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第41 讲 电学实验必须熟练掌握的基本技能
目录
01 课标达标
练.................................................................................................................................................................................2
题型01 基本仪器的使用与读数.............................................................................................................................2
题型02 测量电阻的电路分析...............................................................................................................................5
题型03 电流的改装................................................................................................................................................8
02 核心突破练.....................................................................................................................................................11
03 真题溯源练.....................................................................................................................................................17
1
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01 基本仪器的使用与读数
1.(2025·山西临汾·三模)实验室有一种游标卡尺,其主尺的最小分度值为1mm;它的游标
尺上有10 个等分刻度,刻度总长19mm,则该游标卡尺的精确度为 mm。如图甲是
用该游标卡尺测量某圆柱直径的示意图,读数为 mm。用螺旋测微器再测量该圆柱
的直径,刻度部分如图乙所示,读数为 mm。
【答案】 0.1 3.6 3.609/3.610/3.611
【详解】[1]游标尺的每小格长度为1.9mm 与主尺上两个小格相差0.1mm,可知该游标卡尺的
精确度为0.1mm。
[2]用该游标卡尺测量某圆柱直径读数为3mm+0.1mm×6=3.6mm。
[3]用螺旋测微器再测量该圆柱的直径读数为3.5mm+0.01mm×11.0=3.610mm。
2.(2025·福建厦门·三模)(1)利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度,测量
结果分别如图(a)和(b)所示,则该金属棒的直径d= mm,金属棒的长度为L
= cm。
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:将多用电表的功能旋钮调至“×100Ω”挡并进行一系列正确
操作后,指针静止时如图(c)所示,则金属棒的阻值约为 Ω。
2
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【答案】(1) 1.847/1.848/1.849 5.015
(2)700
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为1.5mm+34.8×0.01mm=1.848mm
[2]游标卡尺的精确度为0.05mm,读数为50mm+3×0.05mm=5.015cm
(2)指针位于7 的位置,读数
3.(2025·宁夏银川·一模)用游标上刻有10 个小格的游标卡尺测量一个工件的直径,得到如
图所示结果,由于遮挡,只能看到游标的后半部分,则工件的直径为 cm。
【答案】1.35
【详解】游标尺上10 个小等分刻度的长度是9mm;游标卡尺的主尺与游标尺对齐的刻度读
数为18mm,游标尺上第5 个刻度与主尺刻度对齐,所以游标尺读数为
所以工件的直径为
4.(2025·吉林长春·模拟预测)(1)图甲是一把50 分度的游标卡尺,它的读数为
;
3
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(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图乙,则金属丝的直径是
;
(3)如图丙,当使用0~0.6A 量程时,图中表针示数是 A。
【答案】(1)3.18
(2)2.150/2.149/2.151
(3)0.44
【详解】(1)50 分度的游标卡尺分度值为0.02mm,则它的读数为
(2)金属丝的直径为
(3)当使用0~0.6A 量程时,分度值为0.02A,则图中表针示数为0.44A。
02 测量电阻的电路分析
5.(2025·北京·一模)在测量某定值电阻的电阻率实验中,部分电路按照图1 连接。由试触a
点改为试触b 点时,发现电压表的示数变化较大,电流表的示数变化不明显,为了减小测量
误差,电压表右端接在 点 ( 填 “a”或“b”)。某同学用图2 所示的实物电路
测录定值电 Rx 的电阻率。闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表无示数。经检查电
流表及各接线处均完好,则电路的故障可能是 。
【答案】 b 待测电阻断路
【详解】[1] 电压表示数变化较大,电流表的示数变化不明显,说明电流表的分压效果比较
显著,电流表中的电压不可忽略,所以应该选用外接法,故应接b;
[2] 电压表示数接近电源电压,电流表无示数,说明待测电阻断路。
6.(2025·陕西宝鸡·一模)某同学在测电阻时的测量电路如图甲所示。实验时所使用电压表的
量程为0~3V, 内阻为3000Ω; 电流表的量程为0~0.6A, 内阻为0.10Ω。电表读数如图乙所
示。
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(1)在图甲情况下, R 的测量值R 测为 Ω, 真实值R 真是 Ω。(计算结果
保留两位小数);
(2)相对误差的计算公式为
, 电流表的内阻越小, 相对误差越
