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专题15 电学实验
命题预测
在考查知识方面，2025 年高考电学实验命题预计将覆盖电学基础知识，包括电路原理、
欧姆定律、电功与电功率等核心考点。同时，命题可能会结合实际应用场景，如家庭电路、
工业生产线中的电路检测等，要求学生能够运用所学知识解决实际问题。此外，随着科技的
不断进步，新能源、智能电网等领域的知识也可能成为考查的重点。
在考查能力方面，2025 年高考电学实验命题将更加注重学生的实验操作能力、数据分析
能力和创新思维。首先，学生需要熟练掌握电学实验的基本操作，如电路的连接、数据的测
量等。其次，学生需要具备对实验数据进行准确分析的能力，能够运用所学知识解释实验现
象，得出科学结论。最后，命题可能会设置一些开放性的问题，鼓励学生提出自己的见解和
解决方案，从而考查学生的创新思维和问题解决能力。
综上所述，2025 年高考电学实验命题将更加注重考查学生的基础知识和实际应用能力，
同时鼓励学生发挥创新思维和问题解决能力。因此，考生在备考过程中需要注重基础知识的
掌握和实践操作能力的提升，同时加强对新能源、智能电网等领域知识的学习和理解。
高频考法
1.探究电流与电压、电阻的关系。
2.伏安法测定值电阻及小灯泡电阻、电功率。
3.测定金属的电阻率及电源的电动势和内阻。
4.练习使用多用电表及传感器的简单使用。
5.实验设计与数据处理方法。
考向一：测量类电学实验
1.伏安法的安内和安外
伏安法
测电阻
R 测＝＝Rx＋RA>Rx，适合测量大电阻
R 测＝＝<Rx，适合测量小电阻
导体电
阻率的
测量
1.测电阻Rx＝
2.测电阻率ρ，Rx＝ρ，而S＝，Rx＝，联立得ρ＝
2.滑动变阻器的限流和分压
(1)两种接法的比较(不考虑电源的内阻)
比较项目
限流式接法
分压式接法
1
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电路图
负载Rx上电压的调节范围
≤U≤E(R0为滑动变阻器的最
大阻值)
0≤U≤E
闭合S 前滑片P 的位置
b 端
a 端
(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况
①要求电压表能从零开始读数；
②当待测电阻Rx≫R0(滑动变阻器的最大阻值)时；
③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。
(3)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化，通常情况下，由于限流电
路结构简单、耗能少，优先使用限流式接法。
考向二：电源电动势和内阻的测量
实验原理
数据处理与误差分析
伏安法(外接法)
(1)原理：U＝E－Ir
(2)误差来源：电压表的分流
(3)误差分析：E 测<E 真，r 测<r 真
伏安法(内接法)
(1)原理：U＝E－Ir
(2)误差来源：电流表的分压
(3)误差分析：E 测＝E 真，r 测>r 真(r 测＝r＋RA)
伏阻法
(等效电流表外接)
(1)原理：E＝U＋r
(2)关系式：＝·＋
(3)误差分析：E 测<E 真，r 测<r 真
安阻法
(等效电流表内接)
(1)原理：E＝IR＋Ir
(2)关系式：＝·R＋或R＝E·－r
(3)误差分析：E 测＝E 真，r 测>r 真(r 测＝r＋RA)
考向三：电表的改装
2
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1.电压表、电流表的改装及其特点
项目
小量程电流表G 改装成大量程电压表V
小量程电流表G 改装成大量程
电流表A
内部电
路结构
R 的作用
分压
分流
扩大量程
的计算
U＝Ig(R＋Rg)
R＝－Rg
IgRg＝(I－Ig)R
R＝Rg
电表的
总内阻
RV＝Rg＋R
RA＝
使用
并联在被测电路中，“＋”接线柱接电势较高的一端
串联在被测支路中，电流从
“＋”接线柱流入
2.电表改装问题的两点提醒
(1)无论表头G 改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig
并不改变。
(2)改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R 与表头串联电路的总电压；改装后电流表的量
程指小量程电流表表头满偏时对应的R 与表头并联电路的总电流。
考向四：创新类电学实验
1．测量电阻创新方案对比
安安法
如果已知
的内阻R1，则可测得
的内阻R2＝
串联一定值电阻R0后，同样可测得
的内阻R2＝
伏伏法
两电表的满偏电流接近时，若已知
的内阻R1，则可测出
的
内阻R2＝R1
并联一定值电阻R0后，同样可得
的内阻R2＝
替代法
单刀双掷开关分别与1、2 相接，调节电阻箱R1，保证电流表两
次读数相等，则R1的读数即等于待测电阻的阻值
3
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半偏法
测量电流表内阻
闭合S1，断开S2，调节R1使A 表满偏；再闭合S2，只调节R2，
使A 表半偏(R1≫RA)，则R2＝R 测，R 测<R 真
测量电压表内阻
使R2＝0，闭合S，调节R1使V 表满偏；只调节R2使V 表半偏
(RV≫R1)，则R2＝R 测，R 测>R 真
电桥法
调节电阻箱R3，灵敏电流计G 的示数为0 时，R1和R3两端的电压
相等，设为U1，同时R2和Rx两端的电压也相等，设为U2，根据
欧姆定律有：＝，＝。由以上两式解得：R1·Rx＝R2·R3，这就
是电桥平衡的条件，由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值
2．传感器的应用
01 测量类电学实验
1．某中学实验小组准备测量一段金属丝的电阻率，实验过程如下。
(1)测量金属丝的长度和直径
实验小组用螺旋测微器测量该金属丝直径D，如图（a）所示，读数为
mm，用游标卡尺测量该
金属丝长度L，如图（b）所示，读数为
mm。
4
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(2)测量金属丝的电阻
实验小组采用电桥法测量电阻值，电路图如下，其中
和
为定值电阻，
为可调电阻箱，G 表为检流计
