專題16電學(xué)實驗

鱷

測量導(dǎo)體的電阻率

1.（2025?遼寧?二模）通過測量純凈水的電阻率。能直接判斷其純凈程度是否達標。某課題小組用圖甲所

示裝置測量常溫下純凈水的電阻率。圖中粗細均勻的圓柱形玻璃管兩端用導(dǎo)電活塞（活塞電阻可忽略）

封裝體積為V=500mL的純凈水，右活塞固定，左活塞可自由移動。實驗器材有電源（電動勢為E,內(nèi)阻

不計），電壓表Vi、V2（均可視為理想電表），定值電阻4（阻值為6.00kQ），定值電阻&（阻值為3.00kQ），

實驗步驟如下：

①把左側(cè)活塞向右推，將純凈水壓縮至最短，測量純凈水長度L;

②把S撥到1位置，記錄電壓表V,示數(shù)q；

③把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表V?示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值R；

④把左側(cè)活塞向左移到某位置，改變純凈水長度，重復(fù)步驟②、③，記錄每次純凈水的長度L和電阻

箱阻值R;

⑤斷開S,整理好器材。

（1）玻璃管內(nèi)純凈水的電阻4=（用"、&、R表示）。

（2）電阻箱的讀數(shù)R與純凈水長度L之間的關(guān)系為R=（用&、&、P、P表示）。

⑶利用記錄的多組純凈水長度L和電阻R的數(shù)據(jù)，繪制如圖乙所示的R-（關(guān)系圖像，則該純凈水的電

阻率為Q-m（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

【答案】（1）4手

R禹V

（3）250

【詳解】（1）當S接1時，根據(jù)歐姆定律則有石=1+?4

同理當S接2時則有E/+與&

1\

聯(lián)立解得凡=￡誓

R

（2）根據(jù)電阻定律可知凡=夕!

又因為V=SL

2

聯(lián)立解得&=夕彳T

結(jié)合上述結(jié)論則有紀模=p—

RV

解得=3^

（3）根據(jù)上述分析可知，在尺-］的圖像中，其斜率為人=色變=當￥。.1112

代入數(shù)據(jù)解得純凈水的電阻率為P=250dm

2.（2025?江西宜春?二模）某實驗小組利用如圖甲所示的電路測量一長度為工的待測電阻尺的電阻率。其

中R/為一較長的粗細均勻電阻絲，尺為待測電阻，&為電阻箱，a為電表。其測量步驟如下：

根據(jù)圖甲的電路圖連接電路，將&調(diào)到某一數(shù)值，滑片P與金屬絲某位置連接。閉合開關(guān)％,試觸開

關(guān)S2,觀察電表a的指針偏轉(zhuǎn)情況；適當左右移動滑片P的位置，直至閉合開關(guān)S2時，電表a的示數(shù)為

零；測出滑片P左右電阻絲4尸、3尸的長度L、L2,讀出此時電阻箱接入電路的阻值&。

⑴實驗小組用螺旋測微器測量電阻絲R的直徑，示數(shù)如圖乙所示，則其直徑止mm。

（2）為了測量更準確，圖甲中的電表。應(yīng)選以下哪個電表更合適0

A.量程為30HA、精度為1附、內(nèi)阻為100Q的靈敏電流計

B.量程為0.6A、精度為0.02A、內(nèi)阻為60Q的電流表

C.量程為3V、精度為0.1V、內(nèi)阻為3000。的電壓表

⑶根據(jù)以上實驗操作，待測電阻絲的阻值R、=o待測電阻絲的電阻率小。（用題中所

給物理量的字母工、Li、上、Ro,d表示）

⑷重復(fù)（3）的操作，測出多組r、〃的數(shù)據(jù)，分別取平均值。本實驗待測電阻絲電阻的理論測量值—

（填“大于"“等于"或"小于"）真實值。

【答案】（1）1.500/1.501/1.499

（2）A

⑶b4

⑷等于

【詳解】（1）螺旋測微器的讀數(shù)即電阻絲的直徑，由圖可知d=L5mm+0.0*0.01mm=1.500mm

（2）各個電表的靈敏度情況如下：A表偏轉(zhuǎn)1格所需電壓為UAo=/Ao&=O/mV

B表偏轉(zhuǎn)1格所需電壓為4。==L2V

C表偏轉(zhuǎn)1格所需電壓為0.1V,為了測量更精確，就要求電表更靈敏。

故選A。

（3）［1］實驗小組將滑動變阻器滑片調(diào)至最左端后，閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器使其滑片處于合適位置,

調(diào)節(jié)電阻箱，使其示數(shù)為4,然后調(diào)節(jié)滑片P,使表頭的示數(shù)為0,由電橋平衡條件，得&q=3

其中叫="，松=與&

聯(lián)立，解得

L2

[2]根據(jù)電阻定律R=夕?

