2024年高考物理热点：重难点 电学实验（解析版）

重难点力与物体的平衡

1.命题情境具有一定的问题性、真实性、探究性或开放性。试题的任务情境呈现出类型多样、、具有一定复杂

程度和开放性等特点的真实情境。电学实验以电学量测量为基础，借助数学知识探究较为抽象的物理量。

2.高考在考查电学实验知识的同时也注重考查实验能力，并且把对能力的考查放在首要位置。

3.命题中更多出现数字实验，创新实验方式等数字实验室系统，它们利用传感数据采集器等收集实验数据，

用计算机软件分析实验数据、得出实验结论。试题经常出现利用数字实验或云技术平挥决一些用常规方法

难以实现的疑难实验，或利用手机等信息技术工具捷地解决某些物理学习问题。

4.电学设计性实验题充分体现了探究性和应用性,源于教材却又高于教材，侧重考查同学们的综合实验素质

和利用基本原理,方法进行创新的能力，力求达到“只有亲自动手做过实验并能进行再思考的考生才能得高

分”的命题思想。

5.电学实验主要考查电阻率的测量、电源电动势和内阻的测量、了解伏安法、差值法、半偏法、等效法、电桥法

等测电阻的方法。会用传感器控制电路、设计相关实验方案.学会替换和改装电表进行实验.会利用电学实

验知识探究创新实验方案。

»重难诠程

-I_T

1、电阻率的测■原理

由&=得p==¥"，因此，只要测出金属丝的长度入直径d和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的

电阻率.

2、测电动势和内电阻的原理

1.伏安法

甲乙

2.安阻法•••

闭合电路的欧姆定律后=出+斤,电路图如图所示.

3.伏阻法

闭合电路欧姆定律E=U+gr,电路图如图所示.

rC

3、电表的改装与校准

电表的两种改装的比较

改装成大量程电压表改装成大量程电流表

内部电路

改装原理串联分压并联分流

所需电阻R=：-Rg-Ug

阻值4ITg

改装后R+Rq

U=lg(Rg+玲I=RIg

的量程

保

护

校准电路电

阻

4、测量电路与控制电路的选择

1.电流表的内、外接法

内接法外接法

电路图-®-Lc=>-L

Kx

电流表分压电压表分流

误差原因

41=U/+UA%=ly

电阻测量值

D_%1t测~

1T测一/测

~」r测~

_R^Rv口

=必+R^>Rxx

—Rx+Rv

测量值大于真实值

测量值小于真实值

适用于测量大阻值电阻小阻值电阻

两种电路当R工或凡》VO7时,选用电流表内接法

选择标准当Rvy>Rx或Rx<次后时,选用电流表外接法

2.滑动变阻器两种连接方式的对比

限流接法分压接法对比说明

R

串、并联关

电路图

E,系不同

负载R上电压调节范

R+Ro7U&E分压电路调节范围大

围（不计电源内阻）

闭合S前触头位置b端Q端都是为了保护电路元件

3.滑动变阻器两种接法的选择

滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化，通常情况下，由于限流式结

构简单、耗能少，优先使用限流式.

滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况：

①要求电压表能从零开始读数，要求电压（电流）测量范围尽可能大；

②当待测电阻凡》R（滑动变阻器的最大阻值）时（限流式接法滑动变阻器几乎不起作用）；

③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流.

五、差值法测电阻

1.电流表差值法（如图所示）

⑴基本原理:定值电阻凡的电流4=4—小电流表®的电压a=5—/j%.

（2）可测物理量：

①若凡为已知量,可求得电流表@的内阻r尸"一尸；

A

②若n为已知量，可求得见=要/

3

2.电压表差值法（如图所示）

v

XR。

fvj-------

（1）基本原理:定值电阻凡的电压a）=u—a，电压表®的电流/产件5.

（2）可测物理量：

①若凡为己知量,可求得电压表®的内阻

_U\R

②若八为已知量,可求得Ro=与6rl.