用于判断微弱电流，
为待测金属丝。
①闭合开关S 前，滑动变阻器滑片应置于 （填“A”或“B”）端。
②多次调节电阻箱和滑动变阻器滑片位置，使检流计指针稳定时指向中央零刻线位置，记录此时电阻箱
的示数为
，则待测金属丝电阻值
（用
、
、
表示）。
③处理数据时发现，定值电阻
、
的电阻值未知，因此该小组成员交换
、
在电路图中的位置，再
次调节电阻箱和滑动变阻器滑片位置，使检流计指针稳定时指向中央零刻线位置，记录此时电阻箱
的示
数为
，则
（用
、
表示）。
(3)计算金属丝的电阻率
该金属丝的电阻率
（用D、L、
、
表示）。
【答案】(1) 1.840 42.40
5
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(2) A
(3)
【详解】（1）[1]螺旋测微器精度为0.01mm，故金属丝直径
[2]从图可知该游标卡尺精度为0.05mm，故金属丝长度
（2）[1]为了保护电路，闭合开关S 前，滑动变阻器滑片应置于A 端；
[2]设通过
和
的电流分别为为
、
，检流计指针稳定时指向中央零刻线位置，故
和
两端电压相
等，
和
两端电压也相等，由并联特点得
整理得
解得
[3]结合以上分析，同理可得
由因为
联立得
（3）由电阻
6
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联立以上得
2．实验小组要测量一节干电池的电动势和内电阻。实验室有如下器材可供选择：
A．待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω）
B．电压表（量程3V）
C．电压表（量程15V）
D．电流表（量程0.6A）
E.滑动变阻器（阻值范围0~50Ω）
F.开关、导线若干
(1)为了尽量减小由电表内阻带来的实验误差，在如图1 所示的实验电路中应将电压表的右端连接在图中的
点（选“a”、“b”）；这样选择后，在不考虑其它因素影响的情况下，会导致电动势的测量值 、
内阻的测量值 （选“偏大”、“偏小”、“不受影响”）。
(2)实验中电压表应选用 。（选填器材前的字母）
(3)实验中测出几组电流表和电压表的读数并记录在下表中。
序号
1
2
3
4
5
6
电压U（V）
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I（A）
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
请你将第5 组数据描绘在图2 中给出的U-I 坐标系中并完成U-I 图线。
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(4)由此可以得到，此干电池的电动势E= V，内电阻r= Ω。（结果均保留两位小数）
(5)有位同学从实验室找来了一个电阻箱，用如图3 所示的电路测量电池的电动势和内电阻。闭合开关后，
改变电阻箱阻值。当电阻箱阻值为R1时，电流表示数为I1；当电阻箱阻值为R2时，电流表示数为I2。已知
电流表的内阻为RA。请你用RA、R1、R2、I1、I2表示出电池的内电阻r= 。
【答案】(1) b 偏小 偏小
(2)B
(3)
(4) 1.51 0.85
(5)
【详解】（1）[1]题意可知电源内阻较小，一般电流表内阻也较小，若电压表右端接在a 处，测量误差较
大，故电压表右端应连接b 处；
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[2][3]设电压表、电流表内阻分别为
，电源电动势、内阻分别为
，若考虑电表影响，则由闭合
电路欧姆定律得
整理得
结合
图像可知，图像纵截距表示电动势测量值，即
图像斜率绝对值表示电源内阻测量值，即
综合以上分析可知，电动势测量值偏小，内阻测量值也偏小；
（2）由于电动势为1.5V，故电压表因选B；
（3）根据数据，
图如下
（4）[1][2]
图像纵截距表示电动势测量值，结合图像可知
图像斜率绝对值表示电源内阻测量值，结合图像可知
（5）根据题意，由闭合电路欧姆定律得
9
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联立解得
3．在“练习使用多用电表”的实验中，小明同学进行了如下操作和思考。
(1)利用多用电表测量未知电阻，用欧姆挡“×100”测量时发现指针示数如图1 所示，为了得到比较准确的
测量结果，下列选项中合理的步骤为 （选填字母代号并按操作顺序排列）。
A．将选择开关旋转到欧姆挡“×10”的位置
B．将选择开关旋转到欧姆挡“×1k”的位置
C． 将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量
D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0Ω”
(2)利用多用电表判断电路故障。如图2 的电路，在三根导线、两个电阻及电源中仅有一根导线断路，电动
势约为6V。为了查出断路导线，某同学把多用电表选择开关调至直流10V 挡，红表笔接在A 点的电源正极
接线柱上，将黑表笔分别接在B、E 点的接线柱上，电压表示数分别为0、6V，则可判断出导线
（选填“
”、“
”或“
”）断路。
(3)利用多用电表欧姆挡判断发光二极管的极性（电流从二极管正极流向负极时电阻很小，反之很大）。如
图3 所示，当黑表笔与接线端M 接触、红表笔与接线端N 接触时，多用电表指针偏转角度较小；对调红、
黑表笔后指针偏转角度较大。由此判断M 端为二极管的 （选填“正极”或“负极”）。
(4)利用量程为0~5mA 的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表，电路如图4 所示。测量时，将待测电阻
接在电路的端口a、b 之间。为了标定该欧姆表的刻度，该同学将a、b 两端短接，调节滑动变阻器R 使毫
安表满偏；再将阻值为400Ω 的电阻接在两表笔之间，此时毫安表示数如图5 所示为3mA，将此处标注为
400Ω。则毫安表示数为1mA 位置应标注的值为 。
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【答案】(1)ADC
(2)CD
(3)负极
(4)
【详解】（1）图1 中指针偏转角度太大，应使指在表盘中央附近，所以应切换为“