(填“大”或“小”)。
【答案】(1) 5.20 5.10
(2)小
【详解】(1)电流表示数为I=0.50A,电压表示数为U=2.60V,可知电阻的测量值为
真实值
R 真=R 测-RA=5.10Ω
(2)相对误差
可知电流表的内阻RA越小, 相对误差越小。
7.(23-24 高三上·重庆荣昌·阶段练习)某同学测量电阻约为30Ω 的一段圆柱形合金材料的电
阻率,步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量其直径示数如图所示,该示数为 mm;
(2)用伏安法测合金材料的电阻时,除待测合金材料外,实验室还备有如下器材,为了准确
5
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测量其电阻,电压表应选 ;电流表应选 。(填写器材前对应的序号字母)
A.电压表
,量程0~3V,内阻约3kΩ
B.电压表
,量程0~15V,内阻约15kΩ
C.电流表
,量程0.6A,内阻约10Ω
D.电流表
,量程0~100mA,内阻约2Ω
E.滑动变阻器R(0~10Ω)
F.电动势为4.5V 的电源,内阻不计
G.开关S,导线若干
(3)为准确测量电阻,应使待测电阻两端电压变化较大,尽量多的测量数据,请选出正确的
实验电路图 。
【答案】 1.844/1.845/1.846 A D C
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为
1.5mm+34.4×0.01mm=1.844mm
由于最后一位数是估读,所以读数在
之间即可。
(2)[2]电源的电动势为4.5V,电压表读数应大于量程的
,所以电压表应选A 电压表,量
程比较合适;
[3]电压表选3V,所以电流最大约为
6
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所以电流表应选电流表D。
(3)[4]因为电压表内阻远大于待测电阻,故采用电流表外接法,为准确测量电阻,应使待
测电阻两端电压变化较大,尽量多的测量数据,故采用分压式接法。
故选C。
8.(2025·北京海淀·一模)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、
实验操作、数据分析等。图中A、B 端之间电压恒为U,灯泡L 的电阻恒为R1,滑动变阻器R
的最大阻值为R2,在保证安全的情况下,为使灯泡两端电压的变化范围尽量大,应选择
(选填“甲”“乙”或“丙”)电路,灯泡两端电压最大变化范围是 。
【答案】 乙 0~U
【详解】[1]在保证安全的情况下,为使灯泡两端电压的变化范围尽量大,滑动变阻器应采用
分压式接法,故填乙;
[2]根据乙图知,灯泡两端电压最大变化范围是:0~U
9.(2025·河南省湘豫名校一模)某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧如图甲所示的部件
(选填“A”、“B”或“C”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm。
(2)某合金丝阻值约为5Ω,测量实验中使用的器材还有
A.电源(输出电压为4V)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
C.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(最大阻值10Ω)
E.开关、导线等
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①根据测量合金丝阻值的原理图乙,在图丙中将实物连线补充完整。( )
②实验时开关
应接 端(选填“a”或“b”)。该实验的测量值比真实值偏 (选填“大”或
“小”)。
(3)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得电压表示数为U,电流表示数为I,测得接入电路的
合金丝长度为L,直径为D,则合金丝的电阻率
(用题中所给或所测得的物理量符号表示)
【答案】 .(1) A 0.626~0.628 (2) b 小 (3)
【解题思路】【详解】(1)为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧如图甲所示的部件A;
[2]螺旋测微器的精确值为
,由图可知合金丝的直径为
(2)①[1]根据图乙电路图,完整的实物连线如图所示
②某合金丝阻值约为5Ω,根据
可知电流表应采用外接法,则实验时开关
应接b 端;
电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,使得电流表的读数大于通过待测电阻的电流,根据欧姆定律
可知该实验的测量值比真实值偏小。
根据电阻定律可得
又
,
联立可得合金丝的电阻率为
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10.(2025·广东潮州)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体电阻丝的电阻率
,设计了如图所示的电
路。
(1)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最 (填“左”或“右”)端;
(2)若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U 和I 表示,电阻丝的直径为D,长度为L,则
用此法测出该圆柱体材料的电阻率
(用题中所给字母L、D、U、I 表示);
(3)由于系统误差,最终测得的金属丝的电阻率比实际值 (填“大”或“小”)。
【答案】(1)左
(2)
(3)小
【详解】(1)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最左端,使流经电表的电流为0,保护电路;
(2)根据
解得
(3)电流表外接时,电流的测量值偏大,则电阻测量值偏小,则最终测得的金属丝的电阻率比实际值小。
11.(2025·陕西榆林·二模)榆林市一学习小组测量某金属丝的电阻率,所用电路实验器材如下:
A.待测金属丝
(电阻约
)
B.电流表
(
,内阻约
)
C.电压表
(
,内阻约
)
D.滑动变阻器
(
,
)
E.电源
(电动势
)
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F.开关,导线若干
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时,测量结果如图所示,可知金属丝直径的测量值
。
(2)为使金属丝两端电压调节范围尽量大,并使测量结果尽量准确,图所示的四个电路中,应该选用的
是______(选填电路图下面的序号)。
A.
B.
C.
D.
