2023年高考真题和模拟题物理分项汇编（全国通用）专题18 电学实验

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专题18 电学实验

1.（2023浙江6月卷）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）
【答案】 ①. B ②. 1.20 ③. 1.50 ④. 1.04
【解析】
【详解】（1）[1]电压表测量的电压应为滑动变阻器接入电路中电阻丝两端的电阻，开关应能控制电路，所以导线a端应连接到B处；
[2]干电池电动势约为1.5V，电压表选择量程，分度值为0.1V，题图中电压表读数为1.20V；
（2）[3][4]作出如图所示

根据闭合电路欧姆定律可知
图像纵轴截距为电源电动势可得
图像斜率的绝对值等于电源内阻
2. （2023浙江6月卷）以下实验中，说法正确的是（ ）
A. “观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小
B. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积
C. “观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大
D. “探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零
【答案】CD
【解析】A．“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐减小，放电时电流逐渐增大，故A错误；B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需待油酸溶液全部散开,形状稳定后，用一玻璃板轻轻盖在浅盘上，然后用水笔把油酸溶液的轮廓画在玻璃板上，测出油膜面积，故B错误；C．“观察光敏电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；“观察金属热电阻特性”实验中，温度升高，金属热电阻阻值增大，故C正确；D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，变压器的效果减弱，副线圈磁通量还是会发生变化，副线圈输出电压不为零，故D正确。故选CD。
3.（2023新课标卷）在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。

（1）用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时，红表笔应该与电池的___________（填“正极”或“负极”）接触。
（2）某同学设计的实验电路如图（a）所示。先将电阻箱的阻值调为，将单刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化。电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能是___________。（填正确答案标号）
A．迅速变亮，然后亮度趋于稳定
B．亮度逐渐增大，然后趋于稳定
C．迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭
（3）将电阻箱的阻值调为，再次将开关S与“1”端相接，再次记录电流随时间的变化情况。两次得到的电流I随时间t变化如图（b）中曲线所示，其中实线是电阻箱阻值为___________（填“R1”或“R2”）时的结果，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的___________（填“电压”或“电荷量”）。
【答案】 ①. 正极 ②. C ③. ④. 电荷量
【解析】（1）[1]多用电表红表笔流入电流，黑表笔流出电流，故电流表红表笔应该与电池的正极接触；
（2）[2]电容器充电完成后，开始时两极板电量较多，电势差较大，当闭合“2”接入小灯泡，回路立即形成电流，灯泡的迅速变亮；随着时间的积累，两极板电量变少，电势差变小，流过灯泡的电流减小，直至两极板电荷量为零不带电，则无电流流过小灯泡即熄灭，故选C。
（3）[3]开始充电时两极板的不带电，两极板电势差为零，设电源内阻为r，则开始充电时有

由图像可知开始充电时实线的电流较小，故电路中的电阻较大，因此电阻箱阻值为；
[4]图像的物理意义为充电过程中电流随时间的变化图线，故曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的电荷量。
4. （2023辽宁卷）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：

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R的阻值，使电流表示数I = 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L和U，作出U—L图像如图（b）所示，得到直线的斜率k。
回答下列问题：
（1）L是丙到___________（填“甲”“乙”或“丁”）的距离；
（2）写出电阻率的表达式ρ = ___________（用k、a、I表示）；
（3）根据图像计算出该样品的电阻率ρ = ___________Ω∙m（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 乙 ②. ③. 6.5 × 10－5
【解析】（1）[1]由于电压表测量的是乙、丙之间的电压，则L是丙到乙的距离。
（2） [2]根据电阻定律有
再根据欧姆定律有
联立有则
（3）[3]根据图像可知k = 6.5V/m
则根据（2）代入数据有ρ = 6.5 × 10－5Ω∙m
5.（2023浙江1月卷）在“测量金属丝的电阻率”实验中：
（1）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与________（选填“一”、“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与___________（选填“—”、“0.6”或“3”）接线柱连接．开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于____________（选填“左”或“右”）端．

（2）合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据．甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过图像求电阻．则两种求电阻的方法更合理的是___________（选填“甲”或“乙”）．
（3）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表．如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I．改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出图像如图3所示．

