1、難點之十電學實驗一、難點形成的原因1、對電流表、電壓表的讀數規那么認識模糊，導致讀數的有效數字錯誤2、對滑動變阻器的限流、分壓兩種控制電路的原理把握不準，導致控制電路選用不當3、對實驗測量電路、電學儀器的選用原那么把握不準，導致電路、儀器選用錯誤4、對電學實驗的重點容“電阻的測量方法無明確的歸類，導致思路混亂5、對于創新型實驗設計平時缺乏對實驗思想方法如模擬法，轉換法，放大法，比擬法， 替代法等進行歸納，在全新的實驗情景下，找不到實驗設計的原理，無法設計合理可行的 方案。受思維定勢影響，缺乏對已掌握的實驗原理，儀器的使用進行新情境下的遷移利用， 缺乏創新意識。二、難點突破1、電流表、電壓表的讀

2、數規那么：電流表量程一般有兩種 0.10.6A，03A;電壓表量程一般有兩種 03V, 015V。 如圖10-1所示：圖 10-1因為同一個電流表、電壓表有不同的量程，因此，對應不同的量程，每個小格所代表的 電流、電壓值不相同，所以電流表、電壓表的讀數比擬復雜，測量值的有效數字位數比擬容 易出錯。下面是不同表，不同量程下的讀數規那么：電壓表、電流表假設用 03V、03A量程，其最小刻度精確度分別為0.1V、0.1A，為10分度儀表讀數，讀數規那么較為簡單，只需在精確度后加一估讀數即可。如下圖，電壓表讀數為1.88V，電流表讀數為0.83A。假設指針恰好指在 2上，那么讀數為 2.00V 或 A

3、。電壓表假設用015V量程，那么其最小刻度為0.5V，為2分度儀表讀數，所讀數值小數點后只能有一位小數，也必須有一位小數。如下圖，假設指針指在整刻度線上，如指在10上應讀做10.0V，指在緊靠10刻度線右側的刻度線上即表盤上的第21條小刻度線讀數為10.5V，假設指在這兩條刻度線間的中間某個位置，那么可根據指針靠近兩刻度線的程度，分別讀做10.1V，或10.2V，或10.3V，或10.4V，即使是指在正中央，也不能讀做10.25V，假設這樣，那么會出現兩位不準確的數，即小數點后的2和5,不符合讀數規那么，如上圖中所示，讀數應為9.3V。電流表假設用0-0.6A量程，那么其最小刻度為0.02A，

4、為5分度儀表讀數，其讀數規那么與0 15V電壓表相似，所讀數值小數點后只能有兩位小數，也必須有兩位小數。如上圖所示，電流表讀數為0.17A，假設指針指在第11條刻度線上，那么讀數為 0.22A，指在第10條刻度線上，讀數為 0.20A，指在第12條刻度線上，讀數為 0.24A。2、滑動變阻器應用分析滑動變阻器是電學實驗中常用的儀器，近幾年高考電學設計性實驗命題對其應用屢次直接或滲透考查.如何選擇滑動變阻器的接法設計控制電路仍是歷屆考生應考的難點滑動變阻器的限流接法與分壓接法的特點：如圖10-2所示的兩種電路中，滑動變阻器最大阻值為 R對負載FL的電壓、電流強度都起控制調節作用，通常把圖a電路稱

5、為限流接法，圖b電路稱為分壓接法U)圖 10-2負載R上電壓調節圍忽略電 源阻負載R-上電流調節圍忽略電源阻相同條件下電路消耗 的總功率限流接法RlEw UL ERlRoEw | lW ERlRoRlEIl分壓接法0 w ULw E0w | lWRlE ( I l+I ap)比擬分壓電路調節圍較大分壓電路調節圍較大限流電路能耗較小 限流法如圖a所示，待測電阻上電壓調節圍為FlEE .顯然，當FoR.時，滑動觸頭在從 b向a滑動的過程中，先是電流表、電壓表的示數變化不 大，后來在很小的電阻變化圍，電流表、電壓表的讀數變化很快，也不方便讀數，只有當FL與F0差不多大小時，才能對電流、電壓有明顯的調

