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专题20 电学实验
目录
01 考情透视·目标导航..............................................................................................3
02 知识导图·思维引航..............................................................................................4
03 核心精讲·题型突破..............................................................................................5
题型一 电学基本仪器的使用和读数、电表改装................................................................................5
【核心精讲】...........................................................................................................................................................................5
考点1 电学基本仪器的使用和读数............................................................................................................................5
考点3 常见电学量的直接测量与间接测量方法....................................................................................................6
考点4 电表改装.................................................................................................................................................................6
考点5 练习使用多用电表..............................................................................................................................................7
【真题研析】...........................................................................................................................................................................8
【命题预测】...........................................................................................................................................................................8
考向1 电学基本仪器的使用和读数......................................................................................................................11
考向2 电表改装............................................................................................................................................................11
考向3 练习使用多用电表.........................................................................................................................................13
题型二 以测电阻为核心的电学实验...............................................................................................15
【核心精讲】.........................................................................................................................................................................15
考点1 电阻测量类实验问题及相关创新方案对比.............................................................................................15
1
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考点2 导体电阻率的测量............................................................................................................................................16
【真题研析】.........................................................................................................................................................................18
【命题预测】.........................................................................................................................................................................24
考向1 电阻及电阻率类测量实验.............................................................................................................................24
题型三 以测电源电动势为核心的电学实验.....................................................................................29
【核心精讲】.........................................................................................................................................................................29
考点1 电源的电动势和内电阻类测量的常见问题..............................................................................................29
考点2 测定电池的电动势和内阻.............................................................................................................................30
【真题研析】.........................................................................................................................................................................33
【命题预测】.........................................................................................................................................................................36
考向1 测量电源的电动势和内阻.............................................................................................................................36
题型四 电学其他实验.....................................................................................................................41
【核心精讲】.........................................................................................................................................................................41
考点1 观察电容器的充、放电现象.........................................................................................................................41
考点2 探究电磁感应的产生条件.............................................................................................................................41
考点3 探究感应电流方向的规律.............................................................................................................................42
考点4 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系.............................................................................................42
【真题研析】.........................................................................................................................................................................43
【命题预测】.........................................................................................................................................................................46
考向1 观察电容器的充、放电现象.........................................................................................................................46
考向2 探究电磁感应的产生条件.............................................................................................................................49
考向3 探究感应电流方向的规律.............................................................................................................................50
考点4 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系.............................................................................................51
2
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命题统计
命题要点
2024
2023 年
2022 年
热
考
角
度
电学基本仪器
的使用和读
数、电表改装
2024•福建•电学基本仪器的
使用和读数、2024•湖南•电
学基本仪器的使用和读数、
2024•浙江•练习使用多用电
表
2023•浙江•电学基本仪器的使用和读
数、2023•海南•电学基本仪器的使用和
读数、2023•山东•电学基本仪器的使用
和读数
2022•全国乙卷•电学基本仪
器的使用和读数、2022•福
建•电学基本仪器的使用和读
数、2022•辽宁•电表改装、
2022•湖南•电表改装
以测电阻为核
心的电学实验
2025•浙江•电阻及电阻率类
测量实验、2024•福建•电阻
及电阻率类测量实验、2024•
江西•电阻及电阻率类测量实
验、2024•山东•电阻及电阻
率类测量实验、2024•湖南•
电阻及电阻率类测量实验、
2024•新疆河南•电阻及电阻
率类测量实验、2024•江苏•
电阻及电阻率类测量实验
2023•河北•电阻及电阻率类测量实验、
2023•广东•电阻及电阻率类测量实验、
2023•天津•电阻及电阻率类测量实验、
2023•北京•电阻及电阻率类测量实验、
2023•海南•电阻及电阻率类测量实验、
2023•辽宁•电阻及电阻率类测量实验、
2023•全国乙卷•电阻及电阻率类测量实
验、2023•全国甲卷•电阻及电阻率类测
量实验、2023•浙江•电阻及电阻率类测
量实验、2022•北京•电阻及电阻率类测
量实验
2022•山东•电阻及电阻率类
测量实验、2022•全国甲卷•
电阻及电阻率类测量实验、
2022•全国乙卷•电阻及电阻
率类测量实验、2022•浙江•
电阻及电阻率类测量实验、
2022•湖北•电阻及电阻率类
测量实验
以测电源电动
势为核心的电
学实验
2024•北京•测量电源的电动
势和内阻、2024•甘肃•测量
电源的电动势和内阻、2024•
辽宁•测量电源的电动势和内
阻
2023•浙江•测量电源的电动势和内阻、
2023•湖北•测量电源的电动势和内阻
2022•天津•测量电源的电动
势和内阻、2022•福建•测量
电源的电动势和内阻
电学其他实验
2024• 重庆• 观察电容器的
充、放电现象、2024•海南•
观察电容器的充、放电现
象、2024•浙江•观察电容器
的充、放电现象、2024•北
京•探究感应电流方向的规律
2023•福建•观察电容器的充、放电现
象、2023•山东•观察电容器的充、放电
现象、2023•新课标卷•观察电容器的
充、放电现象
命题规律
①常见仪器的读数②以电阻、电阻率测量为核心的电学实验③以测量电源电动势及内阻为核心的电学
实验④观察电容器的充、放电⑤感应电流方向的探究和变压器两端电压与匝数的关系的探究⑥实验数
据处理、误差分析及实验注意事项⑦电路连线
考向预测
本专题属于热点、难点内容；高考命题以实验题的形式出现；电学实验通常以教材内的实验为主，基
本的实验仪器使用、读数、电路连线、实验数据处误差分析及实验注意事项考查；实验改进及优化
命题情境
以课内要求必做实验为基础的考查，涉及与实验相关的利用生活中的器材进行电学实验探究的考查
常用方法
控制变量法；等效替代法；转换测量对象法；半偏法；电桥法
3
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4
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题型一 电学基本仪器的使用和读数、电表改装
考点1 电学基本仪器的使用和读数
1. 不需要估读的测量仪器：游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估
读或按半刻度估读。
2. 电流表、电压表的使用和读数
电流表量程一般有两种——0.1~0.6A，0~3A；电压表量程一般有两种——0~3V，0~15V
电压表、电流表若用0~3V、0~3A 量程，其最小刻度（精确度）分别为0.1V、0.1A，为10 分度仪表
读数，读数规则较为简单，只需在精确度后加一估读数即可。
电压表若用0~15V 量程，则其最小刻度为0.5V，为2 分度仪表读数，所读数值小数点后只能有一位小
数，也必须有一位小数。
3. 电阻箱
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右图中的电阻箱有6 个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值（都为整数）
乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到这时电阻箱的实际阻值。
考点3 常见电学量的直接测量与间接测量方法
1.直接测量量
基本物理量
测量仪器
电学
电阻（粗测）
欧姆表、电阻箱
电流
电流表
电压
电压表
2.间接测量量
待测物理量
基本测量方法
电
学
电阻（精确测
量）
①根据
转化为测量U、I（伏安法）；②电阻箱（半
偏、替代）
电功率
根据P=IU 转化为测量U、I
电源电动势
根据E＝U＋Ir 转化为测量U、I
考点4 电表改装
1. 关于电表改装的四点提醒
1) 电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头看成一个电阻Rg即
可.
