對兩道中考物理電學實驗題的欣賞與啟示

丁正梅

細細品讀各地的中考物理試卷，不難發現電學實驗的考查是中考的熱點和難點，命題特點總體表現為：立足基礎、推陳出新、體現能力，即依據基本器材或實驗，進一步縱、橫挖掘或拓展，考查考生對實驗原理、方法的領悟情況，靈活運用課本已有的實驗原理、方法和所給的實驗儀器去探究新實驗的能力.本文對2014年和2015年南通市中考物理試卷中的兩道電學實驗題加以分析，進一步挖掘試題的內涵，體會命題者的意圖，以期為我們初中物理教學以啟示，為以后的中考物理實驗復習教學提供參考.

例1（2014年南通）在測量未知電阻Rx（阻值約為150 Ω）的實驗中，提供的實驗器材有：電源（電壓3 V）、滑動變阻器R（0～50 Ω）、電阻箱R0（0～9999 Ω）、電流表（0～0.6 A）、電壓表（0～3 V）、開關及導線若干.

（1）小虎同學設計了如圖1所示的電路，他（選填“能”或“不能”）較準確測出Rx的阻值，理由是.

（2）小明同學設計了如圖2所示的電路進行測量.

①請根據圖1和圖2所示的電路，在圖3中用筆畫線代替導線將實物圖連接完整.

②正確連接電路后，小明先將開關S撥至“1”，調節變阻器的滑片至某一位置，此時電壓表的示數如圖4所示，讀數為U1=V.

③再將開關S撥至“2” ，當電阻箱的阻值調至R0=152 Ω時，電壓表的示數恰為U1，則待測電阻的阻值Rx=Ω.

④實驗中，若將開關撥至“2”時，不小心將滑動變阻器的滑片向右移動了少許，其他操作正確，則Rx的測量值（選填“大于”、“小于”或“等于”）真實值.

解析本題以測電阻的實驗為背景，考查了電表的使用和讀數、實物圖的連線、等效替代法測電阻的實驗原理及實驗誤差的分析等.

（1）初中對電表的掌握要求是理想電表（電壓表的內阻無窮大，電流表的內阻為零），對電表會讀數，掌握電壓表與被測電路并聯，電流表與被測電路串聯.此問題給學生的感覺是能準確測量，理由是用電壓表測出被測電阻電壓，電流表測出通過被測電阻的電流.其實，由于電源電壓3 V，而被測電阻的阻值大約150 Ω，所以電路中電流最大只有0.02 A左右，小于電流表的分度值，所以不能準確測出Rx的阻值.

（2）①根據實物圖的連線原則：先串聯后并聯，可得完整的實物圖連接如圖5所示.

②電壓表所接量程為3 V，每小格表示的電壓（即分度值）0.1 V，所以讀數為0.4 V.

③根據等效替代的原理可得待測電阻Rx的阻值為152 Ω.

④滑動變阻器的滑片向右移動了少許，使得滑動變阻器接入電路的電阻變大了一些，根據串聯電路的特點（電壓與電阻成正比），要使電壓表的示數仍為為U1，電阻箱的阻值必須調至比152 Ω大一些，則Rx的測量值大于真實值.

點評本題從學生熟悉的測電阻情境入手，從教材中來，但不拘泥于教材，設計了“等效替代法測電阻”新實驗，命題者將學生熟悉的情境與新的探究方法有機地融為一體，對教材實驗做了縱向延伸，在問題的解決中全面考查了實驗的探究能力，很好地體現了新課程實驗教學倡導的探究性與開放性，為培養學生的發散性思維能力、發展學生個性提供了廣闊的空間，對初中物理實驗教學具有很好引導作用.

例2（2015年南通）探究“電流與電阻關系”的實驗中，提供的器材有：電源（電壓9 V）、電流表、電壓表、滑動變阻器R、電阻箱R0、開關及導線若干.

（1）小明連接的圖6電路中存在連線錯誤，只需改動一根導線，即可使連線正確.請在接錯的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接法.

（2）正確連接電路后閉合開關，在移動變阻器滑片P時，兩電表示數突然都變為零，則電路故障可能為.

A.R短路B.滑片P接觸不良

C.R0短路D.R0斷路

（3）排除故障后實驗時，改變R0的阻值，測出對應的電流I.當R0的阻值變大時，為完成探究，應將滑片P向（選填“A”或“B”）端移動.

