對2013年高考新課標(biāo)全國卷Ⅰ第23題的賞析

侯賣生

（江西省都昌縣第一中學(xué)，江西 都昌 332600）

圖1

原題.某學(xué)生實驗小組利用圖1所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×lk”擋內(nèi)部電路的總電阻.使用的器材有：多用電表；電壓表（量程5V，內(nèi)阻幾十kΩ）；滑動變阻器（最大阻值5kΩ）；導(dǎo)線若干.

回答下列問題：

（1）將多用電表擋位調(diào)到電阻“×lk”擋，再將紅表筆和黑表筆調(diào)零點.

（3）將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖2所示，這時電壓表的示數(shù)如圖3所示.多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為kΩ和V.

圖2

圖3

（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零.此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0kΩ和4.00V.從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為kΩ.

圖4

（5）多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖4所示.根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動勢為V，電阻“×lk”擋內(nèi)部電路的總電阻為kΩ.

解析：（1）多用電表測電阻前，必須先將紅黑表筆短接，調(diào)零.

（2）多用電表電阻擋內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖4所示，外部的黑表筆與電池的正極相連，紅筆表與電池的負(fù)極相連，要使電壓表能正確地接入電路中，則紅表筆和圖1中的1端相連，黑筆表連接另一端.

（3）由圖2和圖3可得.多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為15.0kΩ和3.60V.

（4）滑動變阻器接入電路的電阻為0，此時多用電表所測的電阻為電壓表的內(nèi)阻，則電壓表的內(nèi)阻為12.0kΩ，滑動變阻開始接入電路的電阻為3.0kΩ.

（5）由閉合電路歐姆定律可得

由此可得E＝9.00V，r＝15.0Ω.

賞析：（1）本題將多用電表的原理與使用和測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗相結(jié)合起來，試題新穎獨(dú)特.能有效地考查多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和讀數(shù)方法.能有效地考查電壓表的讀數(shù)方法.考查了閉合電路的歐姆定律的應(yīng)用.

（2）本題的不足之處.

多用電表置于電阻擋時，內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)如圖4如示，電池的負(fù)極與紅表筆連接，正極通過可變電阻和電流表與黑表筆相接.在回答第（2）問時，一些考生對內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)不熟悉，但他把圖1與圖4一對照，盡管圖4中未標(biāo)出紅黑表筆，他就把左邊作為黑表筆，右邊作為紅筆表，為保證電壓表正負(fù)極連接正確，紅表筆應(yīng)和圖1電路的1端相連，黑表筆連接另一端，對多用電表置于電阻擋時，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)未能有效地考查.建議將圖4的電池極性畫反一下，或畫一個不標(biāo)有電源極性的方框電源.

當(dāng)多用電表置于電阻“×lk”擋時，內(nèi)部電源為層疊電池，內(nèi)電池的電動勢為9.00V，很多學(xué)生都記得，內(nèi)部電路的總電阻就是中值電阻，看到表盤就知道，為15.0kΩ，這些都是不需要計算就能得出來的，閉合電路的歐姆定律未能有效地考查，建議設(shè)計電壓表和電阻數(shù)據(jù)時，使得表內(nèi)電池的電動勢在9.00V左右，電阻“×lk”擋內(nèi)部電路的總電阻在15.0kΩ左右.

（3）本題存在的爭議之處.

關(guān)于用多用電表測電阻，其測量結(jié)果是否要估讀有兩種觀點，一種觀點是不需要估讀，原因是用多用電表測電阻是粗略地測量待測電阻，所以在通常測量時，其讀數(shù)是不需要估讀的.有關(guān)此問題在人教版普通高中課程實驗教科書《物理》選修3-1的第68頁“問題與練習(xí)”中的第1題，就有電阻“×10”的讀數(shù)問題，在人教版普通高中課程實驗教科書《物理》選修3-1教師教學(xué)用書中給出的答案中亦沒有估讀.另一種觀點是必須要估讀，理由是既然是測量，不管測量的最后結(jié)果是否準(zhǔn)確，都是利用刻度來讀數(shù)，其指針有剛好指在某一刻度上，也有指在某兩個刻度之間，此時，與剛好指在這兩個刻度上畢竟還是有區(qū)別的，不能非此即彼，不能利用四舍五入的方法進(jìn)行讀數(shù).