6、控作用在同樣能到達目的的前提下，限流法較為省電，電路連接也較為簡單 分壓法.如圖b所示，待測電阻上電壓調節圍為0E,且F0相對于FL越小，R上的電壓變化的線性就越好當F0R時，盡管UL變化圍仍是0E,但數據幾乎沒有可記錄性， 因為在這種情況下，滑片從左端滑起，要一直快到右端時，電壓表上示數一直幾乎為零，然后突然上升到E,對測量幾乎沒有用處.因此，分壓接法要用全阻值較小的滑動變阻器。滑動變阻器的限流接法與分壓接法：兩種電路均可調節負載電阻電壓和電流的大小，但在不同條件下，調節效果大不一樣，滑動變阻器以何種接法接入電路，應遵循平安性、精確 性、節能性、方便性原那么綜合考慮，靈活選取1. 以下三種情

7、況必須選用分壓式接法1要求回路中某局部電路電流或電壓實現從零開始可連續調節時如：測定導體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路，即大圍測量時，必須采用分壓接法2 當用電器的電阻 R遠大于滑動變阻器的最大值R時，必須采用分壓接法因為按 圖b連接時，因 RR Rp,所以R.與Rp的并聯值 R并 Rp,而整個電路的總阻值約為R,那么R兩端電壓U=IR 并= Rap,顯然Ux Rp,且Rp越小，這種線性關系越好，電Ro表的變化越平穩均勻，越便于觀察和操作3假設采用限流接法，電路中實際電壓或電流的最小值仍超過RL的額定值時，只能采用分壓接法2. 以下情況可選用限流式接法1 測量時對電路中的電流或電壓沒有要求

8、從零開始連續調節，只是小圍測量，且RL 與R0相差不大或RL略小于R0,采用限流式接法2電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時， 采用限流式接法3沒有很高的要求，僅從平安性和精確性角度分析兩者均可采用時，可考慮安裝簡便和節能因素優先采用限流式接法例1：如圖10-3所示，滑動變阻器電阻最大值為R,負載電阻R=R,電源電動勢為E,阻不計1當K斷開，滑動頭c移動時，R兩端的電壓圍是多少？2當K閉合，滑動頭c移動時，R兩端的電壓圍是多少？3 設R的長度ab=L, R上單位長度的電阻各處相同，a、c間圖 10-3長度為x，當K接通后，加在 R上的電壓U與x的關系如何? 【審

9、題】 電鍵斷開或閉合導致電路出現兩種截然不同的控制電路： 限流和分壓，把握限流和分壓電路的原理是關鍵【解析】1假設K斷開，那么該控制電路為滑動變阻器的限流接法，故E R，那么電流表必須外接.因為滑動變阻器的全阻值大于被測電阻R,故首先考慮滑動變阻器的限流接法，假設用限圖 10-4流接法，那么被測電阻R上的最小電流為Imin = 一=0.11 AV I額，因該實驗沒有Ex R 5 50對電流、電壓的調節圍未作特殊要求，故用限流電路.電路如圖10-4所示.滑動變阻器全阻值相對待測電阻較大,【總結】只要能保證平安且有一定的調節圍即可。用分壓接法不便于調節，故限流接法是首選,例3:用伏安法測量一個定值

10、電阻的器材規格如下：待測電阻RX 約100 Q;直流電流表量程010 mA、阻50 Q;直流電壓表量程 03 V、阻5 k Q;直流電源輸出電壓 4 V、阻不計；滑動變阻器015 Q、允許最大電流 1 A;開關1個，導線假設干.根據器材 的規格和實驗要求畫出實驗電路圖 【審題】此題只需要判斷測量電路、控制電路的接法，各儀器的量程和電阻都已經給出，只 需計算兩種接法哪種適宜。【解析】用伏安法測量電阻有兩種連接方式，即電流表的接法和外接法，由于RV RARv ,故電流表應采用外接法在控制電路中，假設采用變阻器的限流接法，當滑動變阻器阻值調至最大，通過負載的電流最小，1 min：=E=24 mA 1

11、0 mA,此時電流仍超過電流表的量R Ra Rx程，故滑動變阻器必須采用分壓接法.如圖10-5 所示.圖 10-5【總結】任一種控制電路必須能保證電路的平安，這是電學實驗的首要原那么，限流接法雖然簡潔方便，但必須要能夠控制電路不超過電流的額定值，同時，能夠保證可獲取一定的電壓、電流圍，該題中，即便控制電流最小值不超過電流表的量程，因滑動變阻器全阻值相對 電路其它電阻過小，電流、電壓變化圍太小，仍不能用限流接法。3、實驗電路和電學儀器的選擇1電路的選擇安培表、外接電路的選擇由于電壓表的分流作用和電流表的分壓作用，造成表的示數與通過負載的電壓或電流真實值之間產生誤差，為減小此系統誤差，應慎重選擇電