”的倍率，进行欧
姆调零再进行测量。
故选出合理的步骤并正确排序为ACD。
（2）因仅有一根导线断路，红表笔接A 点黑表笔接B 点时，多用电表显示的电压等于0，说明AB 导线是
完好的，红表笔接A 点黑表笔接E 点时，多用电表显示的电压等于电源电动势，说明EF 导线是完好的，
所以发生断路的导线只能是CD 导线。
（3）电流由红表笔流进多用电表，由黑表笔流出多用电表，所以在多用电表外部电流应从黑表笔经待测
电阻电阻流向红表笔，另外当黑表笔与接线端M 接触、红表笔与接线端N 接触时，多用电表指针偏转角度
较小，说明电阻很大，即此时电流是由二极管负极流向正极的，说明接线端M 端为负极。
（4）根据欧姆表的原理有
以上三式联立解得
02 电表的改装
4．某实验小组测未知电阻Rx时，先用多用电表进行粗测，再改装电表后采用“伏安法”较准确地测量
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Rx。
（1）先用多用电表的“ 1”挡按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图甲所示，则读数为 Ω。
（2）再改装电表，将量程为100μA、内阻为100Ω、表盘刻度均匀的电流表与一个阻值为29900Ω 的定值电
阻串联改装成电压表，则改装后的电压表的量程为 V；用它测量电压时，表盘指针的位置如图乙所
示，此时电压为 V。
（3）用电流表、改装后的电压表测电阻的电路有两种连接方法，为了减小误差，本实验应采用电流表
（填“内”或“外”）接法；图丙中部分电路已经连接好，请将实物图补充完整 。
（4）用伏安法测Rx时，该小组的同学在坐标纸上建立了U、I 坐标系，用测量得到的数据描绘出的U-I 图
线如图丁所示，由图线可知Rx= Ω（结果保留两位有效数字）。
【答案】 5 3 2.4 外
4.5
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【详解】（1）[1]由图可知待测电阻的阻值为
（2）[2]电流表与较大的电阻串联即可改装成电压表，有
[3]改装后的电压表表盘每格表示0.3V，故电压为
（3）[4]因为改装后的电压表内阻已知，改装后的电压表分得的电流可以计算到，故应选用电流表外接法
测量。
[5]实验电路如图所示。
（4）[6]图线的斜率反映了未知电阻的阻值Rx，因此
5．某小组欲测量一金属丝（阻值约为5Ω）的电阻率，除多用电表、刻度尺、螺旋测微器、开关、导线外，
实验室还能提供的其它器材规格如下：
电流表A（量程
，内阻约为0.125Ω；量程
，内阻约为0.025Ω）
电压表V（量程
，内阻约为3kΩ）
可变电阻
（最大阻值为20Ω）
可变电阻
（最大阻值为20kΩ）
电源E（电动势约为3V，内阻不计）
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(1)在实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图甲所示，则该金属丝直径的测量值
mm；
(2)采用伏安法测量金属丝的电阻，为保证电表安全及测量准确、方便，请将实物连线（图乙）补充完整
。闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于 （选填“最左端”或“最右端”）；
(3)通过实验测量出金属丝的电阻R，金属丝的长度l，以及金属丝的直径d。则本次实验得到金属丝电阻率
；（用题中给定的字母符号表示）
(4)若实验中电压表出现故障无法使用，实验室另备有以下器材：一只满偏电流为
的灵敏电流计（内
阻约为500Ω）、两只电阻箱：R3(0-99999.9Ω)、R4(0-999.9Ω)，某同学想利用以上仪器将灵敏电流计改装成
3V 量程的电压表，先用半偏法测量其内阻，测量电路图如图丙所示。操作过程如下：
①选择可变电阻 （选填“
”或“
”）接入电路图，断开
，将可变电阻阻值调至最大；
②闭合
，调节可变电阻使灵敏电流计中电流达到满偏；
③保持可变电阻阻值不变，闭合
，调节电阻箱
阻值，使电流表示数达到半偏；
④记下电阻箱
的阻值，即为灵敏电流计的内阻。
将测出内阻（RG=490Ω）的灵敏电流计与分压电阻串联而改装成3V 量程的电压表，分压电阻应选电阻箱
（选填“
”或“
”），其连入电路的阻值为 Ω。
【答案】 0.382（0.381~0.385）
最右端
R2
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R3 14510
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数：固定刻度读数+可动刻度读数（可估读）则有0+38.2 0.01mm=0.382mm
（0.381~0.385）mm。
(2)[2]最大电流为
所以电流表量程选用
，待测电阻较小根据“大内小外”规律采用伏安法外接法，控制电路采用限
流式控制电路，滑动阻器选比待测电阻略大几倍的可变电阻
，电路图如下。
[3]闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于最右端，使电路中的电流从最小开始调节。
(3)[4]由欧姆定律与电阻定律有
，
，
解得金属丝电阻率为
。
(4) ①[5]使用半偏法测量其电阻，电动势越大，可变电阻越大，误差越小，因为可变电阻越大，并联电阻
箱后总电流的影响才小，误差才小，所以选择可变电阻
。
④[6]将测出内阻（RG=490Ω）的灵敏电流计与分压电阻串联而改装成3V 量程的电压表，改装后的电压表
内阻为
所以电阻箱选用R3。
[7]电阻箱连入电路的阻值为
。
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6．某同学在学习多用电表后，自己动手改装了一个多用电表。改装后其内部结构如图所示。已知微安表
满偏电流为
，内阻为
，两个电源的电动势
。改装后通过控制开关
，使
该电表的电压挡有四个量程的档，开关S1 断开时电压表量程最小是
，量程最大的是
。
（1）由以上信息可知
，
。
（2）使用该电表的欧姆挡进行测量时，将
闭合，
接1 位置，此时对应的档挡是
档，现将
断开，
接2 位置，则对应的档挡应为 档（填“
”“
”“
”“
”）。
（3）将
闭合，
接1 位置，用欧姆挡
