都可求真值 何须选接法？——议2020年全国高考理综Ⅰ卷第22题

吴 政

(1. 江苏省昆山震川高级中学，江苏 昆山 215300; 2. 昆山陆家高级中学 江苏 昆山 215300)

2020年高考后，有些教师与笔者讨论全国理综Ⅰ卷第22题伏安法测电阻的相关内容，认为题目以及参考答案与笔者发表在本刊上《电学实验的大思想与小方法》一文有冲突，为厘清相关观点，特撰文说明.[1]

1 原题与参考答案简述

例题.(2020年全国高考理综Ⅰ卷第22题)伏安法测量一几十欧姆的电阻Rx，电压表内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5 Ω.采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图1所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间.测量得到如图2所示的两条U-I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数.要求解决的问题及其答案如下.

图1 伏安法测电阻二种接法

(1) 图2中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的.

答案为“O、P”，分析从略.

(2) 根据所用实验器材和图2可判断，由图线__________(填 “Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为__________Ω(保留1位小数).

图2 图线Ⅰ，Ⅱ分别为电压表接O、P两点，O、Q两点时测量数据

(3) 考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________Ω(保留1位小数).

答案为“50.0”，该值为测量值(50.5 Ω)减去电流表内阻(0.5 Ω)而来.

2 由本题引起的一些讨论与分析

(1) 什么时候要在电流表“外接”与“内接”之间进行选择？

(2) “将被测电阻与临界电阻大小进行比较”并不是电流表内外接选择的唯一依据.

(3) 根据本题给出的两根线都能求真值吗？

(4) 给出电表内阻大约值的实验意义.

以前实验室的不少电表是有内阻标识的.但现在中学实验室里的电压表与电流表大多没有内阻标识，往往教师在学生实验前先初测大概值后告知学生，以备大小比较时所需.

电表内阻的测量本身也是高中物理的一个重要实验，例如伏安法、半偏法、等效法、欧姆表直测法等等都可测出.[3]但严格来讲，测出的都是一个实验值，退一步来说，即使电表上有内阻标识，那也是相对准确一点的值而已.从这一点上来讲，单独给出一个表内阻的精确值以求真值的题设条件其实是为了考核学生对实验原理的深度理解，考核学生对电路结构、实验模型、误差原因的深度分析能力，理论意义大于实践意义.

因此，在电表内阻题设条件上，强调“大约值”还是“精确值”的，主要是为了区分求“测量值”还是“真实值”，强调考生对原理的理解，侧重于理论性.

(5) 本题有没有科学性问题？

应该说，本题没有原则性的科学问题.命题人虽然把两个表内阻值都给定了，但考生能看出两根图线对应的数据都是电压表与电流表的原始读数，没有因电流表的分压或电压表的分流分别进行数据修正，图线斜率反映的是电流表内接与外接时Rx的测量值.因此题目设问哪一根接近真实值还是说得通的，进而用图线Ⅰ求出真实值也是顺理成章的事.但这样却容易给学生造成用图线Ⅱ求不出真实值的错觉，其实命题人在题中并未否认可以用图线Ⅱ求真实值，所以本题并没有科学性问题.

3 关于命题的几点思考

(1) 内阻值的表述该不该较真？

这是个仁者见仁智者见智的问题.不少教师认为，实验本身就有误差，内阻数值大小细微的区别对结果影响甚微，表述上没有必要较真.但笔者认为，这儿着重的是实验方法教育，着重的是精益求精、细致严谨的科学素养培养.内阻值的表述有“约为”和“为”两种表述，一字之差，处理迥异.从理论上讲，一个只能求测量值，一个可以求真实值，应该较真.

(2) 实验题的命题也要做到“精准严格”.

测量数据可以有出入，原理设计不能有差错.前者引起误差，后者会让学生产生错误.本题讨论的本质是对实验原理考核时的条件设置问题，两个电表内阻都精确已知了，怎么还会求哪个更正确？不少学生自然而然会产生这样的疑问(笔者也让学生做了该题，不少想当然地这样认为)，其实命题人并没有这个意思，学生的误解应该在命题人的意料之外.所以实验题命题时一定要精准条件，精准设问.

(3) 如何让实验题命题少出“偏差”.