12、流表的外接法，選擇方法如下：1、直接比擬法：當待測電阻阻值FX甩時，安培表分壓很小，選擇安培表接電路。2、臨界值計算比擬法：當待測電阻阻值與電壓表、電流表的阻值相差不多時， 如何確定被測電阻 R是較大還是RvD較小呢？我們要計算兩種接法的相對誤差，可用與相比擬.當RvRR即RRV RA時，宜采用電流表外接法;RaR.即RR/ RA時，宜采用電流表接法;RaR RaRv Ra時，電流表外接法效果是一樣的 此時的被測電阻值 R我們稱為臨界電阻。3、測試判斷法試觸法假設RR的大小關系事先沒有給定，可借助試觸法確定、外接法.具體做法是：如圖10-6所示組成電路，其中電流表事先已經接好，拿電壓表的一個接

13、線柱去分別試 觸M N兩點，觀察先后兩次試觸時兩電表的示數變化情況。如果電流表的示數變化比電壓表示數變化明顯即1I流作用引起的誤差大于接 N點時電流表分壓作用引起的誤差，N點。U ，說明接U這時應采用接法M點時電壓表分即電壓表接如果電壓表的示數變化比電流表示數變化明顯即壓作用引起的誤差大于接M點時電壓表分流作用引起的誤差,接M點.，說明接這時應采用外接法N點時電流表分即電壓表01圖 10-6口決：“字中間有個大，大偏大，小外偏小，即接法適合測大電阻且系統誤差偏大，即測量值大于真實值，外接法適合測小電阻且系統誤差偏小，即測量值小于真實值，控制電路即滑動變阻器的接法的選擇，見難點22電路實驗器材和

14、量程的選擇，應考慮以下幾點： 電路工作的平安性，即不會出現電表和其它實驗器材因過載毀壞現象。 能否滿足實驗要求常常要考慮便于屢次測量求平均值。 選擇器材的一般思路是： 首先確定實驗條件， 然后按電源一電壓表一電流表一變阻器順序依次選擇。根據不使電表受損和盡量減少誤差的原那么選擇電表首先保證流過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用量程，然后合理選擇量程，務必使指針有較大偏轉-2般取滿偏度的左右，以減少測讀誤差根據電路中可能出現的電流或電壓圍需選擇滑動3變阻器，注意流過滑動變阻器的電流不超過它的額定值，對大阻值的變阻器，如果是滑動頭稍有移動，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用應根據實驗的根

15、本要求來選擇儀器，對于這種情況，只有熟悉實驗原理，才能作出恰當的選擇總之，最優選擇的原那么是：a、方法誤差盡可能小.b、實現較大圍的靈敏調節.c、在大功率裝置電路中盡可能節省能量；在小功率電路里，在不超過用電器額定值的前提下，適當提高電流、電壓值，以提高測試的準確度根據以上原那么，電學儀器的選擇有如下建議：1、電源的選擇：選擇直流電源，應根據用電器的需要來確定，一般考慮用電器所需的電壓、電路中的電流、電源電動勢和允許電流等在不超過待測器材所允許的最大電壓值的情況下，選擇電動勢較大的電源以獲得更多的測量數據。在相同電動勢情況下，通常選擇電阻較小的電源以獲得較穩定的路端電壓，測電源阻除外。2、電表

16、的選擇：在不超過電表量程的條件下，選擇量程較小的電表以便測量時示數 能在滿刻度的2/3左右。3、滑動變阻器的選擇：要由電路中所要求或可能出現的電流、電壓的圍來選定變阻器， 實際流過變阻器的電流不得超過其額定值；如要通過變阻器的電阻改變來讀取不同的電流、電壓值時，要注意防止變阻器滑片稍有移動電流或電壓就會有很大變化的出現，也要防止出現滑片從一頭滑到另一頭，電流或電壓幾乎沒有變化的情況假設控制電路確定為限流接法，那么滑動變阻器應選用與實驗電路中其它電阻的總阻值相差 不大的；假設控制電路確定為分壓接法，那么應選用在額定電流允許的條件下阻值較小的滑動變 阻器。例4:圖10-7為用伏安法測量一個定值電阻