则图像斜率______．若要把该表头G改装成量程为的电流表，需要把长为__________m的镍铬丝并联在表头G两端．．（结果均保留两位有效数字）
【答案】 （1） ①. 0.6 ②. 0.6 ③. 左 （2） ④. 乙
（3）⑤. 2.3（2.1~2.5 都给分） ⑥. 0.26（0.24~0.28都给分）
【解析】（1）实验中用两节干电池供电，则图中的导线a端应与 “0.6”接线柱连接，电压表测电阻两端的电压，则金属丝的电阻较小，电流表外接误差较小，故b端应与 “0.6”接线柱连接。为了保护电表，开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于左端。
（2）乙同学通过图像求电阻，可减少实验的误差，则乙同学求电阻的方法更合理；

（3）由图像可知图像斜率
[6]方法一：由电路可知
解得
由图像，则
若要把该表头G改装成量程为的电流表，则并联的电阻即
解得L′=0.26m
方法二：延长图像可知，当I=9.0mA时可得 即L′=0.26m
6. （2023全国乙卷）一学生小组测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图（a）是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：

（1）实验时，先将滑动变阻器R接入电路电阻调至最大，闭合S
（2）将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流I=_______，金属丝的电阻_____.（结果均用、、表示）
（3）继续微调R，重复（2）的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：
（）
0.57
0.71
0.85
1.14
1.43
（）
0.97
1.21
1.45
1.94
2.43
（4）利用上述数据，得到金属丝的电阻。
（5）用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图（b）所示，该读数为______mm。多次测量后，得到直径的平均值恰与d相等。
（6）由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率______。（保留2位有效数字）
【答案】 ①. ②. ③. 0.150 ④. 5.0
【解析】（1）[1]根据题意可知，两端的电压为
则流过即流过待测金属丝的电流
[2]金属丝的电阻
联立可得
（5）[3]螺旋测微器的读数为
（6）[4]根据电阻定律 又
代入数据联立解得
7. （2023全国甲卷）某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为电流表内阻约为．实验中有图（a）和（b）两个电路图供选择。

（1）实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图（c）所示，该同学选择的电路图是图________（填“a”或“b”）
（2）若选择另一个电路图进行实验，在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图______。
【答案】 ①. a ②.
【解析】（1）[1]由于
而小灯泡的电阻约为则电流表应采用外接法，则该同学选择的电路图是图（a）。
[2]若选用另一个电路图即图（b）实验，会有U = U灯＋IRA
则分别代入电流200mA、400mA、500mA，可知对应的电压应为1.4V、4.0V、6.75V，描点连线有

8. （2023海南卷）用如图所示的电路测量一个量程为100μA，内阻约为2000Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12V，有两个电阻箱可选，R1（0 ~ 9999.9Ω），R2（99999.9Ω）

（1）RM应选_________，RN应选_________；
（2）根据电路图，请把实物连线补充完整_________；

（3）下列操作顺序合理排列是______：
①将变阻器滑动头P移至最左端，将RN调至最大值；
②闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM阻值；
③断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏；
④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材
（4）如图是RM调节后面板，则待测表头的内阻为_________，该测量值_________（填“大于”、“小于”、“等于”）真实值。

（5）将该微安表改装成量程为2V的电压表后，某次测量指针指在图示位置，则待测电压为_________V（保留3位有效数字）。

（6）某次半偏法测量表头内阻的实验中，S2断开，电表满偏时读出RN值，在滑动头P不变，S2闭合后调节电阻箱RM，使电表半偏时读出RM，若认为OP间电压不变，则微安表内阻为_________（用RM、RN表示）
【答案】（1） ①. R1 ②. R2 （2）③. （3） ④. ①③②④ （4） ⑤. 1998.0Ω ⑥. 小于 （5） ⑦. 1.28 （6）⑧.
【解析】（1）[1][2]根据半偏法的测量原理可知，RM与R1相当，当闭合S2之后，变阻器上方的电流应基本不变，就需要RN较大，对下方分压电路影响甚微。故RM应选R1，RN应选R2。
（2）[3]根据电路图连接实物图有

（3）[4]根据半偏法的实验步骤应为
①将变阻器滑动头P移至最左端，将RN调至最大值；
③断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏；
②闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM阻值；
④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材。
（4）[5]根据RM调节后面板读数为1998.0Ω。
[6]当闭合S2后，原电路可看成如下电路

