北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
第 10 章 电路及其应用
第 1 节 电路的基本概念及规律
五年高考
1.★★(2023全国乙,20,6分)(多选)黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱,接线柱1
和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻,在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直
流电源。测得接线柱之间的电压U =3.0 V,U =2.5 V,U =-1.5 V。符合上述测量结果的
12 23 34
可能接法是 ( )
A.电源接在1、4之间,R接在1、3之间
B.电源接在1、4之间,R接在2、4之间
C.电源接在1、3之间,R接在1、4之间
D.电源接在1、3之间,R接在2、4之间
答案 CD
2.★★(2020海南,4,3分)一车载加热器(额定电压为24 V)发热部分的电路如图所示,a、
b、c是三个接线端点,设ab、ac、bc间的功率分别为P 、P 、P ,则 ( )
ab ac bc
A.P >P B.P =P
ab bc ab ac
C.P =P D.P <P
ac bc ab ac
答案 D
3.★★(2024广西,6,4分)将横截面相同、材料不同的两段导体L、L无缝连接成一段导
1 2
体,总长度为1.00 m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数
U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L、L的电阻率之比约为( )
1 2
第 1 页 共 33 页第 1 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
A.2∶3 B.2∶1 C.5∶3 D.1∶3
答案 B
4.★★★(2022江苏,2,4分)如图所示,电路中灯泡均正常发光,阻值分别为R=2 Ω,R=3
1 2
Ω,R=2 Ω,R=4 Ω,电源电动势E=12 V,内阻不计。四个灯泡中消耗功率最大的是 (
3 4
)
A.R B.R C.R D.R
1 2 3 4
答案 A
5.★★★(2024江西,7,4分)石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材
料,具有丰富的电学性能。现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子(电子)浓度。
如图(a)所示,在长为a,宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场,磁感应强度为B,电
极1、3间通以恒定电流I,电极2、4间将产生电压U。当I=1.00×10-3A时,测得U-B关
系图线如图(b)所示,元电荷e=1.60×10-19C,则此样品每平方米载流子数最接近 (
)
第 2 页 共 33 页第 2 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
A.1.7×1019 B.1.7×1015
C.2.3×1020 D.2.3×1016
答案 D
三年模拟
6.★★(2024届佛山南海一中月考一)小灯泡L 和L 分别标有“6 V 3 W”、“6 V 6
1 2
W”,将L 和L 分别用如图甲、乙所示的方式与同一电源连接,闭合开关S后,L 和L 都能
1 2 1 2
发光,(假设灯丝电阻不变),下列说法正确的是 ( )
A.甲图中通过L 的电流大于通过L 的电流
1 2
B.乙图中L 比L 更亮些
1 2
C.乙图中L 、L 两端的实际电压相等
1 2
D.甲、乙两图中L 的实际功率都小于L 的实际功率
1 2
答案 B
7.★★(2024届佛山南海10月考)如图甲所示,用充电宝为一手机电池充电,其等效电路如
图乙所示。在充电开始后的一段时间t内,充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒
定不变的,设手机电池的内阻为R,则时间t内 ( )
A.充电宝输出的电功率为UI+I2R
B.充电宝产生的热功率为I2R
U2
C.手机电池产生的焦耳热为 t
R
D.手机电池储存的化学能为UIt-I2Rt
第 3 页 共 33 页第 3 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
答案 D
8.★★★(2023届佛山顺德德胜学校阶段考)有一个内阻R=30 Ω、满偏电流I=1 mA的
g g
电流计G,要把它改装成电压表或电流表,下列说法正确的是 ( )
A.把G改装成量程为0~3 V的电压表,需要串联3 kΩ的定值电阻
B.把G改装成量程为0~15 V的电压表,其原来0.5 mA刻度处应该标成10 V
C.把G改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联0.05 Ω的定值电阻
