电学压轴实验题（全国甲卷和Ⅰ卷）-2023年高考物理十年压轴真题题型解读与模拟预测（解析版）

这是一份电学压轴实验题（全国甲卷和Ⅰ卷）-2023年高考物理十年压轴真题题型解读与模拟预测（解析版），共37页。试卷主要包含了 描绘小灯泡的伏安特性曲线， 特殊方法测电阻， 电源电动势和内阻的测量， 练习使用多用电表， 观察电容器充放电现象， 探究影响感应电流方向因素， 综合电学实验型，8V，额定电流0等内容，欢迎下载使用。
电学压轴实验题（全国甲卷和Ⅰ卷）
命题规律

高考物理电学压轴实验题是考查学生物理学科实验操作能力高低的试金石，表现为综合性强、求解难度大、对考生的设计实验能力和实验数据的处理的能力要求高等特点。
一、 命题范围
1. 描绘小灯泡的伏安特性曲线（压轴指数★★★）
2、伏安法测量未知电阻（压轴指数★★★★）
3、半偏法测量电表内阻（压轴指数★★★★）
4、测量电阻丝的电阻率（压轴指数★★★★）
5. 特殊方法测电阻（压轴指数★★★★★）
6. 电源电动势和内阻的测量（压轴指数★★★★★）
7. 练习使用多用电表（压轴指数★★★）
8. 观察电容器充放电现象（压轴指数★★★）
9. 探究影响感应电流方向因素（压轴指数★★★★）
10. 探究变压器原、副线圈与匝数的关系（压轴指数★★★★★）
11. 利用传感器制作简单的自动控制装置（压轴指数★★★）
二、命题类型
1.单一电学实验型。物理情境选自学习探究情境，物理量的测量有：电流的测量、电压的测量、电阻的测量。注意实验原理和数据处理的方法，含有图像的数据处理题目要挖掘图像的斜率、截距等表示的物理意义。
2. 综合电学实验型。对于电学创新实验，实验中测量多个物理量，并寻找它们之间的内在联系，用实验数据总结物理规律。
历年真题

1．（2016·全国·高考真题）现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9 Ω），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为1 000 Ω），滑动变阻器（最大阻值为2 000 Ω），单刀双掷开关一个，导线若干．
在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω．
（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线_________．

（2）在电路中应选用滑动变阻器________（填“”或“”）．
（3）按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______Ω；滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是______．
②将开关向______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至______．
（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．
【答案】     连线如图所示：
     R2     650.0     b     接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏     c     报警器开始报警
【解析】试题分析：（1）电路连线如图．
（2）在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏，可知外电阻的取值范围大约是，报警器的电阻是650.0 Ω，所以滑动变阻器的取值范围在250 Ω到1 150 Ω之间，所以滑动变阻器应该选R2．
（3）①本题采用的是等效替换法，先用变阻箱来代替热敏电阻，所以变阻箱的阻值要调节到热敏电阻的临界电阻也就是在60 ℃时阻值为650.0 Ω；为防止接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏，滑动变阻器的滑片应置于b端；②先把变阻箱的电阻接入电路，调节滑动变阻器的电阻，调至报警器开始报警时，保持滑动变阻器的阻值不变，接到热敏电阻上，当热敏电阻的阻值是650.0 Ω时，也就是温度达到了60 ℃，报警器开始报警．
【考点定位】闭合电路欧姆定律的应用、等效替换法
【名师点睛】本题主要考查闭合电路欧姆定律的应用、等效替换法．要特别注意本题使用了等效替换法，先用电阻箱的阻值来代替热敏电阻来调节电路，再接入热敏电阻时，就可以直接工作，这种做法灵活、方便、安全．
2．（2022·全国·统考高考真题）某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源E（电动势，内阻很小），电流表（量程，内阻约），微安表（量程，内阻待测，约），滑动变阻器R（最大阻值），定值电阻（阻值），开关S，导线若干。

（1）在答题卡上将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图_____；
（2）某次测量中，微安表的示数为，电流表的示数为，由此计算出微安表内阻_____。
【答案】     见解析     990
【解析】（1）[1]为了准确测出微安表两端的电压，可以让微安表与定值电阻R0并联，再与电流表串联，通过电流表的电流与微安表的电流之差，可求出流过定值电阻R0的电流，从而求出微安表两端的电压，进而求出微安表的内电阻，由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，滑动电阻器采用分压式解法，实验电路原理图如图所示

