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专题05 电学实验大题综合
一、实验题
1．（2023·湖北·高三专题练习）某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如
图（a）所示电路，所用器材如下：
电压表（量程
，内阻很大）；
电流表（量程
）；
电阻箱（阻值
）；
干电池一节、开关一个和导线若干。
（1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线 。
（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相
应的电流表示数I 和电压表示数U。根据记录数据作出的
图像如图（c）所示，则
干电池的电动势为 V（保留3 位有效数字）、内阻为
（保留2
位有效数字）。
（3）该小组根据记录数据进一步探究，作出
图像如图（d）所示。利用图（d）
中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为
1
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（保留2 位有效数字）。
（4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值 （填“偏
大”或“偏小”）。
【答案】
1.58 0.64 2.5
偏小
【详解】（1）[1]实物连线如图：
（2）[2][3]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得
由图像可知
E=1.58V
内阻
（3）[4]根据
可得
由图像可知
2
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解得
（4）[5]由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，
即实验中测得的电池内阻偏小。
2．（2023·湖北·校联考模拟预测）某同学用自制的电压表和电流表测量某电源电动势
和内阻，为了消除电表内阻造成的误差，设计了如图实验电路进行测量。已知电压表
的满偏电压为
，电流表的满偏电流为
，电阻箱最大阻值为
，定值
电阻
。
实验操作步骤如下：
①将电阻箱的阻值调到最大；
②单刀双掷开关S 与1 接通，闭合开关
，将电阻箱R 的阻值调至
，电流
表的示数为
，电压表的示数为
，断开开关
；
③单刀双掷开关S 与2 接通，闭合开关
，将电阻箱R 的阻值由
调至
，电流表的示数为
，电压表的示数为
，断开开关
。
回答下列问题：
（1）将电阻箱的阻值由
调至
，下列调节方法可行的是( )
A．先将
档调至9，再将
档调至0，最后将
档调至4
B．先将
档调至9，再将
档调至4，最后将
档调至0
C．先将
调至0，再将
档调至4，最后将
档调至9
（2）由实验所测数据求得电流表的内阻
，电压表的内阻
3
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；电源的电动势
V，电源的内阻
；（结果均保留2 位
有效数字）
（3）若将开关S 接2，闭合开关
，当电阻箱
时，电源的输出功率最
大。
【答案】 AB/BA 0.80 76 2.0 2.0 0
【详解】（1）[1]从保护电路的角度，调节电阻箱时，在调节到
前的电阻箱阻值
应不低于
。
故选AB。
（2）[2][3]开关S 与1 接通时，有
所以
开关S 与2 接通时，有
所以
[4][5]开关S 与1 接通时，由闭合电路欧姆定律
开关S 与2 接通时，由闭合电路欧姆定律
解得
（3）[6]开关S 接2 时
如图所示
4
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由电源输出功率与电路外电阻关系可知，当电阻箱阻值
时，电源的输出功率最
大。
3．（2023·湖北·模拟预测）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1.5V，内阻未知）；
电流表A1（量程15mA，内阻为60Ω）；
电流表A2（量程30mA，内阻为30Ω）；
定值电阻R0（阻值为100Ω）；
滑动变阻器R1（最大阻值为150Ω）；
滑动变阻器R2（最大阻值为10Ω）；
待测电阻Rx；
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R0
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
处。该同学选用
的电流表为 （填“A1”或“A2”），滑动变阻器为 （填“R1”或“R2”）；
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 Ω。
（2）断开开关，保持滑片的位置不变。用Rx 替换R0，闭合开关后，电流表指针指在
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满刻度的
处，若不考虑电池内阻，则Rx 的测量值为 Ω。
（3）本实验中若考虑电池的内阻，则Rx 的测量值与真实值相比 （填“偏
大”、“偏小”或“相等”）。
【答案】 A1 R1 40 200 相等
【详解】（1）[1][2][3]若不考虑电源内阻，且在电源两端只接
时，电路中的电流为
而后续实验中，需使电流表指针指在满刻度的
处，故选用量程为15mA 的电流表
。若滑动变阻器选用
，由于电池内阻偏小，可以忽略，则电路中的最小电流约为
不满足题中的要求，故滑动变阻器选
。
不考虑电池内阻，则有
即
代入数值可知
（２）[4]用
替换
，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的
处，则有
解得
（３）[5]若考虑电池内阻，当电流表指针指在满刻度的
处，则有
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当电流表指针指在满刻度的
处，则有
联立解得
与电源的内阻r 无关，故考虑电源的内阻时，测量结果仍与真实值相等。
4．（2023·湖北·华中师大一附中校联考模拟预测）在测量一节蓄电池的电动势和内电
阻的实验中，可供选择的器材有：
A．电流表A（量程0~0.6A、0~3A）
B．电压表V（量程0~3V、0~15V）
C．蓄电池（电动势约2.0V，内阻约0.5Ω）
D．滑动变阻器R（0~20Ω，5A）
E．定值电阻
F．定值电阻
G．开关、导线若干
（1）为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，设计了如图甲所示的测量电路，则保护
电阻
应选择定值电阻 （填“
”或“
”）。
（2）根据电路图用笔画线代替导线，在图乙中将实物图进行连线 。
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（3）实验中某次测量结果如图丙所示，则电压表读数为 V，电流表读数
为 A。
（4）根据多组实验数据可作出电压表示数U 随电流表示数I 变化的U-I 图线如图丁所
示，由图知蓄电池的内阻测量值表达式为r= （用
、
、
表示），从
实验原理上分析，内电阻的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真
实值。
【答案】
1.20 0.24
小于
【详解】（1）[1]电路中最大电流不应超过0.6A，定值电阻
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考虑到电流表和电源都有内阻，所以定值电阻选择
。
（2）[2]蓄电池的电动势约2V，电压表宜使用0~3V 量程，电路中最大电流不应超过
0.6A，所以电流表选0~0.6A 量程。依据电路图，将实物图进行连线，如图所示。
（3）[3][4]电压表量程为0~3V，读数为1.20V；电流表量程为0~0.6A，读数为
0.24A．
（4）[5]由闭合电路的欧姆定律
整理得
结合图丁得
解得
[6]本实验系统误差的产生来源于电压表的分流，外电路短路时，电流表的示数
当电压表为任一示数
时，
，如图所示。由图可知本实验
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5．（2023 春·湖北武汉·高三统考阶段练习）钙钛矿太阳能电池有成本低、光能转化效
率高、相同光照强度下电动势稳定等优点。实验小组的同学欲探究某块钙钛矿太阳能
电池的内阻特性，实验室提供的器材有：
钙钛矿太阳能电池：内阻变化范围0~4Ω；
电压表V：量程为3.0V，内阻约3kΩ；
电流表A：量程为300mA，内阻约0.3Ω；
