对2017年全国卷I第23题的鉴析与思考

许文

摘 要： 多角度鉴析2017年高考全国卷I电学实验题，探讨高考物理实验备考策略.

关键词： 2017年高考；物理实验题；鉴析；思考

2017年高考理综全国卷I第23题是一道电学实验题.该题以研究小灯泡伏安特性为背景，考查电表的改装、电路的设计、实验结论的分析与迁移、I -U图象的理解与应用等，是一道综合考查考生的物理实验能力与核心素养的试题.本文鉴析此题对实验能力的考查，探讨高考物理实验备考策略.

1 试题鉴析

【试题呈现】（2017全国卷I第23题）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表A（量程0.5 A，内阻0.5 Ω）；固定电阻R0（阻值1000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0 ～ 9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干.

（1）实验要求能够实现在0 ～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图.

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图1（a）所示.由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻 （填“增大”、“不变”或“减小”），灯丝的电阻率 （填“增大”、“不变”或“减小”）.

（3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 Ω）和题给器材连接成图1（b）所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为 W，最大功率为 W.（结果均保留2位小数）

【命题意图】本题考查研究小灯泡的伏安特性实验的思想与方法，意在考查电表量程的扩展、伏安电路的设计，实验结论的理解、分析、迁移与应用，用非线性I-U图象计算电路中元件的实际电功率，有效数字的运算等综合能力.

【题意解读】新高考对物理实验能力的要求是“能独立的完成所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验”.

探究小灯泡的伏安特性实验，是考纲中明确要求考生应掌握的电学中的一个基本实验，实验目的是用伏安电路测多组小灯泡的U、I的值，并绘出I-U图象；由图线的特征分析小灯泡电流与电压和温度的关系.根据实验目的要求能合理选取实验器材，控制实验条件，设计实验电路，观察、记录、处理实验数据，分析实验结论.试题要求考生根据题给的器材，设计实验电路.在题给器材中伏特表的量程小于小灯泡额定电压，不能直接测出小灯泡的额定电压，要求考生能用学过的知识与方法提出解决问题的方案，对伏特表改装，扩充其量程，以达到实验的要求.试题还要求考生能将实验的结论迁移与应用，进行创新实践，去解决新情境下的实际问题，从中感悟与体验成功.因此，该试题的能力立意完全符合新高考的要求.

新的教育改革關注学科知识对发展人的核心素养的贡献和作用，发展学生核心素养为目标的课程改革要求相应的教学评价改革.由于学科核心素养主要体现在学科的核心知识、核心能力、核心品质等方面，发展学生核心素养必然依赖于学科核心素养的落实.物理课程作为自然科学领域的重要基础课程，在培养学生方面的价值则体现在物理观念、科学思维、实验探究、科学态度和责任四个方面为学生今后的生活和工作做准备，使学生养成终身发展所需的必备品格和关键能力，形成学生的物理学科核心素养.该试题的命题意图在发展学生的核心素养上发挥了导向作用.

2 试题分析

2.1 对实验原理与电路设计的考查

试题第（1）问考查实验电路的设计，这要求理解实验原理.研究小灯泡的伏安特性与伏安法测小灯泡电阻的原理相同，分别用伏特表与安培表测小灯泡的电压U与电流I，通过电路调节，能够改变其电流与电压，测出小灯泡的多组U、I的值，画出I-U图象.endprint