对2016年海南省高考物理实验题的赏析

秦黎

摘 要：从海南省高考物理第12题实验题可以看出，命题专家立足于考纲，综合考查了对电流表和电压表的改装，题型非常新颖。题目最后还对学生提出了更高的要求，考查了学生对改装后的电流表和电压表用电表进行校对，以提高学生的实践能力和实验素养。本文就该实验题进行赏析，并且对电表的校对问题进行详细分析。

关键词：改装电流表；改装电压表；校对

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）3-0045-2

海南省高考物理第12题在实验题形式上并没有采用传统的方式去简单地考查学生如何将表头改装成大量程的电流表（并联一个定值电阻），也没有考查学生如何将表头改装成为电压表（串联一个定值电阻），而是直接给出了电路图，要求学生能够读懂电路图，熟练掌握欧姆定律，能够对串联电路和并联电路进行计算。既考查了将表头并联一个电阻改装成1 mA的电流表，又考查了将改装好后的电流表分别串联两个不同的定值电阻，通过选择开关改装成两个独立的不同量程的电压表。最后，笔者精选了两道关于电表校对的例题进行分析，为解决此类问题提供一些思路。

1 12题的题目与分析

某同学改装和校准电压表的电路图如图1所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。

（1）已知表頭G满偏电流为100 μA，表头上标记的内阻值为900 Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1=______Ω，R2=______Ω，R3=______Ω。

（2）用量程为3 V，内阻为2 500 Ω的标准电压表 对改装表3 V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5 V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ。为了方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。

（3）校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近_______（填“M”或“N”）端。

（4）若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值_________（填“大于”或“小于”）900 Ω。

12题参考答案：

（1）100；910；2 000。（2）50。（3）M。（4）大于。

分析 第1问，首先要熟悉改装电流表和电压表的原理，利用R1和表头并联改装成大量程（1 mA）的电流表

R1= = =100 Ω

然后，在改装好的电流表的基础上，进一步综合考查了改装电压表。即串联两个不同的定值电阻，结合选择开关，改装成两个独立的不同量程的电压表。该题综合程度较高，一环紧扣一环，逐步深入，难度逐渐提高。

若使用a、b两个接线柱，改装成量程U1=1 V的电压表。

U1=Ig Rg+IR2 R2=910 Ω

若使用a、c两个接线柱，电压表的量程U2=3 V。

U2=Ig Rg+I（R2+R3） R3=2 000 Ω

第2问要求学生熟悉分压电路的特点。为了方便调节电压，通常要选用较小的滑动变阻器，难度较低。第3问考查在做实验时，在闭合开关S前，切记滑动变阻器的滑动端P应靠近M端，以保护用电器和电表。

2 电表的校对

第4问中要求学生能够对改装后的电压表用电表进行校对，体现学生的基本实验素养和实践能力，题目的难度较大。现在就该类问题精选了两道例题进行详细分析，供参考。

例1 如图2所示，电压表由灵敏电流计与电阻R串联而成。某同学在使用中发现一块电压表的读数总比真实值偏小一些，若要校准，可采用的措施是（ ）

A.在电阻R上并联一个比其小得多的电阻

B.在电阻R上并联一个比其大得多的电阻

C.在电阻R上串联一个比其小得多的电阻

D.在电阻R上串联一个比其大得多的电阻

分析 改装后的电压表由表头G和电阻R串联而成。由于此电压表的读数比准确值稍微小一些，说明加上相同电压时，表头指针角度偏小，通过表头的电流较小。要使电流适当大些，在表头的内阻Rg不改变的情况下，需要减少电阻R的值。可以在电阻R上并联一个电阻，以便减小定值电阻R分得的电压。注意改装后的电压表的读数只是比准确值偏小一些，故在R上并联一个比R大得多的电阻可以校准该电压表的电阻，故选B选项。

例2 如图3所示，将一个改装的电流表接入电路进行校准，发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些。若表头G的Ig是准确的，出现的误差可能是因为（ ）

①Rg的测量值比真实值偏大

②Rg的测量值比真实值偏小

③所并联的R比公式R' = 计算出的小

④所并联的R比公式R' = 计算出的大

A.①③ B.②④ C.①④ D.②③

图3 改装电流表的校对电路

分析 改装后的电流表由表头G和电阻R并联而成。校表时，标准表的电流等于流过表头的电流与电阻R的电流之和。由于改装后的电流表的读数比标准表偏大一些，说明通过表头的电流偏大，由此可知Rg的真实值比测量值偏小，导致表头分得的电流偏大。又因为电阻R是依据Rg的测量值计算而来的，如果Rg测量值偏大，根据R' = 计算出的R' 也会偏大，那么R分得的电流会偏小，结果也会造成流过表头的电流偏大，故选C选项。

在这两道例题的基础上，再看这道高考题的第4问，若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值_________（填“大于”或“小于”）900 Ω。

分析 改装后的电压表是由改装后的电流表串联R2和R3而成。由于此电压表的读数比准确值稍小一些，说明该电压表与标准表加上相同电压时，表头指针偏角小，通过表头的电流较小。题干中提示了是由于表头G上标记的内阻值不准而导致的示数偏小，说明Rg的真实值比测量值偏大，导致表头分得的电流偏小。又由于R1是通过R1= = =100 Ω计算而来，所以R1偏小，分得的电流偏大，从而也导致表头分得的电流偏小。

总结：这道题的考查很有新意，综合程度较高，难度区分度较明显。要求学生熟练掌握电流表和电压表改装的原理，并进行相关的计算。更重要的是在改装完成后，能够对电表进行正确的校对，提高学生的核心素养。

（栏目编辑 陈 洁）