考向二 电学实验

(共55张PPT)
专题十七 实验
考向二 电学实验
2025年高考物理专题复习资料
考点切片
考点1 观察电容器的充、放电现象
1.（2024海南卷）用如图甲所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源 、
电容器、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻、单刀双掷开关 、开
关 、导线若干。
图甲
图乙
（1） 闭合开关，将接1，电压表示数增大，最后稳定在 。在此过程中，电流
表的示数___。（填选项标号）
B
A.一直稳定在某一数值
B.先增大，后逐渐减小为零
C.先增大，后稳定在某一非零数值
【解析】 闭合开关, 接1后,电路中的电流瞬间达到最大值,电源给电容器充电,电压表
的示数逐渐增大,电路中的电流逐渐减小,当电压表示数稳定后,电路中的电流减为零,即电
流表的示数先增大,后逐渐减小为零,B正确。
（2） 先后断开开关、，将电流表更换成电流传感器，再将 接2，此时通过定值
电阻的电流方向为_______（选填“”或“ ”），通过传感器将电流信息传入计
算机，画出电流随时间变化的图像，如图乙，时，，图中、
区域面积比为，可求出____ （结果保留2位有效数字）。
5.2
【解析】 闭合开关、 接1时,电源正极与电容器上极板相连,则电容器上极板带正电,
因此接2的电容器放电过程通过的电流方向为,根据 图像与横坐标轴围成图
形的面积表示电荷量可知,0~过程电容器放出的电荷量与 后至放电结束过程电容
器放出的电荷量之比为,根据电容的定义式可知,, ,由电路图可
知,,代入数据解得 。
跳跳学长敲黑板
（1）根据电容器的充放电特点判断充电电流变化情况。
（2）根据充电时电容器极板与电源正负极的连接情况判断电容器的放电电流方向；根
据图像与横坐标轴围成图形的面积表示电荷量结合电容的定义式和题图得到 。
考点2 “三尺两表”的读数
2.
（1） 请读出如图甲、乙、丙、丁四种仪器所显示
数值，并将读数填写于对应的横线上。
① 螺旋测微器的读数为______ ；
0.315
【解析】 螺旋测微器可动刻度尺相邻两刻度线距离
为,读数为 ；
② 游标卡尺的读数为______ ；
13.65
【解析】 游标卡尺游标尺相邻两刻度线距离为 ,读数为
；
③ 电压表的读数为_____ ；
2.25
【解析】 电压表所接量程为时,每小格为,读数为 ；
④ 电流表的读数为_____A。
0.42
【解析】 电流表所接量程为时,每小格为,读数为 。
（2） 某同学利用多用电表对电流表的内阻进行了粗测，该同学首先将选择开关置于“
”挡位，然后将多用电表的____（选填“红”或“黑” ）表笔与电流表的正极相连接,接
通电路后发现多用电表的偏转角度过大，应将选择开关置于____（选填“ ”或“
” ）挡位，重新调零后，多用电表的示数如图戊所示，则电流表的内阻约为____ 。
图戊
黑
11
【解析】 粗测时,该同学首先将欧姆调零旋钮置于“ ”的挡位,然后将多用电表的黑表
笔与电流表的正极相连接,接通电路后发现多用电表的偏转角度过大,说明倍率选择过大,
应将旋钮置于“ ”的挡位,重新调零,根据题图戊所示的多用电表的示数可知,电流表的
内阻约为 。
跳跳学长有话说
1.游标卡尺不估读,螺旋测微器估读到下一位,电表分度值以1结尾的,需要估读到下一位,
以2或5结尾的估读到本位。
2.“因为游标卡尺有三种款式,所以它就不孤独（不估读）；螺旋测微器只有一种款式,所
以它很孤独（要估读）。”
考点3 测量金属丝的电阻率
3.（2024山东卷）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 ）；
滑动变阻器（最大阻值 ，额定电流 ）;
电压表（量程 ，内阻未知）；
电流表A（量程 ，内阻未知）;
待测铅笔芯（型号、 型号） ;
