板块(二) 电学实验 第二讲 对标高考创新命题?融会贯通发展思维(课件 学案)2026届高考物理(通用版)二轮复习

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名称 板块(二) 电学实验 第二讲 对标高考创新命题?融会贯通发展思维(课件 学案)2026届高考物理(通用版)二轮复习
格式 zip
文件大小 2.8MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2026-01-31 00:00:00

文档简介

第二讲 对标高考创新命题·融会贯通发展思维
热考主题(一) 以测电阻为核心的实验
测量电阻的五种常用方案
如果已知A1的内阻R1,则可测得A2的内阻R2=
如果已知A1的内阻R1,A1串联一个定值电阻R0后,则同样可测得A2的内阻R2=
若已知V1的内阻R1,则可测得V2的内阻R2=R1
V1并联一个定值电阻R0后,若已知V1的内阻R1,则同样可测得V2的内阻R2=
①单刀双掷开关分别与1、2相接,调节电阻箱R1,保证电流表两次读数相等; ②R1的读数即等于待测电阻的阻值
①闭合S1,断开S2,调节R的阻值为零,调节R'使电压表的示数取适当的值; ②再闭合S2,只调节R,使电压表的示数不变; ③Rx=R
①闭合S1,断开S2,调节R1使电流表满偏; ②再闭合S2,只调节R2,使电流表半偏(R1 R2); ③R测=R2,R测①使R2=0,闭合S,调节R1使电压表满偏; ②只调节R2使电压表半偏(RV R1); ③R测=R2,R测>R真
①调节电阻箱R3,当A、B两点的电势相等时,R1和R3两端的电压相等,设为U1,同时R2和Rx两端的电压也相等,设为U2; ②根据欧姆定律有=,=,由以上两式解得R1·Rx=R2·R3,这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值
|思维发展训练|
1.(2024·湖南高考)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E是电源,V为电压表,A为电流表。
(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,电流表示数为100 mA,电压表量程为3 V,表盘如图(c)所示,示数为    V,此时金属丝阻值的测量值R为     Ω(保留3位有效数字);
(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值;
(3)根据测量数据绘制R p关系图线,如图(d)所示;
(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,保持电流为100 mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的    (填“左”或“右”)侧;
(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值   (填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
[关键点分析]
  本实验考查了应用伏安法测量电阻,掌握电表的读数规则,知道伏安法测电阻存在系统误差,电流表的接法不同,误差情况不同。
2.(2025·江苏南京二模)现要尽量准确地测量量程为0~0.6 A、内阻约为2 Ω的电流表A1的内阻RA,实验室提供的其他器材如下:
电流表A2(量程0~3 A,内阻r=10 Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω,最大电流3.5 A);
电阻箱R2(阻值0~999 Ω);
电源E(电动势30 V,内阻约0.5 Ω);
开关、导线若干。
选用上述的一些器材,两个同学分别设计了图甲、图乙所示的电路图。
(1)在图甲的电路中,下列电阻箱R2的取值最合理的是    。
A.5 Ω    B.50 Ω    C.500 Ω
(2)在图甲的电路中,测得电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,电阻箱的示数为R2,则电流表A1的内阻RA的测量值为       。(用所给物理量表示)
(3)按图乙的电路进行如下操作:
①先将滑动变阻器R1的滑动触头移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到   (选填“最大”或“最小”)。
②闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针有较大幅度偏转,记录电流表A2的示数I。
③断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节R2,使电流表A2的示数为    ,读出此时电阻箱的阻值R0,则电流表A1的内阻RA=    。
[关键点分析]
(1)已知内阻大小的电流表可作为电压表使用。
(2)闭合S之前,应检查电路,保证滑动变阻器的输出电压为最小。
(3)利用图乙的等效替代法测量电流表A1的内阻,理论上没有误差产生。
3.(2024·南昌三模)某同学利用灵敏电流计设计了一个电路来测量某定值电阻Rx的阻值(约为20 Ω)。所用实验器材如下:
