专题19 电学试验--2024年高考物理二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）.zip

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\l "_Tc17954" 【题型一】 基本仪器使用与读数 PAGEREF _Tc17954 \h 1
\l "_Tc32684" 【题型二】以测电阻为核心的实验 PAGEREF _Tc32684 \h 5
\l "_Tc20992" 【题型三】 以测电动势和内电阻为核心的实验 PAGEREF _Tc20992 \h 30
\l "_Tc26521" 【题型四】欧姆表的结构与原理 PAGEREF _Tc26521 \h 40
\l "_Tc9406" 二．选修实验 PAGEREF _Tc9406 \h 53
\l "_Tc18544" 三．创新实验 PAGEREF _Tc18544 \h 63
一、必修实验
【题型一】 基本仪器使用与读数
【解题指导】1．电压表、电流表、多用电表的读数技巧
(1)对电表读数问题，要先弄清楚电表的分度值，即每小格的数值。
①最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读。
②最小分度是“2”和“5”的仪器，测量误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读。
(2)多用电表的使用问题，在弄清其基本原理的基础上，会选择测量项目及量程、挡位，能区分机械调零和欧姆调零，掌握测量电阻的步骤。
2．电表的“三用”
如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以作为定值电阻来用，即“一表三用”。
【典例分析1】如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示．
(1)若使用的是0～3 V量程的电压表，读数为________ V．若使用的是0～15 V量程的电压表，读数为________ V.
(2)若使用的是0～0.6 A量程的电流表，读数为______ A．若使用的是0～3 A量程的电流表，读数为________ A.
(3)如图丙所示，电阻箱的读数为________．
【答案】 (1)1.68(1.67～1.69均正确) 8.4(8.3亦可) (2)0.46 2.30 (3)530.0 Ω
【解析】 (1)(2)对于电压表，当选取0～3 V量程时，每小格为0.1 V，读数为1.68 V，当选取0～15 V量程时，每小格为0.5 V，读数为8.4 V；对于电流表，当选取0～0.6 A量程时，每小格为0.02 A，读数为0.46 A，当选取0～3 A量程时，每小格为0.1 A，读数为2.30 A.
(3)电阻箱的读数为530.0 Ω.
【典例分析2】．某同学在做“用多用电表测电阻”的实验中：
(1)测量某电阻时，用“×10 Ω”挡时发现指针偏角过大，他应该换用“________”(填
“×1 Ω”或“×100 Ω”)挡，换挡后，在测量前要先进行________．
(2)某次使用多用电表的实验中，多用电表指针的位置如图所示，
①如果使用的是直流“2.5 V”的电压挡，则读数为______ V；
②如果使用的是“×100 Ω”的电阻挡，则读数为________ Ω；
③如果使用的是直流“10 mA”的电流挡，则读数为____ mA.
【答案】 (1)×1 Ω 欧姆调零 (2)①0.80 ②3.0×103 ③3.2
【解析】 (1)根据欧姆表的工作原理可知，指针的偏角过大，说明电阻较小，即所选的倍率过大，应选择“×1 Ω”挡，换挡后在测量前要重新进行欧姆调零．
(2)①如果使用的是直流“2.5 V”的电压挡，则每小格代表0.05 V，读数为16×0.05 V＝
0.80 V；
②如果使用的是“×100 Ω”的电阻挡，则读数为30×100 Ω＝3.0×103 Ω；
③如果使用的是直流“10 mA”的电流挡，则每小格代表0.2 mA，读数为16×0.2 mA＝3.2 mA.
【方法提炼】
1．电流表和电压表
2.多用电表的读数及使用
(1)电流的流向
电流从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，即“红进、黑出”．
(2)“机械零点”与“欧姆零点”
“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．
(3)欧姆表刻度不均匀的原因
当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，Ig＝eq \f(E,Rg＋R0＋r)，此时中值电阻R中＝Rg＋R0＋r，当两表笔接入电阻Rx时，I＝eq \f(E,Rg＋R0＋r＋Rx)，电阻Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀．
【变式演练】
1.图甲中螺旋测微器的读数为__________mm。如图乙所示为用多用电表的“×1”欧姆挡正确操作后测某电阻时指针的位置，其读数为__________Ω。
【答案】 0.730 8
【解析】 螺旋测微器固定刻度为0.5 mm，可动刻度为23.0×0.01 mm，则读数为0.5 mm＋23.0×0.01 mm＝0.730 mm；多用电表指针读数为8.0，而多用电表采用的是“×1”欧姆挡，故最终读数为8×1 Ω＝8 Ω。
2．某同学在做“用多用电表测电阻”的实验中：
(1)测量某电阻时，用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用“__________”(填“×1 Ω”或“×100 Ω”)挡，换挡后，在测量前先要进行________________。
(2)某次使用多用电表的实验中，多用电表指针的位置如图所示：
①如果使用的是直流“2.5 V”的电压挡，则读数为________V；
②如果使用的是“×100 Ω”的电阻挡，则读数为________ Ω；
③如果使用的是直流“10 mA”的电流挡，则读数为______mA。
【答案】 (1)×1 Ω 欧姆调零 (2)①0.85 ②3.0×103 ③3.4
【解析】 (1)根据欧姆表的工作原理可知，指针的偏角过大，说明电阻较小，即所选的倍率过大，应选择“×1 Ω”挡，换挡后在测量前要重新进行欧姆调零。
(2)①如果使用的是直流“2.5 V”的电压挡，则每小格代表0.05 V，
读数为17×0.05 V＝0.85 V；
②如果使用的是“×100 Ω”的电阻挡，则读数为30×100 Ω＝3.0×103 Ω；
③如果使用的是直流“10 mA”的电流挡，则每小格代表0.2 mA，读数为17×0.2 mA＝3.4 mA。
【题型二】以测电阻为核心的实验
【解题指导】1．测量电阻类实验的基本思路
电阻测量首先要根据实验目的、实验原理、实验器材的不同而灵活选用“伏安法”(又分为内接法和外接法)“安安法”“伏伏法”“伏安加R法”等测量电路。从供电方式上又可分为限流电路和分压电路。
2．定值电阻的作用
在高考电学设计性实验中，常以定值电阻的合理使用为背景来命题。求解这类问题的关键是必须弄清定值电阻在设计电路中的主要作用，一般来说，定值电阻有三种作用：
【典例分析】（2024·西藏拉萨·校联考一模）某学校实验小组设计了如图甲所示的电路图，可以同时测量电压表V的内阻和电流表G的内阻。可供选用的仪器有：

A．内阻约3kΩ的待测电压表V，量程
B．内阻约500Ω的待测电流表G，量程
C．定值电阻R（阻值已知）
D．电阻箱
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（）
G.电源电动势，内阻忽略不计
H.开关、导线若干
（1）为了准确测量电压，电流表的内阻，滑动变阻器应选 （选填“”或“”）。
（2）实验中电阻箱的示数如图乙所示，则 。
（3）闭合S1前，将滑动变阻器的滑片Р调到 （选填“a”或“b”）处。
（4）将单刀双掷开关拨到1，调节滑动变阻器使得V和G有明显的读数，分别为、；再将单刀双掷开关拨到2，调节滑动变阳阻器，使得V和G有明显的读数，分别为、，则电压表V的内阻 ，电流表G的内阻 。（均选用、、、，R和R0表示）
【答案】 2500.0 a
【详解】（1）[1]由于滑动变阻器采用了分压式接法，滑动变阻器的总阻值应当选择小一些的，则滑动变阻器选择最大阻值为50Ω，即选择R2。
（2）[2]根据题图乙所示可以知道该电阻箱可以精确到0.1Ω，则读数为
R0=2500.0Ω
（3）[3]为了确保电路的安全，闭合S前，应将滑动变阻器的滑片调到最左端即a处。
（4）[4][5]将单刀双掷开关拨到1时，有
将里刀双掷开关拨到2，有
联立解得
【典例分析2】．（2023·四川成都·棠湖中学校考一模）小张同学用伏安法测量待测电阻的阻值，测量电路图如图a所示，所用电压表和电流表的量程分别为0～3 V和0～1 mA，两电表的内阻均未知。

（1）在某次测量中，电压表和电流表的示数如图b所示，此时电流表的示数为 mA，此组数据得到的阻值为 kΩ（第二空保留3位有效数字）。
（2）待测电阻阻值的测量值和真实值分别用和表示，电流表的内阻越小，对测量产生的误差越 （填“大”或“小”）。
【答案】 0.84 2.74 小
【详解】（1）[1][2]电流表最小刻度0.02mA，则示数为I=0.84mA，电压表读数为U=2.30V，则此组数据得到
（2）[3]因R测=R真+RA，则
则电流表的内阻越小，对测量产生的误差越小。
【典例分析3】．（2023上·河南郑州·高三校联考阶段练习）某实验小组同学想测量一个约几欧姆电阻的阻值，实验室提供的器材：
A．电池组（电动势为）
B．电压表（量程为，内阻约）
C．电压表（量程为，内阻约）
D．电流表（量程为，内阻约）
E.电流表（量程为，内阻约）
F.滑动变阻器（，额定电流2A）
G.开关、导线若干
（1）为了减小实验误差，电压表应选 ，电流表应选 （填写所选器材前的序号）。
（2）要使得测量误差最小，他们测量是采用如图哪种接法 。
A． B． C． D．
（3）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，根据测得的多组数据在坐标纸上（如图）建立U、I坐标系，描绘出图线，则待测电阻的阻值为 Ω（结果保留2位有效数字），测量结果与真实结果相比 （填“偏大”、“偏小”或“无误差”）。

