对2013年高考新课标全国卷Ⅰ第23题的赏析

侯卖生

（江西省都昌县第一中学，江西 都昌 332600）

图1

原题.某学生实验小组利用图1所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk”挡内部电路的总电阻.使用的器材有：多用电表；电压表（量程5V，内阻几十kΩ）；滑动变阻器（最大阻值5kΩ）；导线若干.

回答下列问题：

（1）将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡，再将红表笔和黑表笔调零点.

（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图2所示，这时电压表的示数如图3所示.多用电表和电压表的读数分别为kΩ和V.

图2

图3

（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零.此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V.从测量数据可知，电压表的内阻为kΩ.

图4

（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图4所示.根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为V，电阻“×lk”挡内部电路的总电阻为kΩ.

解析：（1）多用电表测电阻前，必须先将红黑表笔短接，调零.

（2）多用电表电阻挡内部电路结构如图4所示，外部的黑表笔与电池的正极相连，红笔表与电池的负极相连，要使电压表能正确地接入电路中，则红表笔和图1中的1端相连，黑笔表连接另一端.

（3）由图2和图3可得.多用电表和电压表的读数分别为15.0kΩ和3.60V.

（4）滑动变阻器接入电路的电阻为0，此时多用电表所测的电阻为电压表的内阻，则电压表的内阻为12.0kΩ，滑动变阻开始接入电路的电阻为3.0kΩ.

（5）由闭合电路欧姆定律可得

由此可得E＝9.00V，r＝15.0Ω.

赏析：（1）本题将多用电表的原理与使用和测电源电动势和内阻的实验相结合起来，试题新颖独特.能有效地考查多用电表的内部结构和读数方法.能有效地考查电压表的读数方法.考查了闭合电路的欧姆定律的应用.

（2）本题的不足之处.

多用电表置于电阻挡时，内部电路的结构如图4如示，电池的负极与红表笔连接，正极通过可变电阻和电流表与黑表笔相接.在回答第（2）问时，一些考生对内部电路的结构不熟悉，但他把图1与图4一对照，尽管图4中未标出红黑表笔，他就把左边作为黑表笔，右边作为红笔表，为保证电压表正负极连接正确，红表笔应和图1电路的1端相连，黑表笔连接另一端，对多用电表置于电阻挡时，其内部电路结构未能有效地考查.建议将图4的电池极性画反一下，或画一个不标有电源极性的方框电源.

当多用电表置于电阻“×lk”挡时，内部电源为层叠电池，内电池的电动势为9.00V，很多学生都记得，内部电路的总电阻就是中值电阻，看到表盘就知道，为15.0kΩ，这些都是不需要计算就能得出来的，闭合电路的欧姆定律未能有效地考查，建议设计电压表和电阻数据时，使得表内电池的电动势在9.00V左右，电阻“×lk”挡内部电路的总电阻在15.0kΩ左右.

（3）本题存在的争议之处.

关于用多用电表测电阻，其测量结果是否要估读有两种观点，一种观点是不需要估读，原因是用多用电表测电阻是粗略地测量待测电阻，所以在通常测量时，其读数是不需要估读的.有关此问题在人教版普通高中课程实验教科书《物理》选修3-1的第68页“问题与练习”中的第1题，就有电阻“×10”的读数问题，在人教版普通高中课程实验教科书《物理》选修3-1教师教学用书中给出的答案中亦没有估读.另一种观点是必须要估读，理由是既然是测量，不管测量的最后结果是否准确，都是利用刻度来读数，其指针有刚好指在某一刻度上，也有指在某两个刻度之间，此时，与刚好指在这两个刻度上毕竟还是有区别的，不能非此即彼，不能利用四舍五入的方法进行读数.