例2(2005年全国高考理科综合)：测量电源的电动势E及内阻r(E约为4.5V，r 约为1.5Ω)。

器材：量程3V的理想电压表，量程为0.5A的电流表(具有一定的内阻)，固定电阻R=4Ω，滑动变阻器R'，开关S，导线若干。

(1)画出实验电路原理图，图中每个元件需用题中给出的符号或字母标出。

(2)实验中，当电流表读数为Ⅰ1时，电压表读数为U1;电流表读数为时Ⅰ2，电压表读数为U2，则可求出E=_______ ，r=________。(用Ⅰ1、Ⅰ2、U1、U2及表示)

解析：

(a)由题中已知电压表的量程为3V，而电源电动势E约为4.5V，电压表量程小于电源电动势，所以电压表不能直接接到电源两端，故需要在教材原理实验电路图的基础上再串联定值电阻，作为保护电阻，以增大内阻减小路端电压。

(b)内接法和外接法的选取：题目中说明了电流表具有一定的内阻，一般情况下其与电池的内阻为同一数量级，若采用图2所示电路，电流表内阻未知，无法计算。

(c)分压式和限流式的选取：题目中滑动变阻器的作用是控制电路中的电流，所以应采用限流式。

综合分析可知电路采用限流式、内接法，如图3所示。根据闭合电路欧姆定律可得：

E=U1+Ⅰ1(R+r)

E=U2+Ⅰ2(R+r)

教学评析：这是一道有一定难度的设计性电学实验题，源于教材但又高于教材，需要打破思维定势分析解决此题。对于给定的器材进行创新设计，才能求得电源电动势及其内阻。

实际上，上述两题都涉及到了仪器的合理选取、使用问题，仪器的选取、使用关系到设计性实验的成败，因此，应特别引起注意。概括起来应注意以下几点：

(1)安全性：主要指选用的实验仪器在使用时不能损坏，保证实验正常进行。如电流表和电压表不能超过允许的最大量程，通过用电器和滑动变阻器及电源的电流不能超过其额定电流值等。

(2)精确性：选用的实验器材应尽可能地减小实验误差，精确度要高。如在选用的电流表和电压表不超过量程的条件下，尽可能使仪表指针偏转角度要大(超过2/3量程)。对于欧姆表的选用，则要求指针最好在中间刻度附近的倍率档位。若在实验要求中不考虑电源内阻和电流表内阻的影响，或不考虑电压表的分流作用，则选用的电源及电流表的内阻应尽量小，或电压表的内阻尽量大。

(3)方便性：实验仪器的选择应便于操作，选用尽量少的实验仪器做最成功的设计性实验方案。如使用滑动变阻器不仅要考虑满足额定电流条件，还应考虑到接入的电阻是否能够有效并且方便地调节被测电路的电流和电压，使数据成线性变化。

(4)可行性：实验方案中对所选用的器材要易于配置，不能脱离实际，不能超越现有条件。

纵观近年的全国高考物理实验试题，测试目标明确，很好地体现了《考试大纲》的要求，充分渗透着创新意识，灵活、新颖的试题设置科学、规范，考查的内容有较为合理的覆盖面和比例，体现了运用已学知识解决新问题的能力考核要求，起到了很好的示范导向作用。可以预见，随着我国普通高中课程改革的稳步推进，重视理论联系实际，重视实验教学和实践探究能力的考查，尤其是设计性实验的考查，将会成为高考内容改革的热点。

小编为大家整理的高考物理实验试题的分析就到这里了，希望大家认真阅读，祝大家学业有成。

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