【答案】 B D C 5.4 偏小
【详解】（1）[1][2]由于电池组的电动势为，为了减小实验误差，电压表应选B，由于待测电阻约几欧姆，由欧姆定律可知，电路中最大电流
则电流表应选D。
（2）[3]要使得测量误差最小，由于待测电阻较小，应采用电流表外接法，电压表和电流表示数从0开始变化，滑动变阻器采用分压接法。
故选C。
（3）[4]根据题意，由欧姆定律可知，图像的斜率表示待测电阻的阻值，则有
[5]由于电压表的分流，所测电流偏大，则电阻的测量结果与真实结果相比偏小。
【典例分析4】（2024·云南·怒江傈僳族自治州民族中学校联考模拟预测）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1mA，内阻约几十欧）
B．滑动变阻器（阻值范围0~100Ω）
C． 滑动变阻器（阻值范围0~20kΩ）
D．电阻箱（0~999Ω）
E. 电阻箱（0~9999Ω）
F. 电源（电动势15V，有内阻）
G. 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，应选用 ，应选用 （用器材前的英文字母表示）。
（2）实验要进行的步骤有：
A．合上开关
B．合上开关
C． 将的阻值调到最大
D．调节的阻值，使电流表指针满偏
E. 调节的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处
F. 记下的阻值并断开
G. 按上图所示连接好实验电路
以上步骤，合理的顺序是G、C、 、E、F（用步骤前的英文字母表示）。
（3）若在步骤F中读得的阻值是，则电流表内阻 ，若要将该电流表改装成量程是6V的电压表，则表的刻度盘上原0.4mA处应改写成 V，因使用半偏法测量表头内阻存在的系统误差，而使得改装后的电压表测量值比真实值 。（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
【答案】 C D A、D、B 40 2.4 偏小
【详解】（1）[1]当待测电流表满偏时，根据闭合电路欧姆定律可得
可知滑动变阻器应选用C；
[2]由于待测电流表阻值约几十欧，则电阻箱应选用阻值较小的D。
（2）[3]实验要进行的步骤顺序应为：按上图所示连接好实验电路，将的阻值调到最大；合上开关，调节的阻值，使电流表指针满偏；合上开关，调节的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处，记下的阻值并断开；故合理的顺序是G、C、A、D、B、 E、F。
（3）[4]若在步骤F中读得的阻值是，则电流表内阻为
[5]若要将该电流表改装成量程是6V的电压表，应与电流表串联一个电阻，则有
解得
则表的刻度盘上原0.4mA处对应的电压为
[6]使用半偏法测量表头内阻，当电流表指针偏转到满刻度一半处时，电路总电流大于电流表满偏电流，则通过电阻箱的电流大于满偏电流的一半，则有
可得
可知表头内阻的测量值偏小，根据
可知因使用半偏法测量表头内阻存在的系统误差，而使得改装后的电压表测量值比真实值偏小。
【方法提炼】
1．测绘小灯泡的伏安特性曲线、探究导体电阻与其影响因素、测定小灯泡的电功率，都要用到伏安法，需用电压表测量元件的电压，用电流表测量电流．
2．电流表内接法与外接法的比较
3.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法
(1)两种接法的比较
(2)滑动变阻器两种接法的选择
①“以小控大用分压，相差无几用限流”
a．当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器．
b．当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器．
②必须采用分压式接法的三种情况：(ⅰ)要求电压从零开始变化；(ⅱ)滑动变阻器阻值太小，不能起到限流的作用；(ⅲ)限流式接法不能获取有区分度的多组数据．
4．等效替代法
(1)电流等效替代(如图)
(2)电压等效替代(如图)
【变式演练】
1.（2023上·辽宁朝阳·高三校联考阶段练习）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。
【答案】 位置不变 3936 1968 小于
【详解】（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。
2．（2023上·河北·高三校联考期中）电流表G的表盘既无刻度值又不知其内阻，某同学用以下实验器材测量该电流表的参数：
A．待测电流表G；
B．电阻箱；
C．定值电阻；
D．滑动变阻器；
E．的直流电源，内阻不计；
F．双量程电压表V；
G．开关、导线若干。
（1）按如图甲所示的电路图连接好电路，将电阻箱的阻值调为，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表G满偏，此时电压表V的指针恰好半偏，如图乙所示，电压表V的示数 V。
（2）保持电压表V的示数不变，反复调整电阻箱的阻值和滑动变阻器滑片的位置，使电流表Ⓖ的指针指到，此时电阻箱的阻值为。
（3）由上可知电流表G的内阻 ，满偏电流 。
（4）将电流表G改装成量程为的电压表，需将电阻箱的阻值调为 ，然后与电流表G （填“串”或“并”）联。
【答案】 1.50 100 3 900.0 串
【详解】（1）[1]如图乙所示，电压表V的示数1.50V；
（3）[2][3]由欧姆定律得
代入数据得
解得
（4）[4][5]要将电流表G改装成量程为的电压表，需串联一个电阻，阻值为
即需将电阻箱的阻值调为。
3．（2023上·黑龙江齐齐哈尔·高三统考期末）某同学欲测量一阻值约为、粗细均匀的金属丝的电阻率。实验室除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源（电动势，内阻约）
B．电压表V（量程为0~6V，内阻约）
C．电流表（量程，内阻约）
D．电流表（量程0~3A，内阻约）
E.滑动变阻器（最大阻值）
F.滑动变阻器（最大阻值）
（1）用游标卡尺测得该金属丝的长度如图甲所示，读数为 cm；用螺旋测微器测得该金属丝的直径如图乙所示，读数为 mm。
（2）测量金属丝的电阻时，为了便于调节及测量尽可能准确，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。（均填所选仪器前的字母符号）
（3）请在图丙方框中画出测量的电路图，并标明所用器材的字母符号 。
（4）设测得金属丝的电阻为R，可得金属丝的电阻率为 。（用R、L、D三个物理量表示）
【答案】 C E 见解析
【详解】（1）[1][2]游标为20分度的卡尺精度为，图甲读数为
螺旋测微器的分度值为，图乙读数为
（2）[3][4]待测电阻的最大电流
因此电流表选择C；为了测量尽可能准确，滑动变阻器采用分压式接法，故应选最大阻值较小的E。
（3）[5]比较金属丝电阻与电压表内阻和电流表内阻，可以得到
即R是小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示。
（4）[6]根据电阻定律
解得
4．（2023·河北·校联考模拟预测）某同学测量一段长度已知、阻值约为的电阻丝的电阻率。实验室提供了以下器材：
A．电压表V（量程，内阻约几千欧姆）
B．电流表（量程，内阻约为）
C．电流表（量程，内阻约为）
D．电源E（电动势约为，内阻约为）
E．定值电阻（阻值约为，允许通过的最大电流为）
F．滑动变阻器（，额定电流为）
G．滑动变阻器（，额定电流为）
H．滑动变阻器（，额定电流为）
I．单刀单掷开关一个，单刀双掷开关一个，导线若干
（1）用螺旋测微器测量金属丝不同部位的直径，然后算出其平均值D，某次测量的数据如图所示，其读数为 mm。
（2）实验中要尽量多测几组数据，滑动变阻器选择 ，电流表选择 。（均填写前面序号）
（3）该同学设计的测量金属丝电阻率的实验电路如图所示，先将滑动变阻器的滑动头滑到最左端，闭合开关，将单刀双掷开关接c，滑动变阻器的滑动头向右滑动，使得电压表、电流表都有较大角度偏转，读出此时电压表和电流表的读数分别为、，接着将单刀双掷开关接a，再次读出此时电压表和电流表的读数分别为、，则接入电路的金属丝的电阻 。
（4）若接入电路的金属丝长度为L，则金属丝的电阻率为 （用、L、D表示）。
【答案】 G B
【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为
（2）[2]要多测几组数据，所以选择滑动变阻器的分压接法，滑动变阻器选择最大阻值较小的，由于电源电动势为3V，若选择R1则最小电流为
超过了滑动变阻器的额定电流，所以滑动变阻器选择。
故选G。
[3]由于电压表量程为3V，约为，根据欧姆定律
因为滑动变阻器选择分压接法，所以选择电流表即可。
故选B。
（3）[4]
根据欧姆定律，有
可得
（4）[5]根据
解得
5．（2023上·河北·高三校联考阶段练习）为了测量某未知电阻的阻值，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 。
【答案】 12 A C E 偏小 电压表的分流作用使得电流的测量值偏大
【详解】（1）[1]欧姆表的读数为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。
6．（2023上·山西吕梁·高三校联考阶段练习）某同学要测量一未知电阻的阻值．
（1）用多用电表粗测电阻的阻值．当用电阻“”挡时，发现指针向右偏转角度过大，接着将选择开关旋转了一个档位并进行欧姆调零后，指针静止时位置如图甲所示，其读数为 ．
（2）为了精确测量电阻的阻值，实验室提供了以下器材，
A．电流表（量程，内阻）
B．电流表（量程30mA，内阻）
C．滑动变阻器（，额定电流）
E．电阻箱R（阻值范围为）
F．电源（电动势，内阻约）
G．开关S、导线若干
该同学设计了如图乙所示的电路，要将电流表改装成量程为3V的电压表，则电阻箱接入电路的电阻 ，多次调节滑动变阻器，测得多组电流表、的示数和，某次的示数如图丙所示，此时电流 mA，，将测得的多组、作图像，得到图像的斜率为k，则被测电阻的大小 （用k，R，，表示）．
【答案】 120 29900
【详解】（1）[1]当用电阻“”挡时，发现指针向右偏转角度过大，说明指针所指的示数过小，应将选择开关调在“”挡，图甲读数为．
（2）[2]由欧姆定律可知
解得
[3] [4]电流表的示数为，根据欧姆定律
得到
根据题意
解得
7．（2023上·湖北·高三校联考阶段练习）某同学想要测量一新材料制成的粗细均匀电阻丝的电阻率，设计了如下的实验。

