文档文本内容
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重难点20 电学实验
考点
三年考情分析
2025 考向预测
观察电容器的充、放电现象
长度的测量及测量工具的选用
测量金属丝的电阻率
用多用电表测量电学中的物理量
测量电源的电动势和内阻
探究影响感应电流方向的因素
探究变压器原、副线圈电压与匝
数的关系
利用传感器制作简单的自动控制
装置
电容器充放电实验（2023·新课标
卷，9）
测定值电阻或者电阻率（2023·全
国乙卷，10）
伏安特性的测定（2022·全国乙
卷，10）
多用电表欧姆档问题（2024·新课
标卷，10）
创新实验（2024·全国甲卷，10）
（1）考点预测：电容器、恒定电
流相关实验。
（2）考法预测：经常综合考查、
创新考查。
【情境解读】
长度的测量
有关电容器的实验
部分电路的实验
全电路的实验
有关电磁感应的实验
传感器
【高分技巧】
一、测量金属的电阻率
1．长度、横截面积的测量
用毫米刻度尺测金属丝的有效长度；用螺旋测微器测金属丝的直径，进而计算金属丝的横截面积。
2．电阻的测量
用伏安法测电压、电流，作出U－I 图像，则电阻等于图线的斜率。
3．注意事项
(1)由于金属丝电阻较小，故采用电流表外接法。
(2)为防止电阻率发生变化，实验时电流不宜过大，通电时间不要太长。
二、电阻测量的创新方案
名称
电路
测量原理
1
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安安法
已知
的内阻R2，测得
、
的电流为I1、I2，可
得Rx＝
已知
的内阻R1，定值电阻R0，测得
、
的电
流I1、I2，可得
的内阻R2＝
伏伏法
已知
的内阻R1，测得
、
的电压为U1、U2，
可得Rx＝R1
已知
的内阻R1，定值电阻R0，测得
、
的电
压为U1、U2，可得
的内阻R2＝
替代法
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
半偏法
测量电流表内阻
闭合S1，断开S2，调节R1使G 表满偏；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
闭合S，调节电阻箱R3，当A、B 两点的电势相等时，
示数为零，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＝，＝，由以上两式可得R1·Rx＝R2·R3，可求出被测
电阻Rx的阻值
三、电源电动势和内阻的测量
1．伏安法
方案一
方案二
电路图
误差来源
电压表的分流
电流表的分压
2
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真实值和测
量值的关系
I 真＝I 测＋
U 真＝U 测＋IRA
图像
误差分析
E 测<E 真，r 测<r 真
(r 测＝)
E 测＝E 真，r 测>r 真
(r 测＝r＋RA)
2.伏阻法和安阻法
方案
伏阻法
安阻法
电路图
原理
E＝U＋r
E＝IR＋Ir
关系式
＝·＋
＝·R＋
图像
误差分析
E 测<E 真，r 测<r 真(r 测＝)
E 测＝E 真，r 测>r 真(r 测＝r＋RA)
四、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
1．构造
欧姆表由电流表G、电源、调零电阻R 和红、黑表笔组成。
(1)如图，红表笔接“＋”插孔，黑表笔接“－”插孔，即红“＋”，黑“－”。
(2)电流方向为从红表笔流进欧姆表，从黑表笔流出欧姆表，即“红进黑出”。
(3)黑表笔与欧姆表内部电源正极相连，红表笔与负极相连。
2．工作原理
闭合电路欧姆定律：I＝。
五、多用电表的内部电路结构与刻度盘
3
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1．内部电路结构示意图
2．多用电表刻度盘
六、传感器的使用
1．常见的传感器
光电传感器、温度传感器、力电传感器、电容式传感器等。
2．光敏电阻与热敏电阻
(1)光敏电阻：随着光照强度的增大，光敏电阻的阻值变小。
(2)金属热电阻：电阻随温度的升高而增大。
(3)热敏电阻：
①正温度系数热敏电阻：电阻随温度的升高而增大。
②负温度系数热敏电阻：电阻随温度的升高而减小。
（建议用时：40 分钟）
【考向一：观察电容器的充、放电现象及传感器问题】
1．（2024·陕西省商洛市·二模）为研究某种热敏电阻
（
时阻值约为
）的特性并将其制成体
温报警器，某同学将该热敏电阻
置于保温箱中，按照图甲所示的电路利用以下器材进行实验：
A.电源E（电动势为
，内阻可忽略不计）；
B.电流表A1（
，内阻可忽略不计）；
4
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C.电流表A2（
，内阻可忽略不计）；
D.电压表V（
，内阻约为
）；
E.滑动变阻器R（
，允许通过的最大电流为
）。
（1）图甲中A 应选择的电流表是________。（填器材前的字母）
（2）调节保温箱中的温度，记录电压表和电流表的示数，计算出热敏电阻的阻值。当温度为
时，
电压表和电流表的示数分别为
和
，则此时热敏电阻的阻值为________
。（计算结果保
留三位有效数字）多次测量的数据如下：
电阻
3.22
3.12
3.02
2.92
2.82
温度
35
36
37
38
39
（3）利用该热敏电阻制作的体温报警器，其电路的一部分如图乙所示。图中E 为直流电源
（电动势为
，内阻可忽略不计）；当图中的输出电压达到或超过
时，便触发报警器（图中未画
出）报警，则图乙中_______（填“
”或“
”）应使用热敏电阻；若要求开始报警时的温度为
，
则另一定值电阻的阻值应为_________
。（计算结果保留三位有效数字）
【答案】 ①. C
.
②
.
③
.