游标卡尺、螺旋测微器，开关、单刀双掷开关 ，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______
。
2.450
【解析】 根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为
。
（2） 把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关 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 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 掷到___（选填“1”或“2”）端。
1
【解析】 由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,
即测量铅笔芯电阻时应将 掷到1端。
（3） 正确连接电路，得到型号铅笔芯图像如图丙所示，求得电阻_____
（结果保留3位有效数字）；采用同样方法得到型号铅笔芯的电阻为 。
1.92
【解析】 根据题图丙结合欧姆定律可得 。
（4） 使用游标卡尺测得、型号铅笔芯的长度分别为、 。使用螺
旋测微器测得、型号铅笔芯直径近似相等，则 型号铅笔芯的电阻率______
（选填“大于”或“小于”） 型号铅笔芯的电阻率。
大于
【解析】 根据电阻定律可得,分别代入数据可知 。
跳跳学长敲黑板
（1）根据仪器读数规则进行读数,注意螺旋测微器需要估读；（2）通过电压表示数变
化更明显得到电流表分压较多,进而知道采用电流表外接法；（3）根据题图丙结合欧姆
定律求解电阻；
考点4 用多用电表测量电学中的物理量
4.（2024安徽芜湖无为一中测评）如图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图
中是电池，、、、和是固定电阻， 是可变电阻。虚线方框内为换挡开
关，端和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。改装多用表表盘如图乙所示。
图乙
（1） 测量时，接线柱接的是____（选填“红”或“黑”）表笔；若开关 端与触点“1”相
连，则此时多用电表的挡位为_______________挡，若开关 端与触点“5”相连，则此时
多用电表的挡位为____________挡（挡位填写要求具体到量程）。
黑
直流电流
直流电压
【解析】 根据欧姆表内部结构可知,黑表笔接内部电源正极,红表笔接内部电源负极,所
以与接线柱相连的是黑表笔；若开关 端是与“1”相连的,则此时应为量程较大的电流挡,
所以多用电表的挡位为直流电流挡；若开关 端与触点“5”相连,则此时应为量程
较大的电压挡,所以多用电表的挡位为直流电压 挡。
（2） 若开关 端与触点“1”相连，进行相关测量时，多用电表指针指示位置如图乙所示，
则此时多用电表的读数为_________。
【解析】 此时多用电表的读数为 。
（3） 若电池的电动势为，当把开关端接到触点“3”，短接、 表笔进行欧姆
调零后，再用该挡测量一个未知电阻阻值，指针偏转到表头满偏刻度的 处，则该电阻
的阻值为_______ 。
4 500
【解析】 当把开关端接到位置3,短接、表笔,有,根据 ,解得
,用该挡测量一个未知电阻阻值,指针偏转到电流表满偏刻度的 处,有
（【点拨】处理此问题时应理解多用电表的工作原理,即闭合电路欧姆
定律的应用。）,联立解得 。
. .
. .
（4） 若电池由于长时间使用后，电动势由下降到 ，但仍可调零。用重新调
零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为，则这个待测电阻阻值的真实值为_____ 。
400
【解析】 若欧姆表长时间不用,电动势变为,那么中值电阻 ,而指针所
指处的电流为,当电动势降低后有,解得 。（【点拨】
前后的不变量是电流的大小,电流是两种情况中的“桥梁”。）
. .
. .