（4）將R0阻值換為50 Ω，電流表示數如圖7所示，請在圖8所示的I-1R0坐標中補描該點并作出I-1R0關系圖線.

（5）連線時發現有一個錯誤數據點，反思產生原因，小明回憶是某次將R0的阻值由Ω變換為錯誤數據點對應阻值時，未調節滑片P就讀取電流而造成的.

解析本題借助探究“電流與電阻關系”的實驗，考查了實驗操作能力、故障的分析、實驗原理的理解、描點作圖、錯誤分析及串并連電路特點的應用等.

（1）電壓表與電阻箱接成了串聯而電流表接成了并聯，修改后的電路如圖9所示.

（2）若R短路時兩電表示數都變大;R0短路時電壓表示數變為零而電流表示數變大;R0斷路時電壓表示數變大而電流表示數幾乎為零，均不符合題意，只有滑片P接觸不良，兩電表示數才可能都變為零，所以應選B.

（3）本實驗隱含著必須保持電阻箱兩端的電壓不變，由于電阻箱與滑動變阻器串聯，當R0的阻值變大時，滑動變阻器接入電路的電阻值必須變大，所以為了完成探究，應將滑片P向A移動.

（4）描點、連線如圖10所示.

（5）圖8中錯誤的數據對應的點，電流為0.2 A，電阻為25 Ω，即對應的電壓為5 V，由于電源電壓為9 V，所以滑動變阻器兩端此時電壓為4 V，滑動變阻器接入電路的電阻阻值為20 Ω.由（4）中可知，電阻箱兩端的電壓應控制在6 V，說明電阻箱阻值變化前滑動變阻器兩端電壓為3 V，由題意可知，滑動變阻器接入電路的電阻阻值仍為20 Ω，根據串聯電路中各用電器兩端電壓跟其電阻成正比，可得電阻箱的阻值為40 Ω，即R0的阻值由40 Ω變換來的.

點評本題的情境貼近學生的學習生活，讓學生感覺題目“慈眉善目”，但命題者做了大量的橫向拓展.試題設置突出了實驗的具體操作和實驗過程中出現問題的處理.命題意圖在于引導實驗教學不是“紙上談兵”，而應讓學生走進實驗室，在實驗的操作中，理解實驗的原理、掌握儀器的使用，逐步形成對實驗條件的控制及實驗問題的解決能力，養成良好的實驗操作規范，提高實驗素養.

啟示不難發現，兩道實驗試題均從學生熟悉的情境入手，進行“改頭換面”，體現了中考實驗命題的兩個趨勢：一是橫向拓展，進一步開發了基本實驗的功能，考查學生對實驗原理的理解及綜合分析能力;二是縱向挖掘，對基本實驗做深加工，考查學生的遷移能力及新情境下的探究能力.給我們今后的中考物理實驗復習以啟示.

首先，中考復習中應以教材中的實驗為基礎，以學生熟悉的情境為載體，復習實驗的基本原理、基本思想和基本方法.一是掌握教材中規定的測量工具的使用方法和讀數方法;二是掌握實驗的原理、器材的使用（包括規格的含義）、電路圖（包括實物圖連線）、實驗步驟、故障分析、數據處理的方法（包括方程計算法和圖象法）、注意事項、誤差分析及實驗過程中突發事件的處理等.

其次，中考實驗復習不能僅是“紙上談兵”，以講實驗題而代替學生的實驗復習，要讓學生到實驗室實地訓練，讓學生暴露問題、解決問題，正確處理在操作過程中出現的意外事件，提高學生的觀察能力、動手操作能力及分析問題和解決問題的能力，在操作中提高復習效果.這個過程教師必須真正放手，防止教師講、學生聽，使學生按教師的講解“依葫蘆畫瓢”，禁錮學生創新思維的發展.

再次，由于中考實驗重視教材但不拘泥于教材，所以在中考實驗復習中，必須帶著問題對教材的原實驗重新審視，通過比較多種方法之間的異同，找出原理和方法的連接點、深化點，讓學生從本質上真正理解和把握實驗原理;以基本器材和基本實驗為基準點設置實驗習題，拓展、挖掘它的實驗功能，以“新”的實驗情境為載體，以典型問題為依托，順勢挖掘，培養學生的分析與遷移能力，使學生形成科學思維方式，能應對練習、考試中出現的新問題.