新课标物理电学实验题的解题技巧

刘世凤

乐亭二中物理组 河北唐山 063600

电学实验题是物理高考的必考题型，自2007年实行新课标以来，高考题中很少出现与考纲所列实验一模一样的题目，但大多数来源于教材，只是在此基础上稍作变化。高考实验的考查更侧重于对基本实验的变化、组合和延伸。对这样的题目，学生往往是对教材中的实验掌握得很熟练，但仍然感觉无从下手。尤其是设计性实验，更是束手无策。究其原因，往往是学生只认识到一些仪器的表面用途，而对器材的一些拓展应用缺乏灵活的变通能力。

笔者在此对电学实验里常用的电流表、电压表、定值电阻（电阻箱）的用途进行归纳，希望能对学生有所帮助。

1 电流表

电流表是一个可以显示通过自身电流大小的阻值较小的电阻。它具有下面一些用途。

1）测电流。这是电流表的基本用途。电流表的示数显示了通过自身的电流，而与此相比更为常见的用途是将电流表串联在电路中测该电路的电流。

2）测电压。若电流表的内阻为RA，其示数为I，则电流表两端的电压U=IRA。所以已知内阻的电流表可以当成电压表并联在某电路两端测该电路的电压。

3）改装成大量程的电流表测大电流。若在实验中所提供的电流表的量程太小，可以将电流表与一定值电阻相并联，将其改装成一个大量程的电流表。如图1所示，电流表读数为I，定值电阻为R，电流表内阻为RA，则改装电流表所测电流为I测=IRA/R+I。

4）改装成大量程的电压表测大电压。若电流表当做电压表测电压，一般情况下量程太小，此时可以将电流表与一定值电阻相串联，将其改装成一个大量程的电压表。如图2所示，电流表读数为I，定值电阻为R，电流表内阻为RA，则改装电压表所测电压为U测=I(RA+R)。

2 电压表

电压表是一个可以显示自身两端电压大小的阻值较大的电阻。它具有下面一些用途。

1）测电压。这是电压表的基本用途。电压表的示数显示自身电压的大小，而与此相比更为常见的用途是将电压表并联在电路中测该电路的电压。

2）测电流。若电压表的内阻为RV，其示数为U，则流过电压表的电流为I=U/RV。所以已知内阻的电压表可以当成电流表串联在某电路中测该电路的电流。

3）改装成大量程的电压表测大电压。若在实验中所提供的电压表的量程太小，此时可以将电压表与一定值电阻相串联，将其改装成一个大量程的电压表。如图3所示，电压表读数为U，定值电阻为R，电压表内阻为RV，则改装电压表所测电压大小为U测=U(R+RV)/RV。

4）改装成更大量程的电流表测大电流。若电压表当做电流表测电流，一般情况下量程太小，此时可以将电压表与一定值电阻相并联，将其改装成一个大量程的电流表。如图4所示，电压表读数为U，定值电阻为R，电压表内阻为RV，则改装电流表所测电流为I测=U/R+U/RV。但此种用途在实验中不太常见。

5）当做保护电阻。电压表示一个阻值很大的电阻，当所给实验器材中没有合适的定值电阻时，可以考虑用电压表做保护电阻使用。

3 定值电阻（电阻箱）

电阻箱取某一值时相当于定值电阻，可以当做定值电阻使用。它具有下面一些用途。

1）测电流。如果已知定值电阻两端的电压U，则通过它的电流为I=U/R。所以可以将定值电阻串联在电路中测电流。例如，想利用未知内阻的电压表V2和一定值电阻R测量电压表V1内阻，就可用如图5所示电路。其中R与V1串联测通过V1的电流I，I=(U2-U1)/R。此种用途往往在测电压表内阻中较为常见。

2）测电压：如果一已知流经定值电阻R的电流为I，则其两端电压为U=IR，所以可以将R并联在电路两端测该电路电压。例如，想利用未知内阻的电流表A2和定值电阻R测量电流表A1的内阻，就可利用如图6所示电路。其中R与A1并联测A1两端电压U，U=(I2-I1)R。此种用途往往在测电流表内阻中较为常见。

3）做分压电阻或分流电阻。①若电表量程过小时，可将电阻与之串联或并联来扩大其量程，如前面所述。②若题中所给电表量程过大时，也可将定值电阻与待测电路串并联让其分压或分流。

例如，若想用电压表V去测量小灯泡L两端的电压，但电压表的量程又远远大于小灯泡的额定电压，就可以采用如图7所示电路将R与L串联，电压表去测量小灯泡与电阻的总电压，就可以让电压表的指针有较大偏转。

同样道理，若想用电流表A去测量流过小灯泡L的电流，但电流表的量程又远远大于小灯泡的额定电流，就可以采用如图8所示电路，让定值电阻R与小灯泡相串联电流表去测量小灯泡与电阻的总电流，就可以让电流表的指针有较大偏转。

4）做保护电阻使用。

4 总结

在电学实验中，如果要求设计一个电路时，一般按如下思路考虑：1）按照题目要求设计出原始电路，原始电路一般都源于课本；2）分析给定实验器材，如果需要测电压却没有或没有合适的电压表，就可以用电流表替代，反之也可用电压表替代电流表测电流；3）如果电表量程过小，用定值电阻将其改装，扩大量程；4）如果电表量程过大，用定值电阻与待测电路串并联让其分压或分流；5）在原始电路图的基础上画出实验电路图。

【注】在进行以上步骤时需要注意的是电流表当成电压表使用、电压表代替电流表使用、将电表改装，都需要知道电表具体的内阻值。