对高考探究开放题解答策略

2017-11-27庄盛文

数理化解题研究 2017年25期

关键词：变阻器量程电压表

庄盛文

(山东临沂第十九中学,山东临沂 276000)

对高考探究开放题解答策略

庄盛文

(山东临沂第十九中学,山东临沂 276000)

解答此类问题需根据题目信息和自身的实验知识，实验技能进行灵活的设计具体的实验方法，培养自身的实验能力和综合分析问题的能力.

实验；条件；原理；方法；能力

综合问题1：对教料演示实验的拓展和更新

例题1 如图1，做“沙摆实验”时．如果下面的平板不动．在竖直平面内摆动的漏斗中漏出的沙流在平板上沿直线铺成一层沙子，这层沙子的纵剖面大致的形状是图2中的( ).

图1 图2

解题思路沙摆摆动速度不同，在相同时间内流出的沙量不同．

解答A摆动位移越大时，漏斗的速度越小，在两侧的滞留时间越长，沙漏得也越多．

规律总结演示实验在物理概念的形成、规律的建立、知识的深化等方面有着不可替代的作用，也是近几年高考的热点，对演示实验要注意：(1)要重视在物理学史中具有重要地位的实验，如双缝干涉实验、粒子散射实验、光电效应实验等．(2)掌握实验的演示方法，明确实验说明的问题．(3)理解实验原理并能分析解释实验现象，经常变换条件从不同的角度思考实验．

综合问题2：实验情境的创新与实验条件的调控

例题2 有一量程为0～5 V的电压表V，某同学为了知道它的内阻，采用了下列测量方法：

(1)该同学利用欧姆表通过图3甲的方式进行测量．测量时欧姆表的黑表笔应该与电压表的____(填“正”或“负”)极接线柱相连，红表笔与另一接线柱相连．在欧姆表的挡位位于“×1 k”挡时，欧姆表的示数如图3乙所示，则电压表的内阻RV约为____kΩ.

(2)为了更准确地测出这块电压表V的内阻，该同学在实验室找到了下列器材：

电压表V1：量程0～10 V

定值电阻R0：阻值5 000 Ω

滑动变阻器R1：0～50 Ω

滑动变阻器R2：0～10 kΩ

电源E：电动势12 V，内阻很小

开关S、导线若干

该同学设计了图3丙所示的电路，其中甲为____，乙为_____(填“V”或“V1”)．滑动变阻器应选____(填“R1”或“R2”)．该同学通过调节滑动变阻器的阻值，得到电压表V、V1的多组读数U、U1，以U为纵坐标、U1为横坐标建立坐标系并画出相应图象，如图3丁所示．若图象的斜率为k，则电压表V的内阻RV=____(用k和R0表示)．

图3

解题思路由串联电路电压的关系：

解答:

(1)正 4.5(或4.50)

规律总结:此类实验题的背景完全不同于教材实验，但万变不离其宗，即离不开学生实验中包含的物理知识、规律、原理和方法，搞清原理是解决这类问题的关键．

综合问题3：综合考查对实验原理的理解，器材的选择及电路的设计

例3 已知太阳能电池的电动势约为0.8 V，短路电流约为40 mA，为了精确地测出它的电动势和内阻，可供选择的器材有( ).

A.电流表Al：量程0．6A，内阻为0.150Ω

B.电流表A2：量程20mA，内阻为40Ω

C．电压表V：量程5.0 V，内阻为5．20Ω

D．电阻箱：电阻99．9Ω，允许通过的最大电流0.15 A

E.滑动变阻器R1：电阻20Ω，允许通过的最大电流1.5A

F.滑动变阻器R2：电阻200Ω，允许通过的最大电流 0.5 A，开关、导线若干．

(1)请从上述仪器中选择必要的仪器：____．(用仪器前的字母表示)

(2)在虚线框内画出电路图．

(3)说明要测量的物理量____，并给出计算电动势和内阻的公式____．

图4

解题思路测电源的电动势与内阻的基本原理就是全电路欧姆定律，题中电压表量程太大，测量结果误差大，故不能选用电压表，只能选用电流表，如图4．根据电流的最大值及电流表读数精确原则可知应选B表，注意到题中电流表内阻已知，结合电阻箱即可获得外电阻，调节电阻箱阻值，利用全电路欧姆定律列出式子即可解得电动势和内阻

解答:(1)BD(2)如图 (3)电阻箱阻值为Rl时，测得电流表示数I1，电阻箱阻值为R2时，测得电流表示数I2，则