D.把G改装成量程为0~3 A的电流表,其原来0.5 mA刻度处应该标成1 A
答案 C
9.★★★(2023届东莞三校联考)(多选)等离子体推进器的结构如图所示,首先由电子枪产
生高速电子流,经过碰撞,电子将等离子体发生器内的惰性气体电离,形成等离子体,最后
等离子体中的正离子经过静电加速层加速后高速飞出,从而对等离子体推进器产生作用
力。假设正离子的质量为m,电荷量为q,经电压为U的静电加速层加速后形成电流为I的
离子束,忽略离子进入静电加速层的初速度,不计离子重力和离子间的相互作用力,下列说
法正确的是 ( )
A.等离子体推进器是将化学能转化为机械能的装置
√qU
B.离子由静电加速层喷出时的速度大小为
2m
I
C.单位时间内,由静电加速层喷出的离子数为
q
√2mU
D.等离子体推进器产生的推力大小为I
q
答案 CD
第 4 页 共 33 页第 4 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
第 2 节 闭合电路欧姆定律及其应用
五年高考
1.★★(2020北京,12,3分)图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段
金属丝与电池、电流表串联起来(图乙),用这段金属丝做测温探头,把电流表的刻度改为
相应的温度刻度,就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是 ( )
A.t应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
A
B.t应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
A
C.t应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
B
D.t应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
B
答案 B
2.★★(2020浙江1月,6,3分)小明在一根细橡胶管中灌满食盐水,两端用粗铜丝塞住管口,
形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端,电源电动势和内阻恒定。握住盐
水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍,若忽略温度对电阻率的影响,则此盐水柱(
)
A.通过的电流增大
B.两端的电压增大
C.阻值增大为原来的1.2倍
D.电功率增大为原来的1.44倍
答案 B
3.★★(2018海南,10,5分)(多选)如图,三个电阻R、R、R的阻值均为R,电源的内阻r<R,c
1 2 3
为滑动变阻器的中点。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动,下列说法正
确的是( )
A.R消耗的功率变小
2
B.R消耗的功率变大
3
C.电源的输出功率变大
第 5 页 共 33 页第 5 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
D.电源内阻消耗的功率变大
答案 CD
三年模拟
4.★★(2024届深圳高级中学二诊)(多选)如图所示,电路中电压表为理想电表,电源电动
势为E,内阻为r,L是小灯泡,C是电容器,R是定值电阻,R是滑动变阻器。开关S闭合后,在
1 2
滑动变阻器的滑片向上滑动过程中 ( )
A.小灯泡亮度逐渐变暗
B.电压表示数变小
C.电容器所带电荷量减少
D.电源的输出功率一定先变大后变小
答案 BC
5.★★(2024届广州执信中学5月考)交警使用的某型号酒精测试仪如图1所示,其工作
原理如图2所示,传感器的电阻值R随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内
阻为r,电路中的电表均可视为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说
法正确的是 ( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变小
B.酒精气体浓度越大,电源的效率越低
C.酒精气体浓度越大,电源的输出功率越小
D.电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值之比变小
答案 B
6.★★(2024届北京通州期末)如图所示的U-I图像中,曲线表示某一灯泡的伏安特性曲
线,直线为某一电源的路端电压与电流的变化关系图线,P为两图线的交点,坐标为(I,U);
0 0
曲线上过P点的切线与横轴的交点坐标为(I,0);电源路端电压与电流的变化关系图线与
1
第 6 页 共 33 页第 6 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
横轴交点坐标为(I,0)、与纵轴交点坐标为(0,E);阴影面积分别为S、S。用该电源直接
2 1 2
与该灯泡连接成闭合回路,当通过灯泡的电流为I时,下列说法正确的是 ( )
0
U
0
A.灯泡电阻为
I -I
0 1
B.灯泡电功率为S
1
1