(3)实验时,调节滑动变阻器滑片,得到若干组电压与电流的测压值。根据实验数据在坐标纸上选择合
适标度,利用电流和电压值描点作出
图像如图所示,通过分析可得待测金属丝电阻的测量值
(保留
位有效数字)。
(4)实验中用刻度尺测得金属丝接入电路中的长度为
,结合以上测量结果可知,该金属丝电阻率的表
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达式
(结果用
、
、
、
表示)。
(5)该小组经过正确的操作与计算得到的电阻率的测量值比其真实值 (选填“偏大”或“偏
小”)。
(6)实验结束后,小明对实验原理进行了深入的思考,提出了减小金属丝电阻值测量的系统误差的方法。
他通过查阅资料得知了实验中使用的电压表的内阻为
和电流表的内阻为
,然后利用第(2)问中
所选电路重新进行实验并记录了电压表的示数
和电流表的示数
,则此实验所得出的金属丝电阻率
更精确的测量值的表达式
(结果用
、
、
、
、
、
、
表示)。
【答案】(1)1.498(1.497~1.499)
(2)C
(3)4.4(4.3~4.6)
(4)
(5)偏小
(6)
【详解】(1)根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
(2)题中要求使金属丝两端电压调节范围尽量大,可知,控制电路中滑动变阻器选择分压式接法。因
题中已知待测金属丝的电阻约
,则有
即电流表分流影响较大,测量电路应排除电流表分压影响,采用电流表外接法,可知,所给电路图第
三个满足要求。
故选C。
(3)
图像的斜率表示电阻,则待测金属丝的电阻
(4)根据电阻定律有
导线的横截面积
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解得
(5)因电流表外接法导致电流的测量值偏大,所以电阻的测量值偏小,结合上述可知,电阻率的测量
值偏小。
(6)根据欧姆定律有
流过电阻的电流
结合上述可知,电阻率为
解得
03 电流的改装
12.(2024·广东深圳·)为了精确测量一段金属丝的电阻,实验室给出了以下实验器材:
A.两节新的干电池
B.电压表V1(量程0~3V,内阻约为1kΩ)
C.电压表V2(量程0~15V,内阻约为5kΩ)
D.电流表A(量程0~100mA,内阻为10Ω)
E.电阻箱R1(0~999.0Ω,额定电流1A)
F.滑动变阻器R2(0~5Ω,额定电流1A)
G.电键和导线若干
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(1)某兴趣小组设计如图所示电路图,则电压表应选 。(填器材前的字母)
(2)要将电流表A 的量程扩大至0.6A,电阻箱连入的电阻值为 Ω,改装后的电流表的内阻RA=
Ω(计算结果保留2 位有效数字)
(3)根据电路图连接好电路,闭合开关前,调节滑动变阻器P 置于 端(选填“左”或
“右”),若某次测量中电压表的示数为U,电流表的示数为I,多次测量得到金属丝的外径平均值为d,
并用刻度尺测得金属丝的长度平均值为L,则该金属丝电阻率的表达式为
(用相应的字母
符号表示)。
【答案】 B 2.0 1.7 左
【详解】(1)[1]两节新的干电池电压约为3V,所以为了读数准确,电压表选择B。
(2)[2] [3]要将电流表A 的量程扩大至0.6A,则需要电阻箱分流0.5A,根据并联电路分流规律有
解得电阻箱连入的电阻值为
R1=2.0Ω
改装后电流表的内阻为
(3)[4]闭合开关前,应使分压电路的电压为零,则应调节滑动变阻器P 置于左端。
[5]电流表改装后,通过Rx的电流Ix与电流表示数I 的关系为
①Rx两端的电压为
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②
根据欧姆定律可知
③
根据电阻定律可知
④
联立①②③④解得
⑤
13.将一个表头G 改装成多量程的电流表,通常有两种连接方式。如图甲所示的连接方式称作开路转换式
(其中电阻
)。如图乙所示的连接方式称作闭路抽头式。两种连接方式在实际中均有使用,下列说
法正确的是( )
A.开路转换式中,开关S 接1 时的量程大于开关S 接2 时的量程
B.开路转换式中,若电阻
发生变化,则开关S 接1、2 对应的两个量程都会发生变化
C.闭路抽头式中,抽头3 对应的量程大于抽头4 对应的量程
D.闭路抽头式中,若电阻
发生变化,则抽头3、4 对应的两个量程都会发生变化
【答案】ACD
【详解】A.根据
则并联的电阻越小,则量程越大,因
,则开路转换式中,开关S 接1
时的量程大于开关S 接2 时的量程,选项A 正确;
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B.开路转换式中,若电阻
发生变化,则开关S 接1 时对应的量程会发生变化,而开关S 接2 时对应的量
程不会发生变化,选项B 错误;
CD.闭路抽头式中,接抽头3 时并联的电阻只有R1,而接抽头4 时并联的电阻有R1和R2,则抽头3 对应的
量程大于抽头4 对应的量程,并且若电阻
发生变化,则抽头3、4 对应的两个量程都会发生变化,选项
CD 正确;故选ACD。
14.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。
【答案】 1 大 乙
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【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
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。
15(2025·河南·二模)每年均有因燃气泄漏导致事故发生的事例,某实验小组找来气敏传感器,通过实验
测定其阻值随燃气浓度变化的规律,实验器材如下:
A.气敏传感器Rx(其阻值随浓度变化范围从几欧姆到几十欧姆)
B.直流电源E(电动势为6V,内阻很小)
C.电流表A(量程0~0.6 A,内阻很小)
D.电压表V1(量程为0~3 V,内阻为3kΩ)