（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图甲所示，测得其直径 mm。
（2）用多用电表粗测电阻丝的阻值。选择旋钮打在“×10”挡，进行欧姆调零后测量，发现指针偏转角度过小，调节到正确倍率，重新进行欧姆调零后再次测量，指针静止时位置如图乙所示，此测量值为 Ω。
（3）为了精确地测量电阻丝的电阻，实验室提供了下列器材：
A．电流表（量程500μA，内阻）
B．电流表（量程10mA，内阻约为0.1Ω）
C．滑动变阻器（0～5Ω，额定电流0.5A）
D．滑动变阻器（0～10Ω，额定电流0.5A）
E．电阻箱R（阻值范围为0～9999.9Ω）
F．电源（电动势3.0V，内阻约0.2Ω）
G．开关S、导线若干
①实验小组设计的实验电路图如图丙所示。由于没有电压表，需要把电流表串联电阻箱R改为量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值 Ω。滑动变阻器应选择 （选填“”或“”）。

②正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得电流表的示数为，电流表的示数为，测得电阻丝接入电路的长度为L，则电阻丝的电阻率 （用题中测得物理量的符号表示）。
【答案】 2.150 600 5000
【详解】（1）[1]电阻丝直径即螺旋测微器为
（2）[2]选择旋钮打在“×10”挡时，指针偏转角度过小，应将倍率调节到“×100”挡，欧姆表的示数为
（3）[3]电流表串联电阻箱R改为量程为3V的电压表，根据欧姆定律有
得
[4]因为的最大阻值为，电源电动势3.0V，内阻约0.2Ω，若采用则电流会大于其额定电流0.5A，而选电路是安全的，故选。
[5]电阻丝的阻值
由电阻定律得
整理得
8．（2023上·云南昆明·高三昆明一中校考阶段练习）为了测量电压表的内阻，某同学在实验室中找到了下列器材：
待测电压表（，内阻约为）
电压表（，内阻约为）
电压表（，内阻约为）
定值电阻
定值电阻
滑动变阻器，最大阻值为
电源E（电动势，内阻不计）
开关，导线若干
请选择合适的实验器材，设计出测量电路。
（1）为使测量结果尽可能精确，要求所有电表的读数不小于满偏刻度的三分之一，实验中除了待测电表外，还需要选择的电表是 （填代号），定值电阻应选择 （填代号）；
（2）请在虚线框中画出测量电压表的内阻的电路图 ；

（3）若电压表、，的读数用、表示，则待测电压表的内阻为 （用所选用器材的读数和物理量表示）；
（4）仅考虑系统误差，该测量值 真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】 见解析 等于
【详解】（1）[1][2]将定值电阻与待测电压表V1串联，用另一块电压表测出总电压，待测电压表与定值电阻分得的电压之比就等于电阻之比，为了使电压表尽可能接近满偏，电压表选V2，定值电阻选R2。
（2）[3]滑动变阻器采用分压式接法，如图所示

（3）[4]由于电压表V1与R2串联，满足
可得
（4）[5]由于V1两端的电压和R2两端的电压测量准确，没有系统误差，因此测量值等于真实值。
9．（2023上·江西·高三校联考阶段练习）某实验小组用图甲所示的电路来测量阻值约为的电阻的阻值，图中为标准电阻，阻值为；为理想电压表，为开关，为滑动变阻器，为电源，采用如下步骤完成实验。回答下列问题：

（1）按照图甲所示的实验原理图在下图中接好线路图 。

（2）实验开始之前，将滑动变阻器的滑片置于位置 （选填“最左端”“最右端”或“中间”）。合上开关，改变滑片的位置，记下两电压表的示数分别为，则待测电阻的表达式为 （用表示）。
（3）为了减小偶然误差，改变滑片的位置，多测几组的值，做出的图像如图乙所示，图像的斜率为 （用表示），可得 。
【答案】 最右端 18
【详解】（1）[1]完整的电路连线图如下

（2）[2]为了电路安全，防止电流过大，闭合开关前，将滑片置于最右端位置；
[3]由串联电路的电流相等，再结合欧姆定律可得
整理可得待测电阻
（3）[4][5]由
可得
则图像的斜率
结合
综合可得
10．（2023上·吉林长春·高三长春外国语学校校考期中）某同学设计了两种电路测电阻Rx。
（1）利用图甲测电阻时：
①先将滑动变阻器R3的滑动触头移动到最 （填“左”或“右”）端，再接通开关S；保持S2断开，闭合Sl，调节滑动变阻器使电流表指针偏转至某一位置，并记下电流表示数I1。
②断开Sl，保持滑动变阻器阻值不变，调整电阻箱R0阻值在100Ω左右，再闭合S2，调节R0阻值，使得电流表读数为 时，R0的读数即为电阻的阻值。
（2）利用图乙测电阻时：
实验器材如下：
干电池E（电动势1.5V，内阻未知）；
电流表A1（量程10mA，内阻为90Ω）；
电流表A2（量程30mA，内阻为30Ω）；
定值电阻R0（阻值为150Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；
待测电阻Rx；
开关S，导线若干。
①断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的处。该同学选用的电流表为 （填“A1”或“A2”）；若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为 Ω。
②断开开关，保持滑片的位置不变。用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，若不考虑电池内阻，则Rx的测量值为 Ω。
③本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值 （填“有”或“无”）影响。
【答案】 左 I1 A1 60 100 无
【详解】（1）①[1]本实验滑动变阻器用的分压式接法，操作前应将其滑动触头置于输出电压最小的最左端，即让支路短路电流为零，保护电表达到安全的作用；
②[2]根据实验原理可知，变阻器的输出电压U应保持不变，根据欧姆定律，断开S2闭合S1时应有
断开S1闭合S2时应有
比较可知，当时
即调节R0阻值使得电流表读数为I1时，R0的读数即为电阻的阻值。
（2）①[3]若不考虑电源内阻，且在电源两端只接R0时，电路中的电流约为
由题知，闭合开关，调节滑片位置，要使电流表指针指在满刻度的处，则该同学选到的电流表应为A1。
②[4]当不考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有
计算出
③断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，有
代入数据有
（3）[4]若考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有
联立计算出的Rx不受电源内阻r的影响。
【题型三】 以测电动势和内电阻为核心的实验
【题型解码】.对实验的两点说明
(1)任何一种实验方法，一定要紧扣闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，其中最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I.
(2)利用图象得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，一般采用化曲为直的方法，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图象中的斜率与截距求解．
【典例分析1】.（2023·四川德阳·统考一模）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：电流表A（量程0~0.4A，内阻很小可忽略）；电阻箱R（阻值0~999.9Ω）；定值电阻R0；待测干电池一节（内阻r约为1Ω）；开关S一个；导线若干。

（1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线 ；
（2）若将电流表改装为电压为2V的电压表，则串联的定值电阻为R0= Ω；
（3）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。根据记录数据作出图像，测得图像的斜率为k、纵截距为b，则干电池的电动势E为 ，内阻r为
（结果用题中的字母表示）；
（4）若电流表内阻不能忽略，本实验干电池内阻的测量值 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】 5 偏大
【详解】（1）[1]根据图（a），完成图（b）中的实物图连线，如图所示。

（2）[2]若将电流表改装为电压为2V的电压表，则串联的定值电阻为
（3）[3]由实验电路图和闭合电路欧姆定律可得
整理可得
图像的斜率
图像在轴的截距
联立解得
[4]由
联立解得
（4）[5]若电流表内阻不能忽略，则有流经电源的电流将减小，干电池内阻的测量值将偏大。
【典例分析2】．（2024·贵州·统考一模）某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势E约为6.0V，内阻r约为1Ω）、电压表V（量程为6V，内阻为RV），定值电阻R1（R1=1Ω），电阻箱R（阻值范围可调），开关，导线若干。同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整。
（1）为了“准确”测出电池组的电动势和内阻，已在图甲所示虚线框中设计了部分电路图，请把该电路图补充完整。

（2）采集电压表读数U和电阻箱的读数R，作出了如图乙所示图像，已知图像的斜率为k，纵截距为b，则由物理规律可知图像中k= 、b= 。（用题目中所给的字母表示）
（3）进一步研讨：图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把三个该型号的灯泡并联后再与R0=3Ω的电阻串联接在上述电池组上（若测得电池组的电动势E=6.0V、内阻r=1Ω），如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为 W（保留2位有效数字）。

【答案】 见解析 0.70
【详解】（1）[1]电源内阻r约为1Ω，为了使得电压表的读数范围广泛一些，需要在电源上串联一个小电阻，电压表与电阻箱结合测量电压与电流，电路如图所示

（2）[2][3]由电路图，根据闭合电路欧姆定律有
化简可得
结合图像有
，
（3）[4]设每只小灯泡的工作电压、电流为U、I，则有
即有
将此关系图像画在灯泡的U—I图像中，如图所示

