吳多星

摘 要：電學(xué)實(shí)驗(yàn)題是高考必考題型，通過對(duì)2015年浙江高考理綜一道電學(xué)實(shí)驗(yàn)題的不同角度的剖析，闡述物理實(shí)驗(yàn)習(xí)題的命題立意和考查角度。

關(guān)鍵詞： 電學(xué)實(shí)驗(yàn)題；命題立意；考查角度

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）4-0062-2

原題

圖1是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖。

（1）根據(jù)圖1在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；

（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖2中的①②③④所示，電流表量程為0.6 A，電壓表量程為3 V。所示讀數(shù)為：

①__________②__________③__________④__________。兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為__________和__________。

試題分析

原題是2015年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試（浙江理綜卷）物理試題的第22題——電學(xué)實(shí)驗(yàn)題，原題考查的是描繪小燈泡的伏安特性曲線。試題整體難度不大，主要考查實(shí)物連接圖和電路原理圖的轉(zhuǎn)換以及電學(xué)基本儀器（電壓表和電流表）的讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。

第（1）小問考查實(shí)物連接圖和電路原理圖的轉(zhuǎn)換，從圖1中可以看出滑動(dòng)變阻器的連接方式是分壓式，電流表的連接方式是外接法，電路圖如圖3所示，第（1）小問屬于簡(jiǎn)單題。

第（2）小問考查電學(xué)基本儀器（電壓表和電流表）的讀數(shù)以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力。結(jié)合圖1和圖2可以看出，圖2中的①②是電流表的儀表盤，圖2中的③④是電壓表的儀表盤，結(jié)合電流表和電壓表的讀數(shù)原理可得①②的讀數(shù)是0.10 A、0.24 A，③④讀數(shù)是2.0 V、0.27 V。流過小燈泡的電流隨著小燈泡兩端電壓的增大而增大，小燈泡的電阻會(huì)隨著溫度的增大而增大，兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為2.7 Ω和8.3 Ω，第（2）小問屬于中檔題。

立意分析

原題中第（1）小問考查學(xué)生對(duì)小燈泡的伏安特性曲線測(cè)量電路的理解，由于本實(shí)驗(yàn)要求獲得多組數(shù)據(jù)且電壓和電流從零開始變化，故滑動(dòng)變阻器的連接方式是分壓式，由于小燈泡的電阻較小，為盡量減小電流表對(duì)測(cè)量電路的影響，電流表的連接方式是外接法，本實(shí)驗(yàn)對(duì)電壓表和電流表的量程也有具體要求，電壓表應(yīng)選0～3 V，電流表應(yīng)選0～0.6 A，在學(xué)生了解上述信息后才能更好地將實(shí)物連接圖轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電路原理圖。

原題中第（2）小問考查電學(xué)實(shí)驗(yàn)基本儀器的讀數(shù)，但圖2中不能直接看到電壓表和電流表的標(biāo)志。命題人摒棄了原來給出具體的電表純粹考查學(xué)生的讀數(shù)能力的命題思維，而是一次給出4個(gè)儀表盤，讓學(xué)生有點(diǎn)摸不著頭腦，第（2）小問考查學(xué)生綜合處理問題的能力。結(jié)合圖1中電壓表和電流表的量程選擇以及刻度盤的刻度特點(diǎn)，需要判斷出圖2中的①②是電流表的儀表盤，圖2中的③④是電壓表的儀表盤，結(jié)合電流表和電壓表的讀數(shù)原理解決讀數(shù)問題。但這并沒有結(jié)束，命題人筆鋒一轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)移到了伏安法測(cè)電阻，兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為多少，這又讓學(xué)生摸不著頭腦，①和③④中的哪個(gè)對(duì)應(yīng)？②和③④中的哪個(gè)對(duì)應(yīng)？本題再次考查學(xué)生的應(yīng)變能力和具體問題具體分析的能力，要想解決問題需要學(xué)生結(jié)合小燈泡的伏安特性曲線以及小燈泡的電阻隨著溫度變化的規(guī)律，利用電阻的定義式求出不同電壓下的電阻的值。

