分层突破练17　电学实验--2026高考物理的二轮专题巩固练（含解析）

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2026高考物理的二轮专题
专题分层突破练17　电学实验
1.(2025辽宁大连一模)某物理实验小组为探究滑动变阻器最大阻值对“限流电路”和“分压电路”的电压调节范围的影响,设计如下实验。
甲
(1)在探究“限流电路”时,某同学用电阻箱代替滑动变阻器,设计了如图甲所示的电路图。已知Rx=10 Ω,调节R1,记录对应的电压数值,最后绘制成U-R图像如图乙所示。分析图乙可知,采用“限流电路”测量约为10 Ω的电阻时,滑动变阻器最大阻值应选择　　　。
A.1 Ω　　　　B.30 Ω　　　　C.100 Ω
乙
(2)已知Rx'=100 Ω,在探究“分压电路”时,在图丙的基础上,小组设计了如图丁所示的电路图(用R1和R2共同模拟最大阻值分别为1 Ω、10 Ω、100 Ω、1 000 Ω的滑动变阻器)。调节R1和R2,记录数据,绘制如图戊所示图像。
丙
丁
戊
分析图戊可知,考虑电压调节范围尽量大些,应排除　　　　　　　;考虑电压随滑动变阻器阻值均匀变化,应排除　　　　。(均选填“①”“②”“③”或“④”)
(3)另一同学认为用“分压电路”测量电阻时,滑动变阻器的最大阻值越小越好。请判断该观点是否正确,并简要说明理由 　。
2.(2024广西卷)某同学为探究电容器充、放电过程,设计了图甲实验电路。器材如下:电容器,电源E(电动势6 V,内阻不计),电阻R1=400.0 Ω,电阻R2=200.0 Ω,电流传感器,开关S1、S2,导线若干。实验步骤如下:
(1)断开S1、S2,将电流传感器一端与a节点相连,其数据采样频率为5 000 Hz,则采样周期为　　　 s。
(2)闭合S1,电容器开始充电,直至充电结束,得到充电过程的I-t曲线如图乙,由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为　　　 mA(结果保留3位有效数字)。
甲
乙
(3)保持S1闭合,再闭合S2,电容器开始放电,直至放电结束,则放电结束后电容器两极板间电压为　　　 V。
(4)实验得到放电过程的I-t曲线如图丙,I-t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.018 8 C,则电容器的电容C为　　　　 μF。图丙中I-t曲线与横坐标、直线t=1 s所围面积对应电容器释放的电荷量为0.003 8 C,则t=1 s时电容器两极板间电压为　　　　 V(结果保留2位有效数字)。
丙
3.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0~200 μA,内阻为800 Ω);电流表A2(量程0~300 mA,内阻为0.3 Ω);定值电阻R1(阻值为4.0 Ω);定值电阻R2(阻值为9 200 Ω);滑动变阻器R(最大阻值为50 Ω);待测蓄电池一节(电动势约为2 V);开关S一个,导线若干。
(1)该实验小组利用所学知识正确连接实物电路如图甲所示,图中虚线框内的电流表应选　　　　(选填“A1”或“A2”),虚线框内的定值电阻应选　　　　(选填“R1”或“R2”)。
甲
(2)电流表A1示数用I1表示,电流表A2示数用I2表示,该实验小组通过改变滑动变阻器滑片的位置,得到了多组I1、I2数据,并作出I1-I2图像,如图乙所示。根据I1-I2图像可知,该蓄电池的电动势为　　　　 V,内阻为　　　　 Ω。(结果均保留2位有效数字)
乙
(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。
4.(2025黑龙江绥化期中)某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计,其内部电路装置如图甲所示,使用的器材有直流电源(E=6.0 V,内阻不计)、毫安表(量程0~10 mA,内阻不计)、电阻箱R、热敏电阻Rt一个、开关S1和S2、导线若干。该热敏电阻阻值Rt随温度t变化的曲线如图乙所示。