（2）[2]流过定值电阻R0的电流

加在微安表两端的电压

微安表的内电阻

3．（2021·全国·高考真题）某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：
小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A）
电压表（量程300mV，内阻300）
电流表（量程300mA，内阻0.27）
定值电阻R0
滑动变阻器R1（阻值0-20）
电阻箱R2（最大阻值9999.9）
电源E（电动势6V，内阻不计）
开关S、导线若干。
完成下列填空：

（1）有3个阻值分别为10、20、30的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA的U-I曲线，R0应选取阻值为___________的定值电阻；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的___________（填“a”或“b”）端；
（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为___________（保留1位有效数字）；

（4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为_______。然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示：
U/mV
24.0
46.0
76.0
110.0
128.0
152.0
184.0
216.0
250.0
I/mA
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0

（5）由图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻___________（填“增大”“减小”或“不变”）；
（6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA，可得此时小灯泡电功率P1=_______W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为P2，则=_______（保留至整数）。
【答案】     10     a     0.7     2700     增大     0.074     10
【解析】（1）[1]因为小灯泡额定电压2.5V，电动势6V，则滑动滑动变阻器时，为了保证电路安全，需要定值电阻分担的电压

则有

则需要描绘小灯泡在0~300mA的伏安特性曲线，即R0应选取阻值为10；
（2）[2]为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端；
（3）[3]由图可知当流过电流表的电流为10mA时，电压为7mV，则小灯泡的电阻为

（4）[4]由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V时，有

解得

（5）[5]由图（b）和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中变大，则灯丝的电阻增大；
（6）[6]根据表格可知当电流为160mA时，电压表的示数为46mA，根据（4）的分析可知此时小灯泡两端电压为0.46V，则此时小灯泡电功率
P1=0.46V×0.16A≈0.074W
[7]同理可知当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡两端电压为2.5V，此时小灯泡电功率
P2=2.5V×0.3A=0.75W
故有

4．（2020·全国·统考高考真题）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图（b）所示的两条U–I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。

回答下列问题：
（1）图（b）中标记为II的图线是采用电压表跨接在________（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。

（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线________（填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω（保留1位小数）。
（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________Ω（保留1位小数）。
【答案】     、     I         
【解析】(1)[1]若将电压表接在、之间，

则

根据一次函数关系可知对应斜率为。
若将电压表接在、之间，电流表分压为

根据欧姆定律变形可知

解得

根据一次函数可知对应斜率为，对比图像的斜率可知

所以II图线是采用电压表跨接在、之间。
（2）[2]因为待测电阻为几十欧姆的电阻，通过图像斜率大致估算待测电阻为左右，根据

说明电流表的分压较小，电压表的分流较大，所以电压表应跨接在、之间，所以选择图线I得到的结果较为准确。
[3]根据图像可知

[4]考虑电流表内阻，则修正后的电阻为

5．（2019·全国·高考真题）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。

（1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。( )
（2）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是___________。（填正确答案标号）
A．18 mA          B．21 mA
C．25mA              D．28 mA

（3）产生上述问题的原因可能是___________。（填正确答案标号）
A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω
C．R值计算错误，接入的电阻偏小
D．R值计算错误，接入的电阻偏大
（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=___________。
【答案】          C     AC    
【解析】（1）[1]电表改装时，微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内，则实物电路连接如下图所示：

（2）[2]由标准毫安表与该装表的读数可知，改装后的电流表，实际量程被扩大的倍数为
倍
故当原微安表表盘达到满偏时，实际量程为：，故本小题选C；
（3）[3]根据

得

改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量值偏小，即电表实际内阻真实值，大于1200Ω；或者因为定值电阻R的计算有误，实际接入定值电阻R阻值偏小，分流过大。故本小题选AC；
（4）[4]由于接入电阻R时，改装后的表实际量程为25mA，故满足

要想达到预期目的，即将微安表改装为量程为20mA电流表，应满足

其中，联立解得
或
6．（2023·高三课时练习）某实验小组利用如图所示的电路探究在范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻，其标称阻值（时的阻值）为；电源（，内阻可忽略）；电压表（量程）；定值电阻（阻值为），滑动变阻器（最大阻值为）；电阻箱（阻值范围）；单刀开关，单刀双掷开关。

