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本文对2015年苏锡常镇二模卷中的一道实验题进行了深入研究：梳理了试题考查的主要内容，分析了与常规题目的两处不同，在原题的基础上进行了三方面的拓展，最后提出了高考实验题复习的四点策略。
1 一道试题
1。1 试题呈现
2015年苏锡常镇二模卷第10题：将两个金属电极锌片和铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池，某兴趣小组欲测量水果电池的电动势和内阻。
（1）甲同学用多用表的直流电压（0～1 V）档估测某水果电池的电动势，稳定时指针如图[TP12GW39。TIF，Y#]1中A所示，则读数为[CD#3]V；用多用表的欧姆×100档估测水果电池的内阻，稳定时指针如图1中B所示，则读数为[CD#3]Ω。上述测量中存在一重大错误，是[CD#3]。
（2）乙同学采用如图2所示电路进行测量，并根据测量数据做出了[SX（]1[]I[SX）]-R图象，则根据图3，该水果电池的电动势为[CD#3]V，内阻为[CD#3]Ω。（结果保留两位有效数字）
[TP12GW40。TIF，BP#]
答案如下：（1）0。84；3。2×103；不能用多用电表电阻档直接测电源内阻；（2）0。96±0。02 （1。6±0。1）×103
1。2 试题分析
本题围绕一个重要的电学实验——“测量电源电动势和内阻”展开考查，具体涉及多用电表的读数及操作、实验电路的设计、图象法处理数据等内容。如表1所示。
[JZ][HT6]表1
[BG（！][BHDFG2，WK3，K10，K17W]
序号[]考查内容[] 易错点解析 [HJ*3]
[BHDG4*2，WK3，K10ZQ*3，K17ZQ*3W]1[]会正确进行多用电表的读数[]读电压时应注意量程（“0～1 V”），读电阻时要注意多用电表欧姆档刻度不均匀，还有读数应乘以所选的倍率
[BH]2[]会正确使用多用电表欧姆档[]用多用电表欧姆档测电阻时必须把电阻从回路中取出，因此不能直接测电源的内阻
[BHG4*2]3[]“安阻法”测电源电动势和内阻的原理[]由闭合电路欧姆定律得到1/I-R图象是线性的，且图线的斜率大小等于1/E，图线的纵截距大小等于r/E
[BHDG2]4[]图象法处理实验数据[]单位要换算成国际单位（A和Ω） [HJ2mm]
[BG）F][HJ]
1。3 试题评价
本题用水果电池代替常见的干电池、铅蓄电池、手机锂电池作为实验对象，给人一种独辟蹊径、眼前一亮的感觉。水果电池取材方便、贴近生活、变化丰富，既适合学生进行探究，也体现了“从生活走向物理”的教育理念。
2 两处不同
2。1 实验对象
本题的实验对象变成了水果电池。在平时的教学中，许多教师都会习惯性地选择干电池进行实验，这是因为干电池比较稳定，实验操作也较简单方便。实际上，学生在初中就已经接触过水果电池，在化学课“原电池”部分也学习过相关内容，所以对水果电池并不陌生。笔者在讲评课上与学生进行了交流。
师：水果电池的工作原理是什么？
生1：水果中含有丰富的水果酸，是一种很好的电解质，将不同的金属材料做成电极插入水果中，用导线将电极与用电器相连，回路中就会有电流通过。
师：如何判断水果电池的正、负极？
生2：根据原电池的工作原理，水果电池两电极必须存在金属活动性上的差异。本题中锌更活泼，所以锌片失去电子，其反应方程为Zn-2e-[FY=]Zn2 。电子经外电路流向铜片，由于物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，所以外电路中电流从铜片流向锌片，由此判断铜片是水果电池的正极。
师：水果电池的电动势、内阻与哪些因素有关？[HJ1。5mm]
生3：正负电极的活动性差异越大，水果电池的电动势越大。由电阻定律R=ρ[SX（]l[]S[SX）]可知，增加两电极间的距离，相当于增加导体长度，水果电池的内阻增大；增加电极插入的深度，相当于增大导体横截面积，水果电池的内阻减小。
2。2 实验器材和电路
由于实验对象发生了变化，实验器材和电路也需要进行相应的调整。在测量干电池的电动势和内阻时，通常选择学生电表（电压表0～3 V、电流表0～0。6 A）和滑动变阻器进行实验。由于水果电池的内阻很大（一般上千欧姆），为了便于读数和操作，选择电阻箱和微安表进行实验。
实验器材 水果，电极：铜片、锌片，MF47多用电表，微安表：量程0～500 μA，电阻箱（0～9999 Ω），带鳄鱼夹的导线若干、开关、砂纸、小刀等。
实验电路及测量原理 实验电路如图4，根据闭合电路欧姆定律E=I（r R），整理得
