高考物理二轮复习实验技能及创新专题二十电学实验课件（98页PPT）

(共98张PPT)
专题二十　电学实验
[专题复习定位]
1．熟练掌握电学实验的基本原理和方法，并借助基本实验分析拓展创新实验。
2．掌握传感器的性质，会设计和分析含传感器的自动控制电路问题。
高考真题再现
命题点1　电阻测量类实验
1．(2025·云南卷，T12)基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：Pt 1000型号铂电阻、电源E(电动势5 V，内阻不计)、电流表A1(量程100 μA，内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA，内阻约1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。
查阅技术手册可知，Pt 1000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1～0.3 mA之间，在0～100 ℃范围内，铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系，如图(a)所示。
完成下列填空：
(1)由图(a)可知，在0～100 ℃范围内，温度每升高1 ℃，该铂电阻的阻值增加________Ω；
3.85　
(2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是________(选填“甲”或“乙”)，保护电阻R应选________(选填“R1”或“R2”)；
乙　
R1
(3)用第(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得A2示数为295 μA，A1示数如图(c)所示，该示数为________μA，则所测温度为________℃(计算结果保留2位有效数字)。
62.0　
51
命题点2　电表的改装和多用电表的使用
2．(2025·黑吉辽蒙卷，T11)在测量某非线性元件的伏安特性时，为研究电表内阻对测量结果的影响，某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。
实验步骤如下：
①滑动变阻器滑片置于适当位置，闭合开关；
②表笔分别连a、b接点，调节滑片位置，记录电流表示数I和a、b间电压Uab；
③表笔分别连a、c接点，调节滑片位置，使电流表示数仍为I，记录a、c间电压Uac；
④表笔分别连b、c接点，调节滑片位置，使电流表示数仍为I，记录b、c间电压Ubc，计算Uac－Ubc；
⑤改变电流，重复步骤②③④，断开开关。
作出IUab、IUac及I(Uac－Ubc)曲线如图(b)所示。
回答下列问题：
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔，测量a、b间的电压时，红表笔应连________(选填“a”或“b”)接点。
解析：电流从红表笔流入多用电表，故红表笔应连a点。
a
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“0.5 V”位置，电表示数如图(c)所示，此时电表读数为____________________________V(结果保留3位小数)。
0.377(0.377～0.379均可)
解析：多用电表选择开关旋转到直流电压挡“0.5 V”位置，由题图(c)知电表的读数为0.377 V。
(3)图(b)中乙是______(选填“I-Uab”或“I-Uac”)曲线。
解析：结合题图(a)，根据串联分压知，电流表示数相同时，Uab＜Uac，故题图(b)中乙是I-Uac曲线。
I-Uac
(4)实验结果表明，当此元件阻值较小时，______(选填“甲”或“乙”)曲线与I-(Uac－Ubc)曲线更接近。
解析：当此元件阻值较小时，电路中电流较大，由题图(b)知甲曲线与I-(Uac－Ubc)曲线更接近。
甲
3．(2025·陕晋宁青卷，T12)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“×1k”位置
③使红表笔和黑表笔接触
④调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。
下列选项正确的是________(单选，填正确答案标号)。
A．①③④　　　　　　 B．②③④
C．②④③ D．①④③
解析：要测量一个阻值约为15 kΩ的电阻，需要选择电阻“×1k”挡，即把选择开关旋转到“×1k”位置，后将红表笔和黑表笔短接，然后调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点，B正确。
B
(2)若将一个内阻为20 Ω、满偏电流为1 mA的表头改装为量程为0～2 V的电压表，需要________(选填“串联”或“并联”)一个________Ω的电阻。
串联　
1 980
(3)如图，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：
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”)
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，电容器在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。
4．(2025·广西卷，T11)某小组将电流表改装成欧姆表，所用器材有电源(电动势E＝1.5 V，内阻不计)，电流表(满偏电流Ig＝100 μA，内阻Rg＝100 Ω)，电阻R0＝500 Ω，滑动变阻器R(0～20 kΩ)，导线若干，电路如图。
(1)欧姆调零时，应先将A、B________，再调节滑动变阻器，使电流表示数为________μA，此时滑动变阻器的阻值为________kΩ。
短接　
100　
14.4
(2)调零后，在A、B间接入电阻Rx，当电流表示数为60 μA时，Rx为________kΩ。
10
命题点3　测定电源的电动势和内阻
5．(2025·湖北卷，T11)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r，设计了如图(a)所示的电路，所用器材有：干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题：
(1)R0在电路中起________(选填“保护”或“分流”)作用。
解析：R0串联在电路中，起保护作用。
保护
1.47(1.47～1.51均给分)　
1.3(1.1～1.7均给分)
(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果________(选填“有”或“无”)影响。
有
命题点4　观察电容器的充、放电现象
6．(2024·广西卷，T12)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，将电流传感器正极与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)。