考点5 半偏法与电桥法测电阻
5.（2023海南卷）用如图甲所示的电路测量一个量程为、内阻约为
的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为 ，有两个电阻箱可选:
， 。
图乙
（1） 应选____， 应选____。
【解析】 根据半偏法的测量原理可知,当闭合开关之后,通过 的电流应基本不变,就
需要较大,对下方分压电路影响甚微,故应选,应选 。
（2） 根据电路图甲，请把实物图乙连线补充完整。
【答案】 如图所示
【解析】 按实验原理图依次连接实物电路,如答图所示。
（3） 下列操作顺序合理排列是__________。
①将滑动变阻器滑片移至最左端，将 调至最大值；
②闭合开关，调节，使微安表半偏，并读出 的阻值；
③断开，闭合，调节滑片至某位置再调节 使表头满偏；
④断开、 ，拆除导线，整理好器材。
①③②④
【解析】 闭合开关前,需要调节滑动变阻器滑片,使测量电路短路,即滑片 移至最左端,
然后断开,闭合,调节滑片至某位置再调节使微安表达到满偏,保持 不变,接着闭
合开关,保证滑片不动,调节,使微安表半偏,并读出 的阻值,最后断开所有开关,拆
除导线,整理器材。故正确的操作顺序是①③②④。
（4） 如图丙是调节后的面板，则待测表头的内阻为________ ，该测量值______
（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
小于
图丙
【解析】 根据半偏法的测量原理可知,读出的 即是微安表的内阻,则由题图丙可知微
安表的内阻为 。闭合后,相当于由无穷大变成有限值, 的阻值变小,流过
的电流大于原来的电流,则流过的电流大于,故的阻值小于 。
（5） 将该微安表改装成量程为 的电压表后，某次测量指针指在图丁所示位置，
则待测电压为_____ 。
1.28
图丁
【解析】 按读数规则,微安表的示数为,由可知待测电压为 。
（6） 某次半偏法测量表头内阻的实验中，断开，电表满偏时读出的值，在滑片
不变的情况下，闭合后调节电阻箱，使电表半偏时读出，若认为 间电压不变，
则微安表内阻为_ ______（用、 表示）。
【解析】 根据题意可得,得 。
跳跳学长有话说
项目 半偏法测量电流表内阻 半偏法测量电压表内阻
电路图 _________________________________________________________ _____________________________________________
实验方法 ①闭合,断开,调节 ,使电流表A满 偏； ②再闭合,只调节 ,使电流表A半偏 ； , ①使,闭合,调节 使电压
表满偏；
②只调节 ,使电压表半偏
；
,
项目 半偏法测量电流表内阻 半偏法测量电压表内阻
注意事项 ①闭合前, 接入电路的阻值应调至最 大； ②闭合后,不能再调节 ,以保持电路总 电流不变 ①闭合前,电阻箱应调至零, 滑
片移至最左端；
②调节电阻箱后,不再调节 ,以
保持并联电路两端电压不变
误差结果 ,“牛（流）大” ,“鸭（压）小”
6.（2024广东广州模拟）李华同学查阅资料:某金属在内电阻值与摄氏温度
的关系为，其中为该金属在时的阻值， 为温度系数（为正值）。
李华同学设计图甲所示电路先测量电流计 的内阻。可提供的实验器材有:
A.干电池（电动势约为 ，内阻不计）
B.定值电阻（阻值为 ）
C.定值电阻（阻值为 ）
D.滑动变阻器（阻值范围 ）
E.滑动变阻器（阻值范围 ）
F.电流计（量程，内阻约 ）
G.电阻箱（最大阻值为 ）
H.摄氏温度计
I.沸水和冷水各一杯
.开关两个及导线若干
请回答下列问题:
（1） 滑动变阻器应选用_____（选填“”或“”），开关 闭合前，滑动变阻器的
滑片移到___（选填“”或“ ”）端。
【解析】 闭合、断开时,干路中的最大电流约 ,滑动变阻
器两端的电压最小值约为 ,滑动变阻器的最小电
阻约为 ,则滑动变阻器应选用。为了保护电流计 不被损坏,开
关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移动到 端。
（2） 将电阻箱的阻值调为，闭合开关，读出电流计的示数，再闭合开关 ，
调节电阻箱的阻值，直至闭合前、后电流计 的示数没有变化，此时电阻箱的示数为
，则电流计的内阻为____ 。
450
【解析】 闭合前、后电流计的示数没有变化,则电流计中的电流与的电流相等,
中的电流与中的电流相等,与两端的电压相等,电流计与 两端的电压相等,可得
电流计的内阻 。
（3）利用上述电流计及电路测量该金属的电阻和 值的步骤如下:
①断开开关、，将 取下换成该金属电阻，并置于沸水中；
②闭合开关，读出电流计的示数；闭合开关 ，调节电阻箱的阻值，直至闭合开关
前、后电流计的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数和温度 ；
③多次将冷水倒一点到热水中，重复步骤②，可获得电阻箱的示数和温度 的多组数据。