档去测一未知电阻
的阻值，若
，在测量电阻时，微
安表的指针偏转了满偏的三分之一，则
。
（4）在（3）的情况下，该同学发现该电池的电动势标值与实际值一致，内阻的标称值比实际值小，则
的测量值 （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
【答案】 900 9000
200 不变
【详解】（1）[1] [2] 电压表最小量程是
，最大量程是
，根据电压表的改装原理，得
解得
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（2）[3] 当
闭合时，将微安表改装成了大量程的电流表，量程为
闭合，
接1 位置时，设欧姆表内部总电阻为
，将
断开，
接2 位置时，设
欧姆表内部总电阻为
，有
设当微安表指针指同一电流
时，测量的电阻值分别为
和
，有
解得
所以当
闭合，
接1 位置，对应的档挡是
档时，将
断开，
接2 位置，所对应的档挡为
档。
（3）[4] 当
闭合，
接1 位置，对应的档挡是
档时，设欧姆表内部总电阻为
，微安表满偏电流
为
，测未知电阻
时，根据闭合电路欧姆定律，有
有
解得
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（4）[5]根据
可知，
只与电源电动势和满偏电流有关，电动势不变，
不变，测量值
不变。
03 创新类电学实验
7．小明同学要把一个电流计（满偏电流为1 mA，内阻未知）改装成一个量程为6 V 的电压表。为此，他
设计了图甲所示的实验电路图，先进行该电流计内阻值的测量。其中R1为总阻值较大的滑动变阻器。连接
好电路后，小明同学进行了如下实验操作：
①开关闭合之前将R1、R2调到最大值；
②只闭合开关S1，将R1由最大阻值逐渐调小，使电流计读数达到满偏电流Ig；
③保持R1不变，再闭合S2，调节电阻箱R2的值，使电流计读数等于
，同时记录下此时电阻箱的读数为
60 Ω。
(1)根据实验记录的数据，可求得待测电流计的内阻为 Ω；
(2)小明同学用测量值作为电流表的内阻，将电流表改装成量程为6 V 的电压表，需要串联一个R =
Ω 的电阻；
(3)小明同学用一个同量程的标准电压表与改装后的电压表并联进行校准，其中标准电压表示数如图乙所示
时，改装电压表的表盘如图丙所示，则改装后的电压表量程为 V（保留两位有效数字），改装电表
的量程发生偏差的可能原因是：电流计内阻测量值比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）；
(4)要达到预期改装目的，不重新测量电流计的内阻值，只需将阻值为R 的电阻换为一个阻值为kR 的电阻
即可，其中k = 。
【答案】(1)120
(2)5880
(3) 6.4 偏小
(4)
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【详解】（1）根据并联电路规律有
求得
（2）根据串联电路规律有
求得
（3）[1][2]由图乙和图丙可知，电流表指针指在表盘中央时对应的实际电压为3.2 V，故改装后的电压表量
程为
改装后的电压表的量程偏大，是因为所串联的电阻偏大，而所串联的电阻为
所以，造成改装后的电压表的量程偏大的原因是，电流计内阻测量值比真实值偏小。
（4）根据串联电路规律有
联立求得
8．某学习小组为研究一只标有“
”的小灯泡的伏安特性，要求测量尽量准确，器材除小灯泡、
开关
、导线外，实验室还提供器材如下：
A．电池组（电动势
，内阻较小）；
B．电流表
（满偏电流
，内阻为
C．电流表
，内阻约
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D．电阻箱
（阻值
E．电阻箱
（阻值
F．滑动变阻器
（阻值
G．滑动变阻器
（阻值
据此回答以下问题：
(1)为测量电压，需将
表改为
的电压表，因此应选择电阻箱 （选填“
”或“
”）与
表串联，阻值应调为
；
(2)请在图示虚线框内画出实验电路图（要求使测量尽量准确并标出相应仪器的符号） ；
(3)利用
表测得多组数据，在
图中描点如图所示，请在图中作出相应的
图线
为
表
的示数值，
为
表的示数值） ；
(4)由
图线可知，当
时，小灯泡的实际功率为
（结果保留两位有效数字）；
(5)若将该小灯泡直接接在一个电动势为3V、内阻为
的电池两端，则小灯泡的实际功率为
（结果保留两位有效数字）。
【答案】(1)
900
20
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(2)
(3)
(4)0.28
(5)0.46
【详解】（1）当电流满偏时，改装电压表两端的电压为6V，有
解得
因此应选择电阻箱
与
表串联，阻值应调为
。
（2）电路如图所示
（3）描点如图所示
21
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（4）由图可知，当通过小灯泡的电流为0.2A 时，流过A1的电流为1.4mA，则小灯泡的电压为
小灯泡的实际功率为
（5）根据
代入数据可得
又
，
联立解得
故在
图中由作出E=3V 电源的图线，如图所示
22
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图线其与小灯泡的
图线交点即为灯泡的工作点，可得交点为
，则小灯泡的实际功率为
9．小华利用如图所示的电路图来测量两个电流表的内阻以及电源的电动势和内阻。
可供选择的器材有：
A．两个内阻不大于10Ω 的待测电流表A1、A2（量程均为0~100mA）
B．定值电阻R0=10Ω
C．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）
D．滑动变阻器R2（最大阻值为200Ω）
E.电源E（电动势约为1.5V，内阻r 约为1Ω）
F.开关导线若干
(1)为了方便准确地测量两个电流表的内阻，滑动变阻器R 应该选 。（填写器材前的字母代号）
(2)将滑动变阻器的滑片滑到最左端，闭合开关S1、S2，将单刀双掷开关K 拨到2，调节滑动变阻器，得到
电流表A1、A2的示数分别为I1=40.0mA、I2=80.0mA。然后将单刀双掷开关K 拨到1，调节滑动变阻器，得到
电流表A1、A2的示数分别为
、
。则电流表A1的内阻为 Ω，电流表A2的内阻