(1)根据图甲电路图用笔画线代替导线,把图丙中实物电路图补充完整。
(2)先断开开关S1,将电阻箱的阻值调到　　　(选填“最大值”或“最小值”),然后将开关S2接至a端,闭合开关S1,逐渐调节电阻箱的阻值,根据图乙把毫安表改装为温度计。
(3)将开关S2接至b端,闭合开关S1,该温度计便可正常使用。若毫安表指针偏转至图丁所示,则通过毫安表的电流为7.5 mA,温度为　　　 ℃。(结果均保留2位有效数字)
(4)当温度计使用一段时间后,其电源有一定程度的老化,内阻增大,此时该温度计测量值与真实值相比　　　　　　(选填“偏大”“偏小”或“没有变化”)。
5.某实验小组欲将内阻Rg=40 Ω、量程为0~100 μA的电流表改装成电阻表,供选择的器材有,定值电阻R0(阻值为14 kΩ);滑动变阻器R1(最大阻值为1 500 Ω);滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω);电阻箱(0~9 999.9 Ω);干电池(E=1.5 V,r=2 Ω);红、黑表笔各一只,开关,导线若干。
(1)为了保证改装后电阻表能正常使用,滑动变阻器选　　　　(选填“R1”或“R2”)。请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接组成电阻表。
甲
乙
(2)电阻表改装好后,将红、黑表笔短接进行调零,此时滑动变阻器接入电路的电阻应为　　　　 Ω;电流表表盘的50 μA刻度对应改装后的电阻表的刻度为　　　　 kΩ。
(3)利用改装后的电阻表进行电阻测量,小组同学发现当被测电阻的阻值为几百欧姆时,电流表指针偏转角太大,不能进行读数,他们利用电阻箱和开关,对电路进行了改进,使中值电阻为1 500 Ω,他们改进后的电路如图乙所示,图乙中电阻箱的阻值应调为　　　　 Ω。若用该表测量一阻值为1 000 Ω的电阻时,则电流表指针对应的电流是　　　　 μA。
专题分层突破练17　电学实验
1.(2025辽宁大连一模)某物理实验小组为探究滑动变阻器最大阻值对“限流电路”和“分压电路”的电压调节范围的影响,设计如下实验。
甲
(1)在探究“限流电路”时,某同学用电阻箱代替滑动变阻器,设计了如图甲所示的电路图。已知Rx=10 Ω,调节R1,记录对应的电压数值,最后绘制成U-R图像如图乙所示。分析图乙可知,采用“限流电路”测量约为10 Ω的电阻时,滑动变阻器最大阻值应选择　　　。
A.1 Ω　　　　B.30 Ω　　　　C.100 Ω
乙
(2)已知Rx'=100 Ω,在探究“分压电路”时,在图丙的基础上,小组设计了如图丁所示的电路图(用R1和R2共同模拟最大阻值分别为1 Ω、10 Ω、100 Ω、1 000 Ω的滑动变阻器)。调节R1和R2,记录数据,绘制如图戊所示图像。
丙
丁
戊
分析图戊可知,考虑电压调节范围尽量大些,应排除　　　　　　　;考虑电压随滑动变阻器阻值均匀变化,应排除　　　　。(均选填“①”“②”“③”或“④”)
(3)另一同学认为用“分压电路”测量电阻时,滑动变阻器的最大阻值越小越好。请判断该观点是否正确,并简要说明理由 　。
答案 (1)B　(2)①　④　(3)不正确,理由见解析
解析 (1)采用“限流电路”测量约为10 Ω的电阻时,滑动变阻器作为限流元件,若阻值过小,调节滑动变阻器的滑动片时,电流变化不明显;若阻值过大,不方便调节滑动变阻器的滑动片,当滑动变阻器的滑动片有微小变化,电路的电流就会有显著变化;滑动变阻器的阻值与待测电阻相当,既能起到限流作用,又方便调节,故A、C错误,B正确。
(2)分析图戊可知,图线①的电压调节范围约为0~2 V,为了使电压U调节范围尽量大些,则最应排除的是图线①;图线④出现了明显的弯曲,为使电压U随滑动变阻器滑动片移动趋于均匀变化,则最应排除图线④。
(3)他的观点不正确;根据上述(2)分析可知,当Rm=1 Ω时,电压调节范围最小,用“分压电路”测量电阻时,滑动变阻器的最大阻值Rm并不是越小越好,因此当滑动变阻器最大阻值过小时,电压调节范围会过小。