闭合S2后，相当于RM由无穷大变成有限值，变小了，则流过RN的电流大于原来的电流，则流过RM的电流大于，故待测表头的内阻的测量值小于真实值。
（5）[7]将该微安表改装成量程为2V的电压表，则需要串联一个电阻R0，则有U = Ig(Rg＋R0)
此时的电压读数有U′ = I′(Rg＋R0)其中U = 2V，Ig= 100μA，I′ = 64μA
联立解得U′ = 1.28V
（6）根据题意OP间电压不变，可得
解得
9.（2023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”）。
【答案】 ①. ②. 1.58 ③. 0.64 ④. 2.5 ⑤. 偏小
【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。
10.（2023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，间连接电压传感器（内阻无穷大）．

（1）先用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是____;
（2）适当调节，使电压传感器示数为0，此时，的阻值为_____（用表示）；
（3）依次将的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数，所测数据如下表所示：
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压
0
57
115
168
220
280
根据表中数据在图（c）上描点，绘制关系图线_____；

（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用．在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为，则大小是_____（重力加速度取，保留2位有效数字）；
（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，此时非理想毫伏表读数为，则_____（填“>”“=”或“<”）．
【答案】 ①. 1000#1000.0 ②. ③. ④. 1.7×10-2 ⑤. >
【解析】（1）[1]欧姆表读数为10×100Ω=1000Ω
（2）[2]当电压传感器读数零时，CD两点电势相等，即
即 解得
（3）[3]绘出U-m图像如图

（4）[4]由图像可知，当电压传感器的读数为200mV时，所放物体质量为1.75g，则

（5）[5]可将CD以外的电路等效为新的电源，CD两点电压看做路端电压，因为换用非理想电压传感器当读数为200mV时，实际CD间断路（接理想电压传感器时）时的电压大于200mV，则此时压力传感器的读数F1>F0。
11. （2023江苏卷）小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响．所用器材有：干电池（电动势约1.5V，内阻不计）2节；两量程电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ；量程0~15V，内阻约15kΩ）1个；滑动变阻器（最大阻值50Ω）1个；定值电阻（阻值50Ω）21个；开关1个及导线若干．实验电路如题1图所示．

（1）电压表量程应选用________（选填“3V”或“15V”）．
（2）题2图为该实验的实物电路（右侧未拍全）．先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱________（选填“B”“C”“D”）连接，再闭合开关，开始实验．

（3）将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中O与1，2，…，21之间的电压．某次测量时，电压表指针位置如题3图所示，其示数为________V．根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线，如题4图中实线所示．

（4）在题1图所示的电路中，若电源电动势为E，电压表视为理想电压表，滑动变阻器接入的阻值为，定值电阻的总阻值为，当被测电阻为R时，其两端的电压________（用E、、、R表示），据此作出理论图线如题4图中虚线所示．小明发现被测电阻较小或较大时，电压的实测值与理论值相差较小．
（5）分析可知，当R较小时，U的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小．小明认为，当R较大时，U的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因．你是否同意他的观点？请简要说明理由______．
【答案】 ①. 3V ②. D ③. 1.50 ④. ⑤. 不同意，理由见解析
【解析】（1）[1]所用电源为两节干电池，电动势为3V，则所用电表量程为3V；
（2）[2]闭合电键之前，滑动变阻器阻值应该调到最大，则由图可知，电池盒上的接线柱A应该与滑动变阻器的接线柱D连接；
（3）[3]电压表最小刻度为0.1V，则读数为1.50V；
（4）[4]由闭合电路欧姆定律可得
当被测电阻阻值为R时电压表读数
（5）[5]不同意；当R较大时，则电压表内阻不能忽略，则电路中的电流
则电压表读数为
当R较大时，R=R2时R最大，此时
因RV>>R1，则电压表读数接近于
12. （2023山东卷）电容储能已经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。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，电容标识不清）；
电源E（电动势，内阻不计）；
电阻箱（阻值）；
滑动变阻器（最大阻值，额定电流）；
电压表V（量程，内阻很大）；
发光二极管，开关，电流传感器，计算机，导线若干。

回答以下问题：
（1）按照图甲连接电路，闭合开关，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向___________端滑动（填“a”或“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（保留1位小数）。
（3）继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为时，开关掷向1，得到电容器充电过程的图像，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）。
（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）。
（5）电容器充电后，将开关掷向2，发光二极管___________（填“”或“”）闪光。
【答案】 ①. b
②. 6.5 ③. ④. ⑤.
【解析】（1）[1]滑动变阻器分压式接法，故向b端滑动充电电压升高；
（2）[2]量程15 V，每个小格0.5 V，估读，故6.5 V；
（3）[3]图像所围的面积，等于电容器存储的电荷量，35个小格，故电容器存储的电荷量为C；
（4）[4]由电容的定义式得：C；
（5）[5]开关掷向2，电容器放电，故闪光。




