 0.12 0.19 0.25 0.31 0.34 0.40 由数据可知，他选择的滑动变阻器的连接方式是图 3 中的___________（选填“甲”或“乙”）。你的判断依据是： ___________。 【答案】5 甲 小 乙 层级 1：乙图是分压电路，采用分压电路 Rx 的电压可以从 0 开始变化。 表中的数据 U 的最小值是 0.10V，比较小，所以一定是采用了乙图。 层级 2：若采用甲图，Rx 的电压的最小值约为 0.75Vx x U R E R R r      ；若采用乙图，Rx 的电压可以从 0 开始变化。表中的数据 U 的最小值是 0.10V，所以一定是采用了乙图。 【解析】(1)[1]选用电阻×1 挡进行测量，根据指针位置知该电阻的阻值约为 5； (2)①[2]电流表的内阻约 0.1，比待测电阻小，而电压表的内阻约 3 k，远大于待测电阻，故选用图甲电流 表外接法相对误差较小； [3]采用电流表外接法，由于电压表的分流作用，使得电流表的测量值大于真实值，因此 UR I  可得测量的 结果根据与真实值相比偏小； ②[4] [5]由数据可知，他选择的滑动变阻器的连接方式是图 3 中的“乙”图分压接法。依据如下： 层级 1：乙图是分压电路，采用分压电路 Rx 的电压可以从 0 开始变化。表中的数据 U 的最小值是 0.10V， 比较小，所以一定是采用了乙图。 层级 2：若采用甲图，Rx 的电压的最小值约为 0.75Vx x U R E R R r      ；若采用乙图，Rx 的电压可以从 0 开变化。表中的数据 U 的最小值是 0.10V，所以一定是采用了乙图。 13．（2021·北京丰台区高三一模）在“测量金属丝的电阻率”实验中，金属丝的电阻约为 5Ω； （1）用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图所示，则 d= ___________ mm； （2）实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材： 电压表（量程 0~3V，内阻约 3kΩ；量程 0~15V，内阻约 15kΩ） 电流表（量程 0~0.6A，内阻约 0.1Ω；量程 0~3A 内阻约 0.02Ω） 滑动变阻器（0~5Ω） 电源（电动势为 3V） 甲同学为了使金属丝两端电压调节范围更大，并使测量结果尽量准确，应选用下图所示的哪个电路进行实 验 ___________ ； A． B． C． D． （3）实验时电压表量程应选___________，电流表量程应选___________； （4）乙同学利用如图所示的电路进行实验时想到：向左移动滑片，滑动变阻器两端的电压 U 和流过它的电 流 I 均发生变化，请你判断此过程 U I   的值___________（选填“增大”、“减小”或者“不变”），理由是 ___________。 【答案】0.184（读数范围 0.183-0.185） A 0~3V 0~0.6A 不变 见详解 【解析】（1）[1]金属丝直径 0 18.4 0.01mm 0.184mmd     （2）[2]实验中，为了使金属丝两端电压调节范围更大，应选用分压式电路供电；并且，为了使测量结果尽 量准确，金属丝的小电阻，故应该采用电流表外接的方法测量。故选 A。 （3）[3][4]由于电源的电动势约为 3V，故电压表的量程选择 0~3V；而电阻约为 5Ω，电路中的电流不会超 过 0.6A，故电流表的量程选择 0~0.6A； （4）[5][6]因为滑动变阻器的两端电压为  AU E R R r I   井 所以      A 1 A 2 AU E R R r I E R R r I R R r I                  井 井 井 故 A U R R rI     井 ，其大小是不变的。 14．（2021·天津红桥区高三一模）用图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻，电池的内阻较小（阻 值 1Ω左右），为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻 R 起保护作用。除电池、开 关和导线外，可供使用的实验器材还有： （a）电流表（量程 0.6A、3A） （b）电压表（量程 3V、15V） （c）定值电阻（阻值 2Ω、额定功率 2W） （d）定值电阻（阻值 10Ω，额定功率 10W） （e）滑动变阻器（阴值范围 0-10Ω、额定电流 1A） （f）滑动变阻器（阻值范围 0-100Ω、额定电流 1A） （1）要正确完成实验，电压表的量程应选择___________V，电流表的量程应择___________A；R0 应选择 ___________Ω的定值电阻，R 应选择阻值范围是___________Ω的滑动变阻器。 （2）引起该实验系统误差的主要原因是___________；考虑系统误差，一般会造成 E 测___________E 真，r 测 ___________r 真（填大于，小于或等于） 【答案】3 0.6 2 0-10 电压表分流使得安培表度数小于干路电流 小于 小于 【解析】(1)[1]一节干电池的电动势大约为 1.5V，所以电压表的量程选 3V。 [2]一般干电池允许通过的最大电流为 0.5A，所以电流表的量程选 0.6A。 [3]为了保证电源安全，保护电阻的阻值大约为 0 1.5 1 20.5 ER rI       ，应选 2Ω。 [4]为了让电流表有 1 3 及以上的偏转，滑动变阻器的最大电阻大约为 0 1.5 3 4.50.2 ER r RI        ， 为了方便电路的调节，滑动变阻器应选 0-10Ω。 (2)[5] 电压表分流使得安培表度数小于干路电流。 [6]根据 0( )E U I R r   可知，电压表测量准确，电流表测量结果偏小，所以电动势测量偏小。 [7]当外电路短路时，电压表示数为零，此时电流表测量准确，根据闭合电路的欧姆定律得 0 Er RI   。 因为电动势偏小，所以内阻偏小。 15．（2021·天津高三模拟）某同学利用下列实验器材测量电源的电动势和内阻。 A．待测电源； B．电阻箱 R（最大电阻值为30 ）； C．灵敏电流表 G（内阻不计）； D．定值电阻 0R （电阻值为3000 ）； E．开关、导线若干。 (1)该同学设计的实验电路图如图甲所示，请你帮助该同学在图乙中完成实物图的连线________。 (2)该实验可以近似认为通过电源内部的电流等于流过电阻箱的电流，则电阻箱的阻值 R、灵敏电流表的示 数 I、电源的电动势 E、内阻 r 和定值电阻 0R 之间的关系为 E  ______。 (3)多次改变电阻箱的阻值 R，读出对应灵敏电流表的示数 I，作出图像如图丙所示，则电源的电动势 E  _________V、内阻 r  ______  。（结果均保留三位有效数字） 【答案】 0 0 IRE IR rR   3.00 1.33 【解析】(1)[1]由原理图连接实物图如图 (2)[2]由闭合电路欧姆定律可得 0 0 IRE IR rR   (3)[3][4]由 0 0 IRE IR rR   变形得 0 1 1 1E R R r I r    由图线可得 1 0.75r    、 0 0.75=1000 E R r 解得 3.00VE  、 1.33Ωr  16．（2021·江苏南京市高三二模）某研究性学习小组测量电阻 xR 的阻值过程如下 （1）用多用电表的欧姆挡粗测电阻，选用“ 1 ”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转角度过小，因此 需选择__________（选填“ 10 K”或“ 100 ”）倍率的电阻档，换挡后应重新____________（选填“欧姆”或“机 械”）调零，测量时多用电表的示数如图所示，测量结果为________ （2）为了精确地测量待测电阻 xR 的阻值，实验室提供了下列器材： A．电流表 1A （量程为 500 A ，内阻 1 800Ωr  ） B．电流表 2A （量程为 1.5mA，内阻 2 300Ωr  ） C．滑动变阻器 R（ 0 ~100 ；额定电流 1A） D．定值电阻 1 3200ΩR  E.定值电阻 2 200ΩR F.电源（电动势 3.0E  V，内阻约 2 Ω ） G.开关 S、导线若干 ①要求通过待测电阻的电流调节范围尽量大，从而可测量多组实验数据，请将设计好的电路图画在虚线框 中（要标出器材的符号）。（______） ②按正确的电路连接，闭合开关，记录电流表 1A 、 2A 的示数 1I 、 2I ，移动滑动变阻器的滑片，记录多组 数据，并做出 1 2I I 图线如图所示，则待测电阻 xR  ________ Ω （结果要保留 3 位有效数字）。 【答案】 100 欧姆 31.9 10 32.00 10 （ 3 31.94 10 ~ 2.02 10  ） 【解析】(1)[1]用多用电表的欧姆挡粗测电阻，选用“ 1 ”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转角度过 小，则电阻太大，其读数太大误差太大，要减小读数需选择大倍率的挡位所以选择 100 倍率的电阻档。 [2]换挡后，欧姆表内阻发生变化，所以应重新进行欧姆调零。 [3]测量电阻为：19 3100Ω=1.9 10 Ω  。 (2)①[4]由于滑动变阻器阻值比待测电阻阻值小的多，所以控制电路采用分压式电路，由于采用伏安法测电 阻，但没有电压表，所以用内阻已知的电流表 1A 来改装成电压表，则需要串联一个大电阻，由于电源的电 动势为 3.0V，所以选择定值电阻 1 3200R   ，利用安安法测电阻有  1 1 1 2 1 x I r RR I I   。 采用这种方法测电阻时系统没有误差，则采用外接法，实验电路图如图所示 ②[5]根据安安法测电阻有  1 1 1 2 1 x I r RR I I   ，代入数据整理得 1 24000 xRI IRx   ，由图像可得 3 6 3 0.4 10 10 1 4000 1.2 10 3 xR kRx        ，解得 32.00 10 ΩxR   。 17．（2021·天津和平区高三一模）某同学欲将电流表（量程 0~100mA，内阻为 2.5 Ω ）改装为两用电表，即 “ 1 ”挡的欧姆表及量程为 0~12V 的电压表，实验室可提供的器材有： A．一节全新的 5 号干电池（ 1.5E= V，内阻不计） B．滑动变阻器 1R （0~30 Ω ） C．滑动变阻器 2R （0~3 Ω ） D．定值电阻 3R （117.5 Ω ） E.定值电阻 4R （120 Ω ） H.单刀双掷开关 S，一对表笔及若干导线 （1）图中 A 为___________（填“红”或“黑”）表笔，测量电压时应将开关 S 扳向___________（填“1”或“2”）。 （2）滑动变阻器应选用___________（填“ 1R ”或“ 2R ”），定值电阻 R 应选___________（填“ 3R ”或“ 4R ”）。 （3）在正确选用器材的情况下，改装后电流表 75mA 处在欧姆挡刻度盘上应标为___________（填写具体 数值）。 【答案】红 1 1R 3R 5 【解析】（1）[1]从多用电表的表头共用特征来看，结合欧姆表内接电源特点，或者根据“红进黑出”的规律， 可确定 A 表笔为红接线柱。 [2]测电压时，内接电源不用，要将转换开关接到 1 位置。 （2）[3]当改装成欧姆表时，接入一个调零电阻，当接入滑动变阻器，电流表满偏时，电路的电阻为欧姆表 的内阻，则有 3 1.5 =15Ω100 10g ER I   内 ，故滑动变阻器选 1R 。 [4]当改装为量程为 0~12V：的电压表时，应串联一个电阻，其阻值为 12 0.1 2.5 117.5Ω0.1 g g g U I RR I       ，故定值电阻选 3R 。 （3）[5]根据闭合电路欧姆定律可得，待测电阻为 1.5 15 5Ω0.075x x ER RI     内 。 18．（2021·福建福州市高三二模）某实验小组设计了如图甲所示电路图测量电流表 G1 的内阻 1r ；实验室提 供的实验器有： A．待测电流表 G1（ 0 5mA ，内阻约为300Ω ） B．电流表 G2（ 0 10mA ，内阻约为150Ω ） C．定值电阻 R1（300Ω） D．定值电阻 R2（10Ω） E．滑动变阻器 R3（0~1000Ω） F．滑动变阻器 R4（0~20Ω） G．干电池（1.5V ）2 节 H．开关 S 及导线若干 （1）实验电路中的定值电阻应选______，滑动变阻器应选______；（填所选择仪器前的序号） （2）请在图乙中完成实物连接；______ （3）实验中测出 G1 和 G2 电流表的示数 1I 和 2I 。图丙为该组同学测出数据的 2 1I I 图线，则待测电流表 G1 的内阻 1r  ______ Ω ；（保留 3 位有效数字）； （4）用该电路测量出的电流表内阻值方法，______（填“存在”或“不存在”）系统误差。 【答案】C F 见解析 320（310~330） 不存在 【解析】（1）[1]定值电阻应选择与待测电流表 G1 阻值接近的 R1（300Ω），使待测电流表 G1 的示数基本为 G2 的一半，则可以使 G1、G2 的示数基本同时达到最大和最小，从而测得更多的数据，故选 C； （1）[2] 电流表 G1、G2 和 R1 连接后的总电阻约为 300Ω，能承受的最高电压约为300 10mA 3V  ，选 择阻值较小的滑动变阻器 R4（0~20Ω），更利于改变加在 G1、G2 和 R1 上的电压大小，故选 F； （2）[3]根据电路图，可连接出如下实物图： （3）[4]由部分电路的欧姆定律及串并、联电路的电压、电流关系可得 1 1 1 1 2 1 1 1 1 ( )I r R rI I IR R    即 2 1I I 图像的斜率 1 1 1 R rk R   ，解得 1 1 8.4 1.11) =( 1) 300 325.74.0 0.5r k R        （ 。 （4）[5]电路中 G1、G2 测量的是流过其自身的电流 1I 和 2I ，不会引入系统误差；计算中用到的定值电阻 R1， 其内阻是已知的，也不会产生系统误差；所以该测量方案不存在系统误差。 19．（2021·福建高三二模）某同学为了测量一根合金电阻丝的电阻率，设计了如图甲所示的电路。所用器材 有：电流表 1 2A A、 ，电阻箱 1R 、滑动变阻器 2R 、待测合金电阻丝 xR 、电源 E 、开关 S 及导线等。操作 步骤如下： ①调节电阻箱阻值达到最大，调节滑动变阻器滑片到正确位置； ②闭合开关，调节滑动变阻器和电阻箱的阻值，当两个电流表 1 2A A、 的示数 1 2I I、 满足 1 23I I 时，记录 此时电阻箱的读数。 请回答以下问题： （1）在图乙中，用实线补充完整实验电路实物图。（______） （2）用螺旋测微器测量该合金电阻丝的直径，螺旋测微器的示数如图丙所示，该合金电阻丝的直径为 ____ mm 。 （3）已测得该合金电阻丝的长度 80.00cmL  ，电阻箱 1R 的读数为 20.0 ，根据上面测量的数据可计算 出合金电阻丝的电阻率   ____ m （结果保留 2 位有效数字）。 （4）若电流表内阻不能忽略，则合金电阻丝电阻率的测量值_____________真实值（选填“大于”“小于”或“等 于”）。 【答案】 0.500 62.5 10 m  小于 【解析】(1)[1]根据原理图连接实物如图所示 (2)[2]螺旋测微器的示数为 0.5mm+0 0.01mm=0.500mm ； (3)[3]电阻丝的电阻为 2 1 2 1 2 2 20.0 10.0Ω2x I R IR I I I    ， 由电阻定律可得 2 3 2 6 π( ) 10.0 3.14 (0.500 10 )2= Ω m 2.5 10 Ω m4 0.8 x x dRR S L L             (4)][4]若电流表内阻不能忽略，则 ' 2 1 1 2 ( )A x I R rR I I   ，电阻率为 ' 2' π( )2= x x dRR S L L    ，则合金电阻丝电阻 率的测量值小于真实值。 20．（2021·福建漳州市高三二模）用半偏法测量电流表 G 的内阻，某同学设计了如图甲所示电路，器材如 下： A．待测电流表 G （量程 200 A ）； B．干电池一节，电动势 1.5E V= ； C．电阻箱： 0 ~ 999.9 ； D．滑动变阻器： 0 ~10k ； E．滑动变阻器： 0 ~ 500  ； F.开关两个，导线若干； （1）连接电路时，图甲中的 1R 应选择滑动变阻器________（选填“D”或“E”）； （2）用画线代替导线，按图甲电路在图乙中把实物图连接完整；（______） （3）操作步骤如下： ①断开 1S 、 2S ，将 1R 调到最大，连接好电路； ②闭合 1S ，调节 1R ，使电流表 G 满偏； ③保持 1R 的滑片不动，再闭合 2S ，调节 2R ，使电流表 G 的示数为100 A ，此时，电阻箱示数如图丙， 由此可得出电流表 G 的内阻 gr  ________ ； （4）为修正上述测量的系统误差，该同学再找来量程为 250 A 的电流表 1G ，将其串接在干路上，重复上 述步骤①②，再闭合 2S ，调节________（选填“ 1R ”、“ 2R ”或“ 1R 和 2R ”），使电流表 G 的示数为100 A 时， 电流表 1G 的示数为 200 A ，此时，由上述半偏法可更准确得出 gr 的值。 