（4） 以电阻箱的示数为纵轴，温度 为横轴，作出图像如图乙所示，则该金属电阻在
时的阻值为_____，温度系数为____。（结果用、、 表示）
【解析】 将取下换成该金属电阻的情况下,同理可得 ,由题图乙得
,即,又 ,则
,,解得 。
考点6 测量电源的电动势和内阻
7.（2024吉林卷）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）、金属夹、刻度尺、开关 、导线若干。他们设计了如
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，按照图甲连接电路，金属夹置于电阻丝的___（选填“”或“ ”）端;
②闭合开关,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数,断开开关 ,记录金属夹与
端的距离 ；
③多次重复步骤②,根据记录的若干组、 的值，作出图丙中图线Ⅰ;
④按照图乙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、 的值，作出图丙中图线Ⅱ。
【解析】 为了保护电路,开关闭合前应将金属夹置于电阻丝接入电路电阻最大处,
即 端。
（2） 由图线得出纵轴截距为，则待测电池的电动势 _ _。
【解析】 设电阻丝的总电阻为,总长度为 ,对题图甲,根据闭合电路欧姆定律有
,可得,对题图乙有,可得 ,
结合题图丙可知,,,又,解得, 。
（3） 由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为、，若，则待测电池的内阻 ____
（用和 表示）。
考点7 探究影响感应电流方向的因素
8.（2024江西丰城月考）如图所示为做“探究影响感应电
流方向的因素”实验时所用的电路。
（1） 闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一
下，指针停止摆动后，开关保持闭合状态，将滑动变阻
器的滑片迅速向右滑动，灵敏电流计的指针将________；
向右偏
向左偏
将线圈从线圈 中迅速拔出时，灵敏电流计的指针将________。（均选填“向左偏”“向
右偏”或“不偏”）
【解析】 依题意“闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下”,说明穿过线圈
的磁通量增加时灵敏电流计的指针向右偏。将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动,线圈 中
的电流增大,产生的磁场增强,穿过线圈 的磁通量增加,故灵敏电流计的指针向右偏；将
线圈从线圈中迅速拔出时,穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律,线圈 中感应电流
方向与前两次的感应电流方向相反,故灵敏电流计的指针向左偏转。
（2） 某同学在完成实验后未断开开关，也未把、 两个线圈和铁芯分开放置，在拆
除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除___（选填“”或“ ”）线圈所在电路时
发生的，分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应__________（选填“断开开关”或
“把、 线圈分开放置”）。
断开开关
【解析】 在拆除线圈时,中的电流快速减小,由于自感作用,线圈 会产生很大的自感
电动势,导致该同学被电击；要避免电击发生,拆除电路前应断开开关。
考点8 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
9.（2024辽宁大连二十四中模拟）在“探究变压器
线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，两个学习
小组采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，
原、副线圈的电压由电压传感器获得。
（1） 观察变压器的铁芯，发现它的结构和材料是___。
A.整块不锈钢铁芯
B.整块硅钢铁芯
C.绝缘的不锈钢片叠加而成
D.绝缘的硅钢片叠加而成
D
【解析】 为减少涡流的产生而损耗能量,变压器的铁芯采用绝缘的硅钢片叠成。故选D。
（2） 第一组同学将变压器正确组装好，如图乙所示。连接到图乙中的电源，闭合电源
开关，发现原线圈两端电压传感器有示数，但无论如何调节电源的电压旋钮，副线圈两
端电压传感器均无示数，经检查导线和各连接处均无断路，则最可能的原因是________
_________________。
连接了电源间的直流电
【解析】 由于原线圈有电压,副线圈无电压,且电路连接完好,最可能的是第一组同学在
连接电源的时候连接的是 间的直流电。当电路连接完好,原线圈接直流电压时,副线圈
的磁通量不变,无感应电动势。
（3） 第二组同学正确组装变压器后，记录数据如表:
原线圈 匝 100 100 400 400
副线圈 匝 200 800 200 800
原线圈电压 1.96 1.50 4.06 2.80
副线圈电压 3.90 11.80 2.00 5.48
通过分析实验数据可得出的实验结论是__________________________________。
原、副线圈两端电压与匝数成正比
【解析】 由题表数据可知,在实验误差允许的范围内,即原、副线圈两端电压 与
匝数 成正比。
（4） 第二组同学继续探究实验，把的学生电源 接到原线圈“0”“100”接线柱，副
线圈接到“200”“800”接线柱，则接在副线圈两端的传感器示数最有可能是___。
C
A. B. C. D.
【解析】 若为理想变压器,则,解得 ,考虑到不是理想变压器,有漏
磁现象,则副线圈的电压应略小于,所以最有可能的是 。故选C。
考点9 利用传感器制作简单的自动控制装置
10.（2024江苏盐城模拟）寒冷的冬季，某农场会用自动控温系统对蔬菜大棚进行控温，
要求当蔬菜大棚内的温度低于 时，加热系统立即启动。实验小组对上述工作系统
进行了如下探究:
（1） 先用伏安法测量某热敏电阻 的阻值（约为几十千欧），实验室提供以下器材:
A.电流表（量程，内阻约为 ）
B.电流表（量程，内阻约为 ）
C.电压表（量程，内阻约为 ）
D.电压表（量程，内阻约为 ）
E.滑动变阻器（阻值范围，允许的最大电流为 ）
F.滑动变阻器（阻值范围，允许的最大电流为 ）
G.待测热敏电阻
H.蓄电池（电动势 ，内阻不计）
I.开关和导线若干
.恒温室
① 为了使测量结果更准确，采用下列实验电路进行实验，较合理的是___。
B
A. B. C. D.
【解析】 由题意可知,热敏电阻阻值约为几十千欧,远远大于电流表的内阻,因此电流表
内接,滑动变阻器阻值与热敏电阻的阻值相比均比较小,从操作角度考虑,使用分压式接法,
故选B。
② 实验时滑动变阻器应选用___，电压表应选用___，电流表应选用___。（均填器材前
面的字母序号）
D
B
【解析】 若使用,则干路的电流约为 ,没有超过滑动变阻器的
额定电流,所以,为了便于调节,应选用阻值范围较小的。电源电动势为 ,电压表量程
选择合理,故选D。当热敏电阻与电流表两端电压为 时,通过热敏电阻的电流
小于 ,因此电流表选择B。
（2） 经过测量不同温度下热敏电阻 的阻值，得到其
阻值与温度的关系如图甲所示。实验小组用该热敏电阻
设计了如图乙、丙所示的两种温度控制电路， 为热敏
电阻，为电阻箱，控制系统可视为阻值为 的定
值电阻，电源的电动势 （内阻不计）。当通过
控制系统的电流大于 时，加热系统将开启；当通
过控制系统的电流小于 时，加热系统将关闭。若
要使得温度低于 时，加热系统立即启动，应该选用
图丙
800
低于
______（选填“图乙”或“图丙”）电路，应将调为_____； 若将 调大，则加热系统的
开启温度将______（选填“高于”或“低于”） 。
【解析】 由题图甲可知，温度越低,热敏电阻的阻值越大,题图丙中控制系统与热敏电阻
并联,则通过控制系统的电流越大,故应选图丙。由题图甲可知,当温度为 时,热敏电
阻的阻值为,控制系统可视为阻值为 的定值电阻,根据闭合电路
欧姆定律可得,其中 ,代入数据,解得
,若将调大,要想维持控制系统两端的电压不变,则 应变大,温度降
低,故加热系统的开启温度将低于 。
跳跳学长传妙招
电流表内、外接法的选择技巧
已知条件 误差分析 内、外接法的选择技巧
已知、 、 的大约值 外接法的相对误差为 ,内接 法的相对误差为 。 口诀:“大内大”“小外小”。
1.若,即大于 ,内接误差
小,应选内接法,结果偏大。
2.若,即小于 ,外接误差
小,应选外接法,结果偏小。
已知电表 、 的具体值 / 已知选内接法, 。
2.已知选外接法, 。