1. （2023·广东茂名二模）智能手机中都配有气压传感器，传感器的电阻会随所处环境气压变化而变化。某实验小组在室温下用以下可供选择的器材探究：气压传感器的电阻值随气压变化规律：
A.阻值随气压而变化的气压传感器一个（阻值变化范围从几十欧到几百欧）；
B.直流电源，电动势6V，内阻不计；
C.电压表，量程为0~3V，内阻为3kΩ；
D．电压表，量程为0~15V，内阻为15kΩ；
E．电流表，量程为0~0.6A，内阻忽略不计；
F.电流表，量程为0~60mA，内阻忽略不计；
G.定值电阻；
H.定值电阻；
I.滑动变阻器R，最大电阻值约为50Ω；
J。开关与导线若干

（1）小明设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电压表应选择___________，电流表应选择___________，定值电阻应选择___________。（选填实验器材代号）。
（2）请在图乙中将实物连线补充完整。___________
（3）当气压传感器所处环境压强为p时，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U=2.30V和I=23.0mA，则气压传感器阻值___________。（计算结果保留3位有效数字）
（4）当环境压强p改变时，测得不同的值，绘成图像如图丙所示，由图可得和压强p的关系表达式为___________Ω。


【答案】 ①. C ②. F ③. G ④. ⑤. 200Ω ⑥.
【解析】（1）[1] 电源电动势为6V，电压表读数时要在表盘中间三分之一更准确，而且串联定值电阻可以扩大量程，故电压表选C；
[2]气压传感器阻值变化范围从几十欧到几百欧，流经电流表的电流大概在几十毫安，故电流表选F；
[3]串联定值电阻，相当于扩大电压表量程，扩大到6V即可，电压表内阻为3kΩ，定值电阻选G。
（2）[4] 如下图所示


（3）[5] 根据欧姆定律
（4）[6]根据图像，假设 代入数据可得
2. （2023·福建福州4月检测）酒驾严重危害交通安全，喝酒不开车已经成为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精测量仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：
A．干电池组（电动势，内阻）
B．表头G（满偏电流6.0mA，内阻）
C．电阻箱（最大阻值9999.9Ω）
D．电阻箱（最大阻值9999.9Ω）
E．开关及导线若干

（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将表头G量程扩大为90mA，则应将电阻箱的阻值调为________Ω；
（2）如图丁所示，该同学想将酒精气体浓度为零的位置标注在表头上2mA处，则应将电阻箱的阻值调为________Ω；
（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中试测酒精浓度时，表头指针如图丁所示。已知酒精浓度在0.2~0.8mg/mL之间属于饮酒驾驶；酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于醉酒驾驶，则该次测试的酒精浓度属于________范围（选填“酒驾”或“醉驾”）；
（4）使用较长时间后，干电池组电动势降低，内阻增大，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. 3 ②. 16 ③. 酒驾 ④. 偏小
【解析】（1）[1]将表头G量程扩大为90mA，则有
（2）[2]表头G显示电流为，电路实际电流为
由图乙可知，当酒精气体浓度为零时，该气体传感器电阻，改装后电流表等效电阻为

根据闭合电路欧姆定律可得解得
（3）[3]由图乙可知，当酒精气体浓度达到醉驾标准时，该气体传感器电阻，此时电路中的实际电流为此时表头G中的实际电流为，则图丁所示的酒精浓度未到达醉驾，属于酒驾范围。
（4）[4]使用较长时间后，干电池组电动势降低，内阻增大，根据
同一酒精浓度下，电路中的总电流将偏小，流经表头的电流也同比偏小，故所测得的酒精浓度值偏小。

3. （2023·河北保定一模）小王同学获得了某型号LED发光二极管加正向电压时的伏安特性曲线，如图甲所示。该同学想通过实验验证该二极管伏安特性曲线的可靠性，从实验室找来如下器材：

干电池两节（每节干电池电动势为1.5V，内阻约为0.5Ω）；
滑动变阻器一个（最大阻值为5Ω）；
电压表一个（量程为3V，内约为3kΩ）；
电流表一个（量程为50mA，内阻约为1Ω）。
要求二极管的正向电压从0开始变化，尽量减小测量误差。
（1）由甲图可知该发光二极管的电阻随正向电压U变大而_________（填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）请根据实验目的和要求设计电路，按电路将实物图中的连线补充完整_________。


