文 | 杜 婕
筆者分析了2010年到2017年北京高考電學實驗的考查,發現側重于考查學生對實驗細節的準確把握及實驗步驟背后隱含的物理意義,難點在于圖像分析和處理數據。北京高考試卷中物理實驗題18分,占總分的15%,突出體現了物理的學科特點以及實驗在物理學科學習質量評價中的重要地位。
2010-2017年北京高考物理電學實驗試題詳情如下:
2017年未涉及;2016年選擇題19題,考查測電源電動勢和內阻實驗中儀器的選擇;2015年選擇題19題,考查電表的改裝中電路的連接方法;2014年實驗大題21題,測電源電動勢和內阻,考點,器材選擇、實驗原理圖設計、實物連接圖,數據處理,通過描點畫U-I圖像,通過圖像讀出電源電動勢和內阻,推導外部電路的滑動變阻器的阻值改變來改變外功率和路段電壓U的圖像關系(難題,2分);2013年實驗大題21題,測未知電阻,考點,器材選擇,實驗原理圖,連接實物圖,電流表與電壓表的讀數,內接外接的誤差分析,推導外部電路的滑動變阻器滑片P移動距離x的增加與未知電阻兩端電壓的圖像關系(難題,2分);2012年實驗大題21題考查測金屬絲的電阻率,考點,螺旋測微器的讀數,設計實驗原理圖,控制電路的滑線變阻器的分壓或者限流法,連接實物圖,通過U-I圖像計算電阻,有效數字,根據電阻決定式求電阻率,誤差分析,區分系統誤差和偶然誤差;2011年實驗大題21題考查使用多用電表測電阻,考點,多用電表的器件選擇,紅黑表筆的連接,儀器校準與調節方法;2010年實驗大題第21題考查半偏法的方法測表頭電阻,考點,器材選擇,關鍵步驟,數值與誤差分析,電表的改裝,校準。
綜上分析可知,北京高考物理電學實驗的重點是:實驗設計,器材選擇和電路設計,連接實物圖,讀數與數據處理、誤差分析;難點是數據處理。以下談談如何在學習中把握實驗的重點和難點。
實驗設計。電學實驗設計的本質是利用一定的電路測定某個物量的大小或變化規律,因此深刻理解實驗原理和串并聯電路的規律是實驗設計的核心。
器材選擇和電路設計。選擇儀器主要涉及電源、安培表、伏特表、滑動變阻器,選擇的原則是安全、節能、盡量精準或減小誤差(系統誤差、偶然誤差);電路設計選擇從測量電路(安培表的內外接法)和控制電路(滑動變阻器的分壓電路和限流電路)兩個角度入手。
連接實物圖。不同電路圖的情況下,電表和滑線變阻器的連接。
讀數與數據處理。讀數考查對儀器精度和有效數字的理解。圖像法是處理數據的常用方法,也是考查的重點。尤其是變形與拓展后的圖像分析,是北京高考歷次考試的難點,得分率不高。對圖像的分析可分為三個步驟:(1)明確坐標;(2)分析關鍵點,圖像上“點”“線”“斜率”“截距”“面積”的物理意義;(3)理解圖像表明的物理規律。
誤差分析。誤差主要來源于理論上的測量值與真實值之間的差距,根本取決于在試驗數據處理過程中忽略了某個因素的影響,忽略哪個因素就考慮哪個因素的影響,從而判斷真實值與測量值大小的問題。
從電學實驗的考查考點和難點分析,可以看出實驗的考查涉及到從實驗原理到器材選擇,電路設計到電路連接,數據讀取與處理,誤差分析,實驗規律拓展等各個環節,本文提出的學習中解決這些問題的建議,需要我們在平時多思考多練習多總結,真正考試的時候我們可以又快又準。