E.电压表V2(量程为0~15 V,内阻为12kΩ)
F.电阻箱R1(最大阻值为9999Ω)
G.电阻箱R2(最大阻值为999Ω)
H.滑动变阻器R(阻值为0~5Ω)
I.开关一个,导线若干
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(1)实验小组设计的实验电路如图甲所示,请将电路中的连线补充完整;
(2)实验中电压表应选用 、电阻箱应选用 (填器材前面的序号);
(3)实验中测定的气敏传感器的阻值随燃气浓度变化的图像如图乙所示,查阅资料知道,天然气的爆炸临界
浓度范围约为5 %~15 %(体积百分比),这意味着当空气中的天然气浓度高于15 %或低于5 %时,就不会
发生爆炸。若某次实验中电压表和电流表的示数分别为2V和0.4 A,电阻箱接入电路的阻值与所选电压表
的内阻相等,则气敏传感器的阻值R = Ω,此时 (选填“会”或“不会”)发生爆炸危
险。
【答案】(1)
(2) D F
(3) 10 不会
【详解】(1)连线如图所示(理由见第二问)
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(2)因滑动变阻器阻值较小,故选用分压式接法;V2量程较大,故舍去,选择电压表D,因其量程较小,
故需改装,电源电动势为6V,故改装成的电压表量程也在6V附近,根据串联电阻分压,故要串联3kΩ左
右的电阻,因此需选用电阻箱F,使改装后的电压表与气敏传感器和电流表串联电路相并联。
(3)根据题意和电路图可知,改装成的电压表量程是6 V,电压表与电阻箱两端电压相等,有U +U = I Rx
解得Rx =10Ω
根据乙图可知,此时浓度大约为24 %,不在临界范围之内,故不会发生爆炸危险。
1.
(2025·山东德州·三模)某物理兴趣小组要测量一干电池的电动势和内阻,要求尽可能减小
实验误差。实验室提供器材如下:
待测干电池
电流表A1:量程0~0.6A,内阻约为0.2Ω
电流表A2:量程0~150 μ A,内阻为1000Ω
滑动变阻器R1:阻值范围为0~20Ω
电阻箱R2:阻值范围为0~9999.9Ω
开关S、导线若干
(1)该小组利用给定的器材设计了以下三种测量电路图,其中较为合理的电路图为图 (选填“甲”
“乙”或“丙”)
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【答案】(1)丙
【详解】(1) 电流表A1测电路中的电流,电流表A2与电阻箱串联,改装成电压表;考虑到A1的内阻对
电源内阻的测量影响,则应采用图丙电路。
2.某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率”实验。
(1)先用如图甲所示的游标卡尺测得圆柱体长度为________
,再用如图乙所示的螺旋测
微器测得圆柱体直径为________
,然后用如图丙所示的多用表
挡粗测得圆柱体的
电阻为________
。
(2)较精确测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图丁所示,电流表
,
内阻约
,
,内阻约
;电压表
,内阻约
,
,内阻
约
。图中的导线
端应与________(选填电流表“-”“0.6”或“3”)接线柱连接,
端
应与________(选填电流表“-”“0.6”或“3”)接线柱连接。
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(3)闭合开关,调节滑动变阻器,得到多组
和
数据。甲同学由每组
、
数据计算电
阻,然后求电阻平均值;乙同学通过
图像求电阻。则两种求电阻的方法误差较小的
是________(选填“甲同学”或“乙同学”)。
(4)设被测金属丝电阻为
,金属丝直径为
,接入电路部分的长度为,则计算该金属丝
电阻率的表达式是
________(用题目给出的物理量符号表示)。
【答案】(1) 54.5 5.447(5.446~5.449) 6.0
(2) 0.6 0.6
(3)乙同学
(4)
【来源】2025 届河北省沧州市多校高三下学期二模物理试题
【详解】(1)[1]根据游标卡尺读数规则,主尺读数+游标尺读数×精度,该圆柱体的长度
为
[2]根据螺旋测微器读数规则,固定刻度读数+可动刻度读数+估读,圆柱体的直径为
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[3]多用表的读数为电阻的粗测值,其电阻为
。
(2)[1]用两节干电池做电源,则电路中电流不超过
,则图中的导线
端应与“0.6”
接线柱连接;
[2]根据“大内小外”可知应该电流表外接,电压表并联在电阻丝两端,则
端应与“0.6”
接线柱连接。
(3)通过
图像求电阻可减小实验误差,则两种求电阻的方法误差较小的是乙同学。
(4)根据
解得该金属丝电阻率的表达式是
。
3.(2025·贵州遵义·一模)某学习小组研究一款新型灯泡工作时电流随电压变化的规律。所用器材如下:
灯泡L(额定电压2.5 V,内阻约为几欧);
电压表V(量程0∼1V,内阻为1kΩ);
电流表A(量程0∼0.6 A,内阻很小);
滑动变阻器R1,最大阻值为5Ω;
定值电阻R0,阻值为2kΩ;
干电池两节(每节电动势E =1.5 V,内阻很小);
开关一个;
导线若干。
(1)为满足测量要求,该小组将电压表V 与定值电阻R0串联后扩大量程,则改装后的量程为 V。
(2)为了使灯泡两端的电压可以从零开始变化,该小组设计了如图甲所示电路图,请在图甲中补全电路图
。
21
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【答案】(1)3/0~3
(2)
【详解】(1)将电压表V 与定值电阻R0串联后扩大量程,则
U = U V
RV
(RV + R0)=3V
(2)为了使灯泡两端的电压可以从零开始变化,滑动变阻器需要采用分压式接法,如图
4.某同学探究焊锡丝电阻及相关因素。
22