【答案】D 242.7 1R 和 2R 【解析】(1)[1]待测电流表电流最大时，电路的最小电阻为 3 6 1.5 7.5 10 Ω200 10 ER R     ，所以图甲中 的 1R 应选择滑动变阻器选 D。 (2)[2]实物图连接如图所示 (3)③[3]根据电流半偏法特点，电阻箱的阻值与电流表 G 的内阻相等，则 242.7Ωgr  。 (4)[4]根据欧姆定律可得  1 2G G g G I I Rr I  ，利用此法测电流表 G 的内阻时，没有系统误差，测量的内阻更 准确。则可以同时调节 1R 和 2R ，使电流表 G 的示数为100 A 时，电流表 1G 的示数为 200 A ，此时，由 上述半偏法可更准确得出 gr 的值。 21．（2021·天津高三模拟）某实验小组想组装一个双量程（ 3V 、15V ）的电压表，提供的器材如下： A．电流表 G：满偏电流为 300μA ，内阻未知； B．干电池 E：电动势为3V ，内阻未知； C．滑动变阻器 1R ：最大阻值约为5kΩ ，额定电流为1A ； D．滑动变阻器 2R ：最大阻值约为16kΩ ，额定电流为 0.5A ； E．电阻箱 0R ： 0 ~ 9999.9 ； F.定值电阻 3R ： 40kΩ ，额定电流为 0.1A ； G.开关两个，导线若干。 (1)若用图示电路测量电流表 G 的电阻，则滑动变阻器 R 应选用___________（选填“C”或“D”）。 (2)将开关 1S 、 2S 都断开，连接好实物图，将滑动变阻器的滑片 P 调到___________（选填“a”或“b”）端。 接通开关 1S ，调节滑动变阻器使电流表 G 的指针示数为 300μA ；保持滑动变阻器的阻值不变，闭合开关 2S ， 调节电阻箱 0R 的阻值为100 时电流表 G 的指针示数为100μA ，则电流表 G 的内阻测量值为 ___________ Ω ，该方法所测出的电流表的内阻___________（选填“大于”“等于”“小于”）真实值。 (3)在虚线框中画出双量程电压表的电路原理图，并标明所选的器材和改装电压表对应的量程_______；若忽 略(2)中电流表 G 内阻的测量误差，其中 0R 应取值为___________ Ω 。 【答案】D b 200 小于 9800 【解析】(1)[1]若用图示电路测量电流表 G 的电阻，则闭合 S1 断开 S2 后，电流计要达到满偏，则 4 6 3 10300 10g ER I      ，则滑动变阻器 R 应选用 D； (2)[2][3]将开关 1S 、 2S 都断开，连接好实物图，将滑动变阻器的滑片 P 调到 “b”端。接通开关 1S ，调节滑 动变阻器使电流表 G 的指针示数为 300μA ；保持滑动变阻器的阻值不变，闭合开关 2S ，调节电阻箱 0R 的 阻值为100 时电流表 G 的指针示数为100μA ，则通过电阻箱 0R 的电流为 200μA 电流表 G 的内阻等于 R0 阻值的 2 倍，即电流表 G 内阻的测量值为 200 Ω ； [4]事实上，当 S2 闭合后，电路总电阻减小，总电流变大，则当电流计读数为 100μA 时，电阻箱 R0 上的电 流大于 200μA，则电流表 G 的内阻大于 R0 阻值的 2 倍，即电流表的内阻该方法所测出的电流表的内阻小于 真实值。 (3)[5][6]改装成 3V 量程的电压表需要串联的电阻 1 6 3 200 9800300 10g g UR RI       。 可用电阻箱 0R 与电流表串联；改装成 15V 量程的电压表需要串联的电阻 ' 2 6 15 200 49800300 10g g UR RI       只需再与定值电阻 R3 串联即可，画出双量程电压表的电路原理图如图； 若忽略(2)中电流表 G 内阻的测量误差，其中 0R 应取值为 9800Ω 。 22．（2021·河北高三一模）土壤的干湿状态是影响植物生长的重要指标。某同学为了实现智能浇水，准备设 计一个简易土壤湿度计，实验方案如图所示： （1）将两电极以合适的间距和深度插入待测土壤。使用多用电表电阻挡测量不同土壤湿度下电极间的电阻， 数据如下： 土壤干湿状态 覆水 偏湿 湿度适中 偏干 干燥 R/kΩ ≈5 5~15 15~50 50~200 >200 （2）实验室提供器材如下： 电源 1E （电动势1.5 V ，内阻不计） 电源 2E （电动势5 V ，内阻不计） 电流表 A （量程 200 μA ，内阻约500  ） 定值电阻 1R （阻值1 k ） 定值电阻 2R （阻值 20 k ） 开关和导线若干 为使土壤的干湿状态在湿度计表盘上最优显示，应选用电源________，定值电阻________。（填写对应的器 材符号） （3）请按照示例在电流表表盘上标出与土壤“湿度适中”对应的示数范围。（________） 【答案】 2E 2R 【解析】(2)[1][2] 覆水状态下，应使电流表满偏，则有 6(5000 ) 200 10 VR E    根据器材，应选电源 2E ，应选电阻 2R 。 (3)[3] “湿度适中”对应的最大电流为 1 5000 A 141 A20 15 0.5I     ，最小电流为 2 5000 A 71 A20 50 0.5I     ， 如图 23．（2021·广东高三模拟）为了较准确地测量某电子元件的电阻，某实验小组做如下测量： （1）用多用表测量该元件的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择 ________（填“×1”或“×100”）倍率的电阻挡，并____________，再进行测量，若多用表中的电池旧了，用它 测得的电阻值将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （2）若用多用表测得该元件的电阻大约为 1500 Ω ，现在要进一步精确测量其电阻，有以下器材： A．待测元件 R（阻值约为 1500 Ω ） B．