■山東省廣饒縣第一中學(xué) 李光勛

高中電學(xué)實(shí)驗(yàn)考查方向探究

■山東省廣饒縣第一中學(xué) 李光勛

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,綜觀各類考試我們可以發(fā)現(xiàn),對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查主要集中在以下三個(gè)方面。

一、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)試題

應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)試題著重考查同學(xué)們對(duì)各種實(shí)驗(yàn)儀器的熟悉程度。如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器等的讀數(shù),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的正確安裝與使用,滑動(dòng)變阻器在電路中限流式與分壓式的選擇,多用電表?yè)跷坏倪x擇與調(diào)試等。

例1 某同學(xué)為測(cè)定某柱形電子元件的電阻率,先做如下測(cè)量：

(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量它的直徑,示數(shù)如圖1甲所示,則d=mm;用2 0分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量它的長(zhǎng)度,示數(shù)如圖1丙所示,則L=c m。

(2)用多用電表粗測(cè)該元件的電阻,選用“×1 0”倍率的電阻擋后,應(yīng)先,再進(jìn)行測(cè)量,之后多用電表的示數(shù)如圖1乙所示,則該元件的電阻為Ω。

圖1

(3)為了精確測(cè)得上述待測(cè)電阻Rx的阻值,實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：

A.電流表A1(量程為5 0mA、內(nèi)阻r1= 1 0Ω)

B.電流表A2(量程為2 0 0mA、內(nèi)阻r2約為2Ω)

C.定值電阻R0=3 0Ω

D.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值約為1 0Ω)

E.電源E(電動(dòng)勢(shì)約為4V)

F.開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干

該同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理如圖2所示,則N處的電流表應(yīng)選用

。開(kāi)關(guān)S閉合前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于

隨著經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的轉(zhuǎn)變，當(dāng)前的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)也改變了常態(tài)。為了能夠順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，企業(yè)中出現(xiàn)了財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)向管理會(huì)計(jì)轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)。這種做法是對(duì)財(cái)務(wù)部門進(jìn)行升級(jí)的一種模式，也是促進(jìn)企業(yè)發(fā)展的重要手段。

(選填“a”或“b”)。若M、N兩處電表的讀數(shù)分別為IM、IN,則Rx的計(jì)算式為Rx=。

圖2

解析：(1)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為0.5mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為1 1.5×0.0 1mm= 0.1 1 5mm,所以d=0.6 1 5mm。游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為1 0 6mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.7 0mm,所以L=1 0 6.7 0mm=1 0.6 7 0 c m。

(2)用多用電表測(cè)量該元件的電阻時(shí),應(yīng)先進(jìn)行歐姆調(diào)零,再進(jìn)行測(cè)量,該元件的電阻為7×1 0Ω=7 0Ω。

(3)通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流約為IM=0.0 5 7A=5 7mA;通過(guò)N處的最大電流約為

0.1 9 0A=1 9 0mA。為保證測(cè)量時(shí)電流表讀數(shù)不小于其量程的三分之一,N處的電流表應(yīng)選B;開(kāi)關(guān)S閉合前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于a。通過(guò)定值電阻R0的電流I=IN-IM,并聯(lián)電路兩端電壓U=I R0,Rx+r1=

二、測(cè)量型實(shí)驗(yàn)試題

測(cè)量型實(shí)驗(yàn)試題要求同學(xué)們通過(guò)物理規(guī)律間接測(cè)量物理量,意在考查分析能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,以及數(shù)據(jù)處理的能力。如測(cè)定金屬的電阻率、測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻等。

例2 為了測(cè)量?jī)蓚€(gè)電壓表的內(nèi)阻,某學(xué)習(xí)小組依據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的如下器材,設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路。