可得，待測電阻絲的電阻率為P=兀

（4）重復(fù)（3）的操作，測出多組&、〃的數(shù)據(jù)，分別取平均值，可減小偶然誤差，此實驗表頭內(nèi)阻不

影響實驗原理，電橋法無系統(tǒng)誤差，因此待測電阻絲電阻的理論測量值等于真實值。

3.（2025?黑龍江哈爾濱?二模）某興趣小組同學(xué)獲得一些某新型材料制成的均勻圓柱體，對這些圓柱體進

行實驗探究。

（D如圖1,用螺旋測微器測量圓柱體的直徑為mm。

⑵使用圖2所示的電路測量圓柱體的電阻段,電源內(nèi)阻很小可忽略不計，將電壓表的右端分別接到。點

和6點，觀察兩個電表讀數(shù)的變化情況，發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏角變化幅度更大，為了使4的測量值更接

近真實值，應(yīng)選擇將電壓表的右端接到點（選或""）完成測量，根據(jù)選擇的電路圖補充完

成圖3中實物間的連線o

⑶將長度I不同的圓柱體接入電路中，根據(jù)電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)/,作出圖像，如圖4所示，

符合實驗結(jié)果的圖線是（選填"1"、"2"或"3"）。

【答案】（1）4,600/4.599/4.601

（3）1

【詳解】（1）螺旋測微器的讀數(shù)為45mm+10.0x0.01mm=4.600mm

（2）⑴觀察兩個電表讀數(shù)的變化情況，發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏角變化幅度更大，說明電壓表的影響更大,

則電流表需要內(nèi)接，為了使凡的測量值更接近真實值，應(yīng)選擇將電壓表的右端接到6端;

⑵根據(jù)電路圖可得實物圖如圖所示

（3）由于電流表的內(nèi)接，使得電壓的測量值偏大，則電阻的測量值偏大，當接入電路的長度為零時,

電阻不為零，即:-/圖像與縱軸的截距大于零，符合實驗結(jié)果的圖線是1。

4.（2025?四川廣安?二模）圖甲是一種特殊材料制成的均勻圓柱體物件，為了測定這種材料的電阻率，某

同學(xué)先用多用電表粗測其電阻4約有幾萬歐姆。

丙

⑴該同學(xué)用游標卡尺測得其長為L=10.00cm,用螺旋測微器測得其外徑d如圖乙，則4=mm.

（2）這種特殊材料的電阻率夕=（用題中測得物理量L、d、%表達）：

⑶該同學(xué)又用如圖丙所示電路精確測量該物件的電阻號。

①實驗室提供了兩款滑動變阻器：均=10。和兄=1。。。。。，為了減小誤差，本實驗中滑動變阻器應(yīng)該

選用（填"RJ或。

②將先開關(guān)S?置于a處，閉合開關(guān)加，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使靈敏電流計讀數(shù)為4=200klA；再將開關(guān)S?

置于方處，保持滑動變阻器滑片不動，調(diào)節(jié)電阻箱，當電阻箱叫=298000時，靈敏電流計示數(shù)為

/2=150|iA0

③已知靈敏電流計的內(nèi)阻為200Q,則物件的電阻測量值凡=!

④本次實驗段的測量值_______（填"大于"或"等于"或"小于"）真實值。

【答案】⑴11.016

4L

⑶K22300大于

［詳解］（1）用螺旋測微器測得外徑為J=llmm+1.6x0.01n）m=11.016mm

R=工=L

（2）根據(jù)電阻定律",一03一°左；

萬5

可得這種特殊材料的電阻率為P=三y

（3）①卬由為了保證開關(guān)S2和電阻箱時滑動變阻器的分壓幾乎不變，不管是心或&與滑動變阻器左

側(cè)部分的并聯(lián)電阻應(yīng)該變化不大，所以為了減小誤差，滑動變阻器應(yīng)采用阻值較小的R1；

③⑵由歐姆定律可知A（&+4）=4（4+4）

代入數(shù)據(jù)解得凡=22300。

④⑶本實驗中S2置于a處的電流大于開關(guān)S,置于6處的電流，則S2置于a處與滑動變阻器左側(cè)的并聯(lián)

