三年高考真题（2022-2024）分类汇编 物理 专题45测量电动势和内阻实验和多用电表使用 含解析

专题45测量电池电动势和内阻实验及多用电表的使用考点三年考情（2022-2024）命题趋势考点1伏安法测量电池电动势和内阻实验（5年5考）2024高考甘肃卷：精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响；2023年6月高考浙江选考科目：“测量干电池的电动势和内阻”实验，电表读数，电路连线，图像法处理实验数据；2022天津学业水平选择性考试：实验小组测量某型号电池的电动势和内阻，电路选择；2023年新高考福建卷：测量某电源电动势和内阻实验，设计实验消除电表内阻造成的系统误差。1.测量电池电动势和内阻实验是高考考查频率较高的知识点，几乎年年考。测量电池电动势和内阻的主要方法是伏安法、安阻法、伏阻法等，伏安法一直是考查的热点。2.多用电表的使用考查一般与其它实验有机结合。考点2其他方法测量电池电动势和内阻实验（5年3考）2024年高考辽宁卷：某探究小组利用电压表和电阻丝测量电池的电动势和内阻。2023年高考湖北卷：某实验小组安阻法测量干电池的电动势和内阻。考点3多用电表使用（5年2考）2024年全国理综新课标卷：学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。利用多用电表粗测待测电压表的内阻。2024年高考河北卷：用多用电表判断二极管极性。2023年高考湖南卷：某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，涉及多用电表读数考点01伏安法测量电池电动势和内阻1..（2024高考甘肃卷）精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。（1）考虑电流表内阻影响①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻______（保留2位有效数字）。②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势______（用I、r和表示）。③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的图像。则待测干电池电动势______V（保留3位有效数字）、内阻______（保留1位小数）。（2）考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是______（单选，填正确答案标号）。A.电路设计会损坏仪器 B.滑动变阻器接法错误C.电压太大无法读数 D.电流太小无法读数【答案】（1）①1.0②.③.1.40④.1.0（2）D【解析】（1）[1]由图2可知，电压表读数为电流表读数为根据欧姆定律可得电流表内阻为[2]由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势的表达式为[3][4]根据变形为根据图像可知，纵截距斜率的绝对值所以待测干电池电动势为电源内阻为（2）由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。故选D2．（2023年6月高考浙江选考科目）（5分）在“测量干电池的电动势和内阻”实验中（1）部分连线如图1所示，导线a端应连接到________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为________V。（2）测得的7组数据已标在如图3所示U-I坐标系上，用作图法求干电池的电动势________V和内阻________Ω。（计算结果均保留两位小数）【参考答案】（1）B1.20（2）1.501.04【参考答案】（1）根据利用电压表和电流表测量干电池电动势和内阻的实验电路，可知导线a应该连接到B接线柱上。根据电压表读数规则，电压表示数为1.20V。（2）过尽可能多的点作直线得出干电池的伏安特性曲线，如图。干电池的伏安特性曲线在纵轴的截距值大约干电池的电动势E=1.50V；斜率绝对值等于干电池的内阻，r=Ω=1.04Ω。3.（2022天津学业水平选择性考试）实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路，由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。（1）图1的电路图为下图中的__________。（选填“A”或“B”）（2）如果实验中所用电表均视为理想电表，根据图2得到该电池的电动势__________V，内阻__________。（3）实验后进行反思，发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图2中重新绘制图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将__________，与纵坐标轴交点的数值将__________。（两空均选填“变大”“变小”或“不变”）【参考答案】（1）.B（2）.4.5.1.8（3）不变变大【命题意图】本题考查电动势和内阻测量实验及其相关知识点。【名师解析】（1）通过观察实物图可知电压表接在电源两端，故电路图为B；（2）根据闭合电路欧姆定律有则图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E，斜率是电池的内阻r，根据图像可知，纵轴截距为4.5，横轴截距为2.5，结合上述分析可知电池电动势；内阻（3）[4][5]分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用，使得电流表的示数小于流过电池的电流，考虑电压表内阻的影响，流过电压表的电流为可知流过电池的电流为，因电压表内阻不变，随着电压值减小，电压表电流减小，当电压值趋于0时，I趋于，在图2中重新绘制的图线如图所示故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变，与纵坐标轴交点的数值将变大。4.（2023年新高考福建卷）在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知。（1）按照图甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整_____。（2）实验操作步骤如下：①将滑动变阻器滑到最左端位置②接法Ⅰ：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据的值，断开开关③将滑动变阻器滑到最左端位置④接法Ⅱ：单刀双掷开关S与2闭合，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据的值，断开开关⑤分别作出两种情况所对应的和图像（3）单刀双掷开关接1时，某次读取电表数据时，电压表指针如图丙所示，此时_____V。（4）根据测得数据，作出和图像如图丁所示，根据图线求得电源电动势____________，内阻____________。（结果均保留两位小数）（5）由图丁可知____________（填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”）测得电源内阻更接近真实值。（6）综合考虑，若只能选择一种接法，应选择____________（填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”）测量更合适。【参考答案】①.见解析②.1.30③.1.80④.2.50⑤.接法Ⅱ⑥.接法Ⅱ【命题意图】此题考查测量电源电动势和内阻实验、误差分析及其相关知识点。