淺談高中物理電學實驗教學

周興蘭

摘 ?要：高中物理《恒定電流》一章在整個教材體系中是非常重要的，它是初中電學知識的深化與延伸，也是體現(xiàn)學生綜合素質(zhì)能力提升的一個教學過程;同時也是非常好體現(xiàn)STS育人觀念的一章。本章知識是歷年高考中的重要組成部分。

關鍵詞：高中物理;電學實驗;知識;原理

高中物理電學實驗內(nèi)容在高考中是非常重要的考查部分。電學實驗考查題往往是許多理科生在物理科容易失分的考題，也是關系到考生物理科成績好壞的分水嶺，是物理成績“跨臺階”的必爭之分。

根據(jù)本人農(nóng)村中學從教的學生情況來看，歷年理科生在高考的電學實驗考題中失分是一個普遍現(xiàn)象，該題的得分率非常低。由此可見許多學生在電學實驗內(nèi)容學習中存在較大問題。因此搞好電學實驗內(nèi)容的教學是提高學生物理高考成績的重要環(huán)節(jié)。

現(xiàn)根據(jù)本人在農(nóng)村中學從教的角度淺談幾點高中物理電學實驗教學的建議，希望于己于學生有所幫助。

第一，夯實基礎知識。要求學生掌握好《恒定電流》一章的基本物理觀念、定律、電路特點。其核心知識：（1）歐姆定律 ;（2）電阻定律 = ρ ;（3）串聯(lián)、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻的特點及關系。（4）閉合電路歐姆定律 ? （通常R、r分別表示電路的外電阻與內(nèi)電阻）;（5）兩個圖像，即導電元件的伏安特性曲線（ -- ? 圖像），閉合電路路端電壓 與電流 的關系圖像。這些基礎知識是電學實驗的“靈魂”，所以學生務必能熟練掌握和應用。

第二，重視教材上的學生實驗。以教科版為例，有四個電學學生實驗。（1）描繪小燈泡的伏安特性曲線;（2）探究決定導體電阻的因素;（3）測量電源的電動勢和內(nèi)阻;（4）練習使用多用電表。在教學中，以教材上的實驗為藍本深刻體會和理解實驗要考查的電學核心知識和學生的綜合素質(zhì)能力。

為了達到提高學生電學實驗綜合分析能力的目標，我認為從三個方面去要求學生。

（一）.在學生動手操做實驗前，學生必須從六個方面先做好觀念和知識準備;即“實驗目的”、“實驗原理”、“實驗器材”、“實驗步驟”、“注意事項”、“誤差分析”;在動手操做實驗時一定要“心中有電路圖”，能夠不翻書就能完成實驗所要達到的目的。

（二）.內(nèi)化與反思。在學生每做一個電學實驗之后，要引導學生回顧與反思一些重要環(huán)節(jié)。比如伏安法測電阻時采用的是電流表的“內(nèi)接法”還是“外接法”;滑動變阻器采用的是“限流式”還是“分壓式”接法;弄清楚每種接法的原因是什么。

（三）.注重細節(jié)，防止過失性失誤。在學生體驗過實驗過程的基礎上，反思操做過程中由電路圖如何順利實物連接的，如何保證電表的正負接線柱正確接入電路，電表的量程是基于哪些因素去選擇的，在連接線路時開關為什么是斷開的，在閉合電路之前滑動變阻器的滑片為什么一定要置于讓待測部分電路的電壓電流從最小值開始調(diào)節(jié)的位置……等等方面。

第一，深化與提高，能力與創(chuàng)新 ? 在學生能夠掌握教材的四個電學實驗的基礎上，讓學生深刻理解實驗中涉及的知識、原理的“根”和“源”，也就是所列的恒定電流一章的五個核心知識點，引導學生在解答問題時能從“根”、“源”入手去分析，拓展思維空間，激發(fā)創(chuàng)新性欲望，抓住核心知識以不變應萬變的心態(tài)面對電學實驗試題。

第二，精講精練。以練習典型題促使學生對知識、原理的“根”、“源”深刻理解與靈活運用。

下面以一道高考題為例簡約分析一下如何引導學生解答電學實驗題。

（2018.天津理綜）某同學用伏安法測定待測電阻Rx的阻值（約為10 kΩ），除了Rx，開關S、導線外，還有下列器材供選用：

A.電壓表（量程0～1 V，內(nèi)阻約為10 kΩ）

B.電壓表（量程0～10 V，內(nèi)阻約為100 kΩ）

C.電流表（0～1 mA內(nèi)阻約為30 Ω）

D.電流表（0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.05 Ω）

E.電源（電動勢1.5 V，額定電流0.5 A，內(nèi)阻不計）

F.電源（電動勢12 V，額定電流2 A，內(nèi)阻不計）

G.滑動變阻器R0（阻值范圍0～10 Ω，額定電流2 A）

①為使測量盡量準確，電壓表選用_________，電流表選用______________，電源選用______________。（均填器材的字母代號）;

②畫出測量RX阻值的實驗電路圖

③該同學選擇器材、連接電路和操作均正確，從實驗原理上看，待測電阻測量值會____________其真實值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是___________________________。

本題考查學生實驗器材選擇的能力、電路設計能力、實驗誤差分析的能力

（1）在選擇實驗器材時，要從安全性、準確性、可調(diào)性等因素綜合考慮，采用估算法選取合適的器材。就本題而言，分別用（E）、（F）電源代入歐姆定律公式 I=U/RX，估算出流過RX的最大電流分別為0.1mA，1.2mA，結合題給的電壓、電流表量程，從準確性角度考慮，

①中答案：B ?C ?F

（2）電路設計 ? 用伏安法測電阻，考慮到本題中所選電壓電流表的內(nèi)阻符合RX/RA?RV/RX，采用電流表內(nèi)接法?；瑒幼冏杵鱎0的阻值比RX小得多采用分壓式接法。電路如圖

（3）誤差分析 ? 由歐姆定律 R測=U/I=RX+RA>RX，可見由于電流表的分壓導致RX的電壓測量值大于其電壓真實值的，電阻測量值大于真實值。

通過這一高考電學實驗題，讓我們更加明白只有深刻理解了電學知識的“根”和“源”，以及以教材上的電學實驗為藍本融會貫通，就能較好解答各種各樣的電學實驗題。

參考文獻

[1] ?《高考真題》，“高考真題點評”