2) 无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流并
不改变.
3) 由改装后电压表的内阻RV＝R 串＋Rg＝nRg(其中
)可知，电压表量程越大，其分压电
阻R 越大，电压表内阻
R V 越大
.
6
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4) 由改装后电流表的内阻
(其中
)可知，电流表的量程越大，
其分流电阻R 并越小，电流表的内阻
R A 越小.
考点5 练习使用多用电表
1.认识多用电表
1) 多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量项目都有几个量程．
2) 外形如图所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选
择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．
多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表
指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔)．
2. 多用电表测电压、电流和电阻的注意事项
1) 使用前要机械调零.
7
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2) 电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出.
3) 测电阻时注意：
①牢记两个调零过程，区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，
机械调零对应的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，欧姆调零对应的
是欧姆调零旋钮．
③测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零．
④手不能接触表笔的金属杆．
⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开．
⑥合理选择量程，使指针尽可能指在中值附近.
⑦读数时应乘相应的倍率.
⑧欧姆表的表盘刻度不均匀，一般不估读.
⑨中值电阻
R 中＝
R g＋
R ＋
r
1．（2024·福建·高考真题）（删减）某实验小组探究不同电压下红光和蓝光发光元件的电阻变化规律，并
设计一款彩光电路。所用器材有：红光和蓝光发光元件各一个、电流表（量程30mA）、电压表（量程
3V）、滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）、5 号电池（电动势1.5V）两节、开关、导线若干。
（3）某次电流表示数为10.0mA 时，电压表示数如图（b）所示，示数为 V
欧姆挡的使用
1) 选挡。一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200Ω 就应该选×10 的倍率。
2) 调零。
3) 将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。
4) 将指针示数乘以倍率，得测量值。
5) 将选择开关扳到OFF 或交流电压最高挡。用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍率；
如果指针偏转角度太大，应减小倍率。
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【考向】电表读数
【答案】2.82
【详解】（3）[2]电压表量程为3V，分度值为0.1V，所以图（b）所示电压表示数为2.82V；
2．（2022·辽宁·高考真题）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为
，内阻为
）改装成有两
个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻
，
。
（1）当开关S 接A 端时，该电流表的量程为
；
（2）当开关S 接B 端时，该电流表的量程比接在A 端时 （填“大”或“小”）
（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻
的阻值，设计了图（b）
中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用 （填“甲”或“乙”）电路可修正由电
表内阻引起的实验误差。
【考向】电表改装
【答案】 1 大 乙
【详解】（1）[1]由图可知当S 接A 时，R1和R2串联接入电路，和电流表并联，满偏时电流表两端的电
压为
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此时R1和R2的电流为
所以总电流为
即量程为0~1mA。
（2）[2]当开关S 接B 端时，由图可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当
电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大；所以比接在A 端时大。
（3）[3]图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由
于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实
验误差。
3．（2024·浙江·高考真题）在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中，
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用
挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现
电表指针均不偏转。选用挡 （选填”
”或“
”）重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极
性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 （选填“正极”或“负极”）。
(2)图（A）是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P 应连接 接
线柱（选填“a"“b”“c”或“d”），Q 应连接 接线柱（选填“a”、“b”、“c”或“d”）。某次选用
多用电表量程为50 mA 挡测量，指针如图（B）所示，则电流I= mA
(3)根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（C）所示，说明该二极管是 元件（选填“线性”或
“非线性”，正常发光时电压在 V 范围。
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【考向】练习使用多用电表
【答案】(1) ×1k 负极 (2) a d 45.0 (3) 非线性 1.9-2.5
【详解】（1）[1][2]指针未偏转，说明可能电阻过大，应换用
档继续实验；根据“红进黑出”原则
及二极管单向导电性可知红色表笔相连的是二极管负极。
（2）[1][2]实现电压可从零开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，P 应连接a；根据图C 可知电压表
选取
量程，故Q 接d；
[3]多用电表量程为50 mA，分度值为1mA，需要估读到0.1mA，故电表的读数为
（3）[1][2]根据图像可知I 随U 非线性变化，故说明该二极管是非线性元件，根据图像可知正常发光时
即有电流通过时电压在1.9V-2.5V 范围。
考向
1
电学基本仪器的使用和读数
1．（2025·河南郑州·一模）某兴趣小组利用铜片、锌片和苹果制作了苹果电池（电动势约1V），并分别
用图甲、图乙所示的两种实验电路测量这种电池的电动势E 和内阻r。
(1)图甲中电表为数字电压表，图乙中电表为电流表。某次实验中，电流表示数如图丙所示，请读数：
μA。
【答案】(1)150
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【详解】（1）由于电流表量程为0~300μA，所以每一小格为10μA，电流读数为150μA。
考向
2 电表改装
2．（2024·湖南衡阳·三模）某同学欲把一量程未知，内阻未知的电流表G 改装成一个量程为3V 的电压表。
(1)为测量电流表G 的量程，该同学设计了如图甲所示用半偏法测电流表量程和内阻的实电路。实验步骤如
下：
①把滑动变阻器的滑动触头滑到 端（填“a”或“b”）；
②闭合开关，调节滑动变阻器
滑片至中间位置附近某处，并将电阻箱阻值调到40Ω 时，电流表G 恰好满
偏，此时电压表V 的示数为1.5V；
③将电阻箱阻值调到
，微调滑动变阻器
滑片位置，使电压表V 示数为1.5V，电流表G 的指针恰好
半偏，由以上数据可得表头G 的内阻
Ω，表头G 的量程
mA。
(2)电流表G 改装成一个量程为3V 的电压表时，应该 联 Ω 的电阻。
(3)实验中用如图乙所示的电路校准改装后的电压表，当标准电压表为的读数为3.0V 时，电流表的示数如
