一道頗具創新意義的高考實驗題——2011年全國高考理綜第23題

張世吉

(重慶市潼南第一中學校,重慶 402660)

2011年高考實驗中出現了一個亮點,那就是多用表的使用,頗受高考出題者的青睞,在5套高考理綜上出現.重慶卷第22題第(1)小題考查對多用表歐姆檔的倍率選擇和讀數.北京卷第21題第(1)小題考查多用表各部件的作用和倍率的選擇.廣東卷第34題第(2)小題考查歐姆檔的倍率選擇,讀數和在電路中的接法.安微卷第21題第(2)小題考查歐姆擋測量電阻的操作過程及讀數,并由內部電路圖和轉換開關所在位置確定多用表起的作用以及量程大小的判定.這些題表現都一般,沒有特色.但全國卷第23題就大不一樣了,看后為之振奮,它以獨特的個性展現在考生的面前,頗具創新意義.原題是這樣的:

使用多用電表測量電阻時,多用電表內部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、1個電阻和一表頭相串聯電路的兩端,現需要測量多用電表內電池的電動勢,給定的器材有:待測多用電表,量程為60 mA的電流表,電阻箱,導線若干.實驗時,將多用電表調至×1 Ω擋,調好零點,電阻箱置于適當數值,完成下列填空:

圖1

圖2

(1)儀器連線如圖1所示(a和b是多用電表的兩個表筆).若兩電表均正常工作,則表筆 a為_______(填”紅“或”黑“)色;

(2)若適當調節電阻箱后,如圖1中多用電表、電流表與電阻箱示數分別如圖2(a)、(b)、(c)所示,則多用電表的讀數為_______Ω;電流表讀數為_______mA;電阻箱的讀數為________Ω;

(3)將圖1中多用電表的兩表筆短接,此時流過多用電表的電流為________mA;(保留3位有效數字)

(4)計算得到多用電表內電池的電動勢為_______V.(保留3位有效數字)

解析:第(1)、(2)兩問很普通,答案分別為黑、14.0、53.0、4.6.

第(3)、(4)兩問才體現了該題的特色和個性,才表現了該題的創新意義.

對于第(4)問下面提供兩種解法:

解法1:設多用表歐姆檔等效電阻為R0,圖1電路中多用表外部電路的總電阻為R=14.0 Ω,則由閉合電路歐姆定律有

當兩表筆短接時由閉合電路歐姆定律有

代入相關數據解得電動勢為E=1.54 V.

解法2:由圖2(a)可知歐姆檔的中值電阻為R0=15 Ω,則電池的電動勢為 E=I0R0=15×102×10-3V=1.53 V.

從上面對第(3)、(4)兩問的解題思路來看,該題在考查學生對知識的掌握和靈活應用上有很強的拓展性和靈活性,沒有靈敏的思維是很難完成該題的,是一道頗具創新意義的好題.