解析：由题图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为15.0 mA。
15.0
(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。
2
(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)。
4.7×103　
5.2
解析：充电结束后电容器两端电压UC′＝E＝6 V，故可得ΔQ＝(UC′－UC)C＝0.018 8 C　
解得C＝4.7×103 μF
设t＝1 s时电容器两极板间电压为UC″，得(UC′－UC″)C＝0.003 8 C
代入数值解得UC″＝5.2 V。
命题点5　利用传感器制作简单的自动控制装置
7．(2025·广东卷，T12)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。
图甲(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0.6 A和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。图甲(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。
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0.6 A挡。
②图甲(b)中已正确连接了部分电路。请在虚线框中完成RP、R0和A间的实物图连线。
答案：图见解析　
0.58
(2)磁感应强度B和电流I关系测量。
①将图甲(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将滑片P缓慢滑到某一位置，闭合S，此时A的示数
如图乙所示，读数为________A，分别记录测试仪示数
B和I，断开S。
③保持磁传感器位置不变，重复步骤②。
最小
0.48
④图丙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)。
(3)制动时间t测量。
利用图甲(b)所示的装置测量了t，结果表明B越大，t越小。
30
8．(2024·广东卷，T12)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有：电源E(电动势3 V)；电压表V1和V2(量程均有3 V和15 V，内阻均可视为无穷大)；滑动变阻器R；两个相同的光敏电阻RG1和RG2；开关S；手电筒；导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。
(1)电路连接。
图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表间的实物图连线。
答案：见解析图　
解析：电路连线如图。
(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。
①将图甲中R的滑片置于________端。用手电筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照强度比RG2表面的小。
②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。V1的示数如图丙所示，读数U1为________V，U2的示数为1.17 V。由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值________(选填“较大”或“较小”)。
③断开S。
b
1.60　
较大
解析： ①将题图甲中的R的滑片置于b端。
②电压表量程为3 V，最小刻度为0.1 V，则读数为1.60 V；由此可知表面光照强度较小的RG1两端电压较大，说明表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大。
(3)光源跟踪测试。
①将手电筒的光从电池板上方斜照射RG1和RG2。
②闭合S，并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数U1逆时针　
U1＝U2
解析：②由于两电压表的示数U1题型分类讲练
题型一　电阻测量类实验
考向1　电阻的测量
　 (2024·新课标卷，T23)学生实验小组要测量量程为3 V的电压表V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V1(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欧姆挡“×10”位置
CAB　
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，欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡________(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)。
负极、正极　
×100　
1.6
解析：利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项；接着将红、黑表笔短接即A选项；进行欧姆调零即B选项。故首先操作顺序为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。读数时欧姆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欧姆挡“×100”的位置。重新调节后，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R＝16.0×100 Ω＝1.6 kΩ。
(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。
解析：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R1；为保护电路，且测量电路部分电压从零开始调节，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端。
R1　
a
(3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表V1、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)。
1.57
考向2　导体电阻率的测量
　(2024·江西卷，T12)某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。
(1)如图(a)所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽d＝0.07 m和高h＝0.03 m。
(2)现有实验器材：电流表(量程0～300 μA，内阻RA＝2 500 Ω)、电压表(量程0～3 V或0～15 V，内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图(a)中画线完成电路实物连接。