的部分分壓較小，由歐姆定律有&4K+Rgf

ru,Tu2

其八…中，=-&--+--4-,，12-&-+---4--

化簡可得號*4+4）-4

當q=6時，"為真實值，而實際上以＜%

故Rx的測量值會偏大，即Rx的測量值大于真實值。

5.（2025,廣西南寧?二模）為測量某種新材料的電阻率0現(xiàn)有該材料制成的一均勻圓柱體，某同學(xué)進行如

下實驗：

⑴先用多用電表電阻擋粗測圓柱體的電阻。如圖甲所示為該同學(xué)所用多用電表電阻擋內(nèi)部電路示意圖,

貝Ua是表筆（選填"紅""黑"）。用電阻xlO擋測量電阻時，指針位置如圖乙所示，則電阻的測量值

為Q。多用電表使用一段時間后其中電池電動勢會減小，若用電阻xlO擋測量該電阻時仍能進行歐

姆調(diào)零，則此時電阻測量值_____真實值（選填"大于""小于""等于"）；

（2）再用伏安法更精確地測量該圓柱體的電阻，可選用的器材如下：待測圓柱體

直流電源（電動勢E=4V,內(nèi)阻不計）；

電流表A（量程0~60mA,內(nèi)阻約30Q）；

電壓表V（量程0~3V,內(nèi)阻約10kQ）；

定值電阻（阻值R=90Q）；

滑動變阻器（阻值范圍0~15Q,允許通過的最大電流2.0A）。

圖丙、丁是用以上器材設(shè)計的電路圖，其中測量結(jié)果更精確的是（選填"丙""丁"）；

丙丁

⑶測量出圓柱體直徑為從長度為L實驗時移動滑動變阻器的滑片至某一位置，電壓表示數(shù)為。，電

流表示數(shù)為/，則該材料電阻率測量值的表達式片（用題中字母表示）。

【答案】⑴紅120大于

（2）丙

Ttd'UR

3----------

4LUR-U）

【詳解】（1）⑺電流從紅表筆入，黑表筆出，可知。是紅表筆；

⑵由圖可知電阻的測量值為12x100=1200

E

⑶電池電動勢E會減小，若測量電阻時仍能進行歐姆調(diào)零，歐姆表內(nèi)阻4=1

lg

I_E_Ig%_4

減小，測電阻時一0+&-A+&-1+旦

由于4減小，則/偏小，指針偏左，電阻測量值偏大。

E3

（2）流過待測電阻的最大電流約為/=h=許A=0.025A=25mA

電流表量程為60mA,電流表指針偏角太小，為減小讀數(shù)誤差，應(yīng)將定值電阻與待測電阻并聯(lián)，因此應(yīng)

選擇圖丙所小電路圖。

R

（）由歐姆定律得Y,UIR-U

31---

R

LL

由電阻定律得凡=p—=p——；—

S42

mfUR

解得夕=

4L(IR-U)

6.（2025?四川南充?二模）某實驗小組要測一段粗細均勻的合金絲的電阻率外

⑴用螺旋測微器測定合金絲的直徑，如圖甲，則直徑為mm；

..........=40

11111=-35

0

甲

⑵用多用電表"X10"擋粗測合金絲的電阻，多用電表指針如圖乙中虛線所示，正確換擋電阻調(diào)零后再次

測量，指針如圖乙中實線所示，可得合金絲的電阻凡=!

⑶為更準確測量該合金絲的電阻，實驗室還提供下列器材:

電壓表V（量程0~3V,內(nèi)阻約15kQ）

電流表Ai（量程0~3A,內(nèi)阻約0.2Q）

電流表A2（量程0~600mA,內(nèi)阻約1Q）

滑動變阻器R（0~5Q,0.6A）

3V的直流穩(wěn)壓電源

開關(guān)S,導(dǎo)線若干

①為減小實驗誤差，電流表應(yīng)選,并采用電流表（選填"外接法"或"內(nèi)接法"），滑

動變阻器應(yīng)采用接法（選填"限流"或"分壓"）;

②若測得合金絲的長度為60.00cm,電阻為9Q0Q,則合金絲的電阻率為°=Q-m（為方便計

算，取兀=3,結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

【答案】（1）6.370（6.368-6.372）

（2）10/10.0

（3）Ai外接法限流p=4.6xlO4Q-m

【詳解】（1）螺旋測微器讀數(shù)為6mm+37.0xOQlmm=6.370mm

（2）虛線的示數(shù)偏小，應(yīng)該更換小倍率，所以讀數(shù)為10xlQ=10Q

（3）卬根據(jù)電源電壓和待測電阻的估計值可估算電流不超過300mA,所以接A2。

⑵利用待測電阻的平方和電流表電壓表的乘積比較，小于為小電阻，應(yīng)該使用外接法。

⑶滑動變阻器和待測電阻的阻值相差不大，應(yīng)該使用限流接法。

⑷根據(jù)公式

S或2

可解得

p=4.6x1?！?Q.m

7.（2025?陜西榆林?二模）榆林市一學(xué)習小組測量某金屬絲的電阻率，所用電路實驗器材如下：

A.待測金屬絲號（電阻約4。）

B.電流表A（00.6A,內(nèi)阻約0.6C）

C.電壓表V（03V,內(nèi)阻約3k。）

D.滑動變阻器K(0~5Q,2A)