图丙所示，此时电流表的读数为 mA，电压表的相对误差为 （
，
本问结果可用分数表示）。
【答案】(1) a 10 30 (2) 串 90 (3) 29.0
【详解】（1）实验开始时，测量电路上的电压应为0，因此滑动变阻器调到a 端；实验时，要保证测
量电路上电压不变。根据题意
12
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解得
，
（2）根据电压表的改装原理有
电流表G 改装成一个量程为3V 的电压表时应该串联的阻值为
（3）电流表的读数为29.0，改装后的电压表读数为
相对误差为
3．（2024·四川德阳·模拟预测）如图所示为一双量程（“×1”和“×10”）电阻表的内部电路图，当单刀双
掷开关
接1 时，电阻表的挡位为 （选填“×1”或“×10”），电阻调零后将待测电阻
接在
a、b 间，发现电流表指针偏转角很小，断开电路并将挡位换成另一挡位，再次电阻调零时，需将滑动变阻
器R 的滑片 （选填“向上”或“向下”）移动。一同学用改装好的电阻表按如图所示的电路与
二极管相连，电阻表的指针偏转角 （选填“很小”或“很大”）。
【答案】 ×1 向上 很大
【详解】[1]根据题意，由并联分流原理可得，当单刀双掷开关
接1 时，灵敏电流计与电阻R1R2组成
的电流表量程较大，内阻较小，所以组成的电阻表中值电阻小，电阻表档倍率小，为“×1”档。
[2]将挡位换成另一挡位，即将单刀双掷开关S 与1 接通换成与2 接通，电流表满偏时，干路电流减小了，
则调零时需增大滑动变阻器接入电路的电阻，即滑动变阻器R 的滑片向上移动。
[3]电阻档时，电流由红表笔流入黑表笔流出，对于二极管来说，是正向电流，所以电阻小，电阻表指
针偏转角大。
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考向
3 练习使用多用电表
4．（2025·浙江·模拟预测）在“用多用电表测量电学中的物理量”的实验中，某同学使用的多用电表的刻
度盘如图所示：
(1)关于多用电表的使用，下列说法中正确的是 ___________（选填选项前的字母）；
A．用电压挡测电压前，需调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度
B．多用电表没有OFF 挡，使用完后应将选择开关拨至交流电压最低挡
C．用欧姆挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越大
D．用欧姆挡测电阻时，改变不同倍率的欧姆挡，不需要重新进行欧姆调零
(2)在测量小灯泡的电阻时，黑表笔接触点的电势比红表笔 （选填“高”或“低”）；
【答案】(1)A (2)高
【详解】（1）A．用电压挡测电压前需要调零，需调整指针定位螺丝，使指针指到零刻，故A 正确；
B．多用电表没有OFF 挡，使用完后应将选择开关拨至交流电压最高挡，故B 错误；
C．用欧姆挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越小，故C 错误；
D．用欧姆挡测电阻时，改变不同倍率的欧姆挡，需要重新进行欧姆调零，故D 错误。
故选A。
（2）欧姆表的红表笔与其内置电源的负极相连接，黑表笔与欧姆表内置电源正极相连接，在测量小灯
泡的电阻时，黑表笔接触点的电势比红表笔高
5．（2025·云南昆明·一模）实验小组利用图甲所示的多用电表测量一电阻的阻值，主要操作步骤如下：
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(1)选用欧姆挡“×10”倍率进行测量时，发现多用电表指针位于图乙中a 位置，需重新选择 （填
“×1”或“×100”）倍率，并进行欧姆调零。
(2)关于欧姆调零，下列操作正确的是______。
A．红、黑表笔断开，调节“S”，使指针指到表盘左侧“0”刻度线处
B．红、黑表笔短接，调节“S”，使指针指到表盘右侧“0 Ω”刻度线处
C．红、黑表笔短接，调节“T”，使指针指到表盘右侧“0 Ω”刻度线处
(3)经正确操作后，多用电表指针位于图乙中b 位置，则该电阻的阻值为 Ω。（结果保留2 位有效数
字）
【答案】(1)×1 (2)C (3)28
【详解】（1）由于指针偏转幅度较大，说明待测电阻的阻值较小，为减小测量误差，需更换更小倍率
的挡位，故选择“×1”倍率。
（2）由题可知，S 为机械调零，T 为欧姆调零，欧姆调零时，应先将两表笔短接，再调节欧姆调零旋钮
T，使指针指在表盘右侧“0 Ω”刻度线处。
故选C。
（3）根据欧姆表的读数可得，待测电阻的阻值为28 × 1 Ω = 28 Ω。
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题型二 以测电阻为核心的电学实验
考点1 电阻测量类实验问题及相关创新方案对比
1. 常规电阻测量方法
伏安法测
电阻
，适合测量大电阻
，适合测量小电阻
导体电阻
率的测量
1.测电阻
2.测电阻率ρ，
，而
，
，联立得
2. 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
16
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半偏法
测量电流表内阻
闭合S1，断开S2，调节R1 使G 表满偏；再闭合
S2，只调节R2，使G 表半偏(R1≫R2)，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，当A、B 两点的电势相等时，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
3. 控制电路滑动变阻器的两种接法
限流式接法
分压式接法
对比说明
电路图
串、并联
关系不同
负载R 上电压调
节范围(不计电源
内阻)
RE
R+R0
≤U≤E
0≤U≤E
分压电路
调节范围大
闭合S 前触头位置b 端
a 端
都是为了
保护电路元件
说明
分压接法被测电阻上电压的调节范
围大。当要求电压从零开始调节连
续变化，或要求电压调节范围尽量
大时应该用分压接法。用分压接法
时，滑动变阻器应该选用阻值小
的；
限流式接法滑动变阻器应该选用阻
值和被测电阻接近的。
在限流、分压两种电路都满足实验要求时，由于限流电路结构简单，损耗的电功率
小，应优先选用限流接法。
考点2 导体电阻率的测量
1. 实验器材及原理图
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被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(0～50 Ω)，开关，导
线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺．
由
R=ρ l
S 得
ρ= RS
l = π dR
4 l
，因此，只要测出金属丝的长度l、直径d 和金属丝的电阻R，即可
求出金属丝的电阻率ρ.
2.注意事项
1)本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法．
2)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两
端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值．
3)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．
①用刻度尺测量电阻丝的直径
②用游标卡尺或螺旋测微器测量电阻丝的直径
4)在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用0～0.6 A 量程)，通电时间不宜过
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长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大．
5)若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能
地通过较多的点，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点应舍去．
3.误差分析
1) 金属丝直径、长度的测量、读数等人为因素带来误差．
2) 测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R 测<R 真，由R=ρ l
S ，
知ρ 测<ρ 真．
3) 通电电流过大，时间过长，致使金属丝发热，电阻率随之变化带来误差．
1．（2025·浙江·高考真题）某同学研究半导体热敏电阻（其室温电阻约为几百欧姆）
的阻值随温度规律，
设计了如图所示电路。器材有：电源E（
），电压表（
），滑动变阻器R（A：“
”或B：“
”），电阻箱
（
），开关、导线若干。
(1)要使cd 两端电压
在实验过程中基本不变，滑动变阻器选 （选填“A”或“B”）；
(2)正确连线，实验操作如下：
①滑动变阻器滑片P 移到最左端，电阻箱调至合适阻值，合上开关
；
②开关
切换到a，调节滑片P 使电压表示数为
；再将开关
切换到b，电阻箱调至
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，记录电压表示数