为 Ω。（结果均保留三位有效数字）
(3)将滑动变阻器的滑片滑到最左端，然后断开单刀双掷开关K，断开开关S2，记录此时电流表A2的示数为
I3=58.0mA，然后将滑动变阻器的滑片滑到中间位置，记录电流表A2的示数为I4=72.0mA，则可以得到电源
的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果均保留三位有效数字）
【答案】(1)C
(2) 10.0 5.00
(3) 1.49 0.714
【详解】（1）由于滑动变阻器是分压式接法，如果选最大阻值为200Ω 的滑动变阻器，调节将会不方便，
因此选最大阻值为10Ω 的滑动变阻器，故选C。
23
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（2）[1][2]根据
、
这两个示数，根据串并联电路特点可得
解得电流表A1的内阻
根据
、
这两个示数，根据串并联电路特点可得
解得电流表A2的内阻
（3）[1][2]滑动变阻器的最大值为
，由闭合电路的欧姆定律，得
联立并代入数据，解得
E=1.49V
r=0.714Ω
1．某实验小组研究一个额定电压为
（常温下电阻约6 欧）的小灯泡的伏安特性。用电流表、电压表、
滑动变阻器（最大电阻为
）、电动势为6V 的电池（内阻不计）、定值电阻
、开关和导线等组成图1
所示的实验电路。电表均为理想电表，实验要求小灯泡两端电压从0 开始变化。
24
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回答下列问题：
(1)根据实验要求，完成图1 中的实物连线 。
(2)闭合开关S 前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 （填“a”或“b”）端。
(3)将滑动变阻器的电阻调至最大时，灯泡与滑动变阻器并联的总电阻为
，小灯泡恰好正常发光，则
定值电阻
保留2 位有效数字）。
(4)小组通过实验作出小灯泡的
图线如图2 所示，结合
信息可知，滑动变阻器最大电阻
保留2 位有效数字）。
(5)将小灯泡与另一电源（电动势
、内阻
、
的定值电阻构成图3 所示的电路，闭合
开关S，小灯泡工作的实际功率约为 W 保留2 位有效数字）。
【答案】(1)
(2)a
(3)5.2
(4)10
(5)0.28
【详解】（1）实验中要求小灯泡两端电压从0 开始，滑动变阻器应采用分压式接法，连接方法如图所示。
25
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（2）闭合开关S 前，要保证小灯泡所在支路电压（或电流）为零，滑动变阻器滑片应置于a 端。
（3）将滑动变阻器的电阻调至最大时，小灯泡恰好正常发光，说明灯泡两端电压为
，又灯泡与滑动
变阻器的并联电阻值为
，由分压原理，知
解得
（4）由下图可知，小灯泡正常工作时的电流
，电阻定义式得
由并联电阻关系式得
解得
（5）将定值电阻R 看作电源的内阻，在小问4 题图中作出该电源的
图线，即关系式为
I
它与小灯泡的
图线相交于点
，则小灯泡在该电路中工作时的实际功率为
26
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2．某同学想把量程为500μA 但内阻未知的微安表G 改装成量程为3V 的电压表，他先测量出微安表G 的内
阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准电压表，对改装后的电压表进行检测。实验中可供选择的器
材有：
A．滑动变阻器R1（0~5kΩ）
B．滑动变阻器R2（0~20kΩ）
C．电阻箱
（0~9999.9Ω）
D．电源E1（电动势为9V）
E.电源E2（电动势为1.5V）
F.开关、导线若干
具体实验步骤如下：
a.按如图甲所示的电路图连接好线路；
b.将滑动变阻器R 的阻值调到最大，闭合开关
后调节R 的阻值，使微安表G 的指针满偏；
c.再闭合开关
，保持R 不变，调节
的阻值，使微安表G 示数为300μA，此时
的示数为3000.0Ω。
回答下列问题：
(1)①为使闭合
后干路电流基本不变，图甲中电源应选 （填“E1”或“E2”），滑动变阻器应选
（填“R1”或“R2”）；
②由实验操作步骤可知，微安表G 内阻的测量值为 ，与微安表内阻的真实值相比 （填“偏
大”“相等”或“偏小”）；
(2)若按照（1）中测算的
，将上述微安表G 改装成量程为3V 的电压表，需要串联一个阻值为 的电
阻；
(3)用如图乙所示电路对改装电压表进行校对，由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为1.5V 时，改
27
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装电压表中微安表G 的示数为245μA。为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，R0的阻值应
调至 Ω（结果保留两位小数）。
【答案】(1) E1 R2 2000.0 偏小
(2)4000.0/4000
(3)3877.55
【详解】（1）①[1][2]若闭合
后干路电流基本不变，即闭合闭合
前后，电路总电阻近似不变，即电阻
箱的并联后对电路电子影响可以忽略，可知，滑动变阻器接入电阻远远大于微安表G 的内阻，即有
利用题中所给数据可知，电源电动势若选择9V，滑动变阻器接入电阻近似为18kΩ，电源电动势若选择
1.5V，滑动变阻器接入电阻近似为3kΩ，为了减小实验的系统误差，滑动变阻器接入应18kΩ，即滑动变阻
器选择R2，电源选择E1。
②[3]结合上述，闭合
后干路电流基本不变，即等于微安表的满偏电流，令Ig=300µA，则有
解得
[4]由于闭合
后，近似认为干路电流不变，即认为通过电阻箱的电流为
500µA-300µA=200µA
电阻箱的并联使得电路实际总电阻减小，干路电流比微安表的满偏电流大一些，即实际通过电阻箱的电流
比200µA 大一些，结合上述可知，微安表内阻的测量值与真实值相比偏小。
（2）将上述微安表G 改装成量程为3V 的电压表，需要串联电阻的阻值为
（3）当标准电压表示数为1.5V 时，改装电压表中微安表G 的示数为245μA，则有