C.电源总功率为 EI
2 2
D.电源内部消耗的功率为2S
2
答案 D
7.★★★(2024届佛山南海10月考)如图甲所示的电路,电源电压保持9 V不变,小灯泡标
有“6 V,6 W”的字样,小灯泡中的电流与其两端电压的变化关系图像如图乙所示。以下
说法中错误的是 ( )
A.小灯泡正常发光时的电阻为6 Ω
B.滑动变阻器接入电路的阻值为3 Ω时,小灯泡正常发光
C.滑动变阻器接入电路的阻值为14 Ω时,小灯泡的电功率为1 W
D.当电压表的示数为4 V时,整个电路在10 s内消耗的电能是48 J
答案 D
8.★★★(2024届山东滨州期末)如图甲所示的电路,电源内阻r=1.0 Ω,R为定值电阻,R
1 2
为滑动变阻器,电流表、电压表均为理想电表。闭合开关,将滑动变阻器的滑片从A端逐
渐滑到B端的过程中,得到R的功率随电压表示数变化的规律如图乙所示,电压表示数与
2
电流表示数的关系图像如图丙所示。下列说法正确的是 ( )
第 7 页 共 33 页第 7 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
A.电源的电动势大小为4.5 V
B.定值电阻R的阻值为3 Ω
1
C.图乙中P的值为1.5 W
x
D.图丙中U的值为4.5 V
x
答案 D
9.★★★(2023届北京八一中学期末)(多选)图甲是某实验小组的同学通过实验作出的电
源E的路端电压U与电流I的关系图像,图乙是该实验小组的同学通过实验作出的小灯
泡L的I-U图像。下列说法中正确的是 ( )
A.电源E的电动势约为3.0 V
B.电源E的内阻约为12.5 Ω
C.电源E的路端电压为2.0 V时,电源效率约为50%
D.将小灯泡L接在电源E两端组成闭合回路,此时小灯泡消耗的功率约为0.23 W
答案 AD
第 8 页 共 33 页第 8 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
微专题 17 电路的动态分析和故障判断
1.★★(2020江苏,6,4分)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所
示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时 ( )
A.车灯的电流变小
B.路端电压变小
C.电路的总电流变小
D.电源的总功率变大
答案 ABD
2.★★(2023届潮州模拟)(多选)催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体,当一氧化
碳气体达到一定的浓度,传感器中的检测片燃烧,使检测片温度上升,检测片的电阻增加。
如图所示电路中,R为催化燃烧式气体传感器的检测片,当环境一氧化碳气体达到上述浓
度,下列说法正确的是 ( )
A.电压表V 、电压表V 、电压表V 的示数均增大
1 2 3
B.电流表A 、电流表A 的示数均减小
1 2
C.电压表V 示数的改变量ΔU小于电压表V 示数的改变量ΔU
2 2 3 3
D.电压表V 示数的改变量ΔU大于电压表V 示数的改变量ΔU
1 1 2 2
答案 ABD
3.★★(2024届北京丰台二模)如图所示,电源电动势为6 V,电路中有AB、CD、EF、GH四
根连接电路的导线,其中一根导线内部的铜丝是断的,电路其余部分完好。为了查出故障
导线,某同学选用多用电表直流10 V挡,闭合开关后,将多用电表红表笔接在A接线柱上,
黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上,多用电表的示数分别为0 V、0 V、6 V。可
判断出故障导线是 ( )
第 9 页 共 33 页第 9 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
A.AB B.CD C.EF D.GH
答案 C
4.★★★(2024届雅礼中学一模)如图所示,电源内阻等于灯泡L的电阻,当开关闭合。滑
动变阻器滑片位于某位置时,水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态,
灯泡L正常发光,现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动,则 ( )
A.灯泡将变亮,R中有电流流过,方向竖直向上
B.液滴带正电,在滑片滑动过程中液滴将向下做匀加速运动
C.电源的路端电压增大,输出功率也增大
D.滑片滑动过程中,带电液滴电势能将减小
答案 D
5.★★★(2024届衡水中学四调)(多选)在如图所示的电路中,已知电阻R的阻值小于滑动
1
变阻器R的最大阻值,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P由左端向右端滑动的过程中,四
个理想电表V 、V 、A 、A 的示数及其变化量分别用U、U、I、I、ΔU、ΔU、
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
ΔI、ΔI表示。下列说法正确的是 ( )
1 2
A.U先变大后变小,I不变
1 1
B.U先变大后变小,I一直变大
1 1
ΔU ΔU
C.