5、半偏法测电表内阻

1.电流表半偏法（电路图如图所示）

（1）实验步骤

①先断开S2,再闭合S1,将R1由最大阻值逐渐调小，使电流表读数等于其量程Im；

②保持凡不变，闭合52，将电阻箱R-2由最大阻值逐渐调小，当电流表读数等于-Im时记录下此的值，

则丛=&

（2）实验原理

当闭合S2时，因为/?1»RA，故总电流变化极小,认为不变仍为Im，电流表读数为争,则已中电流为争，

所以7?4=凡.

（3）误差分析

①测量值偏小：兄4测=A2VRA真.

②原因分析:当闭合$2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以

流经R-2的电流比电流表所在支路的电流大，凡的电阻比电流表的电阻小,而我们把R-2的读数当成电流

表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小.

③减小误差的方法:选电动势较大的电源E,选阻值非常大的滑动变阻器品,满足品》RA.

2.电压表半偏法（电路图如图所示）

（1）实验步骤

①将R2的阻值调为零，闭合S,调节B的滑动触头，使电压表读数等于其量程5

②保持&的滑动触头不动，调节入，当电压表读数等于时记录下R2的值，则Rv=R2.

（2）实验原理：Rv»凡,R2接入电路时可认为电压表和R2两端的总电压不变，仍为4,当电压表示数调

为牛时，品两端电压也为牛，则二者电阻相等,即Rv=凡.

（3）误差分析

①测量值偏大：Ry^=R,2>Ri/真.

②原因分析：当凡的阻值由零逐渐增大时，凡与电压表两端的总电压也将逐渐增大，因此电压表读数等

于时，R2两端的电压将大于使RARv,从而造成Rv的测量值偏大.显然电压表半偏法适

用于测量内阻较大的电压表的电阻.

③减小误差的方法:选电动势较大的电源E,选阻值较小的滑动变阻器R],满足品《Rv.

6、等效替代法测电阻

如图所示,先让待测电阻串联后接到电动势恒定的电源上，调节,使电表指针指在适当位置读出电表示

数;然后将电阻箱串联后接到同一电源上,保持反阻值不变，调节电阻箱的阻值，使电表的读数仍为原来记

录读数，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值.

7、电桥法测电阻

⑴操作:如图甲所示，实验中调节电阻箱晶，使灵敏电流计G的示数为0.

⑵原理:当7G=0时，有心=。，则43，%=%；电路可以等效为如图乙所示.

根据欧姆定律有粤=粤，粤=粤，由以上两式解得RIRH=R2R3或等=与,这就是电桥平衡的

条件，由该平衡条件可求出被测电阻上的阻值.

八、定值电阻在电学实验中的应用

定值电阻在电路中的主要作用

（1）保护作用：保护电表，保护电源.

（2）测量作用：已知电压的定值电阻相当于电流表，已知电流的定值电阻相当于电压表，主要有如图所示两

种情况：

乙

图甲中流过电压表%的电流：12=与瓦；

图乙中电流表4两端的电压a=U—DR；

（3）扩大作用:测量电路中用来扩大电表量程;当待测电阻过小时,可串联定值电阻用来扩大待测量.

重难通关练

（建议用时,30分钟）

一、

遮目R（2023•山东枣庄・统考三模）光伏电池是将太阳能转化为电能的装置，由于其能量来源于“取之不尽”