实验时，先按图连接好电路，再将温控室的温度升至。将与1端接通，闭合，调节的滑片位置，使电压表读数为某一值；保持的滑片位置不变，将置于最大值，将与2端接通，调节，使电压表读数仍为；断开，记下此时的读数。逐步降低温控室的温度，得到相应温度下的阻值，直至温度降到。实验得到的数据见下表。

25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0

900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0

回答下列问题：
（1）在闭合前，图中的滑片应移动到_________（填“”或“”）端；
（2）在图的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出曲线；_________

（3）由图可得到在范围内的温度特性。当时，可得　_________；
（4）将握于手心，手心温度下的相应读数如图所示，该读数为__________，则手心温度为_________　。
【答案】               450     620.0     33.0
【解析】（1）[1]滑动变阻器是限流式接法，闭合前，滑片应置于使滑动变阻器连入电路的阻值最大的位置，即端。
（2）[2]由题给数据描完点后，观察这些点的分布规律，应画一条平滑曲线，让尽可能多的点落在线上，不在线上的点要均匀分布在线的两侧。

（3）[3]由图线知，当时

（4）[4]电阻箱的读数为

[5]由图像知，当时

7．（2017·全国·高考真题）某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有：
小灯泡L(额定电压3.8V，额定电流0.32A)
电压表V (量程3V，内阻3kΩ)
电流表A(量程0.5A，内阻0.5Ω)
固定电阻(阻值1000Ω)
滑动变阻器R(阻值0～9.0Ω)
电源E(电动势5V，内阻不计)
开关S，导线若干．
（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图____．
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示．

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻___(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率____(填“增大”“不变”或“减小”)．
（3）用另一电源(电动势4V，内阻1.00Ω)和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率，闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为___W．(结果均保留2位有效数字)
【答案】     电路图见解析；     增大；     增大；     0.39
【解析】（1）[1]．因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因灯泡内阻与电流表内阻接近，故应采用电流表外接法；另外为了扩大电压表量程，应用R0和电压表串联，故原理图如图所示；

（2）[3][4]．I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；
（3）[5]．当滑动变阻器的阻值最大为9.0Ω时，电路中的电流最小，灯泡实际功率最小，由E=U+I（R+r）得
U=-10I+4，
作出图线①如图所示．由交点坐标可得U1=1.78 V，I1=221 mA，
P1=U1I1≈0.39 W；


8．（2015·全国·高考真题）图（a）为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．

（1）已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA．由题给条件和数据，可求出_____Ω，______Ω．
（2）现用—量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA．电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω．则R0应选用阻值为_____Ω的电阻，R应选用最大阻值为___________Ω的滑动变阻器．
（3）若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b）的电路可以判断出损坏的电阻．图（b）中的为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图（a）虚线框内的电路．则图中的d点应和_______接线柱（填“b”或“c”）相连．判断依据是：_____________________________________．

【答案】     15     35     300     3000     c     若毫安表无示数，则说明断路，若毫安表有示数，则说明断路。
【解析】（1）定值电阻和毫安表都是并联关系，电压相等，电流和电阻成反比，若使用a和b两个接线柱，量程为3mA，则通过和的为，电流比为1:2，所以电阻比为2:1，可得

若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA，通过的电流为，电流比为1:9，可得电阻比为9:1，即

整理可得
，．
（2）根据电流表校准的刻度，可知电路中总阻值最大为

最小阻值为

若定值电阻选择为，则无法校准3.0mA；所以定值电阻选择．由于最大阻值要达到，所以滑动变阻器要选择．
（3）因为只有一个损坏，所以验证是否损坏即可．所以d点应和接线柱”c”相连，若毫安表无示数，则说明断路，若毫安表有示数，则说明断路．
9．（2014·全国·高考真题）利用如图所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：

待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9Ω），电阻R0（阻值为3.0），电阻R1（阻值为3.0Ω），电流表A（量程为200mA，内阻为RA=6.0Ω），开关．
实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数和电阻箱对应的阻值；
③以为纵坐标，R为横坐标，作图线（用直线拟合）；
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b．
回答下列问题
（1）分别用和表示电源的电动势和内阻，则与的关系式为 ．
（2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻时电流表的示数如图（b）所示，读出数据，完成下表．答：① ，② ．


（3）在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率= A-1Ω-1，截距= A-1．
（4）根据图线求得电源电动势= V，内阻= Ω．
【答案】（1）（2）0.110，9.09（3）1，（4），