A.待測(cè)電壓表V1,量程為3V,內(nèi)阻約為1 0k Ω

B.待測(cè)電壓表V2,量程為6V,內(nèi)阻約為2 0k Ω

圖3

C.電阻箱R1,阻值范圍0～9 9 9 9.9Ω

D.電阻箱R2,阻值范圍0～9 9 9.9Ω

E.電池組,電動(dòng)勢(shì)為1 2V,內(nèi)阻為0.5Ω

F.滑動(dòng)變阻器R3,阻值范圍0～1 5 0 0Ω,額定電流為1.5A

此外還有開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。要求可進(jìn)行多次測(cè)量并使電表讀數(shù)大于量程的三分之一,該小組沒(méi)有標(biāo)明圖中的a、b、c是哪個(gè)電器元件,請(qǐng)你根據(jù)電路圖,完成下列填空。

(1)a應(yīng)選取的電壓表是(填“A”或“B”);c應(yīng)選取的電阻箱是(填“C”或“D”)。

(2)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),電壓表V1、V2的讀數(shù)分別是U1、U2;開(kāi)關(guān)S1和S2均閉合,調(diào)節(jié)電阻箱的讀數(shù)為R,適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3,測(cè)得電壓表V1、V2的讀數(shù)分別是U'1、U'2。則待測(cè)電壓表V1的內(nèi)阻表達(dá)式為RV1=。

解析：(1)由待測(cè)電壓表的量程和內(nèi)阻估算得兩電表的滿偏電流都約為0.3 0mA,若a處電壓表滿偏則c處不能選用電阻箱R2,否則b處無(wú)論選電壓表V1還是V2,其電流均無(wú)法使b處電壓表讀數(shù)達(dá)到其量程的三分之一,故c處只能是電阻箱R1,b處只能是電壓表V1,a處是電壓表V2。

(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合,開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)時(shí),由串聯(lián)分壓原理知;當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2均閉合時(shí),有,解得RV1=

三、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)試題

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)試題是在基本實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上,通過(guò)遷移和變化展現(xiàn)出新的實(shí)驗(yàn)情景,探索未知領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)題目。如通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)探究某一物理規(guī)律是否成立或物理量之間存在何種關(guān)系等。

圖4

例3 利用如圖4所示的電路可以較為準(zhǔn)確地測(cè)量未知電源的電動(dòng)勢(shì)。圖中Ex為待測(cè)電源,ES為標(biāo)準(zhǔn)電源(電動(dòng)勢(shì)ES已知),電源E為電路提供電流,RP為滑動(dòng)變阻器。G為零刻度在中央的靈敏電流計(jì),A B為一根粗細(xì)均勻的電阻絲,C、D為電阻絲A B上的兩個(gè)活動(dòng)觸頭,可以自由移動(dòng)。與電阻絲A B平行放置的一把刻度尺可以測(cè)出C、D兩觸頭間的長(zhǎng)度。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(1)按圖連接好電路,將開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi),開(kāi)關(guān)S2處于兩個(gè)觸點(diǎn)都不接的狀態(tài)。

(2)閉合開(kāi)關(guān)S1,調(diào)整RP至合適位置。

(3)將開(kāi)關(guān)S2接1位置,調(diào)整C、D兩觸頭,使電流計(jì)指向零刻度,記下。

(4)將開(kāi)關(guān)S2接2位置,重新調(diào)整C、D兩觸頭,使,并記下。

(5)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,計(jì)算待測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為Ex=。

解析：(3)由題意知應(yīng)記下C、D兩觸頭間的長(zhǎng)度L1。

(4)由題意知應(yīng)使電流計(jì)指針指向零刻度,并記下此時(shí)C、D兩觸頭間的長(zhǎng)度L2。

點(diǎn)評(píng)：求解創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)試題的前提是熟練掌握基本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)等,然后從實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜胧执_定實(shí)驗(yàn)方向(即如何做實(shí)驗(yàn)),并通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的合理分析,確定物理規(guī)律是否成立、物理量之間存在何種關(guān)系等。

(責(zé)任編輯 張 巧)