的太阳能辐射，而且清洁、安全、无污染，目前已广泛应用于人们生活的各个方面。小明家里就安装了一套

太阳能庭院灯，小明和科技小组的同学拆下了其中的光伏电池，欲测量其电动势和内阻。通过查阅铭牌，他

们了解到电池规格为“12U2Q6A/Z”，高亮度LED照明灯的规格为“3W10U”。

（1）若通过分压电阻保证LED灯正常发光,则给光伏电池充满电后,理论上可使LED灯连续照明

h；

（2）实验室可提供的器材如下：

①电流表4量程0.64，内阻约为2Q）

②电压表V（量程15V,内阻约为10M）

③滑动变阻器B（O~2OQ）

④电阻箱凡（最大阻值99Q,最小分度0.1Q）

⑤电阻箱用（最大阻值999Q,最小分度1Q）

⑥单刀单掷开关8、单刀双掷开关S2及导线若干

为测量该电池的电动势和内阻,该小组设计了如图甲所示的电路,并按以下步骤进行操作：

①闭合开关S、，断开开关S?,调节滑动变阻器品使电流表指针满偏；

②保持滑片P不动,把开关52与1接通,调节电阻箱使电流表指针半偏，读出电阻箱的阻值小,则可得电流

表的内阻RA=，该测量值真实值（选填“大于"''小于"或“等于”），其中电阻箱应选择

（选填“凡”或“凡3”）；

③闭合开关&,把开关52与2接通,调节滑动变阻器阻值,记下多组电流表的示数/和相应电压表的示数

U；

④以U为纵坐标，/为横坐标，作出U-/图线如图乙所示，图线斜率为七纵截距为b,根据图线求得电动势

E—,内阻r=；

（3）在不计电流表内阻测量误差的情况下,测量电动势和内阻时电流表和电压表（选填“会”或“不

会”）引起系统误差。

【答案】20r0小于R2b-k-r0不会

【解析】（1）［1］由题意可知LED灯的额定电压为10V,故通过分压电阻保证LED灯正常发光后，乙ED灯两

端电压为10V,则理论上可使LED灯连续照明时间为

,10VXQAh,

t=3W=2o0n九

（2）［2］调节电阻箱使电流表指针半偏，读出电阻箱的阻值r（）,则电流表的内阻约等于电阻箱的阻值「0,即

⑶开关S2与1接通，电路中的总电阻减小，根据闭合回路欧姆定律可知，电路中的总电流增大，通过R1的

电流大于满偏电流，通过电阻箱的电流大于电流表的电流，电阻箱的电阻小于电流表的电阻，则测得的电流

表内阻小于真实值；

［4］由于电流表内阻较小，应选择分度值较小的兄2；

［5］［6］根据闭合回路欧姆定律

E=U+1（7+0）

可得

U=E-I（r+ro）

纵截距为6,则

E=b

图线斜率为k,则

-（r+r0）

故

r=­k—r0

（3）［7］在不计电流表内阻测量误差的情况下，由上述分析可知测量电动势和内阻时电流表和电压表不会引

起系统误差。

目可（2024・海南・校联考一模）有一温度敏感元件，室温下它的阻值约为10Q，某实验小组想要研究这温度

敏感元件的电阻与温度的关系,实验室可供选择的实验器材还有：

A.电压表V（量程0〜3口内阻约为10%。）

B.电流表A（量程0〜0.6A,内阻约为1Q）

C.滑动变阻器/（阻值范围0〜10Q,允许的最大电流为2A）

D.滑动变阻器灭2（阻值范围o〜200Q,允许的最大电流为1A）

E.干电池2节

F.开关、导线若干

（1）实验过程中要求流过被测元件的电流从零开始逐渐增加，滑动变阻器应该选用（填器材前面的

字母序号）。

（2）请用笔画线代替导线将图中实验电路的实物图补充完整。

（3）被测元件的阻值&可根据电压表的读数U和电流表的读数/求出,通过调节滑动变阻器接入电路的阻

值，得到多组U、/数据,并对应求出多个立值。根据测得的数值作出如图所示的五一U图像，根据图像可

知，这一温度敏感元件属于（填选项前的字母序号）。

A.金属材料制成的热敏电阻B.半导体材料制成的热敏电阻

（4）当电压表读数为IV时，被测元件的发热功率为W（用分数表示），室温状态下被测元件的阻值为

Q（保留2位有效数字）。

B

【答案】Cg8.1/8.2/8.3/8.4

6

【解析】（1）［1］实验过程中要求流过被测元件的电流从零开始逐渐增加，滑动变阻器接成分压电路，则应该

选用阻值较小的。。

（2）［2］电压表的内阻远大于待测电阻，则应该采用电流表外接电路，则实物连线如图；

（3）［3］由图像可知，该元件的电阻随电压增加（温度升高）阻值减小，可知这一温度敏感元件属于半导体材

料制成的热敏电阻，故选B;