17、阻值的實驗所需器材實物圖，器材規格如下:1 待測電阻R 約100Q2直流電源輸出電壓 4V,阻可不計3直流毫安表量程 010mA阻50 Q4 直流電壓表量程 03V,阻5KQ圖 10-75 滑動變阻器阻值圍 015Q，允許最大電流1A6 電鍵一個，導線假設干條根據器材的規格和實驗要求，在實物圖上連線。并用標出在閉合電鍵前，變阻器的滑動觸點應處的正確位置。【審題】此題不要求選擇儀器， 只是對已有的儀器進行電路的選擇合成，從一定程度上降低了難度，由條件，待測電阻與電壓表阻值相差較多，滑動變阻器阻值相對較小。【解析】因滑動變阻器阻值小于待測電阻R的阻值，所以滑動變阻器應選用分壓接法；待測電阻與電表相

18、比， R的阻值和電壓表的阻值相差較多，所以應選用安培表 外接電路，實物連接如圖10-8所示。滑動變阻器分壓接 法時，在閉合電鍵前，變阻器的滑動觸點應置于使負載 電壓為零處，如圖箭頭所示。【總結】1設計測量電阻的電路必須考慮兩個方面，圖10-8首先要確定滑動變阻器是分壓電路還是限流電路，再考 慮是安培表外接電路還是安培表接電路。2連接實物圖時，應該先干路，再支路。滑動變阻器分壓接法是要注意電鍵能控制全 電路電流，即斷開電鍵后，電路中無電學儀器仍處于通電狀態，電鍵對支路不起作用是滑動變阻器分壓接法時經常出現的錯誤。例5:某電壓表的阻在2050KQ之間，現要測量其阻，實驗室提供以下可選用的器材待測電

19、壓表V量程3V，電流表Ai量程200卩A，電流表A2量程5mA，電流表 A量 程0.6A，滑動變阻器 R最大阻值1kQ，電源E電源電壓為4V，開關S.1所提供的電流表中應選用 填字母代號.2為了盡量減小誤差，要求多測幾組數據，試在圖10-9方框中畫出符合要求的實驗電路其中電源和開關及連線已畫出.【審題】 測量電壓表的阻，從條件看，需測量通過電壓表的電 流，因此，需估算通過電壓表的最大電流來判斷所用電流表的量程。 同時，滑動變阻器的全阻值遠小于電壓表阻，控制電路應采用分壓 接法。圖 10-9【解析】電壓表的示數等于通過電壓表的電流與本身阻的乘積，估 算電路中的最大電流為URV320 103A 1

20、50 A所以應選電流表 A,與電壓表串聯在電路中.滑動變阻器的電阻遠小于電壓表阻如果用滑動變阻器連成限流電路，一那么它對電路的調控作用很不明顯，二那么是待測電壓表分得的最小電壓約為URV UR Rv320 103 3 4V 3.8V103 20 103大于電壓表的量程，變阻器明顯不能組成限流電路，這樣變阻 器應作為分壓器接在電路中，就不會出現上述問題，電路如圖10-10所示.E 圖 10-10【總結】 對于電表的選擇，必須先根據條件估算電路中的最大 電壓或電流值，以此確定選用略大于且量程最小的電表。例6:有一改裝的電流表 A需要與一標準電流表 A進行校對，采用如下圖 10-11的電路, 其中E

21、為電源，R為一限流電阻，R為一可變電阻，S為電鍵，限流電阻能夠限制電路中的最大電流，使之不超出電流表的量程過多，從而對電流表起保護作用。實驗中已有的器材及其規格如下：蓄電池E 電動勢6v,阻約為0.3 Q,圖 10-11改裝電流表 A 量程00.6A,阻約為0.1 Q標準電流表Aa 量程00.6A3A,阻不超過0.04 Q 實驗中備有的電阻器規格如下：A .固定電阻阻值 8 Q,額定電流2AB .固定電阻阻值15Q，額定電流2AC 滑動變阻器阻值圍 020 Q,額定電流2AD，滑動變阻器阻值圍 0200Q，額定電流2A兩個表的刻度盤上都將量程均勻分為6大格，要求從0.1A起對每條刻線一一進行核