④
【解析】（1）[1]通过热敏电阻的电流约为
5
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故应选C；
（2）[2]此时热敏电阻的阻值为
（3）[3]根据串联分压可知，电阻越大分压越多，而热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，即温度越高热
敏电阻两端电压越小，由题意可知图中的输出电压达到或超过
时，才会报警，所以
是热敏电阻；
[4]由表格中数据可知温度升高一度，热敏电阻减少0.1kΩ，所以温度为
时，则有
可得
由
可得
2．（2024·青海省西宁市大通县·三模）材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这
种效应可以制作压敏电阻。某中学创新小组准备从实验室中两个压敏电阻m、n 中选择一个，与电磁继电
器组成电路为学校食堂设计一个小型“可自动注水的储水池”，主要步骤如下：
6
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（1）利用图甲所示电路测量压敏电阻的阻值随压力变化的规律。主要器材如下：
压敏电阻两个
电源（电动势E=12V，内阻不计）
电流表G1（量程10mA，内阻Rg1=200Ω）
电流表G2（量程50mA，内阻Rg2约为100Ω）
定值电阻R1=200Ω
滑动变阻器R2（最大阻值为150Ω）
开关S1、S2及导线若干
①为尽量准确的测量压敏电阻的阻值，导线c 端应与______（选填“a”或“b”）点连接。
②首先测量R0的数值，正确连接电路，使压敏电阻上的压力F=0，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器的滑
片到合适位置，分别记录电流表G2和G1的读数I2和I1，可知R0=______（用字母I1、I2、Rg1、R1表示）。
③两名同学分别测得两个压敏电阻m、n 的阻值随压力变化的图像如图乙、丙所示。
（2）“可自动注水储水池”的电路如图丁所示，RA为保护电阻。当线圈中的电流超过某一值I0时，继电
器的衔铁将被吸合，与上方触点分离、注水装置所在电路断开并停止注水。
①分析原理可知，压敏电阻应选择______（选填“m”或“n”），水位上升时，保护电阻RA的电功率会
______（选填“变大”或“变小”）。
②若想增大可自动注水储水池的蓄水量，可将保护电阻RA的阻值______（选填“变大”或“变小”）。
【答案】（1） ①. a
.
②
（2） ①. m
.
②变大 ③. 变大
【解析】
【小问1 详解】
①[1]选“a”时，测量无系统误差，故导线c 端应与“a”点连接。
②[2]并联支路电压相等，有
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解得
【小问2 详解】
①[1][2]水位上升时，继电器的衔铁将被吸合，说明电磁铁磁性变强，电路中电流变大，压敏电阻R 的阻值
会变小，故选m；水位上升时，电路中电流变大，保护电阻RA的电功率变大。
②[3]若想增大可自动注水储水池的蓄水量，即压力更大，压敏电阻阻值更小时停止注水，由于停止注水时
的电流I0不变，故应将保护电阻RA阻值变大。
【考向二：测量电阻、电阻率、电表改装及多用电表问题】
1．（2024·宁夏省银川一中·二模）某兴趣小组修复一个电流表，实验过程如下：
（1）拆开电流表，取出表头G，发现表头完好无损，用标准电表测出表头G 满偏电流为3mA。
（2）测量表头G 的内阻：按照如图1 所示电路图连接电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到
_________（填“a 端”或“b 端”），先闭合开关
，调节_________，直至表头G 指针满偏；再闭合开
关
，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G 示数为满偏示数的一半，此时电阻箱
的示数如图2 所示，则表头G 的内阻为_________Ω。
（3）电流表内部电路设计如图3 所示，其中
，
，但
已损坏，请根据电流表3A 的
量程，推算损坏之前
_________Ω。（结果保留两位有效数字）
（4）选取相应的电阻替换
，重新安装好电表。由于步骤（2）测电阻存在一定的误差，则该修复后的电
表测量出的电流值比实际值_________。（填“偏大”、“偏小”或“准确”）
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【答案】 ①. a 端 ②. 滑动变阻器 ③. 10
.
④0.025
.
⑤偏小
【解析】（2）[1]闭合开关前，滑动变阻器接入电路电阻应最大保护电路，即滑片应移到a 端。
[2]实验过程中，先闭合开关
，调节滑动变阻器，直至表头G 指针满偏。
[3]再闭合开关
，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G 示数为满偏示数的一半，
此时认为干路电流仍为
，则有
由图2 可得
（3）[4]由图3，根据欧姆定律有
解得
（4）[5]由于步骤（2）测电阻时，实际干路电流大于
，则通过电阻箱的电流大于
，则电阻箱电阻
小于表头G 的内阻，即所测表头G 的内阻偏小，则修复后的电表实际量程大于
，则电表测量出的电流
值比实际值偏小。
2．（2024·青海省海东市·二模）某同学从多用电表内部拆出一个量程为200μA 的灵敏电流表，现要测量该
表头的内阻（大于2000Ω），实验室所提供的器材有：
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A．待测灵敏电流表
；
B．电阻箱
（0 99999.9Ω
∼
）；
C．滑动变阻器
（最大阻值为5Ω，允许通过的最大电流为0.5A）；
D．滑动变阻器
（最大阻值为50Ω，允许通过的最大电流为0.1A）；
E．干电池一节（电动势约为1.5V，内阻约为1Ω）；
F．导线若干、开关两个。
该同学设计了如图甲所示的电路图，正确连接电路后进行了如下操作：
①把滑动变阻器的滑片滑到a 端，闭合开关
，并将电阻箱
的阻值调到较大；
②闭合开关
，调节滑动变阻器的滑片，使灵敏电流表满偏；
③保持开关
闭合、滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关
，调整电阻箱
的阻值，当灵敏电流表半
偏时，电阻箱旋钮位置如图丙所示。
请回答下列问题：
（1）滑动变阻器应选用______（填“
”或“
”）；
（2）用笔画线代替导线将实物图乙补充完整______；
（3）该灵敏电流表的内阻为______Ω；
（4）在操作无误的情况下，灵敏电流表内阻的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】（1）
10
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（2）
（3）2596.0
（4）大于
【解析】
【小问1 详解】
[1]选择较小的滑动变阻器，断开
与闭合
时相比，滑动变阻器左侧部分的电压变化较小，测得的灵敏
电流表内阻误差较小。所以滑动变阻器应选用
。
【小问2 详解】
[2]实物连接如图所示
【小问3 详解】