滑动变阻器R：最大阻值为60Ω；
定值电阻
：阻值为4.0Ω；
电键S 和导线若干。
（1）按如图甲所示电路连接器材，将滑动变阻器R 的滑片调至最左端。闭合电键S，
用一定强度的光照射太阳能电池，通过调节滑动变阻器R 的阻值，记录不同阻值时的
电压表和电流表的读数，并描绘出U－I 图线如图乙所示，AB 段为直线，BC 段为曲线。
分析此U－I 图线，将图甲中的电路补充完整 。
（2）分析图乙可知，此强度光照下太阳能电池的电动势E＝ V，其内阻在电流
低于 mA 时为恒定值r＝ Ω（以上结果均保留3 位有效数字）。
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（3）当电流超过一定值后，内阻随电流的增大而 （填“增大”或“减小”）。
若用该电池直接且仅给电阻为10Ω 的小灯泡供电，则小灯泡的实际功率为 W
（结果保留3 位有效数字）。
【答案】
2.90 200 0.500 增大
0.625
【详解】（1）[1]通过对图像直线部分分析可知，直线部分表示的电阻大小为
，
而内阻的变化范围为0~4Ω，因此可确定，电路中串联了定值电阻
；电流表的内阻
约为
，若电流表外接，测量得到的等效内阻为定值电阻、电流表内阻与电源内阻
之和，而电流表内阻未知，因此不能准确测量电源内阻，而电流表内接的情况下，因
为电压表内阻远大于电源内阻，因此电压表的分流作用就很微小，可忽略，这样造成
的实验误差就可忽略，实验电路如下图
（2）[2]图像与纵轴的截距表示电源的电动势，读图可得电源的电动势为
[3][4]根据所设计电路图可知，图像的斜率表示电源的内阻与定值电阻
之和，图像直
线部分说明电源的内阻恒定，此时对应的电流为
，则说明电流低于
时，
电池的内阻为定值，则有
由此可得
（3）[5]当电流超过一定值后，分析图像可知，图像上某点的斜率在增大，而斜率表示
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定值电阻
与内阻之和，因此可知当电流超过一定值后，内阻随电流的增大而增大；
[6]由于
图像斜率表示定值电阻和电源内阻之和，而定值电阻等于
，因此要得
到仅将电阻为10Ω 的小灯泡直接接入该电源两端时小灯泡的功率，则可将10Ω 中的
4Ω 等效到电源内部，作出电阻为
的
图像，该图像与电源的
图像的交点
所对应的电流即相当于流过电阻为10Ω 的小灯泡的电流，作出图像如图所示
根据图像可得小灯泡的工作电流为250mA，其实际功率为
6．（2023·湖北·模拟预测）某实验小组采用如图甲所示的实验装置测量两节干电池的
电动势E 和内阻r，电路中定值电阻
。
（1）有以下两种型号的滑动变阻器：
A．最大阻值
，额定电流2A
B．最大阻值
，额定电流1A
为了方便调节，实验中选用滑动变阻器 （填“A”或“B”）。
（2）实验中不断调节滑动变阻器的阻值，读取电流表和电压表对应的示数 I、U，利
用多组 I、U 数据绘制
图像如图乙所示，根据图线得出该两节干电池的电动势
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V（保留三位有效数字），内阻
（保留两位有效数字）。
（3）若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图乙中重新绘制
图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将 ，与纵坐
标轴交点的数值将 （两空均选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 A 2.90/2.88/2.89/2.91/2.92 2.1/1.9/2.0/2.2/2.3 不变 变
大
【详解】（1）[1]一般干电池内阻较小，为了使电流表示数较明显，提高测量精确度，
也为了调节方便，实验中滑动变阻器应选最大阻值较小的A。
（2）[2][3]由闭合电路欧姆定律可得
可知
图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的斜率绝对值为
可得内阻为
（3）[4][5]分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用，使得电流表的示
数小于流过电池的电流，考虑电压表内阻
的影响，流过电压表的电流为
可知流过电池的电流为
因电压表内阻
不变，随着电压
值减小，电压表电流
减小，当电压
值趋于0
时，
趋于
，故新绘制的
图线与横坐标轴交点的数值将不变，与纵坐标轴交点
的数值将变大。
7．（2023·湖北·模拟预测）图a 为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E
是电池，电动势E＝1.5V 内阻r＝0.5Ω；R1是固定电阻R1＝1200 Ω，R2、R3、R4是电阻
箱；电阻箱R2和R3的最大阻值都为999.99 Ω；电阻箱R4的最大阻值9999 Ω；电流表
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的满偏电流为1 mA，内阻为Rg＝150 Ω。S 为换挡开关，该多用电表有2 个挡位，
“×1”和“×10”两种倍率。开关一个，红、黑表笔各1 支，导线若干
（1）该实验小组按图a 正确连接好电路。当开关S 断开时，将红、黑表笔短接，调节
电阻箱R2＝ Ω，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻
R 内，则R 内＝ Ω，欧姆表的倍率是 （填“×1”或“×10”）。
（2）闭合开关S：第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2＝ Ω 且R3＝ Ω
时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；
第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图b 所示的位置
时，对应的欧姆表的刻度值为 Ω。
【答案】 149.5 1500
14.5 150 100
【详解】（1）[1][2][3]由闭合电路欧姆定律可知，欧姆表的内阻为
则
R2＝R 内－R1－Rg－r＝1500 Ω－1200 Ω－150 Ω－0.5 Ω＝149.5 Ω
中值电阻应为1500 Ω，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，多用电
表用开关S 变换挡位，开关S 断开与闭合时相比，干路允许的最大电流较小，由欧姆
定律知欧姆表内阻较大，测量的中值电阻较大，故S 断开时欧姆表倍率应为“×10”。
（2）[4][5][6]为了得到“×1”倍率，应让G 满偏时对应的欧姆表内阻
为150 Ω；电
流为
此时表头中电流应为
Ig＝0.001 A
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则与之并联电阻R3中电流应为
I3＝I1－Ig＝0.01 A－0.001 A＝0.009 A
并联电阻R3为
由
解得
R2＝15 Ω－0.5 Ω＝14.5 Ω
图示电流为
I 示＝0.60 mA
则总电阻为
故待测电阻为
故对应的刻度应为100 Ω。
8．（2023·湖北·模拟预测）某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进
行了探究。实验室提供的器材有：干电池一节（电动势约1.5V，内阻小于1Ω，干电池
的最大电流一般不要超过1A）
电压表V（量程3 V，内阻RV约为10 kΩ）
电流表G（量程3 mA，内阻Rg=100 Ω）
电流表A（量程3 A，内阻约为0.5 Ω）
滑动变阻器R1（0~20 Ω，2 A）
滑动变阻器R2（0~500 Ω，1 A）
定值电阻R3=2 Ω
定值电阻R4=0.5 Ω
开关S 和导线若干
（1）该小组同学发现电流表A 的量程太大，可以进行电表的改装，将电流表G 与定
值电阻 并联，（填“R3”或“R4”）则他改装后的电流表对应的量程是
A。（保留两位有效数字）
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（2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是
。
（3）针对电源内阻较小的问题，该小组用“等效电源”的思想，用电源与定值电阻串
联来改进实验，请画出实验电路图 。测量得到的数据如下表所示。
序号
1
2
3
4
5
6
7
G/mA
0.40
0.70
1.0
1.29
1.59
1.79
2.0
U/V
1.35
1.20
1.05
0.88
0.73
0.71
0.52
（4）根据实验数据可知，等效电源串联的定值电阻为 （填“R3”或“R4”）。