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(1)将待测锡丝紧密绕在金属杆上,用如图1 所示的方法测量其直径,则直径为
__________mm。
(2)然后用多用电表粗测这段焊锡丝的电阻,按正确的程序进行操作,发现指针示数很小。
改用1m 长的焊锡丝再次进行测量,多用电表的读数如图2 所示,则焊锡丝的电阻约为
______Ω。这样测得的1m 长的焊锡丝的电阻是否精确?_________理由是_________。
(3)用图3 所示的电路准确地测量1m 长的焊锡丝的电阻。连接好电路后,在移动变阻器滑
动触头时,发现电流和电压表示数几乎为零,只是在滑到某一端附近时才有明显的变化。
造成这一现象,可能变阻器选用了_________
A.滑动变阻器(0~5Ω)
B.滑动变阻器(0~10Ω)
C.滑动变阻器(0~200Ω)
【答案】(1)1.01
(2) 1 不精确 电阻值偏小,即使用最小量程,多用表的指针也偏小,达不到
刻度盘的中央附近,因此测量误差大,不精确。
(3)C
【来源】2025 届浙江省精诚联盟高三下学期二模物理试题
【详解】(1)设锡丝的直径为
,由如图1 可知锡丝紧密绕在金属杆上有10 匝
得
(2)[1]选用的欧姆挡
,焊锡丝的电阻约为
[2] [3] 这样测得的1m 长的焊锡丝的电阻不精确,理由是电阻值偏小,即使用最小量程,
多用表的指针也偏小,达不到刻度盘的中央附近,因此测量误差大,不精确。
(3)滑线变阻器总电阻不同时,分压电路输出电压随滑片移动的关系如图所示
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连接好电路后,在移动变阻器滑动触头时,发现电流和电压表示数几乎为零,只是在滑到
某一端附近时才有明显的变化,造成这一现象,可能变阻器选用了滑动变阻器
(0~200Ω)。
故选C。
5.(2025·北京海淀·二模)在“测量金属丝的电阻率”的实验中,某同学选择一根粗细均匀、
阻值约为5Ω 的电阻丝进行了测量。
(1)在测量了电阻丝的长度之后,该同学用螺旋测微器测量电阻丝的直径,测量结果如图1
所示为 mm。
(2)现有电源(电动势E 为3.0V,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω)
B.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
C.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流2A)
D.滑动变阻器(0~200Ω,额定电流1A)
为减小误差,且电压调节范围尽量大,滑动变阻器应选 (选填器材前的字母)。然后
补充完成图2 中实物间的连线 。
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(3)关于上述实验,下列说法正确的是 。
A.用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小系统误差
B.用电压电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
C.只考虑电表内阻引起的误差,电压表分流会导致电阻测量值偏小
D.只考虑电表内阻引起的误差,电流表分压会导致电阻测量值偏大
(4)电导率是电阻率的倒数,用希腊字母δ 表示,常用单位是西门子/厘米(S/cm),即
。电导率是反映水质的一项重要指标。资料显示某种饮用水的电导率约
为
。将该饮用水灌入一个绝缘性能良好、高约12cm、容积约240mL 的薄壁塑
料瓶(如图3 所示),瓶的两端用两个略小于瓶底面积的固定金属圆片电极密封。请通过计
算说明用图2 中的实验器材能否较为精确的测量该饮用水的电导率。若能,请写出需要测量
的物理量及对应的测量方法;若不能,请提出一种改进措施 。
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【答案】
C
BC/CB 电流表
改为内接法
【详解】(1)[1]根据题意,由图可知,电阻丝的直径为
(2)[2][3]为减小误差,且电压调节范围尽量大,滑动变阻器采用分压接法,则选C。待测电
阻约为
,电流表采用外接法,补充完成图2 中实物间的连线,如图所示
(3)[4]A.用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小偶然误差,故A 错误;
B.用电压电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差,故B 正确;
CD.只考虑电表内阻引起的误差,本实验采用电流表外接,误差来源于电压表分流会导致电
流的测量值较大,则电阻测量值偏小,故D 错误,C 正确。
故选BC。
(4)[5]根据题意,由电阻定律可得,电阻约为
电阻较大,不能精确的测量该饮用水的电导率,需要把电流表改为内接法。
6.(2025·山东·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,
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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
。
(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】 2.150/2.151/2.149
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
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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。
7.(2025·天津河西·一模)(1)某工厂有一个圆柱体工件,小明同学想测量工件的电阻率。
①为了测量工件的电阻R,小明设计了如图甲所示的电路,请按设计的电路完成实物图乙的
连线 .