[3]不考虑滑动变阻器左边部分电压的变化，当灵敏电流表半偏时，电阻箱两端的电压与灵敏电流表两端的
电压相等，则电阻箱的读数等于灵敏电流表的内阻，由图丙可知灵敏电流表的内阻为
。
【小问4 详解】
[4]在断开
后，电路中的总电阻增大，总电流减小，滑动变阻器的左侧部分电压增大，则灵敏电流表半
偏时，电阻箱两端的电压略大于灵敏电流表两端电压，所以内阻的测量值大于真实值。
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3．（2024·陕西省·二模）为了测量某未知电阻
阻值，实验室提供了如下的实验器材：
A.电流表A1（量程300mA，内阻约为10Ω）
B.电流表A2（量程0.6A，内阻约为50Ω）
C.电压表V1（量程3V，内阻约为10kΩ）
D.电压表V2（量程10V，内阻约为50kΩ）
E.滑动变阻器
（最大阻值为10Ω）
F.滑动变阻器
（最大阻值为100Ω）
G.电源E（电动势3.0V，内阻不计）
H.电键S 及导线若干
某实验小组结合所给的实验器材，完成了如下操作：
（1）利用多用电表的欧姆挡粗略地测量该电阻的电阻值，将旋钮扳到“×1”挡位，欧姆调零后，将两表
笔分别与待测电阻的两端相接触，欧姆表的读数如图所示，则该读数为________Ω；
（2）为了精确地测量待测电阻的阻值，利用伏安法完成电阻的测量，并要求电表的示数从零开始调节，
则电流表应选________；电压表应选________；滑动变阻器应选________；（填器材前的字母序号）
（3）根据所选实验器材设计电路，将设计的电路画在虚线框中，并标注器材符号；______
（4）考虑到电表内阻的影响，待测电阻的测量值________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值，
其原因是________。
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【答案】 ①. 12
.
②A
.
③C
.
④E
.
⑤
.
⑥偏
小 ⑦. 电压表的分流作用使得电流的测量值偏大
【解析】（1）[1]欧姆表
读数为12×1Ω=12Ω；
（2）[1][2][3]电源电动势为3V，则电压表选择C；电路可能出现的最大电流
则电流表应选A；要使得电表的示数从零开始调节，则滑动变阻器接成分压电路，则应选阻值较小的E；
（3）[4]因电压表内阻远大于待测电阻，则应该采用电流表外接，滑动变阻器用分压电路，则根据所选实
验器材设计电路如图
（4）[5][6]考虑到电表内阻的影响，待测电阻的测量值小于真实值，其原因是电压表的分流作用使得电流
的测量值偏大，根据
可知，电阻的测量值偏小。
4．（2024·青海省西宁市·二模）小梦同学自制了一个两挡位（“
”“
”）的欧姆表，其内部结构
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如图所示，
为调零电阻（最大阻值为
），
、
、
为定值电阻（
），电
流计G 的内阻为
。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：
（1）短接①②，将单刀双掷开关
与
接通，电流计G 示数为
；保持电阻
滑片位置不变，将单刀双
掷开关
与
接通，电流计G 示数变为
，则
______
（填“大于”或“小于”）；
（2）将单刀双掷开关
与
接通，此时欧姆表的挡位为______（填“
”或“
”）；
（3）若从“
”挡位换成“
”挡位，调整欧姆零点（欧姆零点在电流计G 满偏刻度处）时，调零电
阻
的滑片应该______调节（填“向上”或“向下”）；
（4）在“
”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为
的定值电阻
，稳定后电流计G 的指针
偏转到满偏刻度的
；取走
，在①②间接入待测电阻
，稳定后电流计G 的指针偏转到满偏刻度的
，
则
______
。
【答案】 ①. 大于 ②.
.
③向上 ④.
【解析】（1）[1]根据题意可知
，所以开关拨向
时电路的总电阻小于开关拨向
时电路的总电
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阻，电源电动势
不变，根据
可知
；
（2）[2]当开关拨
向
时，全电路
总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也更大，所
以开关拨
向
时对应欧姆表的挡位倍率较大，即
；
（3）[3]从“
”挡位换成“
”挡位，即开关
从
拨向
，全电路电阻增大，干路电流减小，①②
短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流计
所在支路的电流，所以需要将
的滑片向上调节；
（4）[4]在“
”挡位，令
与
串联部分的总电阻为
，
上半部分单独叫
，电路图结构简
化如图
第一次，当①②短接，全电路的总电阻为
通过干路的电流为
电流表满偏，根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知
第二次，①②之间接入
，全电路总电阻为
，通过干路的电流为
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电流表偏转了量程的
，则
结合第一次和第二次解得
第三次，①②之间接入
，全电路总电阻为
，通过干路的电流为
电流表偏转了量程的
，则
结合第二次和第三次，解得
5. （2024·青海省西宁市·一模）某同学把量程为500μA 但内阻未知的微安表G 改装成量程为2V 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。
（1）该同学利用“半偏法”原理测量微安表G 的内阻，实验中可供选择的器材如下：
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A.滑动变阻器R1（0~5kΩ）
B.滑动变阻器R2（0~20kΩ）
C 电阻箱R'（0~9999.9Ω）
D.电源E1（电动势为1.5V）
E.电源E2（电动势为9V）
F.开关、导线若干
具体实验步骤如下：
a.按电路原理图甲连接好线路；
b.将滑动变阻器R
阻值调到最大，闭合开关S1后调节R 的阻值，使微安表G 的指针满偏；
c.闭合S2，保持R 不变，调节R'的阻值，使微安表G 的示数为250μA，此时R'的示数为1900.0Ω；
回答下列问题：
（1）①为减小实验误差，实验中电源应选用________（填E1或E2），滑动变阻器应选用________（填R1
或R2）;
②由实验操作步骤可知微安表G 内阻的测量值Rg=________Ω，与微安表内阻的真实值相比________（选
填“偏大”、“相等”或“偏小”）；
（2）若按照（1）中测算的Rg，将上述微安表G 改装成量程为2V 的电压表需要串联一个阻值为
________Ω 的电阻R0；
（3）用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2V 时，改
装电压表中微安表G 的示数为495μA，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1 位小数）。
【答案】①. E2
.
