真题必读：专题六实验技能与创新 命题区间18　电学实验--《高考快车道》2026版高考物理母题必读及衍生

　电学实验
命题区间 高考题型 近年考频
电学实验 以测电阻为核心的实验 2024年新课标卷T23　2024年山东卷T14 2024年湖南卷T11 2024年江苏卷T12 2023年辽宁卷T12 2022年山东卷T14
以测电源电动势和内阻为核心的实验 2024年辽宁卷T11　　2023年湖北卷T12 2021年全国乙卷T23
电学创新实验 2024年河北卷T12　　2024年全国甲卷T23 2023年山东卷T14 2023年新课标卷T22 2021年山东卷T14
命题分析 素养落实
纵观近几年高考试题，对本部分知识点的考查主要集中在电阻的测量、电表的改装、多用电表的原理与使用、测量电源的电动势和内阻以及元件的伏安特性等方面。考题以课本原型实验为基础，在实验原理、实验方法等方面进行创新，难度中等偏上。 1．电压表、电流表、多用电表的使用与读数 2．“电阻测量类”的实验原理和实验方法的理解与掌握 3．测电源电动势和内阻实验的方案及数据处理的理解与掌握
测电阻为核心的实验
常见测电阻的三种方法
1．伏安法测电阻
用电压表和电流表测出待测电阻Rx的电压U和电流I。
(1)多测几组U、I值，利用Rx＝求出Rx的平均值。
(2)描绘出U I图像，利用图线的斜率求出Rx。
2．等效替代法测电阻
实验电路如图所示。
电阻R2保持不变，把待测电阻R和电阻箱R1分别接入电路，如果两次电路中的电流相同，则可以认为待测电阻的阻值R等于此时电阻箱的电阻R1，即R＝R1。
3．半偏法测电阻
(1)若用半偏法测电流表内阻，如图甲所示，电阻箱应和电流表并联，然后与滑动变阻器串联，且R测　　
甲　　　　　　　　　　乙
(2)若用半偏法测电压表内阻，如图乙所示，电阻箱应和电压表串联，然后与滑动变阻器并联，且R测>R真。
　(2024·新课标卷T23)学生实验小组要测量量程为3 V的电压表的内阻RV。可选用的器材有：多用电表，电源E(电动势5 V)，电压表(量程5 V，内阻约 3 kΩ), 定值电阻R0(阻值为800 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值 5 kΩ), 开关S，导线若干。
完成下列填空：
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应________(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)；
A．将红、黑表笔短接
B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
C．将多用电表选择开关置于电阻挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的________(选填“正极、负极”或“负极、正极”)相连，电阻表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到电阻挡________(选填“×1”“×100”或“×1 k”)位置。重新调节后，测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为________ kΩ(结果保留1位小数)；
(2)为了提高测量精度，他们设计了如图(b)所示的电路，其中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于________(选填“a”或“b”)端；
(3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表、待测电压表的示数分别为U1、U，则待测电压表内阻RV＝________(用U1、U和R0表示)；
(4)测量得到U1＝4.20 V，U＝2.78 V，则待测电压表内阻RV＝________ kΩ(结果保留3位有效数字)。
命题立意：本题是一道利用电阻表和伏安法测电阻的实验题
第一步：利用多用电表测电阻步骤及读数误差分析，注意电压表正负极
第二步：由滑动变阻器分压接法分析
第三步：由欧姆定律分析
规范解答：(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻，首先应选择电阻挡即C选项，将多用电表选择开关置于电阻挡“×10”位置；接着将红、黑表笔短接即A选项；然后进行欧姆调零即B选项，调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆。故操作顺序为CAB。
由多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表内，故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的负极、正极相连。
读数时电阻表的指针位置如题图(a)中虚线Ⅰ所示，偏转角度较小即倍率选择过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到电阻挡倍率较大处，而根据题图(a)可知选择“×1 k”倍率又过大，故应选择电阻挡“×100”的位置。
测量得到指针位置如题图(a)中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为
R＝16×100 Ω＝1.6 kΩ。
(2)题图(b)所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式接法，为了方便调节，应选最大阻值较小的滑动变阻器即R1。
为保护电路，且使测量电路满足部分电压从零开始调节的条件，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端。
(3)通过待测电压表的电流与定值电阻电流相同，为I＝
根据欧姆定律得待测电压表的阻值为
RV＝＝。
(4)测量得到U1＝4.20 V，U＝2.78 V，代入待测电压表的阻值表达式RV＝，则待测电压表内阻