【名师解析】（1）[1]根据图甲所示的电路图，实物连接如图所示（3）[2]量程为的电压表分度值为，需要估读到分度值的下一位，由图丙可知电压表读数为（4）[3]当单刀双掷开关接1时，电流表示数为零时，电压表测量准确，故电动势为的纵轴截距，则有[4]当单刀双掷开关接2时，电压表示数为零时，电流表测量准确，由图像可知此时电路电流为，根据闭合电路欧姆定律可知解得内阻为（5）[5]由图丁可知图像的斜率为解得由图丁可知图像的斜率为解得可得故接法Ⅱ测得的电源内阻更接近真实值。（6）[6]由电路图可知接法Ⅰ的误差来源是电流表的分压，接法Ⅱ的误差来源是电压表的分流，由于电源内阻较小，远小于电压表内阻，结合（5）问分析可知，若只能选择一种接法，应选择接法Ⅱ更合适。考点02其他方法测量电动势和内阻实验1.（2024年高考辽宁卷）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）、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_____。（3）由图线求得Ⅰ、Ⅱ斜率分别为、，若，则待测电池的内阻____（用和表示）。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）为了保护电路，闭合开关前，金属夹置于电阻丝的最大阻值处，由图可知，应该置于端。（2）对于电路图（a），根据闭合电路欧姆定律有设金属丝的电阻率为，横截面积为，结合欧姆定律和电阻定律联立可得整理可得对于电路图（b），根据闭合电路欧姆定律有结合欧姆定律和电阻定律联立后整理可知图线的纵轴截距解得（3）由题意可知又联立解得2.（2023年高考湖北卷）某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：电压表（量程，内阻很大）；电流表（量程）；电阻箱（阻值）；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__________。（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图像如图（c）所示，则干电池的电动势为__________V（保留3位有效数字）、内阻为__________（保留2位有效数字）。（3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为__________（保留2位有效数字）。（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__________（填“偏大”或“偏小”）。【参考答案】①.②.1.58③.0.64④.2.5⑤.偏小【名师解析】（1）[1]实物连线如图：（2）[2][3]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得由图像可知E=1.58V内阻（3）[4]根据可得由图像可知解得（4）[5]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，即实验中测得的电池内阻偏小。考点03多用电表的使用1.（12分）（2024年全国理综新课标卷）学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5V），电压表V1（量程5V，内阻约3kΩ），定值电阻（阻值为800Ω），滑动变阻器（最大阻值50Ω），滑动变阻器（最大阻值5kΩ），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”位置再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的______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______（填“×1”“×100”或“”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为______kΩ（结果保留1位小数）；（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______（填“”或“”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端；（3）闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表，待测电压表的示数分别为、，则待测电压表内阻______（用、U和表示）；（4）测量得到，则待测电压表内阻______（结果保留3位有效数字）。参考答案（1）CAB负极、正极×1001.6（2）R1a（3）（4）1.57解题思路本题考查的考点：电压表内阻测量、多用电表使用、欧姆定律。（1）由于电压表内阻约3kΩ，多用电表测量电阻先选欧姆档，然后红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，所以步骤为CAB。由于多用电表黑表笔接内部电池的正极，所以测量电压表内阻，应将多用电表红、黑表笔分别与待测电压表的负极、正极相连。由于指针位置I偏转角太小，说明待测电阻大，需要选择欧姆档较大倍率×100，重新调零后，实线II所指位置，读数为16×100Ω=1600Ω=1.6kΩ。（2）滑动变阻器分压接法应该选择阻值范围较小的滑动变阻器R1.闭合开关S前，应该将滑动变阻器调节到待测电路电压最小位置，即滑动变阻器的滑片应该置于a端。（3）由欧姆定律，U1-U=，解得RV=（4）RV==×800Ω=1566Ω≈1.57kΩ【方法归纳】此实验测量电压表内阻的方法原理还是欧姆定律。2..(2024年高考河北卷).某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表、数字电流表、滑动变阻器R（最大阻值）、白炽灯、可调电阻、发光二极管、光敏电阻型三极管、开关和若干导线等。（1）判断发光二极管的极性使用多用电表的“”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置（见图（2），由此判断M端为二极管的____________（填“正极”或“负极”）。（2）研究光敏电阻在不同光照条件下伏安特性①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线和的另一端应分别连接滑动变阻器的____________、____________、____________接线柱（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。②图4为不同光照强度下得到光敏电阻伏安特性图3曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而____________（填“增大”或“减小”）。（3）组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管（当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通）等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应____________（填“增大”或“减小”）可调电阻的阻值，直至发光二极管发光。【答案】（1）负极（2）①.A②.A③.D##C④.减小（3）增大【解析】(1)根据欧姆表结构，使用时欧姆表黑表笔接内部电源正极，故当黑表笔接M端，电阻无穷大，说明二极管反向截止即连接电源负极。(2)[1][2][3]题干要求电压表、电流表读数从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法连接电路,故接滑动变阻器A接线柱,必须接在金属杆两端接线柱任意一个，即C或D。[4]由图像可知，随光照强度增加，I-U图像斜率增大，所以电阻减小。(3)三极管未导通时，与串联。随着光强增强，电阻减小，此时三极管仍未导通，说明分压小，故需要增大。3.（2023年高考湖南卷）某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器