②R2
.
③1900.0 或1900
.
④偏小 ⑤. 2100.0 或2100
.
⑥2059.6
【解析】（1）①[1][2]本实验误差来自于闭合S2电阻箱R′并入电路后，干路电流会发生变化，为使干路
电流变化较小，应使干路中滑动变阻器进入电路的阻值尽量大，为使电流表能够满偏，相应的电源电动势
应较大。故电源选择电动势约为9V 的电源E2，毫安表G 的满偏电流为500μA，则干路中滑动变阻器进入
电路的最小阻值约大于
，故滑动变阻器应选用最大阻值为20kΩ 的R2。
②[3]由实验操作步骤可知通过微安表的电流等于通过电阻箱的电流，可知两部分电阻相等，即微安表G
内阻的测量值Rg=1900.0Ω；
[4]因于闭合S2电阻箱R′并入电路后，电路的总电阻变小，干路电流会变大，即干路电流大于Ig，而流过
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微安表G 的电流为
Ig，则流过电阻箱R′的电流大于
Ig，即流过电阻箱R′的电流实际上大于流过微安
表G 的电流，根据并联电路的特点，可知微安表G 内阻真实值大于电阻箱R′的阻值，可知测量值偏小。
（2）[5]若按照（1）中测算的Rg，将上述微安表G 改装成量程为2V 的电压表需要串联的电阻R0为
的电阻；
（3）[6]当微安表G 的示数为495μA 时
若是调整为准确，则需将微安表读数变为500μA，则
即将改装后的电压表内阻减小40.4Ω，即将R0的阻值变为2100-40.4=2059.6Ω
6. （2024·山西省名校联考·一模）一种具有“
”、“
”两个档位的欧姆表原理如图所示，已知
电流表G 的满偏电流为
，内阻为
，刻度盘中央位置（即
处）标的电阻值为
，电源
的电动势为
。回答下列问题：
（1）图中
应接__________________（选填“红”或“黑”）表笔；
（2）当选择“
”档位时，
应掷于__________________（选填“1”或“2”）位置；
（3）
__________________
__________________
；
（4）若该欧姆表使用一段时间后电源电动势减小、内阻增大，但仍可实现欧姆调零，则测电阻时的测量
值比真实值偏__________________（填“大”或“小”）。
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【答案】（1）红 （2）1 （3） ①.
.
②1 （4）大
【解析】
【小问1 详解】
改装后电流从
插孔流入，故图中
应接红表笔。
【小问2 详解】
当开关
接1 调零时，两表笔短接，设欧姆表内部总电阻为
，则
两表笔间电阻为
时，电流表中电流为
，则
当开关
接2 调零后，设欧姆表内部总电阻为
，则
两表笔间电阻为
时，电流表中电流为
，则
可得
故当选择“
”档位时，
应掷于1 位置。
【小问3 详解】
[1][2]欧姆表中值电阻等于内部的总电阻，据题意有
，
选择“
”档位时开关接1，则
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解得
【小问4 详解】
电源电动势
减小，选择“
”档位时，中值电阻小于
，选择“
”档位时，中值电阻小于
，故待测电阻测得的值比真实值偏大。
7. （2024·青海省协作联考·一模）测量一个量程为
的直流电压表的内阻
（几千欧），所用的实验电
路图如图甲所示。
（1）请根据图甲将图乙中的器材连成完整的电路__________。
（2）把滑动变阻器的滑片
滑到
端，将电阻箱
的阻值调到零，闭合开关
，调节滑动变阻器
的阻
值，使电压表的示数为
，然后滑动变阻器的滑片
____________（填“向
端滑动”“向
端滑动”
或“位置不变”），调节电阻箱
的阻值，使电压表的示数为
，此时电阻箱的示数如图丙所示，则该
示数为____________
，该电压表的内阻
的测量值为____________
。
（3）由于系统误差，真实值____________（填“大于”“小于”或“等于”）测量值。
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【答案】 ①.
.
②
位置不变 ③. 3936
.
④
1968
.
⑤小于
【解析】（1）[1] 根据图甲将图乙中的器材连成完整的电路如下
（2）[2][3][4]根据实验原理可知，保持待测部分电压不变，所以调节滑动变阻器
的阻值，使电压表的示
数为
，然后滑动变阻器的滑片
位置不变。调节电阻箱
的阻值，使电压表的示数为
，此时电阻
箱的示数如图丙所示，则该示数为3936Ω。根据串联分压原理可知
解得
（3）[5] 因该支路电阻变大，则该支路部分实际电压要比原电压变大，即R0的分压要大于2V，故Rv的实
际值要小一些，即真实值小于测量值。
8. （2024·山西省太原市·一模）实验小组测量某圆柱体材料的电阻率，圆柱体的长度为
。
（1）用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，示数如图1 所示，
______
；
21
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（2）用欧姆表对圆柱体的电阻进行粗测，选择“
”挡，发现指针偏转角度过大，应该换用______挡
（选填“
”或“
”，并重新进行______调零，指针指在如图2 位置，阻值为______
；
（3）为精确测量该圆柱体电阻的大小，实验小组设计了如图3 所示的实验电路图，实验室提供了如下器材：
A．电源
（电动势为
，内阻不计）
B．电流表A1（量程为
，内阻
约为
）
C．电流表A2（量程为
，内阻
为
）
D．定值电阻
（阻值为
）
E．滑动变阻器
（最大阻值为
）
F．滑动变阻器
（最大阻值为
）
请回答下列问题：
a．实验中，乙表应选______（选填“B”或“C”），滑动变阻器应选______（选填“E”或“F”），根
据图3 所示电路，闭合开关，调节滑动变阻器，记录A1的示数
和A2的示数
，电阻
______（用题
22
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中的字母符号表示）；
b．
和
的函数图像如图4 所示，根据数据可算得
______
结果保留2 位有效数字）；
c．通过计算，该圆柱体材料的电阻率约为
______
结果保留1 位有效数字；
（4）仅从系统误差的角度考虑，本次实验电阻率的测量值______真实值。（选填“大于”“等于”或
“小于”）
【答案】（1）
##3.372##3.374
（2） ①.