（5）该小组利用上述测得数据，可求出电源的电动势为E= V，内阻r=
。
【答案】
0.60
1.5
0.63
【详解】（1）[1][2]干电池的最大电流一般不要超过1A，改装后电流表的量程为
（2）[3]为使电路中电流较大，并且方便调节，实验中应选用的滑动变阻器是阻值范围
较小的R1。
（3）[4]电路图如图所示
（4）[5]由
根据表中数据计算得出电源的电动势为
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E=1.55 V
等效内阻为
电源内阻小于1Ω，则定值电阻大于1.63Ω，可知定值电阻为R3。
（5）[6][7]由（3）电源电动势内阻分别为
E=1.55 V，r=0.63
9．（2023·湖北·模拟预测）传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要
作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（电
学量），例如热敏传感器。某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是
由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问：
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c 应接在 （选填“a”或“b”）处。
（2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P 向移动 （选
填“左”或“右”)。
（3）如果在调试报警器报警温度时，发现将报警器放在预定的报警温度的环境时，报
警器一直报警，无论如何调节滑动变阻器的滑片P，报警器都一直报警，可能的原因
和解决的办法是 。
【答案】 a 右 在预定的报警温度的环境时该热敏电阻RT和滑动变阻器
的总电阻之和过小，可以换一个阻值大一点的滑动变阻器
【详解】（1）[1]由题图甲可知，热敏电阻RT在温度升高时阻值变小，电路中电流变
大，电磁铁磁性增强，把右侧衔铁吸引过来，与a 接触，故c 应接在a 处。
（2）[2]若要使启动报警的温度降低些，热敏电阻的阻值增大，滑动变阻器的滑片P 向
右移动。
（3）[3]在预定的报警温度的环境时该热敏电阻RT和滑动变阻器的总电阻之和过小，
电流过大，可以换一个阻值大一点的滑动变阻器。
10．（2023·湖北黄冈·黄冈中学校考二模）利用实验室的指针式多用电表研究如下问题。
（1）关于多用电表的使用，下列操作正确的是( )
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A．测电压时，图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B．测电流时，应按图乙连接方式测量
C．测电阻时，可以按图丙连接方式测量
D．测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量
（2）某同学用多用电表“×10”挡测量某电阻R 时，操作步骤正确，发现表头指针偏转
角度过小，为了较准确地进行测量，则应将选择开关置于 挡。（选填
“×1”、“×10”或“×100”）
（3） 如图所示是一个简单的欧姆表电路示意图，其中电流表满偏电流为500μA，内
阻为100Ω，电池电动势为1.5V，内阻为1Ω；变阻器R0最大阻值为5000Ω。
①调零后测量某定值电阻时，指针指在刻度盘的正中央，则该定值电阻阻值为
Ω。
②使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.4V、内阻增大到4Ω，但仍可调零，正确
操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为300Ω，则这个电阻的阻值应为
Ω。
【答案】 AB/BA ×100 3000 280
【详解】（1）[1] A．测电压时，电压表与被测电路并联，红表笔接高电势，图甲连接
方式红、黑表笔接法正确，A 正确；
B．测电流时，电流表与被测电路串联，电流从红表笔流入，应按图乙连接方式测量，
B 正确；
C．测电阻时，电阻必须与电路断开，不可以按图丙连接方式测量，C 错误；
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D．测二极管的反向电阻时，必须将图丁中的表笔对调，D 错误。
故选AB。
（2）[2]某同学用多用电表“×10”挡测量某电阻R 时，操作步骤正确，发现表头指针偏
转角度过小，表明被测电阻阻值较大，为了较准确地进行测量，则应将选择开关置于
“×100”挡。
（3）①[3]根据闭合电路欧姆定律得
解得
[4]
②
根据闭合电路欧姆定律得
根据题意得
解得
11．（2023·湖北荆门·荆门市龙泉中学校联考三模）学习小组为研究黑盒
两端电
压随电流变化的规律。实验室提供如下器材：
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A．黑盒
B．电流表
（
，内阻的
）
C．电压表
（
，内阻约
）
D．电压表
（
，内阻约
）
E．滑动变阻器
F．开关，导线若干
（1）学习小组设计了如图甲所示的电路闭合开关，移动滑动变阻器
的滑片，记录
相应的电压表示数
和电流表示数
如下表，请根据表中数据在图乙中作出
图线。
( )
1.95
1.73
1.52
1.30
1.10
0.88
0.18
0.22
0.26
0.30
0.34
0.38
（2）将黑盒视为一个电源，根据作出的图线可得黑盒的等效电动势
（结果保留三位有效数字）。
（3）图甲中电压表应选用 （选填“C”或“D”）。
（4）打开黑盒，内部电路如图丙所示，其中电阻
，
，
电池
（电动势
，内阻不计）。甲图中电压表的正、负接线柱分别与
相连，
电阻
的阻值最接近 。
A．
B．
C．
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【答案】
（
）
C C
【详解】（1）[1] 根据表中数据在图乙中作出
图线，如图
（2）[2]由图甲，将黑盒视为一个电源，由闭合电路欧姆定律可得
可得
由
图线，可得黑盒的等效电动势
（3）[3]因黑盒的等效电动势为2.95V，电压表应选用C。
（4）[4]黑盒中电池电动势为9.0V，
，所以
两端电压
设电池负极电势为零，则
甲图中电压表的正、负接线柱分别与
相连，则
21
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所以
解得
所以
则
解得
故选C。
12．（2023·湖北·模拟预测）某同学利用如图所示的电路组装一只欧姆表，实验室提供
以下器材：
A．双量程电流表（0~10mA，内阻为20Ω，0~0.6A，内阻为6Ω）
B．直流电源E1（电动势为1.5V，内阻为2Ω）
C．直流电源E2（电动势为15V，内阻为6Ω）
D．滑动变阻器（最大阻值为2000Ω）
E．滑动变阻器（最大阻值为1000Ω）
F．滑动变阻器（最大阻值为500Ω）
G．单刀双掷开关两个、导线若干
（1）若电源E1电路对应欧姆
挡位，则电流表开关应该接 （选“b”或
者“c”），滑动变阻器R1选用 ；电源E2电路对应欧姆×100 挡位，则电流
表开关应该接 （选“b”或者“c”），滑动变阻器R2选用 （填
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器材前字母）。
（2）若用此欧姆表比较精确地测量一只阻值约为290Ω 的电阻，应选用
挡位，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值为 Ω
（3）如果电池长期未用，导致内阻增大，电动势基本不变，且仍然能正常调零，这将
导致测量的结果 （填“偏大”“偏小”或“准确”）
【答案】 b F b D 10 300 准确
【详解】（1）[1][2]由电路可知电流表开关接b 时有
开关接c 时有
所以开关接b 时量程为（0~10mA），开关接c 时量程为（0~0.6A）。
双量程电流表（0~10mA，内阻为20Ω，0~0.6A，内阻为6Ω）
若电源E1电路对应电流表0~0.6A，则
对应电流表0~10mA，则
若电源E1电路对应欧姆×10 挡位，所以要选0~10mA，选“b”，
则滑动变阻器R1选用滑动变阻器F（最大阻值为500Ω）。
[3][4]电源E2电路对应欧姆×100 挡位，若对应电流表0~0.6A，有
对应电流表0~10mA，有
所以电流表要选0~10mA，选“b” 则滑动变阻器选用D（最大阻值为2000Ω）。
（2）[5]若用此欧姆表比较精确地测量一只阻值约为290Ω 的电阻，应选用×10 挡位.