[SX（]1[]I[SX）]=[SX（]1[]E[SX）]（r R）。
作出[SX（]1[]I[SX）]-R图线，若图线的斜率为k，[TP12GW41。TIF，Y#]纵轴截距为b，则电源的电动势E=[SX（]1[]k[SX）]，内阻r=[SX（]b[]k[SX）]。
3 三个追问
3。1 追问1（实验误差分析）[HJ]
本题中微安表也有内阻，因此会引起实验误差。用此电路测电池电动势与内阻，测量值与真实值的关系是：E测[CD#3]E真、r测[CD#3]r真。（填“<”、“>”或“=”）。
分析 若考虑微安表的内阻，不妨设其为rg，则根据闭合电路欧姆定律E=I（r rg R），整理得[SX（]1[]I[SX）]=[SX（]1[]E[SX）]（r rg R）。作出[SX（]1[]I[SX）]-R图线，若图线的斜率为k，纵轴截距为b，则电源的电动势E=[SX（]1[]k[SX）]，内阻r=[SX（]b[]k[SX）]-rg。与上面推导的结果相比可得：E测=E真、r测>r真。 3。2 追问2（实验注意事项）
为能较为准确地完成该实验，在仪表、导线都正常工作的前提下，请依据水果电池的工作原理，提出一些实验操作过程中需要注意的事项。（只需填写一项即可）[CD#3]。
分析 水果电池很不稳定，容易极化，因此电池电动势会明显下降，内阻会明显增大，因此实验中读数要快，每次读完立即断开开关。也可回答：用砂纸将金属片表面的氧化层磨去以增加其导电性；将所选水果切开，用小刀在其上划几刀以增加其导电性等。
3。3 追问3（实验思想方法）
某研究性学习小组对水果电池电动势和内阻可能的影响因素进行探究。成员们通过讨论，得出了以下一些可能影响的因素：水果种类、水果温度、电极种类、电极间距、电极插入深度等。在进行实验探究时，需要用到的物理思想方法是[CD#3]。
分析 本探究实验运用“控制变量”的思想方法，分别对不同影响因素进行探究。
4 四点策略
4。1 “会操作”打基础
研究近几年各地高考实验题不难发现，命题者越来越重视对基本仪器操作的考查。如2014年江苏高考物理试卷第10题的第1问，考查了用螺旋测微器测合金丝的直径。“为防止读数时测微旋杆发生转动，读数前应先旋紧哪个部件？”真正操作过的学生会比较熟悉，反之则不容易得分。
针对这一变化，教师在指导学生复习实验时，应特别关注基本仪器的使用。《考试说明》中所列的基本仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器和电阻箱等。要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途，掌握仪器的量程、使用方法和使用规则，以达到熟练操作、正确读数。
本题中所考查的多用电表使用，还包括诸如机械调零、欧姆调零、倍率的选择等操作，假如在高考复习中让学生操作一次多用电表，完成几项测量任务，将会起到事半功倍的复习效果。
4。2 “懂原理”是关键
高考实验题的命题往往是在几个重点实验的基础上进行的，因此掌握这些实验的原理是解题的关键所在。分析近五年江苏高考物理试卷（如表2）可以发现，电学中常考的三个经典实验：探究决定导线电阻的因素、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测量电源的电动势和内阻，以及新增考点“练习使用多用电表”分别出现在各年的试卷上。
针对上述情况，教师在进行实验复习教学时，应加强对实验原理的分析。同时，也要关注基本实验的变式，提升学生对实验原理的迁移应用能力。
本题考查的测电源电动势和内阻，可以用伏安法，也可以
[HT6][JZ]表2
[BG（！][BHDFG2，WK4，K18，K8W]
年份[]实验名称[]实验原理（操作）
[BHD]2010年[]测量电源的电动势和内阻[]“伏阻法”
[BH]2011年[]测量电阻的阻值[]“替代法”
[BH]2012年[]用多用电表探究黑箱中的电学元件[]多用电表的操作
[BH]2013年[]探究小灯泡的功率P与电压U的关系[]“伏安法”
[BH]2014年[]测量合金丝的电阻率[]“伏安法”
[BG）F]
用安阻法、伏阻法，甚至可以用伏伏法或者安安法，但是实验原理均为闭合电路欧姆定律E=U Ir，都是在用各种方法寻找方程解出E和r。因此，在复习备考时牢牢抓住几个基本实验，确保每一个的原理都了然于心，高考解题时就游刃有余了。
4。3 “能分析”促严谨
实验误差的分析也是高考实验题考查的重要内容。如2014年海南高考物理试卷第12题考查了用伏安法测量一电池的内阻，其中第（4）问“在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是[CD#3]”。熟悉的学生知道该实验的系统误差主要是由于电压表不能看成理想表而引起的。