A.电压表V1(3 V,内阻约为12 kΩ)
B.电压表V2(9 V,内阻约为30 kΩ)
C.电流表A1(150 mA,内阻约为10 Ω)
D.电流表A2(0.6 A,内阻约为1 Ω)
E.电流计G(100 μA,内阻约为120 kΩ)
F.电阻箱R(0~9 999.9 Ω)
G.电源E(3 V,内阻很小)
(1)为了较准确地测量电阻Rx,电压表应选     (选填“A”或“B”),电流表应选    (选填“C”或“D”)。
(2)为方便实验调节,闭合开关S前电阻箱应调整至    kΩ。
(3)闭合开关S后,调节电阻箱的阻值,当电流计读数为零时,分别读取并记录电阻箱阻值R、电压表读数U和电流表读数I,则待测电阻Rx的测量值为    (用题目给出的物理量表示)。
(4)考虑电表内阻影响,待测电阻Rx的测量值   (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
[关键点分析]
  本题利用电桥法与伏安法相结合测量定值电阻的阻值,当电流计读数为零时,电流表和电压表的读数均为待测电阻的电流和电压的真实值,可知待测电阻Rx的测量值等于真实值。
热考主题(二) 以测电源为核心的实验
测量电源电动势和内阻的三种常用方案
方案 伏安法 伏阻法 安阻法
原理 E=U+Ir E=U+r E=IR+Ir
电路图
关系式 U=E-Ir =+ =+
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
|思维发展训练|
1.(2025·海南高考)图甲是“测量电源的电动势和内阻”的实验电路。
有如下器材:
电源E(电动势约为3 V,内阻未知)
电压表V(0~3 V,RV约为3 kΩ)
电流表A(0~0.6 A,RA约为1 Ω)
定值电阻R0=3 Ω
滑动变阻器R1(0~50 Ω)
滑动变阻器R2(0~500 Ω)
开关S
导线若干。
(1)为了提高测量精度,电路图中滑动变阻器应选    。
(2)闭合开关S,多次调节滑动变阻器,记录U、I,如下表。
U/V 1.00 1.30 1.70 2.00 2.50
I/A 0.38 0.32 0.24 0.18 0.08
根据表中数据作出U I图像。
(3)由U I图像可求出电动势E=     V,内阻r=     Ω(均保留三位有效数字)。
(4)考虑电压表分流引起的误差,则E测   E真(选填“大于” “等于”或“小于”);r测与真实值r真之间的关系式为          (用RV、R0、r测、r真表示)。
[关键点分析]
(1)为了保护电源,应将定值电阻R0串联在电源上。
(2)为了使电压表、电流表示数有较大范围的变化,滑动变阻器阻值应较大些,但也不是越大越好,由表中数据可知,接入电路的滑动变阻器最大值为 Ω=31.25 Ω,故选R1足矣。
(3)分析测量误差时,可采用等效电源法,如本题的第(4)问。
2.(2024·黑吉辽高考)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    (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)。
[关键点分析]
(1)从保护电路的角度分析闭合开关前金属夹应置于哪一端。
(2)对于题中图(a)、(b)的电路图,分别根据闭合电路欧姆定律和电阻定律推导出图(c)所示图像的表达式,根据图像的纵轴截距与斜率,结合已知条件求解待测电池的电动势与内阻。
第二讲 对标高考创新命题·融会贯通发展思维
热考主题(一)
1.解析:(1)电压表量程为0~3 V,分度值为0.1 V,则电压表示数需估读一位,示数为1.25 V,根据欧姆定律可知,金属丝阻值的测量值R==12.5 Ω。
(4)根据题图(d)可知,气压越小电阻越大,再根据U=IR可知电流I不变、电阻R增大,则电压增大,电压表的指针位置应该在题图(c)中指针位置的右侧。
(5)电流表采用外接法会导致电压表分流,即R测=,I测=I真+,即I测>I真,故R测 < R真。
答案:(1)1.25(1.23~1.27均可) 12.5(12.3~12.7均可) (4)右 (5)小于
2.解析:(1)为了减小测量误差,题图甲中两个电流表应同时偏转较大角度,假设两个电流表同时满偏,由欧姆定律有IA2r=IA1(RA+R2),可得R2约为48 Ω,故电阻箱R2的阻值应为50 Ω。故选B。
(2)在题图甲的电路中,测得电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,电阻箱的示数为R2,则电流表A1两端的电压为UA1=I2r-I1R2,故电流表A1电阻的测量值为RA===-R2。
(3)①实验前电阻箱R2的阻值应该调节到最大,以保证电表安全;
③等效替代法最简单的操作是让电流表A2的示数不变,仍为I,则可直接从R2的读数得到电流表A1的内阻,即RA=R0。
答案:(1)B (2)-R2 (3)①最大 ③I R0
3.解析:(1)电源电动势为3 V,电压表应选A;待测电阻阻值约为20 Ω,则电流约为I0= A=0.15 A,电流表应选C。
(2)根据实验原理可知,为使电流计读数为零,应满足=,解得R=6 kΩ。
(3)当电流计读数为零时,电压表读数等于Rx两端电压,电流表读数等于通过Rx的电流,则待测电阻Rx的测量值为Rx=。