1的绝对值和 2
的绝对值均不变
ΔI ΔI
2 2
D.U先变大后变小,I一直变小
2 2
答案 BC
第 10 页 共 33 页第 10 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
第 3 节 电学实验基础
1.(2024全国甲,23,10分)电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。
在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下,通过测量不同氧气含量下传感器
两端的电压,建立电压与氧气含量之间的对应关系,这一过程称为定标。一同学用图(a)所
示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有:装在气室内的氧气传感器(工作电
流1 mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个
气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%)。
完成下列实验步骤并填空:
(1)将图(a)中的实验器材间的连线补充完整,使其能对传感器定标;
(2)连接好实验器材,把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口;
(3)把滑动变阻器的滑片滑到 端(填“a”或“b”),闭合开关;
(4)缓慢调整滑动变阻器的滑片位置,使毫安表的示数为1 mA,记录电压表的示数U;
(5)断开开关,更换气瓶,重复步骤(3)和(4);
(6)获得的氧气含量分别为1%、5%、10%和15%的数据已标在图(b)中;氧气含量为20%时电
压表的示数如图(c),该示数为 V(结果保留2位小数)。
现测量一瓶待测氧气含量的气体,将气瓶接到气体入口,调整滑动变阻器滑片位置使毫安
表的示数为1 mA,此时电压表的示数为1.50 V,则此瓶气体的氧气含量为 %(结果
保留整数)。
第 11 页 共 33 页第 11 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
答案 (1)如图所示
(3)a (6)1.40 17
2.[2023天津,9(2)]某同学测量金属丝的电阻。
①首先使用多用电表的欧姆挡进行粗测,用“×1”挡正确测量,指针偏转如图所示,对应
的读数为 Ω;
②该同学设计了如图所示的电路,再次开展测量,除学生电源(输出电压为4 V)、滑动变阻
器、开关、导线外,还提供如下器材:
第 12 页 共 33 页第 12 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
A.电压表(量程0~15 V,内阻约15 kΩ);
B.电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ);
C.电流表(量程0~3 A,内阻约0.025 Ω);
D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)。
(ⅰ)为了测量准确,实验时应选用 测量电压U,应选用 测量电流I;(选填
器材前对应的字母)
(ⅱ)关于该实验,下列哪些说法是正确的 。
A.电压表内阻分流引起的误差是系统误差
B.闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于b端
C.滑动变阻器采用图示接法电压U可以调为零
D.通过测量多组数据绘制U-I图像可减小系统误差
答案 ①7 ②(ⅰ)B D (ⅱ)AC
3.(2022北京,15,8分)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。
(1)用电压表(内阻约为3 kΩ)和电流表(内阻约为0.1 Ω)测量一个电阻的阻值(约为5
Ω)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的 (填“甲”或
“乙”)。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约20 kΩ电阻的
阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为 (填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“×1 k”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
第 13 页 共 33 页第 13 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(3)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,
发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查
找故障,在其他连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三
个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数。若电路中仅有一处
故障,则 (填选项前的字母)。
A.导线ab断路 B.滑动变阻器断路
C.导线cd断路 D.滑动变阻器短路
答案 (1)甲 (2)ADCB (3)C
4.(2022辽宁,11,6分)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA,内阻为1.2 kΩ)
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R=40 Ω,R=360 Ω。
1 2
(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0~ mA;
(2)当开关S接B端时,该电流表的量程比接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)和此改装电表测量未知电阻R的阻值,设计
x
了图(b)中的两个电路,不考虑实验操作中的偶然误差,则利用 (填“甲”或
“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
答案 (1)1 (2)大 (3)乙
第 14 页 共 33 页第 14 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
实验 11 导体电阻率的测量
1.(2024山东,14,8分)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0~16 V);
滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A);
电压表V(量程3 V,内阻未知);
电流表A(量程3 A,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。
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R= Ω(保留
Y
3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω;
第 15 页 共 33 页第 15 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm,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。