《考试说明》中明确指出：认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道多次测量求平均值的方法可以减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源。这就要求教师多关注误差分析，多对学生进行指导，而且笔者认为，教师不但要教会学生如何“定性分析误差的来源”，还要启发学生“合理给出减小误差的方法”，从而不断提高学生分析问题和解决问题的能力。
本题中由于微安表有内阻，会引起系统误差，由闭合电路欧姆定律分析可以得到E测=E真、r测>r真。其实，通过前面的推导不难发现，只要知道了微安表的内阻值，该系统误差就可以消除了。误差分析能培养学生科学、严谨的研究态度，很好地体现了物理学中“情感态度价值观”的课程目标，所以在复习中应引起足够的重视。
4。4 “巧设计”提能力
高考实验题中的设计性问题是对学生理解能力、创新能力的综合考查，这类试题要求高、难度大，对学生很具有挑战性。
设计性实验题一般要求学生根据题目提出的目的和要求，并结合已给出的器材或背景，设计出实验方案并完成实验。由于设计性实验题开放性很强，在平时的复习中很难遇到一模一样的题目，所以教师更应强化学生对物理概念和规律的理解，提升学生将课本中分组实验和演示实验的原理、方法迁移到新背景中的能力；同时重视基本物理语言的培养，学会用简洁明了的物理语言描述现象和阐述问题。
笔者对本题进行的“追问3”就是一个设计性问题，主要考查了“控制变量”的思想方法。这一思想方法来源于实验“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”，为探究加速度与物体质量的关系，需保证物体所受合外力一定；为探究加速度与物体受力的关系，需保证物体的质量一定。通过复习，学生有了一定的知识迁移能力，当遇到所研究的物理量与多个影响因素有关时，会选择这一方法进行探究。高考物理在考查知识的同时，注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置，因此在备考中要加强对设计性实验的训练，不断提升学生对所学知识的综合应用能力。
【基金项目： 江苏省中小学实验教学研究第二期课题“多元化高中物理实验设计与开发的实践研究”。】
1 一道试题
1。1 试题呈现
2015年苏锡常镇二模卷第10题：将两个金属电极锌片和铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池，某兴趣小组欲测量水果电池的电动势和内阻。
（1）甲同学用多用表的直流电压（0～1 V）档估测某水果电池的电动势，稳定时指针如图[TP12GW39。TIF，Y#]1中A所示，则读数为[CD#3]V；用多用表的欧姆×100档估测水果电池的内阻，稳定时指针如图1中B所示，则读数为[CD#3]Ω。上述测量中存在一重大错误，是[CD#3]。
（2）乙同学采用如图2所示电路进行测量，并根据测量数据做出了[SX（]1[]I[SX）]-R图象，则根据图3，该水果电池的电动势为[CD#3]V，内阻为[CD#3]Ω。（结果保留两位有效数字）
[TP12GW40。TIF，BP#]
答案如下：（1）0。84；3。2×103；不能用多用电表电阻档直接测电源内阻；（2）0。96±0。02 （1。6±0。1）×103
1。2 试题分析
本题围绕一个重要的电学实验——“测量电源电动势和内阻”展开考查，具体涉及多用电表的读数及操作、实验电路的设计、图象法处理数据等内容。如表1所示。
[JZ][HT6]表1
[BG（！][BHDFG2，WK3，K10，K17W]
序号[]考查内容[] 易错点解析 [HJ*3]
[BHDG4*2，WK3，K10ZQ*3，K17ZQ*3W]1[]会正确进行多用电表的读数[]读电压时应注意量程（“0～1 V”），读电阻时要注意多用电表欧姆档刻度不均匀，还有读数应乘以所选的倍率
[BH]2[]会正确使用多用电表欧姆档[]用多用电表欧姆档测电阻时必须把电阻从回路中取出，因此不能直接测电源的内阻
[BHG4*2]3[]“安阻法”测电源电动势和内阻的原理[]由闭合电路欧姆定律得到1/I-R图象是线性的，且图线的斜率大小等于1/E，图线的纵截距大小等于r/E
[BHDG2]4[]图象法处理实验数据[]单位要换算成国际单位（A和Ω） [HJ2mm]
[BG）F][HJ]
1。3 试题评价