【解析】（1）[1]电流表和电阻并联构成大量程电流表，电流表读数为，根据，
可得电路的总电流为，大量程电流表电阻为

电路总电阻为

电动势为
，
所以

（2）[2][3]根据图（b）可得电流表示数为，所以

（3）[4]描点作图如下所示：

为一条倾斜的直线，根据图线可得斜率

截距。
（4）[5][6]根据

可得


联立解得


10．（2013·全国·高考真题）某学生实验小组利用图（a）所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：

多用电表；
电压表：量程5V，内阻十几千欧;
滑动变阻器：最大阻值5kΩ
导线若干．
回答下列问题:
（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔 ，调零点．
（2）将图((a)中多用电表的红表笔和 （填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．
（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数如图（c）所示．多用电表和电压表的读数分别为 kΩ和 V．

（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为____ kΩ．
（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(d)所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为___ V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为___ kΩ．


【答案】（1）短接 （2）1  （3）15.0  3.60  （4）12.0  （5）9.00  15.0
【解析】试题分析：（1）欧姆表使用前一定要欧姆调零，即红黑表笔短接后，调节调零旋钮，是电流表满偏；
（2）红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电压表正接线柱流入，故红表笔接触1，黑表笔接2；
（3）欧姆表读数=倍率×表盘读数=1K×15．0Ω=15．0kΩ；电压表读数为3．60V；
（4）由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表阻值，为12．0KΩ；
（5）欧姆表的中值电阻等于内电阻，故欧姆表1K挡位的内电阻为15．0KΩ；
根据闭合电路欧姆定律，电动势为；
【名师点睛】本题关键是明确实验原理，会使用欧姆表和电压表测量电阻和电压，同时能结合闭合电路欧姆定律灵活地列式分析．
应考策略

一、导体电阻率的测量
由R＝ρ得ρ＝＝，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.

二、 测电源的电动势和内电阻
① 伏安法
用作图法处理数据，如图所示．

图线与纵轴交点为电源电动势E；
图线斜率的绝对值为内阻r.
② 安阻法
（Ⅰ）＝R＋，可作－R图像(如图甲)
－R图像的斜率k＝，纵轴截距为
（Ⅱ）R＝E·－r，可作R－图像(如图乙)
R－图像的斜率k＝E，纵轴截距为－r.

③
④ 伏阻法
由E＝U＋r得：＝＋·.故－图像的斜率k＝，纵轴截距为，如图．

三、用多用电表测定值电阻的阻值
(1)原理
电路图



I与Rx的对应关系
相当于待测电阻Rx＝0，调节R使I＝Ig＝，即表头满偏(RΩ＝Rg＋r＋R)
相当于待测电阻Rx＝∞，此时I＝0，指针不偏转
待测电阻为Rx，I＝，指针指到某确定位置
刻度
特点
表头电流满偏Ig处，对应欧姆表零刻度(右侧)
表头电流I＝0处，对应欧姆表∞刻度(左侧)
表头电流I与电阻Rx一一对应，但不是线性关系，表盘刻度不均匀

(2)注意：①黑表笔与电源的正极连接，红表笔与电源的负极连接，电流方向为“红进黑出”．
②当多用电表指针指在中央时＝，知中值电阻R中＝RΩ.
四、实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
实验原理
(1)实验电路图(如图所示)：

(2)实验方法采用控制变量法
①n1、U1一定，研究n2和U2的关系．
②n2、U1一定，研究n1和U2的关系．
模拟预测

1．某实验小组研究某新型材料制成电阻的阻值R随温度t变化的关系，实验室提供的器材有：电源、开关S、滑动变阻器、电压表（内阻约2kΩ）、电流表（内阻约5Ω）、导线若干。
（1）用红外测温器测量该电阻的温度，用伏安法测该电阻的阻值，要求电阻两端的电压从0开始，在下面虚线框内画出该实验的电路图_____________。
（2）正确连接电路图后，闭合开关S，调整滑动变阻器的阻值，记录电压表、电流表和红外测温器的示数表格如下：