答案 (1)2.450 (2)1 (3)1.92(1.90~1.95均可) (4)大于
2.(2024江西,12,7分)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d=0.07 m和高h=0.03 m。
(2)现有实验器材:电流表(量程300 μA,内阻R=2 500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V,内
A
阻未知)、直流电源(3 V)、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26 ℃的水在不同长度l时的电阻值R。将水温升到65 ℃,重复测
x
量。绘出26 ℃和65 ℃水的R-l图线,分别如图(b)中甲、乙所示。
x
(4)若R-l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ= (用k、d、h表示)。实验
x
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8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3 A,热水器出
第 16 页 共 33 页第 16 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
水温度最高为65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V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)
答案 (2)见解析图 (4)kdh 高 (5)0.46
解题导引 ①考查伏安法测电阻时电流表内外接的选取,若电流表内阻已知,则一定采用
U
电流表内接法,待测电阻R= -R;②考查通过图像表示物理公式间的联系,线性关系中的
x A
I
截距和斜率的物理意义是考查的重点。
解析 (2)因电流表内阻已知,故采用电流表内接法,因直流电源电压为3 V,故将电压表的
“+3”接线柱与电流表的“+”接线柱连接,如图所示。
l ρ
(4)由电阻定律得R=ρ ,故R-l图像中图线的斜率k= ,解得ρ=kdh。由题图(b)可知,
x x
dh dh
温度高时对应图线的斜率较小,故其电阻率较小,更容易导电。
l
min
U 220V
(5)水管内水的最小电阻R min = I = 1.0×10-3 A =2.2×105 Ω,而R min =ρ π (d 0 ) 2,其中
2
ρ=kdh,代入数据解得水管长度的最小值l ≈0.46 m。
min
3.(2023江苏,12,15分)小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响。所用器材有:干
电池(电动势约1.5 V,内阻不计)2节;两量程电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ;量程0~15
V,内阻约15 kΩ)1个;滑动变阻器(最大阻值50 Ω)1个;定值电阻(阻值50 Ω)21个;开关1
个及导线若干。实验电路如图1所示。
(1)电压表量程应选用 (填“3 V”或“15 V”)。
第 17 页 共 33 页第 17 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(2)图2为该实验的实物电路(右侧未拍全)。先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置,
然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱 (填“B”“C”或
“D”)连接,再闭合开关,开始实验。
(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变,依次测量电路中O与1,2,…,21之间的
电压。某次测量时,电压表指针位置如图3所示,其示数为 V。根据测量数据作
出电压U与被测电阻值R的关系图线,如图4中实线所示。
(4)在图1所示的电路中,若电源电动势为E,电压表视为理想电压表,滑动变阻器接入的阻
值为R,定值电阻的总阻值为R,当被测电阻为R时,其两端的电压U= (用E、R、
1 2 1
R、R表示),据此作出U-R理论图线如图4中虚线所示。小明发现被测电阻较小或较大
2
时,电压的实测值与理论值相差较小。
(5)分析可知,当R较小时,U的实测值与理论值相差较小,是因为电压表的分流小,电压表内
阻对测量结果影响较小。小明认为,当R较大时,U的实测值与理论值相差较小,也是因为
相同的原因。你是否同意他的观点?请简要说明理由。
E
答案 (1)3 V (2)D (3)1.50 (4) R (5)不同意。理由见解析
R +R
1 2
解析 (1)两节干电池的电动势之和约为3 V,则电压表量程应选用3 V。
(2)闭合开关前应该把滑动变阻器接入电路的阻值调至最大,根据滑片的位置和右侧导线
的接法可知电池盒上接线柱A应该与滑动变阻器的接线柱D连接。
(3)电压表的分度值为0.1 V,需要估读到下一位,题图3中电压表的示数为1.50 V。
E E
(4)根据闭合电路欧姆定律有I= ,当被测电阻为R时,其两端的电压U=IR=
R +R R +R
1 2 1 2
R。
第 18 页 共 33 页第 18 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(5)解法一 不同意。当R较大时,R与电压表内阻接近,电压表与R并联后的总电阻远大
于滑动变阻器的阻值,故分到的电压越来越接近电源电动势,也就与理论值相差较小。
解法二 不同意。当R较大时,如果按照小明的观点,电压表分流较大,U的实测值与理论
值相差较大,所以这个观点不正确。当R较大时,电压表的内阻不能忽略,则电路中的电流
E
I=
R +(R -R)+
RR
V
,电压表的读数U=
1 2 R+R
V
E RR E
· V =
RR R+R (R+R )(R +R -R),由题可知,R≤R,当R=R时U=
R +(R -R)+ V V 1+ V 1 2 2 2
1 2 R+R RR
V V
E E
= R
R (R +R ) R R ,由题意可知R≈3 kΩ,R的最大值为50 Ω,则R R, 1
1+ 1 2 V 1+ 1 + 1 V 1 V 1 R
R R R R V
2 V V 2
≫
E R E ER
= 2 =
≈0,则当R较大时电压表的读数U≈ R R +R R +R ,即此时U的实测值与理论
1+1 1 2 1 2
R
2
值相差较小。
第 19 页 共 33 页第 19 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
实验 12 测量电阻的几种方法
考法1 伏安法
(2024湖南,11,7分)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, 为电压表, 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100 mA,电压表量程为3 V,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100 mA,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)1.23(1.22~1.25均可) 12.3(12.2~12.5均可,要与上一空对应) (4)右 (5)小