（4）［4］［5］当电压表读数为IV时，被测元件的电阻为6Q,则发热功率为

TJ2I21

由图像可知室温状态下（U=0时）被测元件的阻值为8.2Q。

题目13（2023•浙江宁波・统考模拟预测）某同学买了一卷铜导线，想在不拆散导线卷情况下，测定带卷铜导线

的长度。

（1）该同学剥去导线末端的少许绝缘皮，用螺旋测微器测铜导线直径，如图（a）所示，该铜导线直径为

mm。

⑵该同学找来实验器材来测量该卷铜导线的总电阻Rx，电路图如图⑹，其中4=0.6。，见=100Q,G为

灵敏电流计，凡为电阻箱，电路其余部分电阻均不计。

①开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于端（填"4'或）；

②闭合开关并移动变阻器滑片,发现电流计有示数。调节电阻箱，使电流计指针稳定指向中央零刻度线，此

时电阻箱阻值如图（c）,则该卷铜导线的电阻为。；

③已知铜导线的电阻率为1.78XIOHQ.M,该同学测得导线的实际长度为馆（乃取3.14,保留一位小

数）。

【答案】1.779/1.780/1.781A0.4055.7/55.8/55.9/56.0/56.1

【解析】（1）［1］该铜导线直径为1.5mm+0.01mmx28.0=1.780mm。

（2）①开［2］关闭合前，滑动变阻器滑片应置于A端；

②［3］当电流计指针稳定指向中央零刻度线时，电阻箱的阻值为凡=150。，则

R-2_凡

RxR\

解得•••

Rx—0.40。

(3)[4]根据

DL4PL

RH=Py=

7rd之

解得

=7cd2/?3.14x(1.780x10-3)2x0.4

L=——Tm=55.9m

4。4x1.78x10—8

题目④（2023•安徽•校联考二模）某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。

（1）用螺旋测微器测待测金属丝的直径如图甲所示，可知该金属丝的直径4=mmo

图甲图乙

（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“X10”挡时，发现指针偏转角度过大,应换用倍率为

（填“x1”或“x100”）挡,在进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图乙所示，其读数为Q。

（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率,实验室提供了下列器材：

A.电流表A（量程0.6A,内阻较小可忽略）B.保护电阻凡

C.电源（输出电压恒为U）D.开关S、导线若干

①实验小组设计的测量电路如图丙所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度"

闭合开关,记录电流表A的读数几

图丁

②改变接线夹位置,重复①的步骤，测出多组L与/的值。根据测得的数据，作出如图丁所示的图线,横轴表

示金属丝长度〃单位：馆）,则纵轴应用（填或“十AT1”）表示;若纵轴截距为b,斜率为限可

得为=，金属丝的电阻率p=（用题中给出的已知物理量U、6、Md等表示）。

③关于本实验的误差，下列说法正确的是（填选项字母）。

A.电表读数时为减小误差应多估读几位

B.用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差

C.若考虑电流表内阻的影响，电阻率的测量值大于真实值•••

【答案】0.720xl11.0占/A4bU叼初B

I4

【解析】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为

0.5+0.01x22.0mm=0.720mm

（2）[2][3]当用电阻“x10”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小读数的偶然误差，换用