(4)由于电流计读数为零,则电流表和电压表示数均为待测电阻电流和两端的电压,所以待测电阻Rx的测量值等于真实值。
答案:(1)A C (2)6 (3) (4)等于
热考主题(二)
1.解析:(1)为了提高测量精度,方便调节电路,滑动变阻器选择最大阻值较小的R1。
(2)作出UI图像如图所示。
(3)根据闭合电路欧姆定律有U=E-I(R0+r),结合图线可得E=2.90 V,R0+r= Ω,解得r≈2.18 Ω。
(4)由于电压表的分流作用,干路电流的真实值I真=I测+,路端电压真实值U真=U测,根据闭合电路欧姆定律有E真=U真+I真(r真+R0)=U测+I测+(r真+R0),即=U测+I测,对比测量值的闭合电路欧姆定律表达式E测=U测+I测(r测+R0),则有E测=,r测+R0=,可知E测<E真,r测=-R0。
答案:(1)R1 (2)见解析图 (3)2.90(2.88~2.92均可)
2.18(2.05~2.21均可) (4)小于 r测=-R0
2.解析:(1)①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A端;
(2)(3)设电阻丝的总电阻为R,总长度为x,对题图(a)根据闭合电路欧姆定律有E=U+r,可得=+·,对题图(b)有E=U+(r+R0),可得=+·,结合题图(c)可知b=,k1=,k2=,又=n,解得E=,r=。
答案:(1)①A (2) (3)
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对标高考创新命题 融会贯通发展思维
第二讲


电学实验验收评价
1
2
3
热考主题(一) 以测电阻为核心的实验
热考主题(二) 以测电源为核心的实验
CONTENTS
热考主题(一) 以测电阻为核心的实验
测量电阻的五种常用方案
安安法 如果已知A1的内阻R1,则可测得A2的内阻R2=
如果已知A1的内阻R1,A1串联一个定值电阻R0后,则同样可测得A2的内阻R2=
伏伏法 若已知V1的内阻R1,则可测得V2的内阻R2=R1
V1并联一个定值电阻R0后,若已知V1的内阻R1,则同样可测得V2的内阻R2=
续表
等效替代法 ①单刀双掷开关分别与1、2相接,调节电阻箱R1,保证电流表两次读数相等;
②R1的读数即等于待测电阻的阻值
①闭合S1,断开S2,调节R的阻值为零,调节R'使电压表的示数取适当的值;
②再闭合S2,只调节R,使电压表的示数不变;
③Rx=R
续表
半偏法 ①闭合S1,断开S2,调节R1使电流表满偏;
②再闭合S2,只调节R2,使电流表半偏(R1 R2);
③R测=R2,R测①使R2=0,闭合S,调节R1使电压表满偏;
②只调节R2使电压表半偏(RV R1);
③R测=R2,R测>R真
续表
电桥法 ①调节电阻箱R3,当A、B两点的电势相等时,R1和R3两端的电压相等,设为U1,同时R2和Rx两端的电压也相等,设为U2;
②根据欧姆定律有==,由以上两式解得R1·Rx=R2·R3,这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值
续表
1.(2024·湖南高考)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E是电源,V为电压表,A为电流表。
|思维发展训练|
(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,电流表示数为100 mA,电压表量程为3 V,表盘如图(c)所示,示数为___________________V,此时金属丝阻值的测量值R为____________________Ω(保留3位有效数字);
解析:电压表量程为0~3 V,分度值为0.1 V,则电压表示数需估读一位,示数为1.25 V,根据欧姆定律可知,金属丝阻值的测量值R==12.5 Ω。
1.25(1.23~1.27均可)
12.5(12.3~12.7均可)
(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值;
(3)根据测量数据绘制R p关系图线,如图(d)所示;
(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,保持电流为100 mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的____ (填“左”或“右”)侧;
解析:根据题图(d)可知,气压越小电阻越大,再根据U=IR可知电流I不变、电阻R增大,则电压增大,电压表的指针位置应该在题图(c)中指针位置的右侧。

(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值_____ (填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
解析:电流表采用外接法会导致电压表分流,即R测=,I测=I真+,即I测>I真,故R测 < R真。
小于
[关键点分析]
本实验考查了应用伏安法测量电阻,掌握电表的读数规则,知道伏安法测电阻存在系统误差,电流表的接法不同,误差情况不同。
2.(2025·江苏南京二模)现要尽量准确地测量量程为0~0.6 A、内阻约为2 Ω的电流表A1的内阻RA,实验室提供的其他器材如下:
电流表A2(量程0~3 A,内阻r=10 Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω,最大电流3.5 A);
电阻箱R2(阻值0~999 Ω);
电源E(电动势30 V,内阻约0.5 Ω);
开关、导线若干。
选用上述的一些器材,两个同学分别设计了图甲、图乙所示的电路图。
(1)在图甲的电路中,下列电阻箱R2的取值最合理的是____。
A.5 Ω     B.50 Ω    C.500 Ω
解析:为了减小测量误差,题图甲中两个电流表应同时偏转较大角度,假设两个电流表同时满偏,由欧姆定律有IA2r=IA1(RA+R2),可得R2约为48 Ω,故电阻箱R2的阻值应为50 Ω。故选B。
B
(2)在图甲的电路中,测得电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,电阻箱的示数为R2,则电流表A1的内阻RA的测量值为_______。(用所给物理量表示)
解析:在题图甲的电路中,测得电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,电阻箱的示数为R2,则电流表A1两端的电压为UA1=I2r-I1R2,故电流表A1电阻的测量值为RA===-R2。
-R2
(3)按图乙的电路进行如下操作:
①先将滑动变阻器R1的滑动触头移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到______ (选填“最大”或“最小”)。
②闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针有较大幅度偏转,记录电流表A2的示数I。
③断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节R2,使电流表A2的示数为___,读出此时电阻箱的阻值R0,则电流表A1的内阻RA=____。
最大
I
R0
解析:①实验前电阻箱R2的阻值应该调节到最大,以保证电表安全;
③等效替代法最简单的操作是让电流表A2的示数不变,仍为I,则可直接从R2的读数得到电流表A1的内阻,即RA=R0。
[关键点分析]
(1)已知内阻大小的电流表可作为电压表使用。
(2)闭合S之前,应检查电路,保证滑动变阻器的输出电压为最小。
(3)利用图乙的等效替代法测量电流表A1的内阻,理论上没有误差产生。
3.(2024·南昌三模)某同学利用灵敏电流计设计了一个电路来测量某定值电阻Rx的阻值(约为20 Ω)。所用实验器材如下:
A.电压表V1(3 V,内阻约为12 kΩ)
B.电压表V2(9 V,内阻约为30 kΩ)
C.电流表A1(150 mA,内阻约为10 Ω)
D.电流表A2(0.6 A,内阻约为1 Ω)
E.电流计G(100 μA,内阻约为120 kΩ)
F.电阻箱R(0~9 999.9 Ω)
G.电源E(3 V,内阻很小)
(1)为了较准确地测量电阻Rx,电压表应选____(选填“A”或“B”),电流表应选___ (选填“C”或“D”)。
解析:电源电动势为3 V,电压表应选A;待测电阻阻值约为20 Ω,则电流约为I0= A=0.15 A,电流表应选C。
A
C
(2)为方便实验调节,闭合开关S前电阻箱应调整至____kΩ。
解析:根据实验原理可知,为使电流计读数为零,应满足=,解得R=6 kΩ。
6
(3)闭合开关S后,调节电阻箱的阻值,当电流计读数为零时,分别读取并记录电阻箱阻值R、电压表读数U和电流表读数I,则待测电阻Rx的测量值为_______ (用题目给出的物理量表示)。
解析:当电流计读数为零时,电压表读数等于Rx两端电压,电流表读数等于通过Rx的电流,则待测电阻Rx的测量值为Rx=。
(4)考虑电表内阻影响,待测电阻Rx的测量值______ (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
解析:由于电流计读数为零,则电流表和电压表示数均为待测电阻电流和两端的电压,所以待测电阻Rx的测量值等于真实值。
等于
[关键点分析]
本题利用电桥法与伏安法相结合测量定值电阻的阻值,当电流计读数为零时,电流表和电压表的读数均为待测电阻的电流和电压的真实值,可知待测电阻Rx的测量值等于真实值。
热考主题(二) 以测电源为核心的实验
测量电源电动势和内阻的三种常用方案
方案 伏安法 伏阻法 安阻法
原理 E=U+Ir E=U+r E=IR+Ir
电路图
方案 伏安法 伏阻法 安阻法
关系式 U=E-Ir =+ =+
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测>r真
1.(2025·海南高考)图甲是“测量电源的电动势和内阻”的实验电路。
|思维发展训练|
有如下器材:
电源E(电动势约为3 V,内阻未知)
电压表V(0~3 V,RV约为3 kΩ)
电流表A(0~0.6 A,RA约为1 Ω)
定值电阻R0=3 Ω
滑动变阻器R1(0~50 Ω)
滑动变阻器R2(0~500 Ω)
开关S
导线若干。
(1)为了提高测量精度,电路图中滑动变阻器应选_____。
解析:为了提高测量精度,方便调节电路,滑动变阻器选择最大阻值较小的R1。
R1
(2)闭合开关S,多次调节滑动变阻器,记录U、I,如下表。
U/V 1.00 1.30 1.70 2.00 2.50
I/A 0.38 0.32 0.24 0.18 0.08