于
第 20 页 共 33 页第 20 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
考法2 差值法
(2022广东,12,9分)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件。某同
学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系,实验过程如下:
(1)装置安装和电路连接
如图(a)所示,导电绳的一端固定,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B的导线
接入如图(b)所示的电路中。
(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻R的测量
x
①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导电绳拉伸后的长度L。
②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S ,闭合开关S ,调节R,使电压表和电流
2 1
表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I。
1
③闭合S ,电压表的示数 (填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为
2
U,记录电流表的示数I,则此时导电绳的电阻R= (用I、I和U表示)。
2 x 1 2
第 21 页 共 33 页第 21 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
④断开S ,增大导电绳拉伸量,测量并记录A、B间的距离,重复步骤②和③。
1
(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值 (填“有”或“无”)影响。
(4)图(c)是根据部分实验数据描绘的R-L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上,当
x
机械臂弯曲后,测得导电绳的电阻R为1.33 kΩ,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为
x
cm,即为机械臂弯曲后的长度。
U
答案 (2)③变小 (3)无 (4)51.80
I -I
2 1
考法3 半偏法
(2021山东,14,8分)热敏电阻是传感器中经常使用的元件,某学习小组要探究一热敏电阻
的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有:
待测热敏电阻R(实验温度范围内,阻值几百欧到几千欧);
T
电源E(电动势1.5 V,内阻r约为0.5 Ω);
电阻箱R(阻值范围0~9 999.99 Ω);
滑动变阻器R(最大阻值20 Ω);
1
滑动变阻器R(最大阻值2 000 Ω);
2
微安表(量程100 μA,内阻等于2 500 Ω);
开关两个,温控装置一套,导线若干。
同学们设计了如图甲所示的测量电路,主要实验步骤如下:
①按图示连接电路;
②闭合S 、S ,调节滑动变阻器滑片P的位置,使微安表指针满偏;
1 2
③保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开S ,调节电阻箱,使微安表指针半偏;
2
④记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值,滑动变阻器应选用 (填“R”或“R”)。
1 2
(2)请用笔画线代替导线,将实物图(不含温控装置)连接成完整电路。
第 22 页 共 33 页第 22 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(3)某温度下微安表半偏时,电阻箱的读数为6 000.00 Ω,该温度下热敏电阻的测量值为
Ω(结果保留到个位),该测量值 (填“大于”或“小于”)真实值。
(4)多次实验后,学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知,该热敏电阻的阻值随温
度的升高逐渐 (填“增大”或“减小”)。
答案 (1)R (2)见解析 (3)3 500 大于 (4)减小
1
解析 (1)对于分压式电路,滑动变阻器应选用总阻值较小的,以保证测量电路所在支路电
阻发生变化时对电压的影响较小。
(2)根据电路图,连接后如图所示
(3)由实验步骤可知R=R+R ,解得R=3 500 Ω,由题图甲知断开S 后热敏电阻的测量值
T μA T 2
偏大。
1
(4) 增大时T减小,此时lnR增大,即R增大,说明热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐减
T T
T
小。
考法4 等效替代法
(2021浙江6月,18,7分)小李在实验室测量一电阻R的阻值。
x
(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合
上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数
第 23 页 共 33 页第 23 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
U=1.65 V,电流表的示数如图2所示,其读数I= A;将K掷到2,电压表和电流表的
1 1
读数分别为U=1.75 V,I=0.33 A。由此可知应采用电流表 (填“内”或“外”)
2 2
接法。
(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其他方法进行实验:
①器材与连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图;
②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关掷到右边,调节电阻箱
的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3所示,则待测电阻R=
x
Ω。此方法, (填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是
。
答案 (1)0.33 外 (2)①如图所示 ②5 有 电阻箱的分度值与待测电阻比较接近
(或其他合理解释)
考法5 电桥法
第 24 页 共 33 页第 24 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(2023湖南,12,9分)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小
压力的装置,其电路如图(a)所示,R、R、R为电阻箱,R为半导体薄膜压力传感器,C、D间
1 2 3 F
连接电压传感器(内阻无穷大)。
(1)先用欧姆表“×100”挡粗测R的阻值,示数如图(b)所示,对应的读数是 Ω;
F
(2)适当调节R、R、R,使电压传感器示数为0,此时,R的阻值为 (用R、R、R
1 2 3 F 1 2 3
表示);
(3)依次将0.5 g的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码
重力大小),读出电压传感器示数U,所测数据如表所示:
次数 1 2 3 4 5 6
0. 1.
