高中同步新教材必修第三册（人教版）物理 第十一章 电路及其应用 综合拔高练

综合拔高练

五年高考练

考点1测量金属丝的电阻率

1.（2022浙江1月选考,18）小明同学根据图1的电路连接器材来“探究

导体电阻与其影响因素的定量关系实验时多次改变合金丝甲接入

电路的长度/、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数/达到某一相

中图线a所示。

图」图3

⑴在实验中使用的是（选填“0~20。”或“0~200Q”）的滑动变

阻器。

⑵在某次测量时,量程为3V的电压表的指针位置如图3所示,则读数

U=Vo

⑶已知合金丝甲的横截面积为7.0×108H?,则合金丝甲的电阻率为

Q∙m（结果保留2位有效数字）。

⑷图2中图线人是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝

甲并联后采用同样的方法获得的彳-/图像,由图可知合金丝甲的横

截面积（选填“大于”“等于”或“小于”）合金丝乙的横截面

积。

考点2电阻的测量

2.（2022全国甲,22）某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电

源矶电动势1.5V,内阻很小）,电流表8）（量程IomA,内阻约IOQ）,微

安表©（量程100μA,内阻Rg待测,约1kQ）,滑动变阻器R（最大阻值

IoQ）,定值电阻岛（阻值10Ω）,开关S,导线若干。

■ɔ■

l-<1-l

：R\

•σ<——1|；

：SE\

⑴将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图；

⑵某次测量中,微安表的示数为90.0μA,电流表的示数为9.00mA,由

此计算出微安表内阻Rg=Ωo

3.(2022广东,12)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的

敏感元件。某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系,

实验过程如下：

(1)装置安装和电路连接

如图(a)所示,导电绳的一端固定,另一端作为拉伸端,两端分别用带有

金属夹A、3的导线接入如图(b)所示的电路中。

定面⅛记

导电绳&

TI<<—

ES,

⑵导电绳拉伸后的长度乙及其电阻Rx的测量

①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导电绳

拉伸后的长度L

②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2,闭合开关Sl,调

节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U

和八。

③闭合S2,电压表的示数（选填“变大”或“变小”）。调节R使

电压表的示数仍为U,记录电流表的示数/2,则此时导电绳的电阻RX=

（用/1、，2和U表小）。

④断开SL增大导电绳拉伸量,测量并记录A、8间的距离,重复步骤②

和③。

⑶该电压表内阻对导电绳电阻的测量值_______（选填“有”或“无”）影

响。

⑷图（C）是根据部分实验数据描绘的Rx-L图线。将该导电绳两端固定

在某种机械臂上,当机械臂弯曲后,测得导电绳的电阻尺为1.33k。,则

由图线可读出导电绳拉伸后的长度为cm,即为机械臂弯曲

后的长度。

4.（2021北京,16节选）在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学用电流

表和电压表测量一金属丝的电阻。

⑴该同学先用欧姆表“xl”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图1所示,对

应的读数是Ωo

图1

⑵除电源（电动势3.0V,内阻不计）、电压表（量程0~3V,内阻约3kΩ）＞

开关、导线若干外,还提供如下实验器材：

A.电流表（量程0〜0.6AM阻约0.1Ω）

B.电流表（量程0~3.0A,内阻约0.02Ω）

C.滑动变阻器（最大阻值10Q,额定电流2A）

D.滑动变阻器（最大阻值1kQ,额定电流0.5A）

为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选用,滑动变阻器应

选用o（选填实验器材前对应的字母）

⑶该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流/,得到多组

数据,并在坐标图上标出,如图2所示。请作出该金属丝的U-/图线,根

据图线得出该金属丝电阻R=Q（结果保留小数点后两位）。

考点3电表的改装与校准

5.（2022辽宁,11）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为250μA,内

阻为1.2kQ）改装成有两个量程的电流表,设计电路如图⑶所示,其中

定值电阻R=40Q,&=360QO

⑴当开关S接A端时,该电流表的量程为0-mA;

⑵当开关S接B端时,该电流表的量程比接A端时（填“大”

或“小”）；

⑶该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电表测量未知

电阻尺的阻值,设计了图（b）中的两个电路,不考虑实验操作中的偶然

误差,则利用（填“甲''或"乙”）电路可修正由电表内阻引起的

实验误差。

6.(2019课标/,23)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程

为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Q,经计算后将

一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安

表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后

的电表)。

图(b)

