高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)

張晴晴

【摘 要】電學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考物理復(fù)習(xí)的重點(diǎn)，能很好的考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)的儀器選擇、電路的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理，以及誤差的分析等實(shí)驗(yàn)水平，所以電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)原理復(fù)習(xí)尤為關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】伏安法測(cè)電阻；高考復(fù)習(xí)

一、設(shè)計(jì)思想

從全國(guó)卷的高考考查情況看，其中伏安法測(cè)電阻和測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻顯然是重點(diǎn)中的重點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)的核心，高考中的電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力要求較高，但是它所用器材、原理、方法都滲透在課本上的基礎(chǔ)原理。所以在高考一輪的電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中，要緊緊抓住實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)原理的階段性、全面性的復(fù)習(xí)，有意識(shí)并且讓學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程，并且在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中不斷激發(fā)學(xué)生思考，逐漸提高學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，解決問(wèn)題的探究能力和創(chuàng)新能力。

二、教材分析

普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀82頁(yè)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求：要求學(xué)生了解電阻串、并聯(lián)電路電壓、電流的分配原則；知道串聯(lián)電路具有分壓作用，并聯(lián)電路具有分流作用；該實(shí)驗(yàn)是高中實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)階段重要的電學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的探究，引導(dǎo)學(xué)生選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，合理設(shè)計(jì)電路；通過(guò)描繪伏安特性曲線，學(xué)會(huì)分析圖像。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)中，要不斷強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法的理解，才能使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)思路上觸類(lèi)旁通，適應(yīng)高考對(duì)考生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾榈囊?，就以以下教學(xué)設(shè)計(jì)為例，探究高考一輪復(fù)習(xí)中關(guān)于電學(xué)量測(cè)量的實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.了解內(nèi)外接法電路、誤差來(lái)源和適用條件；能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇合適的實(shí)驗(yàn)器材。

2.通過(guò)電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)，掌握分析電路，理解實(shí)驗(yàn)原理的方法，培養(yǎng)學(xué)生用等效法理解電壓表和電流表的探究能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度

3.教學(xué)重難點(diǎn)

電流表內(nèi)外接法，由電表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差如何消除。

4.教學(xué)過(guò)程

例題1：（1）如何將量程Ig=30mA，rg=100Ω，Ug=3V的靈敏電流計(jì)改裝為量程3A的電流表？

2）如何將靈敏電流計(jì)改裝為量程30V的電壓表？

利用例1這道電表改裝的基礎(chǔ)題型進(jìn)行引入，讓學(xué)生回顧電表改裝的基礎(chǔ)原理，理解電表也有電阻，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，各自也有分壓分流的作用，為接下來(lái)理解內(nèi)外接的誤差分析以及適用條件打好一定的基礎(chǔ)。

例題2：某同學(xué)設(shè)計(jì)了探究鉛筆芯伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示通過(guò)鉛筆芯的電流和其兩端的電壓）：

提供如下器材：

A.電流表A1（量程0.6 A，內(nèi)阻約1.0 Ω）

B.電流表A2（量程3 A，內(nèi)阻約0.1 Ω）

C.電壓表V1（量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩ）

D.電壓表V2（量程15 V，內(nèi)阻約15 kΩ）

E.滑動(dòng)變阻器R1（阻值0～10 Ω，額定電流2 A）

F.滑動(dòng)變阻器R2（阻值0～2 kΩ，額定電流0.5 A）

G.穩(wěn)壓直流電源E（6 V），開(kāi)關(guān)和帶夾子的導(dǎo)線若干以及長(zhǎng)約14 cm的繪圖2B鉛筆芯

（1）為了完成實(shí)驗(yàn)，電流表應(yīng)該選擇 ，電壓表應(yīng)該選擇 ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇 ，并畫(huà)出測(cè)量的電路圖。

例2的設(shè)置是讓教師引導(dǎo)學(xué)生熟悉儀器的選擇和內(nèi)外接的實(shí)際應(yīng)用。教師讓學(xué)生自主討論儀器的選擇原則，安全性和精確性。因?yàn)殡妷阂獜牧汩_(kāi)始調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，用阻值較小的滑動(dòng)變阻器E；鉛筆芯的電阻較小，為減小測(cè)量誤差，用電流表外接法。