1.5V 是改装电压表的量程的一半，微安表的量程为500μA，为了为了尽量消除改装后的电压表测量电压时
带来的误差，此时需要使微安表的示数变为250μA，则有
28
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结合上述解得
3．学习小组想尽量准确测量一定值电阻的阻值
。实验室提供了以下器材：
A．待测电阻
B．标准电池E，电动势E 未知，内阻不计
C．电流表A，内阻
未知 D．电阻箱R E．开关及导线若干
(1)实验电路图如图1 所示，请用笔画线代替导线，在图2 中连接实物图 。
(2)先把电阻箱阻值调到 （选填“最大”或“最小”），闭合开关
、
，调节电阻箱阻值，读出电
流表示数
，再断开开关
，读出电流表示数
。某次实验，电流表示数如图3 所示，则读数为
mA。
(3)改变电阻箱的阻值R，测得多组
、
值，以
为纵轴，以R 为横轴建立直角坐标系，画出
及
图如图4 所示，得到两条平行的直线，测得直线的斜率均为k，纵截距分别为
、
。则标准电池的
电动势
，电流表内阻
，待测电阻
。（均用含k、
、
的式子表示）
29
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(4)由于电池有内阻，则电动势的测量值 实际值，电流表内阻的测量值 实际值，待测电阻的测
量值 实际值。（均选填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】(1)
(2) 最大 66
(3)
(4) 等于 大于 等于
【详解】（1）实物连线如图；注意电流从电流表正接线柱流入；
（2）[1]为避免电路接通后，回路电流过大，超过电流表量程，应先把电阻箱阻值调到最大，再闭合开关。
[2]电流表的最小分度为2mA，则读数为66mA。
（3）由闭合电路欧姆定律，开关
闭合时，待测电阻
被短路，有
等式两边同时取倒数有
30
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可知
图线的斜率
可得标准电池的电动势
图线的纵截距
可得电流表内阻
开关
断开时，有
等式两边同时取倒数，有
图线的纵截距
可得待测电阻
（4）[1][2]若电池有内阻r，由闭合电路欧姆定律，开关
闭合时，有
有
可知电动势的测量值等于实际值，电流表内阻的测量值为
，大于实际值。
31
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[3]开关
断开时，有
可得待测电阻
则待测电阻的测量值等于实际值。
4．某实验小组的同学为了测量电源的电动势和内阻，设计了图甲所示的电路图。已知电流表的量程为
、内阻为
，电阻箱
最大阻值
，电阻箱
最大阻值
。
请回答下列问题。
(1)用笔画线代替导线完成图乙中的实物图连线。
(2)为了完成实验，该小组的同学将电流表改装成3V 量程的电压表（改装后可看成理想电表），则电阻箱
的阻值应调为
；实验时，将电阻箱
调到合适阻值
，闭合
，将单刀双掷开关拨到a 位置，
电流表读数为
，然后将单刀双掷开关拨到b 位置，电流表的读数为
，则定值电阻
。
(3)闭合
，将单刀双掷开关拨到a 位置，调节电阻箱
，记录
的阻值和对应的电流表的示数I，作出
图像如图丙所示，则电源的电动势
，内阻
。（用已知量和图中所给量表示）
【答案】(1)如图所示
32
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(2) 149990
(3)
【详解】（1）实物连线如图
（2）[1]由电表的改装原理可知，有
解得
[2]闭合
，单刀双掷开关拨到a 位置，电流表的读数为
，则电阻箱
两端的电压为
单刀双掷开关拨到b 位置，读出电流表的示数
，则路端电压为
33
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通过定值电阻
的电流为
定值电阻
的阻值为
联立以上解得
（3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
结合图丙得
解得
5．某同学为研究小灯泡的伏安特性曲线，利用实验室提供的器材进行实验。器材如下：电池组（电动势
为E=3V，内阻为r=2Ω）；
多用电表（可测电压、电流和电阻）；
电流表A（量程为0~0.3A，内阻极小）；
电压表V（量程为0~0.3V，内阻未知）；
电阻箱R（阻值范围为0~9999.9Ω）；
滑动变阻器
（阻值范围为0~10Ω）；
34
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开关S，导线若干。
实验步骤如下：
（1）用多用电表的欧姆挡测定电压表V 的内阻。若将选择倍率的旋钮拨至“×100Ω”挡，测量时指针如图
甲所示，则电压表V 的内阻为 Ω。
（2）将电压表V（精确测量其内阻即为步骤（1）中所测数据）改装成量程为0~3V 的电压表。具体操作为：
将电阻箱R 与电压表V （填“串联”或“并联”），调节电阻箱R 使其阻值为 Ω。
（3）利用如图乙所示电路，测得多组数据，作出
图像（电压表V 的表盘没有改变，示数为U；电流
表A 的示数为I）如图丙所示。
（4）将两个完全相同的上述小灯泡串联后连接到实验所用电池组两端，每个小灯泡消耗的电功率为
W（保留3 位有效数字）。
【答案】 1100 串联 9900.0 0.260
【详解】（1）用多用电表的欧姆挡测定电压表V 的内阻为
（2）将电压表V 改装成量程为0~3V 的电压表。具体操作为：将电阻箱R 与电压表V 串联得
其中U 是电压表V 的电压，
是电压表V 的内阻，电阻箱R 的阻值为
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（4）将两个完全相同的上述小灯泡串联后连接到实验所用电池组两端，则
其中
联立解得
代入数据有
将此关系画在答图7 上
交点坐标为
（0.128V~0.132V），
（0.198A~0.202A），故每个小灯泡消耗的电功率为
6．为了精确测量某待测电阻Rx 的阻值（约为30 Ω）。有以下一些器材可供选择。
电流表A1（量程0 ~ 3 A，内阻r1约0.12 Ω）；
电流表A2（量程0 ~ 30 mA，内阻r2为12 Ω）；
电压表V1（量程0 ~ 15 V，内阻很大）；