、调温箱温度
。则温度
下
（保留三位有效
数字）：
③保持
、滑片P 位置和开关
状态不变，升高调温箱温度，记录调温箱温度和相应电压表示数，得到不
同温度下
的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P 位置保持不变，给出另一种测量电阻
的简要方案。
【考向】电阻的测量
【答案】(1)A (2)157 (3)见解析
【详解】（1）要使得cd 两端电压U0在实验中基本不变，则滑动变阻器应该选择阻值较小的A；
（2）由电路可知
（3）题中滑片P 位置保持不变，则电阻箱R1与热敏电阻Rt两端电压之和保持不变，先让S2接a，此时
电压表读数为U，然后接b，读出电阻箱R1的读数和电压表读数U＇，可得
则以后保持S2接a，改变电阻箱的阻值R1，根据
可得热敏电阻Rt的值。
2．（2024·湖南·高考真题）某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图（a）所示
的装置。电阻测量原理如图（b）所示，E 是电源，V 为电压表，A 为电流表。
（1）保持玻璃管内压强为1 个标准大气压，电流表示数为100mA，电压表量程为3V，表盘如图（c）所
示，示数为 V，此时金属丝阻值的测量值R 为 Ω（保留3 位有效数字）；
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（2）打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I 不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值；
（3）根据测量数据绘制R—p 关系图线，如图（d）所示；
（4）如果玻璃管内气压是0.5 个标准大气压，保持电流为100mA，电压表指针应该在图（c）指针位置的
侧（填“左”或“右”）；
（5）若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值 真实值（填“大于”“小于”或“等
于”）。
【考向】电阻的测量
【答案】 1.23 12.3 右 小于
【详解】（1）[1]电压表量程为0—3V，分度值为0.1V，则电压表读数需估读一位，读数为1.23V，[2]
根据欧姆定律可知，金属丝的测量值
（4）[3]根据图（d）可知气压越小电阻越大，再根据U = IR
可知压强p 减小，则电阻R 增大，故电压增大，电压表的指针位置应该在题图（c）中指针位置的右侧。
（5）[4]电流表采用外接法会导致电压表分流，即
，
即I 测偏大，故R 测 < R 真。
3．（2024·江西·高考真题）某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自
来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下．为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。
（1）如图（a）所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得
水的截面宽
和高
。
（2）现有实验器材：电流表（量程
,内阻
）、电压表（量程
或
,内阻未知）、直
流电源
、滑动变阻器、开关和导线．请在图（a）中画线完成电路实物连接 。
（3）连接好电路，测量
的水在不同长度l 时的电阻值
。将水温升到
，重复测量。绘出
和
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水的
图，分别如图（b）中甲、乙所示。
（4）若
图线的斜率为k，则水的电阻率表达
（用k、d、h 表示）。实验结果表明，
温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。
（5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用
内直径为
的水管。若人体的安全电流为
，热水器出水温度最高为
，忽略其他电
阻的影响（相当于热水器
的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为
m。（保留两位有效数字）
【考向】电阻率的测量
【答案】
高 0.46
【详解】（2）[1]电源电动势为
，故电压表量程选择
；由于电流表的内阻已知，故采用电流表内
接时，可以消除系统误差，故电流表采用内接法，实物图如下：
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（4）[2]根据电阻定律
故可得
得
[3]电阻率越小更容易导电，根据图像可知
的水的电阻率更小，故可知温度高的水更容易导电。
（5）[4]根据前面分析可知
的水的电阻率为
故当选用内直径为
的水管。若人体的安全电流为
，接入电压
时，
得
，
解得水管的长度至少应设计为
4．（2024·山东·高考真题）某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下：
学生电源（输出电压0~16V）
滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）；
电压表V（量程3V，内阻未知）；
电流表A（量程3A，内阻未知）；
待测铅笔芯R（X 型号、Y 型号）；
游标卡尺，螺旋测微器，开关S，单刀双掷开关K，导线若干。
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回答以下问题：
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为 mm；
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S 后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将
单刀双掷开关K 分别掷到1、2 端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻
时应将K 掷到 （填“1”或“2”）端；
(3)正确连接电路，得到Y 型号铅笔芯I-U 图像如图丙所示，求得电阻RY= Ω（保留3 位有效数字）；
采用同样方法得到X 型号铅笔芯的电阻为1.70Ω；
(4)使用游标卡尺测得X、Y 型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm，使用螺旋测微器测得X、Y 型
号铅笔芯直径近似相等，则X 型号铅笔芯的电阻率 （填“大于”或“小于”）Y 型号铅笔芯的电阻
率。
【考向】电阻率的测量
【答案】(1)2.450 (2)1 (3)1.91 (4)大于
【详解】（1）根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数为
（2）由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电
阻时应将K 掷到1 端；
（3）根据图丙的I-U 图像，结合欧姆定律有
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（4）根据电阻定律
可得
两种材料的横截面积近似相等，分别代入数据可知
考向
1 电阻及电阻率类测量实验
1．（2025·全国·模拟预测）某兴趣小组利用实验室的器材进行电表内阻的测量实验。
(1)小组成员在实验室发现一个表盘数字被污渍遮挡的电压表，利用图1 中的电路图测量电压表量程。闭合
开关后，调节滑动变阻器
和电阻箱
，保持电流表满偏
，当
时，电压表指针偏转
了满偏的
，当
时，电压表指针偏转了满偏的
。则电压表量程为
，电流表内阻为
。
(2)小组成员选择完好的实验仪器，利用表盘如图2 所示的多用电表和图3 中的电路图测量另一电压表的内
阻（量程
，内阻约十几千欧）。
①利用多用电表的欧姆挡对电压表内阻进行粗测。将多用电表挡位调到欧姆 挡（填“
”或“
”），再将红表笔和黑表笔 ，调零后，将两表笔接在电压表正负接线柱上，读取多用电表读数，
电压表内阻约为
；
②按照图3 所示的电路图连接实验仪器后，闭合开关
，改变电阻箱阻值，读取多组电压表示数
与电阻
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箱阻值
，并绘制出
图像如图4 所示，图像斜率为
，纵截距为
，若已知电源电动势
，则电压
表内阻
，电源内阻对电压表内阻测量 （填“有”或“无”）影响。
【答案】(1) 15 1 (2) ×1k 短接
无
【详解】（1）[1][2]根据欧姆定律，有
，
解得
（2）①[1][2]多用电表欧姆挡在使用时，指针应尽可能在表盘中间区域，则挡位应调到欧姆“
”挡，
再将红黑表笔短接进行调零。
[3][4]
②
根据闭合电路欧姆定律有
变形得
则电压表内阻
电源内阻对电压表内阻测量无影响。
2．（2024·全国·模拟预测）某学习小组采用如图甲实验电路探究电流表内接法对电压测量的影响。其中电
源选择学生电源（电动势值拨至17 V，内阻可不计），电压表和电流表分别选用量程为0 ~ 20 V 挡和量程
0 ~ 200 mA 挡的数字多用电表。