.
②欧姆 ③. 9.0
（3） ①.
.
②
.
③
.
④9.1
.
⑤
（4）等于
【解析】
【小问1 详解】
该圆柱体的直径为
【小问2 详解】
[1][2]用欧姆表对圆柱体的电阻进行粗测，选择“
”挡，发现指针偏转角度过大，说明电阻偏小，倍率
选择过大，则应该换用“
”挡，并重新进行欧姆调零；
[3]如图2 所示的阻值为
【小问3 详解】
[1] [2]由于该实验图中没有电压表，所以需要用电流表改装，已知电流表A2内阻已知所以，乙表应选C，
滑动变阻器采用分压式接法，故选择小阻值的
，故选E。
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[3]由欧姆定律可知
解得未知电阻的阻值为
[4]根据
化简可得
斜率为
解得
[5]根据电阻定律
化简得
代入数据解得该圆柱体的电阻率为
【小问4 详解】
本实验中电流表R2的内阻已知，圆柱体的电阻测量值等于真实值，则本次实验电阻率的测量值等于真实值。
9.（2024·陕西安康·三模） 描绘一个标有“
”的小灯泡的伏安特性曲线，有以下器材供选用：
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A.电压表V 量程
，内阻为
B.电流表
量程
，内阻约
C.毫安表
量程
，内阻约
D.电阻箱（
）
E.滑动变阻器
（10Ω，2A）
F.滑动变阻器
（
，0.5A）
G.蓄电池（电动势
，内阻不计）电键一个
（1）电流表选择___________（选填“
”或“
”）滑动变阻器选择___________（选填“
”或“
”）
（2）实验要求能够实现在
的范围内对小灯泡的电压进行测量，尽可能减少实验误差，请你在虚
线方框中画出实验电路原理图_________。
（3）由实验可描绘出小灯泡的伏安特性曲线如下图，现把该小灯泡和一个电源（电动势
，
）串联在一起如乙图，则小灯泡的实际功率___________（保留两位有效数字）
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【答案】（1） ①.
.
②
（2）
（3）
【解析】
【小问1 详解】
[1]根据
可求得
因此电流表选
;
[2]描绘小灯泡的伏安特性曲线，应选用分压式接法，滑动变阻器最大阻值选阻值小的，因此选
。
【小问2 详解】
描绘小灯泡的伏安特性曲线，应选用分压式接法，灯泡电阻小，选择电流表外接法，由于电压表的量程不
足以完成实验，所以应该改装电压表，即将一个电阻箱与电压表串联从而改装电压表。电路图如图
【小问3 详解】
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根据
化简可得
其中
为横轴，
为纵轴，在小灯泡的伏安特性曲线中画出对应直线，如图
交点即为工作电压
，电流
，根据
可得
【考向三：测量电源的电动势和内阻】
1．（2024·山西省·一模）遥控电动汽车中，由两节LR6 电池串联后通过定值电阻
为电机供电。为研究
该型号电池的特性及测量
的电阻，某同学设计了图（a）所示的电路进行测量，图中电流表
的内阻为
，电阻箱
的最大阻值为
。
（1）将图（b）中的实验电路连接完整__________；
（2）调节电阻箱到最大值后闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值
及对应的电流表
的
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示数
和
，并计算出
及
；
（3）作出
图像如图（c）所示，则
________
，电流表
的内阻
________
；（保留2
位有效数字）
（4）作出
图像如图（d）所示，则两节LR6 电池的总电动势，
________
、总内阻
________
。（保留2 位小数）
【答案】 ①.
.
②4.0
.
③0.50
.
④3.40
.
⑤1.00
【解析】（1）[1]根据实验电路图，实物图的连接如图所示
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（3）[2][3]根据两并联支路电压相等可得
变式可得
结合图（c）可得
，
解得
，
（4）[4][5]根据闭合电路的欧姆定律有
变式可得
结合图（d）可得
而其中
解得
由此可得
将坐标（500，290）代入可得
2．（2024·山西省名校联考·三模）不久，我国科研人员成功研制出一款微型核电池—BV100。BV100 的体
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积仅
，比一枚硬币还小，其基本原理是用放射源
发生β 衰变时释放电子给铜片，以
和铜片为电池的两个电极，外接负载就可以提供电能。据悉，这种电池功率约100μW，电压约3V，
可实现50 年自发电且功率稳定。
（1）关于该电池，下列说法正确的是______。
A.
衰变形成的新核中含有34 个中子
B.
衰变形成的新核中含有33 个中子
C. 外接负载时镍的电势比铜片高
D. 外接负载时电池内的电流方向从镍到铜片
（2）利用图甲的电路可研究该电池的
特性，可供选择的主要器材有：
A．灵敏电流表G：量程40μA，内电阻未知
B．灵敏电流计
：量程5μA，内电阻100kΩ
C．电阻箱
：电阻变化范围0~999999Ω
D．电位器R：电阻变化范围0~510kΩ
①实验中，首先需将电流计
改装成量程为3V 的电压表V，则
应调整为______Ω；
②正确连接电路后，反复调节电位器R，读出多组电压表V 的示数U 与电流表G 的示数I，经描点、连线
得到
图像如图乙所示。根据图像可知该电池的电动势E=______V．（结果保留三位有效数字）；其
内电阻r 随负载阻值的减小______（填“增大”“减小”或“不变”）。
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③为消除图甲测量方法带来的系统误差，需对电表的示数进行修正，则需要修正示数的电表是______（填
“电压表”或“电流表”）。修正后的图线位于图乙中图线的______（填“上方”或“下方”）。
④若用该电池对等效电阻为100kΩ 的心脏起搏器供电，该电阻的功率为______W（结果保留三位有效数
字）。
【答案】（1）AC （2） ①. 500000 或者500.000k
.