[6]发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值为
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（3）[7]如果电池长期未用，导致内阻增大，电动势基本不变，且仍然能正常调零，根
据
可见测量的结果与电池内阻无关，测量结果仍然准确。
13．（2023·湖北·校联考模拟预测）如图所示，物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验
电路测量中空长方体金属工件的电阻率。其中电路中定值电阻的阻值为R0，长方体金
属工件的截面如图乙所示，其截面为边长为a 的正方形，截面的中空部分为圆形，其
直径为
，金属工件长度为L。
（1）该小组同学闭合开关，调节电阻箱为某一阻值，记录电压表V1的示数U1、电压
表V2的示数U2、电阻箱的阻值R；然后改变电阻箱的阻值，记录对应的多组数据，做
出图像如图丙所示，已知此图像的斜率为k0，若将两电压表均视为理想电表，则此工
件的电阻率为 （用题中给出的物理量的字母表示）。
（2）若考虑电压表阻值的影响，应用此种方法测得的电阻率 （填“偏大”
“不变”或“偏小”）。
（3）该小组同学想借助该实验电路测量电源的电动势和内阻，根据（1）中记录的数
据做出图像如图丁所示，此图像的斜率的绝对值为k，截距为b，若将两电压表均视为
理想电表，则该同学测得的电源的电动势
；内阻r= （用题
中给出的物理量的字母表示）。
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（4）在第（3）问中，若考虑电压表阻值的影响，该同学测得的电动势 （填
“大于”“等于”或“小于”）真实值。
【答案】
不变 b
小于
【详解】（1）[1]根据串并联关系，可得
整理得
可知长方体金属工件的电阻
根据电阻的决定式
有效面积
解得金属工件的电阻率
（2）[2]由于电压表分流，可得
整理得
25
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则图丙的斜率k0不变，根据（1）中
可知，金属丝电阻率的测量值不变。
（3）[3][4]根据闭合电路的欧姆定律，结合丁图像，可得
可知电源的电动势
（4）[5]由于电压表的分流影响，导致干路中电流的测量值小于真实值，所以该小组同
学应用此方法测得的电动势小于真实值。
14．（2023·湖北·模拟预测）“伏安法”测量电阻丝的电阻率的实验电路图如图甲所示，
图中Rx表示电阻丝，R 是一个滑动变阻器。通过测量，电阻丝的长度为L=10.00cm，
通过螺旋测微器可以测得电阻丝的半径，测量结果如图乙所示。
（1）从图中可知电阻丝的半径为r = 。
（2）若实验得到的电压表示数关于电流表示数图像的斜率为k，则电阻率的计算表达
式为 。
（3）如果只考虑电阻测量导致的电阻率的误差，则测量值相比于真实值
（填“偏大”或者“偏小”）。
【答案】 0.428±0.001 mm
偏小
【详解】（1）从图中可知电阻丝的直径为
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电阻丝的半径为
答案在0.428±0.001 mm；
（2）[2] 根据欧姆定律
解得
可得压表示数关于电流表示数图像的斜率为
根据电阻定律
又
可得
（3）[3]由于电压表分流，造成电流表的读数比通过待测电阻的实际电流大，所以斜率
偏小，则测量值比真实值偏小。
15．（2023·湖北·校联考模拟预测）小李同学用电阻箱、电压表测量电源的电动势和内
阻，所测电源的电动势
约为9V，内阻
约为35~55Ω，允许通过的最大电流为
50mA，小李同学所用电路如下图所示，图中电阻箱R 的阻值范围为0~9999Ω。
（1）电路中
为保护电阻，实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选
用 ；
A．20Ω，125mA Β。50Ω，20mA C．150Ω，60mA D．1500Ω，5mA
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（2）实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R 及相应的电压表示数U，根
据测得的多组数据，作出
图线，图线的纵轴截距为a，图线的斜率为b，则
电源的电动势
，内阻
。
（3）若考虑到电压表内阻对实验的影响，则电源电动势的测量值比真实值 （选
填“偏大”“偏小”或“不变”），内阻的测量值比真实值 （选填“偏大”
“偏小”或“不变”）。
【答案】 C
偏小 偏小
【详解】（1）[1] 电路最小总电阻约为
为保护电路安全，保护电阻应选C(150Ω，60mA)。
故选C。
（2）[2] [3] 在闭合电路中，电源电动势为
则
则
图像是直线。
截距为
斜率为
解得
，
（3）[4] 可用“等效电源法”分析误差大小：可以把电源与电压表看做一等效电源，
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则电动势测量值等于外电路断开时“等效电源”两极间的电压，由于电压表不是理想
电表，所以有电流通过“电源”，因而路端电压要小于电动势，所以电动势测量值小
于真实值，即偏小。
[5] 内阻的测量值为电源内阻和电压表并联后的阻值，内阻的测量值比真实值偏小。
16．（2023 春·湖北十堰·高三统考阶段练习）学校物理兴趣小组欲将电流表A1改装成
量程为15V 的电压表，要求尽可能减少实验误差。实验室提供的实验器材有：
A．电流表A1（量程为1mA，内阻约为290Ω）；
B．电流表A2（量程为1.5mA，内阻约为200Ω）；
C．定值电阻
（阻值为600Ω）；
D．定值电阻
（阻值为60Ω）；
E.滑动变阻器R（最大阻值为15Ω）；
F.一节新的干电池E；
G.开关S 及导线若干。
（1）在图甲中将测量A1内阻的电路图补充完整，并标明器材符号( )。
（2）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，可获得多组A1的示数
和A2的示数
，
并将对应的数据在
坐标系中描点，作出
图线如图乙所示。根据
图线，
可算出A1的内阻为 Ω（结果保留三位有效数字）。