2.(2024广西卷)某同学为探究电容器充、放电过程,设计了图甲实验电路。器材如下:电容器,电源E(电动势6 V,内阻不计),电阻R1=400.0 Ω,电阻R2=200.0 Ω,电流传感器,开关S1、S2,导线若干。实验步骤如下:
(1)断开S1、S2,将电流传感器一端与a节点相连,其数据采样频率为5 000 Hz,则采样周期为　　　 s。
(2)闭合S1,电容器开始充电,直至充电结束,得到充电过程的I-t曲线如图乙,由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为　　　 mA(结果保留3位有效数字)。
甲
乙
(3)保持S1闭合,再闭合S2,电容器开始放电,直至放电结束,则放电结束后电容器两极板间电压为　　　 V。
(4)实验得到放电过程的I-t曲线如图丙,I-t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.018 8 C,则电容器的电容C为　　　　 μF。图丙中I-t曲线与横坐标、直线t=1 s所围面积对应电容器释放的电荷量为0.003 8 C,则t=1 s时电容器两极板间电压为　　　　 V(结果保留2位有效数字)。
丙
答案 (1)2×10-4
(2)15.0
(3)2
(4)4.7×103　5.2
解析 考查电容器充、放电过程和电容的基本性质。
(1)采样频率为5 000 Hz,周期T==0.000 2 s=2×10-4 s。
(2)由图乙可知, 开关S1闭合瞬间流经R1的电流约为15.0 mA。
(3)稳定之后,电容器两极板间的电压为电阻R2两端的电压,根据闭合电路欧姆定律得电容器两极板间电压为UC=×R2=2 V。
(4)电容器的放电过程,电压由6 V减小至2 V,ΔU=4 V,C=×106 μF=4.7×103 μF。设t=1 s时电容器两端电压为UC',则(E-UC')C=ΔQ',(6 V-UC')×4.7×103×10-6 F=0.003 8 C
解得UC'≈5.2 V。
3.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0~200 μA,内阻为800 Ω);电流表A2(量程0~300 mA,内阻为0.3 Ω);定值电阻R1(阻值为4.0 Ω);定值电阻R2(阻值为9 200 Ω);滑动变阻器R(最大阻值为50 Ω);待测蓄电池一节(电动势约为2 V);开关S一个,导线若干。
(1)该实验小组利用所学知识正确连接实物电路如图甲所示,图中虚线框内的电流表应选　　　　(选填“A1”或“A2”),虚线框内的定值电阻应选　　　　(选填“R1”或“R2”)。
甲
(2)电流表A1示数用I1表示,电流表A2示数用I2表示,该实验小组通过改变滑动变阻器滑片的位置,得到了多组I1、I2数据,并作出I1-I2图像,如图乙所示。根据I1-I2图像可知,该蓄电池的电动势为　　　　 V,内阻为　　　　 Ω。(结果均保留2位有效数字)
乙
(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 (1)A2　R2
(2)1.9　1.0
(3)等于
解析 (1)图中虚线框内电流表通过的电流比较大,应选择量程大的电流表A2,A1用来改装成电压表;蓄电池的电动势为2 V,改装后电压表量程为0~2 V,所以串联电阻大小为R=-RA1=9 200 Ω,故选R2。
(2)如图所示延长I1-I2图像与两坐标轴相交。根据闭合电路欧姆定律可得E=I1(R2+RA1)+(I1+I2)(r+R1),整理得I1=-I2,由图像可得=190×10-6 A,,解得E=1.9 V,r=1.0 Ω。
(3)因为考虑到电表内阻,对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。
4.(2025黑龙江绥化期中)某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计,其内部电路装置如图甲所示,使用的器材有直流电源(E=6.0 V,内阻不计)、毫安表(量程0~10 mA,内阻不计)、电阻箱R、热敏电阻Rt一个、开关S1和S2、导线若干。该热敏电阻阻值Rt随温度t变化的曲线如图乙所示。