电压表V2（量程0 ~ 3 V，内阻很大）；
电源E（电动势约为3 V，内阻约为0.2 Ω）；
定值电阻R2（12 Ω，允许最大电流2.0 A）；
定值电阻R3（30 Ω，允许最大电流2.0 A）；
滑动变阻器R1（0 ~ 1 kΩ，允许最大电流0.5 A）；
滑动变阻器R（0 ~ 10 Ω，允许最大电流2.0 A）；
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单刀单掷开关S 一个，导线若干。
(1)电流表应选 ，电压表应选 ，滑动变阻器应选 。（填字母代号）
(2)请在方框中画出测量电阻Rx 的实验电路图。（要求测量值的范围尽可能大一些所用器材用对应的符号
标出）
(3)某次测量中电压表示数为U1时，电流表示数为I1，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx = 。
【答案】(1) A2 V2 R
(2)见解析
(3)
【详解】（1）[1]因为电源电动势约为3 V，若直接测量Rx，电路中的最大电流近似为
为确保电流表的精度，电流表不能够选择0 ~ 3 A 量程，即电流表不能够选择A1，若电流表选择A2，其量程
0 ~ 30 mA 过小，需要改装成较大量程的电流表，可以将定值电阻R2与已知内阻的电流表A2并联，由于电
流表内阻A2与定值电阻R2阻值相等，则改装电流表的量程为0 ~ 60 mA，但是，由于直接测量Rx，电路中
的最大电流近似为100 mA，为了进一步减小电流表测量误差，需要将定值电阻R3与待测电阻Rx串联作为
一个整体，此时通过该整体的最大电流近似为
此时，电流表的安全与精度均能够得到保障，结合上述可知，电流表选择A2；
[2]因为电源电动势约为3 V，所以被测电阻两端电压不会超过3 V，为了确保电压表的安全与精度，电压表
选择量程0 ~ 3 V，即电压表选择V2；
[3]实验中要求测量值的范围尽可能大一些，可知，控制电路应采用滑动变阻器分压式接法，为了确保实验
数据的连续性强一些，滑动变阻器总阻值选择小一些，滑动变阻器应选择总阻值0 ~ 10 Ω，即滑动变阻器
应选R。
（2）结合上述可知，滑动变阻器应该选用R，控制电路采用滑动变阻器分压式接法，由于实验要求精确测
量待测电阻Rx的阻值，而电流表内阻已知，测量电路采用电流表内接法，为了确保电流表的安全与测量精
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度，结合上述，先将电流表A2与定值电阻R2改装成较大量程的电流表，同时需要将定值电阻R3与待测电
阻Rx串联作为一个整体，作出电路图，如图所示
（3）某次测量中电压表示数为U1时，电流表示数为I1，则有
解得
7．干电池用久后通常电动势会减小，内阻增大。某同学利用电流传感器（可以看成理想电流表）、定值
电阻R0、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)若定值电阻R0=1Ω，令
，
，由图乙中实验图线a 的拟合方程
可得，电池a 的电动
势Ea= V，内阻ra= Ω（结果均保留2 位有效数字）。
(2)根据图乙可以判断，图线 （选填“a”或“b”）对应的是新电池。
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(3)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y—x 图线
如图丙所示，则图线最高点A 的坐标值应为x= Ω，y= W（结果均保留2 位有效数
字）。
【答案】(1) 1.4 2.0
(2)b
(3) 2.0 0.25
【详解】（1）[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
（2）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；
（3）[1][2]分析题图中电路可知，外电路的用电器为电阻R 和R0，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
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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
8．某同学想把量程为0~3mA 但内阻未知的毫安表G 改装成量程为0~30mA 的电流表A1；他先测量出毫安
表G 的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准电流表A，对改装后的电流表进行检测，具体实验
步骤如下：
①按如图甲所示的电路图连接好线路；
②将滑动变阻器R 的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R 的阻值，使毫安表G 的指针满偏；
③闭合开关S2，保持R 不变，调节电阻箱
的阻值，使毫安表G 的示数为2mA，此时
接入电路的阻值为
1800Ω。
回答下列问题：
(1)由实验操作步骤可知，毫安表G 内阻的测量值
Ω，该测量值 （填“大于”“小于”或
“等于”）毫安表内阻的真实值。
(2)若按照（1）中测算的
，将上述毫安表G 改装成量程为0~30mA 的电流表，需要 （填“串联”
或“并联”）一个阻值为
Ω 的电阻。
(3)用如图乙所示的电路对改装后的电流表进行校准，由于内阻测量时造成的误差，当标准电流表的示数为
30mA 时，改装电流表中毫安表G 的示数为2.9mA。为了尽量消除改装后的电流表测量电流时带来的误差，
的阻值应调至 Ω。（结果保留整数）
40
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(4)在如图甲所示的电路图中，为减小系统误差，下列操作正确的是_______。（填正确答案标号）
A．减小R 的总阻值
B．增大R 的总阻值
C．选择电动势较大的电源
D．选择电动势较小的电源
【答案】(1) 900 小于
(2) 并联 100
(3)104
(4)C
【详解】（1）[1]因表头满偏时电流较小，故当其满偏时
接入电路的电阻比表头内阻大得多，所以闭合
，保持
不变，调节
的阻值使表头示数为
时，干路电流几乎没有变化，由并联电路特点可知
解得