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(1)按实验电路连接图乙中实验器材，图中导线A 应接在滑动变阻器的 （填“a”“b”“c”或“d”）接线
柱上。
(2)闭合开关S 前，将滑动变阻器的滑片P 移到最右端。当闭合开关S 后，小组同学发现无论如何移动滑片
P，数字电压表的示数都不为零，可能的原因是滑动变阻器的 （填“a”“b”“c”或“d”）接线柱接触不
良，造成断路。
(3)排除故障后，将滑动变阻器R0的滑片P 移到某位置点保持不动，调节电阻箱RL的阻值，读出三次电阻
箱阻值所对应电表的读数填入表中。
电阻箱RL阻值（Ω）
100.0
200.0
500.0
数字电压表读数U（V）
7.39
8.22
8.82
数字电流表读数I（mA）
71.99
40.70
17.60
RL两端的电压
7.199
8.140
8.800
电压测量误差
0.191
0.080
0.020
电压测量的相对误差
2.65%
0.98%
0.23%
从实验数据可得出电流表采用内接法时待测电阻阻值越大，对电压测量的影响 （填“越大”“越
小”或“无影响”）。
(4)善于观察分析的同学还发现在电源内阻不计的情况下，电阻箱接入电路的阻值越大，数字电压表读数越
大，分析主要的原因是 。
(5)从表中数字电压表的三组读数可以得出滑动变阻器的滑片P 移到该位置点保持不动时（不计电源内阻），
滑片P 与c 和d 的距离关系是Pc （填“大于”“等于”或“小于”）Pd。
【答案】(1)d (2)d (3)越小 (4)见解析 (5)小于
【详解】（1）对照实验电路图可知题图乙中导线A 应接在滑动变阻器的“d”接线柱上。
（2）当闭合开关S 后，小组同学发现无论如何移动滑片P，数字电压表的示数都不为零，可能的原因
是分压式接法变成了限流式接法，即滑动变阻器的“d”接线柱接触不良，造成断路。
（3）从实验数据电压测量的相对误差变化可得出电流表采用内接法时待测电阻阻值越大，对电压测量
的影响越小。
（4）电阻箱接入电路的阻值越大，数字电压表读数越大，原因是电阻箱接入电路的阻值越大，与滑动
变阻器Pd 段并联的总电阻越大，由闭合电路欧姆定律可知，并联部分获得的电压越大。
（5）电源电动势为17 V，若滑动变阻器的滑片P 置于正中间，电阻箱所在支路电阻无穷大的情况下，
电压表示数应为8.5 V，而实验中电阻箱RL阻值为500.0 Ω 时电压表示数为8.82 V，说明滑片P 不可能
置于中间位置，只能是与电阻箱并联部分的阻值大于滑动变阻器全部阻值的一半才可以，故可以得出滑
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动变阻器的滑片P 移到该位置点保持不动时，滑片P 与c 和d 的距离关系是Pc 小于Pd。
3．（2025·江西新余·一模）工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率，其中一个关键部件如图甲所示，
两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻，中间的液体即电阻的有效部分。小明想测量某导电
溶液的电阻率，在一透明塑料长方体容器内部左右两侧正对插入与容器等宽、与导电溶液等高的电极，两
电极的正对面积为S = 50 cm2，电极电阻不计。实验提供的器材如下：
电压表（量程15 V，内阻约为40 kΩ）；
电流表（量程300 μA，内阻约为100 Ω）；
滑动变阻器R（20 Ω，1 A）；
电池组（电动势E = 12 V，内阻r 约为6 Ω）；
单刀单掷开关一个；
导线若干。
(1)小明先用欧姆表粗测溶液电阻，选择欧姆×100 挡后测量结果如图乙所示，粗略测量电阻为 Ω（保
留2 位有效数字）。
(2)为了准确测量溶液电阻阻值，需测量多组电压表、电流表数据，请用笔画线代替导线，将图丙的实物电
路补充完整 。
(3)实验时，仅改变两电极间距d，测得多组U、I 数据，计算出对应的电阻R，描绘出如图丁所示的R − d
图线 ，由图像可得该导电溶液的电阻率ρ = Ω·m。（计算结果保留3 位有效数字）
d / cm
R/（×104 Ω）
10
0.8
20
1.7
30
2.4
36
2.9
46
3.6
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(4)小明在实验中未考虑电表内阻的影响，从原理看，他用图像法计算出的电阻率ρ 将 （选填“大
于”“小于”或“等于”）实际值。
【答案】(1)5.0 × 103
(2)
(3)
400
(4)等于
【详解】（1）小明先用欧姆表粗测溶液电阻，选择欧姆×100 挡后测量结果如图乙所示，粗略测量电阻
为Rx = 50 × 100 Ω = 5.0 × 103 Ω
（2）为了准确测量其阻值，并测量多组数据，则滑动变阻器应采用分压式接法，根据
所以应该选择电流表内接法，因此其实物图如图所示
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（3）[1]计算出对应的电阻R，描绘出如图丁所示的R − d 图线
[2]根据
可得
结合图像可得
解得该导电溶液的电阻率ρ = 400 Ω·m
（4）若考虑电表的内阻，有
由于该实验中是通过图像的斜率去求电阻率，而斜率与电流表内阻无关，因此计算结果与真实值相比会
不变。
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题型三 以测电源电动势及内阻为核心的电学实验
考点1 电源的电动势和内电阻类测量的
常见
问题
测量电源的
电动势和内
电阻
伏安法
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
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)
测量电源的
电动势和内
电阻
伏阻法
1.原理：
2.关系式：
3. 误差分析：E
测<E
真，r
测<r
真 (
)
安阻法
1.原理：E＝IR＋Ir
2.关系式：
或
3.误差分析：E 测＝E 真，r 测>r 真 (r 测＝r＋
RA)
考点2 测定电池的电动势和内阻
方案一 伏安法测电源的电动势和内电阻
1. 实验器材及原理图：干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺．
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2.实验数据处理
1)列方程组，解出E、r，并多次测量求平均值．
2)用作图法处理数据，如图所示．
①
图线与纵轴交点为电源电动势
E ；
②
图线斜率的绝对值为内阻
r .
3.误差分析
1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I 图像时描点不准确．
2)系统误差：
Ⅰ、方法一 若采用甲图电路，电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表的分流越多，
对应的I 真与I 测的差越大，IV＝.其中U－I 图像如图乙所示．
结论：E 测<E 真，r 测<r 真．
方法二 等效电源法：如图甲所示，E 测＝E 真<E 真，r 测＝<r 真．
Ⅱ、方法一 若采用丙图电路，电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应
U 真与U 测的差越大，UA＝I·RA.其中U－I 图像如图丁所示．
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结论：E 测＝E 真，r 测>r 真．
方法二 等效电源法：如图丙所示，E 测＝E 真，r 测＝r＋RA>r 真．
3)电路选择：
Ⅰ、电源内阻一般较小，选图甲电路误差较小．
Ⅱ、当
内阻已知时选图丙电路，此时r ＝
k －
R A，没有系统误差．
4.注意事项
①为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池．
②电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快．
③要测出不少于6 组的(I，U)数据，变化范围要大些．
④若U－I 图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据
r=|ΔU
ΔI |
确
定．
方案二 安阻法测电动势和内电阻
1. 实验器材及原理图：电池、电流表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺．
2.数据处理
1)计算法：由解方程组求得E，r.
2)图像法：由E＝I(R＋r)可得
Ⅰ、1
I = 1
E R+ 1
E r ，可作－R 图像(如图甲)
－R 图像的斜率k＝，纵轴截距为
Ⅱ、R=E⋅1
I −r ，可作R－图像(如图乙)
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R－图像的斜率k＝E，纵轴截距为－r.
3.误差分析
1)误差来源：电流表有电阻，导致内阻测量不准确；
2)结论：E 测＝E 真，r 测＞r 真(r 测＝r 真＋rA)．
方案三 伏阻法测电动势和内电阻
1. 实验器材及原理图：电池、电压表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺．
3.数据处理
1) 计算法：由解方程组可求得E 和r.