22、對，為此，從備用的電阻器中，Ro應選用 , R應選用 。用字母代號填寫【審題】 此題中給出了固定限流電阻的選擇，首先要明確其作用，實驗要求電流圍在0.10.6A之間，即電路中僅有限流電阻時的電流要略大于0.6A，同時要配合滑動變阻器，保證電路中的最小電流不超過0.1A。【解析】改裝表量程為 00.6A，要求從0.1A起對每條刻線進行核對，所以，電路中最大電流不能小于 0.6A，最小電流不能大于 0.1A。電源電動勢為6v，根據歐姆定律 R總-,電路中最小總電阻不能大于10Q，電路中除固定電阻和滑動變阻器外，其它電阻總阻值等于0.44 Q,所以固定電阻 RR應選用A 8 Q;又因最大總電阻不能小

23、于60 Q，滑動變阻器應選用D 200Q。【總結】1要正確理解限流電阻的限流作用一-使電路中的電流不超過.電流表的量程過多.，應理解為：在保證電流表能到達滿量程的條件下，通過電流表的電流不過大。所以限流電阻的阻值不能大于使電流表到達滿偏時的阻值。2注意區分限流電阻與滑動變阻器的作用，限流電阻的作用是使電路中的電流不要過小不小于0.6A ，而滑動變阻器的作用是使電路中的電流要到達足夠小不大于0.1A 。例7：用伏安法測量某一電阻 FX的阻值，現有實驗器材如下：A、待測電阻FX 阻值大約為5 Q,額定功率為1WB 電流表 Ai 00.6A，阻 0.2 QC 電流表 A2 03A,阻 0.05 QD

24、 電壓表 Vi 03V,阻 3KQE、電壓表 V2 015V，阻 15KQF、滑動變阻器 R0 050 QG蓄電池電動勢為 6VH電鍵、導線為了較準確測量FX的阻值，保證器材的平安，以便操作方便，電壓表、電流表應選擇，并畫出實驗電路圖。【審題】此題中待側電阻的額定功率、電阻估計值， 可估算通過電阻的電流及其兩端電壓，是選擇電流表、電壓表量程的關鍵，另外，電流表的外接法及滑動變阻器的接法也需要計算確定。【解析】1、確定電流表、電壓表的量程。被測電阻R的額定電壓、額定電流分別為那么電流表選用A,電壓表選用V2、確定電流表的、外接法計算臨界電阻，RxFX，會操作不方便，因此應選擇變阻器的限流接法。電

25、路如圖10-12所示。【總結】 此題需要選擇電流表、電壓表量程以及測量電路和控制電路，解題時為防止混亂， 可分步選擇，將題目分解，既明確，又不易遺漏。4、電阻測量的方法歸類在高中電學實驗中，涉及最多的問題就是電阻的測量，電阻的測量方法也比擬多，最常用的有：1歐姆表測量：最直接測電阻的儀表。但是一般用歐姆表測量只能進行粗測，為下一 步的測量提供一個參考依據。用歐姆表可以測量白熾燈泡的冷電阻。2替代法：替代法的測量思路是等效的思想，可以是利用電流等效、也可以是利用電 壓等效。替代法測量電阻精度高，不需要計算，方法簡單，但必須有可調的標準電阻一般 給定的儀器中要有電阻箱。替代法是用與被測量的某一物理

26、性質等效，從而加以替代的方法。如圖10-13所示。先把雙刀雙擲開關 Sa扳到1,閉合S,調整滑動變阻器，使電流表指 針指到某一位置，記下此時的示數I 最好為一整數。再把開關Sa扳到2,調整電阻箱 R,使得電流表指針仍指到示數I。讀出此時電阻箱的阻值 r,那么未知電阻民的阻值等于r。說明：在此實驗中的等效性表現在開關換位后電流表 的示數相同，即當電阻箱的阻值為r時，對電路的阻礙作用與未知電阻等效，所以未知電阻R的阻值等于r。 替代法是一種簡捷而準確度很高的測量電阻的方法，祠圖 10-13 此方法沒有系統誤差，只要電阻箱和電流表的精度足夠高，測量誤差就可以忽略。3 伏安法：伏安法的測量依據是歐姆定

