《2026年新高考5年真题高中物理全一册通用版湖南专版》

4. [2025·安徽卷，12T，10分] 某同学设计了一个具有两种挡位(“$× 1$”挡和“$× 10$”挡)的欧姆表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势$E$的标称值为$3.0 \mathrm{V}$，内阻$r$未知)，电流表$\mathrm{G}$(表头)的满偏电流$I_g = 20 \mathrm{mA}$，内阻$R_g = 45 \Omega$，定值电阻$R_0 = 5 \Omega$，滑动变阻器$R$的最大阻值为$200 \Omega$。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“$15$”。

(1) 测量前，要进行欧姆调零：将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$，此时欧姆表处于“$× 1$”挡，将红表笔与黑表笔短接，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向0(选填“$0$”或“$\infty$”)刻度位置。
(2) 用该欧姆表对阻值为$150 \Omega$的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的$× 10$(选填“$× 1$”或“$× 10$”)挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向图乙中的虚线位置，则该电阻的测量值为160$\Omega$。
(3) 该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势，该同学先将电阻箱以最大阻值$(9999 \Omega)$接在两表笔间，接着闭合$\mathrm{S}_1$、断开$\mathrm{S}_2$，将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为$228 \Omega$时，指针指向“$15$”刻度位置(即电路中的电流为$10 \mathrm{mA}$)；当电阻箱的阻值调为$88 \Omega$时，指针指向“$0$”刻度位置(即电路中的电流为$20 \mathrm{mA}$)。由测量数据计算出电源电动势为2.8$\mathrm{V}$。(结果保留2位有效数字)

答案： 4.参考答案
(1)短接 0
(2)$× 10$ 160
(3)2.8
命题意图 本题考查欧姆表的原理和测电源的电动势，考查考生的实验能力。
解题思路
(1)用欧姆表测量电阻之前，要进行欧姆调零，即应该先把两支表笔短接，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向0刻度位置。
(2)使用欧姆表测电阻时，如果指针偏转过大或过小，测量误差都会比较大，为了减小测量误差，应该选择合适的倍率，使测量时指针指在刻度盘的中间区域，又该欧姆表刻度盘的中间刻度值为15，而待测电阻的阻值为150$\Omega$，所以应选用欧姆表的“$× 10$”挡。由题图乙与欧姆表的读数规则可知，该电阻的测量值为$R_{测} = 16 × 10\Omega = 160\Omega$。
(3)由题图甲可知，电阻箱接在两表笔间，闭合$S_{1}$、断开$S_{2}$，将滑动变阻器的阻值调到零时，由闭合电路欧姆定律可得$E = I(r + R_{g} + R_{电阻箱})$，其中$r$未知，$R_{g} = 45\Omega$，将$I_{1} = 10 mA$、$R_{电阻箱1} = 228\Omega$和$I_{2} = 20 mA$、$R_{电阻箱2} = 88\Omega$两组数据代入并联立解得$E = 2.8 V$。

5. [2025·重庆卷，12T，9分] 熄火保护装置主要由弹簧、热电偶和电磁铁等组成，其示意图如图甲所示，$A$、$B$为导线上两个接线端。小组设计了如图乙所示的电路(部分连线未完成)进行探究，图中数字毫安表内阻约为$1 \Omega$，数字毫伏表内阻约为$10 \mathrm{M}\Omega$。

(1) 将图甲中的$A$、$B$端分别与图乙中的$A'$、$B'$端连接，测量热电偶和电磁铁线圈构成的组合体电阻。已知组合体电阻不超过$0.05 \Omega$，则未完成的连接中，$Q$端应和b(选填“$b$”或“$c$”)处相连，理由是见解析。
正确连线后，开始时滑动变阻器的滑片应置于e(选填“$d$”或“$e$”)端。

(2) 闭合开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$，实验测得组合体电阻为$0.02 \Omega$，当电磁铁线圈中的电流小于$142 \mathrm{mA}$时，电磁铁无法继续吸合衔铁，衔铁被释放。断开开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$，从室温加热热电偶感温端到某一温度后，停止加热，使其自然冷却至室温。测得整个过程中热电偶受热产生的电动势$E'$随时间$t$的变化关系如图丙所示。在相同的加热和冷却过程中，如果将$A$、$B$端直接连接，不计温度变化对组合体电阻的影响，从停止加热到吸合的衔铁被释放，所用的时间约为21.8$\mathrm{s}$(结果保留3位有效数字)。

答案：
5.参考答案
(1)b 见解析 e
(2)21.8
命题意图 本题考查电流表、滑动变阻器的接法和探究热电偶的特性，考查考生的实验能力。
解题思路
(1)根据题意可知，组合体的电阻不超过0.05$\Omega$，与数字毫安表的内阻接近，远小于数字毫伏表的内阻，则数字毫安表应采用外接法，即Q端应和b处相连。滑动变阻器采用分压接法，闭合开关时，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于e端。
(2)电磁铁线圈中的电流达到142mA时，根据组合体闭合电路欧姆定律可得此时热电偶产生的电动势$E' = Ir = 142 × 10^{-3} × 0.02 V = 2.84 mV$。停止加热时，热电偶受热产生的电动势$E'$最大，吸合的衔铁被释放时热电偶受热产生的电动势$E' = 2.84 mV$，在题图丙中找出这两种临界状态对应的时刻，如图所示。则从停止加热到吸合的衔铁被释放，所用的时间约为$\Delta t = 36.8 s - 15.0 s = 21.8 s$。