（3）按照电学实验操作观范。保证各仪表的安全，开关闭合之前，乙图中滑动变阻器滑动触头应移到___________端（填“左”或“右”）。
（4）经多次实验验证，二极管的伏安特性曲线非常准确。假设同型号LED发光二极管的伏安特性曲线完全相同，用3枚该型号二极管接入如图丙所示电路中电路中电源电动势，内阻，电阻箱阻值，此时每个二极管消耗功率P=___________W（结果保留2位有效数字）
【答案】 ①. 变小 ②. ③. 左 ④. 0.024
【解析】（1）[1]由图甲可知，随正向电压U的增加图线上任意一点与坐标原点连线的斜率在变大，而该斜率表示电阻的倒数，故可知随正向电压U的增加，发光二极管的电阻在减小。
（2）[2]
（3）[3]为了起到保护电路的作用，在闭合开关前，滑动变阻器的触头应当滑到最左端，让发光二极管两端的电压等于零。
（4）[4]经多次实验验证，二极管的伏安特性曲线非常准确，则当三个二极管串联接入电动势为的电路中时，设每个二极管两端的电压均为，回路中的电流为,由闭合电路的欧姆定律可得

对比甲图，可知此时二极管两端的电压为，对应的电流为，则每个二极管此时的功率为

4. （2023·辽宁大连二模）半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随压力变化而改变。

（1）利用图甲所示的电路测量某一压力传感器在不同压力下的阻值，其阻值约几十千欧，实验室提供以下器材：
电源E（电动势为3V）
电流表A（量程，内阻约50Ω）
电压表V（量程3V，内阻约为20kΩ）
滑动变阻器R（阻值0~100Ω）
为了提高测量的准确性，开关、应该分别接在______、______；（选填“1”或“2”、“3”或“4”）
（2）通过多次实验测得其阻值随压力F变化的关系图像如图乙所示；
（3）由图乙可知，压力越大，阻值______（选填“越大”或“越小”），且压力小于2.0N时的灵敏度比压力大于2.0N时的灵敏度（灵敏度指电阻值随压力的变化率）______。（选填“高”或“低”）
【答案】 ①. 2 ②. 3 ③. 越小 ④. 高
【解析】（1）[1]由于压力传感器的电阻约为几十千欧，而电流表A内阻约为50Ω，电压表V内阻约为20kΩ，压力传感器的电阻远远大于电流表的内阻，电流表分压影响较小，因此采用电流表内接法，开关连接2；
[2]为了提高测量的准确性，实验数据的测量范围尽量广泛一些，控制电路采用滑动变阻器的分压式接法，因此开关连接3.
（3）[3]由图乙可知，压力越大，阻值越小；
[4]由图乙可知，在相等压力变化量内，压力小于2.0N时，电阻的变化幅度大于压力大于2.0N时的电阻的变化幅度，即压力小于2.0N时的灵敏度比压力大于2.0N时的灵敏度高。
5. （2023·河北唐山三模）多用电表的简化电路图如图甲所示，请完成下列问题。

（1）当选择开关S旋到位置6时，电表用来测量_________；当S旋到位置_________时，多用电表测电流时量程较大。
（2）某同学用多用表测量某电学元件的电阻，把选择开关旋到“”位置，测量发现多用表指针偏转很小，因此需将选择开关旋到_________（填“”或“”）位置。
（3）某实验小组探究“改变欧姆挡倍率的方式”，实验电路如图乙、丙所示，实验器材如下：
A．干电池（电动势为，内阻不计）；
B．电流计（量程，内阻）；
C．可变电阻器；
D．定值电阻；
E．导线若干，红黑表笔各一只。

①在乙图中，左侧表笔是_________（“红”，“黑”）表笔；
②在丙图中，将与电流计并联，相当于欧姆表更换倍率。用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比_________。
③如果在使用过程中电池电动势变，但仍可以欧姆调零。在这种情况下，测量值和真实值之比为_________。
【答案】 ①. 电压 ②. 1 ③. ④. 黑 ⑤. 100∶1 ⑥. 15∶14
【解析】
【详解】（1）[1][2]由多用电表原理可知，选择开关S旋到位置6时，电表用来测量电压，当S旋到位置1时，多用电表测电流时量程较大。
（2）[3]多用表测量某电学元件的电阻时，多用表指针偏转很小，说明电阻较大，则需将选择开关旋到。
（3）①[4]由电流从黑表笔流出可知，在乙图中，左侧表笔是黑表笔。
②[5]根据并联分流原理可知，将与电流计并联，当电流表满偏时，流过的电流为

