华中科技大学附属中学 (430074) 许 文

2020年高考理综全国卷Ⅱ第23题是一道电学实验题。该题以研究小灯泡伏安特性曲线为背景，考查电表的改装、电路原理的理解与应用、实验器材的选取与电路的实物连线等。试题涵盖实验原理、实验条件、实验操作、数据处理和交流评估等实验环节，将问题、证据、解释、交流等科学探究的要素有机融合，是一道综合考查考生的物理实验能力与核心素养的试题，对学生的实验设计能力和探究能力有较高要求。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：(2020全国卷Ⅱ第23题)某同学要研究一小灯泡L(3.6 V，0.30 A)的伏安特性。所用器材有:电流表A1(量程200 mA，内阻Rg1=10.0 Ω)、电流表A2(量程500 mA，内阻Rg2=1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值R0=10.0 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)、电源E(电动势E=4.5 V，内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图1(a)所示。

(1)根据图1(a)，在图1(b)的实物图中画出电路连线。

(2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出:小灯泡两端的电压U=________，流过小灯泡的电流I=________；为保证小灯泡的安全，I1不能超过________mA。

(3)实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2，所得实验数据见表1。

表1 实验数据

根据实验数据可算得，当I1=173 mA时，小灯泡灯丝电阻RL=________Ω(保留1位小数)。

(4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他条件不变，为了能够测量小灯泡完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于________Ω(保留1位小数)。

命题意图:本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验的思想与方法，意在考查电表量程的扩展、伏安电路实验原理的理解、分析与应用，器材的选取，实验电路的实物连线，有效数字的运算等综合能力。……