一道颇具创新意义的高考实验题——2011年全国高考理综第23题

张世吉

(重庆市潼南第一中学校,重庆 402660)

2011年高考实验中出现了一个亮点,那就是多用表的使用,颇受高考出题者的青睐,在5套高考理综上出现.重庆卷第22题第(1)小题考查对多用表欧姆档的倍率选择和读数.北京卷第21题第(1)小题考查多用表各部件的作用和倍率的选择.广东卷第34题第(2)小题考查欧姆档的倍率选择,读数和在电路中的接法.安微卷第21题第(2)小题考查欧姆挡测量电阻的操作过程及读数,并由内部电路图和转换开关所在位置确定多用表起的作用以及量程大小的判定.这些题表现都一般,没有特色.但全国卷第23题就大不一样了,看后为之振奋,它以独特的个性展现在考生的面前,颇具创新意义.原题是这样的:

使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、1个电阻和一表头相串联电路的两端,现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60 mA的电流表,电阻箱,导线若干.实验时,将多用电表调至×1 Ω挡,调好零点,电阻箱置于适当数值,完成下列填空:

图1

图2

(1)仪器连线如图1所示(a和b是多用电表的两个表笔).若两电表均正常工作,则表笔 a为_______(填”红“或”黑“)色;

(2)若适当调节电阻箱后,如图1中多用电表、电流表与电阻箱示数分别如图2(a)、(b)、(c)所示,则多用电表的读数为_______Ω;电流表读数为_______mA;电阻箱的读数为________Ω;

(3)将图1中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为________mA;(保留3位有效数字)

(4)计算得到多用电表内电池的电动势为_______V.(保留3位有效数字)

解析:第(1)、(2)两问很普通,答案分别为黑、14.0、53.0、4.6.

第(3)、(4)两问才体现了该题的特色和个性,才表现了该题的创新意义.

对于第(4)问下面提供两种解法:

解法1:设多用表欧姆档等效电阻为R0,图1电路中多用表外部电路的总电阻为R=14.0 Ω,则由闭合电路欧姆定律有

当两表笔短接时由闭合电路欧姆定律有

代入相关数据解得电动势为E=1.54 V.

解法2:由图2(a)可知欧姆档的中值电阻为R0=15 Ω,则电池的电动势为 E=I0R0=15×102×10-3V=1.53 V.

从上面对第(3)、(4)两问的解题思路来看,该题在考查学生对知识的掌握和灵活应用上有很强的拓展性和灵活性,没有灵敏的思维是很难完成该题的,是一道颇具创新意义的好题.