电学实验-2025年高考物理二轮复习

第17讲电学实验

—洞悉•高频考点精研典型例题

考点一观察测量型实验

实验装置图（或电路图）注意事项考查热点

①考现象：充、放电时电路中

①安装：按实验装置图连接好电路的电流情况

观察电容器的充、

2②观察：开关S接1或2,仔细观察②考图像：描绘口曲线

放电现象Er=©

R

电压表，电流表示数的变化特点③考计算：由/-f曲线下的面积

求电荷量

①考读数：电压、电流、电阻

挡的读数

①电压、电流挡：相当于电压表、电

表头】泮②考使用：欧姆表选挡、调

流表

；耕；；,A-v-y”

用多用电表测量电'~OO'-'零、规范操作等

欧姆调零②欧姆挡：闭合电路欧姆定律

学中的物理量一旋钮③考黑箱：多用电表探测黑箱

选择,-红表笔插孔③调零：机械调零、欧姆调零

开关1uio4bsboV©■-黑表笔插孔内的元件

④电流方向：红表笔进，黑表笔出

④电表改装：所需电阻或改后

量程的计算

①考读数：U、I、L及d

①测量尺:&=苧（伏安法）②考电路：电路设计或选择、

测定金属的电阻率

VI②计算〃：Rx=g,p=*实物连线，器材选择

③考运算：由图像求丛、p

①考电路：电路设计或选择、

①伏安法：E=U+lr实物连线或改错，器材选择

测量电源的电动势

~@-----^伏安法）②安阻法：E=I（7?+r）②考作图：描点连线画图线

和内阻

1__----1③伏阻法：E=U-\~^r③考运算：由”/或或六图

R

像，求E、r

【典例1】某同学通过实验观察电容器的放电现象，采用的实验电路如图甲所示，已知所用电容器的长引线是其

正极，短引线是其负极。

（1）实验时，开关S应先接到,再接到,观察电容器的放电现象。（选填“1”或"2”）

（2）根据图甲所示的电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。

i/|xA

600

50()

400

300

200

10()

010203040506070807/s

乙丙

1/11

（3）电容器放电的同时开始计时，每隔5s读一次电流，的值，记录数据如下表:

时间

0510152025303540455055

t/s

电流

5003922702091581017549332393

请根据表中的数据，在图丙中作出电流，,随时间/变化的图线。

尝试解答_____________________________________________________________________________________________

【典例2】（2023•辽宁高考12题）导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。

现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品（固态），某同学欲测量其电阻率，设计了如图（a）所示的电

路图，实验步骤如下：

fU/V

0.15

0.10

0.05

00.51.01.52.02.5L/cm

b

a.测得样品截面的边长a—0.20cm；

b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移

动；

c.将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L-,

d.闭合开关S,调节电阻箱尺的阻值，使电流表示数/=0.40A,读出相应的电压表示数U,断开开关S；

e.改变丙的位置，重复步骤c、d,测量多组乙和。，作出。［图像如图（b）所示，得到直线的斜率讥

回答下列问题：

（1）£是丙到（填“甲”“乙”或“丁”）的距离；

（2）写出电阻率的表达式0=（用晨a、/表示）；

（3）根据图像计算出该样品的电阻率/）=Qm（保留两位有效数字）。

尝试解答_____________________________________________________________________________________________

【典例3】（2024•新课标卷23题）学生实验小组要测量量程为3V的电压表⑦的内阻Rv。可选用的器材有：

多用电表，电源£（电动势5V）,电压表⑨（量程5V,内阻约3k。），定值电阻&（阻值为800。），滑动

变阻器&（最大阻值50。），滑动变阻器尺2（最大阻值5kQ）,开关S,导线若干。

完成下列填空：

2/11

（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“X10”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/所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡（填

“XI”“X100”或“XIk”）位置。重新调节后，测量得到指针位置如图a中实线〃所示，则粗测得到的该电压

表内阻为kQ（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“Ri”或

“民”）,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⑪、待测电压表的示数分别为5、U,则待测电压表