(1)根据图(a)和题给条件川存图(b)中的实物连线。

⑵当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图（C）所示。

由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是o（填正

确答案标号）

A.18mAB.21mA

C.25mAD.28mA

⑶产生上述问题的原因可能是o（填正确答案标号）

A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200Ω

B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200。

C.R值计算错误,接入的电阻偏小

D∙R值计算错误,接入的电阻偏大

⑷要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只

需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中

k=o

考点4多用电表的使用

7.(2021福建,11)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度

为80.00Cm电阻丝的电阻率,该电阻丝的电阻值约为100~200Q,材料

未知。实验过程如下:

⑴用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图(a)所示。该电阻丝的

直径为mmo

⑵对多用电表进行机械调零。

⑶将多用电表的选择开关旋至倍率的电阻挡(填

,,

“*1'“勺10"％100”或“、1k)o

⑷将黑、红表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻挡零刻度

线。

⑸将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端,多用电表的示数如图(b)所示。

该电阻丝的电阻值为Ωo

⑹测量完成之后,将表笔从插孔拔出,并将选择开关旋到“OFF”位置。

⑺实验测得的该电阻丝电阻率为Q∙m（结果保留3位有效数

字）。

考点5研究小灯泡的伏安特性曲线

8.（2021全国甲,23）某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性,所

用器材有:小灯泡（额定电压2.5V,额定电流0.3A）、电压表（量程300

mV,内阻300Q）、电流表（量程30OmA,内阻0.27Q）、定值电阻吊）、

滑动变阻器R（阻值0~20Q）、电阻箱最大阻值9999.9Q）、电源

反电动势6V,内阻不计）、开关S、导线若干。完成下列填空：

图(a)

（1）有3个阻值分别为10Q、20。、30Q的定值电阻可供选择,为了

描绘小灯泡电流在0~300mA的U-/曲线,凡应选取阻值为Ω

的定值电阻；

⑵闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的（填力”或

W')端;

(3)在流过电流表的电流较小时,将电阻箱R2的阻值置零,改变滑动变

阻器滑片的位置,读取电压表和电流表的示数U、/,结果如图(b)所示。

当流过电流表的电流为IOmA时,小灯泡的电阻为Q(保留1

位有效数字)；

图(b)

⑷为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V,该同学经

计算知,应将&的阻值调整为.Ωo然后调节滑动变阻器R,

测得数据如下表所示:

67mV24.046.076.0110.0128.0

//mA140.0160.0180.0200.0220.0

U∕n∖V152.0184.0216.0250.0/

//mA240.0260.0280.0300.0/

⑸由图(b)和上表可知,随流过小灯泡电流的增加淇灯丝的电阻

(填“增大”“减小”或“不变”)；

⑹该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA,

可得此时小灯泡电功率PI=W（保留2位有效数字）;当流过电流

表的电流为300mA时,小灯泡的电功率为巳,则P2ZP.=（保留

至整数）。

三年模拟练

应用实践

1.（2023浙江北斗联盟联考）神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无

髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而

成,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率为2=8xl06Q皿。某生

物体中某段髓质神经纤维可看作高20cm、半径为4cm的圆柱体,当

在其两端加上电压U=IOOV时,该神经恰好发生反应,则引起神经纤

维产生感觉的最小电流为（）

A.0.31μAB.0.62μAC.0.15μAD.0.43μA

2.（2023山东潍坊临的实验中学月考）如图所示,黑盒子有三个接线柱，

用多用电表欧姆挡探究其内部电路。当黑、红表笔分别接触1、2时

电表指针发生瞬间偏转后又偏转消失;当黑、红表笔分别接触2、3

时电表指针发生稳定的偏转角度;当红、黑表笔分别接触2、3时电

表指针不发生偏转;则黑盒内电路可能是下列选项中的)