则电路中电流扩大为原来的100倍，由欧姆定律可知，电阻变成原来的，则用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比
③[6]根据题意，电动势没有改变之前，电动势为，欧姆表内阻为，由闭合回路欧姆定律有
改变之后，电动势为，欧姆表内阻为，则有
可得
则有
则
6. （2023·湖南教学联盟第一次联考）如图所示，图1为某多用电表中欧姆表的内部电路图，该欧姆表有“”“”两个倍率挡可供使用。图1中电源的电动势为，内阻为，在挡位切换时电源的电动势和内阻不变。灵敏电流计的内阻为，满偏电流为，定值电阻、的阻值分别为，。图2为该多用电表的表盘，欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。不计导线的电阻，请回答下列问题：

（1）在正确操作的情况下，图1中______（填“a”或“b”）表笔应为红表笔。
（2）为使欧姆表的倍率调为“”挡，则图1中单刀双掷开关的开关应拨至______位置（填“1”或“2”）。接着进行欧姆调零后，用该欧姆表测量某一待测电阻的阻值，稳定后电表指针指示位置如图2所示，则该待测电阻的阻值为______。
（3）若将欧姆表的倍率选择为“”挡，进行欧姆调零后接在另一个待测电阻的两端，稳定后指针指在灵敏电流计满偏刻度的处，则通过计算可知该待测电阻的阻值为______。
（4）若将图1中单刀双掷开关的开关拨至2后，进行欧姆调零，当调零完毕时，滑动变阻器接入电路的阻值为______。
【答案】 ①. a ②. 1 ③. 1400 ④. 225 ⑤. 139.1
【解析】
【详解】（1）[1]在欧姆表的使用过程中，应让电流从红表笔流入，黑表笔流出，黑表笔接内部电源正极，所以a表笔应为红表笔。
（2）[2][3]当开关拨至1时，灵敏电流计满偏时的干路电流为
此时欧姆表的中值电阻为
所以当开关拨至1时，欧姆表的倍率是“”，欧姆表读数为表盘刻度值乘以倍率，所以读数为

（3）[4]倍率选择“”挡时，欧姆表的内阻为
由闭合电路欧姆定律有
指针指在电流计满偏刻度的五分之二位置时，有
两式联立得
（4）[5]当开关拨至2时，倍率为“”挡，欧姆表的内阻为
则灵敏电流计满偏时的干路电流为
电路中并联部分的阻值为
所以滑动变阻器接入电路的电阻为
7. （2023·湖南怀化二模）某小组测量某金属细杆（如图甲）的电阻率，应用了学生电源E、定值电阻、电压表和、电阻箱R等器材，操作步骤如下：
（1）用刻度尺测量金属细杆的长度L，用游标卡尺在不同部位测量金属环横截面的直径D，读数如图乙所示，示数为______cm；
（2）按图丙连接电路，a、b间器件表示金属环，闭合开关，调节电阻箱，记录两块电压表和电阻箱的读数，绘制出丁图，可计算出金属环的阻值______，用L、D、表示出该金属环的电阻率______；
（3）从系统误差角度看，由丁图计算出的阻值______真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。


【答案】 ①. 1.07 ②. 2.6 ③.
④. 大于
【解析】（1）[1]游标卡尺分度值为0.1mm，根据游标卡尺读数规则可得，示数为10mm+7×0.1mm=10.7mm=1.07cm
（2）[2]由题意及电路图可得
图线斜率即为金属环的电阻大小，即

[3]由题意可得，金属环的电阻率为

（3）[4]由上述电路图分析可得，由丁图计算出的电路金属环两端的电压准确，通过的电流比真实值小，忽略了电压表V1的电流，因此由丁图计算出的阻值大于真实值。
8. （2023·江苏徐州一模）某同学测量一段粗细均匀金属丝的电阻率，器材如下：金属丝，电源（电动势3V、内阻不计），电流表（量程0~0.6A、内阻0.5Ω），电压表（量程0~3V、内阻约3kΩ），滑动变阻器（最大阻值15Ω），毫米刻度尺，开关S及导线若干。实验步骤如下：
（1）首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度，再用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图甲所示，金属丝直径的测量值__________mm；

（2）为减小误差，应选用乙图中的__________（选填“a”或“b”）连接线路；
（3）实验过程中，改变滑动变阻器的滑片位置，并记录两电表的读数，作出如图丙所示的图像，可得金属丝的电阻__________，电阻率__________（结果均保留2位有效数字）；
（4）电路保持闭合，若测量时间较长，会使电阻率的测量结果__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