E.電源E（電動勢3V）

F.開關(guān)，導(dǎo)線若干

⑴用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時，測量結(jié)果如圖所示，可知金屬絲直徑的測量值D=mm。

⑵為使金屬絲兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大，并使測量結(jié)果盡量準確，圖所示的四個電路中，應(yīng)該選用的是

（選填電路圖下面的序號）。

⑶實驗時，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，得到若干組電壓與電流的測壓值。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上選擇合適

標度，利用電流和電壓值描點作出U-/圖像如圖所示，通過分析可得待測金屬絲電阻的測量值R、.=

Q（保留2位有效數(shù)字）。

⑷實驗中用刻度尺測得金屬絲接入電路中的長度為L,結(jié)合以上測量結(jié)果可知，該金屬絲電阻率的表達

式夕=（結(jié)果用"、D、L、段表示）。

⑸該小組經(jīng)過正確的操作與計算得到的電阻率的測量值比其真實值_____（選填"偏大'或"偏小"）。

⑹實驗結(jié)束后，小明對實驗原理進行了深入的思考，提出了減小金屬絲電阻值測量的系統(tǒng)誤差的方法。

他通過查閱資料得知了實驗中使用的電壓表的內(nèi)阻為Rv和電流表的內(nèi)阻為以，然后利用第(2)問中所

選電路重新進行實驗并記錄了電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)/,則此實驗所得出的金屬絲電阻率更精

確的測量值的表達式夕=(結(jié)果用"、。、L、Rv、RA、u、/表示)。

【答案】(1)1.498(1.497-1.499)

(2)C

(3)4.4(4.3~4.6)

TTD-R

⑸偏小

2

nURvD

⑹4“/R-U)

【詳解】(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為L0mm+49.8x0.01mm=1.498mm

(2)題中要求使金屬絲兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大，可知，控制電路中滑動變阻器選擇分壓式接法。因

題中已知待測金屬絲的電阻約40,則有年

即電流表分流影響較大，測量電路應(yīng)排除電流表分壓影響，采用電流表外接法，可知，所給電路圖第三

個滿足要求。

故選Co

(3)U-/圖像的斜率表示電阻，則待測金屬絲的電阻二

0.60-0.24

(4)根據(jù)電阻定律有凡

導(dǎo)線的橫截面積s=4

解得P=當&

(5)因電流表外接法導(dǎo)致電流的測量值偏大，所以電阻的測量值偏小，結(jié)合上述可知，電阻率的測量

值偏小。

(6)根據(jù)歐姆定律有凡=；

/R

流過電阻的電流/R=/一/

結(jié)合上述可知，電阻率為0=包區(qū)

乃

解得夕=URQ

4〃火-。）

8.（2025?河南信陽?二模）某探究小組為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻絲的電阻率，進行了如下實

驗探究。

⑴該小組先用螺旋測微器測量該金屬絲的直徑。，示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為mm。再用米尺測量

金屬絲長度La

⑵該小組用如圖甲所示的電路測量該金屬絲的電阻尺的阻值。圖中電壓表量程為3V,內(nèi)阻很大，電源

為兩節(jié)串聯(lián)的干電池，定值電阻4的阻值為20QQ,電阻箱R的最大阻值為999.9Q。首先將》置于位置

1,閉合加，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，記下電壓表的對應(yīng)讀數(shù)U,并計算工利J的數(shù)值，多次改變電阻箱

值，獲得多組2和J的數(shù)值，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，在圖丙中繪出了!-!的圖線。再將，置于2,此時電壓

表讀數(shù)為1Q0V,根據(jù)圖丙可得金屬絲的電阻4=（保留一位小數(shù)）。然后可由表達式夕=得

到該材料的電阻率（用。、L、&表示）

⑶該小組根據(jù)圖甲的電路和圖丙的圖像，可以求得電池組電動勢E=____V,內(nèi)阻r=_____Q。

uR

（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

⑷持續(xù)使用后，電池組電動勢降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此金屬絲電阻連入此裝置，測得電路的

電流，仍根據(jù)原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會（選填"偏大"、"偏小"或"不變"）。

【答案】（1）0.740

（2）11.6（11.4-11.8）匚—

4L

（3）2,8/2.7/2.91.6（1.5-1.8）

⑷偏小

【詳解】(1)螺旋測微器的精確值為0.01mm,由圖乙可知金屬絲的直徑為

0.5mm+24.0x0.01mm=0.740mm

ii

(2)田電壓U=1.00V,則一=1.00VT,由圖丙中的圖線得一=0.086Q-I

UR

解得&=Rall.6Q

R_L_L

⑵根據(jù)電阻定律可得層一°了一°77

",

解得該材料的電阻率為P=甯^

(3)由閉合電路歐姆定律可得E=U+g(&+r)