3.（2023福建三明一中期中）小军同学测量一段圆柱形合金材料的电阻

率p,合金材料的电阻约为20Q,步骤如下：

⑴用螺旋测微器测量其直径d-

⑵用伏安法测此合金材料电阻的实验中,除待测合金材料外,实验室

还备有的实验器材如下,为精确测量其电阻,电压表应选；电流

表应选。（填写器材前对应的字母序号）

A.电压表Vι（量程。〜3V,内阻约为3kΩ）

B.电压表V2（量程0~15V,内阻约为15kΩ）

C.电流表A∣（量程0~100mA,内阻约为10Ω）

D.电流表A2（量程0~0.6A,内阻约为2Q）

E.滑动变阻器R（0~5Ω）

F.电压为3V的电源,内阻不计

G.开关S,导线若干

⑶该同学设计测量尺的电路图如图1所示,请根据所设计的电路图,

补充完成图2中实物图的连线。

图」图2

⑷实验中测得该合金材料直径为4长度为L,接入电路后,电压表示数

为U,电流表示数为1,则该合金材料的电阻率为"=。

⑸实验中用图1所示的电路进行测量,则以的测量值真实

值（选填“大于”“小于"或‘等于"）。

4.（2023安徽AIo联盟联考）要测量一个量程为。〜3V的电压表V,的

内阻（约为几千欧）,除了待测电压表,提供的器材还有：

A.电阻箱R（最大阻值9999.9Ω）

B.滑动变阻器凡（最大阻值50Ω）

C滑动变阻器4（最大阻值500Ω）

D.量程为0~6V的电压表VK内阻约为几千欧）

E.直流电源£（电压为4V）

F.开关一个,导线若干

⑴小王同学根据提供的器材,设计了如图甲所示电路。电路中滑动变

阻器应选用（填或实验时.,将电路中的滑动变阻器滑

片移到最左端,电阻箱的电阻调为零,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,

使电压表满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使

电压表的示数为2.5V,若此时电阻箱的示数为500.0Q,则电压表的内

阻为Ωo

ESES

甲乙

⑵小李同学设计了如图乙所示的电路,请依据图乙电路将图丙实物连

接完整。实验时,将电路中的滑动变阻器滑片移到最左端,闭合开关S,

调节滑动变阻器,同时调节电阻箱,使两个电压表均有合适的示数,若

电压表Vl的示数为U1,电压表V2的示数为5,电阻箱的阻值为凡则

电压表Vl的内阻为。

E

丙

⑶分析可知,（填“小王”或“小李”）同学的测量结果存在系统

误差。

5.（2023河北沧州联考）色环电阻是在电阻表面涂上一定颜色的色环来

代表这个电阻的阻值,不同颜色代表的数字如图甲。四环电阻的第一

环以及第二环分别表示电阻阻值的第一位和第二位有效值,第三环表

示倍率,也就是第二位有效值后面零的个数,第四环表示阻值的误差。

色环2

棕红橙黄绿蓝紫灰白黑紫黑灰

1234567890色环1不清楚

甲乙

⑴某同学找来一个四环电阻,发现第一色环颜色模糊无法辨别,于是

用欧姆表粗测电阻的阻值,进而判断第一色环的颜色。该同学将选择

开关置于“X10”挡位测量待测电阻的阻值,发现指针偏转角度很大。

于是,该同学重新正确调整了倍率,再次测量,指针偏转位置如图丙所

Zj∖O

图中指针位置的读数为Q（保留1位小数）,由此可以推断第一色

环的颜色为色。

⑵为了较准确测量待测电阻的阻值&,有以下一些器材可供选择：

电流表A∣（量程（MoOmA,内阻约0.2Ω）;

电流表A2（量程0~3A,内阻约0.12Ω）;

电压表V（量程0~3V,内阻很大）；

电源风电压3V）;

定值电阻R（15Q,允许通过的最大电流为1.0A）;

滑动变阻器Λι（0-10Q,允许通过的最大电流为2.0A）;

滑动变阻器&（0~1kQ,允许通过的最大电流为0.5A）;