则交点为电路的工作点，则有
、
则每只灯泡消耗的功率
【方法提炼】
电源电动势和内阻的测量方法
【变式演练】
1.（2023上·北京东城·高三北京市第十三中学校考阶段练习）现有两组同学要测定一节干电池的电动势E和内阻r（已知E约为1.5V，r约为）。
（1）第一组采用图1所示电路。
①为了完成该实验，选择实验器材时，在电路的a、b两点间可以接入的器件是 。
A．一个定值电阻 B．电阻箱 C．滑动变阻器
②经过多次测量，他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U，并在图2中画出了图像。由图像可以得出，此干电池的电动势的测量值 V（保留三位有效数字），内阻的测量值 （保留两位有效数字）。
（2）第二组在没有电压表的情况下，设计了如图3所示电路，完成了对同一电池的测量。
①改变电阻箱接入电路中的电阻值，记录了多组电流表示数I和电阻箱示数R，通过研究图像的信息，他们发现电动势的测量值与第一组的结果非常接近，但是内阻的测量值与第一组的结果有明显偏差。将上述实验重复进行了若干次，结果依然如此。关于第二组测量内阻产生的偏差及其原因，下列分析中正确的是 （选填选项前的字母）。
A．第二组内阻的测量结果小于第一组的测量结果
B．第二组内阻的测量结果大于第一组的测量结果
C．造成这个偏差的原因是实际电流表内阻不能近似为零
D．造成这个偏差的原因是实验小组读取电流表读数时眼睛没有正对表盘，使读数有时候偏大，有时候偏小
②第二组对实验进行深入的理论研究，在是否可忽略电流表内阻这两种情况下，绘制两类图像。第一类图像以电流表读数I为横坐标，将电流表和电阻箱读数的乘积IR记为U作为纵坐标。第二类图像以电阻箱读数R为横坐标，电流表读数的倒数为纵坐标。下图中实线代表电流表内阻可忽略的情况，虚线代表电流表内阻不可忽略的情况，这四幅图中，能正确反映相关物理量之间关系的是 （选填选项前的字母）。
【答案】 BC/CB 1.48/1.49 BC/CB AC/CA
【详解】（1）①[1]为了完成该实验，需要测量多种数据，需要电路中电阻变化，在电路的两点间可接入的器件是电阻箱或滑动变阻器。
故选BC。
②[2][3]经过多次测量，他们记录了多组电流表示数和电压表示数，根据闭合回路欧姆定律有
由图像截距可以得出，此干电池的电动势的测量值
内阻的测量值
（2）①[3]AB．第一组内阻的测量值小于真实值，第二组采用安阻法测量，电源内阻的测量值为电源内阻与安培表内阻之和，大于真实值，故第二组内阻的测量结果大于第一组的测量结果，故A错误，B正确；
C．由AB分析可知，造成这个偏差的原因是实际电流表内阻不能近似为零，故C正确；
D．实验小组读取电流表读数时眼睛没有正对表盘，使读数有时候偏大，有时候偏小，这为偶然误差，不会产生上述偏差，故D错误。
故选BC。
②[4]AB．若不考虑电流表的内阻，则有
整理可得
考虑电流表的内阻，则有
整理可得
两表达式对应的截矩相等，即电动势相等，内阻不忽略时斜率大，故A正确，B错误；
CD．若不考虑电流表的内阻，则有
考虑电流表的内阻，则有
两种情况斜率相同，截矩不同，考虑电流表内阻时截矩大，故C正确，D错误。
故选AC。
2．（2024·陕西汉中·统考一模）某同学测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材。
A．被测干电池一节
B．电流表1：量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω
C．电流表2：量程0～0.6A，内阻
D．电压表1：量程0～15V，内阻未知
E.电压表2：量程0～3V，内阻未知
F.滑动变阻器1：阻值范围为0～10Ω，允许通过最大电流2A
G.滑动变阻器2：阻值范围为0～100Ω，允许通过最大电流1A
H.开关、导线若干
（1）伏安法测电池电动势和内阻的实验，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材，电流表选择 ，电压表选择 ，滑动变阻器选择 。(填写器材前的字母)
（2）实验电路图应选择图 (填“甲”或“乙”)。
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势 V，内阻 Ω。(结果保留三位有效数字）
【答案】 C E F 甲 1.40 1.05
【详解】（1）[1]实验要尽可能准确地测量一节干电池的电动势和内阻，已知电流表1的内阻，可以把它串联在干路中，把它的内阻看成电源的一部分，而电压表测量得到的电压就可以看成是路端电压，电流表选择C。
[2]由于一节干电池的电压约为，路端电压小于，读数误差太大，电压表选择E。
[3]电池内阻较小，则为了方便调节，滑动变阻器选择F。
（2）[4]因为电流表的内阻已知，把它接入干路中，可以准确测出流过电源的干路电流，把它的内阻等效为电源内阻，电压表的示数即可看做路端电压，选甲图。
（3）[5][6]由闭合回路欧姆定律有
结合图像可得
，
解得
3．（2023·全国·校联考一模）某同学用如图甲所示的电路来测量电源的电动势和内阻，已知图中电流表的内阻为，定值电阻的阻值为，实验开始前三个开关均断开。实验的主要步骤如下：

A．闭合和，调节滑动变阻器的滑片在某个位置，读出电流表的示数为，保持滑片的位置不变，再断开，读出电流表的示数为；
B．移动滑片的位置，重复A步骤的实验操作，多测几组相对应的数值，作出的函数关系图像如图乙所示；
C．断开，闭合和，读出电流表的示数为。
（1）写出乙图的函数表达式 （用来表示），图像的纵轴截距为 ；
（2）若乙图斜率的绝对值为，则电源的电动势 ，内阻 （用题中的已知量来表示）；
（3）根据上述的测量原理，电源电动势的测量值 真实值，内阻的测量值 真实值（均选填“等于”、“大于”或“小于”）。
【答案】 1 等于 等于
【详解】（1）[1][2]闭合和时，电流表与滑动变阻器串联，根据欧姆定律可得
断开后，电流表、滑动变阻器、定值电阻串联，根据欧姆定律可得
两式联立可得
则纵轴截距为1。
（2）[3][4]乙图斜率的绝对值为，则根据表达式可得
则电源的电动势为
断开，闭合和时，电流表、定值电阻串联，根据欧姆定律可得
则电源内阻为
（3）[5][6]测量中考虑到了电流表的内阻，且电源电动势的表达式与电流表内阻无关，故电源电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值等于真实值。
4．（2023·四川乐山·统考一模）近年来，乐山市推动工业挑大梁，努力建设以多晶硅光伏全产业链为重点的“中国绿色硅谷”。硅光电池作为该产业链中的重要产品，是一种可将光能转化为电能的器件，已经得到广泛的应用，乐山某高中同学在参观了解了硅光电池的生产后，设计了如图甲所示的电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系，已知图中定值电阻R0=2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表。
（1）用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，得到电压表读数U与电流表读数I的关系图线，如图乙所示，可知电池内阻 （填“是”或“不是”）常数，电动势为 V（保留三位有效数字），当电流为210mA时，电池内阻为 Ω（保留三位有效数字）。
（2）若将R=10Ω的电阻接在该硅光电池的两极上，则该电阻消耗的功率为 W（保留三位有效数字）。
【答案】 不是 2.66 5.52 0.306
【详解】（1）[1]电源的U-I图像的斜率表示其内阻，由图像可知其斜率不断变化，因此电源的内阻不是常数；
[2]由图可知，电源的电动势为2.66V；
[3]当电流为210mA时，电压为1.50V，根据闭合电路欧姆定律可得
代入数据可得内阻为
（2）[4]在电源的伏安特性图像中作出电阻R的伏安特性曲线，如图所示
两图线的交点表示电阻的工作点，由图可知，交点处电流为170mA，电压为1.80V，所以该电阻消耗的功率为
【题型四】欧姆表的结构与原理
【典例分析1】（2023上·安徽·高三校联考阶段练习）如图所示，图1为某多用电表中欧姆表的内部电路图，该欧姆表有“”及“”两个挡位可选。图1中电源的电动势为，内阻为，在挡位切换时电源的电动势和内阻不变。灵敏电流计的内阻为，满偏电流为，定值电阻。图2为该多用电表的表盘，欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。不计导线的电阻，请回答下列问题：
（1）在正确操作的情况下，图1中b表笔应为 表笔（填红”或黑”）。
（2）若欧姆表的倍率调为“”挡，则图1中对应单刀双掷开关应拨至 位置（填1”或2”）。经表笔短接欧姆调零之后进行测量电阻，发现指针位于20与30正中间，则测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）。
（3）若将欧姆表的倍率调为“”挡，进行欧姆调零后接在另一个待测电阻的两端，稳定后指针指在灵敏电流计满偏刻度的处，则通过计算可知该待测电阻的阻值为 .
（4）若将图1中单刀双郑开关拨至2后，进行欧姆调零，当调零完毕时，滑动变阻器接入电路的阻值为R= 。
【答案】 黑 2 小于 75 1409
【详解】（1）[1]在欧姆表的使用过程中，应让电流从红表笔流入，黑表笔流出，黑表笔接内部电源正极，所以b表笔应为黑表笔；
（2）[2][3]当开关拨至2时，灵敏电流计满偏时的干路电流为
此时欧姆表的中值电阻为
所以当开关拨至2时，欧姆表的倍率是“”，由于刻度盘为左密右疏”，因此小于；
（3）[4]倍率选择“”挡时，欧姆表的内阻为
由闭合电路欧姆定律有
指针指在电流计满偏刻度的位置时，有
解得
（4）[5]当开关拨至2时，倍率为“”挡，欧姆表的内阻为
电路中并联部分的阻值为
所以滑动变阻器接入电路的电阻为
【典例分析2】．（2024·全国·校联考一模）某电学实验兴趣小组结合物理课本上的多用电表结构示意图及实验室现有器材，设计了如图所示的电路，整个电路装置既可以当和的电流表使用，也可以当作两个倍率的欧姆电表使用。他们使用到的器材有：
电源（电动势，内阻忽略不计）
定值电阻
电流表（量程为，内阻）
滑动变阻器（最大阻值为）
单刀双掷开关

（1）按照多用电表的构造和原理，接线柱端应该接 表笔（选填“红”或“黑”）；
（2）当单刀双掷开关拨到端可作为电流表使用，拨到1端时，此时装置可作为 （选填“1”或“10”）量程的电流表；
（3）电阻 ，电阻 ；
（4）将单刀双掷开关拨到A端可作为欧姆表使用，若拨到2端，此时作为欧姆挡倍率，则将拨到1端时的倍率为 （选填“”或“”）。
【答案】 黑 10 11 99
【详解】（1）[1]红表笔与内部电源的负极相连，黑表笔与内部电源的正极相连，故端应与黑表笔相连；
（2）[2]当单刀双掷开关拨到端、拨到1端时，量程更大，故为；
（3）[3][4]拨到2端，量程为，即
拨到1端，量程为，即
联立解得
，
（4）[5]当单刀双掷开关拨到A端、拨到2端，电流表量程为，此时欧姆表内阻为
拨到1端，电流表量程为，同理此时欧姆表内阻为，故拨到1端应为挡。
【变式演练】
1．（2023·云南·校联考模拟预测）图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，G是表头，和是定值电阻，是可变电阻。虚线方框内为选择开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位分别为：直流电压挡和挡，直流电流挡和挡，欧姆“”挡。

