对一道中考物理实验题的剖析
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对一道中考物理实验题的剖析
近年来中考物理试卷对实验的考查已从一般的实验知识记忆转向对实验原理和方法的理解与迁移,出现了以学生实验和演示实验为背景的设计型实验题.
题目:如图示,(甲)是一单刀双掷开关的实物图,它的符号如图(乙)所示。
图(丙)是单刀双掷开关对电路控制作用的一个实例,当S与“1”接触时,灯泡L1发光,当S与“2”接触时,灯泡L2发光。
现有如下器材:一个电源(两极间电压保持不变,但电压数值未知),一个电阻器(用R0表示),一个待测电阻(用R X表示),一个电压表(最大量程大于电源电压),一个单刀双掷开关,导线若干。
(1)根据以上所给器材,在虚线框内设计一个能测量并计算出待测电阻R X的规范电路图(连接好后在实验过程中不能拆卸)。
(2)写出测量的操作步骤及所测量的物理量。
(3)写出用测量量计算R X的表达式。
评析:学生实验和演示实验中使用的都是单刀单掷开关,单刀双掷开关出现在课本“楼梯电灯开关电路”的小实验中,绝大多数同学没有练习使用过,因此题目的前半部分对单刀双掷开关的控制作用举例说明。
“伏安法测电阻”实验要同时使用电压表和电流表,而题目中只有一个电压表,这就要求同学们将串联电路的特点及欧姆定律等知识进行迁移,运用单刀双掷开关进行设计,充分考查了同学们的实践能力和创新精神,体现了“学以致用”的考试特点。
答案:(1)
(2)步骤:S接1时测出电源电压U;S接2时测出R0两端电压U0
(3)R X=R0
拓展:“一题多思”可以引发同学们深层次的思考,训练发散性思维,下面将此题加深拓宽,供同学们练习。
现有一个阻值为R的定值电阻,一个单刀双掷开关,一个电池组(电源电压不变),若干根导线,一个电压表(该电压表表盘面上有刻度但无刻度值;电压表装上后不能拆下来;电压表量程大于电池组电压)。
请你设计一个测未知电阻R X的方案。
要求:1)画出实验电路图;
2)简单写出完成接线后的实验步骤;
3)推导R X的表达式。
答案:1)
2)实验步骤:
①把S接1时,记下电压表偏转的格数N1;
②把S接2时,记下电压表偏转的格数N2;
③设每小格的电压为U0,则I==,∴R X=·R。