R

整理得工=工+4士，

UEER

則』一］圖像的縱軸截距為占=0.35『

URE

解得石。2.9丫

)圖像的斜率為民薩="懸至Q/V

URH0.20

解得“L6C

(4)當電動勢E減小，內(nèi)阻r增大時，則做出的［圖線的縱軸截距增大，斜率變大，如圖中虛線所

示，則同樣電壓時使用原來的圖線對應(yīng)上偏大，則R測量值偏小。

R

9.(2025?廣西柳州?二模)某實驗小組為測量一合金絲的電阻率，進行了如下實驗:

(1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑，如圖所示，則合金絲的直徑4=mm；

（2）如圖1所示，將合金絲%固定在木板的兩端，用帶有金屬夾A、B的導(dǎo)線將合金絲接入如圖2所

示電路，實驗器材如下：

A.電源E（電動勢8V,內(nèi)阻約為0.50）；

B.電流表A1（0~10mA,內(nèi)阻&=3。）；

C.電流表A2（0-300mA,內(nèi)阻很?。?/p>

D.電阻箱R（最大阻值9999.9。）；

E.滑動變阻器&（阻值0~10。）；

F.開關(guān)S和導(dǎo)線若干。

現(xiàn)將電阻箱式與電流表A1改裝為量程為6V的電壓表,電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為扁=

金屬夾A金屬夾B

合金絲

木板

圖1

（3）移動金屬夾B至適當位置，用刻度尺測量兩金屬夾之間合金絲的長度L將滑動變阻器的滑片調(diào)至

。端，閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器的滑片，使電流表A2的示數(shù)達到最大值4，記錄電流表A1的示數(shù)/；

（4）重復(fù)步驟（3）,獲得多組人L數(shù)據(jù)，作出/區(qū)圖像如圖所示。則//圖像的斜率左=mA/cm

（保留兩位有效數(shù)字），合金絲的電阻率夕=（用凡、&、k、d、4表示）；

//mA

(5)本實驗中，若電流表A2的內(nèi)阻不能忽略，則電阻率的測量值____真實值(選填"大于""小于"或"等

于“)。

kjrd2(&)+1^)

【答案】1.671597.00.11等于

乜

【詳解】田螺旋測微器精度為OQlmm,結(jié)合題中圖像，可得直徑

d=1.5mm+0.01mm?17.1=1.671mm

⑵電流表A1改裝為量程為6V的電壓表需要串聯(lián)一個電阻，根據(jù)改裝原理有

u=4(&+耳)

整理得

6

RA+Ro=y=

/g10x10-3

解得

=597.0。

網(wǎng)根據(jù)/-乙圖像可知斜率為

M9.0-3.0

K7=——mA/cm?0.1ImA/cm

\L55.0

⑷由于電流表A?內(nèi)阻很小，可忽略其內(nèi)阻，結(jié)合圖2,根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系有

4凡=/(&+4)

又因為

LL

&=?=-

n——

4

整理得

,4叫—L=I

油2（&+KJ

可知/-心圖像斜率

k=以

-2（4+凡）

故電阻率為

左乃儲（%+8）

p=-44-

⑸若電流表A?的內(nèi)阻不能忽略，設(shè)其內(nèi)阻為82,結(jié)合圖2,根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系有

