從物理學(xué)科核心素養(yǎng)論高三電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)

摘要：恒定電流實(shí)驗(yàn)部分，是高考的必考點(diǎn)，是高三復(fù)習(xí)的重點(diǎn)。高三師生在復(fù)習(xí)恒定電流實(shí)驗(yàn)部分時，總感覺有難度，花了大量的時間復(fù)習(xí)，做了不少的練習(xí)，但效果不佳。如何突破電學(xué)實(shí)驗(yàn)這個難點(diǎn)？筆者從物理學(xué)科的核心素養(yǎng)結(jié)合近三年的全國高考試題論復(fù)習(xí)恒定電流實(shí)驗(yàn)的著力點(diǎn)，提高復(fù)習(xí)的效率。

關(guān)鍵詞：恒定電流實(shí)驗(yàn) 學(xué)科核心素養(yǎng) 復(fù)習(xí)的著力點(diǎn)

恒定電流實(shí)驗(yàn)的核心素養(yǎng)：物理觀念，有閉合電路的歐姆定律、部分電路歐姆定律、電阻定律、電功率、電路和電阻的串聯(lián)并聯(lián)規(guī)律;科學(xué)思維，有伏安法、等效替代法、圖象法等;科學(xué)探究，有測定電源的電動勢和內(nèi)阻、測定金屬的電阻率、描繪小電珠的伏安特性曲線、練習(xí)使用多用電表;科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，利用電學(xué)知識解決生活中的電路問題。

近三年的高考恒定電流實(shí)驗(yàn)試題主要考查了物理學(xué)科哪些核心素養(yǎng)呢？筆者從每年高考題中選了一個題來分析，管中窺豹。

1、（2018全國卷Ⅰ）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖（a）所示的電路探究在25 ℃～80 ℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性。所用器材有：置于溫控室（圖中虛線區(qū)域）中的熱敏電阻RT，其標(biāo)稱值（25 ℃時的阻值）為900.0 Ω;電源E（6 V，內(nèi)阻可忽略）;電壓表V （量程150 mV）;定值電阻R0（阻值20.0 Ω），滑動變阻器R1（最大阻值為1 000 Ω）;電阻箱R2（阻值范圍0～999.9 Ω）;單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2。

實(shí)驗(yàn)時，先按圖（a）連接好電路，再將溫控室的溫度t升至80.0 ℃。將S2與1端接通，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值U0;保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，將S2與2端接通，調(diào)節(jié)R2，使電壓表讀數(shù)仍為U0;斷開S1，記下此時R2的讀數(shù)。逐步降低溫控室的溫度t，得到相應(yīng)溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0 ℃。實(shí)驗(yàn)得到的R2?t數(shù)據(jù)見下表。

回答下列問題：

（1）在閉合S1前，圖（a）中R1的滑片應(yīng)移動到________（填“a”或“b”）端。

（2）在圖（b）的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出R2?t曲線。

（3）由圖（b）可得到RT在25 ℃～80 ℃范圍內(nèi)的溫度特性。當(dāng)t=44.0 ℃時，可得RT=________ Ω。

（4）將RT握于手心，手心

溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖（c）所示，該讀數(shù)為________Ω，則手心溫度為________℃。

解析：此題考查的核心素養(yǎng)：物理觀念，部分電路歐姆定律、電路的串聯(lián)規(guī)律;科學(xué)思維，等效替代法、圖象法;科學(xué)探究，探究熱敏電阻的溫度特性。

（1） b端。

（2）如圖所示。

（3） 450 Ω。

（4） 620.0 Ω， 33.0 ℃。

2、（2019全國卷Ⅱ）某小組利用圖（a）所示的電路，研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓 U與溫度t的關(guān)系，圖中電壓表和電壓表為理想電壓表;R為滑動變阻器，R0為定值電阻（阻值100 Ω）;S為開關(guān)，E為電源。實(shí)驗(yàn)中二極管置于控溫爐內(nèi)，控溫爐內(nèi)的溫度t由溫度計(jì)（圖中未畫出）測出。圖（b）是該小組在恒定電流為50.0 μA時得到的某硅二極管U?t關(guān)系曲線?；卮鹣铝袉栴}：

（1）實(shí)驗(yàn)中，為保證流過二極管的電流為50.0 μA，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電壓表的示數(shù)為U1=________mV;根據(jù)圖（b）可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t升高時，硅二極管正向電阻________（填“變大”或“變小”），電壓表示數(shù)________（填“增大”或“減小”），此時應(yīng)將R的滑片向________（填“A”或“B”）端移動，以使電壓表示數(shù)仍為U1。

解析：此題考查的核心素養(yǎng)：物理觀念，部分電路歐姆定律、電路的串聯(lián)規(guī)律;科學(xué)思維，圖象法;科學(xué)探究，硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓 U與溫度t的關(guān)系。

（1）5.00 變小 增大 B （2）2.8

從三年的高考試題可以看出，緊緊圍繞物理學(xué)科核心素養(yǎng)來考查學(xué)生。復(fù)習(xí)恒定電流實(shí)驗(yàn)的著力點(diǎn)應(yīng)放在，一是注重物理觀念的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生深入理解物理規(guī)律，達(dá)到熟練應(yīng)用物理規(guī)律解決基本問題;二是注重科學(xué)思維的復(fù)習(xí)和培養(yǎng)，掌握伏安法、等效替代法、圖象法;三是注重科學(xué)探究的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生再回到實(shí)驗(yàn)室重做教材的四個探究實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)探究能力;四是注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，利用電學(xué)知識解決生活生產(chǎn)中的電路問題，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

孫胤華主編《新高考方案》2021版物理，江西教育出版社

四川省江油中學(xué) 何遠(yuǎn)貴