2) 图像法：由
E=U + U
R r
得：
1
U = 1
E + r
E⋅1
R .故－图像的斜率k＝，纵轴截距为，如图．
4.误差分析
1) 误差来源：电压表有内阻，干路电流表达式不准确，导致电动势测量不准确；
2) 结论：E 测＜E 真，r 测＜r 真．
1．（2024·北京·高考真题）某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为
理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E 和内阻r，实验电路如图1 所示。连接电路后，闭合开关
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S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2 所示，可得：该电池的电动势E =
V，内阻r = kΩ。（结果保留两位有效数字）
【答案】测量电源电动势及内阻
【答案】 1.0 3.3
【详解】[1][2]由闭合电路欧姆定律得
，解得
结合题图2 可得
，
2．（2024·甘肃·高考真题）精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表
（量程1.5V，内阻约为
）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组
开展了以下实验。
(1)考虑电流表内阻影响
①用图1 所示电路测量电流表的内阻。从图2 电压表和电流表读数可得电流表内阻
（保留2
位有效数字）。
②用图3 所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用
U、I、r 和
表示。则干电池电动势
（用I、r 和
表示）。
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③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4 所示的
图像。则待测干电池电动势
V（保
留3 位有效数字）、内阻
（保留1 位小数）。
(2)考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图5 所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是______（单选，填正确答案
标号）。
A．电路设计会损坏仪器
B．滑动变阻器接法错误
C．电压太大无法读数
D．电流太小无法读数
【答案】测量电源电动势及内阻
【答案】(1) 1.0
1.40 1.0 (2)D
【详解】（1）[1]由图2 可知，电压表读数为
电流表读数为
根据欧姆定律可得电流表内阻为
[2]由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势的表达式为
[3][4]根据
变形为
根据图像可知，纵截距
斜率的绝对值
所以待测干电池电动势为
电源内阻为
36
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（2）由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能
是电流太小无法读数。
故选D。
3．（2024·辽宁·高考真题）某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、
定值电阻（阻值为
）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。
(1)实验步骤如下：
①将电阻丝拉直固定，按照图（a）连接电路，金属夹置于电阻丝的 。（填“A”或“B”）端；
②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B 端的距离
L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L 的值，作出图（c）中图线Ⅰ；
④按照图（b）将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L 的值，作出图（c）中
图线Ⅱ。
(2)由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势
。
(3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为
、
，若
，则待测电池的内阻
（用
和
表示）。
【答案】测量电源电动势及内阻
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）为了保护电路，闭合开关前，金属夹置于电阻丝的最大阻值处，由图可知，应该置于
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端。
（2）对于电路图（a），根据闭合电路欧姆定律有
设金属丝的电阻率为
，横截面积为，结合欧姆定律和电阻定律
，
联立可得
整理可得
对于电路图（b），根据闭合电路欧姆定律有
结合欧姆定律和电阻定律
，
联立后整理
可知图线的纵轴截距
解得
（3）由题意可知
，
又
联立解得
考向
1 测量电源的电动势和内阻
1．（2024·陕西西安·三模）精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表
（量程1.5V，内阻约为1.5kΩ）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组
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开展了以下实验。
(1)用图1 所示电路测量电流表的内阻。图2 中电压表读数是 V，电流表读数是 A，可得电
流表内阻
Ω（保留2 位有效数字）。
(2)用图3 所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用
U、I、r 和
表示。则干电池电动势
（用I、r 和
表示）。
(3)调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4 所示的（
图像）。则待测干电池电动势
V（保留3 位有效数字）、内阻
（保留1 位小数）。
(4)在上述实验过程中，若不考虑实验的偶然误差，关于电动势和内阻的测量值
与真实值
之
间的比较，正确的是________。
A．
B．
C．
D．
39
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(5)该小组也尝试用图5 所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是________（单选，填正确
答案标号）。
A．电路设计会损坏仪器
B．电流太小无法读数
C．电压太大无法读数
D．滑动变阻器接法错误
【答案】(1) 0.60 0.58 1.0 (2)
(3) 1.45 0.3 (4)C (5)B
【详解】（1）[1]由图2 可知，电压表读数为
[2]电流表读数为
[3]根据欧姆定律可得电流表内阻为
（2）由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势的表达式为
（3）[1][2]根据
变形为
根据图像可知，纵截距
斜率的绝对值
所以待测干电池电动势为
电源内阻为
（4）根据闭合电路欧姆定律，可得
此时U 和I 都为准确值，故测出的电源电动势E 也为准确值，故电动势的测量值等于真实值,内阻的测
量值等于真实值。
故选C。
（5）由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能
是电流太小无法读数。
故选B。
2．（2025·山西临汾·一模）2024 年我国新能源汽车年度产量突破1000 万辆，深受大众喜爱。某新能源汽
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车采用刀片电池技术，一实验小组将其中一块电芯（由多节刀片电池串联面成）拆解下来，测其电动势E
（约30~40V）和内阻r（约几欧），利用实验室现有器材设计了如下实验：
(1)该小组先粗测电芯的电动势，某多用电表的直流电压档有2.5V、10V、50V、250V 多个量程，他们欲将
多用电表的表笔直接与电芯的正负极连接进行测量，应选择 V 的量程。正确选择量程后，测量电芯
两端的电压，测量结果如图1 所示，读数为 V。
(2)为进一步测量，实验室现有一个量程为15V、内阻为15kΩ 的电压表V，需将此电压表改装成量程为
40V 的电压表使用，需要串联一个 kΩ 的定值电阻
。
(3)该小组将（2）中改装好的电压表（电压表表盘没有改变）与其他器材连接成如图2 所示电路，测量该
块电芯的电动势E 和内阻r，操作如下：
①多次调节电阻箱R，记下电压表V 的示数U 和电阻箱R 相应的示数；
②以
为纵轴，
为横轴，作出
图像；
③根据实验所得数据，作出图像如图3 所示。
则该块电芯的电动势
V，内阻
（结果均保留三位有效数字）。
【答案】(1) 50 36.0 (2)25 (3) 36.5 2.00
【详解】（1）[1][2]用多用电表的表笔直接与电芯的正负极连接进行测量，应选择50V 的量程。最小刻
度为1V，则测量结果读数为36.0V；
（2）需要串联的定值电阻
（3）[1][2]由电路可知
忽略通过电压表的电流，则
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可得
由图像可知
，
解得E=36.5V，r=2.00Ω
3．（2025·江西·一模）要测量一节新型电池的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路，定值电阻
的阻值为R0。
(1)请根据电路图甲将图乙的实物连接成实验电路。
(2)第一次将开关S 合向1，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关S0，多次调节滑动变阻器，
测得多组电压表和电流表的示数U、I，其中某次电流表指针所指的位置如图丙所示，此时电流表所测电流
为I= A；将测得的多组U、I 作
图像；第二次将开关S 合向2，同样测得多组U、I，作
图像；两次的图像在图丁中，则第一次作出的图像为 （填“a”或“b”）。
(3)根据两次实验得到的图像可以求得电池的电动势E= ，内阻r= 。（均用题中字母表