原題中第（1）小問和第（2）小問環(huán)環(huán)相扣，前后呼應(yīng)，不僅考查基本儀器的讀數(shù)和伏安法的理解，還考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的關(guān)注和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律的梳理能力，本題難度不大，但區(qū)分度較高。本題雖然沒有繪制伏安特性曲線，但解決第（1）小問和第（2）小問的過程中已經(jīng)滲透了伏安特性曲線的應(yīng)用，有利于鑒別學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S水平的差異。

另類分析

1. 高中物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)有明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模谡嬲鰧?shí)驗(yàn)前，應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)原理構(gòu)建實(shí)驗(yàn)原理圖，有了實(shí)驗(yàn)原理圖才能更好地構(gòu)建實(shí)驗(yàn)電路圖，也就是說實(shí)驗(yàn)原理圖在先，而實(shí)驗(yàn)電路圖在后，這是正常的實(shí)驗(yàn)思維。而本題卻先給出了實(shí)驗(yàn)電路圖，讓學(xué)生結(jié)合電路圖畫出實(shí)驗(yàn)原理圖，雖然從思維上這是可逆的，無可厚非，但若從人的認(rèn)知理論和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣來看，本題第（1）小問的設(shè)計(jì)不妥，它違背了人們認(rèn)識(shí)問題和解決問題的常規(guī)流程，只是為了考查而考查。

2. 關(guān)于小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)原理圖，很多學(xué)生直接就能構(gòu)建出來，不一定要根據(jù)圖1中的實(shí)物圖連接再去轉(zhuǎn)換，這樣第（1）小問的考查功能又大打折扣，不少學(xué)生直接借助記憶背誦就能畫出圖3所示的原理圖，第（1）小問的考查再次流于形式，沒有思辨能力和分析問題能力的滲透考查。

3. 學(xué)生正常做實(shí)驗(yàn)過程中，調(diào)節(jié)電路后立即讀取電壓表和電流表的讀數(shù)并記錄數(shù)據(jù)，此時(shí)電壓表和電流表兩表的讀數(shù)是一一對(duì)應(yīng)的，一般不會(huì)混淆，這也是基本的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和操作流程。而本題又反其道而行之，故意遮住電壓表和電流表的標(biāo)志，給出4個(gè)刻度盤讓學(xué)生自己分析得出電壓表和電流表的讀數(shù)，雖然這樣處理有利于考查學(xué)生的綜合能力和整合意識(shí)，但畢竟不符合實(shí)驗(yàn)操作的便利性原則，第（2）小問的讀數(shù)考查有點(diǎn)故弄玄虛，故意設(shè)套讓學(xué)生鉆，這樣不利于科學(xué)精神的培養(yǎng)和科學(xué)思維品質(zhì)的訓(xùn)練。

4. 第（2）小問完成4個(gè)讀數(shù)后又進(jìn)一步考查數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的理解和計(jì)算，學(xué)習(xí)需結(jié)合小燈泡電阻的變化特點(diǎn)對(duì)應(yīng)處理數(shù)據(jù)，是對(duì)問題的深化考查，前面學(xué)生已經(jīng)暈頭轉(zhuǎn)向，關(guān)于兩組數(shù)據(jù)得到的電阻的計(jì)算是否有點(diǎn)難為學(xué)生，而且4個(gè)讀數(shù)具有對(duì)應(yīng)的唯一性，那么兩組數(shù)據(jù)得到的電阻的值也應(yīng)該具有唯一性，而參考答案卻是有范圍的，這也是不妥的。

5. 總之，原題從考查學(xué)生對(duì)小燈泡的伏安特性曲線的理解和實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的關(guān)注以及基本實(shí)驗(yàn)器材讀數(shù)方面來看是個(gè)好題，而且前后呼應(yīng)，層層遞進(jìn)。原題若從物理實(shí)驗(yàn)的流程和操作素養(yǎng)以及科學(xué)精神的培養(yǎng)角度來說又有很多瑕疵甚至不妥，所以命題人在命制試題時(shí)既要考慮考查的角度也要考慮科學(xué)性這一方面，這樣才可能接近完美。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟擁軍.電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維流程探討[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2009，38（6）：50-52.

[2]徐恩.伏安法測(cè)電阻的幾個(gè)問題 [J].湖南中學(xué)物理，2016（8）：53-54.

[3]李勝?gòu)?qiáng).從兩道力學(xué)實(shí)驗(yàn)題談起[J].物理教學(xué)探討，2015，33（4）：61-63.（欄目編輯 王柏廬）