乙卷物理电学实验题出现命题事故

互联网2022-06-10 10:31:47未知

乙卷物理电学实验题出现命题事故

2022年全国乙卷的电学实验题的设计绝对有问题,原题如下





如果抛开题目的错误不谈,这其实是一道非常简单的电学实验题,首先是题目中出现了个已知电阻的电流表,看到这里一定要考虑两个问题,一是电流表是否要改装,二是电流表的该内接还是外接。

而由于第一问已经提到需要电流表测量范围是0-5mA,所以必须要对原1mA的电流表进行改装,进而扩大量程,到这一步还没出现问题。

接下来因为改装后的电流表的阻值是已知的,所以我把改装后的电流表内接,得到了下图所示的电路。



后来在第三问的时候根据电压2.30V,电流4.20mA,计算出待测电阻和改装电表的总阻值为548欧姆,我又计算出改装电流表的阻值为60欧,进而计算出待测电阻为488欧姆。

虽然我当时觉得电路图看着有些别扭,却并未在意,因为这实在不是一道难题。

后来和其他老师的对答案的时候出了问题,部分老师的电路图是这样的:



其次,在待测电阻的结果上也出现分歧,部分老师得出的结论是548欧姆,这个答案其实更接近题干中给出的估测值550欧姆左右。

而究其原因还是电路图设计上的分歧导致的,一些老师是忽略了改装后电流表应该内接的道理,而采用了第二种接法,而还有一些老师则提到题目中有说电压表的内阻很大的,即电压表分流很小,所以可以不考虑电压表分流的问题,即电流表内外接均可,虽然实验有一定的误差,但是误差极小。

不过如果按照我最开始的做法去做,直接将电流表进行内接,那么就可完全消除实验造成的系统误差,也就是说按照我的方法去做,实验的相对误差应该是零,即无系统误差。

于是又有老师提出,题目中的很大,是指代电压表阻值无穷大的情况,也就是说电压表是一个理想电压表,所以电压表实际上并不分流,即不会造成实验误差。而这恐怕也是出题者的意图所在。

但是这里又出现一个问题,如果按照电压表内阻无穷大来理解,那么两种电路连接方法计算出的电阻应该是一样的,至少应该相差不大,但是实际情况是两种算法算出的结果相差相当大,相对误差达到了12%了,这就说明在这个实验中电压表的阻值绝对不是无穷大。

另外我参考了网上很多老师的答案,发现大多数均采用的是第二种电路图,计算的结果也是548欧姆。

这样的话,改卷老师部分不面临一个问题,到底哪种解法对呢?

综上所述,如果是第二种接法对,那么就实验结果和实验的条件就是互相矛盾的。一方面认为电压表是理想电压表,一方面又因为电压表分压造成了很大的实验误差。

如果是第一种接法对,那么就会出现测量出的阻值和题干的估测值相差太远,反而是第一种接法的结果更加接近,而这也与网上很多的答案不同。

不过想来以命题组的骄傲是绝对不会轻易认错的,结果无非是两种,一是两种答案都取,二是只取第一种答案,这样一来至少错误不那么离谱。

本文标签: 电流表  电压表  实验  电阻  阻值  

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