重点关注高考热点，轻松搞定电学实验

李红波

高考物理的实验题分数稳定（通常为15分），题目数量和分值分配稳定，但统计数据表明，实验题是同学们答得不太理想的题型之一，属于难度较大的内容。在高考对实验题的考查中，电学实验所占比重很大。高考物理有两道实验题，一道主要考查基本实验原理，相对考试大纲来说变化较小;另一道则立足于创新，在变化中考查学生的综合能力。下面笔者以几道经典的电学实验题为例进行讲解，希望能对同学们的高考复习有所帮助。

【例1】（2011·北京卷）用如图1所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：

①旋动部件，使指针对准电流挡的“0”刻度线。

②将K旋转到欧姆挡“×100”的位置。

③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件，使指针对准欧姆挡的 （填“‘0刻度线”或“‘∞刻度线”）。

④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 的顺序进行操作以完成测量。

A.将K旋转到欧姆挡“×1k”的位置

B.将K旋转到欧姆挡“×10”的位置

C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接

D.将两表笔短接，适当旋动部件，对电表进行校准

【解析】①多用电表电流挡的调零：应该调整指针定位螺丝S，使指针对准电流挡的“0”刻度线。③多用电表欧姆挡的调零：应该在表笔短接的情况下调欧姆调零旋钮T，使指针对准欧姆挡的“0”刻度线。④若在测量过程中发现指针偏转角度过小，表明被测的电阻阻值很大，这时要换用更高倍率的挡位，将选择开关K旋转到欧姆挡“×1k”的位置;更换倍率后要重新进行欧姆挡的调零，将两表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，对欧姆表进行校准;测电阻时，须将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接。答案为A、D、C。

【易错提醒】多用电表相关实验题的重点是仪器的使用方法，而使用步骤和读数规则是高考考查的重点和难点。多用电表的使用中有三个容易出错的点，同学们要特别注意：

①欧姆调零。当更换欧姆表倍率后，一定要重新调零，但不是每次测量前都需要重新调零。②多用电表的电流方向。“红进黑出”在任何情况下都适用，多用电表用作电压表、电流表时，红表笔要接高电势，黑表笔要接低电势;但多用电表用作欧姆表时，由于其电源在电表内部，因此黑表笔是高电势，红表笔是低电势。③多用电表的中值电阻。由多用电表的原理可知，当欧姆表欧姆调零结束时，Ig=，

当接待测电阻Rx时，如果指针指到中间刻度，则Ig=，

此时Rx=R内。

【例2】在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

（1）用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2 A），开关、导线若干。

某小组的同学利用以上器材正确连接好电路进行实验测量，记录数据如下：

次数 1 2 3 4 5 6 7

U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30

I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520

由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图2中的

图（选填“甲”或“乙”）。

（2）这位同学在坐标纸上建立U-I坐标系如图3所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图3中标出第2次、第4次、第6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图像。由图像得到金属丝的阻值Rx= Ω（保留两位有效数字）。

【解析】

（1）由所记录的数据，根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约为5Ω。由=10Ω，Rx=5Ω <可知，Rx

为小电阻，采用外接法测量误差较小。

从所记录的数据来看，电压和电流是从接近0开始调节的，所以滑动变阻器应该采用分压接法，电路图应选择甲图。

（2）标出第2次、第4次、第6次测量数据的三个点后，可发现第6次测量数据的坐标点误差太大，舍去，然后作出U-I图像。第4次测量数据的坐标点刚好处于所画出的直线上，由此可得：Rx=≈4.5Ω（4.3～4.7Ω）。

【易错提醒】测定金属的电阻率这个实验的核心是电阻的测量，通过图像法来处理数据，可以减小实验的偶然误差。此实验中电路的选择很重要，是考查热点和易错点，同学们需要特别留意。①记住“大内大”（若Rx >则为大电阻，采用内接法，测量结果较真实值偏大）和“小外小”（若Rx <则为小电阻，采用外接法，测量结果较真实值偏小），能够帮助同学们解决电路的选择问题。②选择滑动变阻器的分压法、限流法时，注意三种必须用分压法的情况：电路中电压、电流要求从零或者是很小的值开始变化;滑动变阻器的阻值相对测量电阻而言太小（若采用限流法，电流变化范围太小）;采用限流法测量电路的最小电流超过电流表量程。

【例3】某同学在实验室想自己制作一个量程为3 V的电压表，在实验室找到的器材是一个满偏电流Ig=3 mA、内阻Rg=110 Ω的电流表，一个最大阻值为9999.9 Ω的电阻箱。

（1）现用以上器材改装成满足上述要求的电压表，需将电阻箱                （选择“并”或“串”）联并调到              Ω。

（2）改裝完成后，该同学想检验一下改装电压表的准确度，请帮他设计一个能够对改装电压表进行逐格校准的电路。

【解析】（1）要将提供的电流表改装成量程为3V的电压表，应串联一个电阻。设应串联电阻的阻值为R1，则Ug=IgRg=3×10-3×110 =0.33（V），UR=U-Ug=3-0.33 =2.67 （V），根据串联电路中的电压分配关系可得：R1===890（Ω），即应

串联一个890Ω的电阻，故串联的电阻箱应调到890Ω。

（2）要对电压表进行逐格校准，电压要从零开始增大，故要用滑动变阻器的分压接法，校准电路如图4所示。

【易错提醒】电表改装是一个复杂的实验，涉及的内容多，步骤多，要注意以下几个易错点。①电表内阻的测量采用的是恒压半偏法或者是恒流半偏法，而在实际调整过程中电压和电流都出现了些许的变化，这也是实验误差的来源之一，电路的器材选择是为了减小电压或者电流的这种变化。②注意接入电阻和改装后电表内阻的区别，改装电压表串联的电阻R1=-Rg，而改装后电压表内阻RV=;改装电

流表并联的电阻R2=，而改装后的电流表内阻RA=。

③由于电流表的内阻都比较小，因此在校准改装的电流表时必须加上一个保护电阻。

在复习电学实验的过程中，为了落实考试大纲中实验部分的要求，不仅要在实验原理、实验仪器的使用、实验步骤、实验数据的分析和处理、误差分析等方面打好基础，同时还要在实验创新方面有所准备，这样同学们在应对“稳中求新”的高考时才能胸有成竹。