一道頗具創(chuàng)新意義的高考實(shí)驗(yàn)題——2011年全國(guó)高考理綜第23題

張世吉

(重慶市潼南第一中學(xué)校,重慶 402660)

2011年高考實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了一個(gè)亮點(diǎn),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(xiàn).重慶卷第22題第(1)小題考查對(duì)多用表歐姆檔的倍率選擇和讀數(shù).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(shù)和在電路中的接法.安微卷第21題第(2)小題考查歐姆擋測(cè)量電阻的操作過(guò)程及讀數(shù),并由內(nèi)部電路圖和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)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(xiàn)都一般,沒(méi)有特色.但全國(guó)卷第23題就大不一樣了,看后為之振奮,它以獨(dú)特的個(gè)性展現(xiàn)在考生的面前,頗具創(chuàng)新意義.原題是這樣的:

使用多用電表測(cè)量電阻時(shí),多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個(gè)直流電源(一般為電池)、1個(gè)電阻和一表頭相串聯(lián)電路的兩端,現(xiàn)需要測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì),給定的器材有:待測(cè)多用電表,量程為60 mA的電流表,電阻箱,導(dǎo)線(xiàn)若干.實(shí)驗(yàn)時(shí),將多用電表調(diào)至×1 Ω擋,調(diào)好零點(diǎn),電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值,完成下列填空:

圖1

圖2

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

(2)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后,如圖1中多用電表、電流表與電阻箱示數(shù)分別如圖2(a)、(b)、(c)所示,則多用電表的讀數(shù)為_(kāi)______Ω;電流表讀數(shù)為_(kāi)______mA;電阻箱的讀數(shù)為_(kāi)_______Ω;

(3)將圖1中多用電表的兩表筆短接,此時(shí)流過(guò)多用電表的電流為_(kāi)_______mA;(保留3位有效數(shù)字)

(4)計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)______V.(保留3位有效數(shù)字)

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

第(3)、(4)兩問(wèn)才體現(xiàn)了該題的特色和個(gè)性,才表現(xiàn)了該題的創(chuàng)新意義.

對(duì)于第(4)問(wèn)下面提供兩種解法:

解法1:設(shè)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(dāng)兩表筆短接時(shí)由閉合電路歐姆定律有

代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得電動(dòng)勢(shì)為E=1.54 V.

解法2:由圖2(a)可知?dú)W姆檔的中值電阻為R0=15 Ω,則電池的電動(dòng)勢(shì)為 E=I0R0=15×102×10-3V=1.53 V.

從上面對(duì)第(3)、(4)兩問(wèn)的解題思路來(lái)看,該題在考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和靈活應(yīng)用上有很強(qiáng)的拓展性和靈活性,沒(méi)有靈敏的思維是很難完成該題的,是一道頗具創(chuàng)新意義的好題.