电流表（量程 5mA，内阻约 5 Ω ） C．电阻箱（9999.9 Ω ，0.02A） D．直流电源（电动势约为 20V，内阻约 0.5 Ω ） E．单刀双掷开关一个，导线若干 实验小组有同学设计了如图所示电路进行测量． 在闭合 S 前，先把 R 调至________（填“最大值”或“最小值”），然后把 K 打到 1，______，再把 K 打到 2， ____________，则 Rx＝____________（用实验中获得的物理量来表示）。 （3）两只完全相同的表头 G，分别改装成一只电流表和一只电压表，一位同学不小心做实验时误将两只表 串起来连接在一闭合电路中，接通电路后两只表的指针可能出现下列哪种现象（______） A．电流表的指针偏转，电压表的指针不偏转 B．两表指针偏转角度相同 C．两表指针都偏转，电压表的指针偏转角度比电流表大得多 D．两表指针都偏转，电流表的指针偏转角度比电压表大得多 【答案】×100 让红黑表笔短接，重新欧姆调零 偏大 最大值 调节 R，当其阻值为 R1 时，电 流表示数为 I0 调节 R，当其阻值为 R2 时，电流表示数为 I0 R2－R1 C 【解析】（1）[1]用欧姆表测量电阻，若指针偏转较小，则电阻较大，应换大倍率的电阻挡，即×100。 [2]换挡后需重新进行欧姆调零，即让红黑表笔短接，重新欧姆调零。 [3]若电池用旧了，则电动势变小，内阻增大，测量相同电阻时，闭合电路中电流变小，指针偏转角度变小， 则欧姆表中电阻读数增大。 （2）[4]电阻箱串联接入电路，闭合开关前，应使电阻箱的阻值达到最大。 [5][6] 把 K 打到 1，调节 R，当其阻值为 R1 时，电流表示数为 I0，再把 K 打到 2，调节 R，当其阻值为 R2 时，电流表示数为 I0。 [7]由于两次电流相同，则 Rx＋R1＝R2，解得 Rx＝R2－R1。 （3）[8]电流表为表头 G 和小电阻并联，电压表为表头 G 和大电阻并联，当两者串联时，流过电压表表头 的电流约等于流过电流表表头的电流与流过并联电阻的电流之和，因此电压表表头指针偏转角度大，所以 C 正确；ABD 错误；故选 C。 24．（2021·天津高三模拟）某兴趣小组用如图甲所示的电路测量待测电阻 Rx 的阻值（约为 400Ω），图中 G （Rg=100Ω）为量程 10mA 的灵敏电流计，R0 为定值电阻（R0=100Ω），R 为滑动变阻器（阻值范围 0~10Ω）。 ①按照图甲所示的电路图，在答题纸上将图乙中的器材实物连线补充完整；（________） ②将滑动变阻器置于适当位置后，闭合开关 S1。将单刀双掷开关 S2 接 1 端，改变滑动变阻器滑片位置，记 录此时电流计的示数 I1；保持滑动变阻器滑片不动，将 S2 接 2 端，记录此时电流计的示数 I2。忽路电路中 M、N 两点间的电压变化，则待测电阻 Rx 的阻值的表达式为 Rx=______；（用 I1、I2、R0、 gR 表示） ③改变滑动变阻器滑片位置，重复上述步骤，得到下表中 4 组数据： 1 2 3 4 I1/mA 6.50 5.50 4.40 3.30 I2/mA 5.28 4.56 3.66 2.74 1 2 I I 1.23 1.21 1.20 1.20 利用表中数据，可以求得 Rx=______Ω；（保留 3 位有效数字） ④若考虑电阻变化对电路的影响，Rx 的测量值______（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】 0 1 2 1 g R RI I   376 大于 【解析】①[1]按照图甲所示的电路图, 图乙中的器材实物连线如图所示 ②[2]电路 M、N 间电压保持不变，由串联电路特点与欧姆定律得 1 2 0( ) ( )x g x gI R R I R R R    解得 2 0 1 2 x g IR R RI I   ③[3]将表中实验数据代入 2 0 1 2 x g IR R RI I   解得 1 333ΩxR  ； 2 385ΩxR  ； 3 395ΩxR  ； 4 389ΩxR  则待测电阻阻值为 1 2 3 4 333 385 395 389 Ω 376Ω4 4 x x x x x R R R RR         ④[4]单刀双开开关 S2 接 2 时，电路总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知，干路电流变小，路端电压变 大，分压电路分压变大，即 M、N 间电压变大， I2 的测量值偏大，待测电阻阻值为 2 0 0 11 2 2 1= 1 x g g IR R R R RII I I     ，电流 I2 值偏大，则待测电阻 Rx 测量值大于真实值。 25．（2021·辽宁锦州市高三一模）举世瞩目的嫦娥四号，其能源供给方式实现了新的科技突破：它采用同位 素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能，也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的 同位素热源两种能源供给探测器。图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转 化为电能。 某同学利用图乙所示电路，探究某光伏电池的路端电压 U 与电流 I 的关系，图中定值电阻 0 5ΩR  ，设相 同光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表。 （1）实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合电键 S，调节滑动变阻器 R 的阻值。通过测量得到该电池 的U I 曲线 a（如图丁）。