（3）将A1与一个阻值为 kΩ 的定值电阻串联，可将A1改装成量程为15V 的电
压表V，用标准电压表V0与其并联进行校准，若当V0的示数为12.4V 时，A1的示数为
0.80mA，则电压表V 的实际量程为 V。（结果均保留三位有效数字）
29
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【答案】
300 14.7 15.5
【详解】（1）[1]为了测量A1内阻，采用安安法，为了减小测量误差，需要使得两电
流表同时能够接近满偏，则与A1并联的定值电阻阻值约为
可知，并联定值电阻选择
，作出电路图如图所示
（2）[2]根据电路图有
根据图乙有
解得
（3）[3]将A1改装成量程为15V 的电压表需要串联的电阻为
[4]令实际量程为U，则有
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解得
17．（2023 春·湖北襄阳·高三襄阳四中校考阶段练习）某同学受“半偏法测电表内
阻”的启发，创新性的设计了如图（a）所示的电路图，用来测量未知电阻
的阻值，
R 为电阻箱，实验操作如下：
（1）测
的阻值。
①先闭合开关
，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为4.0Ω 时，电流表示数为
；
②接着闭合开关
，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为5.0Ω 时，电流表示数仍为
；
③电阻
的测量值为 Ω，若考虑电流表内阻的影响，则此
测量值
真实值（选填“大于”，“小于”，“等于”）。
（2）另一同学发现该电路还可以测量电源电动势E 和内阻r，电流表内阻为5.0Ω。实
验操作如下：
①闭合开关
，断开开关
，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻
值R 及电流表A 的示数I。为了直观地得到I 与R 的关系，该同学以R 为纵轴，则横轴
x 为 （选填“I”或“
”）
②根据图（b）可求得电源的电动势E= V，r= Ω。（计算结果均保
留二位有效数字）
【答案】 20 等于
2 1
【详解】（1）[1][2]闭合开关
，调节电阻箱，电流不变，说明总电阻不变，则
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得
电流表串联在干路，内阻对结果没有影响，则测量值等于真实值。
（2）①[3]根据闭合电路欧姆定律
得
故横轴为
。
[4][5]
②
由图可知
，
得
18．（2023·湖北·校考模拟预测）某同学用多用电表测量小电珠的电阻，已知小电珠规
格为“3.8V，0.6A”
（1）测量前，应将此小电珠与电路中其他元件断开，并将选择开关拨至倍率为
（填“×1”“×10”或“×100”）的挡位，欧姆调零后测量；如果结果如图所示，测小电珠
的电阻为 Ω。
（2）如果用多用电表测量较大量程的电压表的内阻，应将多用电表的红表笔和电压表
的 （填“+”或“-”）接线柱相连，黑表笔连接另一接线柱。
【答案】 ×1 6 -
【详解】（1）[1][2]此小电珠正常发光时的电阻为
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故应选择“×1”挡；测试结果如题图所示，示数为
（2）[3]多用电表黑表笔直接与内部电源正极相连，即电流从红表笔流入电表，从黑表
笔流出电表，电流从电压表正接线柱流入，故红表笔应接“-”接线柱，黑表笔接“+”
接线柱。
19．（2023·湖北·统考模拟预测）在测量某电源的电动势和内阻时，为了消除电表内阻
造成的系统误差，某实验小组设计了如图甲所示的电路进行测量。图中电压表满偏电
压为3V，电流表满偏电流为50mA，电阻箱最大阻值为999.9Ω。
实验主要步骤如下：
①按照图甲连接实物电路。断开所有开关，将电阻箱连入电路的阻值调到最大；
②只闭合S0，调节电阻箱R，记录若干组电阻箱的示数R 和电流表的示数I，断开S0；
③闭合S1、S2、S0，调节电阻箱R，记录若干组电阻箱的示数R 和电压表的示数U，断
开S0；
④分别作出步骤②中的
和步骤③中的
图像；
请回答下列问题：
（1）在步骤③中，某次测量时，电压表指针如图乙所示，此时电压表示数U＝
V（结果保留2 位小数）；
（2）若只用步骤②中的数据，电源电动势的测量值 真实值；若只用步骤③
中的数据，电源电动势的测量值 真实值；（均选填“大于”“等于”或“小
于”）
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（3）根据测得数据，作出
和
图像如图丙所示，根据这两条图线求得电源
电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果均保留3 位有效数字）
【答案】 0.80 等于 小于 1.40 20.0
【详解】（1）[1]电压表的分度值为0.1V，需要估读到分度值的下一位，所以电压表
的示数为0.80V；
（2）[2][3]若只用步骤②中的数据，电源电动势的测量值等于真实值；若只用步骤③
中的数据，电源电动势的测量值小于真实值；
（3）[4][5]步骤②中，根据
整理，得
则
步骤③中，根据
变形，得
则
解得
20．（2023·湖北·统考模拟预测）温度有时能明显地影响导体的导电性能。
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（1）在实际应用中，常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，画出导体的伏安特
性曲线。如图甲所示为某导体的伏安特性曲线。
①由图甲可知，随着电压升高，该导体的电阻逐渐 （选填“变大”或“变
小”）；
②若将该导体与电动势
、内阻
的电源，阻值
的定值电阻连接成
图乙所示电路，电路闭合后导体的实际功率为 W。
（2）如图丙所示为一个简单恒温箱的温控装置的原理电路图，电磁铁与热敏电阻R、
滑动变阻器
串联接在电源E 两端。当通过电磁铁的电流大于或等于15 mA 时，吸引
衔铁，使触点断开，加热器停止工作。已知电磁铁的电阻
，热敏电阻在不同
温度下的阻值如下表所示：
t/℃
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R/Ω