单刀单掷开关S一个,导线若干。

实验时要求测量范围尽可能大,测量结果尽可能准确。

①电流表应选,滑动变阻器应选。（填器材的元件符

号）

②请在下方的线框内画出测量待测电阻阻值R.的实验电路图。（要标

清楚器材元件符号）

③按照上述实验原理操作,获取多组数据后作出电压表示数U和电流

表示数/的关系图像如图丁所示。由图可知待测电阻的阻值Rx=

Ωo（结果保留1位小数）

迁移创新

6.（2023陕西西安西北大学附属中学期中）冬春季节降水量少,沿海附

近江河水位降低,涨潮时海水倒灌,出现所谓的“咸湖”现象,因此沿海

地区城市自来水的离子浓度增高,水质受到影响。为了研究“咸湖”出

现的规律,某同学设计了一个检测河水电阻率的实验。他在一根均匀

的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和伯电极,如图1所示,两电极相距

£=0.314m,其间充满待测的河水,安装前他用如图2所示的游标卡尺

测量玻璃管的内径,结果如图3所示。他还选用了以下仪器:量程

0~15V、内阻约30OkQ的电压表;量程。〜300μA∖内阻约为50Q的

电流表;最大阻值1kQ的滑动变阻器;电压E=12V的电池;开关一只

以及导线若干。图4中包括坐标为(0,0)的点在内的8个点表示他测

得的8组电流/、电压U的值。根据以上材料完成以下问题。

导线橡胶塞

不3/电极α

L玻璃管

电极

IJ=

导线橡胶塞

图」

1I1I1I1I1I∣⅛HIIIHφlιlι1ιl∣11

05101520

图3

图5

⑴测量玻璃管的内径时,应将图2中游标卡尺的A、3、C三部分中

的与玻璃管内壁接触（填代号）。

（2）玻璃管的内径d=mmo

⑶图5中的实物仪器有一部分已连线,将其他部分连接成能测出图4

数据的实物连线图。

⑷河水的电阻率,=（保留两位有效数字）。

答案与分层梯度式解析

综合拔高练

五年高考练

1.答案(l)0-20Ω(2)1.31~1.34(3)0.98×10-6~1.0×10^6(4)小于

解析(1)由题图2中α图线知合金丝甲电阻最大约为8Q,为了使电

压表有明显的读数变化,则滑动变阻器的最大阻值不能太大,故选

0~20Q的比较合适。

⑵电压表读数U=1.32V(1.31~1.34V均可)。

⑶由R=Pg可得彳=£/,根据题图2中图线斜率可求得

△作)

