高中电学实验考查方向探究

■山东省广饶县第一中学 李光勋

高中电学实验考查方向探究

■山东省广饶县第一中学 李光勋

物理学是一门以实验为基础的学科,综观各类考试我们可以发现,对电学实验的考查主要集中在以下三个方面。

一、应用型实验试题

应用型实验试题着重考查同学们对各种实验仪器的熟悉程度。如游标卡尺、螺旋测微器等的读数,打点计时器的正确安装与使用,滑动变阻器在电路中限流式与分压式的选择,多用电表挡位的选择与调试等。

例1 某同学为测定某柱形电子元件的电阻率,先做如下测量：

(1)用螺旋测微器测量它的直径,示数如图1甲所示,则d=mm;用2 0分度的游标卡尺测量它的长度,示数如图1丙所示,则L=c m。

(2)用多用电表粗测该元件的电阻,选用“×1 0”倍率的电阻挡后,应先,再进行测量,之后多用电表的示数如图1乙所示,则该元件的电阻为Ω。

图1

(3)为了精确测得上述待测电阻Rx的阻值,实验室提供了如下器材：

A.电流表A1(量程为5 0mA、内阻r1= 1 0Ω)

B.电流表A2(量程为2 0 0mA、内阻r2约为2Ω)

C.定值电阻R0=3 0Ω

D.滑动变阻器R(最大阻值约为1 0Ω)

E.电源E(电动势约为4V)

F.开关S、导线若干

该同学设计了测量电阻Rx的一种实验电路原理如图2所示,则N处的电流表应选用

。开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于

随着经济形势的转变，当前的创新驱动也改变了常态。为了能够顺应时代的发展，企业中出现了财务会计向管理会计转型的趋势。这种做法是对财务部门进行升级的一种模式，也是促进企业发展的重要手段。

(选填“a”或“b”)。若M、N两处电表的读数分别为IM、IN,则Rx的计算式为Rx=。

图2

解析：(1)螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为1 1.5×0.0 1mm= 0.1 1 5mm,所以d=0.6 1 5mm。游标卡尺的主尺读数为1 0 6mm,游标读数为0.7 0mm,所以L=1 0 6.7 0mm=1 0.6 7 0 c m。

(2)用多用电表测量该元件的电阻时,应先进行欧姆调零,再进行测量,该元件的电阻为7×1 0Ω=7 0Ω。

(3)通过待测电阻的最大电流约为IM=0.0 5 7A=5 7mA;通过N处的最大电流约为

0.1 9 0A=1 9 0mA。为保证测量时电流表读数不小于其量程的三分之一,N处的电流表应选B;开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于a。通过定值电阻R0的电流I=IN-IM,并联电路两端电压U=I R0,Rx+r1=

二、测量型实验试题

测量型实验试题要求同学们通过物理规律间接测量物理量,意在考查分析能力、实验设计能力,以及数据处理的能力。如测定金属的电阻率、测定电源电动势和内阻等。

例2 为了测量两个电压表的内阻,某学习小组依据实验室提供的如下器材,设计了如图3所示的电路。

A.待测电压表V1,量程为3V,内阻约为1 0k Ω

B.待测电压表V2,量程为6V,内阻约为2 0k Ω

图3

C.电阻箱R1,阻值范围0～9 9 9 9.9Ω

D.电阻箱R2,阻值范围0～9 9 9.9Ω

E.电池组,电动势为1 2V,内阻为0.5Ω

F.滑动变阻器R3,阻值范围0～1 5 0 0Ω,额定电流为1.5A

此外还有开关和导线若干。要求可进行多次测量并使电表读数大于量程的三分之一,该小组没有标明图中的a、b、c是哪个电器元件,请你根据电路图,完成下列填空。

(1)a应选取的电压表是(填“A”或“B”);c应选取的电阻箱是(填“C”或“D”)。

(2)开关S1闭合、S2断开时,电压表V1、V2的读数分别是U1、U2;开关S1和S2均闭合,调节电阻箱的读数为R,适当调节滑动变阻器R3,测得电压表V1、V2的读数分别是U'1、U'2。则待测电压表V1的内阻表达式为RV1=。

解析：(1)由待测电压表的量程和内阻估算得两电表的满偏电流都约为0.3 0mA,若a处电压表满偏则c处不能选用电阻箱R2,否则b处无论选电压表V1还是V2,其电流均无法使b处电压表读数达到其量程的三分之一,故c处只能是电阻箱R1,b处只能是电压表V1,a处是电压表V2。

(2)当开关S1闭合,开关S2断开时,由串联分压原理知;当开关S1和S2均闭合时,有,解得RV1=

三、创新型实验试题

创新型实验试题是在基本实验原理、实验思想、实验方法的基础上,通过迁移和变化展现出新的实验情景,探索未知领域的实验题目。如通过物理实验探究某一物理规律是否成立或物理量之间存在何种关系等。

图4

例3 利用如图4所示的电路可以较为准确地测量未知电源的电动势。图中Ex为待测电源,ES为标准电源(电动势ES已知),电源E为电路提供电流,RP为滑动变阻器。G为零刻度在中央的灵敏电流计,A B为一根粗细均匀的电阻丝,C、D为电阻丝A B上的两个活动触头,可以自由移动。与电阻丝A B平行放置的一把刻度尺可以测出C、D两触头间的长度。实验步骤如下：

(1)按图连接好电路,将开关S1断开,开关S2处于两个触点都不接的状态。

(2)闭合开关S1,调整RP至合适位置。

(3)将开关S2接1位置,调整C、D两触头,使电流计指向零刻度,记下。

(4)将开关S2接2位置,重新调整C、D两触头,使,并记下。

(5)断开开关S1,计算待测电源电动势的表达式为Ex=。

解析：(3)由题意知应记下C、D两触头间的长度L1。

(4)由题意知应使电流计指针指向零刻度,并记下此时C、D两触头间的长度L2。

点评：求解创新型实验试题的前提是熟练掌握基本实验的实验原理、实验步骤、注意事项等,然后从实验目的入手确定实验方向(即如何做实验),并通过对实验数据的合理分析,确定物理规律是否成立、物理量之间存在何种关系等。

(责任编辑 张 巧)