②实验中,把电压表的右端分别接于a 点和b 点,发现电流表的示数有明显的变化,如图丙
所示。为了减小实验误差,电压表的右端应接 (填“a”或“b”)点。
③若测得工件的长度为L、直径为D,工件两端的电压为U,通过工件的电流为I,则工件材
料电阻率的表达式为
(用已测量的物理量相应的字母表示)。
【答案】
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【详解】[1]
[2]实验中,把电压表的右端分别接于a 点和b 点,发现电流表的示数有明显的变化,说明电
压表分流比较明显,因此电流表应该采用内接法,为了减小实验误差,电压表的右端应该接
在
点。
[3]根据电阻定律有
又
,
联立可得工件材料的电阻率为
8.(2025·黑龙江大庆·一模)某工厂有一个圆柱体工件,小明同学想测量工件的电阻率。
(1)为了测量工件的电阻R,小明设计了如图甲所示的电路,请按设计的电路完成实物图乙
的连线 。
(2)实验中,把电压表的右端分别接于a 点和b 点,发现电流表的示数有明显的变化,如图
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丙所示。为了减小实验误差,电压表的右端应接 (填“a”或“b”)点。
(3)若测得工件的长度为L、直径为D,工件两端的电压为U,通过工件的电流为I,则工
件材料电阻率的表达式为ρ= (用已测量的物理量相应的字母表示)。
【答案】 见解析 b
【详解】(1)[1]根据图甲电路图,实物连线如图所示
(2)[2]实验中,把电压表的右端分别接于a 点和b 点,发现电流表的示数有明显的变化,说
明电压表的分流比较明显,电流表应采用内接法,为了减小实验误差,电压表的右端应接b
点。
(3)[3]根据电阻定律可得
又
,
联立可得工件材料电阻率
9.在“测定金属的电阻率”的实验中,所用测量仪器均已校准。已知待测金属丝的电阻值
约为
。可供选择的器材有:
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电源E:电动势
,内阻约
电流表
:量程
,内阻约
电流表
:量程
,内阻约
电压表
:量程
,内阻约
电压表
:量程
,内阻约
滑动变阻器R1:最大阻值
,允许最大电流
滑动变阻器R2:最大阻值
,允许最大电流
开关一个,导线若干。
(1)在上述器材中,应该选用的电流表是 ,应该选用的电压表是 。若想
尽量多测几组数据,应该选用的滑动变阻器是 (填写仪器的字母代号)。
(2)用所选的器材,一位同学画出了测量电路如图甲或图乙所示,电阻测量值由公式
计算得出,式中U 与I 分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和图乙电路电阻的测
量值分别记为
和
,则 (选填“
”或“
”)更接近待测电阻的真实值;
该测量值 (选填“大于”、“等于”或“小于”)待测电阻的真实值。
(3)关于本实验的误差,下列说法正确的是 。
A.对金属丝的直径多次测量求平均值,可消除误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.利用电流I 随电压U 的变化图线求
可减小偶然误差
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【答案】 A1 V1 R1
小于 C
【详解】(1)[1][2] 电源电动势是3V,电压表应选择V1,电路最大电流约为
电流表应选择A1。
[3]若想尽量多测几组数据,滑动变阻器采用分压式接法,应该选用的滑动变阻器是R1。
(2)[4]由题意可知
则
故电流表应采用外接法,则Rx2更接近待测电阻的真实值。
[5]由于电压表的分流,电流的测量值偏大,由欧姆定律可知,电阻测量值小于真实值。
(3)[6] A.实验中产生的误差不能消除,只能减小,故A 错误;
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差,故B 错误;
C.利用图像法求解电阻可减小偶然误差,故C 正确。
故选C。
10.(2025·湖北·模拟预测)某同学想把量程为0~3V 但内阻未知(约为几千欧)的电压表V 改装成量程为
0~15V 的电压表,并进行校准。实验室提供的器材为:
A.待测电压表V;
B.电阻箱R(最大阻值为99999.9Ω);
C.最大阻值为100Ω 的滑动变阻器;
D.最大阻值为1000Ω 的滑动变阻器;