第1组
第2组
第3组
第4组
第5组
第6组
第7组
第8组
第9组
U/V
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.4
1.6
1.8
I/A
0
0.12
0.20
0.27
0.34
0.38
0.45
0.47
0.48
温度/℃
20
20.1
20.3
20.7
21.5
23.1
26.2
32.6
45.5

a.根据实验数据，该新型材料制成的电阻随着温度的升高，阻值___________（填“变大”或“变小”）。
b.根据实验数据，在坐标纸中选取合适的标度，并描绘出该电阻的伏安特性曲线________。
（3）若两个完全相同的该电阻串联后再与一个阻值为4.0Ω的定值电阻并联，接在一个电动势为3.2V，内阻为4.0Ω的电池两端，电路稳定以后，该电阻的阻值为___________Ω（结果保留三位有效数字）。

【答案】          变大          2.24（2.20~2.30均可）
【解析】（1）[1]从实验数据中可知电阻阻值约为几欧姆，用伏安法测量其阻值应采用电流表的外接法，要求电压从0开始，滑动变阻器应采用分压式接法。故画电路图如图所示。

（2）a.[2]根据实验数据可知，该电阻的阻值随温度的升高而变大。
b.[3]伏安特性曲线的纵坐标应为电流，横坐标应为电压，根据实验数据选取合适的标度，描点作图如图所示。

（3）[4]将并联的电阻与电源看成等效电源，等效电源
=1.6V
内阻

根据

即

在电阻的伏安特性曲线中，描绘出所接电源的路端电压和电流的关系图线如图所示，与电阻的伏安特性曲线的交点即该电阻的电压和电流值，由做出的图线可知，电压U=0.56V，电流I=0.25A，所以电阻的阻值


2．有一小量程电流表G（表头），满偏电流为，内阻约为1000Ω，要精确测出其内阻，提供的器材有：
A．电流表A（量程为1mA，内阻）
B．滑动变阻器R（阻值范围为）
C．定值电阻（阻值）
D．定值电阻（阻值）
E.电源E（电动势约为4.5V，内阻很小）
F.单刀单掷开关S一个，导线若干
（1）请将上述器材全部用上，设计出合理的、便于调节、便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的。请将设计的电路图画在图中实线方框中。( )

（2）将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路，示于图甲和图乙。图______为合理电路，另一电路不合理的理由是______。

【答案】          甲     图乙电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏
【解析】（1）[1] 精确测量电阻，需要测量多组数据，因此，采用分压电路；电流表A的量程太小，须串联一定值电阻R0，当作保护电阻，电路图如图

（2）[2][3] 图甲为合理电路，图乙不合理的理由是电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏。
3．在“把电流表改装为电压表”的实验中，测电流表G的内阻时备有下列器材：
A．待测电流表（量程1 mA，内阻约几十欧）
B．滑动变阻器（阻值范围0～100 Ω）
C．滑动变阻器（阻值范围0～20 kΩ）
D．电阻箱（0～999.9 Ω）
E．电阻箱（0～9 999 Ω）
F．电源（电动势2 V，有内阻）
G．电源（电动势9 V，有内阻）
H．开关、导线
（1）若采用如图所示电路测定电流表G的内阻，并要求有较高的精确度，以上器材中，R1应选用___________，R2应选用___________，电源应选用___________（用器材前的字母表示）。

（2）实验要进行的步骤有：
A．合上开关S1
B．合上开关S2
C．将R1的阻值调到最大
D．调节R1的阻值，使电流表指针满偏
E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处
F．记下R2的阻值并断开S1
G．按如图所示连接好实验电路
以上步骤中，合理的顺序是___________（用步骤前字母表示）。
【答案】     C     D     G     GCADBEF
【解析】（1）[1][2][3]本实验在的条件下进行，则R1应选用C，R2应选用D，电源应选用G。
（2）[4]选接好电路，先闭合S1，R1必须调节到最高阻值，使电流表指针满偏，再闭合开关S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处，记下R2的阻值并断开S1，确定阻值，故合理的顺序是GCADBEF。
4．某同学要将量为300μA、内阻未知的微安表G改装成量程为3V的电压表。他先测量出微安表G的内阻，然后对微安表进行改装，最后再利用一标准电压表V对改装后的电压表进行校准。
（1）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：
A．滑动变阻器（）
B．电阻箱（）
C．电源（电动势为12V）
D．电源（电动势为15V）
E.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电路；
b.将滑动变阻器R1的阻值调到最大，闭合开关S后调节的阻值，使微安表G的指针满偏；
c.闭合开关S，保持R不变，调节的阻值，使微安表G的示数为150μA，此时的示数为4000.0Ω。