示）
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【答案】(1)
(2) 0.26 a (3) U2
【详解】（1）电路连接如图所示
（2）[1]电流表的分度值为0.02A，示数为0.26 A；
[2]第一次安培表相对电源内接，电动势测量值等于真实值，第二次安培表相对电源外接，电动势测量
值小于真实值，因此第一次作出的图像是a。
（3）由两次实验的数据得到，求得电池的电动势
I1为电源和R0两端短路时的电流，即
解得
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题型四 电学其他实验
考点1 观察电容器的充、放电现象
1. 实验器材及原理图：直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关
2.注意事项
1）电流表要选用小量程的灵敏电流计．
2）要选择大容量的电容器．
3）实验要在干燥的环境中进行．
考点2 探究电磁感应的产生条件
1. 实验器材及原理图：
条形磁铁、零刻度在刻度盘中央的电流表、用软铁棒做铁芯的线圈A、无铁芯的内径略大于线圈A 外
径的线圈B、千电池若干节、开关、滑动变阻器、导线若干
电容器放电的I-t 图像：图线与坐标轴围成的面积表示电容器储存的电荷量
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5.注意事项
1) 实验中使用磁性较强的磁铁,电流表用灵敏电流表。
2) 插入磁铁后要在线圈中停留一段时间
, 待电流表回到零位后再拔出
, 改变插拔速度
,进行观察。
3) 滑动变阻器滑片移动速度不要太快,注意电路连接情况，要明确电源的电流并未进入大线圈。
4) 小线圈中放入铁芯,可使实验现象更明显。
5) 归纳结论时,注意从磁通量变化的角度进行分析。
考点3 探究感应电流方向的规律
1. 实验器材及原理图：
电流表、条形磁体、螺线管、电池、开关、导线、滑动变阻器等．
2.注意事项：实验前应先查明电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系：把一节干电池、滑动变阻器、
开关S 与电流表串联，开关S 采用瞬间接触，记录指针偏转方向与电流方向的关系．
考点4 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
1. 实验器材及原理图：
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学生电源(低压交流电源，小于12 V)1 个、可拆变压器1 个、多用电表1 个、导线若干．
2.注意事项
1) 在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作．
2) 为了人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱．
3) 为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再
选用适当的挡位进行测量．
1．（2024·海南·高考真题）用如图a 所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E、电容器
C、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关
、开关
、导线若干
(1)闭合开关
，将
接1，电压表示数增大，最后稳定在12.3V。在此过程中，电流表的示数_____（填选
项标号）
A．一直稳定在某一数值
B．先增大，后逐渐减小为零
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C．先增大，后稳定在某一非零数值
(2)先后断开开关
、
，将电流表更换成电流传感器，再将
接2，此时通过定值电阻R 的电流方向
（选填“
”或“
”），通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的
图像，
如图b，
时
，图中M、N 区域面积比为8∶7，可求出
（保留2 位有效数字）。
【考向】观察电容器的充、放电现象
【答案】(1)B (2)
【详解】（1）电容器充电过程中，当电路刚接通后，电流表示数从0 增大某一最大值，后随着电容器
的不断充电，电路中的充电电流在减小，当充电结束电路稳定后，此时电路相当于开路，电流为0。
故选B。
（2）[1]根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电，将
接2，电容器放电，此时通过定值电阻
R 的电流方向
；
[2]
时
可知此时电容器两端的电压为
电容器开始放电前两端电压为
，根据
图像与横轴围成的面积表示放电量可得
间的放电
量为
后到放电结束间放电量为
根据题意
，解得
2．（2023·福建·高考真题）某同学用图（a）所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器
材有：电源、电压传感器、电解电容器C（
，
），定值电阻R（阻值
）、开关S、导线若
干。
（1）电解电容器有正、负电极的区别。根据图（a），将图（b）中的实物连线补充完整 ；
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（2）设置电源，让电源输出图（c）所示的矩形波，该矩形波的频率为
；
（3）闭合开关S，一段时间后，通过电压传感器可观测到电容器两端的电压
随时间周期性变化，结果
如图（d）所示，A、B 为实验图线上的两个点。在B 点时，电容器处于 状态（填“充电”或“放
电”）在 点时（填“A”或“B”），通过电阻R 的电流更大；
（4）保持矩形波的峰值电压不变，调节其频率，测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况，
并在坐标纸上作出电容器上最大电压
与频率f 关系图像，如图（e）所示。当
时电容器所带电
荷量的最大值
C（结果保留两位有效数字）；
（5）根据实验结果可知，电容器在充放电过程中，其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变，而后随
着频率的增大逐渐减小。
【考向】观察电容器的充、放电现象
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【答案】
充电 B
【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图，如图所示
（2）[2]由图（c）可知周期
，所以该矩形波的频率为
（3）[3][4]由图（d）可知，B 点后电容器两端的电压慢慢增大，即电容器处于充电状态；从图中可得
出，A 点为放电快结束阶段，B 点为充电开始阶段，所以在B 点时通过电阻R 的电流更大。
（4）[5]由图（e）可知当
时，电容器此时两端的电压最大值约为
根据电容的定义式
得此时电容器所带电荷量的最大值为
3．（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
【考向】探究感应电流方向的规律
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【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。
考
向
1 观察电容器的充、放电现象
1．（2025·福建福州·二模）如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，使电容器带
电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。观察静
电计指针偏转角度的大小，可推知电容器两极板间电势差的大小。
(1)在实验中观察到的现象是______。（单选，填正确答案的标号）
A．将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小
B．向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大
C．将左极板右移，静电计指针的张角变小
D．将左极板拿走，静电计指针的张角变为零
(2)某同学用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱
形，然后接出引线，如图乙所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。
①为增大该电容器的电容，下列方法可行的有 （多选，填正确答案的标号）
A．增大电容纸的厚度 B．增大锡箔纸的厚度
C．减小电容纸的厚度 D．同时增大锡箔纸和电容纸的面积
②用如图丙所示的电路观察电容器的放电电流变化。换用不同阻值的电阻R 放电，在图丁中放电电流的I
− t 图线的a、b、c 三条曲线中，对应电阻最小的一条是 （选填“a”或“b”或“c”）。
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【答案】(1)C (2) CD b
【详解】（1）A．电容器带电后与电源断开，电容器极板所带电荷量一定，根据
，
可知，将左极板向上移动一段距离，极板正对面积减小，电容减小，则电势差增大，即静电计指针的张
角变大，故A 错误；
B．结合上述可知，向两板间插入陶瓷片时，介电常数增大，电容增大，则电势差减小，静电计指针的
张角变小，故B 错误；
C．结合上述可知，将左极板右移，极板之间间距减小，电容增大，电势差减小，则静电计指针的张角
变小，故C 正确；
D．结合上述可知，将左极板拿走，右极板带正电，右极板与接地点之间电势差不等于零，即静电计指
针的张角不会变为零，故D 错误。
故选C。
（2）①[1]AC．两片锡箔纸做电极，电容纸为绝缘介质，两片锡箔纸可以等效为平行板电容器，根据
由于用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，改变电容纸的厚度相
当于改变极板之间的间距，当电容纸的厚度增大时，极板间距增大，电容减小，当电容纸的厚度减小时，
极板间距减小，电容增大，故A 错误，C 正确；
B．结合上述，增大锡箔纸的厚度时，极板间距不变，电容不变，故B 错误；
D．结合上述可知，同时增大锡箔纸和电容纸的面积，相当于增大极板正对面积，则电容增大，故D 正
确。
故选CD。
[2]
②
电容器充电稳定后，极板之间电压的最大值一定，根据欧姆定律可知，电阻越小，电流的最大值越