208
145
108
82
62
49
①现有下列实验器材可供选择：电源E1（电动势为3V，内阻1Ω）、电源E2（电动势
6V，内阻2Ω）、滑动变阻器R1（0~500Ω）、滑动变阻器R2（0~2000Ω）。为使该装
置实现对30~80℃之间任意温度的控制且便于调节，电源E 应选用 （选填“
”或“
”），滑动变阻器
应选用 （选填“
”或“
”）；
②如果要使恒温箱内的温度保持在40℃，滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω。
【答案】 变大 0.144 E2 R1 233
【详解】（1）①[1]图甲中曲线上任意一点与坐标原点连线的斜率的倒数是该导体的电
阻，随着导体两端电压的增加，图像上的点与坐标原点的连线的斜率变小，斜率的倒
数变大，则电阻变大。
[2]
②
在乙图中，将阻值
的电阻视为电源内阻的一部分，则电源电动势
，
内阻
，并在图甲中画出电源的伏安特性曲线如下图
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由图可知，交点即为导体的工作状态，此时导体两端电压
电流
由
（2）①[3]如果选择电源E1，在温度等于30°C 时，电流约等于
电流太小无法正常工作，故只能选择E2。
[4]已知电源E2（电动势6V，内阻2Ω），工作电流约15mA，可知电路总电阻约为
总电阻为400Ω，故选择滑动变阻器R1（0~500Ω）即可满足要求。
[5]
②
由题知，40°C 时热敏电阻的阻值
根据闭合电路欧姆定律
解得滑动变阻器连入电路的阻值为
21．（2023 春·湖北随州·高三校联考阶段练习）某实验小组利用量角器、一段均匀电
阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个测量电阻（待测电阻为
）的方案，实验电路
如图甲所示。
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主要实验步骤如下：
①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径端点裁剪好；
②按甲图所示的电路原理图连接好各元件；
③将电阻箱的阻值调至
，并使金属夹K 从A 端沿弧形电阻丝向B 移动，当灵敏电流
计的示数为零时，停止移动金属夹，此时从量角器上读出OA 与OK 间的夹角
；
④改变电阻箱的阻值，重复步骤③，测得多组（θ，R）值；
⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示。
根据分析，试回答下列问题：
（1）已知乙图中图像与纵轴的截距为
，由此可求得
。
（2）实验时，当金属夹K 调至某位置时，实验小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电
流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从P 到K 的电流，那么此时测出
的
值与真实值相比 （填“偏小”、“相等”或“偏大”）
（3）该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的输电线，其中一根导线因损坏
而与大地相通，现尝试采用上述实验所涉及的原理找到损坏的大致位置，其方法如图
丙所示（终端用导线AB 接通），电阻丝
长
，输电距离
，
若金属夹K 在电阻丝上距M 端
时，灵敏电流计示数为零，则损坏处C 与输
电线起始处的距离为x= m（结果保留两位有效数字）
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【答案】
偏大
【详解】（1）[1]由题意可知，此方法是电桥法测电阻，当电流表示数为零时，R 与
Rx 串联，R 与AK 并联；同时Rx 与BK 并联，所以有
化简可得
，
最后，得被测电阻的阻值为
整理得
故已知乙图中图像与纵轴的截距为
，由此可求得
（2）[2]若要使灵敏电流计示数为零，则需增大
角（或减小电阻箱阻值R)由
知，此时测出
的值大于真实值；
（3）[3]同理，由（1）可知
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解得
22．（2023 春·湖北襄阳·高三襄阳五中校考阶段练习）某同学设计“测量某粗细均匀
的导电金属丝的电阻与其拉伸后的长度之间的关系”实验，方案如下：
（1）导电金属丝拉伸装置如图1 所示，按图2 连接电路，将该导电金属丝的A、B 两
端分别与电路中的C、D 两端连接；
（2）在
端悬挂重物，重物静止时，用刻度尺测量出A、B 间的距离
；
（3）保持开关
断开，闭合开关
，调节滑动变阻器
至合适位置，记录电压表和电
流表的示数
和
；
（4）闭合开关
，调节滑动变阻器
使电压表的示数仍为
，记录电流表的示数
，
则此时该导电金属丝的电阻
（用
、
和
表示），电压表内阻对该导电
金属丝电阻的测量值 （选填“有”“无”）影响；
（5）断开开关
，增加
端悬挂的重物重量，重复步骤（2）（3）（4），得到多组
和
数据并作出函数关系图像。理论上，若拉伸过程中该导电金属丝的电阻率及体
积均不变，则以
为纵坐标，以 （选填“
”、“
”、“
”）为横坐标，
可得到线性关系；
（6）若上述理论成立，可将导电金属丝作为传感器中的敏感元件来监测构件间的微小
拉伸变化。按图3 所示电路将该导电金属丝连接在两构件之间，实验中保持电压表读
数不变，两构件电阻及电流表内阻可不计，若将电流表刻度改为构件间的距离，则越
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向左相邻刻度间的数据差值 （选填“越大”“越小”“不变”）。
【答案】
无
越大
【详解】（4）[1]
为接入导电金属丝前的干路电流，
为接入导电金属丝后的干路
电流，两次测量中电压表的示数不变，故流过导电金属丝的电流
由欧姆定律可知
[2]因
的差值与电压表内阻无关，故电压表内阻对导电金属丝电阻的测量值无影
响；
（5）[3]由
可知，要得到线性关系，应以
为横坐标；
（6）[4]由题知
当
一定时，作出
的大致关系图像如答图所示
可知电流
越小时，相同
对应的
越大，故越向左相邻刻度间数据差值越大.