【答案】 ①. 0.499##0.500##0.501 ②. a ③. 3.9##4.0##4.1 ④. ⑤. 偏大
【解析】（1）[1]用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图甲所示，金属丝直径的测量值

（2）[2]由于电源内阻不计，而电压表的内阻未知，电流表的内阻已知，为减小误差，应选用乙图中的“a”连接线路；
（3）[3]根据图a，可得
作出如图丙所示的图像，可得直线斜率为
可得金属丝的电阻
[4]根据电阻定律可得，电阻率
（4）[5]电路保持闭合，若测量时间较长，金属丝发热，温度升高，会使金属丝的电阻率增大，所以测量结果将偏大。
9. （2023·湖南衡阳二模）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。电源电动势为，内阻可以忽略。单刀双掷开关先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。

（1）开关改接2后，电容器进行的是______（选填“充电”或“放电”）过程，此过程中流经电阻上的电流方向______（选填“自上而下”或“自下而上”）。实验得到的图像如图乙所示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将______（选填“减小”“不变”或“增大”）。
（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为______μF。
【答案】 ①. 放电 ②. 由下到上 ③. 不变 ④.
【解析】（1）[1]当开关接2时，电容器相当于电源，进行的是放电过程；
[2]开关接1时，电源给电容器充电，电容器上极板接正极，充电完成，上极板带正电，下极板带负电，可知开关接2时，电容器相当于电源，上极板相当于电源的正极，故电流由下到上；
[3]曲线与坐标轴所围成的面积为电容器充电完成后所带电荷量，只减小电阻，并不能改变电容器的充好电时的电荷量，故此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。
（2）[4]根据电容器电容的定义
解得μF
10. （2023·广东潮州二模）随着智能手机的广泛应用，充电宝成为手机及时充电的一种重要选择。某学习小组为了测量一充电宝电动势和内阻（充电宝的电动势约为，内阻很小，最大放电电流为）进行了以下实验：
（1）为了尽可能准确地测出充电宝的电动势和内阻，使用的实验器材有：数字式多用电表（可视为理想电压表）、滑动变阻器（最大阻值足够大）、电流表、导线、开关等。实验电路如图甲所示，已知定值电阻，请根据电路图在图乙中完成实物连线______。

（2）连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器，记录数字电压表和电流表的读数。作出图像，如图丙所示。由图像求得充电宝的电动势______V，内阻______。（结果均保留两位有效数字）
（3）若实验室中没有数字式多用电表，上述电路只能用普通电压表做实验，这样会使内阻的测量值______。（选填“偏大”、“偏小”或“无偏差”）
【答案】 ①. ②. 5.0 ③. 0.13 ④. 偏小
【解析】（1）[1]实物连线，如图



（2）[2][3]由闭合电路欧姆定律，得
图像求得充电宝的电动势
内阻
（3）[4]由于电压表的分流，电流表的测量值比通过电源的电流偏小，所以电动势偏小，图像的斜率的绝对值偏小，内阻偏小。
11. （2023·福建南平三模）某实验兴趣小组利用如图甲所示电路，测量电源的电动势E和表盘数字不清但刻度清晰的毫安表量程。待测电源电动势E约为10V、内阻不计，图中内阻很大的电压表量程为10V，电阻箱R最大阻值为，毫安表内阻，定值电阻阻值约为，S为开关。（计算结果均保留两位有效数字）

（1）先对电表机械调零，闭合开关，多次调节电阻箱，记录多组阻值R和电压表的相应读数U；
（2）根据图甲所示电路，________（用R、、E和表示）；
（3）画出图像如图乙，电动势________V；
（4）调节电阻箱阻值为时，电压表读数为，此时毫安表指针指在刻度盘中央位置，则毫安表的量程________mA；
（5）将此毫安表与电阻箱、一节干电池（电动势1.5V）、开关及导线等改装成欧姆表，如图丙所示，用它来测量一未知电阻，指针指在图丁的位置，则________Ω。
【答案】 ①. ②. 9.1 ③. 20 ④. 50
【解析】（2）[1]由图甲，根据欧姆定律得
联立可得
（3）[2]由图乙可知纵轴截距为。由上式可得
解得
（4）[3]当，时，由欧姆定律可得
则毫安表的量程
（5）[4]此欧姆表的内阻为
此时毫安表的示数为，则未知电阻阻值为
12. （2023·湖南第五次大联考）（1）某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电压表的内阻及电源电动势。已知电压表量程为3V，内阻，电压表量程也为3V，内阻为几千欧（待测），电源电动势约为5V，电源内阻可忽略。按以下步骤进行操作。