回答下列问题：
①实验中电源应选用__（选填“”或“”）。
②由实验操作步骤可知微安表内阻的测量值与真实值相比_______（选填“偏大” “相等”或“偏小”）。
（2）利用合适的电源、滑动变阻器、标准电压表V以及题（1）中的电阻箱，在图乙虚线框内画出对改装的电压表进行校准的电路，其中部分电路元件已在图中给出_________。

（3）由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为3V时，改装电压表中微安表G的示数为297μA，为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，与微安表串联的电阻值调至_______________Ω（结果保留1位小数）。
【答案】          偏小          5899.0
【解析】（1）①[1]根据题意，由欧姆定律可知，若电源选取，电路中的最小电流约为

超过微安表量程，则电源选。
②[2]实验中，闭合开关S，外电路的总电阻减小，总电流变大，即干路电流大于，则流过微安表的电流为，流过电阻箱的电流大于，由并联分流原理可知，电阻箱电阻小于微安表内阻，即微安表内阻的测量值与真实值相比偏小。
（2）[3]根据题意，由实验原理，设计电路图，如图所示

（3）[4]根据题意，由上述分析可知，微安表内阻约为，则改装成量程为的电压表需串联一个的电阻，当标准电压表示数为3V时，若改装电压表中微安表G的示数为297μA，则此时，微安表的等效内阻为

若调整准确，则微安表的等效内阻为

即需将改装后电表的等效内阻减小，即与微安表串联的电阻值调至

5．滑动变阻器由电阻丝绕制而成，某同学欲测量一滑动变阻器电阻丝的电阻率。
可供选择的实验器材如下：
待测滑动变阻器（，）；
游标卡尺（20分度）；
电流表（量程，内阻），电流表（量程，内阻约）；
电压表（量程，内阻约），电压表（量程，内阻约）；
电源（电动势为，内阻未知）；
电键及导线若干。
为了避免损坏滑动变阻器，该同学决定不对滑动变阻器进行拆解，而是进行了如下操作：
（1）该同学首先用游标卡尺测量了电阻丝螺线管的长度及外径，（表示电阻丝的直径）；其中测外径时卡尺示数如图1所示，则___________mm；

（2）实验电路如图2所示，则电流表应选___________，电压表应选___________；闭合开关前，应将滑动变阻器触头调至端；闭合开关后，多次改变滑动变阻器触点的位置，并记录触点到电阻丝螺线管端的距离及电压表和电流表对应的示数、；

（3）分别以“”和“”为纵坐标和横坐标建立坐标系，并依据测量的多组数据描点连线，得到如图3所示的图线，且图线的斜率为，纵截距为。该同学又查明了电阻丝螺线管的匝数为，则滑动变阻器电阻丝的电阻率___________（用、、和表示）；图线明显不过坐标原点，其纵截距的物理意义为___________。

【答案】                         电流表的内阻
【解析】（1）[1]由图1可知，游标卡尺为20分度，且游标的第8个格与主尺对齐，则读数为

（2）[2][3]根据实验电路图2和电源（电动势为，内阻未知），电压表和电流表的选取不能超过表的量程，且读数时指针偏转在表头的到读数较准确，则电流表应选，电压表应选。
（3）[4][5]根据欧姆定律可知

根据电阻定律可知

当触点到电阻丝螺线管端的距离时，电压表和电流表对应的示数、，根据题意可知，



整理得

可知纵截距的物理意义为电流表的内阻，且

解得

6．为测量某微安表的内阻，并将其改装成量程为的电流表，实验室提供以下器材：
待测微安表（量程，内阻约）
微安表（量程，内阻约）
定值电阻（阻值为）
滑动变阻器（阻值范围）
干电池（电动势约，内阻很小）
开关及导线若干
（1）在虚线框内画出测量微安表内阻的完整电路图，并在图中标明器材符号_______；

（2）若实验过程中测得的示数为，的示数为，则的内阻______（用、、表示）；
（3）给并联一个定值电阻改装成量程为的电流表，用标准电流表与其串联进行校准。当标准电流表的示数为时，微安表的示数如图，其读数为______，则改装之后的电流表实际量程是0~______。