p=-^2∙5=0.99×10-6Ω∙m

ΔZo

RR

(4)由题图2知/=0.40m时,R甲=6.8Q,R井=2.1Q,根据R井=」ɪ可解

R甲+R乙

得RQR乙因为甲、乙长度相同,材料相同,所以S甲＜5乙。

2.答案⑴如图所示(2)990

解析(1)因为电流表的内阻未知,定值电阻不可能用来改装电压表,

要得到待测微安表两端的电压,只能将G与定值电阻并联,用U=RO(I-

∕g)求得;滑动变阻器最大阻值为10Q,远小于待测微安表的内阻,为了

测量多组数据,滑动变阻器应采用分压式接法,则电路图如答案图所示。

⑵根据答案图可知,IR=IA-IS,U=Rjg=IROR0

贝IJRg=OATg)∙RO=99OQ

⅛

3.答案⑵③变小ɪ⑶无(4)51.80

解析(2)③闭合S2,定值电阻与导电绳的并联电阻小于定值电阻的阻

值,则电压表的示数变小。

调节R使电压表的示数仍为U,电流表的示数为/2,此时通过导电绳的

电流为∕2-∕∣,导电绳的电阻R=-ττ^

xl2-ll

⑶若电压表内阻不为无穷大,则Rx=-7ɪ,.=匕,则该电压表

(√2-∕RV)-UlTRV)l2~^l

内阻对导电绳电阻的测量值没有影响。

⑷由题图(C)可以读出当导电绳的电阻Rr为1.33kQ时,导电绳拉伸后

的长度为51.80Cmo

4.答案(1)6(2)AC(3)如图所示5.80

解析⑴测电阻时多用电表刻度盘示数为6,挡位为“xl”,因此读数为

6×1Ω=6Ωo

⑵电源电动势为3V,待测金属丝电阻约为6Q,因此电路中最大电流

约为0.5A,故电流表选用A,滑动变阻器选Co

⑶根据坐标点作出U-I图,求出直线斜率,得出电阻为5.80Ωo

5.答案⑴1⑵大⑶乙

解析(1)由图可知当S接A时,凡和&串联接入电路,和电流表并联,

63

满偏时电流表两端的电压为t∕m=7mz-250×10-×1.2×10V=0.3V,此时

流过Rl和民的电流为∕=√⅛=上一A=0.75X10-3A=0.75mA,所以

R1+R240+360

总电流为I⅛=∕m+∕=lmA,即量程为0-1mA。⑵当开关S接B端时,

由图可知Rl和电流表串联再和&并联,由于和电流表并联的电阻变

小,当电流表满偏时,流过&的电流变大,干路电流变大,即量程比接在

A端时大。⑶图甲是电流表的外接法,误差是电压表的分流引起的;图

乙是电流表的内接法,误差是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。

6.答案⑴连线如图所示(2)C(3)AC(4)||

解析(1)本实验的目的是对电流表进行扩大量程的改装,故应将定值

电阻R与微安表并联。实物连线如答案图所示。

⑵当标准毫安表示数为16.0mA时,微安表示数为0.16mA,故当微安

表指针满偏时,测量的电流值应为25mA,选项C正确。

⑶出现上述现象的原因可能有两个:一是并联电阻R偏小;二是微安

表内阻测量值偏小。故选A、Co

⑷设微安表内阻为Ro,满偏电流为/(),改装成量程为/的电流表时并联

电阻0,故/=25mA与∕,=20mA对应的并联电阻的关系为

R'=jR,代入数值得k匕包=空。

H-IQH-I079

7.答案⑴1.414(3)×10(5)160(7)3.14×10'4

解析(1)该电阻丝的直径为J=Imm+41.4×0.01mm=1.414mm;

⑶使用多用电表欧姆挡测电阻时,为了减小误差,应尽可能使指针偏

转至刻度盘中央附近,由于该电阻丝的阻值约为IOO〜200Q,而表盘中

央刻度为15,所以应选择XlO倍率的电阻挡；

⑸该电阻丝的电阻值为H=16χl0Ω=160Ω;

⑺根据电阻定律有R="g=p腺，解得该电阻丝的电阻率为

P=-≈3.14×104Ω∙m

,41o

8.答案(I)IO⑵α(3)0.7(4)2700.0

(5)增大(6)0.07410

解析(1)滑片在。端时灯泡两端电压最大,如果小灯泡中流过额定电

流,Ro与电流表共分压3.5VJiJRo=孩Q-0.27Ω≈11.4Q,可见R)的阻

值不能大于11.4Q,应选取IOQ的定值电阻。

⑵从安全角度考虑,闭合开关前滑片应置于。端。

⑶由题图⑻可知,当/=10mA时,U=7mV,Rq=O.7Ωo

⑷电压表的最大测量值t∕g=0.3V,Hg=300Q,则£詈=1x10-3A,改装后

Hg

电压表的最大测量值U=3Y,R2=%Re=2700.0Ωo

ʃg

⑸由题图(b)可知随着小灯泡中的电流增加,H*增大。

(6)由表格数据可知,当/=0.16A时,U=0.046V,当/=0.3A时,U=0.25V,

由于此时表格中的电压为电压表读数,灯泡两端的电压是电压表读数

的10倍,则P=IOU/,可得P∣≈0.074W,P2=0∙75W,丝≈10°

pI

三年模拟练

1.A该段神经纤维的电阻R=p-=8×106×2θxl°~"Ω=3.18×108

'Sπ×(4×10~2)2

。,故电流为/(二二^标人加台9人谜项人正确用、C、D错误。

K3.Io×1Uo

2.A当黑、红表笔分别接触1、2时电表指针发生瞬间偏转后又偏

转消失,说明1、2之间有电容器,D选项中二极管反接,电表指针不发

生偏转,C、D不合题意;当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针发生

稳定的偏转角度,当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不发生偏

转,说明2、3之间有二极管、无电容器,且二极管正极与2连接,则黑

盒内电路可能是A图。

3.答案（2）AC（3）见解析图⑷嘿（5）小于

解析（2）电源电压为3V,则电压表应选A;当待测电阻两端所加电压

为3V时,电流约为IS=W=O∙15A=150mA,未超过D电表最大测

R20Q

量值的三分之一,因此电流表应选C。（3）由题图1可知,滑动变阻器采

用分压式接法,滑片向右滑时待测电阻两端电压增大,电流表采用外接

法,因此连线如图

⑷由R=法可得P=,ItUd2

3Li4IL

⑸题图1电流表外接,则所测电压值准确,电流值偏大,由R=轲得Rx

的测量值小于真实值。

4.答案⑴Rl2500.0⑵图见解析ɪ-⑶小王

。2一%

解析（1）本实验中认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,但实

际情况是由于并联部分的电阻增大造成分压略微增大,从而造成系统

误差,为了能尽量减小这一误差,需要使分压部分的等效电阻（即滑动

变阻器负责分压部分的电阻与支路电阻的并联电阻）近似不变,根据电

阻并联规律可知,这就需要