解析：电源电动势为3 V，故电压表量程选择0～3 V；由于电流表的内阻已知，故电流表采用内接法，实物图如图所示。
答案：实物图见解析　
(3)连接好电路，测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃，重复测量。绘出26 ℃和65 ℃水的Rxl图，分别如图(b)中甲、乙所示。
(4)若Rxl图线的斜率为k，则水的电阻率表达式为ρ＝________(用k、d、h表示)。实验结果表明，温度________(选填“高”或“低”)的水更容易导电。
kdh　
高　
(5)测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为8.0×10－3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10－3 A，热水器出水温度最高为65 ℃，忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端)，则该水管的长度至少应设计为________m(结果保留2位有效数字)。
0.46
　(2023·广东卷，T12)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有：电源E(电动势恒定，内阻可忽略)；毫安表 (量程0～15 mA，内阻可忽略)；电阻R1(阻值500 Ω)、R2(阻值500 Ω)、R3(阻值600 Ω)和R4(阻值200 Ω)；开关S1和S2；装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干。请完成下列实验操作和计算。
(1)电路连接
图(a)为实验原理图。在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，只有R4一端的导线还未连接，该导线应接到R3的________(选填“左”或“右”)端接线柱。
右
解析：根据题图(a)可知，R4一端的导线应接到R3的右端接线柱。
(2)盐水电导率和温度的测量
①测量并记录样品池内壁的长宽高，在样品池中注满待测盐水。
②闭合开关S1，________开关S2，毫安表的示数为10.0 mA，记录此时毫安表的示数，计算得到流过样品池的电流I1为________mA。
③____________开关S2，毫安表的示数为15.0 mA，记录此时毫安表的示数，计算得到流过样品池的电流I2为________mA。
④断开开关S1，测量并记录盐水的温度。
断开　
40.0
闭合　
60.0　
(3)根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为________Ω，进而可求得该温度时待测盐水的电导率。
100
考向3　电表的改装
　某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA，内阻为1.2 kΩ)改装成有两个量程的电流表，设计电路如图(a)所示，其中定值电阻R1＝40 Ω，R2＝360 Ω。
(1)当开关S接A端时，该电流表的量程为0～______mA，内阻为________Ω。
1　
300　
(2)当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时________(选填“大”或“小”)。
解析：当开关S接B端时，由题图(a)可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大，所以比接在A端时大。
大
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻Rx的阻值，设计了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用________(选填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
解析：题图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；题图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。
乙
题型二　测量电源的电动势和内阻
　(2023·湖北卷，T12)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了图(a)所示的电路，所用器材如下：
电压表(量程0～3 V，内阻很大)；
电流表(量程0～0.6 A)；
电阻箱(阻值0～999.9 Ω)；
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图(a)，完成图(b)中的实物图连线。
解析：实物连线如图所示。
答案：实物图见解析　
(2)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和电压表示数U。根据记录数据作出的U-I图像如图(c)所示，则干电池的电动势为________V(结果保留3位有效数字)、内阻为________Ω(结果保留2位有效数字)。
1.58　
0.64
2.5
(4)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值________(选填“偏大”或“偏小”)。
解析：由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的干电池内阻偏小。
偏小
题型三　利用传感器制作简单的自动控制装置
　(2025·河南卷，T11)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。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1所示，保温箱原理图如图2所示。回答下列问题：
(1)图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是________(选填“线性”或“非线性”)的。
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
(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________(选填“a”或“b”)相连接。
解析：保温箱中温度越低，热敏电阻的阻值越大，电磁铁线圈的电流越小。由题意可知，电磁铁线圈的电流小于I0时，衔铁与上固定触头a接触，要达到保温效果，此时应该接通加热电阻丝的电路，因此加热电阻丝的c端应该与触头a相连接。
a
(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。
130.0
解析：由题图3中的电阻箱读数可知电阻箱接入电路的阻值为130.0 Ω。
(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。
解析：要达到相同的电路断开、闭合的效果，保温箱的温度设定在50 ℃时和保温箱的温度设定在100 ℃时，电磁铁连接的电路中的总电阻相同。由题图1可知，在50 ℃时热敏电阻阻值为180 Ω，此时热敏电阻和电阻箱接入电路的总电阻为310.0 Ω，在100 ℃时热敏电阻阻值为100 Ω，则此时电阻箱接入电路的阻值应调整为210.0 Ω。