【答案】               30     0.95
【解析】（1）[1]滑动变阻器最大值比待测电阻的阻值小得到，所以滑动变阻器应采用分压接法；由于，没有电压表，可以采用安阻法，将定值电阻与待测表头并联，由

可测得待测表头两端电压，便可通过欧姆定律测得待测表头电阻，电路图如图所示

（2）[2]由欧姆定律有

（3）[3]故微安表的示数如图，其读数为。
[4] 标准电流表所测的电流为干路电流，相当于微安表改装后所测的总电流，设微安表改装后的最大量程为，则有

解得改装之后的电流表实际量程最大值为

7．小明用如图1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五个接线柱，发现试触b、c、d时，多用电表均有示数，试触e、f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
C．定值电阻断路
（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2所示，示数为__________V。
（4）作出图线如图3所示，已知图线斜率为k，纵轴截距为b，则可得电池组的电动势E=__________，内阻r=__________。（用k、b和R0表示）
（5）为了分析电表内阻引起的误差，有同学根据所测数据，用计算出相应的电流，并作出U-I图像，如图中实线所示．然后作出电压表示数U随通过电源的电流I变化的图像，如图中虚线所示，其中分析正确的是______。

【答案】     最大值     黑     B     2.50               D
【解析】（1）[1]开关闭合前，应将电路中电阻调到最大值，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，应将黑表笔始终接触a位置。
[3]试触b、c、d时，多用电表均有示数，试触e、f时多用电表均无示数，说明接线柱de间断路。
故选B。
（3）[4]如图2所示，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

内阻为

（5）[7]由题意可知

可知电流I为电阻箱中的电流，由于电压表的分流作用通过电源的电流满足

当电压表示数为0时，即外电路短路时，有

故D正确，ABC错误。
故选D。
8．某实验小组要测定一节蓄电池的电动势及内阻，要求测量结果尽量准确，实验器材如下：
电流表A1（量程0~200μA，内阻为800Ω）；
电流表A2（量程0~300mA，内阻约为0.3Ω）；
定值电阻R1（阻值为4.3Ω）；
定值电阻R2（阻值为9200Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值50Ω）；
待测蓄电池一节（电动势约为2V）；
开关S一个，导线若干。
（1）实验小组利用所学知识正确连接实物电路如图甲所示，图中虚线框内的电表应选______（选填“A1”或“A2”）；

（2）电流表A1示数用I1表示，电流表A2示数用I2表示，该小组通过改变滑动变阻器滑片位置，得到了多组I1、I2数据，并作出I1－（I1+I2）图像，如图乙所示。根据图像可知，被测蓄电池的电动势为______V，内阻为______Ω。（结果均保留两位有效数字）

（3）从实验设计原理来看，该蓄电池电动势的测量值______（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。  
【答案】     A2     1.9     1.0     等于
【解析】（1）[1]蓄电池的电动势为2V，需要一个电流表改装后电压表量程为2V。由

知选换用A1与定值电阻串联改装为量程为2V的电压表；图中虚线框在干路上，应选择量程大的电流表，故选A2。
（2）[2][3]根据

整理得

所以
，
解得
，
（3）[4]因为考虑到电表内阻，电压表分流的影响进行了修正，电动势和内阻的测量值均等于真实值。
9．多用表是由电流表改装的，现有一个量程为、内阻的表头，用它改装成如图的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个不同的档位。电流表的两个档位中，大量程是小量程的10倍。

（1）当转换开关旋到位置___________时，是电流档的量程较大档。
（2）若用欧姆档测二极管的反向电阻，则图中的端应与___________（填“红”或“黑”）色表笔连接。
（3）图中的电源的电动势为，当把转换开关旋到位置3，在之间接电阻时，表头的指针刚好半偏。已知之前已经进行了必要的、正确的操作，则转换开关旋到位置“1”时，量程是___________；且可得___________，___________。
【答案】     1     红          10     90
【解析】（1）[1]当转换开关S旋到位置1或2时，是电流挡，并联电阻越小量程越大，故接1时的量程较大。
（2）[2]红表笔应接电源的负极，黑表笔应接电源的正极，故A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔。
（3）[3] 已经将A、B短接调零了（即让表头满偏），在AB之间接电阻时，表头G刚好半偏，说明：当表头半偏时，改装后的电流表的总内阻