例題3：小燈泡上標(biāo)有“4V，2W”的字樣，要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的I一U圖線，現(xiàn)有下列器材：

A.電壓表（0～5V，內(nèi)阻約為10kΩ）

B.電壓表（0～15V，內(nèi)阻約為20kΩ）

C.電流表（0～3A，內(nèi)阻rA1=0.40Ω）

D.電流表（0～0.6A，內(nèi)阻rA2=1.00Ω）

E.滑動(dòng)變阻器（最大阻值為10Ω，允許最大電流為2A）

F.滑動(dòng)變阻器（最大阻值為500Ω，允許最大電流為lA）

G.學(xué)生電源（直流6V）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選 ，電流表應(yīng)選用 ，滑動(dòng)變阻器應(yīng) （用字母表示）

（2）為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓從零開(kāi)始取多組數(shù)據(jù)，畫(huà)出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖.

復(fù)習(xí)課習(xí)題的設(shè)置順序尤為關(guān)鍵，復(fù)習(xí)的內(nèi)容要有新意，既不能機(jī)械重復(fù)，也不能隨意加深拓寬，對(duì)學(xué)生提出高不可攀的要求。例如這道題可以讓學(xué)生先自主討論，學(xué)生很容易應(yīng)用例2的常規(guī)思路來(lái)解決例3的問(wèn)題，得到外接法的答案，此時(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)例3與例4的明顯差別，就在于例3的電表電阻都是一個(gè)“約”字，但是例4電流表的電阻是“等于”。如果電流表阻值已知時(shí)，應(yīng)用內(nèi)接法消掉誤差。通過(guò)這樣的習(xí)題設(shè)置，讓學(xué)生通過(guò)思考獲得解題的思路和滿足感。

例題4：某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8V，0.3A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確，繪制曲線完整，供該同學(xué)選用的器材有：

電壓表V（量程0～4V，內(nèi)阻等于3kΩ）

電流表A1（量程0～200mA，內(nèi)阻rA1=10Ω）

電流表A2（量程0～3A，內(nèi)阻rA2=0.1Ω）

滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω，額定電流2A）

滑動(dòng)變阻器R2（0～1kΩ，額定電流0.5A）

定值電阻R3（阻值等于1Ω）

定值電阻R4（阻值等于10Ω）

（1）為了比較準(zhǔn)確完成本實(shí)驗(yàn)，電流表選 ，滑動(dòng)變阻器選 ，定值電阻選 .

（2）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.要求電流表讀數(shù)范圍較大

學(xué)生很容易從例4的題干看到電流表的內(nèi)阻也是已知的，但是發(fā)現(xiàn)有個(gè)新的問(wèn)題，燈泡的額定電流為0.3A，而電流表量程中3A的量程過(guò)大，讀數(shù)誤差較大，不能使用，所以只能采用講電流表量程200mA的電流表與定值電阻并聯(lián)的方式來(lái)擴(kuò)大量程。讓學(xué)生清晰地體會(huì)到電流表電阻已知情況下，有可能是例3內(nèi)接法的應(yīng)用，也有可能是例4改裝電表的使用。

5.關(guān)于實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的反思

以學(xué)生為主體，突出探究和實(shí)踐的課程理念，是上好復(fù)習(xí)課的首要因素，為此教師應(yīng)該盡量創(chuàng)設(shè)探究氛圍，精心設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)主題，想方設(shè)法激勵(lì)學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生充分參與，主動(dòng)積極的思考，在師生共同探討和交流中共同提高。只有在復(fù)習(xí)課上也關(guān)注學(xué)生的主體性，才能真正提高復(fù)習(xí)的效率，本節(jié)課將幾個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)按層次要求排列組合后，由學(xué)生自主探究的方法，比“題海戰(zhàn)術(shù)”要高明的多。

【參考文獻(xiàn)】

[1]普通高中.物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.6.