23．（2023·湖北武汉·华中师大一附中校考三模）在“测量电源的电动势和内阻”实验
中，某小组同学设计两种方案：
（1）方案一：利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，实验电路图如图
甲所示。根据记录的数据作出的U-I 图像如图乙所示。通过图像乙可求出电池的电动
40
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势E= V，内阻r= Ω。（计算结果保留2 位有效数字）
（2）方案二：实验电路图如图丙所示。
其中电流表
和
，电压表
和
都是非理想电表，且电表内阻未知。闭合开关
S，通过调节滑动变阻器
和
，使灵敏电流计G 的示数为0，读出电流表示数
和
，以及电压表示数
和
，多次测量获得多组数据，绘制图像，以
为横坐
标，以 为纵坐标，得到的图像为直线，其纵轴截距为b，斜率为k，则电源电动
势E= ，电源内阻r= 。从设计思路看，该方案电动势的测量值与真实值相
比 （选填“偏小”“偏大”或“相等”）。
【答案】 1.5 0.83
相等
【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律
结合图像斜率和截距可得
41
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（2）[3]根据题意灵敏电流计G 的示数为0，则
根据闭合电路欧姆定律
整理可得
以
为纵坐标，得到的图像为直线。
[4][5]根据上式可知
[6]本设计思路考虑了所用电表的内阻，并没有系统误差，电动势的测量值与真实值相
比相等。
24．（2023·湖北·模拟预测）为测量金属丝的电阻率，实验小组从实验室中找到合适的
器材后，按照如下的步骤进行操作：
（1）用刻度尺测量金属丝的长度L，用螺旋测微器测量金属丝的直径d（如图甲所
示），则
mm。
（2）分别用图乙和图丙所示的电路测量待测金属丝的电阻，图乙中电压表和电流表的
示数分别为
，图丙中电压表和电流表的示数分别为
。
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（3）若采用图乙电路中的电表示数计算金属丝的电阻率ρ，则
（用题给字
母表示）；若采用图丙电路中的电表示数计算金属丝的电阻率，则电阻率的测量值
真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】 2.150
大于
【详解】（1）[1]根据题图甲可知，金属丝的直径
（3）[2]若采用题图乙电路，则由
解得
[3]题图丙采用电流表内接法，金属丝两端电压的测量值偏大，所以电阻率的测量值也
偏大。
25．（2023·湖北武汉·湖北省武昌实验中学校考模拟预测）根据人体电阻的大小可以初
步判断人体脂肪所占比例。
（1）实验小组用多用电表直接粗糙人体电阻
，先把选择开关调至“
”挡，经欧
姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a 所示：为了使测量结果更准确，应把选择开
关调至 （填“
”或“
”）挡，经欧姆调零后再次测量，示数如
图b 所示，则人体电阻为
；
43
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（2）现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路。实验
室提供的器材如下：电压表
（量程
，内阻
），电压表
（量程
，
内阻
），电流表A（量程
，内阻
），滑动变阻器R（额定电流
，最大阻值
），电源E（电动势
，内阻不计），开关S，导线若干，请
帮助完成下列实验步骤：
①图中虚线框内缺少了一块电表，应选择 ，
②请把实验电路图补充完整 ；
③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表
的示数为
，则待测电阻
（用题中所给的物理量符号表达）。
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【答案】
100
【详解】（1）[1]由题图可知，当选择开关调至“
”挡时，欧姆表指针偏角过小，
可知选择量程过小，应把选择开关调至
挡；
[2]由图b 可知，人体电阻为
（2）[3]流过人体的最大电流约为
则电流表的量程太大，可以用电压表
代替电流表，其量程为
（3）[4]由于滑动变阻器的最大阻值相对人体电阻的阻值太小，为了起到更好的调节作
用，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如下图所示
（4）[5]流过人体电阻的电流
人体电阻两端的电压
根据欧姆定律可得人体电阻
45
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26．（2023·湖北·模拟预测）某同学用供选器材设计了测一个阻值约30kΩ 电阻的实验，
除了待测电阻，可供选择的器材还有：
A．电流表（量程50mA，内阻约为30kΩ）；
B．电流表（量程100μA，内阻约为1kΩ）；
C．电压表（量程15V，内阻约100kΩ）；
D．电压表（量程6V，内阻约6kΩ）；
E．直流电源（15V，允许最大电流1A）；
F．滑动变阻器（最大阻值100Ω，额定功率1kW）
G．定值电阻
H．定值电阻
L．电键和导线若干。
（1）实验中所用的电压表应选 ，电流表应选 与 改装。（填
器材前的字母）
（2）请用笔代线将电路连接补充完整 。
（3）开关闭合前，滑动变阻器触头P 应置于 （填“a”或“b”）处。
（4）正确连接电路后，无论如何调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表示数均不能
取到较小值，其原因可能是导线 （填图中导线代号）没有连接好。
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【答案】 C B G
b
④
【详解】（1）[1][2][3]待测电阻Rx的阻值约为30kΩ，直流电源电动势为15V，所以电
压表应选择C；经粗略计算电路中的最大电流约为
A 的量程过大，所以电流表选择B 与
并联改表成量程合适的电流表。
（2）[3]在题图所示电路中，改装后电流表内阻为200Ω，电压表内阻约为100kΩ，而
到测电阻约为30kΩ，电流表内阻远远小于待测电阻阻值，故电流表应采用内接的方法，
实物连线如图所示
（3）[4]实验前，分压电路的电压应该是0，故滑动变阻器的滑动触头P 应置于b 端。
（4）[5]实验中无论如何调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表示数均不能取到较小
值，是由于滑动变阻器接成限流式，因此是导线④没有连接好。
27．（2023 春·湖北·高三校联考阶段练习）用如图甲所示的电路测量某种电解液的电
阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门
，可以控制
玻璃管内电解液的量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻不计），右活塞固定，左
活塞可自由移动，电解液装满时电阻值约为
，可供选择的器材如下：
A．电池组
（电动势为
，内阻约为
）；
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B．电流表
（量程为
，内阻约为
）；
C．电流表
（量程为
，内阻约为
）；
D．电阻箱
；
E.游标卡尺、刻度尺；
F.开关
，导线若干.
甲
实验操作步骤如下：
①用游标卡尺测量玻璃管的内径
；
②根据所提供的实验器材，按图甲连接好电路；
③调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；
④将左活塞向右移动，使活塞与玻璃管中的电解液充分接触，调整电阻箱接入电路中
的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值
和玻璃管中电解液的长度
；
⑤打开阀门
，适当放出一定量的电解液，将左活塞右移，调整电阻箱接入电路中的
电阻值，使电流表再次满偏.重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值
和玻璃管中电解
液的长度
；
⑥断开开关，整理好器材.
（1）测量玻璃管的内径时，游标卡尺的示数如图乙所示，则
.
（2）实验中电流表应选择 （选填“
”或“
”）.
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（3）用记录的多组电阻箱的电阻值
和对应的玻璃管中电解液的长度
的数据，绘出
了如图丙所示的
关系图线，如果图中纵轴的截距用
表示，横轴的截距用
表
示，玻璃管的内径用
表示，则实验中电解液的电阻率表达式
，用图丙中的
截距数据和游标卡尺的示数计算出的电解液的电阻率
（结果保留两位
有效数字）.
（4）若实验中的操作、读数和计算均正确无误，由于电流表内阻的存在，而计算电阻
率时没有考虑进去，则计算电阻率所得的结果将 （选填“偏大”“偏小”或
“没有影响”）.