根据表中数据作出U I图像。
解析:作出U I图像如图所示。
(3)由U I图像可求出电动势E=___________________V,内阻r=___________________ Ω(均保留三位有效数字)。
解析:根据闭合电路欧姆定律有U=E-I(R0+r),结合图线可得E=2.90 V,R0+r= Ω,解得r≈2.18 Ω。
2.90(2.88~2.92均可)
2.18(2.05~2.21均可)
(4)考虑电压表分流引起的误差,则E测______E真(选填“大于” “等于”或“小于”);r测与真实值r真之间的关系式为___________________ (用RV、R0、r测、r真表示)。
小于 
r测=-R0
解析:由于电压表的分流作用,干路电流的真实值I真=I测+,路端电压真实值U真=U测,根据闭合电路欧姆定律有E真=U真+I真(r真+R0)=U测+(r真+R0),即=U测+I测,对比测量值的闭合电路欧姆定律表达式E测=U测+I测(r测+R0),则有E测=,r测+R0=,
可知E测[关键点分析]
(1)为了保护电源,应将定值电阻R0串联在电源上。
(2)为了使电压表、电流表示数有较大范围的变化,滑动变阻器阻值应较大些,但也不是越大越好,由表中数据可知,接入电路的滑动变阻器最大值为 Ω=31.25 Ω,故选R1足矣。
(3)分析测量误差时,可采用等效电源法,如本题的第(4)问。
2.(2024·黑吉辽高考)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
____ (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;
A
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。
解析:①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A端;
(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)。

解析:设电阻丝的总电阻为R,总长度为x,对题图(a)根据闭合电路欧姆定律有E=U+r,可得=+·,对题图(b)有E=U+(r+R0),可得=+
·,结合题图(c)可知b=,k1=,k2=,又=n,解得E=,r=。
[关键点分析]
(1)从保护电路的角度分析闭合开关前金属夹应置于哪一端。
(2)对于题中图(a)、(b)的电路图,分别根据闭合电路欧姆定律和电阻定律推导出图(c)所示图像的表达式,根据图像的纵轴截距与斜率,结合已知条件求解待测电池的电动势与内阻。
电学实验验收评价
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1.(7分)(2025·陕晋宁青高考)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的,与电源及相关元器件组装后可构成多功能、多量程的多用电表。
(1)某同学使用多用电表正确测量了一个15.0 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是15 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选出以下必要的操作步骤并排序:
①把选择开关旋转到“×100”位置。
②把选择开关旋转到“×1 k”位置。
③将红表笔和黑表笔接触。
④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点。
下列选项中正确的是____。(单选,填正确答案标号)(1分)
A.①③④ B.②③④
C.②④③ D.①④③
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解析:要测量一个阻值约为15 kΩ的电阻,需要选择电阻“×1 k”挡,即把选择开关旋转到“×1 k”位置,然后将红表笔和黑表笔短接,再调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点,故正确排序为②③④。故选B。
B
(2)若将一个内阻为20 Ω、满偏电流为1 mA的表头改装为量程0~2 V的电压表,需要_______ (选填“串联”或“并联”)一个_______Ω的电阻。(3分)
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5
解析:将表头改装为电压表需要串联一个电阻,串联电阻的阻值为R=-Rg= Ω-20 Ω=1 980 Ω。
串联
1 980
(3)如图所示,某同学为探究由一个直流电源E、一个电容
器C、一个电阻RA及一个电阻RB(RA>RB)组成的串联电路
中各元器件的位置,利用改装好的电压表分别测量各接
线柱之间的电压,测得数据如表:
1
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接线柱 1和2 2和3 3和4 1和4 2和4 1和3
U/V 0 1.53 0 0.56 1.05 0.66
根据以上数据可判断,直流电源E处于______之间,电容器C处于
_______之间,电阻RA处于______之间。(选填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)(3分)
2和3
