對(duì)一道電學(xué)實(shí)驗(yàn)題的剖析

江蘇省南京市高淳區(qū)淳輝高級(jí)中學(xué)(211300) 許慶元

1 實(shí)驗(yàn)題

(1)一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，如圖1所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處。

圖1 電路圖

由圖像可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)___V;內(nèi)阻為_(kāi)____Ω。

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

(3)為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100 mV 的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí), 電壓表的指針位置如圖3所示,則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為_(kāi)___________V;內(nèi)阻應(yīng)為_(kāi)_____Ω。

圖3

2 試題分析

第(1)小問(wèn)考查電學(xué)實(shí)驗(yàn)的安全操作，重點(diǎn)考查開(kāi)關(guān)的使用和電阻箱的使用。實(shí)驗(yàn)前開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)，這樣既可保護(hù)電源，也可保護(hù)電表。實(shí)驗(yàn)前電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)到最大值，這樣才能保證電表和電路安全。本問(wèn)要求學(xué)生指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處，考查學(xué)生的觀察能力和安全意識(shí)。

3 命題分析

3.1 關(guān)于實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的考查

電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電鍵的作用和連接，電表的正負(fù)極連接以及量程的選擇，滑動(dòng)變阻器的連接以及分壓電路和限流電路的選擇，變阻箱的作用和連接，這些都是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)考查。本題重點(diǎn)考查電鍵和變阻箱的使用，命題者通過(guò)第一問(wèn)鑒別學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)，此問(wèn)難度不大。解題過(guò)程中可以利用排除思維，本實(shí)驗(yàn)共有4個(gè)電學(xué)器材，待測(cè)干電池和電流表的連接都沒(méi)有什么不妥，所以應(yīng)把眼光聚焦在電鍵和變阻箱的連接以及使用注意事項(xiàng)上。

3.2 關(guān)于實(shí)驗(yàn)審題能力的考查

3.3 關(guān)于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新思維的考查

第三問(wèn)，實(shí)質(zhì)是伏安法測(cè)電阻，“將一只量程為100 mV 的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí), 電壓表的指針位置如圖3所示”,電壓表測(cè)量的是電流表的電壓，電流表測(cè)量的是自身的電流，兩個(gè)表均是精準(zhǔn)測(cè)量，沒(méi)有系統(tǒng)誤差，由題意可得電流表的內(nèi)阻為2 Ω。

4 教學(xué)啟示

4.1 關(guān)注實(shí)驗(yàn)原理的理解

4.2 關(guān)注實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)

從實(shí)驗(yàn)原理的理解到實(shí)驗(yàn)方案的確定，從實(shí)驗(yàn)器材的選擇到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的呈現(xiàn)，從實(shí)驗(yàn)誤差分析到實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化，無(wú)時(shí)無(wú)刻不滲透著實(shí)驗(yàn)技能的考查。電學(xué)實(shí)驗(yàn)題既是對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的考查，也是對(duì)實(shí)驗(yàn)理論的考查，表象的實(shí)驗(yàn)技能和深邃的實(shí)驗(yàn)理論相結(jié)合，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論，用理論拓展實(shí)驗(yàn)。

4.3 關(guān)于創(chuàng)新思維的訓(xùn)練

伏安法是解決測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的基本方法，測(cè)量過(guò)程中要用到電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器，電壓表和滑動(dòng)變阻器又可以替換成變阻箱，這就是安阻法。電流表和滑動(dòng)變阻器也可以替換成變阻箱，這就是伏阻法。伏伏法、安安法也是伏安法的變式應(yīng)用，教學(xué)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)合，通過(guò)變式訓(xùn)練強(qiáng)化創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。