大，可知，a、b、c 三条曲线中，对应电阻最小的一条是b。
2．（2024·河南濮阳·模拟预测）某同学做观察电容器充、放电并估测电容器的电容实验，采用8V 的稳压
直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i 随时间t 变化的图线）、定值电阻和
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导线若干，连成如图甲所示的电路。
(1)下列说法正确的是（ ）
A．单刀双掷开关S 掷向1 端，电容器放电
B．先将S 掷向1 端，然后掷向2 端，电容器电容先增大后减小
C．电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷
D．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电
(2)用8V 的稳压直流电源对电容器先充满电，后电容器放电，电脑屏幕上显示出电容器在放电过程中电流
随时间变化的i-t 曲线如图乙所示，根据图像可估算出1s 到4s 内曲线下包含的小格的个数大约为40 个，根
据图像估算出释放的电荷量为 C（结果保留两位有效数字）。
(3)根据前面的信息，计算出电容器的电容为 F（结果保留一位有效数字）
(4)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时i-t 曲线与横轴所围成的面积将 （填“增
大”“不变”或“变小”）；放电时间将 （填“变长”“不变”或“变短”）。
【答案】(1)D (2)3.2×10-3 (3)4×10-4 (4) 不变 变短
【详解】（1）A．单刀双掷开关S 掷向1 端，电容器与电源相连，电容器充电，故A 错误；
B．先将S 掷向1 端，电容器充电，然后掷向2 端，电容器放电，但电容器的电容不变，故B 错误；
C．电容器带电时，两个极板同时带上等量异种电荷，故C 错误；
D．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电，与负极相连的极板带负电，故D 正确。
故选D。
（2）根据图像估算出释放的电荷量为
（3）电容器的电容为
（4）[1][2]如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，则电容器放电时，电流增大，放电时间变短，但
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放电的电荷量不变，所以i-t 曲线与横轴所围成的面积不变，
考
向
2 探究电磁感应的产生条件
3．（2024·吉林长春·一模）如图，线圈A 通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B 的两端连接到电流表上，
把线圈A 装在线圈B 的里面。开关闭合后，当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，观察到电流表指针向左
偏转。由此可以推断，开关闭合后（ ）
A．线圈A 迅速向上移动，电流表指针向右偏转
B．减小电源输出电压的过程中，电流表指针向左偏转
C．滑片向左滑动到某位置不动，电流表指针向右偏转到某位置后不动
D．断开开关的瞬间，电流表指针向左偏转
【答案】A
【详解】开关闭合后，当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，故电
路电流增大，穿过线圈B 的磁通量增大，观察到电流表指针向左偏转。
A．线圈A 迅速向上移动，则穿过线圈B 的磁通量减小，将观察到电流表指针向右偏转，故A 正确；
B．减小电源输出电压的过程中，则电路电流减小，穿过线圈B 的磁通量减小，将观察到电流表指针向
右偏转，故B 错误；
C．滑片向左滑动到某位置不动，则电路电流不变，穿过线圈B 的磁通量不变，则，电流表指针不偏转，
故C 错误；
D．断开开关的瞬间，则电路电流减小，穿过线圈B 的磁通量减小，将观察到电流表指针向右偏转，故
D 错误。
故选A。
考
向
3 探究感应电流方向的规律
4．（2024·广东江门·模拟预测）同学们在学习了感应电流产生的条件后，想通过实验探究影响感应电流方
向的因素，实验过程如下：
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（1）按照图1 所示电路连接器材，闭合电键，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重复以上操作。该
步骤目的是获得电流表指针偏转方向与 方向的对应关系；（填“电流”或者“磁铁的运动”）
（2）按照图2 所示电路连接器材，查明线圈中导线的绕向，以确定磁体运动时感应电流产生的磁场方向；
（3）分别改变磁体磁场的方向和磁体运动方向，观察指针偏转方向，使用表格中记录数据；根据第1 步探
究的对应关系，表中实验4 中标有“▲”空格应填 （选填“向上”、“向下”、“向左”或
“向右”）：
实验序
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
▲
（4）根据表中所记录数据，进行如下分析：
①由实验1 和 （填实验序号）可得出结论：感应电流方向与磁体运动情况有关。
②由实验2、4 得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向 （选
填“相同”、“相反”或“无关”）。
（5）经过进一步讨论和学习，同学们掌握了影响感应电流方向的因素及其结论，为电磁感应定律的学习
打下了基础。
【答案】 电流 向上 2 相同
【详解】（1）[1]按照图1 所示电路连接器材，闭合电键，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重
复以上操作。该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系。
（3）[2]磁体磁场的方向向上，拔出线圈，发现指针向左偏转，根据实验序号1 数据可知感应电流的磁
场方向向上。
（4）①[3]要探究感应电流方向与磁体运动情况，需保证磁体磁场的方向相同，磁体运动方向不同，所
54
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以由实验1 和2 可得出结论：感应电流方向与磁体运动情况有关。
[4]
②
由实验2、4 得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
考点
4 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
5．（2024·山东·模拟预测）根据变压器工作原理，完成以下问题：
(1)街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，则导线较粗的线圈为
（选填“原”或“副”）线圈。
(2)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。实验过程中，变压器
的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表10V 交流电压档测量相应电压，记录如下，从实验数据分析
可知，原、副线圈的电压之比并不等于匝数之比，造成这种结果的可能原因是 。
匝
200
40
0
400
800
匝
100
10
0
200
400
4.0
8.2
6.1
9.6
1.9
2.0
2.9
4.6
(3)利用等效法可以简化处理含有理想变压器的问题。如图乙所示的电路，可以把虚线框内理想变压器和副
线圈的电阻共同等效为一个电阻
，如图丙所示，且等效电阻
的功率与原电阻
的功率相同。若理想变
压器原、副线圈的匝数之比为
，则等效电阻
。
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【答案】(1)副 (2)漏磁、铁芯和导线发热 (3)
【详解】（1）理想变压器的输入功率等于输出功率，因为是降压变压器，所以副线圈的电压小于原线
圈的电压，而功率又相等，所以副线圈的电流大于原线圈的电流，为了减少功率损失，根据电阻定律可
知副线圈应用较粗的导线绕制。
（2）通过分析实验数据发现，每次实验，变压器副线圈输出电压总比理论值小，造成这种结果的主要
原因是漏磁、铁芯和导线发热。
（3）由功率相同可得
解得
6．（2024·福建福州·三模）某同学要进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。实物图如
图所示
(1)关于实验，下列说法正确的是__________。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．为了确保人身安全，只能使用低于12V 的电源
C．通电情况下不可以用手接触裸露的导线、接线柱
(2)为了探究
匝、
匝的变压器原、副线圈电压与匝数的关系，请用笔画线代替连线，将图
中的实物连接补充完整 。
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(3)在实验中，两个电压表的读数记录如下
电压
次数
1
2
3
4
5
2.5
4.5
7.0
9.0
10.5
1.2
2.2
3.4
4.4
5.2
该同学多次实验后发现原、副线圈的电压之比总是 （选填“稍大于”、“等于”或者“稍小
于”）原、副线圈的匝数之比，试分析其原因： 。
【答案】(1)BC (2)见解析 (3) 稍大于 变压器不是理想变压器或漏磁或涡流或电阻等
【详解】（1）A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A 错误；
B．变压器的工作原理是电磁感应，原线圈两端应接交流电，为了人身安全，只能使用低压交流电源，
所用电压应不超过12V，故B 正确；
C．连接好电路后，要先检查电路是否正确，然后再接通电源，通电时，若用手接触裸露的导线、接线
柱，这样无形之中，将人体并联在电路中，导致所测数据不准确，也不符合用电安全规范，故C 正确。
故选BC。
（2）连接实物图如下
（3）[1][2]原副线圈的匝数比为
通过分析实验数据发现原、副线圈的电压比总是稍大于原、副线圈匝数比，即说明副线圈的电压偏低，
导致这现象的原因漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低。
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