27、律 包括局部電路歐姆定律和全電路歐姆定律，需要的根本測量儀器是電壓表和電流表，當只有一個電表時， 可以用標準電阻電阻箱或給一個定值電阻代替；當電表的阻時，根據歐姆定律I=U/Rv,電壓表同時可以當電流表使用，同樣根據 U=IRa，電流表也可以當電壓表用。4比例法：如果有可以作為標準的電阻的電表，可以采用比例法測電表的電阻。用比例法測電表阻時，兩個電流表一般是并聯據并聯分流原理，兩個電壓表一般是串聯據串聯分壓原理。所謂“比例法是：要測量某一物體的某一物理量，可以把它與準確數值的標準物 體進行比擬。例如，使用天平稱量物體的質量，就是把被測物體與砝碼進行比擬，砝碼就是 質量數準確的標準物體。天平的結

28、構是等臂杠桿，因此當天平平衡時，被測物體的質量與標 準物體的質量是相等的，這就省去了進一步的計算。有很多情況下，被測物體與標準物體的同一物理量間的關系并不是相等，而是在滿足一定條件下成某種比例的關系，這種方法又稱為“比例法。例如，測電流表和電壓表的阻， 如果有可以作為標準的電阻的電表，都可以使用比例法。采用比例法測電阻的依據是：串聯電路電壓與電阻成正比，并聯電路電流與電阻成反比。電壓表可顯示電阻兩端的電壓值，電流表可顯示電阻過的電流，所以測電流表阻應把兩圖 10-14電流表并聯，測電壓表阻應把兩電壓表串聯，電 路圖分別如圖10-14 甲八乙所示。測電流表阻時，應調節滑動變阻器Fbi,使兩電流表

29、的指針都有較大偏轉，記錄下兩電表的示數 Il和I 2,根據并聯電路分流原理，假設電流表 Ai的阻為ri，那么電流表A的阻r2= !1 r1。1 2測電壓表阻時，應調節滑動變阻器民2,使兩電壓表的指針都有較大偏轉，記錄下兩電表的示數U和U,根據串聯電路分壓原理，假設電壓表V的阻ri,那么電流表V2的阻2=巴2口。U1 1 以上例子中，甲圖采用限流電路而乙圖采用分壓電路，這是由于電流表阻都較小，假設采用分壓電路，那么滑動變阻器的阻值必須更小，這時電路近似于短路，是不允許的；而電壓 表阻都很大，假設采用限流電路，那么滑動變阻器的電阻必須更大，這在實際上行不通。5半值法半偏法。半值法是上面比例法的一個

30、特例，測電流表阻和測電壓表阻都可以用半值法，電路圖如圖10-15所示。二.圖 10-15甲圖實驗時先斷開開關 S閉合 S，調整滑動變阻器R1限流法連接， 使電流表A滿度即指針指滿刻度處； 再閉合S調整電阻箱 R，使電流表 A的指針恰好指到半滿度處，讀出此時 電阻箱的阻值 R那么電流表A的電阻 a=R 測量結果偏小乙圖實驗時先閉合開關 S及S，調整滑動變阻器 R2 分壓法連接，使電壓表V滿度; 再斷開S,調整電阻箱 R，使電壓表V的指針恰好指到半滿度處， 讀出此時電阻箱的阻值 R 那么電壓表V的電阻rv=FL 測量結果偏大例8:測量某電阻FX的阻值.R約為5Q左右.下表給出可供選擇器材請畫出你所

31、設計 的實驗原理圖至少 3種，并標明所選器材的規格或代號 備注：另有導線假設干，各器材數目均只一個代號辭材名稱規格a檢戲計G300 H 1 1U殳b電疣表鼻0.6k j . 1e3Ji 0 02 Qd電阻箱盹0999 Q Qe電阻箱陀09999 Q滑動興阻罷陽全電阻S F *g電睜3V . a, 01 Qk單口單擲【審題】該題要求至少應用 3種設計方案，需要熟練掌握測電阻的原理和方法，列出所有的測電阻的根本方法，看題目中給出的儀器是否適合，靈活利用、變通，充分發揮題目中所給 儀器的作用。【解析】方案一：應用伏-安法測電阻，見圖10-16.選R2,還是選R，就是出于對實驗平安方面的考慮只2與G表