“X1”挡，则指针静止时位置的读数为

11.0XI。=11.0。

（3）[4][5][6]根据欧姆定律有

根据电阻定律有

o_L

兀

2

解得

:上史

iMu

则纵轴应用-yM-1来表示。

根据图像有

^=b,k=T

u疝或

解得

O77-T7ud%U

Ro=bU,p=---：—

③[7]A.电表读数时应该根据量程确定精度，由出现不精确的位次选择估读的位次，因此电表读数时多估

读几位并不能减小误差，A错误；

B.图像法处理实验数据时，能够尽量利用到更多的数据，减小实验产生的偶然误差，即用图像求金属丝电

阻率可以减小偶然误差，B正确；

C.根据上述分析过程

14。RQ-\-R

一=----•L----A---------

IMU

电阻率是根据图线的斜率求解的，令斜率为％,即

------7-k

KU（^

可见电阻率的测量值与是否考虑电流表的内阻无关，。错误。

故选B。

遒互区实验课上某同学测量一个均匀新材料制成的圆柱体电阻R,的电阻率P。

①该同学首先用游标卡尺测得该圆柱体的长度，再用螺旋测微器测得该圆柱体的直径d如图甲所示，则d

甲•••

②该同学用多用电表粗略测得该圆柱体电阻约为30Q,为精确测量其电阻阻值，现有3.0V的干电池组、开

关和若干导线及下列器材：

A.电压表0〜3V,内阻约次QB.电流表0〜2mA,内阻Rg=50Q

C.定值电阻10QD.定值电阻1Q

E.滑动变阻器0〜10Q

测量电路如图乙所示，图中分流电阻反应选（填器材前面的序号）;

某次实验中电压表读数为U、电流表读数为1,则该圆柱体的电阻表达式为Rx=（用字母U、/、/、

凡表示）。

【答案】3.851/3.852/3.853D

I{R0+Rg)

【解析】①[1]由图示螺旋测微器可知，其示数

d—3.5mm+35.2X0.01mm=3.852mm

②[2]通过圆柱体电阻的最大电流约为

E3

1=――=-A=0.1A=100mA

应并联一个分流电阻，其阻值为

0.002X50

R=Q41。

I-Ig0.1-0.002

图中分流电阻凡应选

[3]该圆柱体的电阻表达式为

URU-IR_(^U-IR)R

R=—=gga

1

Hx/+等/(超+%)

题目⑤心脏除颤器通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，

使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。现用图甲所示电路观察心脏除颤器中电容器

的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变

化。图甲直流电源电动势E=8V、内阻不计,充电前电容器带电量为零。先使S与“1”端相连，电源向电容

器充电。充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的/—t曲线如图

乙所示。

siRi

J_

工

电

流

传

感

器

（i）在电容器充电与放电过程中，通过电阻凡的电流方向（选填“相同”或“相反”）。

（2）图像阴影为1—t曲线图像与对应时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积SiS2（选填

或“=”）。

（3）己知Si=2.41mA-s,则该电容器的电容值为F。（保留两位有效数字）

⑷由甲、乙两图可判断阻值用五2（选填“>”或）。

【答案】相反=3.0x10-4F<

【解析】（1）[1]由图甲可知，电容器充电时，通过电阻凡的电流方向向左，放电时通过凡的电流方向向右，

故在电容器充电与放电过程中，通过电阻用的电流方向相反。

（2）[2]]—土曲线图像与对应时间轴所围成的面积表示电荷量，充电和放电电荷量相等，所以乙图中阴影部

分的面积Sl=52。

（3）[3]由于电源内阻不计，可知电容器两端电压等于电源电动势，则该电容器的电容值为

—=—=2,41.1。y*IO-4F

UE8V30

（4）[4]由图乙可知，充电时的最大电流大于放电时的最大电流，则由闭合电路的欧姆定律

1=1

可知

VR?