RV＝ Ω≈1566 Ω≈1.57 kΩ。
[答案]　(1)CAB　负极、正极　×100　1.6　(2)R1　a　(3)　(4)1.57
难点：电阻表的使用及理解是解决本实验的关键
易错：不能正确理解电阻表原理而造成错误
以测电源电动势和内阻为核心的实验(测量电源电动势和内阻的三个常用方案)
方案 伏安法 伏阻法 安阻法
原理 E＝ E＝ E＝
电路图
关系式 U＝ ＝+ ＝+
图像 纵轴截距：E 斜率大小：r 纵轴截距： 斜率： 纵轴截距： 斜率：
误差分析 E测r真 E测r真
　(2024·辽宁卷T11)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R0)、金属夹、刻度尺、开关S、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(a)连接电路，金属夹置于电阻丝的________(选填“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＝________。
(3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2，若＝n，则待测电池的内阻r＝________(用n和R0表示)。
命题立意：本题是一道利用图像法测电池电动势及内阻的实验，综合考查了实验原理的理解及数据处理方法
第一步：从电路安全原则考虑
第二步：由闭合电路欧姆定律及电阻定律得出与的函数表达式，由图线的纵轴截距求电池的电动势
第三步：由图像斜率的意义求待测电池的内阻
规范解答：(1)为了保护电路，闭合开关前，金属夹置于电阻丝的最大阻值处，由题图(a)可知，应该置于A端。
(2)对于电路图(a)，根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir
设电阻丝的电阻率为ρ，横截面积为S，结合欧姆定律和电阻定律I＝，R＝ρ
联立可得U＝E－r
整理可得＝＋·
对于电路图(b)，根据闭合电路欧姆定律有U＝E－I(r＋R0)
结合欧姆定律和电阻定律I＝，R＝ρ
联立后整理得＝＋·
可知题图(c)中图线的纵轴截距b＝
解得E＝。
(3)由上述分析结合题意可知
k1＝，k2＝
又＝n
联立解得r＝。
[答案]　(1)A　(2)　(3)
难点：由闭合电路欧姆定律及电阻定律得出与图像相符的函数表达式
易错：不能正确理解图像纵轴截距及斜率的含义而造成错误
电学创新实验
器材选取三原则
1．安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目的。另外还要注意测量仪器的量程，尤其电器元件的电流不能超过其允许通过的最大电流等。
2．精确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度合适即可，并不是精度越高越好。
3．方便性原则：实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作是否调节方便的影响。
　(2021·山东卷T14)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RT(实验温度范围内，阻值几百欧到几千欧)；
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R1(最大阻值20 Ω)；
滑动变阻器R2(最大阻值2 000 Ω)；
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：
甲
①按图示连接电路；
②闭合S1、S2，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2，调节电阻箱，使微安表指针半偏；
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________(选填“R1”或“R2”)。
(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。
(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________(选填“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________(选填“增大”或“减小”)。
乙
命题立意：半偏法测热敏电阻的阻值
第一步：根据实验原理分析滑动变阻器的选取
第二步：由半偏法测电阻的原理分析误差
第三步：分析ln RT 可知当温度升高时，减小，ln RT减小
规范解答：(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值，应尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选R1。
(2)实物图如图所示。
(3)微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即RT＋RμA＝R＝6 000.00 Ω
可得RT＝3 500 Ω
当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律可知，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。
(4)由于是ln RT 图像，当温度升高时，减小，从题图乙中可以看出ln RT减小，从而RT减小，因此热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐减小。
[答案]　(1)R1　(2)见解析图　(3)3 500 大于　(4)减小
难点：半偏法测电阻的原理的理解
易错：不理解实验原理和滑动变阻器分压接法导致错误
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