4（6+跟）=/困+5）

又因為

R、=p—=p―--Y

S工

4

整理得

叫工

4?LR=R

—K+國）（用+與）AL

可知/-乙圖像斜率與之前的斜率相同，故電阻率的測量值等于真實值。

10.（2025?全國?二模）實驗小組用如圖甲所示的電路來測量未知電阻4的阻值，圖中標準電阻的阻值為

用，E為電源，S1為單刀單擲開關(guān)，S?為單刀雙擲開關(guān)，R為滑動變阻器，A為理想電流表。合上開

關(guān)和，將開關(guān)S?擲于1端，將R的滑片置于適當?shù)奈恢?，記下A的示數(shù)4，然后將S2擲于2端，記下A

的示數(shù)右。改變R的滑片位置，多測幾組乙、%,并計算4與4的差值A(chǔ)Z,作出A/-4的函數(shù)關(guān)系圖

像如圖乙所示?；卮鹣铝袉栴}回

甲乙

⑴按照如圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖丙中的實物圖連接完整

⑵由圖甲可知，合上開關(guān)S1之前，R的滑片應(yīng)置于（填"最右端"或"最左端"），多測幾組乙、12,

作A/f圖像的目的是消除（填"系統(tǒng)"或"偶然"）誤差。

⑶由上述實驗過程可知，AZ=（用R,、4、A表示），若圖乙中圖線的斜率為左，則凡=（用

k、R。表本）o

【詳解】（1）電路連線如圖

R,

（2）⑺⑵合上開關(guān)Si之前，R的滑片應(yīng)置于最左端，多測幾組刀、12,作A/-/2圖像的目的是消除偶

然誤差。

（3）S2擲于1端，//表示&、&并聯(lián)的總電流，S2擲于2端，A表示上的電流，并聯(lián)電路的電壓相等,

總電流等于兩個電阻電流之和，根據(jù)歐姆定律有，2&=5-12）Ro

R

變形可得，2-/1=一片4

即八一冬人

R

若題圖乙中圖線的斜率為鼠可得k=--r

此）

解得邑=一明

測量電源電動勢和內(nèi)阻

11.（2025?江西南昌?二模）南昌之星摩天輪廣場安裝了智能座椅如圖甲所示，該款座椅能通過太陽能電池

板將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，給市民手機"補電"帶來了便利。在無光照時該太陽能電池可視為一個電阻。

⑴某同學(xué)用歐姆表粗測太陽能電池無光照時的電阻尺，先用歐姆表"xio"擋粗測被黑布包裹的太陽能電

池的電阻尺，發(fā)現(xiàn)指針從左端開始只偏轉(zhuǎn)很小角度，為使測量結(jié)果更準確，需改用（選填

"X100"或"X1”）擋位，并重新進行歐姆調(diào)零。

（2）另一同學(xué)利用如圖乙所示的電路測量某光電池有光照的電動勢和內(nèi)阻，假設(shè)相同光照強度下該光電

池的電動勢不變。

實驗器材規(guī)格如下：

電流表A1（量程為0~3mA、內(nèi)阻&,=5。。）；

電流表Az（內(nèi)阻忽略不計）；

電阻箱Rj（最大阻值9999.9Q）；

滑動變阻器R;

定值電阻&=7。。

（a）該同學(xué)把電流表A,和電阻箱與串聯(lián)改裝成量程為0~3V的電壓表,則電阻箱應(yīng)調(diào)至阻值K=Q。

（b）該同學(xué)用一穩(wěn)定強度的光照射該電池，閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，讀出電流表A1和

電流表A?讀數(shù)分別為6、12,得到人-右曲線如圖丙所示。由圖乙可知，該電源的電動勢為V

（保留三位有效數(shù)字）。

（c）當/|<2.0mA時，隨著4減小，電池的電阻（增大、減小、不變）；當右示數(shù)為210mA時，

電池內(nèi)阻消耗的功率為W（保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】⑴X100

⑵950.02.86（2.81-2.91）增大0.049

【詳解】（1）[1]實驗小組用歐姆表"xlO"擋粗測被黑布包裹的太陽能電池的電阻段,發(fā)現(xiàn)指針從左端

開始只偏轉(zhuǎn)很小角度，說明該太陽能電池的電阻較大，選取的倍率較小，所以要換用更大的倍率進行

測量，即選用"X100”擋位進行測量。

（2）[1]根據(jù)歐姆定律有"=同

解得片=950。

⑵根據(jù)閉合回路歐姆定律有E=（K+勺,+匕+4）（4+/）

,E用+r

變形可得LR-）+「4+%,+6+12

3

根據(jù)圖像可得截距R」=2.83X1OA

N++&+r

當乙=0時，由圖像可知4=258x10-3A

ER)+

則滿足4

K++凡+rN+R\+&+r

即2.83x10-3A=------------------x258xlO-3A

1片+&,+&+〃

將數(shù)據(jù)代入上式解得r=4.09Q

將內(nèi)阻r=4.09Q截距表達式得E=2.86V

E/+?],

[3]⑷根據(jù)，=

K+RA,+R0+rN+&]+9+r"

%+r

可知斜率左=

K+RA+K>+廠

當/[<2mA時，隨著4減小，斜率變大，則r增大

當一示數(shù)為210mA時,L=1.15mA=1.15x10-3A

電池內(nèi)阻消耗的功率為2=[石-（4+勺）/「（乙+/2潟]億+/2）

代入數(shù)據(jù)得尸=Q049W

12.（2025?安徽?二模）硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點，某實驗小組研究該電池的性質(zhì),

進行了如下的實驗：

A.待測電池（電動勢約為10~20V,內(nèi)阻未知）

B.電流表A（量程200mA,內(nèi)阻為2.5Q）

C.電壓表V（量程15V,內(nèi)阻約為15kQ）

D.滑動變阻器R/（0-10Q）

E.滑動變阻器&（0-1000Q）

F.開關(guān)一個，導(dǎo)線若干

（1）如圖甲為用游標卡尺測量電池厚度的示意圖，其讀數(shù)為mm。

123456

0123456789K)