内阻Rv=（用Ui、。和R）表示）；

（4）测量得到。i=4.20V,U=2.78V,则待测电压表内阻Rv=_______kQ（结果保留3位有效数字）。

尝试解答_____________________________________________________________________________________________

□方法总结

测量电阻的特殊方法（其中心阻值已知）

主要

电路图步骤表达式

仪器

①如图所示，将被测电阻心与定值电阻&串联接由5=也得

电压URo

入电路；②用电压表分别测电阻心、&两端的电2

表和Rx=^~Ro

a压Ui、uU2

段R。2

定值

①如图所示，连接电路，闭合开关S1、S2,记下由?=*得凡=

电阻

K0Kx

电压表示数U1；②断开开关S2,记下电压表示数

Ro1

U1-U

S2。22

主要

电路图步骤表达式

仪器

电流①如图所示，将被测电阻&与定值电阻心并

表和联接入电路；②用电流表分别测量通过电阻由八&=/2尺0得&=聊0

J凡「

定值Rx、Ro的电流/i、Ii

3/11

电阻

①闭合Sl、断开S2,读出电流表的示数/l；由/1&=(/2-/1)Rx得Rx

Ro=—^―7?0

②闭合Sl、S,读出电流表的示数/2

212T1

由hRo=

4R。h（七十火0）

①闭合S1、S2,读出电流表的示数/1；②闭

得Rx=

合S1、断开S2,读出电流表的示数12

（11—12）R。

12

一只电

流表和

已知最①闭合S,将滑片P移动到°端读出电流表由I\Rx

cR5

xPr~

大阻值的示数/i；②闭合S,将滑片P移动到b端读=h(&+R))

得凡=暑

为R）的出电流表的示数h

滑动变

阻器

【典例4】（2024•甘肃高考12题）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1.5k。）、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RA=Q（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RA表示，则干电池电动势£=。+（用/、厂和RA表示）。

图3

4/11

③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U-/图像。则待测干电池电动势£=V（保留3

位有效数字），内阻r=Q（保留1位小数）。

图4

（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）。

图5

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

尝试解答_____________

【典例5】（2024•浙江衢、丽、湖三地质检）某同学为研究水果电池的电动势和内阻，利用狮猴桃做的水果电

池进行实验。

图1图2

（1）他先后用电压表（量程为0〜3V）和数字多用电表的直流电压2V档（其内阻远大于电压表的内阻）直接测

量了水果电池两端的电压，如图1、图2所示，则该水果电池的电动势更接近（选填“电压表”或“数字

多用电表”）测量的值，其值为V；

（2）为了估算该水果电池的内阻，该同学需进一步测量电压表的内阻Rv,以一节内阻不计的干电池为电源组成测

量电路如图3所示，改变电阻箱的阻值R,并读出电压表的读数U,作出图像如图4,则电压表的内阻为

（用图4中所给字母表示）；

5/11

（3）若该电压表的内阻为3.2k。，则可估算该水果电池的内阻约为kQ（保留两位有效数字）。

尝试解答_____________________________________________________________________________________________