②2.97 或者2.98 或者2.99 或者3.00 或者
3.01
.
③增大 ④. 电流表 ⑤. 上方 ⑥.
【解析】【小问1 详解】
AB．
衰变形成的新核质量数为63，电荷数为29，则其中含有63-29=34 个中子，选项A 正确，B 错误；
CD．
释放电子给铜片，可知外接负载时镍的电势比铜片高，外接负载时电池内的电流方向从铜片到
镍，选项C 正确，D 错误。
故选AC。
【小问2 详解】
①[1]将电流计
改装成量程为3V 的电压表V，则
应调整为
②[2]根据图像结合
可知该电池的电动势
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E=2.99V
[3]图像的斜率绝对值的倒数等于内阻，可知其内电阻r 随负载阻值的减小而增大。
③[4]实验中由于电压表
分流作用会带来系统误差，需对电流表的示数进行修正。
[5]因实际通过电源的电流大于电流表的示数，则修正后的图线位于图乙中图线的上方。
④将电阻为100kΩ 的电阻的I-U 图像画在该电源的I-U 图像上，则如图，
交点坐标为I=20.5μA， U=2.05V，该电阻的功率为
3．（2024·宁夏银川一中·三模）某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，准备了如下器材：
待测电池，5 个完全相同的阻值未知的电阻Rx，一个阻值为R0的定值电阻，一个量程为3V 的电压表，两
个开关S1、S2，单刀双掷开关S3，导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路，其中c 为金属夹。
（1）该同学首先测量未知电阻Rx的阻值，步骤如下：
①断开开关S2，S3接b，c 夹在0 处，闭合S1，此时电压表示数为U0；
②断开开关S1，闭合S2，S3接a，将金属夹c 夹在位置3，闭合S1，电压表示数也为U0；则未知电阻Rx的
阻值为__________；（用R0表示）
（2）该同学继续测量电池的电动势和内阻。步骤如下：
①断开开关S2，S3接b，闭合S1；
②将金属夹依次夹在位置1、2、3、4、5 处，记录对应的电压表示数U；
③做出电压表示数U 和位置编号n 的
关系图像，如图乙所示：
④求出图乙中图线斜率为k，纵轴截距为b，则电池电动势为__________，内阻为__________；（用b、
k、和R0表示）。
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（3）该实验中电动势的测量值__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
【答案】（1）
（2） ①.
.
②
（3）小于
【解析】
【小问1 详解】
断开开关S2，S3接b，c 夹在0 处，闭合S1，此时电压表示数为U0，由电路图可知此时外电路只有
；断
开开关S1，闭合S2，S3接a，将金属夹c 夹在位置3，闭合S1，电压表示数也为U0，由电路图可知此时外
电路有
；则有
可得
【小问2 详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知
，
解得电动势和内阻分别为
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，
【小问3 详解】
由电路图可知，实验误差来源于电压表的分流，设电压表的内阻为
，根据闭合电路欧姆定律可得
则有
可得
则该实验中电动势的测量值小于真实值。
4．（2024·山西省晋中市·二模）最近，研究人员研发出一种可广泛用于笔记本电脑、手机等电子产品的新
型锂电池。为测量该新型锂电池的电动势
和内阻
，除开关和导线若干外，实验室还提供以下器材：
A．待测电池（电动势约为
，内阻约为
）
B．电流表A（量程为
，内阻
）
C．电阻箱
（最大阻值为
）
D．定值电阻
（阻值为
）
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（1）因所给电流表的量程过小，利用定值电阻
对电流表A 改装后进行实验，则电流表A 改装后的量程
为__________A，请在图甲中的虚线框内画出电路图，并在图中标出选用的器材的符号_______。
（2）根据设计的实验电路用笔画线代替导线，将图乙中的实物进行连线________。
（3）连接好电路，闭合开关，调节电阻箱
，记录多组电阻箱的阻值
和电流表A 的示数
，作出
图像，如图丙所示，则该电池的电动势
__________V，内阻
__________
。
（4）实验中得到的某灯泡的伏安特性曲线如图丁所示，如果将两个相同的灯泡串联后再与该新型锂电池
连接，那么每个灯泡消耗的实际功率为__________W（结果保留三位有效数字）。
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【答案】（1） ①. 0.6
.
②
（2）
（3） ①. 6
.