甲

⑵為了測量該電池的電動勢E和內(nèi)阻廠，某同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的實驗，為了擴大測量范圍，滑動變

阻器應(yīng)選擇(填"R/"或,為了提高測量結(jié)果的準確度，應(yīng)選擇(填"A"或"B")電路圖。

⑶根據(jù)正確的實驗操作，記錄數(shù)據(jù)，繪制的U-/圖線如圖丙中。所示，根據(jù)圖線得到，該電池的內(nèi)阻

隨電流的增大而(填"增大"或"減小")；

⑷將圖線如圖丙中的6所示的定值電阻與該電池連接成閉合回路，此時電池的電動勢￡=V,

內(nèi)阻r=Qo

【答案】⑴10.80

(2)R2B

(3)增大

(4)1217.5

【詳解】(1)根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為10mm+0.02x40mm=10.80mm

(2)[1]電流表A量程為200mA,電動勢約為10~20V,則回路電阻最小值約為丁型=。=50。＞10。

200x10

可知，為了擴大測量范圍，確保電表的安全，滑動變阻器應(yīng)選擇

⑵根據(jù)所給儀器的數(shù)值可知，電流表的內(nèi)阻已經(jīng)精確知道為2.5。，根據(jù)閉合歐姆定律有

U=E-4&+r)

即若將電流表與電源等效為一個新電源，能夠進行精確測量，可知，為了提高測量結(jié)果的準確度，應(yīng)

選擇B電路圖。

(3)結(jié)合上述可知，U-/圖像斜率的絕對值能夠間接表示電流表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻之和，根據(jù)圖像可知，

電流增大，斜率絕對值增大，則該電池的內(nèi)阻隨電流的增大而增大。

(4)[1]根據(jù)閉合歐姆定律有U=E-

圖像與縱軸截距表示電動勢，則電源電動勢E=12V

⑵根據(jù)閉合歐姆定律有。=E-/(RA+0

將電動勢12V,坐標(10V,0.1A)代入上式解得r=17.5O

13.（2025?甘肅?二模）我國光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)跑全球。光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光電效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)

變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)，其核心部件是太陽能電池板。小甘同學(xué)為了探究太陽能電池板正常工作時的路

端電壓U和電流/的關(guān)系，設(shè)計了如圖甲所示的電路，圖中電源為太陽能電池板，定值電阻凡=4。,

電壓表、電流表視為理想電表。

⑴圖甲電路中定值電阻凡的作用是—o

（2）小甘同學(xué)在光照一定的情況下，閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,測得多組電壓、電流值，并描繪

出太陽能電池板的U-/圖像，如圖乙中曲線。所示。由圖可知：

①當輸出電流OV/V150mA時，U與/成線性關(guān)系，該太陽能電池板的電動勢E=—V（結(jié)果保留

兩位小數(shù)），此時太陽能電池板的內(nèi)阻為『=一。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