本题用水果电池代替常见的干电池、铅蓄电池、手机锂电池作为实验对象，给人一种独辟蹊径、眼前一亮的感觉。水果电池取材方便、贴近生活、变化丰富，既适合学生进行探究，也体现了“从生活走向物理”的教育理念。
2 两处不同
2。1 实验对象
本题的实验对象变成了水果电池。在平时的教学中，许多教师都会习惯性地选择干电池进行实验，这是因为干电池比较稳定，实验操作也较简单方便。实际上，学生在初中就已经接触过水果电池，在化学课“原电池”部分也学习过相关内容，所以对水果电池并不陌生。笔者在讲评课上与学生进行了交流。
师：水果电池的工作原理是什么？
生1：水果中含有丰富的水果酸，是一种很好的电解质，将不同的金属材料做成电极插入水果中，用导线将电极与用电器相连，回路中就会有电流通过。
师：如何判断水果电池的正、负极？
生2：根据原电池的工作原理，水果电池两电极必须存在金属活动性上的差异。本题中锌更活泼，所以锌片失去电子，其反应方程为Zn-2e-[FY=]Zn2 。电子经外电路流向铜片，由于物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，所以外电路中电流从铜片流向锌片，由此判断铜片是水果电池的正极。
师：水果电池的电动势、内阻与哪些因素有关？[HJ1。5mm]
生3：正负电极的活动性差异越大，水果电池的电动势越大。由电阻定律R=ρ[SX（]l[]S[SX）]可知，增加两电极间的距离，相当于增加导体长度，水果电池的内阻增大；增加电极插入的深度，相当于增大导体横截面积，水果电池的内阻减小。
2。2 实验器材和电路
由于实验对象发生了变化，实验器材和电路也需要进行相应的调整。在测量干电池的电动势和内阻时，通常选择学生电表（电压表0～3 V、电流表0～0。6 A）和滑动变阻器进行实验。由于水果电池的内阻很大（一般上千欧姆），为了便于读数和操作，选择电阻箱和微安表进行实验。
实验器材 水果，电极：铜片、锌片，MF47多用电表，微安表：量程0～500 μA，电阻箱（0～9999 Ω），带鳄鱼夹的导线若干、开关、砂纸、小刀等。
实验电路及测量原理 实验电路如图4，根据闭合电路欧姆定律E=I（r R），整理得
[SX（]1[]I[SX）]=[SX（]1[]E[SX）]（r R）。
作出[SX（]1[]I[SX）]-R图线，若图线的斜率为k，[TP12GW41。TIF，Y#]纵轴截距为b，则电源的电动势E=[SX（]1[]k[SX）]，内阻r=[SX（]b[]k[SX）]。
3 三个追问
3。1 追问1（实验误差分析）[HJ]
本题中微安表也有内阻，因此会引起实验误差。用此电路测电池电动势与内阻，测量值与真实值的关系是：E测[CD#3]E真、r测[CD#3]r真。（填“<”、“>”或“=”）。
分析 若考虑微安表的内阻，不妨设其为rg，则根据闭合电路欧姆定律E=I（r rg R），整理得[SX（]1[]I[SX）]=[SX（]1[]E[SX）]（r rg R）。作出[SX（]1[]I[SX）]-R图线，若图线的斜率为k，纵轴截距为b，则电源的电动势E=[SX（]1[]k[SX）]，内阻r=[SX（]b[]k[SX）]-rg。与上面推导的结果相比可得：E测=E真、r测>r真。 3。2 追问2（实验注意事项）
为能较为准确地完成该实验，在仪表、导线都正常工作的前提下，请依据水果电池的工作原理，提出一些实验操作过程中需要注意的事项。（只需填写一项即可）[CD#3]。
分析 水果电池很不稳定，容易极化，因此电池电动势会明显下降，内阻会明显增大，因此实验中读数要快，每次读完立即断开开关。也可回答：用砂纸将金属片表面的氧化层磨去以增加其导电性；将所选水果切开，用小刀在其上划几刀以增加其导电性等。
3。3 追问3（实验思想方法）
某研究性学习小组对水果电池电动势和内阻可能的影响因素进行探究。成员们通过讨论，得出了以下一些可能影响的因素：水果种类、水果温度、电极种类、电极间距、电极插入深度等。在进行实验探究时，需要用到的物理思想方法是[CD#3]。
分析 本探究实验运用“控制变量”的思想方法，分别对不同影响因素进行探究。
4 四点策略
4。1 “会操作”打基础
研究近几年各地高考实验题不难发现，命题者越来越重视对基本仪器操作的考查。如2014年江苏高考物理试卷第10题的第1问，考查了用螺旋测微器测合金丝的直径。“为防止读数时测微旋杆发生转动，读数前应先旋紧哪个部件？”真正操作过的学生会比较熟悉，反之则不容易得分。