题目可（2023•北京房山・统考二模）实验测量、实验操作、数据分析和误差分析是物理实验的重要环节。

（1）用10分度的游标卡尺测量某物体直径如图所示，则直径d=cm。

ni7主尺

012（cm）

1111111ill11,1II111II1111111

II[IIIIII_

05io|游标

（2）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，如图所示为所用实验器材，可拆变压器，学生电

源,数字万用表。

关于本实验，下列说法正确的是

13

A.为了保证人身安全，只能使用低压交流电源，原线圈所接电压不超过12V

B.为了保证人身安全,变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱

C.变压器正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈

D.使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡测试,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量

（3）现将数字多用电表的选择开关旋至最合适的挡位后，分别测量原线圈匝数为为时的输入电压U和副线

圈匝数为小时的输出电压仿，数据如下表。

原线圈匝数处（匝）副线圈匝数的（匝）输入电压a（u）输出电压U（V）

1002004.328.27

1008004.3233.90

4008004.338.26

40016004.3316.52

①在误差允许范围内，表中数据基本符合规律。

②进一步分析数据,发现输出电压比理论值偏小，请分析原因。

【答案】0.52ABD/ADB/BAD/BDA/DBA/DAB在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的

电压之比等于匝数之比有漏磁、铁芯发热、导线发热等

【解析】（1）[1]根据游标卡尺的读数规则有

0.5cm+2X0.1mm=0.52cm

（2）[2]A.变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电

压不超过12V,A正确；

B.为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱，B正确；

C.变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，。错误；

D.使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。

故选

（3）①根据表中数据，在误差允许的范围内基本符合，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比，即有

—=%

U2n2

②电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量

损耗，使副线圈两端电压偏低。

题目回（2023•浙江•校联考一模）某科技小组对充电宝不同电量时的电动势和内阻进行了研究。

A小组的同学对电量百分比为100%的充电宝进行了如下实验:两只数字多用表分别作为电压表和电流表;