②2
（4）1.31（1.27~1.35）
【解析】
【小问1 详解】
[1][2]根据所给器材，电流表A 的量程过小，需要电流表A 和定值电阻
串联改装为
量程的电流表，
便于测量多组数据，设计的电路图如图所示。
【小问2 详解】
实物图如图所示
【小问3 详解】
[1][2]改装后的电流表内阻
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根据闭合电路欧姆定律可得
整理得
根据图乙可得，斜率
纵轴截距
则该电池的电动势
内阻
【小问4 详解】
实验中得到的某灯泡的伏安特性曲线如图丙所示，如果将两个相同的灯泡串联后再与该新型锂电池连接，
设每个灯泡两端的电压均为
，流过的电流均为
，则
代入数据可得
在图乙中作出一个灯泡的
图线，如下图所示，读出与原有图线交点的坐标值，可知每个灯泡的实际
功率为
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5．（2024·陕西省汉中市·二模）锂离子电池是极具发展前景的重要能源存储装置之一，广泛应用于便携式
电子产品和电动汽车等领域。内阻是锂离子电池的重要参数之一，具有非常重要的研究意义。某研究小组
利用题图1 所示电路，对铭牌如题图2 所示的某锂离子电池进行研究（该锂离子电池内阻不超过
） 除
开关和导线外，可选的其他实验器材有：
A.电压表（量程0~3.0 V）
B.电流表（量程0~0.6 A）
C.定值电阻（阻值2Ω，额定功率5W）
D.定值电阻（阻值20Ω，额定功率10W）
E.滑动变阻器（阻值范围0 ~10Ω，额定电流2A）
F.滑动变阻器（阻值范围0~100Ω，额定电流2A）
（1）为尽量准确、方便地测出该锂离子电池的内阻，定值电阻R0应该选择______，滑动变阻器R 应该选
择______（填相应器材前的字母标号）。
（2）正确选取器材后，电压表应接在______（选填“a”“ b”）处。
（3）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片位置，得到多组电压表和电流表的数值
和
，并作出对应的
图像如题图3 所示。由此可得，该锂离子电池的电动势为______V ， 其内阻为______Ω。 （结果
均保留两位小数）
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【答案】①. C
.
②E
.
③
.
④3.78（3.76~3.79） ⑤. 0.47（0.43~0.48 ）
【解析】（1）[1]若选阻值为20Ω 的定值电阻，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流最大约为
使用电流表（量程0~0.6A）时，由于上述最大电流没有达到量程的三分之一，测量时的偶然误差较大，因
此定值电阻应选2Ω，即定值电阻R0应该选择C；
[2]结合上述可知，定值电阻阻值为2Ω，锂离子电池内阻不超过
，若选阻值范围0~100Ω 的滑动变阻器
接入电路，其最大阻值远远大于定值电阻阻值与锂离子电池内阻之和，则实验操作困难、测量数据的连续
性若，读数误差大，因此滑动变阻器应选阻值范围0~10Ω，即滑动变阻器R 应该选择E。
（2）[3]根据图2 可知，锂离子电池的电动势为3.7V，而电压表的量程为0~3.0 V，若将电压表接在“b”
点直接测量电源的路端电压，有可能路端电压超过了电压表的量程，导致电压表损坏，为了确保电压表的
安全，电压表应接在“
”点，此时可以将定值电阻R0等效为电源内阻的一部分，相当于增加了电源内阻，
可使测量时电压表变化范围大，操作方便，偶然误差小，也可避免电压表超出量程。
（3）[4][5]结合上述，根据闭合电路欧姆定律有
变形有
结合图3 可知，该锂离子电池的电动势
图像斜率的绝对值表示定值电阻与电源内阻之和，则有
解得该锂离子电池的内阻
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6．（2024·宁夏省银川一中·一模）电学实验中可将电源E1与电源E2及灵敏电流计G 连成如图甲所示电路，
若灵敏电流计G 示数为0，说明此时两电源的电动势相等。根据这一原理，某同学设计如图乙所示电路，
测量某电源C 的电动势Ex。其中A 为工作电源（内阻不计），B 为电动势恒定的标准电源，其电动势为
EN。R1、R2为电阻箱，R3为滑动变阻器，G 为灵敏电流计，S1、S3为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。
实验过程如下：
①实验开始之前，将R1和R2的阻值限定在1000Ω 到3000Ω 之间；
②将S2置于1 处。闭合开关S1、S3，通过调节R1、R2，使R3阻值为0 时，灵敏电流计G 示数为0。记录此
时的R1与R2的阻值，分别为R1、R2；
③先将将R3滑动变阻器触头滑到最________端，再将开关S2置于2 处，调节R1、R2，并保持通过R1、R2的
电流不变，重复上述操作，使R3的阻值为0 时，灵敏电流计G 的示数为0，记录此时的R1与R2的数值，分
别为R1′、R2′。根据上述实验过程回答问题：
（1）实验步骤③中，滑动变阻器R3触头应滑到最___________端（填“左”或“右”）；
（2）在步骤③中，为保持实验过程中流过R1与R2的电流不变，调整R1、R2时需要使R1、R2与R1′、R2′满
足的关系是____________（用题中所给物理量符号表示）；
（3）待测电源C 的电动势E=_____________（用题中所给物理量符号表示）；
（4）若工作电源A 的内阻不可忽略，则待测电源C 的电动势E 测量值将___________（填“偏大”或“不
变”或“偏小”）。
【答案】①. 左 ②.
.
③
.
④不变
【解析】（1）[1]图乙中滑动变阻器采用了限流接法，为保护灵敏电流计，开始时滑动变阻器的触头应滑
到最左端。
（2）[2]开关S2置于2 处时，待测电源替换了标准电源，要保持实验过程中流过R1与R2的电流不变，则电
源A 的输出电压固定不变，根据欧姆定律可知，R1与R2的阻值之和应保持不变，即
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（3）[3]根据部分电路的欧姆定律，有
由于
，解得
（4）[4]若考虑工作电源的内阻，则有
由于
，解得
即测量值不变。
7. （2024·陕西省渭南市·一模）小明用如图甲所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
（1）开关闭合前，应先将电阻箱的电阻调到__________（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。
（2）闭合开关，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持开关闭合，将
__________（选填“红”或“黑”）表笔始终接触a 位置，另一表笔依次试触b、c、d、e、f、g 六个接线柱，
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发现试触b、c、d、e 时，多用电表均有示数，试触f、g 时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，
则故障是__________。
A．接线柱bd 间短路 B．接线柱de 间断路或没有接好 C．定值电阻断路或没有接好
（3）排除故障后按规范操作进行实验，改变电阻箱R 的阻值，分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某
一次测量，电压表的示数如图乙所示，示数为__________V。
（4）作出
图线如图丙所示，根据图中数据可得电池组的电动势E=______V，内阻r=_______Ω（保
留两位小数）。
【答案】①. 最大值 ②. 黑 ③. C
.