②當輸出電流/>150mA時，隨著電流增大,太陽能電池板的內(nèi)阻（選填"增大二"減小"或"不變"）。

⑶小甘同學(xué)換用強度較小的光源照射太陽能電池板，并重復(fù)實驗，測得光照較小時該太陽能電池板的

0-/圖像如圖乙中曲線6所示。他發(fā)現(xiàn)當滑動變阻器R調(diào)到某一阻值時，電壓表示數(shù)恰好為L00V,

由圖線可知，此時滑動變阻器R的電功率為—Wo（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

【答案】（1）保護電路

（2）2,914.0增大

（3）0.05

【詳解】（1）定值電阻凡是為了保護電路，避免電流過大而燒壞電路。

（2）[1]太陽能電池板的U-/圖像，縱軸截距為電動勢，即E=2.91V

231-291

⑵圖線斜率的絕對值表示內(nèi)阻，取兩點（0,2.91V）、（150mA,2.31V）,可得內(nèi)阻一=八，八；八三。=4.0C

0-150x10

⑶當輸出電流/>150mA時，隨著電流增大，電壓下降得越來越快，圖線斜率的絕對值越來越大，即

內(nèi)阻增大。

(3)由圖可知，/=70mA,U=1QOV,則/=。-/凡=IV-0.07x4V=0.72V

滑動變阻器R的電功率4=/UR=0.07X0.72W=0.0504WB0.05W

14.（2025?湖南岳陽?二模）充電寶是跟蓄電池、干電池一樣的可移動直流電源。某款充電寶的電動勢E約

為5V,內(nèi)阻廠約為0.25Q?，F(xiàn)有實驗器材:量程為3V的電壓表,量程為0.6A的電流表，定值電阻R=10Q,

滑動變阻器R,開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

⑴①甲同學(xué)采用圖甲進行實驗，圖甲已完成部分電路連線，最后一步連線時，他將接線端。連接到8,

然后進行實驗，記錄多個電壓表和電流表的示數(shù)，作出U-/圖線，如圖乙所示。則該充電寶的電動勢

E=V（保留2位有效數(shù)字），內(nèi)電阻片Q（保留2位有效數(shù)字）。

②實驗完成后，甲同學(xué)又將接線端a改接C進行實驗，并在同一圖中作出兩次實驗的圖線，圖丙

用于理論分析。在電壓表、電流表都為理想電表的情形下，兩次U-/圖線應(yīng)為同一圖線，請在圖丙中畫

出該圖線=

（2）乙同學(xué)認為，如果按照甲同學(xué)的實驗設(shè)計操作，由于電壓表內(nèi)阻有限，電路測量是有一定誤差的，

于是她設(shè)計了圖丁所示的電路來測量充電寶的電動勢E和內(nèi)阻r。均勻電阻絲XF長1.0m,電阻8.0Q,

標準電池A電動勢為8QV、內(nèi)電阻0.50Q。

①開關(guān)S斷開，當滑動片J移動至XJ=0.80m位置時電流表G示數(shù)為零，則充電寶B的電動勢氏

V（保留3位有效數(shù)字）；

②開關(guān)S閉合，滑片J移至X7=0.76m處時電流表G示數(shù)為零，則充電寶B的內(nèi)電阻片Q（保

(2)5.120.25

【詳解】(1)5⑵根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=U+/(R+r)

將(0.4A,0.85V)和(0.26A,2.3V)代入有E=0.85+0.4(10+r),E=2.3+0.26(10+r)

聯(lián)立解得E=5.0V,r=0.36Q

⑶接線端a連接到B時，根據(jù)等效電源法可知后測=RI*E<E

E

短路電流為/短=——-

想r+R

即電動勢測量值偏小，短路電流準確；

當接線端4連接到。時，根據(jù)等效電源法可知馬|=石

〃E

短路電流為-7^員

即電動勢測量準確，短路電流偏小，所以若電壓表、電流表都為理想電表，此時圖線如圖所示

QQ

(2)[1]開關(guān)S斷開時，當滑動片J移動至XJ=0.80m位置時，XJ部分電阻為與=7'8。=6.4。

由于電流表G示數(shù)為零，則后=已K=x6.4V=5.12V

N的十1Q+么o.U+1.J+U.3

Z-V7二

⑵開關(guān)S閉合，滑片J移至XJ=0.76m處時，XJ部分電阻為4=丁、8。=6.08。

EE

由于電流表G示數(shù)為零，貝「二1去4.8=不

48+修R總+L5+%

解得充電寶B的內(nèi)電阻為％=0.25。

15.(2025?四川雅安?二模)某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路來測量電源電動勢和內(nèi)阻。使用的實驗器材有：

待測電池組、電流表、電阻箱、滑動變阻器、單刀雙擲開關(guān)、單刀單擲開關(guān)、導(dǎo)線若干。實驗操作步

驟如下：

（1）按照圖甲連接好電路，將滑動變阻器滑片P置于（選填"A端""中間"或"8端"）；

（2）先閉合開關(guān)K,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置，使電流表滿偏；再將開關(guān)S接C,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，

當電流表讀數(shù)為滿偏的三分之二時，電阻箱阻值為4。則可認為電流表的內(nèi)阻&=;由于測量

時存在誤差，使得電流表內(nèi)阻的測量值_____（選填"等于""大于"或"小于"）真實值；

⑶斷開開關(guān)K,將開關(guān)S接，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，得到電流表示數(shù)/與電阻箱阻值R多組數(shù)據(jù)，通過

描點作圖得到;一尺圖像如圖乙所示，圖線斜率為鼠縱截距為6,則待測電池組的電動勢￡=,

內(nèi)阻r=o（用鼠匕和RA表示）

【答案］⑴3端

⑵小于

⑶T2A

【詳解】（1）滑動變阻器采用限流式接法，為了保證電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑動片位于2

端；

（2）［1］先閉合開關(guān)K,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置，使電流表滿偏時，保持滑動變阻器的滑動片位

置不變，認為電路中的總電流不變；

再將開關(guān)S接C,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，當電流表讀數(shù)為滿偏的三分之二時，電阻箱阻值為&

21

通過電阻箱的電流/R=/A-§/A=§/A

12

根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的特點］心飛=§/A4

解得電流表的內(nèi)阻RA=：&）

⑵實際上，將開關(guān)s接C時，電阻箱&與電流表A的并聯(lián)電阻變小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，電路

中的總電流變大，當電流表讀數(shù)為滿偏的三分之二時，通過電阻箱的電流

2i

根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的特點§/ARA真=/；舄舄

解得以真>