砝码质量m/g0.0 1.0 2.02.5
5 5
16
电压U/mV 0 57 115 220280
8
根据表中数据在图(c)上描点,绘制U-m关系图线;
第 25 页 共 33 页第 25 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(4)完成前面三步的实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压
力传感器上施加微小压力F,电压传感器示数为200 mV,则F大小是 N(重力加速
0 0
度取9.8 m/s2,保留2位有效数字);
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量C、D间电压,在半导体薄膜压力传感器上施加
微小压力F,此时非理想毫伏表读数为200 mV,则F F(填“>”“=”或“<”)。
1 1 0
R R
答案 (1)1 000 (2) 1 3 (3)见解析
R
2
(4)0.018(0.017或0.018) (5)>
解析 (1)欧姆表选择“×100”挡,由题图(b)可知读数为1 000 Ω。
(2)由题图(a)可知,要使电压传感器示数为0,上、下两条支路中R和R的分压应相等,即
1 2
R R R R
1 = 2 ,可得R= 1 3。
R +R R +R F R
1 F 2 3 2
(3)根据题表中数据描点作图,注意使图线通过尽量多的点,如图所示。
(4)由图可得200 mV的电压对应砝码的质量约为1.8 g,则F=mg≈0.018 N。
0
(5)非理想毫伏表测得的电压偏小,即要达到相同的电压,所需压力会偏大,则F>F。
1 0
第 26 页 共 33 页第 26 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
实验 13 测量电源电动势和内阻
1.(2024黑吉辽,11,6分)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R)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了
0
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E= 。
k
(3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k、k,若 2=n,则待测电池的内阻r= (用n
1 2
k
1
和R表示)。
0
1 R
答案 (1)①A (2) (3) 0
b n-1
2.(2023浙江6月,16Ⅱ,5分)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中
(1)部分连线如图1所示,导线a端应连接到 (填“A”“B”“C”或“D”)接线柱
上。正确连接后,某次测量中电压表指针位置如图2所示,其示数为 V。
第 27 页 共 33 页第 27 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(2)测得的7组数据已标在如图3所示U-I坐标系上,用作图法求干电池的电动势E=
V和内阻r= Ω。(计算结果均保留两位小数)
答案 (1)B 1.20 (2)1.50 1.04
3.(2023湖北,12,10分)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,
所用器材如下:
电压表(量程0~3 V,内阻很大);
电流表(量程0~0.6 A);
电阻箱(阻值0~999.9 Ω);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线。
第 28 页 共 33 页第 28 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电
流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U-I图像如图(c)所示,则干电池的电
动势为 V(保留3位有效数字)、内阻为 Ω(保留2位有效数字)。
1
(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出 -R图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴
I
截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为 Ω(保留2位有效
数字)。
(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值 (填“偏大”或“偏
小”)。
答案 (1)见解析 (2)1.58 0.64(0.63~0.65均可) (3)2.4 (4)偏小
解析 (1)根据电路图,连线如图所示。
第 29 页 共 33 页第 29 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(2)根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,由图线与纵轴的交点知E=1.58 V,由图线斜率知内
|ΔU| 1.55-1.39
阻r= = Ω=0.64 Ω。
ΔI 0.30-0.05
1 1 R r