（1）图甲中的B端与 （填“红”或“黑”）色表笔相连接；
（2）某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。若选择开关与“1”相连，则多用电表读数为 ；若选择开关与“3”相连，则读数为 ；若选择开关与“5”相连，则读数为 V；（结果均保留三位有效数字）
（3）若欧姆表盘中央刻度为15，则欧姆表所用电池的电动势E为 V。电池E使用一段时间后，电动势变小、内阻变大，使用前进行欧姆调零，再测量该电阻，则测量值相比于之前的测量值 （填“偏小”“偏大”或“不变”）。
【答案】 黑 1.10 2.20 1.5 偏大
【详解】（1）[1]3挡中电源正极接B，电流从B流出，则B端与黑表笔相连接。
（2）[2]B与1相连是挡，用中间第一排刻度换成，则多用电表读数为1.10mA。
[3]B与3相连是欧姆挡，第一排刻度，分度值为1，再乘倍率，则读数为
[4]B与5相连是挡，用中间第二排刻度换成，则读数为2.20V。
（3）[5]B与3相连是欧姆挡，欧姆表盘中央刻度为15，可知中值电阻为，即为欧姆表内阻，表头满偏电流为，可得电池电动势为
[6]电池E使用一段时间后，电动势变小、内阻变大，则根据闭合电路欧姆定律可知，测量相同待测电阻时通过多用电表的电流减小，指针偏转角度减小，则测量值相比于之前的测量值偏大。
2．（2023上·湖南长沙·高三雅礼中学校考阶段练习）如图甲为某同学组装的双倍率欧姆表电路图，该欧姆表的低倍率挡位为“”，高倍率挡位为“”，使用过程中只需控制开关K的断开或闭合，结合可调电阻R的调整，就能实现双倍率测量。所用器材如下：
A．干电池（电动势，内阻）
B．电流表G（满偏电流，内阻）
C． 定值电阻
D．可调电阻R
E. 开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。
欧姆表正确组装完成之后，这位同学把原来的表盘刻度改为欧姆表的刻度，欧姆表刻度线正中央的值为“15”。

（1）欧姆表的表笔分为红黑两种颜色，电路图甲中的表笔 是黑表笔（填“1”或“2”）；
（2）请根据电路图判断，电路中开关K （填“断开”或“闭合”）时对应欧姆表的高倍率；
（3）使用“”挡位时，两表笔短接电流表指针满偏，可调电阻R的值为 ；使用“”挡位时，两表笔短接电流表指针满偏，可调电阻R的值为 ；
（4）使用“”挡位测量某电阻，指针在欧姆表刻度盘上“5”时对应电流表G上通过的电流为 mA；
（5）欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为1.3V，内阻变为，但此表仍能进行欧姆调零。若用此表规范操作，测量某待测电阻得到的测量值为，则该电阻的真实值为 。
【答案】 2 断开 1491 127.5 0.75 260
【详解】（1）[1]根据图甲电路可知，电流从表笔2流出电表，从表笔1流入，可知2表笔是黑表笔。
（2）[2]欧姆表的内阻
由于低倍率内部总电阻小于高倍率内部总电阻，即电流表G满偏时干路电流越小，倍率越高，因此，电路中开关K断开时对应高倍率。
（3）[3]根据上述可知，使用“”挡位时，开关断开，回路的总电阻为
解得
使用“”挡位时，开关闭合，回路的总电阻为
根据闭合电路欧姆定律得干路电流为
流过上电流为
根据并联电路电阻与电流成反比得
解得可调电阻R的值为
（4）[4]使用“”挡位测量，指针在欧姆表刻度盘上指“5”时
根据闭合电路欧姆定律得干路电流为
此时电流表G上通过的电流为
（5）[5]电池电动势降低后重新欧姆调零再使用欧姆表，使用时
故
3．（2023上·河北保定·高三河北省唐县第二中学校考阶段练习）某学习小组将一内阻为、量程为的微安表改装为量程为2.0mA的电流表，后又把该电流表改装为一欧姆表。
（1）把该微安表改装为量程为的电流表需要 （填“串联”或“并联”）阻值 的电阻。
（2）把该微安表改装为量程为的电流表，下列说法正确的是 。
A．改装原理为并联电阻能增大通过表头G的电流
B．改装后，表头G自身的电阻减小了
C．改装后使用时，表头G本身的参量都不变，整个并联电路允许通过的电流增大
（3）取一电动势为、内阻较小的电源和调节范围足够大的滑动变阻器，与改装所得的电流表连接成如图甲所示欧姆表，其中B为 （填“红”或“黑”）表笔，该欧姆表的内阻为 。
【答案】 并联 C 黑 1500
【详解】（1）[1][2]把该微安表改装为量程为的电流表需要并联一个电阻，由欧姆定律有
解得
（2）[3]A．把表头G改装成电流表应并联一个分流电阻，并联电阻后，通过表头G的最大电流以及表头两端的最大电压均不变，故A错误；
B．改装后，表头G自身电阻不变，改装后电流表总电阻减小了，故B错误；
C．改装后使用时，表头G本身的参量都不变，改装后电流表总电阻减小，整个并联电路允许通过的最大电流增大，故C正确。
故选C。
（3）[4]根据电流红表笔流进，黑表笔流出，由图甲可知，B为黑表笔。
[5]根据电源以及电流表量程，该欧姆表的内阻为
4．（2023上·安徽·高三合肥一六八中学校联考阶段练习）学校实验室提供器材有：毫安表（量程10）、电阻箱（最大阻值为999.9Ω）、滑动变阻器（最大阻值为100Ω）、开关一个、红、黑表笔各一只、导线若干。
（1）某同学打算制作一简易的双倍率欧姆表，找到一节干电池（标称值为1.5V，内阻不计），但不确定其电动势是否与标称值一致，他设计了如图甲所示的电路来测量电池的电动势和毫安表内阻，并完成实物连接，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，当的阻值为75Ω时，电流表示数为8.0，当的阻值为250Ω时，电流表示数为4.0，则干电池的电动势为 V（保留三位有效数字），毫安表的内阻为 Ω。
（2）利用上述干电池设计的欧姆表电路图如图乙所示，操作步骤如下：
a、按照图乙所示电路完成实物连接，并将表笔连到对应位置；
b、断开开关S，将红、黑表笔短接，调节电阻箱的阻值，使电流表满偏，此时的阻值为 Ω，对应欧姆表的“×10”倍率；
c、保持的阻值不变，闭合开关S，将红、黑表笔短接进行欧姆调零，当滑动变阻器接入回路的阻值为 Ω时（保留三位有效数字），电流表示数达到满偏，此时对应欧姆表的“×1”倍率；
d、步骤c完成后，将红、黑表笔与待测电阻相连，电流表的示数为3.5，则待测电阻的阻值为 Ω。
【答案】 1.40 100 40 15.6 26
【详解】（1）[1][2]由闭合电路欧姆定律有
可知，当电阻箱阻值为75Ω和250Ω时，有
联立解得
，
（2）b、[3]将两表笔短接进行欧姆调零，有
解得
c、[4]闭合开关后对应欧姆表的“×1”倍率，则电流表满偏时回路总电阻对应欧姆表的内阻，由欧姆表的“×10”倍率计算可知，欧姆表内阻为14Ω，即
解得
d、[5]电流表示数为3.5，则根据串并联电流关系可知流过电源的电流为35，由闭合电路欧姆定律有
解得
5．（2023上·四川绵阳·高三校考阶段练习）如图甲为某同学设计的多档位欧姆表的原理图，其中所用电源电动势，内阻，表头满偏电流，内阻。3个档位分别为档位、档位、档位，且定值电阻。
（1）红表笔为 （填A或B），求的阻值为 Ω；（保留两位有效数字）
（2）如右上图所示为该多用表表盘，某同学要测量一个阻值约为的电阻，为保证测量误差尽量的小，应该将开关置于 （填“1”或“2”或“3”），欧姆调零后，测得电阻的阻值如图乙所示，则该读数为 Ω；
（3）该同学实验时，由于电池老化，导致测量结果出现偏差。经测量该电动势小于3V，内阻大于1Ω，但仍可调零，则被测电阻测量值 真实值（填“大于”或者“小于”）。
【答案】 A 1.0 2 110 大于
【详解】（1）[1]红表笔与内部电源的负极连接，即红表笔为A。
[2] 当图中开关接空位置“3”时，此时内阻
即此时的挡位应该是挡，因，可知接时欧姆挡对应于挡，此时欧姆表内阻应该为，根据
可得
由于
可得
（2）[3]要测量一个阻值约为的电阻，为保证测量误差尽量的小，应使指针尽量指向表盘中间位置，选择挡位 “”。由上分析知，应该将开关置于“2”位置。
[4]该电阻的阻值为
（3）[5] 设滑动变阻器阻值为，待测带电阻，则欧姆调零时有
测量电阻时有
可得
由于电池老化，该电动势小于3V，内阻大于1Ω，可知电流偏小，指针偏转角度偏小，所以导致电阻测量值偏大。
6．（2023上·湖北·高三校联考期中）某物理爱好者设计了一个三挡位（“”“”“”）的欧姆表，其内部结构如图所示，K为单刀三掷开关，R为调零电阻，、、为定值电阻，表头G的满偏电流为，内阻为，干电池的电动势为E，内阻为r。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值。回答下列问题：
（1）欧姆表的表笔分为红、黑两种颜色，红色表笔应该连接在图中 处（填“a”或“b”）。
（2）当欧姆表的挡位为“”时，应将单刀三掷开关K与 接通（填“1”“2”或“3”）。
（3）定值电阻、、的阻值之比为 。
（4）若从“”挡位换成“”挡位，再进行欧姆调零时，调零电阻R的滑片应该 调节（填“向上”或“向下”）。
（5）在“”挡位进行欧姆调零后，在ab两表笔间接入阻值为的定值电阻，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的；取走，在ab两表笔间接入待测电阻，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则 。
【答案】 a 1 向下 4000
【详解】（1）[1]电流从红表笔流进，黑表笔流出，欧姆表红表笔与内部电源负极相连，故图中红色表笔应该连接在a处。
（2）[2]当开关K拨向1时，回路中满偏电流小，欧姆表内阻大，中值电阻大，能够接入待测电阻的阻值也更大，倍率较大，即挡位为“”。
（3）[3]当开关K拨向1时，回路中满偏电流为
当开关K拨向2时，回路中满偏电流为
当开关K拨向3时，回路中满偏电流为
依题意，回路中满偏电流应满足
联立解得定值电阻、、的阻值之比为
（4）[4]从“”挡位换成“”挡位，即开关K从2拨向3，满偏时干路电流增大，再进行欧姆调零时，a、b接时回路总电阻减小，调零电阻接入电路的阻值减小，因此滑片向下滑动。
（5）[5]在“”挡位进行欧姆调零，则有
在ab两表笔间接入阻值为的定值电阻，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则有
在ab两表笔间接入待测电阻，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则有
联立解得
则
二．选修实验
【典例分析1】（2023上·河北沧州·高三沧州市一中校联考阶段练习）某同学用如图甲所示电路研究电容器的放电情况。先将单刀双掷开关S与A接通，对电容器进行充电。待电路稳定后，再将单刀双掷开关S与B接通，电容器进入放电状态。