1和4
1和2
解析:用电压表进行测量,电源两端电压最大,可知直流电源E处于2和3之间;接1和2、3和4时电压表示数为0,接1和4时电压表有示数,则1和2、3和4之间为电阻,电容器C处于1和4之间;接1和3时电压表示数比接2和4时小,则1和2之间的电阻阻值比3和4之间的大,即1和2之间电阻为RA,3和4之间电阻为RB。
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2.(7分)(2025·河南高考)实验小组研究某热敏电阻的特性,并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图1所示,保温箱原理图如图2所示。回答下列问题:
2
3
4
1
5
(1)图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是________ (填“线性”或“非线性”)的。(1分)
2
3
4
解析:由题图1可知,热敏电阻的阻值随温度的变化关系是非线性的。
非线性
1
5
(2)存在一个电流值I0,若电磁铁线圈的电流小于I0,衔铁与上固定触头a接触;若电流大于I0,衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后,电磁铁线圈的电流在I0附近上下波动,加热电路持续地断开、闭合,使保温箱温度维持在设定值。则图2中加热电阻丝的c端应该与触头___ (填“a”或“b”)相连接。(2分)
2
3
4
解析:由题图1可知,温度升高,热敏电阻的阻值变小,根据欧姆定律可知流过电磁铁线圈的电流变大,衔铁与下固定触头b接触,此时加热电路断开,停止加热,可知题图2中加热电阻丝的c端应该与触头a相连接。
a
1
5
(3)当保温箱的温度设定在50 ℃时,电阻箱旋钮的位置如图3所示,则电阻箱接入电路的阻值为______Ω。(2分)
2
3
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解析:由题图3可知,电阻箱接入电路的阻值为130.0 Ω。
130.0
1
5
(4)若要把保温箱的温度设定在100 ℃,则电阻箱接入电路的阻值应为________Ω。(2分)
2
3
4
解析:由题图1可知,当温度为50 ℃时,热敏电阻的阻值为180.0 Ω,此时电阻箱接入电路的电阻为130.0 Ω,当温度为100 ℃时,热敏电阻的阻值为100.0 Ω,要使电流值I0不变,则控制电路的总电阻值不变,则此时电阻箱接入电路的阻值为180.0 Ω+130.0 Ω-100.0 Ω=210.0 Ω。
210.0
1
5
3.(9分)某学习兴趣小组想要较精确地测量某手机电池
的电动势和内阻,实验前小组成员发现两个问题:
第一,该电池标签标识电动势为4.50 V,而实验室
电压表量程为3.00 V,需要扩大电压表量程;第二,
由于实验室没有定值电阻,于是在完成实验测量时,用量程为0~5 Ω的滑动变阻器R0作为定值电阻。最终实验设计电路如图甲所示,实验步骤如下:
2
3
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1
5
(1)将滑动变阻器R0滑至最左端,电阻箱R1调至零,闭合开关S0,单刀双掷开关S接通1,调节滑动变阻器R2,使电压表示数为3.00 V,然后调节R1,当电压表示数为____V时,R1与电压表组成的整体量程便为4.50 V。(2分)
2
3
4
解析:当电阻箱R1调至零,电压表示数为3.00 V时说明并联支路的电压为3 V,然后调节R1,当电压表示数为2.00 V时,电阻R1两端分得电压1 V,即R1能分得电压表电压的一半,则当电压表满偏3 V时,R1能分得1.5 V电压,此时R1与电压表组成的整体量程便为4.50 V。
2.00
1
5
(2)将滑动变阻器R0滑至最_____端(填“左”或“右”),单刀双掷开关S接通1,闭合开关S0,调节滑动变阻器R2,开始测量数据,并做出U I图像,如图乙所示,其中U为改表换算后的R1与电压表整体的电压值。根据图像乙得出的电动势_______真实值。(填“大于”“等于”或“小于”) (3分)
2
3
4
解析:将滑动变阻器R0滑至最大值,即最右端,作保护电阻。
由于电压表分流作用,使得电动势测量值为E测=
小于
1
5
(3)单刀双掷开关S接通2,闭合开关S0,调节滑动变阻器R2,开始测量数据,并做出U I图像,如图丙所示。通过两幅U I图像得出该电池的电动势为______V,内阻为_______Ω。(结果均保留三位有效数字)(4分)
2
3
4
解析:单刀双掷开关S接通2时,电动势的测量是准确的,由题图丙可知E=4.20 V;单刀双掷开关S接通1时,短路电流是准确的,I短=0.56 A=
,解得r=-R0= Ω-5 Ω=2.50 Ω。
4.20
2.50
1
5
4.(9分)(2025·山东高考)某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点,设计了如下实验。所用实验器材为:
学生电源;
可调变压器T1、T2;
电阻箱R;
灯泡L(额定电压为6 V);
交流电流表A1、A2、A3,交流电压表V1、V2;
开关S1、S2,导线若干。
2