E.电源(电动势约15V,内阻很小);
F.开关S、导线若干。
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(1)在改装前,需要对电压表内阻进行测量,他画出了甲、乙两个电路图,为能够尽可能减小测量误差,电
路图应该选 (选填“甲”或“乙”),滑动变阻器R0应该选 (选填“C”或“D”)。
【答案】(1) 甲 C
【详解】(1)[1][2]本实验采用半偏法测电阻,故应使用滑动变阻器的分压接法,若选乙图因电源电动势
约15V,电压表内阻几千欧姆,即使选D 让滑动变阻器达到最大1000Ω,也会让电压表的电压超量程,所
以选择甲图合适,为便于调节滑动变阻器R0应该选C。
11.(24-25 高三下·浙江诸暨·适考)为尽可能精确测定待测电阻Rx 的阻值(约为200Ω),准备器
材如下:
电池组E(电动势3V,内阻不计);
电流表A1(量程0~15mA,内阻约为100Ω);
电流表A2(量程0~300μA,内阻为1000Ω);
滑动变阻器R1(阻值范围0~20Ω,额定电流2A);
电阻箱R2(阻值范围0~9999.9Ω,额定电流1A);
开关、导线若干。
(1)如图所示的电路中,将电阻箱R2的阻值调到9000Ω,在a、b 两处分别接入电流表,其
中在a 处接入的电流表为__________(填写器材代号)。
(2)调节滑动变阻器R1,其中一只电流表的示数如图所示,其示数为__________mA;此时另
一只电流表的示数为150μA,则待测电阻Rx 的阻值为__________Ω;(保留三位有效数
33
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字)
(3)利用提供的实验器材,以下电路设计方案中也能够比较精确测定Rx 阻值的是( )
A.
B.
C.
【答案】(1)A2
(2) 8.0(±0.1) 191(±5)
(3)A
【来源】浙江省诸暨市2024-2025 学年高三下学期5 月适应性考试(二模)物理试题
【详解】(1)因为电流表A2内阻已知,所以a 处接入的电流表为A2,与电阻箱R2串联后
可知待测电阻的两端电压。
(2)[1]其中一只电流表的示数如图所示,由题图可知其示数为8.0mA;
[2]此时另一只电流表的示数为150μA,则待测电阻Rx 两端电压为
通过待测电阻Rx 的电流为
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则待测电阻Rx的阻值为
(3)A.由电路图可知,分别先后闭合开关S2、S3,调节电阻箱R2使得两次电流表示数相
同,即通过等效替代法可以比较精确测定Rx 阻值,故A 正确;
B.由电路图可知,无法测得通过Rx 的电流,故B 错误;
C.由电路图可知,由于A1表内阻未知,且存在分压作用,所以无法比较精确测定Rx 的两
端电压,则不可以比较精确测定Rx 阻值,故C 错误。
故选A。
1.(2025·湖南·高考真题) 某同学通过观察小球在黏性液体中的运动,探究其动力学规律,步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量小球直径D 如图1 所示,
__________
。
(2)在液面处由静止释放小球,同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置,频闪仪每隔
闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2 所示(图中的数字是小球到液面的测量距离,单位是
)。
(3)根据照片分析,小球在A、E 两点间近似做匀速运动,速度大小
__________
(保留2 位有效
数字)。
(4)小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力
(k 为与液体有关的常量),已知小球密度为
,
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液体密度为
,重力加速度大小为g,则k 的表达式为
__________(用题中给出的物理量表示)。
(5)为了进一步探究动力学规律,换成直径更小的同种材质小球,进行上述实验,匀速运动时的速度将
__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 2.207##2.206##2.205 ②.
③.