（1）为延长电容器的放电时间，实验时电阻箱应调节到相对 （填“较大”或“较小”）的阻值，并选用合适量程的电流表。
（2）S与B接通，同时开始用频闪照相机每隔对电流表及电压表拍照，然后读出每次拍照时对应的电流表示数I、电压表示数U的值及对应的时间，将测得的数据填入表格，并标在坐标纸上，得到电流和电压随时间变化的、曲线，如图乙所示。通过计算可知电容器的电容为 F。
（3）该同学计算所得的电容器的电容值比实验中所用电容器的电容真实值小很多。已知电流表的内阻为，电阻箱接入的电阻为，电压表的内阻为，请你根据以上数据对计算所得电容器的电容值进行修正，得出该电容器的电容为 F。
【答案】 较大
【详解】（1）电阻越大电路中电流越小，电容器放电速度也越慢，故为延长电容器的放电时间，实验时电阻箱应调节到相对较大的阻值；
（2）可知充电后电压为20V，图像中每小格代表，可知电荷量为
可知电容器的电容为
（3）电流表的内阻为，电阻箱接入的电阻为，电压表的内阻为，则电阻箱所在支路的总电阻与电压表内阻相等，流过两支路的电流相等，故电路中的总电流应为测量值的2倍，及两极板的电荷量应为测量值的2倍，得出该电容器的电容为
【典例分析2】（2023·浙江嘉兴·高三校联考期中）蝈蝈同学用如图甲所示的装置探究电磁感应现象，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下，请回答下列问题：

（1）要想使灵敏电流计指针发生偏转产生感应电流，蝈蝈同学进行了以下四种操作，其中可行的是 ；
A．螺线管不动，磁铁N极向下匀速插入螺线管
B．磁铁不动，螺线管向上加速靠近磁铁的N极
C．磁铁与螺线管以共同的速度一起匀速向右运动
D．磁铁插入螺线管内静止不动，让螺线管内的磁场保持最强
（2）小石同学又将实验装置进行了改造，用如图乙所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验，螺线管A、滑动变阻器、开关与电池相连构成回路，螺线管B与“0刻度线”在中间的灵敏电流计构成闭合回路，螺线管B套在螺线管A的外面。若闭合开关瞬间，灵敏电流计的指针偏向0刻度的右侧，则通过不同的操作观察指针摆动情况，以下正确的有 。
A．断开开关时，灵敏电流计的指针会偏向0刻度的左侧
B．滑动变阻器的滑片匀速向右滑动，灵敏电流计指针静止在中央不会偏转
C．滑动变阻器的滑片向左加速或向左减速移动，灵敏电流计指针都偏向0刻度的右侧
D．开关闭合后，线圈A插入或拔出的速度越快，电流计指针偏转角度也越大
（3）乙图中，在实验开始前，应先把滑动变阻器的滑片置于最 端（填“左”或“右”），然后再闭合开关；当实验结束，在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，阿龙同学直接用手去拆除某螺线管处的导线时，由于自感现象突然被电击了一下，则请你分析一下，阿龙同学被电击可能是在拆除 （选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。
【答案】 AB/BA ACD 右 A
【详解】（1）[1]
A．螺线管不动，磁铁N极向下匀速插入螺线管,穿过螺线管的磁通量会发生变化，会有感应电流产生，故A正确；
B．磁铁不动，螺线管向上加速靠近磁铁的N极，穿过螺线管的磁通量会发生变化，会有感应电流产生，故B正确；
C．磁铁与螺线管以共同的速度一起匀速向右运动，穿过螺线管的磁通量不变，不会有感应电流产生，故C错误；
D．磁铁插入螺线管内静止不动，让螺线管内的磁场保持最强，穿过螺线管的磁通量不变，不会有感应电流产生，故D错误。
故选AB。
（2）[2]螺线管B套在螺线管A的外面。若闭合开关瞬间，灵敏电流计的指针偏向0刻度的右侧，可知通过螺线管B的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转。
A．断开开关时，通过螺线管B的磁通量减少，则灵敏电流计的指针会偏向0刻度的左侧，故A正确；
B．滑动变阻器的滑片匀速向右滑动，螺线管A中的电流减小，通过螺线管B的磁通量减少，则灵敏电流计的指针会偏向0刻度的左侧，故B错误；
C．滑动变阻器的滑片向左加速或向左减速移动，螺线管A中的电流增大，通过螺线管B的磁通量增大，灵敏电流计指针都偏向0刻度的右侧，故C正确；
D．开关闭合后，线圈A插入或拔出的速度越快，螺线管B中的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大，感应电流越大，则电流计指针偏转角度也越大，故D正确。
故选ACD。
（3）[3]乙图中，在实验开始前，应先把滑动变阻器的滑片置于最右端，使滑动变阻器接入电路阻值最大，然后再闭合开关；
[4]当实验结束，在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，阿龙同学直接用手去拆除某螺线管处的导线时，由于自感现象突然被电击了一下，阿龙同学被电击可能是在拆除A螺线管所在电路时发生的，在拆除电路时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下。
【典例分析3】．（2024·云南红河·统考一模）某兴趣小组为了探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，在实验室中找到了以下器材：
A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B．条形磁铁
C．开关、导线若干
D．交流电压表
E.直流电源
F.低压交流电源
（1）在本实验中，上述器材不需要的是 （填器材序号字母）；
（2）该小组同学按如图（a）所示安装好变压器，将原线圈用开关和导线接到低压交流电源上，并将两个交流电压表连接到原、副线圈两端。先保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 （选填“增大”“减小”或“不变”）；然后再保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压变化；
（3）实验如图（b）所示。通过改变原、副线圈的匝数，得到原、副线圈电压与匝数的数据关系如表所示，由表1可得出结论： 。
【答案】 BD/DB 减小 原副线圈匝数比在误差范围内与原副线圈电压比相等；由于变压器工作时有能量损失，实验测得的原、副线圈的电压比大于原、副线圈的匝数比
【详解】（1）[1]实验中若用直流电源，变压器不能互感变压，必须要有低压交流电源提供交流电，也不需要条形磁铁。
故选BD。
（2）[2]根据
先保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小。
（3）[3]由表1可得出结论：原副线圈匝数比在误差范围内与原副线圈电压比相等；由于变压器工作时有能量损失，实验测得的原、副线圈的电压比大于原、副线圈的匝数比。
【变式演练】
1.（2023·上海嘉定·统考一模）另一种无线充电技术是利用电容两个极板的静电耦合实现电能的传输。
（1）在做“观察电容器的充、放电现象”实验时，先将开关S拨到位置1，一段时间后再拨到位置2。在此过程中，根据电压传感器与电流传感器测量数据得到的和图线可能为 。
A． B．
C． D．
（2）将一电容为的电容器与一电压恒定的电源连接，电容器充电完成后，两极板上的电荷量分别为和，则电源电压为 V。
【答案】 A 12
【详解】（1）[1] 开关S拨到位置1，是电容器充电过程，此时由图像可知电流传感器中的电流正在减小，电压传感器中的电压正在增大。开关S拨到位置2，是放电过程，此时由图像可知电流传感器中的电流正在减小，电压传感器中的电压正在减小。充电电流与放电电流方向相反，充电时与放电时都是电容器右边极板是正极板。故A正确，BCD错误。
故选A。
（2）[2]由，可知电源电压为
2．（2023上·安徽·高三池州市第一中学校联考阶段练习）某同学按如图所示连接电路，利用电流传感器和电压传感器研究电容器的充、放电情况。实验时，先将开关S与“1”端相连，待电路稳定后，将开关掷向“2”端，传感器将信息传入计算机，屏幕上可以显示出电流、电压随时间变化的图线、图线。
（1）下列选项中，当开关与“1”端相连时，电压传感器所描绘的图线应是 ；当开关与“2”端相连时，电流传感器所描绘的图线应是 。
A． B．
C． D．
（2）结合屏幕显示的、图线可知 。
A．刚开始充电时充电电流最大 B．刚开始充电时充电电流最小
C．充电结束时电压为零 D．充电电流跟两极电压成正比
（3）假设上述所选的图线与横轴围成的面积为、图线与横轴围成的面积为，再利用图像中已知数据，则计算该电容器电容C的表达式为 （题中及图像中所给数据单位均为国际单位）。
【答案】 C B A
【详解】（1）[1][2]电容器充电过程中，电容器两端电压越来越大，电源与电容器间电势差越来越小，电路中电流逐渐减小，电容器充电会越来越慢，电压增加也就越来越慢，最终电容器电压等于电源电动势，电压最大，电流为零。电容器放电时，开始两极板电势差最大，电路中电流最大，随着电容器电压降低，电路中电流减小，放电速度也越来越慢，最终电流为零。故图像分别选C和B；
（2）[3]根据（1）分析可知只有A正确。
故选A。
（3）[4]图线与横轴围成的面积表示电容器充电获得的电量，再根据电容器充电结束时电压，求出电容的表达式为
3．（2023下·山东烟台·高三山东龙口一中东校统考阶段练习）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。
（1）为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的 （选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。
（2）该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱。再将黑表笔 （选填“短暂”或“持续”）接灵敏电流表的负接线柱。若灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流由电流表的 （选填“正”或“负”）接线柱流入灵敏电流表的。
（3）实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性 。
（4）另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。
①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接 ；
②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是 。
A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒
B．闭合开关，稳定后拔出线圈L1
C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移
D．闭合开关，稳定后断开开关
【答案】 欧姆 短暂 负 C
【详解】（1）[1]根据题意可知，实验要使用电表内部某一挡，含有直流电源，只有多用电表的欧姆挡有电源，所以需要选用多用电表欧姆挡对灵敏电流表进行测试；
（2）[2]灵敏电流表量程太小，欧姆表内部电源电压相对较大，若电流超过电流表量程，长时间通电会损坏电流表，故应短暂接触灵敏电流表的负接线柱；
[3]欧姆表红表笔连接电源的负极，灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流从电流表的负接线柱流入。
（3）[4]电流表的指针向右偏转，说明电流从正接线柱流入电流表，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场方向向上，故插入的磁铁下端为S极，如图所示
（4）[5]将线圈L2与电流计串联形成回路，将电源、开关、滑动变阻器、线圈L1串联形成另一个回路，实物图如图所示
[6]ABD．根据题意，闭合开关时，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，而拔出软铁棒、拔出线圈L1、断开开关S，穿过线圈L2的磁通量均减小，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故ABD错误；
C．当使滑动变阻器滑片P左移，电流增大，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故C正确。
故选C。
4．（2023·河北保定·统考三模）通过学习我们知道，理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，某学校实验小组想通过实验验证这一结论，实验室中的可拆变压器的实物图如图甲所示，该兴趣小组还亲自动手绕制成匝数为1600匝和其它规格的线圈，以匝数1600匝的线圈为原线圈，分别用实验室变压器的线圈和自制线圈作副线圈进行实验。