滑动变阻器五用于改变电路中的电流；Ro=2Q作为保护电阻，以防止滑动变阻器调节过度导致短路；电路

中的电源为充电宝,通过充电宝的连接线接入电路。剥开充电宝连接线的外绝缘层,里面有四根导线，红导

线为充电宝的正极,黑导线为负极，其余两根导线空置不用。实物电路如图甲所示。

⑴图甲中作为电流表的多用电表是（填"4'或"B”）。

（2）通过实验作出U-/图像如图乙所示,则可得到充电宝的电动势E=,内阻r=（计算结

果保留两位小数）。

（3）若考虑电表内阻，则充电宝内阻测量的结果（选填“偏大”“准确”“偏小”）。

8小组的同学利用如下器材对电量百分比为60%的同一充电宝进行了实验:除蓄电池、开关、导线外，可供

使用的实验器材还有

A.电阻箱五（量程为。〜99.9Q）B,电压表V（量程。〜3V,内阻1也）

C.定值电阻凡=2QD.定值电阻扁=1000Q

小组同学将电压表进行了改装为量程为0〜6V后用如图丙所示电路图进行测量。

⑷在1、2处分别放上定值电阻，则1处应选择的定值电阻为（填“凡”或者“品”）。

⑸电压表的读数为U,电阻箱的读数为R,将测得的数据绘制成4•-卷图像，如图丁所示，可得出的结论

Ulx

为当充电宝的电量百分比发生变化时，其电动势将,内阻（以上两空均选填“变大”“变小”或

“基本不变”）。

【答案】B5.06V/5.07W5.08V0.09J2/0.10Q/0.11Q/0.12^/0.13£2偏小凡基

本不变基本不变

[解析]（1）[1]电流表应与滑动变阻器串联，故图甲中作为电流表的多用电表是B。

（2）[2][3]根据闭合回路欧姆定律可得

E=U+Ir

可得

U=E-IT

根据图像在纵轴上的截距可得充电宝的电动势

E=5.07V

充电宝的内阻等于图像倾斜直线的斜率的绝对值

八

■I5.0L79-—4.086|Pn-re

（3）［4］由于电压表的分流作用，电流测量值小于真实值，当外电路短路时电流测量值等于真实值，电源U-

/图像如图所示

所以内阻的测量值偏小。

（4）［5］小组同学将电压表进行了改装为量程为0〜6V,则需要串联的电阻为

,U-U

R=————-q=lf1cQ

Rs

则1处应选择的定值电阻为Ri。

（5）［6］［7］电路的欧姆定律可得

E=2U+（平+先）（r+为）

解得

1=2（「+凡）X工+2+丁+凡

U-EREERV

由图像可知

卜=2（r+凡）—L000—0.395

E—0.725

解得

七比5.069V,y0.115Q

所以当充电宝的电量百分比发生变化时，其电动势将基本不变，内阻基本不变。

<培优争分练

（建议用时,30分钟）

一、

题目7（2024•吉林白山・统考一模）某学生实验小组要测量一电压表的内阻，提供的器材如下：

A.待测电压表％（量程0~3V）

B.标准电压表其（量程0~5忆内阻约为2%Q）

C.定值电阻品（阻值为lkQ）

D.定值电阻凡（阻值为5%Q）

E.滑动变阻器品（最大阻值为20Q,额定电流为0.2⑷

F.滑动变阻器此（最大阻值为100Q,额定电流为L4）

G.电源E（6V,内阻不计）

H.开关S、导线

（1）先用多用电表粗测电压表内阻;所用多用电表的电阻挡有“X100”、“x10”和“x1”挡。该同学选择“X

10”挡,将多用电表的表笔（选填“红”或“黑”）与待测电压表的正接线柱相连，将另一支表笔与另

一个接线柱相连,发现指针偏转角度较小,为了较准确地进行测量,应选择“”挡。重新换挡后，该同

学按正确的操作方法测量时，多用电表的指针位置如图甲所示，那么粗测结果是Q;

（2）该同学设计根据所提供的仪器，设计了如图乙所示的电路图进行测量；

（3）为了精确测量此电压表的内阻,除了选用电源、开关、导线、待测电压表、标准电压表外，滑动变阻器应选

择、定值电阻应选择（填各器材前面的字母）。

（4）正确连接电路后闭合开关,调节滑动变阻器使两电压表示数达到适当值，此时电压表%、%的示数分别

为U、U，则此电压表内阻的测量值为Rv=（用物理量的符号表示）。

【答案】黑X1001.90x103/1900FC

【解析】（1）［1］电流从多用电表的红表笔流入，从黑表笔流出；电流从电压表的正接线柱流入电压表，从电压

表的负接线柱流出，则将多用电表的黑表笔与待测电压表的正接线柱相连；

［2］发现指针偏转角度较小，说明所测电阻偏大，欧姆挡倍率选择过小，则为了较准确地进行测量，应选择

“X100”挡；

［3］根据欧姆表读数规则，可知所测电阻为

R=19x100Q=1900Q

（3）［4］由图可知，滑动变阻器采用分压式接法，所接电阻器的阻值尽可能小，但由于要精确测量电压表内

阻，则应使电压表尽量满偏；若选择品，则流过此的最大电流为

Q磊A=0.254>0.24

若选择R2,则流过凡的最大电流为

72=岛4=0.054<1人

故滑动变阻器应选择五2。

故选F。

［5］待测电压表量程为3U,标准电压表量程为5U,为精确测量此电压表的内阻，电压表应尽量满偏，则待测

电压表与串联电阻电压之比应接近3:2,电压表内阻约1900Q,则定值电阻选阻值约1270Q的，即选定值电

阻品。

故选C。

（4）［5］据欧姆定律及串、并联电路的特点可得：

U2=Ui+^-Ri

解得

UR

Rv=5—5

题目可（2024.辽宁沈阳・统考一模）某实验小组要测量一块量程为3V的电压表的内阻Rv.

