用伏安法和欧姆定律指导高考实验题例析
(1)画出实验电路原理图。图中的每个元素都应标有标题中给出的符号或字母。
(2)实验中，电流表读数为I1时，电压表读数为u 1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。那么E = _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，r = _ _ _ _ _ _。(由I1、I2、U1、U2和R表示)
解析:本题是常规伏安法测电源电动势和内阻实验的情景变体。此题与课本上实验的区别在于，电源电动势大于理想电压表的量程，但题中提供的设备中有一个阻值很小的固定电阻，这就很容易将此情景变体“迁移”到所学实验中。连接电源旁边的固定电阻，将其等效为电源的内阻(如图12所示)，在它们之间连接电压表。很明显，“内阻增大，内部电压下降”，电压表测得的外部电压也相应降低。通过定量计算，满足实验测量的要求。这样，一个新的设计实验又回到了课本实验。
& lt1 & gt；实验电路原理图如图13所示；
& lt2 & gt根据，对于给定的电源B，电动势E和内阻R是一定的，I和U都随滑动变阻器的变化而变化。只要改变电阻值，就可以测得两组I和U数据，得到方程:
(1)(2)的方程组可以求解。
注:内阻r也可由欧姆定律的变化直接计算。
本课题提供的理想电压表的量程小于被测电源的电动势，要求学生打破课本实验的思维和方法定式，在方法上有所创新，利用所提供的设备创造性地设计实验。(2004年高考)用以下设备测量一个待测电阻(900-1000)的阻值；
电源e，有一定内阻，电动势9.0 V左右；
电压表V1，量程1.5V，内阻；
V2电压表，量程5V，内阻；
滑线变阻器R，最大阻值约为100；
单刀单掷开关，几根线。
(1)如果测量时电压表的读数不小于其量程，试画一个测量电阻的实验电路原理图(原理图中的元件应标有相应的英文字母)。
(2)根据你所画的电路原理图，在给定的物体上画一条连接线。(实物图略)
(3)如果电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则用已知量和被测量表示的公式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
分析1。画出实验电路的原理图。
(1)测量方法的选择。本题目提供两个电压表，只能用伏安法测量，不需要电阻箱和固定电阻，不能用替代法和等效测量法。
(2)推断电路连接。选择伏安测量后，必须将提供的电压表之一用作电流表。
因为被测电阻的电阻值在900-1000之间，而电压表V1，内阻，电压表V2，内阻，被测电阻的电阻值和电压表的内阻值接近，没有明显的关系，所以电流表内外接法应该是可行的。
(3)角色定位。
& lt1 & gt；电压表V2用作电流表，实验电路原理图如图14所示。在这种情况下，r1与最小电阻串联并联。根据设计要求，电压表V1的读数不小于其量程。从电压上看，电压表V1上的压降不应低于并联和串联时的压降。根据串联电路的电压分布:
如果电压表V2上的电压降能达到3.0V，就能满足题目的读数不小于其量程的要求。如果电路中的电压值合适，图14所示的电路只要接一个分压器就能满足测试要求。同样，如果把电压表V1当电流表用，接在14所示的电路上，也不起作用。
& lt2 & gt电压表V1作为电流表，实验电路可采用电流表互联方式连接。如图15，电压表V1与被测电阻串联，串联电阻为，由于电压表V2与电压表V1和被测电阻并联，因此
这个读数会使电压表V1的指针超过满偏。
从上面的分析和计算来看，两个电压表的读数都不低于它们的量程。为满足上述条件，电路还应连接分压器。图15所示电路可以满足试题要求。同样，如果电压表V2被用作电流表，并连接到15所示的电路，它将不会工作。
2.物理连接(省略)
3.电阻测量的表达式
& lt1 & gt；根据图14所示的连接，设电压表V1和V2的指示分别为U1和U2，求解。
& lt2 & gt根据图15所示的连接，假设电压表V1和V2在测量时的指示分别为U1和U2，这是有效的。(2000年高考)从下表中选择合适的实验设备，设计一个测量电流表A1内阻的电路。该方法简单，测量精度尽可能高，可以测量多组数据。
(1)在虚线框中画出电路图，并标明所用设备的代码。
设备(代码)
规范
电流表(A1)
安培计(A2)
伏特计
电阻(R1)
滑动变阻器(R2)
电池(e)
电动钥匙(k)
几根电线
测量范围为10mA，待测内阻r1(约40)。
量程500，内阻r2=750
测量范围为10V，内阻r3=10k。
电阻值约为1000，用作保护电阻。
总电阻约为50
电动势1.5V，内阻很小。
(2)若选取一组实测数据计算r1，则使用的表达式为r1=_____________，公式中各符号的含义为___________。
解析:(1)可以通过读取电流表本身来测量电流。如果用电压表V测量电压，由于A1两端最大电压为0，电压表的量程过大，所以电流表A2只能作为电压表使用，其量程为0。因为需要测量几组数据，所以供电电路必须使用分压电路。实验电路图如图16所示。
(2)打开钥匙K，两个仪表的读数分别记为I1和I2。
这里用来测量电压的不是电压表，而是电流表，与被测电流表A1并联。其实就是比较A1和A2的电流，然后比较两个电流表内阻的关系，也就是用比较法进行实验。近年来，在高考中，实验命题不再局限于课本，部分实验题利用教学大纲所列的实验原理、方法和设备进行了重新组合。同时编一些半开放式试题，用一些简单设计的实验来考察考生独立解决问题的能力和迁移能力。因此，考生必须掌握物理实验的基本技能，独立完成考试大纲中所列的实验，善于总结实验过程中所应用的物理原理和实验方法，然后运用所学的原理和方法创新性地设计实验，处理与实验有关的问题。