对07年高考物理实验题的分析

历年来实验能力的考察是高考试题的重头戏，也是分水岭。是学习过程的难点和重点。我对0007年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试《宁夏卷》第2卷的22题，第2小题分析如下原题：

利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有器材为：

电压表：量程为1V 内阻99.3 符号

滑动变阻器：最大阻值10 符号

电阻箱：最大阻值99999.9 符号⑴

单刀单掷开关一个 符号

导线若干

（1）、设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内，要求在图中标出电压表，电流表的接线柱的正负。

(2)、为了满足本实验的要求，并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的 倍，电阻箱的阻值应为

本实验考查的是：A.设计测量干电池的电动势和内阻的电路图。B.电压表的改装。

首先，我们有分析选择器材，设计符合实验要求的电路。测量

干电池电动势和内阻的方法，一般有U—I法（电路图见图1），U—R法（电路图见图2），I—R法（电路图见图3），

（1）在U—I法中，电压表的量程应大于或等于1.5V，用图1不符合实验要求，必须将电压表量程扩大，这就需要有滑动变阻器或电阻箱与电压表串联，而题中给出了一个电阻箱和一个滑动变阻器，因此，设计出如图4的电路图。（11）在U—R法中，将电压表扩大量程，同样需要一个滑动变阻器或电阻箱与电压表串联，可滑动变阻器最大值10欧姆， 阻值太小，不能使用，这就需要两个电阻箱，而题中所提供器材不能满足需求，（111）在I—R法中，不满足本题考查的第二问的需求。由此，设计电路为图4。（在基本方法上求变化）。第2 问是本题的难点所在，电压表的量程应扩大为原量程的二倍，故电阻箱的阻值为 998.3 欧姆 ，那为什么电压表的量程不扩大为原量程的1.5倍或1.8倍，或3倍，4倍等等，我认为原因有2个：

.电压表的量程为1V，从表盘面板刻度分布上分析：它是将表盘面板刻度一分为二，（即1/2分法），而每一小格均为0.1V，如图5。（实验常用的3V和15V量程，它是将表盘面均匀一分为三（即1/3分法）。每一小格为0.1V或0.5V如图6。若将表盘面一分为三的话，表盘面不能整分（1/3不能整分），且每一小格也不为整数（是循环小数），这就会造成系统误差。实际测量中，误差较大。1.5V 1.8V，3V是0.3倍数，原图同上。若是4倍或5 倍等等，理论上将表盘表面一分为四，一分为五可行，但在测量中，改变变阻箱阻值，指针摆动幅度较小（不会超过表盘刻度的2/3）。误差较大。从并联电路分流特点也可知，阻值越大分流越小，4V、5V量程较大不适宜。

.从串联电路的分压特点可知：

（1）当电压为1、5伏时，可变电阻器的值为998、38*0、5=499、15欧姆

（2）当电压为1、8伏时，可变电阻器的值为998、38*0、8=778、64欧姆

（3）当电压为2、0伏时，可变电阻器的值为998、38*1=998、3欧姆

（4）当电压为3、0伏时，可变电阻器的值为998、38*2=1996、6欧姆

（5）当电压为4、0伏时，可变电阻器的值为998、38*3=2994、9欧姆。等等。

（1）和（2）两种情况不符合题目中所给的电阻箱的调节精确度范围.

综合上述两种分析电压表量程扩大为原来2倍为最佳方案.(此为串联电路分压特点的拓展应用)