（1）把记录的相关数据填入数据表，依据数据表，可以得出结论：在误差允许的范围内，原、副线圈的电压比 原、副线圈的匝数比（填“等于”、“不等于”）。
（2）根据数据表最后一列可知，实验存在系统误差，即，可知U2偏小，请给出合理解释： 。
【答案】 等于 变压器存在漏磁的问题
【详解】（1）[1]根据实验表格中的电压比和匝数比可知在误差允许的范围内，原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数比；
（2）[2] 电压比与匝数比并不相等，主要原因是变压器是不理想的，如有漏磁等。
三．创新实验
【解题指导】1．通过对近几年高考电学实验题的研究发现，创新类实验试题有两个显著特点：
(1)基于教材中的电学实验，着重考查实验原理的改进、实验方案的重新设计、实验条件的微调整等。
(2)重视电学实验的方法，问题设置结合当前科技、生活、生产等实际问题，因此理解实验原理，掌握实验方法是解决电学实验创新类问题的关键。
2．求解电学创新型实验的基本思路和“两点注意”
(1)基本思路。
明确目的→选择方案→选定器材→实验操作→数据处理→得出结论
(2)对于电学实验的创新，应注意的两个问题
①在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等。
②对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性，即首先要注意到其自身量程对电路的影响，其次要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能，因此在测电压表内阻时无需另并联电压表，测电流表内阻时无需再串联电流表。
【典例分析1】（2023上·广东深圳·高三统考期末）用图甲所示电路测量常温下纯净水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内纯净水的水量，玻璃管两端接有导电活塞，右活塞固定，左活塞可自由移动，实验过程如下：
（1）按图甲连接电路，电源为理想电源，内阻不计；R为电阻箱，R1、R2为两个阻值相同的定值电阻，V1、V2为两个量程相同的理想电压表。
（2）不同水柱长度L及其电阻R的测量。
①用10分度游标卡尺测量玻璃管的内径d，示数如图乙所示，则d= mm；
②向玻璃管内注满纯净水，并用刻度尺测量水柱长度L；
③把S拨到1位置，记录电压表V1示数；
④把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表示数相同，记录电阻箱的阻值R；则此时玻璃管内水柱的电阻Rx= ；
⑤根据测量数据，可得纯净水的电阻率为ρ= 。（用Rx、d、L表示）
⑥改变玻璃管内水柱长度，重复实验，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；
⑦断开S，整理好器材。
【答案】 13.7 R
【详解】（2）①[1]10分度游标卡尺的精确值为0.1mm，由图乙可知玻璃管的内径为
④[2]由于电源内阻不变，可知路端电压保持不变，把S拨到1位置和拨到2位置，电压表示数与电压表示数相同，记录电阻箱的阻值， 由于R1、R2为两个阻值相同的定值电阻，则有此时玻璃管内水柱的电阻为
⑤[3]根据电阻定律可得
又
联立可得纯净水的电阻率为
【典例分析2】．（2023·浙江·校联考一模）某科技小组对充电宝不同电量时的电动势和内阻进行了研究。
A小组的同学对电量百分比为的充电宝进行了如下实验：两只数字多用表分别作为电压表和电流表；滑动变阻器用于改变电路中的电流；作为保护电阻，以防止滑动变阻器调节过度导致短路；电路中的电源为充电宝，通过充电宝的连接线接入电路。剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为负极，其余两根导线空置不用。实物电路如图甲所示。

（1）图甲中作为电流表的多用电表是 （填“A”或“B”）。
（2）通过实验作出图像如图乙所示，则可得到充电宝的电动势 ，内阻 （计算结果保留两位小数）。
（3）若考虑电表内阻，则充电宝内阻测量的结果 （选填“偏大”“准确”“偏小”）。
B小组的同学利用如下器材对电量百分比为的同一充电宝进行了实验：除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有
A．电阻箱（量程为）
B．电压表（量程，内阻）
C．定值电阻
D．定值电阻
小组同学将电压表进行了改装为量程为后用如图丙所示电路图进行测量。

（4）在1、2处分别放上定值电阻，则1处应选择的定值电阻为 （填“”或者“”）。
（5）电压表的读数为，电阻箱的读数为，将测得的数据绘制成图像，如图丁所示，可得出的结论为当充电宝的电量百分比发生变化时，其电动势将 ，内阻 （以上两空均选填“变大”“变小”或“基本不变”）。
【答案】 B 5.06V/5.07V/5.08V //// 偏小 基本不变 基本不变
【详解】（1）[1]电流表应与滑动变阻器串联，故图甲中作为电流表的多用电表是B。
（2）[2][3]根据闭合回路欧姆定律可得
可得
根据图像在纵轴上的截距可得充电宝的电动势
充电宝的内阻等于图像倾斜直线的斜率的绝对值
（3）[4]由于电压表的分流作用，电流测量值小于真实值，当外电路短路时电流测量值等于真实值，电源U-I图像如图所示
所以内阻的测量值偏小。
（4）[5]小组同学将电压表进行了改装为量程为，则需要串联的电阻为
则1处应选择的定值电阻为。
（5）[6][7]电路的欧姆定律可得
解得
由图像可知
解得
，
所以当充电宝的电量百分比发生变化时，其电动势将基本不变，内阻基本不变。
【变式演练】
1．（2023上·北京顺义·高三牛栏山一中校考期中）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，它是把两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻，而中间的液体即电阻的有效部分。某研究性小组想测量某导电溶液的电阻率，在实验室找到了一个透明塑料长方体容器，容器内部左右两侧插入两片面积均为，不计电阻的正方形铂片作为两个电极（正对放置），现将容器充满待测的导电溶液。实验所用器材如下：
电压表（量程为15V，内阻约为）；
电流表（量程为，内阻约为）；
滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为0.1A）；
电池组（电动势，内阻）；
单刀单掷开关一个；
导线若干。
（1）该小组先用欧姆表粗测溶液电阻，他们先选择欧姆挡，欧姆调零后测量结果如图乙所示
（2）为了准确测量其阻值，并测量多组数据，请在图丙中用笔画线代替导线，将实物图补充完整 。
（3）某次测量过程中，两板间距，测量时电流表读数为，电压表指针偏转如图丁所示，则该溶液电阻 。
（4）实验时，仅多次改变两个电极板间距d，测得多组U、I数据，计算出对应的电阻R，描绘出图线，若考虑电表内阻的影响，计算结果与真实值相比会 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】 不变
【详解】（2）[1]根据欧姆表粗测可知待测液体电阻为
可知待测液体电阻为大电阻，而题中所给滑动变阻器的最大阻值较小，同时需要多组数据，所以滑动变阻器需要选择分压式的接法，待测液体电阻属于大电阻，所以电流表采用内接法，实物图如图所示
（3）[2]由图丁读出电压表最小分度值为0.5V，电压表的读数为5.5V，该溶液电阻为
（4）[3]由
可知图线的斜率
考虑到电流表内接，则
可知图线的斜率仍为，计算结果与真实值相比会不变。
2．（2023·河南南阳·高三统考期中）某直流电动机M转动时的图像如图甲所示，该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况，电路中使用恒压电源，恒压电源输出电压不变，，R2是滑动变阻器，电流表A是理想电流表，实验操作步骤如下：