(1)根据图甲电路图用笔画线代替导线,把图丙中实物电路图补充完整。
(2)先断开开关S1,将电阻箱的阻值调到　　　(选填“最大值”或“最小值”),然后将开关S2接至a端,闭合开关S1,逐渐调节电阻箱的阻值,根据图乙把毫安表改装为温度计。
(3)将开关S2接至b端,闭合开关S1,该温度计便可正常使用。若毫安表指针偏转至图丁所示,则通过毫安表的电流为7.5 mA,温度为　　　 ℃。(结果均保留2位有效数字)
(4)当温度计使用一段时间后,其电源有一定程度的老化,内阻增大,此时该温度计测量值与真实值相比　　　　　　(选填“偏大”“偏小”或“没有变化”)。
答案 (1)见解析图　(2)最大值　(3)50　(4)偏小
解析 (1)完整实物连线如图所示
(2)为了保证电路安全,先断开开关S1,将电阻箱的阻值调到最大值,然后将开关S2接至a端,闭合开关S1,逐渐调节电阻箱的阻值,根据图乙把毫安表改装为温度计。
(3)根据闭合电路欧姆定律可得I=,可得此时热敏电阻阻值为Rt= Ω=800 Ω=0.8 kΩ,结合图乙可知,此时温度为50 ℃。
(4)当温度计使用一段时间后,其电源有一定程度的老化,内阻增大,则有I=,可得Rt真=-r<=Rt测,可知热敏电阻阻值测量值偏大,结合题图乙可知,此时该温度计测量值比真实值偏小。
5.某实验小组欲将内阻Rg=40 Ω、量程为0~100 μA的电流表改装成电阻表,供选择的器材有,定值电阻R0(阻值为14 kΩ);滑动变阻器R1(最大阻值为1 500 Ω);滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω);电阻箱(0~9 999.9 Ω);干电池(E=1.5 V,r=2 Ω);红、黑表笔各一只,开关,导线若干。
(1)为了保证改装后电阻表能正常使用,滑动变阻器选　　　　(选填“R1”或“R2”)。请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接组成电阻表。
甲
乙
(2)电阻表改装好后,将红、黑表笔短接进行调零,此时滑动变阻器接入电路的电阻应为　　　　 Ω;电流表表盘的50 μA刻度对应改装后的电阻表的刻度为　　　　 kΩ。
(3)利用改装后的电阻表进行电阻测量,小组同学发现当被测电阻的阻值为几百欧姆时,电流表指针偏转角太大,不能进行读数,他们利用电阻箱和开关,对电路进行了改进,使中值电阻为1 500 Ω,他们改进后的电路如图乙所示,图乙中电阻箱的阻值应调为　　　　 Ω。若用该表测量一阻值为1 000 Ω的电阻时,则电流表指针对应的电流是　　　　 μA。
答案 (1)R1　实物连接见解析
(2)958　15
(3)1 560　60
解析 (1)为了保证改装后电阻表能正常使用,欧姆调零时,有Ig=,解得欧姆调零时电阻表内阻为R欧= Ω=15 000 Ω,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R滑=R电-R0-Rg-r=(15 000-14 000-40-2) Ω=958 Ω,则滑动变阻器应选R1;电阻表黑表笔应接电源的正极,实物连接如图所示。
(2)由(1)分析可知欧姆调零时滑动变阻器接入电路的阻值为958 Ω;设电流表表盘的50 μA刻度对应改装后的电阻表的刻度为Rx,
由闭合电路欧姆定律有I=,
解得Rx=-R电= Ω-15 000 Ω=15 000 Ω=15 kΩ。
(3)设电阻表改装后干路的最大电流为Im,则欧姆调零时有Im=,对电路进行了改进,使中值电阻为1 500 Ω,则有Im=,联立解得R电'=1 500 Ω,Im=1 mA=1 000 μA,图乙中电阻箱的阻值应调为R箱==1 560 Ω;若用该表测量一阻值为1 000 Ω的电阻时,此时干路电流为I总==0.6 mA=600 μA,则电流表指针对应的电流是I1=I总=×600 μA=60 μA。
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