④2.50
.
⑤2.98
.
⑥0.49
【解析】（1）[1]开关闭合前，应将电路中电阻箱调到最大值，从而使开关闭合后电路中电流最小，起到
保护电路的作用。
（2）[2]a 与电源负极相连，电势较低，应将黑表笔始终接触a 位置。
[3] 试触b、c、d、e 时，多用电表均有示数，试触f、g 时多用电表均无示数。说明接线柱de 间断路或没
有接好。
故选B
（3）[4]电池组电动势为3V 左右，电压表应选0~3V，最小分度值为0.1V，电压表示数为2.50V。
（4）[5][6]由欧姆定律和闭合电路欧姆定律可知
联立可得
结合图像可知
解得电动势为
【考向四：电磁感应、交变电流中的实验】
1．（2024·山西省太原市·三模）某物理小组利用下图器材探究影响感应电流方向的因素，根据实验现象，
分别记录不同情况下磁体的N 极、S 极的运动方向以及感应电流的方向。
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（1）实验现象表明：穿过线圈的磁通量都在增大时，如果磁场的方向不同（甲、乙），感应电流的方向
______（选填“相同”或“不同”）；穿过线圈的磁通量都在减小时，如果磁场的方向不同（丙、丁），
感应电流的方向______（选填“相同”或“不同”）。看来实验并不能直接显示出感应电流的方向与磁通
量变化的关系。
（2）选择磁体的磁场和感应电流的磁场进行分析，分别研究穿过线圈的磁通量增大和减小的情况，请根
据甲示例完成乙、丙、丁填空。
表1 磁通量增大时的情况
图
号
磁体磁场的方
向
感应电流的方向（俯
视）
感应电流的磁场方
向
甲
向下
逆时针
向上
乙
比较表1 中的数据，可以发现：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反，阻
碍磁通量的增加。
表2 磁通量减小时的情况
图
号
磁体磁场的方
向
感应电流的方向（俯
视）
感应电流的磁场方
向
丙
丁
根据表1、2 中的数据能得出结论：感应电流具有这样的方向，即______。
【答案】（1） ①. 不同 ②. 不同
（2）
图
号
磁体磁场的方
向
感应电流的方向（俯
视）
感应电流的磁场方
向
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甲
向下
逆时针
向上
乙
向上
顺时针
向下
图
号
磁体磁场的方
向
感应电流的方向（俯
视）
感应电流的磁场方
向
丙
向下
顺时针
向下
丁
向上
逆时针
向上
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【解析】
【小问1 详解】
[1]由图甲、乙可得，电流表的偏转方向相反，所以感应电流的方向不同；
[2]由图丙、丁可得，电流表的偏转方向相反，所以感应电流的方向不同。
【小问2 详解】
由图和安培定则完成表中填空
表1 磁通量增大时的情况
图
号
磁体磁场的方
向
感应电流的方向（俯
视）
感应电流的磁场方
向
甲
向下
逆时针
向上
乙
向上
顺时针
向下
表2 磁通量减小时的情况
图
号
磁体磁场的方
向
感应电流的方向（俯
视）
感应电流的磁场方
向
丙
向下
顺时针
向下
丁
向上
逆时针
向上
比较表1 中的数据，可以发现：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反，阻
碍磁通量的增加。比较表2 中的数据，可以发现：当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场与磁体的
磁场方向相同，阻碍磁通量的减小。所以，根据表1、2 中的数据能得出结论：感应电流具有这样的方向，
即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2．（2025·宁夏8 月调研·一模）某实验小组利用下列实验器材如图，探究正弦交变电流电压的有效值与最
大值之间的关系。实验中主要步骤如下：
A．连接电路，将小灯泡和太阳能发电板固定在暗箱里；
B．将学生电源交流接线柱连入电路，选择适当电压，打开开关；
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C．调节滑动变阻器，记录电压传感器1 测得交流电压的最大值Um和电压传感器2 测得的电压值U0；
D．断开开关，将学生电源直流接线柱连入电路，再次接通开关；
E．调节滑动变阻器，使____________________________________；
F．记录此时电压传感器1 测得直流电压的值U，即直流电压U 是最大值为Um交流电压的有效值；
G．重复上述步骤，记录多组Um及对应的U。
（1）请将实验步骤中“___________”部分补充完整；
（2）某次将学生电源直流接线柱连入电路，且接通开关时小灯泡两端的电压最小，请用笔画线替代导线
在图上连接实物图___________；
（3）实验中测得的数据如下表格所示，请在图坐标纸上描点作图___________，并根据图像计算得出
U=___________Um；
实验次数
测量值
1
2
3
4
5
6
传感
器2
传感器2 测得电
压U0/V
1.08
1.55
2.42
3.46
4.51
5.60
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传感
器1
交流电压最大值
Um/V
1.14
1.24
1.49
1.62
1.80
2.10
直流电压U/V
0.81
0.88
1.06
1.15
1.28
1.48
（4）实验中发现，虽然电路连接完全正确，但当小灯泡两端所加的电压较小时，传感器2 测得的电压几乎
为0，请你写出一个可能的原因_____________。
【答案】（1）传感器2 测得的电压值仍为U0
（2 ）
（3 ） ①.
.
②0.70##0.71
（4）当灯泡两端电压较小时，灯泡不发光或发出的光很弱，太阳能发电板不能产生电压
【解析】
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【小问1 详解】
实验中应调节滑动变阻器，使得传感器2 测得的电压值仍为U0。
【小问2 详解】
实物图连接如下图所示
【小问3 详解】
[1]根据表中数据描点连线可得
[2]该图线为一条过原点的倾斜直线，其斜率为
所以
【小问4 详解】
当小灯泡两端所加的电压较小时，传感器2 测得的电压几乎为0，其可能原因是太阳能发电板不能产生电
压。
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