对一道高考物理实验题的评析

秦黎

摘 要：从浙江省高考物理实验题第22题着手，可以看出命题专家立足课本考纲，注重对考生基础和能力的综合考查的思想，而且在考查形式上有所创新。本文对伏安法测电阻的电路图中一些常见的问题进行了简单的归纳，对量程为0.6 A的电流表的估读中遇到的争议进行了分析对比，提出了在物理教学实践和命题中的几点建议。

关键词：伏安法测电阻；量程为0.6 A的电流表；估读；高考命题

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）8-0007-3

笔者有幸参加了2015年浙江省高考物理实验题第22题的阅卷工作。该题第1问不是设计型实验，而是给出了实物图，只是要求画出电路图，难度较低。第2问的创新点在于图片中并没有标出电流表或者电压表的符号，这就考查学生对实验室中电流表和电压表规格的了解。本题还考查了学生将伏安法测电阻实验的实物图转化为电路图的能力，对电流表和电压表的判断以及对电表读数规则的掌握。在求电阻的过程中，命题人又巧妙设计了陷阱，考查了对欧姆定律和电阻的理解。但是，仍然存在对量程为0.6 A的电流表估读的问题。

1 22题的给出与分析

图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。

1）根据图1画出实验电路图。

2）调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数，如图2中的①②③④所示，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V。所示读数为：

①__________；

②__________；

③__________；

④__________。

两组数据得到的电阻分别为__________和__________。

该题的第1问根据实物图连接电路图，比较基础。

第2问的参考答案是：

①0.10 A ②0.24 A ③2.00 V

④0.2 V （2.7±0.1） Ω和（8.3±0.1） Ω

分析：在第2小题图2中并没有标示电流表和电压表。因此，需要学生根据实验室中电流表和电压表的规格，并结合题干给出的“电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V”去判断①②表为电流表且量程为0.6 A，③④表为电压表且量程为3 V。

2 电路图的典型错误与分析

本题中常见的错误有：电流表的外接法接成了内接法；把电流表画在了干路上；丢电流表或者开关；开关画在支路上；无法将学生电源正确地抽象为电源的符号或者分压接法连接成了限流接法。另外，下面还有几种典型的“形似”的错误接法：

本题电路图画错的原因主要是考生对伏安法测电阻没有掌握，对分压电路的接法不熟练，只记住了电路的“形”而没有真正理解，对并联电路理解得也不够。学生只有对滑动变阻器的分压、限流式接法，安培表的内、外接法等基本概念及仪表读数等都搞清楚，才能谈得上进一步进行实验设计。

3 对量程为0.6 A的电流表的争论

在处理量程为0.6 A的电流表读数时，就会遇到争论已久的问题，在讨论评分细则的过程中，出现了两种不同意见。部分教师认为①0.10 A、②0.24 A合理，但是也有老师认为后面应该多加一个零。闫礼龙老师在《谈09年安徽省高考理综物理实验题电表读数问题》中认为，若考虑中学阶段使用电表的准确度为2.5，那么对最小分度为1、2、5的电表分别采用“十分之一估读法”“二分之一估读法”“五分之一估读法”。根据量程为0.6 A的电流表，最大误差为0.6 A×2.5%=0.015 A误差出现在百分位，安培表的读数只能估读到百分位。我们采用“二分之一估读法”，本题 。

①0.02 A×5+0.01 A×0=0.10 A

②0.2 A+0.02 A×1+0.01 A×2=0.24 A

或者0.2 A+0.02 A×2+0.01 A×0=0.24 A

因此，老师把大学教材中的准确度为2.5的等级作为高中要求。按照这样的规则读数，参考答案①0.10 A、②0.24 A是正确合理且符合实际情况的，也符合大多数老师的教学习惯。

然而，在中学教材中没有准确度的概念，认为电表是理想的。因此，读数时，不考虑电表准确度。认为电表是理想的，忽略系统误差，最小分度为1、2、5的电表都采用“十分之一估读法”。本题①中最小分度为0.02 A，估读到分度值的下一位，①应为0.02 A×5+0.002 A×0=0.10 A+0.000 A=0.100 A，②应为0.2 A+0.02 A×2+0.002 A×0=0.240 A。

李常明老师在《从高考题参考答案看高中电表读数的标准》中，结合历年参考答案总结出高考电表读数的标准是：对最小分度为1、2采用“十分之一估读法”，最小分度为5的采用“五分之一估读法”。之所以2分度的也采用十分之一的估读法，是因为“二分之一估读法”估读值在最小分度的同一位，而且2等分的份数与高中要求对“最小分度进行若干等分估读”份数相比有点少。如果将最小分度分为4、5或者10，那么估读值将在分度值的下一位。李常明老师在文章中，验证了近年一些省份的高考实验读数。

如果我们看很早以前的高考卷，会发现在1990年的全国高考卷第二题（24）小题用伏安法测电阻的实验中，按实验要求选用的电压表的最小分度为0.1 V，电流表的最小分度为0.02 A。某学生记录的各组数据如表1所示：

在这五组数据中，有效数字位数不符合要求的是第 组。

当年的标准答案是1、3组。

针对该题，丁敏芳老师在《关于安培表读数教学的思考》一文中提出质疑，如果考虑准确度2.5级，那么应该估读到百分位，有效数字符合要求的只有第1组，那么有效数字不符合要求的是第2、3、4、5组。按照今年高考实验题本题参考答案的标准也是只有第1组是符合要求的，即同位估读。如果不考虑测量误差估计也不考虑准确度2.5级，那么应该估读到最小分度值的下一位，即有效数字位数不符合要求的是1、3组。

由于高考中对量程为0.6 A的安培表读数的问题的争论，在本次高考物理阅卷制评分的时候，为了科学与考生的公平，采取了折衷的办法，即认为0.100 A和0.240 A也是正确的。

电压表是1分度的，因此③④是没有争议的，采用“十分之一估读法”，误差范围在内。在求电阻的时候，两组电压和电流，考查对欧姆定律和电阻的理解，只有用较大（小）的电压值除以较大（小）的电流值，才能得到正确的结果。

4 结论和建议

本次理综物理实验题第22题，考查了学生的综合能力，包括逻辑分析、判断推（下转第11页）（上接第8页）理、读数和理解能力。电路图考查的很基础，要求考生能够看懂实物图是内接法还是外接法，分压还是限流，并正确转化为电路图。基础好的考生，看到题干“实验室伏安法测电阻”，就能想到正确的电路图。在电流表和电压表读数的时候，创新点在于没有标出电流表或者电压表的符号，要求考生对实验室的电流表和电压表的规格有一定的了解。在最后求电阻的时候，巧妙设置了陷阱，考查了考生对欧姆定律和电阻的理解。虽然在量程为0.6 A的电流表的读数上有争议，但本题设计得非常科学合理，注重考查了学生的综合能力。笔者建议在教学过程中，让学生多做实验，认识常用仪器的规格，熟练掌握伏安法测电阻的实验，在命题过程中尽量避免有争议的量程为0.6 A安培表的问题。

参考文献：

[1]潘岳松.对2014年江苏物理高考实验题10题的阅卷反思[J].物理教学探讨，2014，32（11）：49.

[2]闫礼龙.谈09年安徽省高考理综物理实验题电表读数问题[J].湖南中学物理， 2009（6）：51—53.

[3]李常明.从高考题参考答案看高中电表读数的标准[J].湖南中学物理，2011（7）：45—46.

[4]丁敏芳.关于安培表读数教学的思考[J].物理通报，1994（3）：18—19.

（栏目编辑 赵保钢）