高中電學(xué)實驗考查方向探究

■山東省廣饒縣第一中學(xué) 李光勛

高中電學(xué)實驗考查方向探究

■山東省廣饒縣第一中學(xué) 李光勛

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,綜觀各類考試我們可以發(fā)現(xiàn),對電學(xué)實驗的考查主要集中在以下三個方面。

一、應(yīng)用型實驗試題

應(yīng)用型實驗試題著重考查同學(xué)們對各種實驗儀器的熟悉程度。如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等的讀數(shù),打點計時器的正確安裝與使用,滑動變阻器在電路中限流式與分壓式的選擇,多用電表擋位的選擇與調(diào)試等。

例1 某同學(xué)為測定某柱形電子元件的電阻率,先做如下測量：

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

(2)用多用電表粗測該元件的電阻,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)為了精確測得上述待測電阻Rx的阻值,實驗室提供了如下器材：

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.滑動變阻器R(最大阻值約為1 0Ω)

E.電源E(電動勢約為4V)

F.開關(guān)S、導(dǎo)線若干

該同學(xué)設(shè)計了測量電阻Rx的一種實驗電路原理如圖2所示,則N處的電流表應(yīng)選用

。開關(guān)S閉合前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于

隨著經(jīng)濟(jì)形勢的轉(zhuǎn)變，當(dāng)前的創(chuàng)新驅(qū)動也改變了常態(tài)。為了能夠順應(yīng)時代的發(fā)展，企業(yè)中出現(xiàn)了財務(wù)會計向管理會計轉(zhuǎn)型的趨勢。這種做法是對財務(wù)部門進(jìn)行升級的一種模式，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的計算式為Rx=。

圖2

解析：(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5mm,可動刻度讀數(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)用多用電表測量該元件的電阻時,應(yīng)先進(jìn)行歐姆調(diào)零,再進(jìn)行測量,該元件的電阻為7×1 0Ω=7 0Ω。

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

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

二、測量型實驗試題

測量型實驗試題要求同學(xué)們通過物理規(guī)律間接測量物理量,意在考查分析能力、實驗設(shè)計能力,以及數(shù)據(jù)處理的能力。如測定金屬的電阻率、測定電源電動勢和內(nèi)阻等。

例2 為了測量兩個電壓表的內(nèi)阻,某學(xué)習(xí)小組依據(jù)實驗室提供的如下器材,設(shè)計了如圖3所示的電路。

A.待測電壓表V1,量程為3V,內(nèi)阻約為1 0k Ω

B.待測電壓表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,電動勢為1 2V,內(nèi)阻為0.5Ω

F.滑動變阻器R3,阻值范圍0～1 5 0 0Ω,額定電流為1.5A

此外還有開關(guān)和導(dǎo)線若干。要求可進(jìn)行多次測量并使電表讀數(shù)大于量程的三分之一,該小組沒有標(biāo)明圖中的a、b、c是哪個電器元件,請你根據(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)開關(guān)S1閉合、S2斷開時,電壓表V1、V2的讀數(shù)分別是U1、U2;開關(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)滑動變阻器R3,測得電壓表V1、V2的讀數(shù)分別是U'1、U'2。則待測電壓表V1的內(nèi)阻表達(dá)式為RV1=。

解析：(1)由待測電壓表的量程和內(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處無論選電壓表V1還是V2,其電流均無法使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)開關(guān)S1閉合,開關(guān)S2斷開時,由串聯(lián)分壓原理知;當(dāng)開關(guān)S1和S2均閉合時,有,解得RV1=

三、創(chuàng)新型實驗試題

創(chuàng)新型實驗試題是在基本實驗原理、實驗思想、實驗方法的基礎(chǔ)上,通過遷移和變化展現(xiàn)出新的實驗情景,探索未知領(lǐng)域的實驗題目。如通過物理實驗探究某一物理規(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)確地測量未知電源的電動勢。圖中Ex為待測電源,ES為標(biāo)準(zhǔn)電源(電動勢ES已知),電源E為電路提供電流,RP為滑動變阻器。G為零刻度在中央的靈敏電流計,A B為一根粗細(xì)均勻的電阻絲,C、D為電阻絲A B上的兩個活動觸頭,可以自由移動。與電阻絲A B平行放置的一把刻度尺可以測出C、D兩觸頭間的長度。實驗步驟如下：

(1)按圖連接好電路,將開關(guān)S1斷開,開關(guān)S2處于兩個觸點都不接的狀態(tài)。

(2)閉合開關(guān)S1,調(diào)整RP至合適位置。

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

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

(5)斷開開關(guān)S1,計算待測電源電動勢的表達(dá)式為Ex=。

解析：(3)由題意知應(yīng)記下C、D兩觸頭間的長度L1。

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

點評：求解創(chuàng)新型實驗試題的前提是熟練掌握基本實驗的實驗原理、實驗步驟、注意事項等,然后從實驗?zāi)康娜胧执_定實驗方向(即如何做實驗),并通過對實驗數(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)