(3)根据闭合电路欧姆定律得E=I(R+R+r),因此 = R+ A+ ,由题图(d)知,图线纵轴截
A
I E E E
R r
距为 A+ =1.9 A-1,解得R≈2.4 Ω。
A
E E
(4)本实验中干电池内阻的测量值等于干电池内阻的真实值与电压表内阻的并联阻值,故
测量值偏小。
4.(2021湖南,12,9分)某实验小组需测定电池的电动势和内阻,器材有:一节待测电池、一
个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R)、一个电流表(内阻为R)、一根均匀电阻丝
0 A
(电阻丝总阻值大于R,并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度
0
尺,无法测量电阻丝长度,但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该
表盘上,利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下:
(1)将器材如图(a)连接;
(2)开关闭合前,金属夹应夹在电阻丝的 端(填“a”或“b”);
(3)改变金属夹的位置,闭合开关,记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表
示数I,得到多组数据;
第 30 页 共 33 页第 30 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得图像如图(b)所示,图线斜率为k,与纵轴截距为d,
设单位角度对应电阻丝的阻值为r,该电池电动势和内阻可表示为E= ,r=
0
;(用R、R、k、d、r表示)
0 A 0
(5)为进一步确定结果,还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r。利用现有器材设计实
0
验,在图(c)方框中画出实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示);
(6)利用测出的r,可得该电池的电动势和内阻。
0
r dr
答案 (2)b (4) 0 0-(R+R) (5)见解析
0 A
k k
解析 (2)为保护电路,开关闭合前应使电阻丝接入电路中的阻值最大,即金属夹应夹在电
阻丝的b端。
(4)由闭合电路欧姆定律,结合电路结构有E=I(r+R+θr+R),整理可得
A 0 0
1 r R +R +r r R +R +r r dr
= 0θ+ 0 A ,故可得k= 0 ,d= 0 A ,联立解得E= 0 ,r= 0-(R+R)。
0 A
I E E E E k k
(5)现有器材中只有一个电流表,但有一个单刀双掷开关和阻值已知的定值电阻,故考虑采
用替代法测电阻,设计电路如图所示。
操作步骤:先将开关置于1,记录下电流表示数I,再将开关置于2,调节金属夹位置,使电流
表示数仍为I,记录下电阻丝接入电路部分对应的圆心角θ,则有r=R/θ。
0 0
第 31 页 共 33 页第 31 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
实验 14 用多用电表测量电学中的物理量
1.(2024浙江6月,16-Ⅱ节选)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×100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“×10”或“×1 k”)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,则说明该二极管是 元件(选填
“线性”或“非线性”)。
答案 (1)×1 k 负极 (2)a d 45.0 (3)非线性
第 32 页 共 33 页第 32 页 共 33 页
北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
2.(2022湖南,12,9分)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表,其内部结
构如图所示,R为调零电阻(最大阻值为R ),R、R、R为定值电阻(R+R <R<R),电流计
0 0m s m n s 0m m n
的内阻为R(R R)。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值,回答下列问题:
G s G
≪
(1)短接①②,将单刀双掷开关S与m接通,电流计 示数为I;保持电阻R滑片位置不变,
m 0
将单刀双掷开关S与n接通,电流计 示数变为I,则I I(填“大于”或“小
n m n
于”);
(2)将单刀双掷开关S与n接通,此时欧姆表的挡位为 (填“×1”或“×10”);
(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流计 满偏刻度
处)时,调零电阻R的滑片应该 调节(填“向上”或“向下”);
0
(4)在“×10”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为100 Ω的定值电阻R,稳定后
1
2
电流计 的指针偏转到满偏刻度的 3;取走R
1
,在①②间接入待测电阻R
x
,稳定后电流计
1
的指针偏转到满偏刻度的 ,则R= Ω。
3 x
答案 (1)大于 (2)×10 (3)向上 (4)400
第 33 页 共 33 页