[2]由于
与表头并联导致整个回路总电阻变小，干路的实际电流大于
，由公式
可得测量值
小于真实值。
（2）[1]由电路知识可知，为扩大表头测量电流的量程应该并联一个电阻分流。
[2]由并联电路特点可得
解得
（3）设
阻值调至
，由并联电路特点得
两式相比解得
41
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（4）本实验成功的关键是
接入回路的电阻比表头所在局部的电阻大得多，这样就可以保证在
与表头
并联对干路电路的影响足够小，由于表头满偏电流一定，故而电源的电动势越大，
接入干路的阻值就可
以越大，实验的系统误差就越小，故C 正确。
故选C。
9．李华同学查阅资料：某金属在
内电阻值
与摄氏温度的关系为
，其中
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
和
值。可提供的实验器材有：
A．干电池（电动势约为
，内阻不计）
B．定值电阻
（阻值为
）
C．定值电阻
阻值为
）
D．滑动变阻器
（阻值范围
）
E．滑动变阻器
（阻值范围
）
F．电流计
（量程
，内阻约
）
G．电阻箱
（最大阻值为
）
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：
42
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（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“
”或“
”）端。
（2）将电阻箱的阻值调为
，闭合开关
，读出电流计
的示数，再闭合开关
，调节电阻箱的阻值，
直至闭合
前、后电流计
的示数没有变化，此时电阻箱的示数为
，则电流计
的内阻为
。
（3）利用上述电流计
及电路测量该金属的电阻
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
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
的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数
和温度；
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
和温度的多组数据．
（4）以电阻箱的示数
为纵轴，温度为横轴，作出图像如图乙所示，则该金属电阻在0℃时的阻值为
，温度系数为
。（结果用
表示）
【答案】
450
【详解】（1）[1][2]
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
。
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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
10．单股单芯的电线根据其铜芯的横截面积可分为“1.5 平方（毫米）”、“2.5 平方（毫米）”、“4 平
方（毫米）”等规格，家庭照明电路一般选用1.5 平方（毫米）的电线。小东同学家里在做电路改造，为
了检验家里购买的“1.5 平方（毫米）”电线铜芯是否合格，他从刚购买的电线中取米一圈进行检测。已
知铜的电阻率
。
该同学手头有以下器材可供选择：
待测电线
：铜芯长度为L，直径为d
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电流表
：量程为
，内阻
电流表
：量程为
，内阻
电阻箱
：最大阻值为
定值电阻
：阻值为
滑动变阻器
：最大阻值为
电池：电动势
，内阻r 很小
开关K 一个、导线若干。
(1)剥去部分电线的外皮，用螺旋测微器测铜芯的直径d，示数如图1 所示，则
。
(2)接着，小东设计电路测量电线铜芯的电阻
。为了提高精确度，小东先用多用电表的欧姆挡估测待测电
线的电阻
，发现不管使用欧姆挡的哪个倍率挡，指针的偏角都太大，且示数几乎接近
，于是小东将
定值电阻
与
串联后用欧姆挡“
”挡进行测量，读数如图2 所示，则
的值约为
。
(3)小东设计如图3 所示的电路精确测量
的阻值。为了提高测量的精确度，图中电流表A 小东应选
（选填“
”或“
”），请再从以上器材中选出合适的器材，在虚线框内补充完整电路图，并标明所
用器材的代号 。
(4)若电路设计中使用到电流表
、
、电阻箱，某次其示数分别用
、
、
表示，则电线铜芯的电阻
率
（用题中物理量的字母表示）。计算该值，然后将该值与铜的电阻率进行比较，即可推
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断铜线是否合格。
(5)判断导线是否合格，还可以采用比较同长度导线电阻的方法。若相同长度的待检测电线的电阻小于等于
标准铜导线的电阻，可判断该电线合格。已知长度为
的1.5 平方毫米标准铜导线的电阻为
，若
实验中测得
待检测电线的电阻值与（2）中
值相同，则该待检测电线 （选填“合格”或
“不合格”）。
【答案】(1)1.387/1.388
(2)1
(3)
(4)
(5)不合格
【详解】（1）螺旋测微器读数为
由于最后一位是估读，所以读数为
或
均可。
（2）欧姆表读数为
（3）[1]根据
若选电流表
，则通过电流表的最大电流为
若选电流表
，则通过电流表的最大电流为
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结合两个电流表的量程，为了提高测量的精确度，电流表选择
。
[2] 虚线框内应该是电压表，选项中无电压表所以需要用电流表A2进行改装，电流表A2直接改装成电压表
量程为
小于电源的电动势，所以应使电流表A2串联一个电阻，根据题目给的仪器，应使电流表A2串联电阻箱，设
将电阻箱阻值调到有
，则
解得
在电阻箱的阻值调节范围内，所以补充的电路图为
（4）根据欧姆定律，可得
根据电阻定律，有
联立解得
（5）长度为1m 标准铜导线电阻为
长度为1m 的待测导线电阻为
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所以该待检测电线不合格。
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