由此可知，该电源内阻是否为常数______（填“是”或“否”），某时刻电压表示数 如图丙所示，读数为______V，由图像可知，此时电源内阻为______ Ω （计算结果保留两位有效数字） （2）实验二：在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为 2.5V，减小实验一光照的强度，重复实 验，测得U I 曲线 b（如图丁），则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，滑动变阻器消耗的电功率为______W （计算结果保留两位有效数字）。 【答案】否 1.50 5.6 27.2 10 （ 2 27.0 10 7.4 10  ～ 均算正确） 【解析】(1)[1]根据电源的 U-I 图像表示电源的内阻，由图像可知，图像的斜率不是定值，故电源的内阻不 是定值； [2]由图丙可知量程为 0~3V，读数要估读一位，故此时电压表的读数为 1.50V； [3]由图像 a，知在路端电压为 1.5V 时，此时电路中的电流为 I=0.25A，根据闭合电路欧姆定律得 E U Ir  ， 可得 5.6Ωr  。 (2)[4]在 a 图线中，路端电压为 2.5V，则此时对应的电流为 I=0.1A，设滑动变阻器值阻值为 R，由欧姆定律 得 1 0( ) 2.5I R R  ，代入数据得 0 25ΩR R  。 图线交点坐标为 (1.4，63)，故 R 消耗的功率 3 2201.4 63 10 W=7.1 10 W25R RP U I        。 26．（2021·广东高三模拟）某物理小组测定一节干电池的电动势和内阻。除电池 E（内阻很小，约为 0.4Ω）、 开关 K 和导线外，实验室提供的器材还有： A．灵敏电流计 G（量程为 1mA，内阻为 100Ω） B．电流表 A1（量程为 0.6A，内阻为 0.1Ω） C．电流表 A2（量程为 0.6A，内阻约为 0.2Ω） D．定值电阻 R1（阻值为 1.5Ω，额定功率为 2W） E。定值电阻 R2（阻值为 20Ω，额定功率为 10W） F。电阻箱 R3（0~9999Ω） G。滑动变阻器 R4（最大阻值为 15Ω，额定电流为 2A）。 (1)实验前，需要将灵敏电流计改装成电压表，若使电压表量程为 0~2V，应将电阻箱的阻值设定为 ___________Ω。 (2)在下面的方框中已经设计好了部分电路图，请在此基础上根据实验器材补全合理的实验电路图，在电路 图中标明所选器材的符号（不是前面的字母），要求电路原理正确、操作简单、实验结果能尽可能准确 ___________。 (3)在器材选择正确的情况下，按正确操作进行实验，调节滑动变阻器，通过测量得到灵敏电流计示数 I1 和 电流表示数 I 的关系图线如下图所示，则该电池的电动势 E=___________V、内阻 r=___________Ω。 E___________E 真，r___________r 真（填“”）。 【答案】1900 见解析 1.48 0.36 = = 【解析】(1)[1]将灵敏电流计改装成电压表要串联分压电阻，改装后的电压表量程为 2V，所以有 0 g g U R RI   ，解得 R=1900Ω，所以电阻箱要设置成 1900Ω； (2)[2]设计电路时要考虑将灵敏电流计改装成电压表，同时由于电源的内阻很小，所以需要给电源串联定值 电阻 R1 保护电源同时减小测量误差，由于两块电流表量程相同，但 A1 的内阻准确已知，所以采用电流表 A1 来消除电源内阻测量的误差，综上所述，设计的电路图如图所示 (3)[3][4][5]图线的纵轴表示的是灵敏电流计的示数，通过图像可以知道，纵轴实际反映的是滑动变阻器两端 的电压的变化规律，所以电源的电动势等于电流表示数为零时滑动变阻器两端的电压；图像斜率的绝对值 与改装电压表内阻的积，等于滑动变阻器阻值为 0 时闭合回路的总电阻，即 2000│k│=R1+RA1+r。结合图像， 求得 E=1.48V，r=0.36Ω，二者均等于真实值。 27．（2021·浙江高三二模）某同学测量一根长直电阻丝的电阻率。按图 1 所示的电路用等效替代方法测出一 段电阻丝的电阻∶导线Ⅰ和Ⅱ先按图 1 中的实线连接，后按图 1 中的虚线连接在上述两种情形下，当电流 计 G 的示数为零时导线 I 和Ⅱ中无电流流过，电压 1 2PC P BU U ，则 1 20P B P BR R R  ，由此可测得 P1P2 段的 电阻为 R0。R0 的阻值已知，P1P2 的长度通过固定在电阻丝旁的刻度尺读出。 （1）待测电阻丝的总电阻约 20Ω，若有两种阻值的定值电阻∶①10Ω；②30Ω，实验中 R0 应选用____________ （2）根据图 1 中实线的电路，请用笔画线代替导线，将滑动变阻器连入图 2 所示的实物电路。（______） （3）按图 1 中实线连接好电路后，闭合开关 S1 和 S2，接下来的正确操作顺序是____________。 ①将导线Ⅰ连接在 B 上 ②记下 P1 位置在刻度尺上的读数 ③记下 P2 位置在刻度尺上的读数 ④调节滑动变阻器的触头，使 G 的示数为零 ⑤改变导线Ⅱ连接在电阻丝上的位置，使 G 的示数为零 （4）该同学多次更换定值电阻 R0 重复上述实验。当 R0=15Ω时，记下 P1 的读数为 70.00cm，P2 的读数为 20.00cm。用螺旋测微器测得电阻丝的直径，并计算出电阻丝的横截面积为 0.500mm2。由此求得电阻丝的电 阻率ρ=____________Ω·m。 （5）小明同学认为与教材中“测量金属丝的电阻率”的实验方法相比，上述实验测得电阻的误差更小。你是 否同意他的观点？请简要说明理由。（______） 【答案】① ②④①⑤③（或④②①⑤③） 1.5×10-5 同 意，因为按教材的方法电表内阻导致的实验误差更大 【解析】(1)[1]由于 1 20P B P BR R R  ，则 20 20ΩP BR R  ，所以实验中 R0 应选用①10Ω。 (2)[2]实线的电路，如图所示 (3)[3]先连接导线Ⅰ在 C 点，调节滑动变阻器使 G 的示数为零，或者先记下 P1 位置在刻度尺上的读数，接 着将导线Ⅰ连接在 B 上，改变导线Ⅱ连接在电阻丝上的位置，使 G 的示数为零，最后记下 P2 位置在刻度尺 上的读数。则正确操作顺序是②④①⑤③（或④②①⑤③）。 (4)[4]由于 1 2 2 1 10 = +P B P B P P P BR R R R R  ，则 2 1 0 15ΩP PR R  。根据 lR S  ，则有   2 1 2 1 6 5 2 15 0.500 10 1.5 10 Ω m70 20 10 P P P P R SRS l l             。 (5)[5]同意，因为按教材的方法电表内阻导致的实验误差更大，该方法采用了等效替代的方法减小的电表内 阻导致的误差问题。 28．（2021·重庆高三二模）为了测量某电源的电动势 E 和内阻 r，实验室准备了以下器材： a．待测电源（电动势 E 约为 1.5V，内阻 r 约为 1Ω）； b．量程为 3V 的电压表 V（具有一定的内阻）； c．满偏电流 IG=100mA 的电流计 G（rG=0.6Ω）； d．定值电阻 R1=0.1Ω，R2=0.15Ω，R3=0.2Ω，R4=0.3Ω，R5=2Ω； e．滑动变阻器 R（阻值变化范围 0~15.0Ω）； f．开关 S 一个； g．导线若干。 （1）利用以上实验器材，学习小组设计了如题图甲所示的实验电路，若 B 是滑动变阻器 R，D 是定值电阻 R2，则 A 是_______，C 是__________；（填器材对应的符号） （2）在器材选择、电路连接和实验操作都正确的情况下，调节滑动变阻器 R，得到多组电表读数，作出如 题图乙所示的图象，由图象可知该电源的电动势 E=_________V，内阻 r=_______；（均保留三位有效数字） （3）从实验原理上看，电源电动势的测量值__________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，内阻的测量 值__________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】V G 1.50 1.21Ω 等于 等于 【解析】（1）[1]因实验中需要测量电压，其中 A 并联在电路中，故 A 是电压表 V [2]C 和 D 是改装后的电流表，其中 D 是定值电阻 R2，则 C 是电流计 G； （2）[3][4]改装后电流表的内阻为 G 2 A G 2 0.12Ω+ r RR r R   根据图甲及闭合电路的欧姆定律，可得 G A( )5U E I r R   由图乙可知，电源的电动势为 1.50VE  斜率绝对值为 A 1.50 0.90 Ω 5( )0.09k r R   解得 1.21Ωr  （3）[5][6]由 G A( )5U E I r R   及电路图可知，电压表测得的 U，结合电流表两端电压可求得路端电压， 5IG 为通过电源的真实电流，RA 已知，则电动势和内阻的测量值均等于真实值。 29．（2021·山东高三模拟）用伏安法测定一个长度为 90.00cm 的电阻丝 R 的电阻率，实验室提供的器材如 下： 电流表 A：量程 1 mA ，内阻 A 98R   电池组 E：电动势 6V，内阻不计； 电压表 V：量程 3V，内阻约为 5 k ； 定值电阻 1 100R   定值电阻 2 2R   滑动变阻器 0R ：阻值范围 0~10Ω，额定电流 2A； 开关 S、导线若干。 （1）某实验小组选用欧姆表“×1”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图所示，则该电阻的测量值为 _________ Ω； （2）实验要求尽可能多的测量数据，根据所提供的器材在方框内画出电路图，要求在电路图中标出所选器 材的符号。 （____） （3）用螺旋测微器测量该金属丝的直径，结果如图所示，则该金属丝的直径 d 为 ___________ mm 。 （4）连接实物图，闭合开关调节滑动变阻器得到多组U I 数据，测量数据如下表所示，则金属丝的电阻 率   _________ m （计算结果保留三位有效数字）。 U/V 0.60 1.02 1.54 2.05 2.55 I/ mA 0.20 0.34 0.51 0.68 0.85 【答案】30 0.680 51.21 10 【解析】（1）[1]欧姆表的读数=刻度盘读数×倍率，所以读数为 30 Ω。 （2）[2]实验要求尽可能多的测量数据，所以滑动变阻器采用分压式接法。由于电流表的量程太小，所以需 要对电流表进行改装。需要的电流表流程为 3 100mA30x UI R    。 根据串并联电路的规律，电流表 A 应和电阻 R1 串联然后和 R2 并联，得到的量程刚好为 100 mA。 由于电流表内阻是已知的，因此电流表应采用内接法。电路图如下所示 （3）[3]主尺读数为 0.5 mm，副尺读数为 0.01 mm×18.0=0.180 mm，所以金属丝的直径为 0.680 mm。 （4）[4]通过表格数据，根据公式计算出金属丝的阻值为 30ΩUR I   ，再根据电阻的决定式 2 2 L LR S d           ，代入数据，解得 51.21 10 m    。 30．（2021·天津高三模拟）（1）在用如图所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时， 验证小车加速度α与合力 F 的关系。 ①为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是________。 A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行 B．