对两道中考物理电学实验题的欣赏与启示

丁正梅

细细品读各地的中考物理试卷，不难发现电学实验的考查是中考的热点和难点，命题特点总体表现为：立足基础、推陈出新、体现能力，即依据基本器材或实验，进一步纵、横挖掘或拓展，考查考生对实验原理、方法的领悟情况，灵活运用课本已有的实验原理、方法和所给的实验仪器去探究新实验的能力.本文对2014年和2015年南通市中考物理试卷中的两道电学实验题加以分析，进一步挖掘试题的内涵，体会命题者的意图，以期为我们初中物理教学以启示，为以后的中考物理实验复习教学提供参考.

例1（2014年南通）在测量未知电阻Rx（阻值约为150 Ω）的实验中，提供的实验器材有：电源（电压3 V）、滑动变阻器R（0～50 Ω）、电阻箱R0（0～9999 Ω）、电流表（0～0.6 A）、电压表（0～3 V）、开关及导线若干.

（1）小虎同学设计了如图1所示的电路，他（选填“能”或“不能”）较准确测出Rx的阻值，理由是.

（2）小明同学设计了如图2所示的电路进行测量.

①请根据图1和图2所示的电路，在图3中用笔画线代替导线将实物图连接完整.

②正确连接电路后，小明先将开关S拨至“1”，调节变阻器的滑片至某一位置，此时电压表的示数如图4所示，读数为U1=V.

③再将开关S拨至“2” ，当电阻箱的阻值调至R0=152 Ω时，电压表的示数恰为U1，则待测电阻的阻值Rx=Ω.

④实验中，若将开关拨至“2”时，不小心将滑动变阻器的滑片向右移动了少许，其他操作正确，则Rx的测量值（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值.

解析本题以测电阻的实验为背景，考查了电表的使用和读数、实物图的连线、等效替代法测电阻的实验原理及实验误差的分析等.

（1）初中对电表的掌握要求是理想电表（电压表的内阻无穷大，电流表的内阻为零），对电表会读数，掌握电压表与被测电路并联，电流表与被测电路串联.此问题给学生的感觉是能准确测量，理由是用电压表测出被测电阻电压，电流表测出通过被测电阻的电流.其实，由于电源电压3 V，而被测电阻的阻值大约150 Ω，所以电路中电流最大只有0.02 A左右，小于电流表的分度值，所以不能准确测出Rx的阻值.

（2）①根据实物图的连线原则：先串联后并联，可得完整的实物图连接如图5所示.

②电压表所接量程为3 V，每小格表示的电压（即分度值）0.1 V，所以读数为0.4 V.

③根据等效替代的原理可得待测电阻Rx的阻值为152 Ω.

④滑动变阻器的滑片向右移动了少许，使得滑动变阻器接入电路的电阻变大了一些，根据串联电路的特点（电压与电阻成正比），要使电压表的示数仍为为U1，电阻箱的阻值必须调至比152 Ω大一些，则Rx的测量值大于真实值.

点评本题从学生熟悉的测电阻情境入手，从教材中来，但不拘泥于教材，设计了“等效替代法测电阻”新实验，命题者将学生熟悉的情境与新的探究方法有机地融为一体，对教材实验做了纵向延伸，在问题的解决中全面考查了实验的探究能力，很好地体现了新课程实验教学倡导的探究性与开放性，为培养学生的发散性思维能力、发展学生个性提供了广阔的空间，对初中物理实验教学具有很好引导作用.

例2（2015年南通）探究“电流与电阻关系”的实验中，提供的器材有：电源（电压9 V）、电流表、电压表、滑动变阻器R、电阻箱R0、开关及导线若干.

（1）小明连接的图6电路中存在连线错误，只需改动一根导线，即可使连线正确.请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法.

（2）正确连接电路后闭合开关，在移动变阻器滑片P时，两电表示数突然都变为零，则电路故障可能为.

A.R短路B.滑片P接触不良

C.R0短路D.R0断路

（3）排除故障后实验时，改变R0的阻值，测出对应的电流I.当R0的阻值变大时，为完成探究，应将滑片P向（选填“A”或“B”）端移动.