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部分实验步骤如下:
2
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(1)模拟低压输电。按图甲连接电路,选择学生电源交流挡,使输出电压为12 V,闭合S1,调节电阻箱阻值,使V1示数为6 V,此时A1(量程为250 mA)示数如图乙所示,为_____mA,学生电源的输出功率为_____W。(4分)
2
3
4
解析:A1的量程为250 mA,分度值为5 mA,读数为I1=200 mA,学生电源的输出功率P1=U0I1=12×200×10-3 W=2.4 W。
200
2.4
1
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3
4
(2)模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变,按图丙连接电路后闭合S2。调节T1、T2,使V2示数为6 V,此时A2示数为20 mA,则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的______倍。(2分)
100
解析:保持电阻箱阻值不变,低压输电时流过电阻箱的电流是高压输电时的10倍,由PR=I2R可知,低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的100倍。
1
5
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(3)A3示数为125 mA,高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了_____W。(3分)
0.9
解析:A3示数为I2=125 mA=0.125 A,学生电源的输出功率P2=U0I2=12×0.125 W=1.5 W,高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了ΔP=P1-P2=2.4 W-1.5 W=0.9 W。
1
5
5.(9分)(2025·广东高考)科技小组制作的涡流制动演示装置由电磁铁和圆盘控制部分组成。
图(a)是电磁铁磁感应强度的测量电路。
所用器材有:电源E(电动势15 V,内阻
不计);电流表A(量程有0~0.6 A和0~3 A,
内阻不计);滑动变阻器RP(最大阻值100 Ω);定值电阻R0(阻值10 Ω);开关S;磁传感器和测试仪;电磁铁(线圈电阻16 Ω);导线若干。图(b)是实物图,图中电机和底座相固定,圆形铝盘和电机转轴相固定。
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请完成下列实验操作和计算。
(1)量程选择和电路连接。
①由器材参数可得电路中的最大电流为_______A(结果保留2位有效数字),为减小测量误差,电流表的量程选择0~0.6 A。(2分)
②图(b)中已正确连接了部分电路,请在虚线框中完成RP、R0和电流表A间的实物图连线。(2分)
2
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0.58
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5
2
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4
解析:①由题知,电源内阻不计、电流表内阻不计,则当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,电路中有最大电流Im=≈0.58 A。
②由于电路中最大电流为0.58 A,则电流表应选择0~0.6 A量程,根据电路图,实物图连线如图所示。
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(2)磁感应强度B和电流I关系测量。
①将图(a)中的磁传感器置于电磁铁中心,滑动变阻器RP的滑片P置于b端。置于b端目的是使电路中的电流______,保护电路安全。(2分)
②将滑片P缓慢滑到某一位置,闭合S。此时A的示数如图(c)所示,读数为_______A。分别记录测试仪示数B和I,断开S。(1分)
最小
0.48
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③保持磁传感器位置不变,重复步骤②。
④图(d)是根据部分实验数据描绘的B I图线,其斜率为_____________
mT/A(结果保留2位有效数字)。(2分)
30(29~31均可)
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(3)制动时间t测量。
利用图(b)所示装置测量了t,结果表明B越大,t越小。
解析:①滑动变阻器RP的滑片P置于b端时滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,保护电路安全。
②电流表读数为0.48 A。
④根据题图(d)中数据可知B I图线斜率为k= mT/A=30 mT/A。
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