专题18 电学实验—备战2022年高考物理母题题源解密（全国通用）（解析版）

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专题 18 电学实验
【母题来源一】2021 年高考湖南卷
【母题题文】（2021·湖南高考真题）某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一
个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为 ）、一个电流表（内阻为 ）、一根均匀电阻丝（电阻丝总
阻值大于 ，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，
但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻
丝长度。主要实验步骤如下：
（1）将器材如图（a）连接：
（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端（填“a”或“b”）；
（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角 和电流表示数 ，得到多
组数据；
（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为 ，与纵轴截距为 ，设单
位角度对应电阻丝的阻值为 ，该电池电动势和内阻可表示为 ___________，___________（用 、
、 、 、 表示）
（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值 。利用现有器材设计实验，在图（c）
方框中画出实验电路图__________（电阻丝用滑动变阻器符号表示）；
（6）利用测出的 ，可得该电池的电动势和内阻。
【答案】
【解析】
（2）开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律 可知
电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的 端。
（4）设圆心角为 时，电阻丝接入电路中的电阻为 ，根据闭合电路欧姆定律 可知
整理得
结合图象的斜率和截距满足
，
解得电源电动势和内阻为
（5）实验器材中有定值电阻 和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图
原理的简单说明：
① 将开关置于 位置，读出电流表示数 ；
② 将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为 ，读出此时角度 θ ；
③ 此时 ，即可求得 的数值。
【母题来源二】2021 年高考全国卷
【母题题文】（2021·全国高考真题）某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：
小灯泡（额定电压 2.5V，额定电流 0.3A）
电压表（量程 300mV，内阻 300 ）
电流表（量程 300mA，内阻 0.27 ）
定值电阻 R0
滑动变阻器 R1（阻值 0-20 ）
电阻箱 R2（最大阻值 9999.9 ）
电源 E（电动势 6V，内阻不计）
开关 S、导线若干。
完成下列填空：
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