电学实验试题的类型与特点.doc

电学实验试题的类型与特点 陕西省宝鸡市陈仓区教育局教研室 邢彦君 ? 一、对基本实验的改造 ? 这主要表现在对考纲规定的基本实验，从实验原理、仪器器材、方法步骤、数据处理方法诸环节的某一方面，或几个方面进行改造与变通。 ? 例1．（2010安徽理综-21-Ⅱ）太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件，某实验小组根据测绘小灯炮伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电能在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。 ? ? （1）为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图。 ? （2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图1中的I-U图象，由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻 ????（填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为??? Ω。 ? 解析：由于题中说明“太阳能电池在没有光照时，可以视为一个电学器件”，且“没有储存电能”，因此本实验与一般的伏安特性实验大同小异，它是将基本实验“探究小灯泡的伏安特性曲线”中的小灯泡换成了“无光照时的太阳能电池”。 ? 由于需要电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法；至于安培表的接法，题中已经给出是外接法。故实验电路如图2所示。 ? ? 从已绘出的I-U图象可以看出，当电压小于2.00V时，电流几乎一直为零，太阳能电池的电阻“很大”；当电压为2.80V时，读出电流约为2.8mA，由欧姆定律可得：。 二、基本实验的组合 电学实验的基本特点就是“带电作业”，几乎都离不开电流表、电压表的使用，实验原理基本上都是直流电路的基本规律。因此，可以将两个或两个以上的基本实验进行组合。 例2．（2011四川理综-22-2）为测量一电源的电动势及内阻 ? （1）在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表 ? 量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表V1；量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表V2；量程为3V、内阻为3kΩ的电压表V3。 ? 选择电压表?????? 串联?????? kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表。 ? （2）利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表（此表用符号V1或V3或V3与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表），画出测电源电动势及内阻的实验原理电路图。 ? （3）根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50V时、电阻箱值为15.0Ω；电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值为40.0Ω，则电源的电动势E=???? V、内阻r=_____Ω。 ? 解析：（1）由于题中电压表V3的电阻是准确告知的，因此选它进行改装。对电压表及串联的分压电阻R，运用欧姆定律有： ，。代入数据解得：R=6kΩ。 ? （2）由闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律可设计如图3所示的实验电路。 ? ? （3）由于改装后的电压表可视为理想电压表，它的示数就是端电压或电阻箱两端的电压。整个电路可看成电阻箱与电源内电阻串联，总电压为电源电动势E，由串联分压关系有：代入两组数据可解得：E=2.5V，r=10Ω ? 三、仪器仪表的“反串”使用 ? 理想电流表与定值电阻串联后可测电压，理想电压表与定值电阻并联后可测电流；电阻已知的电流表可测电压，电阻已知的电压表可测电流。因此串联定值电阻的理想电流表或电阻已知的电流表，可当做电压表使用；并联定值电阻的理想电压表或电阻已知的电压表可当做电流表使用。 ? 例3．（2010福建理综-19-3）如图4所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下： ? ? 器?? 材 规?????? 格 ? 待测电阻Rx 电源 电压表V1 电压表V2 电流表A 滑动变阻器R 开关S、导线若干 阻值在900Ω-1000Ω之间 具有一定内阻，电动势约9.0V 量程2.0V，内阻r1=1000Ω 量程5.0V，内阻r2=2500Ω 量程3.0A，内阻r=0.10Ω 最大阻值约100Ω，额定电流0.5A ? 为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代替导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路。 ? 解析：由于滑动变阻器阻值较小，为了有效调接电流或电压变化，变阻器应采用分压式接法。电路中的最大电流为：A，实验中电路中的电流几乎在电流表的0刻线附近，读数误差太大，因此，电流表不能选用。为使测量中电表示数大于量程一半，将电压表V1“反串”做电流表使用。比较两电压表的量程，“反串”后的V1应内接，如图4所示。连接好电路，若某次测量中读出两表的示数分别为U1、