32、，可改裝成 3V左右的電壓表；R與G表，只能改裝成 0.3V 左右電壓表，這樣小的電壓表既不能平安實驗，也不能進行精確測量圖10-16電流表外接而不接，是出于對實驗結果精確程度的考慮因為改裝后的電壓表阻遠大于盡，這樣測量系統誤差較小選A1表，而不選A2表是出于精確讀數的考慮.A1、A2誠然都能滿足平安的要求，但小量程表讀數相對誤差要小得多，顯然這 是精確原那么的應用R作為控制線路的主元件，其控制電壓方便與否，與艮、Rx值相對大小有關.當兩電阻相近時，為了線路簡單、經濟，控制電路適宜用限流接法，這主要是出于實驗操作是否方便 的考慮.方案二：應用全電路歐姆定律測電阻.見圖10-17.原理：令R短路

33、，調R,測得I 1后，由全電路歐姆定律得E=I1 r+R計0+FA接著去掉短路線，可得I 2,同理得圖 10-17E=I 2 r+R計R+FA可求 R.討論：用R為何不用 艮？顯然是考慮了測量方便問題，是方便原那么的應用.因為R調節時能用到0.1 Q變化，對電流調整是有利的.圖2設計較圖1，主要是考慮了節省器材原那么， 這也可以說是經濟原那么的應用.方案三：歐姆表原理測電阻，見圖10-18.原理：先讓ab短路，調R使A滿偏，此時阻為 5Q .去掉短路線，接通S,測得I，那么依據歐姆表原理，FX值為E/I -5 Q圖 10-18討論：用A不用A或G,主要是考慮了測量結果的精確問題.假設用A改裝為

34、歐姆表，其中值電阻為1Q;假設用G改裝為歐姆表，其中值電阻為10kQ,與待測電阻比擬，測量誤差太大.歐姆表特點是當測量值在其中值電阻附近時，其讀數或測量結果比擬準確.這是精確原那么的應用.且整個方案三操作上是很方便的.題目也就迎刃而【總結】此題處理過程相對復雜， 但只要遵循前面所提出的各種選擇方法, 解了，因此說，根底知識是關鍵，復雜題目只是根底知識的合成。5、高考實驗設計型命題的求解策略所謂設計性實驗，是指根據現行物理大綱要求，在學生掌握的根本實驗原理根底上，應用根本測量儀器自行設計實驗方案的實驗，設計性實驗命題的考查容， 涉及到對實驗原理的再認識和加工，實驗方案確實定包括實驗器材的選擇和遷

35、移運用，實驗步驟的安排，實驗數據的處理方法，誤差的分析及對實驗的總結和評價等考生在應試過程的缺陷通常表現在以下幾個方面：一方面：平時缺乏對實驗思想方法如模擬法，轉換法，放大法，比擬法，替代法等 進行歸納，在全新的實驗情景下，找不到實驗設計的原理，無法設計合理可行的方案另一方面：受思維定勢影響，缺乏對已掌握的實驗原理，儀器的使用進行新情境下的遷移利用，缺乏創新意識實驗設計的根本方法1. 明確目的，廣泛聯系題目要求測定什么物理量，或要求驗證、探索什么規律，這是實驗的目的，是實驗設計 的出發點實驗目的明確后，應用所學知識，廣泛聯系，看看該物理量或物理規律在哪些容 中出現過，與哪些物理現象有關，與哪些

36、物理量有直接的聯系對于測量型實驗，被測量通過什么規律需用哪些物理量來定量地表示；對于驗證型實驗，在相應的物理現象中， 怎樣的定量關系成立，才能到達驗證規律的目的；對于探索型實驗，在相應的物理現象中，涉及哪些物理量這些都是應首先分析的，以此來確定實驗的原理2. 選擇方案，簡便精確對于同一個實驗目的，都可能存在多種實驗原理， 進而形成多種可供選擇的設計方案 一般說來，依據不同的實驗原理選擇不同的實驗方案主要遵循四條原那么：1科學性：設計的方案有科學的依據和正確的方式，符合物理學的根本原理2可行性：按設計方案實施時，應平安可靠不會對人身、器材造成危害；所需裝置和器材要易于置備，且成功率高3精確性：在