④. 减小
【解析】
【详解】(1)[1]根据图1 可知小球直径D=2mm+20.7×0.01mm=2.207mm
(2)[2]由图2 可知A、E 两点间的距离为
时间为
所以速度为
(4)[3]小球匀速运动,根据受力平衡有
求得体积公式为
整理可得
2.(2025·湖南·高考真题)车辆运输中若存在超载现象,将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制
成的导电水泥,可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品,用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“
”挡,正确操作后,指针位置如图1 所示,则读数为__________
。
(2)进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥块电阻,电源E 电动势
,内阻可忽略,电压表量程
,内阻约
,电流表程
,内阻约
。实验中要求滑动变阻器采用分压接法,在
图2 中完成余下导线的连接__________。
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(3)如图2,测量水泥块的长为a,宽为b,高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R,则电阻率
__________(用R、a、b、c 表示)。
(4)测得不同压力F 下的电阻R,算出对应的电阻率
,作出
图像如图3 所示。
(5)基于以上结论,设计压力报警系统,电路如图4 所示。报警器在两端电压大于或等于
时启动,
为水泥块,
为滑动变阻器,当
的滑片处于某位置,
上压力大于或等于
时,报警器启动。报
警器应并联在__________两端(填“
”或“
”)。
(6)若电源E 使用时间过长,电动势变小,
上压力大于或等于
时,报警器启动,则
__________
(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 8000 ②. 见解析 ③.
④.
⑤. 大于
【解析】
【详解】(1)[1]多用电表选择开关旋转到“
”挡,故根据图1 可知读数为
;
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(2)[2]长方体导电水泥块样品的电阻
,故采用电流表内接法;实验中要求滑动变阻器采用
分压接法,故连接实物图如图
(3)[3]根据电阻定律
可知
(5)[4]根据图3 可知压力越大电阻率越小,即电阻越小;回路中电流增加,
电压增加,
电压减小,
而报警器在两端电压大于或等于
时启动,故应将报警器并联在
两端;
(6)[5]电源电动势E 减小,要使报警器启动,即
两端电压要仍为3V,根据串联分压有
可知E 减小需要R1更小,又因为F 越大R1越小,可知F1需要大于F0
3.(2025·河北·高考真题)1992 年,江苏扬州出土的古代铜卡尺,由固定尺和活动尺组成,
现代游标卡尺的构件与其非常相似,已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度,
示数如图所示,其读数为( )
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A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】根据游标卡尺的读数规则可知主尺读数为17mm,游标尺为50 分度,每分度值为
0.02mm,第10 条刻度线对齐,则游标尺的读数为
所以读数为17mm+0.20mm=17.20mm
故选C。
4.(节选)(2025·广东·高考真题)请完成下列实验操作和计算。
(1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图所示,读数
mm。
【答案】(1)8.260/8.261/8.259
【详解】(1)根据题意,由图可知,小球的直径为
5.(2024·广东·高考真题)(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,某同学用50 分度的游标卡
尺测量一例柱体的长度,示数如图丙所示,图丁为局部放大图,读数为 cm。
(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不
可调节。打开并调节 。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏,装上单缝、双缝和测量头。
调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。
【答案】4.108
【详解】游标卡尺读数为4.1cm+4×0.02mm=4.108cm
4.(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
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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);
(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”)。
【答案】 1.23 12.3 右侧 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。
6.(2024·安徽·高考真题)某实验小组要将电流表G(铭牌标示:
,
)改装成量程
为1V 和3V 的电压表,并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标
准电压表等实验器材,按图(1)所示连接电路,其中虚线框内为改装电路。
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(1)开关
闭合前,滑片P 应移动到 (填“M”或“N”)端。
(2)根据要求和已知信息,电阻箱
的阻值已调至
,则
的阻值应调至
。
(3)当单刀双掷开关
与a 连接时,电流表G 和标准电压表V 的示数分别为I、U,则电流表G 的内阻可表
示为 。(结果用U、I、
、
表示)
(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G 内阻的真实
值与铭牌标示值有偏差,则只要________即可。(填正确答案标号)
A.增大电阻箱
的阻值
B.减小电阻箱
的阻值
C.将滑动变阻器的滑片P 向M 端滑动
(5)校准完成后,开关
与b 连接,电流表G 的示数如图(2)所示,此示数对应的改装电压表读数为
V。(保留2 位有效数字)
【答案】(1)M
(2)4000
(3)
(4)A
(5)0.86
【详解】(1)由图可知,该滑动变阻器采用分压式接法,为了电路,在开关S1闭合前,滑片P 应移到M
端;
(2)当开关S2接b 时,电压表量程为1V,根据欧姆定律
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当开关S2接a 时,电压表量程为3V,根据欧姆定律
其中
联立解得
(3)当开关S2接a 时,根据欧姆定律
可得电流表G 的内阻可表示为
(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G 内阻的真实值
小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律可以增大两电阻箱的阻值。
故选A。
(5)根据闭合电路欧姆定律
7.(2013·山东·高考真题)图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应
该用游标卡尺的 (填“A”“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内
径为 mm。
【答案】 A 11.25
【详解】[1]由游标卡尺的结构原理可知,测内径应选游标卡尺的内测量爪,故选A;
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[2]游标卡尺的主尺读数为11mm,游标尺的读数为
故钢笔帽的内径为
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