①按图甲所示原理图完成电路连接；
②把、均调至最大阻值；
③闭合开关S，调节、，使、均有合适示数，分别为、，若调至、满足的关系，此时电阻箱的阻值为1500Ω，则可知电压表的内阻为___________Ω；
④若将调至4000Ω并保持不变，调节，记录多组对应的、值，以为纵坐标，为横坐标描点作图，在实验误差允许范围内得到一条倾斜直线，直线的纵截距为b，则电源的电动势为___________（用已知量和已测得量计算出结果）。
（2）用伏安法测量电源电动势和内阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按如图乙所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。

①闭合开关、，灵敏电流计⑥的示数不为零，调节R和R＇使得灵敏电流计的示数为零，读出电流表和电压表的示数和；②改变滑动变阻器R、R＇的阻值，重新使得灵敏电流计的示数为零，读出电流表和电压表的示数和；③重复②操作，得到了多组I、U；④根据实验得到的多组数据作出的U-I图线如图丙所示，由此可得电源的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。（结果均保留2位有效数字）

【答案】 ①. 3000 ②. ③. 2.0 ④. 1.0
【解析】（1）③[1]根据并联电路规律可知
代入数据可得
④[2]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
即
故 ，
（2）④[3][4]根据闭合电路欧姆定律有
所以图像的斜率为
所以电源的内阻
当时，，解得
13. （2023·江苏苏锡常镇四市二模）某兴趣小组尝试研究一块太阳能电池的相关性能．为控制光照强度，他们采用一的台灯作为光源，并在距离光源处将太阳能电池正对灯管进行实验。
（1）该小组采用图甲所示电路研究该太阳能电池路端电压U与电流I的关系，通过实验记录及运算，获得了如下U和I的数据表。

序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
I/mA
0.11
0.15
0.17
0.19
0.22
0.26
0.32
0.40
0.55
0.80
0.86
0.90
U/V
1.05
1.36
1.35
1.34
1.33
1.31
1.27
1.21
1.10
0.72
0.43
0.10
他们在坐标中描绘了序号为1～9的数据点．请完成序号为10～12的数据点的描绘，并绘制图线_________。

（2）从描绘的各数据点来看，序号为1的数据存在实验错误，其可能的原因有哪些______。
A．电阻箱实际接入阻值大于电阻箱记录值
B．电阻箱实际接入阻值小于电阻箱记录值
C．测量该数据时将太阳能电池的朝向弄偏了
D．测量该组数据时将太阳能电池向灯靠近了
（3）通过实验图线可知，该太阳能电池的电动势为______V；若将该太阳能电池直接与的定值电阻相连，则此时该电池的内阻约为______（结果均保留三位有效数字）。
（4）对太阳能电池来讲，最大输出功率是其重要参数。根据以上数据可以估算这块太阳能电池在该光照条件下的最大输出功率为______（结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 见解析 ②. AC##CA ③. 1.40（1.37~1.43） ④. 875（825~890） ⑤. 0.63（0.60~0.65）
【解析】（1）[1]根据表格数据在图像中描绘序号为10～12的数据点，作出图线如图所示

（2）[2]从描绘的各数据点来看，序号为1的数据存在实验错误。
A．电阻箱实际接入阻值大于电阻箱记录值，根据
可知电压测量值小于真实值，故A正确；
B．电阻箱实际接入阻值小于电阻箱记录值，根据
可知电压测量值大于真实值，故B错误；
C．测量该数据时将太阳能电池的朝向弄偏了，则测量时电动势偏小，电流和电压测量值偏小，故C正确；D．测量该组数据时将太阳能电池向灯靠近了，则测量时电动势偏大，电流和电压测量值偏大，故D错误。故选AC。
（3）[3]当电流时，通过实验图线可知，该太阳能电池的电动势为
[4]若将该太阳能电池直接与的定值电阻相连，在图像中作出定值电阻的图线，如图所示

根据图像交点可知，此时外电压为，电流为，根据闭合电路欧姆定律可得
解得此时该电池的内阻为
（4）[5]这块太阳能电池的输出功率为
由图像可知，这块太阳能电池在该光照条件下的最大输出功率约