（4）将R0阻值换为50 Ω，电流表示数如图7所示，请在图8所示的I-1R0坐标中补描该点并作出I-1R0关系图线.

（5）连线时发现有一个错误数据点，反思产生原因，小明回忆是某次将R0的阻值由Ω变换为错误数据点对应阻值时，未调节滑片P就读取电流而造成的.

解析本题借助探究“电流与电阻关系”的实验，考查了实验操作能力、故障的分析、实验原理的理解、描点作图、错误分析及串并连电路特点的应用等.

（1）电压表与电阻箱接成了串联而电流表接成了并联，修改后的电路如图9所示.

（2）若R短路时两电表示数都变大;R0短路时电压表示数变为零而电流表示数变大;R0断路时电压表示数变大而电流表示数几乎为零，均不符合题意，只有滑片P接触不良，两电表示数才可能都变为零，所以应选B.

（3）本实验隐含着必须保持电阻箱两端的电压不变，由于电阻箱与滑动变阻器串联，当R0的阻值变大时，滑动变阻器接入电路的电阻值必须变大，所以为了完成探究，应将滑片P向A移动.

（4）描点、连线如图10所示.

（5）图8中错误的数据对应的点，电流为0.2 A，电阻为25 Ω，即对应的电压为5 V，由于电源电压为9 V，所以滑动变阻器两端此时电压为4 V，滑动变阻器接入电路的电阻阻值为20 Ω.由（4）中可知，电阻箱两端的电压应控制在6 V，说明电阻箱阻值变化前滑动变阻器两端电压为3 V，由题意可知，滑动变阻器接入电路的电阻阻值仍为20 Ω，根据串联电路中各用电器两端电压跟其电阻成正比，可得电阻箱的阻值为40 Ω，即R0的阻值由40 Ω变换来的.

点评本题的情境贴近学生的学习生活，让学生感觉题目“慈眉善目”，但命题者做了大量的横向拓展.试题设置突出了实验的具体操作和实验过程中出现问题的处理.命题意图在于引导实验教学不是“纸上谈兵”，而应让学生走进实验室，在实验的操作中，理解实验的原理、掌握仪器的使用，逐步形成对实验条件的控制及实验问题的解决能力，养成良好的实验操作规范，提高实验素养.

启示不难发现，两道实验试题均从学生熟悉的情境入手，进行“改头换面”，体现了中考实验命题的两个趋势：一是横向拓展，进一步开发了基本实验的功能，考查学生对实验原理的理解及综合分析能力;二是纵向挖掘，对基本实验做深加工，考查学生的迁移能力及新情境下的探究能力.给我们今后的中考物理实验复习以启示.

首先，中考复习中应以教材中的实验为基础，以学生熟悉的情境为载体，复习实验的基本原理、基本思想和基本方法.一是掌握教材中规定的测量工具的使用方法和读数方法;二是掌握实验的原理、器材的使用（包括规格的含义）、电路图（包括实物图连线）、实验步骤、故障分析、数据处理的方法（包括方程计算法和图象法）、注意事项、误差分析及实验过程中突发事件的处理等.

其次，中考实验复习不能仅是“纸上谈兵”，以讲实验题而代替学生的实验复习，要让学生到实验室实地训练，让学生暴露问题、解决问题，正确处理在操作过程中出现的意外事件，提高学生的观察能力、动手操作能力及分析问题和解决问题的能力，在操作中提高复习效果.这个过程教师必须真正放手，防止教师讲、学生听，使学生按教师的讲解“依葫芦画瓢”，禁锢学生创新思维的发展.

再次，由于中考实验重视教材但不拘泥于教材，所以在中考实验复习中，必须带着问题对教材的原实验重新审视，通过比较多种方法之间的异同，找出原理和方法的连接点、深化点，让学生从本质上真正理解和把握实验原理;以基本器材和基本实验为基准点设置实验习题，拓展、挖掘它的实验功能，以“新”的实验情境为载体，以典型问题为依托，顺势挖掘，培养学生的分析与迁移能力，使学生形成科学思维方式，能应对练习、考试中出现的新问题.