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上 ②某同学得到了如图所示的一条纸带，已知打点计时器的工作频率为 50Hz，由此得到小车加速度的大小 a=_______m/s2（结果保留三位有效数字） ③在本实验中认为细线的拉力 F等于砝码和砝码盘的总重力 mg，由此造成系统误差。设拉力的真实值为 F真 ， 小车的质重为 M，为了使 3%F F mg  真 真 ，应当满足的条件是 m M  _____。 （2）某同学想要较为精确的测量一只电流表 G1（量程为3mA 、内阻约为100Ω ）的内阻。实验室中可供选 择的器材有： 电流表 G2：量程为5mA ，内阻约为50Ω ； 电压表 V：量程为3V ，内阻约为3000Ω ； 定值电阻 1R ：阻值 1 5ΩR  ； 定值电阻 2R ：阻值 2 60ΩR  ； 滑动变阻器 3R ：最大电阻15Ω ，额定电流1A ； 直流电源：电动势1.5V ，内阻 0.5Ω ； 开关，导线若干。 ①该同学选用其中的部分器材设计了如图甲所示的电路进行测量，你认为该设计方案不合理的地方是 __________。 ②请用电流表 G1、G2 和某一定值电阻重新设计实验，并在乙图的方框中将正确的电路图补充完整（图中注 明所选器材符号）______________。 ③按照乙图电路进行实验，测得电流表 G1 的示数为 1I ，电流表 G2 的示数为 2I ，则电流表 G1 内阻的表达式 为________________。 ④根据测量数据，做出的 1 2I I 图像如图丙所示，则电流表 G1 的内阻为______ Ω 。（结果保留两位有效数 字） 【答案】A 1.50m/s2 3% 电压表量程太大 2 1 2 1 I I RI  90 【解析】(1)①[1] A．调节长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，这样拉力大小和方向在小车运动过程 中保持不变，故 A 正确；B．平衡的小车的摩擦力，所以不能挂上钩码但要拖着纸带，轻推小车后让其在长 木板上恰恰能做匀速直线运动，故 B 错误。故选 A。 ②[2]由题意知，五个计数点两相邻计数点的时间间隔为 12 s 0.04s50T    把 AE 分成两段，由逐差公式求速度 3 2 2CE AC 2 2 (62.4 26.4.2 26.4) 10 m/ s 1.50m/ s(2 ) (2 0.04) x xa T       ③[3]对整个系统求加速度 mga m M   对小车的拉力 MmgF Ma m M   真 ， 3%mg F F  真 真 ＜ 代入得到 0.03 3%m M ＜ (2)①[4]电流表 G1(量程为 4mA、内阻约为100Ω )，满偏电压约为 0.4V，而电压表量程为 4V，所以电压表量 程过大，无法准确测量，故不能使用电压表进行测量。 ②[5]实验中只能选择另一电流表进行测量，可以将待测电流表与定值电阻并联，然后由电流表测出并联电 流，即可求出电流表内阻；因电流表内阻约为 60Ω ，故定值电阻应选择 R2；故原理图如图所示 ③[6]电流表 G1 的示数为 I1，电流表 G2 的示数为 I2，通过定值电阻的电流为 2 1I I I  电流表 G 两端的电压 2U IR 待测电流表内阻 2 1 g 2 1 1 I IUr RI I   ④[7]根据(3)中表达式可知 2 2 1 2 g I RI R r   由图象可知，图象的斜率 2 2 g 2.0 1.0 0.45.0 2.5 Rk R r     解得 g 90r   31．（2021·天津高三模拟）为了测量某电源的电动势 E 和内阻 r，实验室准备了以下器材： a.待测电源（电动势 E 约为 1.5V，内阻 r 约为 1Ω）； b.量程为 3V 的电压表 V（具有一定的内阻）； c.满偏电流 IG=100mA 的电流计 G（rG=0.6Ω）； d.定值电阻 R1=0.1Ω，R2=0.15Ω，R3=0.2Ω，R4=0.3Ω，R5=2Ω； e.滑动变阻器 R（阻值变化范围 0~15.0Ω）； f.开关 S 一个； g.导线若干。 ①利用以上实验器材，学习小组设计了如题图甲所示的实验电路，若 B 是滑动变阻器 R，D 是定值电阻 R2， 则 A 是_______，C 是__________；（填器材对应的符号） ②在器材选择、电路连接和实验操作都正确的情况下，调节滑动变阻器 R，得到多组电表读数，作出如题图 乙所示的图像，由图像可知该电源的电动势 E=_________V，内阻 r=_______；（均保留三位有效数字） ③从实验原理上看，电源电动势的测量值__________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，内阻的测量值 __________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】V G 1.50 1.21Ω 等于 等于 【解析】（1）[1]因为实验中需要测量路端电压，其中 A 并联在电路中，故 A 是电压表 V； [2]因为电路中连入的电阻是 R5，而连入电阻为 R5 时电流表的量程偏小，故需要改表。其中 D 是定值电阻 R， 则 C 就是电流表； （2）[3][4]改装后的电流表的内阻为 2 A 2 0.12ΩG G r RR r R   根据图甲及闭合电路欧姆定律可得 A5 GU E I r R  （ ） 由图乙可知，电源电动势为 1.50VE  斜率绝对值为 A 1.50 0.90 50.09k r R  （ ） 解得 1.21Ωr  （3）[5][6]由 A5 GU E I r R  （ ）及电路图可知，电压表测得的 U，结合电流表两端电压可求得路端电压， 5IG 为通过电源的真实电流，RA 已知，则电源电动势和内阻的测量值均等于真实值。