【答案】 30.80 A1
没有影响
【详解】（1）[1] 游标卡尺的主尺读数为3.0cm=30mm，游标尺上第16 个刻度和主尺
上刻度对齐，所以最终读数为30.00mm+0.05mm×16=30.80mm；
（2）[2]根据电源的电动势和待测电解液的大约电阻可估算出电流的大约值为
取
时，可得
故应选电流表A1；
（3）[3]由实验电路图，根据闭合电路欧姆定律有
由电阻定律可得
由此可以建立电阻
的线性关系为：
由于实验中保持电流满偏，电源的电动势、电流表内阻、电源内阻和电流都是定值，
结合函数图像可知
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所以函数关系变为
则图线的斜率为
解得：
[4]将实验测量的数据和坐标系中的截距数值代入得：
（4）[5]由于电流表的内阻
包含在
之中了，故对实验结果没有影响。
28．（2023·湖北襄阳·襄阳四中校考模拟预测）某物理兴趣小组的同学利用量角器、一
段均匀电阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个测量电阻Rx的方案，实验电路如图甲
所示。主要实验步骤如下：
①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径两端点裁剪好；
②按甲图所示的电路原理图连接好各元件；
③将电阻箱的阻值调至R1，并使金属夹K 从A 端沿弧形电阻丝向B 移动，当灵敏电流
计的示数为零时，停止移动金属夹，此时从量角器上读出OA 与OK 间的夹角θ（单位
为弧度）；
④改变电阻箱的阻值，重复步骤③，测得多组（θ，R）值；
⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示。
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根据分析，试回答下列问题：
（1）已知乙图中图像与纵轴的截距为－b，由此可求得Rx ，若考虑电流计
的内阻，Rx测量值 （填“有”或“无”）系统误差；
（2）实验时，当金属夹K 调至某位置时，该小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流
计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从K 到P 的电流，那么此时测出Rx的值
与真实值相比 （填“偏小”、“相等”或“偏大”）；
（3）该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的相同输电线，其中一根导线的
某点因故障与大地相通。该小组同学尝试采用上述实验所涉及的原理找到故障的大致
位置，其方法如图丙所示（终端用导线AB 接通，AB 电阻可忽略），已知电阻丝MN
长L = 80.0cm，输电距离d = 6.0 × 103m，若金属夹K 在电阻丝上距M 端L1= 20.0cm
时，灵敏电流计示数为零，则故障点C 与输电线起始处的距离为x = m。
（结果保留两位有效数字）
【答案】
无 偏小 3.0 × 103
【详解】（1）[1][2]由题意可知，此方法是电桥法测电阻，当电流表示数为零时，R 与
Rx 串联，R 与AK 并联；同时Rx 与BK 并联，所以有
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化简可得
最后，得被测电阻的阻值为
整理得
由此可求得
则Rx 与灵敏电流计的内阻无关，故若考虑电流计的内阻，Rx 测量值无系统误差。
（2）[3]若使灵敏电流计示数为零，则需减小θ（或增大电阻箱阻值R），由
知，此时测出Rx 的值小于真实值。
（3）[4]由（1）可知
解得
x = 3.0 × 103m
29．（2023·湖北省直辖县级单位·统考模拟预测）某同学想粗测一段金属丝的电阻率和
一内阻为r 的电源的电动势，实验步骤如下：
①用游标卡尺测量金属丝横截面的直径d，其示数如图甲所示。
②用多用电表欧姆挡“
”倍率对定值电阻
的阻值进行测量，正确调零后，指针偏
转如图乙所示。
③用如图所示的电路来测量此段金属丝的电阻率，P 是鳄鱼夹，用来调节接入电路中
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的金属丝的长度
。闭合开关，从左向右逐渐改变鳄鱼夹的位置，刻录鳄鱼夹每一个
位置对应的金属丝的接入电路的长度
以及对应的电流表A 的示数
得到多组
和
的
数据。
（1）图甲中游标卡尺的读数为
mm，图乙电表的读数为
Ω。
（2）以
为纵轴，以 （填“
”或“
”）为横轴，建立平面直角坐标
系，根据实验数据在坐标系中描点连线，作出的图像为如图丁所示的倾斜直线。
（3）若图丁中倾斜直线斜率为
、截面距为
，则电源的电动势
，金
属丝的电阻率
。（用题目中所给的物理量的符号表示）
【答案】
【详解】（1）[1]由图甲可知，游标的最小分度为
，且游标第个小格与主尺
对齐，则游标卡尺的读数为
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[2]用多用电表欧姆挡“
”倍率，由图乙可知，电阻为
（2）[3]根据电阻定律可知，金属丝接入电路的电阻为
由闭合回路欧姆定律有
整理可得
可知，
的图像为直线，则以
为横轴。
（3）[4][5]由（2）分析，结合
图像可得
解得
30．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）某实验小组为了测定金属丝的电阻率和电池的电
动势及内阻，设计了如图所示的实验电路。实验器材有：螺旋测微器、刻度尺、一节
待测电池、开关
、单刀双掷开关
、阻值为
的定值电阻、电压表、均匀电阻丝
（电阻丝总阻值大于
，并配有可在电阻丝上移动的金属夹P）、导线若干。请回答
下列问题：
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（1）将金属丝拉直并固定在绝缘支架的A、B 接线柱上，用螺旋测微器测量金属丝直
径D；
（2）连接好实验电路，开关
置于1，闭合开关
，记录电压表示数为
；先将金
属夹P 移动到 位置（选填“A”、“B”），然后将开关
置于2，移动金属夹
P，直到电压表的示数为
，用刻度尺测出金属丝AP 段的长度为
；
（3）用测得的物理量和已知的物理量表示金属丝电阻率的表达式为
；
（4）开关
置于2，闭合开关
，多次改变金属夹P 的位置，记录金属丝AP 的长度
L 和电压表的示数U，得到多组数据；
（5）以
为横坐标、
为纵坐标，描绘
图像，测得图像中直线的斜率为k，纵
轴截距为b。
若不计电压表内阻的影响，电池电动势、电池内阻分别为
、
，用
、
、k、b 分
别表示
，
；
若考虑电压表内阻的影响，电池电动势、电池内阻分别为
、
，则
，
。（选填“>”、“=”、“<”）
【答案】 B
> >
【详解】（2）[1]为了保证电路安全，金属丝应在最大阻值处，所以先将金属夹P 移动
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到B 位置；
（3）[2] 根据等效原理可知金属丝的阻值为
，根据电阻定律有
解得
（5）[3] [4]根据闭合电路欧姆定律有
其中
变形可得
根据图象的斜率与截距结合电阻率表达式
解得
，
[5] [6] 引起该实验误差的主要原因是由于电压表的分流作用造成电流总是比电池实际
输出电流小，从而导致测电源电动势的测量值小于真实值。
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57