210.0
题型四　练习使用多用电表
　 (2025·安徽卷，T12)某同学设计了一个具有两种挡位(“×1”挡和“×10”挡)的欧姆表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为3.0 V，内阻r未知)，电流表G(表头)的满偏电流Ig＝20 mA，内阻Rg＝45 Ω，定值电阻R0＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200 Ω。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。
(1)测量前，要进行欧姆调零：将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关S1、S2，此时欧姆表处于“×1”挡，将红表笔与黑表笔________，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向__________(选填“0”或“∞”)刻度位置。
解析：欧姆表测电阻时选择倍率后应先进行欧姆调零，具体操作是将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器的阻值，使电流表G的指针指向电流满偏，此时外部电阻为0，在刻度盘上指针指向“0”刻度位置。
短接　
0　
(2)用该欧姆表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的__________(选填“×1”或“×10”)挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向图乙中的虚线位置，则该电阻的测量值为________Ω。
解析：欧姆表表盘刻度不均匀，为了减小读数误差，测量时应使指针指向中值刻度附近。根据题意可知表盘中值刻度为“15”，测量150 Ω的标准电阻，应选欧姆表的“×10”挡，由题图乙中的虚线位置可知对应测量值为160 Ω。
×10　
160
(3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势，该同学先将电阻箱以最大阻值(9 999 Ω)接在两表笔间，接着闭合S1、断开S2，将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为228 Ω时，指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为10 mA)；当电阻箱的阻值调为88 Ω时，指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为20 mA)，由测量数据计算出电源电动势为________V(结果保留2位有效数字)。
2.8
解析：由题意可知当电阻箱阻值R1＝228 Ω时，电路中电流I1＝10 mA，当电阻箱阻值R2＝88 Ω时，电路中电流I2＝20 mA。根据闭合电路欧姆定律可得E＝I1(r＋Rg＋R1)，E＝I2(r＋Rg＋R2)，联立解得r＝7 Ω，E＝2.8 V。
题型五　电学其他实验
考向1　用传感器观察电容器的充、放电过程
　(2023·山东卷，T14)电容储能已经在电动汽车、风(光)发电、脉冲电源等方面得到了广泛应用。某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下：
电容器C(额定电压10 V，电容标识不清)；
电源E(电动势12 V，内阻不计)；
电阻箱R1(阻值0～99 999.9 Ω)；
滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω，额定电流2 A)；
电压表V(量程0～15 V，内阻很大)；
发光二极管D1、D2，开关S1、S2，电流传感器，计算机，导线若干。
回答下列问题：
(1)按照图甲连接电路，闭合开关S1，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向________(选填“a”或“b”)端滑动。
解析：滑动变阻器采用分压式接法，故向b端滑动充电电压升高。
b
(2)调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为__________V(结果保留1位小数)。
解析：电压表量程0～15 V，每个小格表示0.5 V，估读到最小刻度的当位，故示数为6.5 V。
6.5
(3)继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为8.0 V时，开关S2掷向1，得到电容器充电过程的I-t图像，如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为____________C(结果保留2位有效数字)。
解析：I－t图像与坐标轴所围的面积表示电容器存储的电荷量，由题图丙可知共有37个小格，故电容器存储的电荷量为3.7×10－3 C。
3.7×10－3
(4)本电路中所使用电容器的电容约为__________F(结果保留2位有效数字)。
4.6×10－4
(5)电容器充电后，将开关S2掷向2，发光二极管________(选填“D1”或“D2”)闪光。
解析：开关S2掷向2，电容器放电，故D1闪光。
D1
考向2　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
　某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。
图甲为实验原理图，在原线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据见下表：
实验
序号 原线圈匝数
n1＝400
原线圈两端
电压U1/V 副线圈匝数
n2＝200
副线圈两端
电压U2/V 副线圈匝数
n3＝1 400
副线圈两端
电压U3/V
1 5.8 2.9 20.3
2 8.0 4.0 28.1
3 12.6 6.2 44.0
请回答下列问题：
(1)在图乙中，应将A、B分别与__________(选填“a、b”或“c、d”)连接。
c、d　
解析：在“探究变压器线圈两端电压与匝数关系”的实验中，原线圈两端应接入交变电流，故应将A、B分别与c、d连接。
(2)根据表中数据得出的实验结论：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于___________________。
两个线圈的匝数之比　
(3)在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可动铁芯取走，副线圈匝数n2＝200，则副线圈两端电压________(填正确答案标号)。
A．一定小于4.0 V
B．一定等于4.0 V
C．一定大于4.0 V
解析：若把题图丙中的可动铁芯取走，磁损耗变大，原线圈中磁通量变化率比副线圈磁通量变化率大，根据法拉第电磁感应定律知，副线圈两端电压一定小于4.0 V。
A