（1）闭合开关前，调节滑动变阻器，使其滑动触头应在 端。（选填“左”或“右”）
（2）先闭合开关，开关保持断开，此时电流表的示数为0.8A，则恒压电源输出电压为 V。
（3）再闭合开关，然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流表的示数为2.0A，直流电动机M实际消耗的电功率为 W。（取两位有效数字）
【答案】 左 12 3.8
【详解】（1）[1]闭合开关前，调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值最大，则滑动变阻器触头应在左端。
（2）[2]开关闭合，开关断开，则只有电阻接入电路中。所以恒压电源输出电压为
（3）[3]通过直流电动机M的电流为
根据甲图可知此时直流电动机M的电压约为3.2V，则直流电动机M实际消耗的电功率为
3．（2023·广东汕头·仲元中学校联考二模）某兴趣学习小组根据所学的电学原理，利用相同的器材，自制了以下图甲、乙两种不同的电子秤。实验器材有：
直流电源（电动势为，内阻为）；
理想电压表V（量程为）：限流电阻；
竖直固定的滑动变阻器R（总长，总阻值）；
电阻可忽略不计的弹簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦（弹簧劲度系数）；
开关S以及导线若干。
重力加速度取，不计摩擦和其他阻力。
实验步骤如下：
①两种电子秤，托盘中未放被测物前，滑片恰好置于变阻器的最上端，电压表的示数均为零。
②两种电子秤，在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入被测物，待托盘静止平衡后，当滑动变阻器的滑片恰好处于下端b处，此时均为电子秤的最大称重。
请回答下列问题：
（1）两种电子秤，当滑动变阻器的滑片恰好置于最下端时，电压表的示数均为 V；该电子称的最大可测质量均为 。（所有结果保留一位小数）
（2）当电压表的指针刚好指在表盘刻度的正中间时，如甲图所示的方案电子称测得质量为 。如乙图所示的方案电子称测得质量为 。（所有结果保留一位小数）
（3）方案 （填“甲”或“乙”）更为合理，因为电压表读数U与物体质量m成线性关系，电压表改装的电子秤刻度是均匀的。

【答案】 甲
【详解】（1）[1]滑动变阻器的滑片恰好置于最下端时，由欧姆定律可得
[2]由受力平衡可得
解得电子称的最大可测质量为
。
（2）[3][4]当电压表的指针刚好指在表盘刻度的正中间时，电压表读数。
如左图所示的方案甲，根据闭合电路欧姆定律可得
由平衡条件可得
联立解得
如右图所示的方案乙，设滑动变阻器接入电路的阻值为，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
又
由平衡条件可得
联立解得
（3）[5]左边方案甲，根据闭合电路欧姆定律可得
又
联立可得
与成线性关系，电子秤刻度均匀；
右边方案乙，根据闭合电路欧姆定律可得
又
，
联立可得
与不成线性关系，电子秤刻度不均匀；故方案甲更合理，电压表示数与物体的质量成正比，电压表改装的电子秤刻度是均匀的，便于测量。
4．（2023·江西赣州·校联考模拟预测）小明的外婆家还养了许多的鹅，外公想通过人工方式将鹅蛋孵化出来，那其中温度测量是重要的一个环节。小明想帮外公设计一个简易电子温度计，用来监测孵化箱中的温度，他从自己的实验套装中找到以下器材：
A．型号为：MF 52B 102F的热敏电阻（常温下阻值约几千欧姆）一个；
B．电流表：满偏电流为300μA，内阻为90Ω；
C．电阻箱：0 ~ 999.99Ω，两个；
D．电阻箱：0 ~ 9999.9Ω，一个；
E．滑动变阻器：0 ~ 10kΩ，一个；
F．电源一个：电动势3V，内阻不计；
G．单刀双掷开关一个；
H．单刀单掷开关一个；
I．导线若干。
（1）由于没有电压表，甲同学设计了如图（1）所示电路来测量该热敏电阻在不同温度下的阻值，闭合开关S1前，应该将滑动变阻R1调到 （填“a”或“b”）端，电阻箱R2应该选 （填“C”或“D”）并调到最大值，将S2打到1位置。将热敏电阻RT放至某温度下的水中，调节R1，让电流表达到接近满偏值I，将S2打向2位置，逐渐减小R2阻值，当电流和之前电流I相同时，此时R2的阻值就是此温度下RT的阻值。重复此方法，测量得到如下数据（单位：kΩ）
（2）其中部分数据已经在图（2）的坐标纸上标出，请将剩余的点标上并用平滑的曲线描绘出电阻随温度的变化曲线。( )

（3）小明又设计了一个图（3）所示的电路来实现两个档位来制作温度计，可实现0℃ ~ 100℃、0℃ ~ 40℃两种测量范围，其中R3= Ω（保留到小数点后2位），为了测量体温，应该将开关S4打到 位置（填“c”或“d”）位置。

【答案】 b D 2.0 d
【详解】（1）[1]为防止电路中电流太大损坏电流表和电源，所以应该在闭合S1前将R1调到较大值位置，所以选b端。
[2]小明使用的是等效替代的思想测量热敏电阻的阻值，常温下为几千欧姆，所以R2应选用0 ~ 9999.9Ω的“D”电阻箱。
（2）[3]图像如下

（3）[4][5]由题意可知温度越高，RT的阻值越小，通过电路的电流越大，两个档位中的温度最大值分别对应40℃和100℃，对应阻值分别为1kΩ和200Ω，对应电流分别为3mA和15mA，所以，需要将现有电流表改装成具有两个量程的电流表。S4打向c时为大量程0 ~ 15mA档，对应温度为0 ~ 100℃，此时有
同理S4打向d时有
代入数据得
，
测量人体体温应该将开关S4打向d位置更准确。
5．（2023上·浙江金华·高三浙江省浦江中学校联考期中）温控报警系统在各行各业中都有重要的消防预警作用，其核心电学元件是热敏电阻。小余同学想探究热敏电阻特性并自制简易温控报警系统。
（1）小余首先对该热敏电阻的温度特性进行研究，提供以下实验器材：
A．热敏电阻（常温下的阻值约为）
B．烧杯、热水、温度计
C． 电流表（量程0~0.6A，内阻）
D．电压表（量程0~6V，内阻约）
E. 滑动变阻器（最大阻值为，额定电流2A）
F. 滑动变阻器（最大阻值为，额定电流0.5A）
G. 电源（电动势6V，额定电流2A，内阻不计）
H. 开关一个，导线若干

①要求通过热敏电阻的电流从零开始增大，为使测量尽量准确，则滑动变阻器应选择 ；（填器材前的字母标号）
②请你按照上述实验要求用笔画线代替导线在实物图甲中完成余下导线的连接（画在答题纸的图甲上） ；
③由图乙可知，热敏电阻的阻值随温度升高而 （选填“增大”或“减小”）；
④某温度下，电压表示数4.5V，电流表示数如图丙所示，读数为 A，此时热敏电阻阻值为 。
（2）小余利用上述热敏电阻制作简易温控报警系统。如图丁所示，当热敏电阻两端所加电压低于1V时，温控控制开关自动启动报警系统，现要求当温度升高至约时启动报警系统。其中直流电源E（电动势3V，内阻不计），则电阻箱阻值应调至 。
【答案】 E 减小 0.20 17.5 28
【详解】（1）①[1]待测电阻大约30欧姆，且由题意知滑动变阻器应该是分压式接法，故选滑动变阻器，以小控大，方便测量，故选E；
②[2]电流从0开始增大，需要滑动变阻器分压式解法，且因电流表电阻已知，故选电流表内接法。如图

③[3]由图像变化规律可知，热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
④[4]电流表量程0.6A，最小刻度0.02A，读数保留两位小数，故指针此时所指读数为0.20A；
[5]由
可得此时热敏电阻
（2）[6]当温度为时，由图像可估读电阻，此时热敏电阻上的电压达到临界电压1V
得
量程
精确度
读数规则
电流表0～3 A
0.1 A
与刻度尺一样，采用eq \f(1,10)估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可
电压表0～3 V
0.1 V
电流表0～0.6 A
0.02 A
估读位与最小刻度在同一位，采用eq \f(1,2)估读
电压表0～15 V
0.5 V
估读位与最小刻度在同一位，采用eq \f(1,5)估读
电流表内接法
电流表外接法
电路图
误差原因
电流表分压U测＝Ux＋UA
电压表分流I测＝Ix＋IV
电阻测量值
R测＝eq \f(U测,I测)＝Rx＋RA>Rx
测量值大于真实值
R测＝eq \f(U测,I测)＝eq \f(RxRV,Rx＋RV)测量值小于真实值
适用条件
RA≪Rx
RV≫Rx
限流式接法
分压式接法
两种接法的电路图
负载R上电压的调节范围
eq \f(RE,R＋R0)≤U≤E
0≤U≤E
方法
伏安法
伏阻法
安阻法
原理
E＝U＋Ir
E＝U＋eq \f(U,R)r
E＝IR＋Ir
电路
图
关系
式
U＝E－Ir
eq \f(1,U)＝eq \f(r,ER)＋eq \f(1,E)
eq \f(1,I)＝eq \f(R,E)＋eq \f(r,E)
图象
纵轴截距：E
斜率大小：r
纵轴截距：eq \f(1,E)
斜率：eq \f(r,E)
纵轴截距：eq \f(r,E)
斜率：eq \f(1,E)
误差
分析
E测＜E真
r测＜r真
E测＝E真
r测＞r真
E测＜E真
r测＜r真
E测＝E真
r测＞r真
物理量
一组数据
二组数据
三组数据
原线圈匝数
100
100
100
副线圈匝数
200
800
1400
副原线圈匝数比
2
8
14
原线圈输入电压
10.5
10.5
10.5
副线圈输出电压
21.7
89.0
160
副原线圈电压比
2.06
8.48
15.24
与的比值
1.03
1.06
1.09
n1
U1
n2
U2
匝数比k1
电压比k2
（k2-k1）/ k1
1600
220
400
53.2
4.00
4.14
3.38%
1600
220
100
12.40
16.00
17.74
10.89%
1600
220
30
4.05
53.33
54.32
1.85%
1600
220
20
2.7
80.00
81.48
1.85%
1600
220
10
1.34
160.00
164.18
2.61%
温度
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
70℃
80℃
90℃
100℃
阻值
10.00
5.20
3.00
1.60
1.00
0.70
0.83
0.40
0.31
0.24
0.20