针对这一变化，教师在指导学生复习实验时，应特别关注基本仪器的使用。《考试说明》中所列的基本仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器和电阻箱等。要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途，掌握仪器的量程、使用方法和使用规则，以达到熟练操作、正确读数。
本题中所考查的多用电表使用，还包括诸如机械调零、欧姆调零、倍率的选择等操作，假如在高考复习中让学生操作一次多用电表，完成几项测量任务，将会起到事半功倍的复习效果。
4。2 “懂原理”是关键
高考实验题的命题往往是在几个重点实验的基础上进行的，因此掌握这些实验的原理是解题的关键所在。分析近五年江苏高考物理试卷（如表2）可以发现，电学中常考的三个经典实验：探究决定导线电阻的因素、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测量电源的电动势和内阻，以及新增考点“练习使用多用电表”分别出现在各年的试卷上。
针对上述情况，教师在进行实验复习教学时，应加强对实验原理的分析。同时，也要关注基本实验的变式，提升学生对实验原理的迁移应用能力。
本题考查的测电源电动势和内阻，可以用伏安法，也可以
[HT6][JZ]表2
[BG（！][BHDFG2，WK4，K18，K8W]
年份[]实验名称[]实验原理（操作）
[BHD]2010年[]测量电源的电动势和内阻[]“伏阻法”
[BH]2011年[]测量电阻的阻值[]“替代法”
[BH]2012年[]用多用电表探究黑箱中的电学元件[]多用电表的操作
[BH]2013年[]探究小灯泡的功率P与电压U的关系[]“伏安法”
[BH]2014年[]测量合金丝的电阻率[]“伏安法”
[BG）F]
用安阻法、伏阻法，甚至可以用伏伏法或者安安法，但是实验原理均为闭合电路欧姆定律E=U Ir，都是在用各种方法寻找方程解出E和r。因此，在复习备考时牢牢抓住几个基本实验，确保每一个的原理都了然于心，高考解题时就游刃有余了。
4。3 “能分析”促严谨
实验误差的分析也是高考实验题考查的重要内容。如2014年海南高考物理试卷第12题考查了用伏安法测量一电池的内阻，其中第（4）问“在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是[CD#3]”。熟悉的学生知道该实验的系统误差主要是由于电压表不能看成理想表而引起的。
《考试说明》中明确指出：认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道多次测量求平均值的方法可以减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源。这就要求教师多关注误差分析，多对学生进行指导，而且笔者认为，教师不但要教会学生如何“定性分析误差的来源”，还要启发学生“合理给出减小误差的方法”，从而不断提高学生分析问题和解决问题的能力。
本题中由于微安表有内阻，会引起系统误差，由闭合电路欧姆定律分析可以得到E测=E真、r测>r真。其实，通过前面的推导不难发现，只要知道了微安表的内阻值，该系统误差就可以消除了。误差分析能培养学生科学、严谨的研究态度，很好地体现了物理学中“情感态度价值观”的课程目标，所以在复习中应引起足够的重视。
4。4 “巧设计”提能力
高考实验题中的设计性问题是对学生理解能力、创新能力的综合考查，这类试题要求高、难度大，对学生很具有挑战性。
设计性实验题一般要求学生根据题目提出的目的和要求，并结合已给出的器材或背景，设计出实验方案并完成实验。由于设计性实验题开放性很强，在平时的复习中很难遇到一模一样的题目，所以教师更应强化学生对物理概念和规律的理解，提升学生将课本中分组实验和演示实验的原理、方法迁移到新背景中的能力；同时重视基本物理语言的培养，学会用简洁明了的物理语言描述现象和阐述问题。
笔者对本题进行的“追问3”就是一个设计性问题，主要考查了“控制变量”的思想方法。这一思想方法来源于实验“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”，为探究加速度与物体质量的关系，需保证物体所受合外力一定；为探究加速度与物体受力的关系，需保证物体的质量一定。通过复习，学生有了一定的知识迁移能力，当遇到所研究的物理量与多个影响因素有关时，会选择这一方法进行探究。高考物理在考查知识的同时，注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置，因此在备考中要加强对设计性实验的训练，不断提升学生对所学知识的综合应用能力。
【基金项目： 江苏省中小学实验教学研究第二期课题“多元化高中物理实验设计与开发的实践研究”。】