37、選擇方案時，應對各種可能的方案進行初步的誤差分析，盡可能選用 精確度高的方案4簡便、直觀性：設計方案應便于實驗操作，讀數，便于進行數據處理，便于實驗 者直觀、明顯地觀察3依據方案，選定器材實驗方案選定后，考慮該方案需要哪些裝置， 被測定量與哪些物理量有直接的定量關系， 分別需用什么儀器來測定，以此來確定實驗所用器材4.擬定步驟，合理有序實驗之前，要做到心中有數：如何組裝器材，哪些量先測，哪些量后測，應以正確操作 和提高效率的角度擬定一個合理而有序的實驗步驟5數據處理，誤差分析常用的數據處理方法如：平均法、圖象法、描跡法、比擬法等和誤差分析方法如絕對誤差、相對誤差等是應該掌握的，在設計實驗時也應

38、予以考慮例9： 一電阻額定功率為 001 W，阻值不詳用歐姆表粗測其阻值約為40 k Q 現有以下儀表元件，試設計適當的電路，選擇適宜的元件，較精確地測定其阻值 電流表，量程 0300 口 A,阻150 Q; 電流表，量程 01000 口 A,阻45 Q; 電壓表，量程03 V，阻6 k Q; 電壓表，量程 015 V，阻30 k Q; 電壓表，量程 050 V，阻100 k Q; 干電池兩節，每節電動勢為1.5 V ; 直流穩壓電源，輸出電壓 6V，額定電流3 A ; 直流電源，輸出電壓 24 V，額定電流0.5 A ； 直流電源，輸出電壓 100 V，額定電流0.1 A ; 滑動變阻器，0

39、50 Q, 3 W;0滑動變阻器，02 k Q, 1 W;電鍵一只，連接導線足量.【審題】 考查綜合分析能力、推理能力及實驗設計的創新能力，審題過程見解析。【解析】由于現有器材中有電流表和電壓表，故初步確定用伏安法 測定此電阻的阻值.又因待測電阻為一大電阻， 其估計阻值比現有電 壓表的阻大或相近，故應該采用電流表接法.由于現有滑動變阻器最 大阻值比待測電阻小得多，因此，假設用滑動變阻器調節待測電阻的 電流和電壓，只能采用分壓接法，如圖10-19 否那么變阻器不能實現靈敏調節.為了確定各儀表、元件的量程和規格，首先對待測電圖 10-19阻的額定電壓和電流作出估算：最大電流為Ln. P/R 、 0

40、.01 AV4000=5 X 10_4 A = 500 口 A;最大電壓 Un= 20 V.由于實驗中的電流和電壓可以小于而不能超過待 測電阻的額定電流和額定電壓，現有兩個電流表阻相近，由阻所引起的系統誤差相近，而量一4 X程01000 口 A接入電路時，只能在指針半偏轉以下讀數，引起的偶然誤差較大，應選用量 程為0300 口 A的電流表.這樣選用電流表后，待測電阻上的最大實際電壓約為3X 1040X 103 V= 12 V，故應選用量程為 15 V的電壓表，由于在如下圖的電路中，要實現變阻 器在較大圍靈敏調節，電源電壓應比待測電阻的最大實際電壓高，故電源應選輸出電壓為 24 V 一種其額定電

41、流也遠大于電路中的最大實際電流，故可用.假設是把05024/ 50 A = 0.5 A ,關于變阻器的選擇，由于采用分壓接法，全部電源電壓加在變阻器上的變阻器接入電路，通過它的最小電流對應于待測電路斷開約為小功率約為0.25 X 50 W 12.5 W遠大于其額定功率；而 02 k Q的變阻器接入電路，其最 大電流對應于滑動鍵靠近圖13-4中變阻器A端約為并聯電路總電流0.0136 A,小于其額定電流0.2024 A.故應選02 k Q的變阻器.【總結】此題處理過程相對復雜，但只要按照“儀器選擇 -測量電路選擇-控制電路選擇這 樣的順序逐個突破， 將復雜的過程逐一分解， 遵循前面所提出的各種選擇方法， 題目也就迎 刃而解了，因此說，根底知識是關鍵，復雜題目只是根底知識的合成。實驗設計的根本思路選擇方案誤差分析選定器材擬定步驟附：對電學實驗中幾個點的強調說明:一、關于多用電表1. 使用多用表時要注意什么 ？(1)使用多用表的電壓、電流擋使用多用表測