（1）小组同学先用多用电表粗测电压表的内阻,当欧姆挡位调到x100位置时,刻度盘如图甲所示，则读数约

为kQ.o

（2）为进一步精确测量电压表内阻7?卜,小组设计如图乙所示电路,实验步骤如下：

第一步，按电路图乙正确连接好电路,把滑动变阻器五的滑片P滑到a端，并将电阻箱Ro的阻值调到最大，

闭合开关S2；

第二步，闭合开关&,调节滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的指针指到满刻度；

第三步,保持开关S闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关S2,调整电阻箱凡的阻值。由于凡阻

值受限，电压表无法达到半偏，所以调节周阻值使电压表的指针指到满刻度的4位置，此时电阻箱凡的阻

值为905.50。

实验提供的器材除待测电压表、多用表、电阻箱（最大阻值999.9Q）、电池（电动势约6.0V,内阻可忽略不

计）、导线和开关之外，还有如下可供选择的实验器材：

A.滑动变阻器（最大阻值10。）B.滑动变阻器（最大阻值150Q）

C.滑动变阻器（最大阻值1500。）

根据以上设计的实验方法，回答下列问题：

①为了使测量结果比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器应选用（填字母代号）。

②根据实验数据，求得电压表的阻值五测=Q。

③对于该测量方法，根据实验原理可知，在测量无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量值A测

真实值Rv（填“大于"''小于"或“等于”）。

【答案】3.6A3622大于

【解析】（1）［1］多用电表表盘最上面一圈刻度为欧姆挡表盘刻度，根据表盘刻度可得该电压表内阻约为

R产36x100J1~3.6fcQ

（2）［2］由于电源电动势约为为6V,而电压表的满偏电压为3V,电路采用的是分压式接法，则选用最大最值

小的滑动变阻器更容易进行调节，使电压表达到满偏；另夕卜，当电压表达到满偏时，由于电压表的内阻大于

滑动变阻器与之并联部分的电阻，则并联后的总电阻接近滑动变阻器左侧电阻的阻值；滑动变阻器左侧电

阻与电压表内阻并联后再与滑动变阻器右侧电阻串联而分压，当断开S2接入电阻箱后，并联部分电阻将增

大，分压也将增大，而增大后的电阻更接近滑动变阻器左侧电阻,左侧电阻越大，接入电阻箱后等效电阻的

增加量就越大，因此等效电阻分去的电压就越大，实验误差就越大，综合可知，应选择总阻值最小的滑动变

阻器。

故选

［3］由于电阻箱与电压表串联，根据串联分压，且分压比等于电阻之比可得

18

u&_凡

UyRy

代入数据解得

4x905.5

7?v=-一~---Q=3622。

~5

[4]当将电阻箱接入电路后，滑动变阻器左侧与电压表所在电路并联后的等效电阻，因电阻箱的接入使并联

等效电阻变大，而由于忽略电源的内阻，滑动变阻器的左侧电阻与电压表所在电路并联后与滑动变阻器右

侧电阻串联,根据串联分压原理可知，当电阻箱接入电路后，滑动变阻器左侧与电压表并联部分的电压变

大，因此，当电压的指针指到满刻度的《位置时，实际上电阻箱分担的电压大于电压表满偏刻度的根据

55

URQ_&

UyRy

得到

Uv&

RV=F-

U瑞

因此可知实际测出的电压表内阻的测量值五测大于真实值几入

题目⑶（2024.河南郑州.统考一模）某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。

（1）用螺旋测微器测出待测金属丝的直径do

（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“X10”挡时，发现指针偏转角度过大,应改用倍率为

（选填“x1”或“x100”）挡,在进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图乙所示，其读数为Q.

（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材:

A.电流表（量程0~300mA,内阻约0.1。）B.电流表（量程0~3.04内阻约0.02Q）

C.保护电阻凡=10Q