则转换开关S在2时电流表的量程为

转换开关S在1时，电流表的量程为

[4][5] 接2时

接1时

解得
，
10．收音机中可变电容器作为调谐电台使用。如图为空气介质单联可变电容器的结构，它是利用正对面积的变化改变电容器的电容大小，某同学想要研究这种电容器充、放电的特性，于是将之接到如图所示的实验电路中，实验开始时电容器不带电。

（1）首先将开关S打向1，这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数，稳定后，旋转旋钮，使电容器正对面积迅速变大，从开始到最终稳定，灵敏电流计示数随时间变化的图像可能是______（填选项中的字母）序号
A． B． C． D．
（2）充电稳定后，断开单刀双掷开关，用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，原因是__________________。
（3）该同学做完实验，得到电容器的电容后，突然想起他用的是一节旧电池（电动势不变，内阻不可忽略），他想要得到尽量精确的电容值，_______（填“需要”或“不需要”）重新换一节新电池来测量。
【答案】     A     电压表并非理想电表，电容器通过电压表放电     不需要
【解析】（1）[1]电容器充电时，刚开始电流比较大，充电结束后，电流为0。由电容器的决定式

可知当电容器正对面积迅速变大，电容迅速增大，又由

可得电容器的带电量Q增加，故电容器再次充电，充电结束后电流为0。只有A图像满足上述描述。
故选A。
（2）[2]用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，说明电容器在缓慢放电，电路中有电流，电压表不是理想电压表。
（3）[3]本实验测量电容的原理是

电容器的带电量Q由可由步骤（1）所得的图线与坐标轴围成的面积求得；充电后两极板之间电压则由步骤（2）中的电压表测得。给电容器充电时由于使用了旧电池，导致充电时电流较小，但最终充电的时间会稍长一点，当充电电流等于0的时候，电容器两端电压仍然等于电源电动势，所以电容器最终所带电量不变，不影响测量结果。所以不需要更换电池。
11．某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。
（1）下列实验器材必需要用的有___________（选填字母代号）。
A．干电池组     B．学生电源
C．多用电表     D．直流电压表
E．滑动变阻器  F．条形磁体
G．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
（2）下列说法正确的是___________（选填字母代号）。
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．要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
C．测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
（3）该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：___________。
实验次数
n1/匝
n2/匝
U1/V
U2/V
1
1600
400
12.1
2.90
2
800
400
10.2
4.95
3
400
200
11.9
5.92

【答案】     BCG     BC##CB
     在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比，等于原、副线圈的匝数之比，即
【解析】（1）[1]实验中，必须要有学生电源提供交流电，B需要，A不需要；学生电源本身可以调节电压，无需滑动变阻器；需要用多用电表测量交流电压，C需要，DE不需要；本实验不需要用条形磁体，需用可拆变压器来进行实验，G需要，F不需要。
综上所述，需要的实验器材为BCG。
（2）[2]A．为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；
B．要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，进而测得副线圈电压，找出相应关系，故B正确；
C．为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故C正确；
D．变压器的工作原理是电磁感应现象，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，而不是靠铁芯导电来传输电能，故D错误。
故选BC。
（3）[3]通过数据分析可得，在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比，等于原、副线圈的匝数之比，即。
12．某热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图甲所示，某同学用该热敏电阻制作的简易火灾自动报警器电路图如图乙所示。请回答以下问题：

（1）为使温度在升高到报警温度时，报警器响起，单刀双掷开关C应该接____________（选填“a”或“b”）。
（2）为实现温度升高到60℃时报警器响起的目的，该同学先把热敏电阻放入60℃的恒温水中，然后调节滑动变阻器的电阻，直到报警器响起。在闭合两开关，之前，该同学还应将滑动变阻器的滑片滑至最____________（选填“左端”或“右端”）。
（3）已知直流电源电动势，内阻不计。若继电器线圈ed电阻忽略不计，流过继电器线圈的电流才会报警，欲使温度升高到60℃时报警器响起，则滑动变阻器接入电路的阻值应该是____________Ω。
【答案】     a     左端     1220
【解析】（1）[1]由图甲可知，热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在温度升高的过程中图乙中电流增大，螺旋管的磁感应强度增大，铁片受到的作用力增大将向左移动，要使报警器响起，单刀双掷开关C应该接a；
（2）[2]在闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，即应将滑动变阻器的滑片滑至最左端；
（3）[3]由图甲可知，温度升高到60℃时热敏电阻的阻值为580，由闭合电路欧姆定律得

解得