□方法总结

伏阻法与安阻法测电源电动势和内阻

方案伏阻法安阻法

原理…+9E=IR+Ir

电路图

E,r

---------一

关系式—1—r•―1―I—.1T=^+i

UERE

图像

0R0R

、口¥测真，一测〈

沃差EVEE测=七具,尸测〉

r

分析「4测=森）尸真（尸测=V+RA）

考点二探究型实验

实验装置图归纳总结考查热点

①安装：按装置连接电路①考连线：连接电路

②操作：观察线圈绕向、电流②考现象：分析指针偏转方向

探究影响感应电流方向

方向③考分析：分析多种实验电路及

的因素

③记录：实验现象实验现象

④分析：感应电流磁场方向④考运用：结论的运用

①考操作：改变电压、线圈匝数

①估计：被测电压的大致范围

前均要先断开开关

②选择：交流电压挡适当量程

探究变压器原、副线圈②考注意：电压不能超过12

③组装：把两个线圈穿在可拆

电压与匝数的关系80141816V,不能用手接触裸露部件

变压器铁芯上，闭合铁芯

③考选挡：先用最大量程挡试

④测量：输入、输出电压

测，再选用适当量程测量

6/11

【典例6]（2024•山东德州模拟）某同学利用如图1所示实验装置来完成“探究影响感应电流方向的因素”的

实验。

图1

（1）下表为该同学记录的实验现象:

磁体磁场感应电流的

磁体运指针偏

序号的方向磁场方向

动情况转情况

（正视）（正视）

1向下插入线圈向左向上

2向下拔出线圈向右向下

3向上插入线圈向右向下

4向上拔出线圈向左向上

①分析上述4组实验记录的感应电流的磁场方向与原磁场方向，可得结论是感应电流的磁场总要=

②已知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。如图2所示实验中该同学将条形磁体某极向下从线圈上

方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，则条形磁体的下端为极（填“N”或“S”）-

图2

（2）该同学为了进一步研究实验，设计图3所示实验装置。其中甲、乙为两个完全相同的电流表。已知闭合开关

后，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针位置如图3所示。若要使电流表乙的指针向右偏

转，则进行的操作正确的是（填正确选项前的字母）。

图3

A.闭合开关，等电路稳定后再断开开关的瞬间

B.断开开关，等电路稳定后再闭合开关的瞬间

C.滑动变阻器的滑片向M端迅速滑动

D.滑动变阻器的滑片向N端迅速滑动

尝试解答

7/11

【典例7】（2024•福建厦门三模）小强同学在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中使用的可拆

式变压器如图甲所示，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“X100”的匝数。

（1）除图甲中的器材外，下列器材中还需要的是（填仪器前的字母）；

m也

低压交流电源

多用电表

直流电压表

F.0.63直流电流表

（2）变压器铁芯的结构和材料是（填选项前字母）；

A.整块不锈钢铁芯

B.整块硅钢铁芯

C.绝缘的硅钢片叠成

8/11

（3）在实验操作过程中横铁芯没有与竖直铁芯对齐，原线圈输入电压为5=4V,匝数为〃1=200匝，改变副线

圈匝数几2,测量副线圈两端的电压。2,得到。2■小图像如图乙所示，则可能正确的是图线—（选填“Q”“b”

或%”)

10

400%/匝

乙

尝试解答_____________________________________________________________________________________________

考点三创新型电学实验

【典例8】（2024•湖南高考11题）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，⑦为电压表，®为电流表。

SLJ

电阻测量系统抽气泵

oP

d

（1）保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100mA,电压表量程为3V,表盘如图c所示，示数为_

V,此时金属丝阻值的测量值R为Q（保留3位有效数字）；

（2）打开抽气泵，降低玻璃管内气压0,保持电流/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叩关系图线，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100mA,电压表指针应该在图c指针位置的侧

（填“左”或“右”）；

（5）若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值_______真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。

尝试解答_____________________________________________________________________________________________

创新分析

（1）本实验的实验目的是探究一金属丝的阻值随气压变化的规律；

（2）采用伏安法测量电阻，根据测量数据绘制R-p关系图线，从而得到不同气压下的阻值。

9/11

【典例9】（2024•河北高考12题）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（0〜20V）、

数字电流表（0~20mA）＞滑动变阻器R（最大阻值50。，1.5A）、白炽灯、可调电阻后（0〜50kQ）、发光

二极管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、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“X10k”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。位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中6位置（见图2）。由

此判断M端为二极管的________（填“正极”或“负极”）。

LED

11.5

MN

（2）研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性

学生电源

图3

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

L、心和心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”）o

②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线/、〃和皿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”）。

0