針引線路高效復習

鄭明紀

摘 要：初中物理電學四大實驗的考查是中考的高頻考點，也是學生容易混淆的操作實驗，本文利用滑動變阻器在實驗中的不同作用這根線索來穿針引線，實現對電學四大實驗的高效復習。

關鍵詞：初中物理；電學實驗；滑動變阻器；高效復習

初中物理電學四大實驗一直以來是全國各地中考高頻考點之一，總是學生復習迎考的一個重點與難點。電學四大實驗所用物理知識相近，但實驗內容卻有本質上的區別，學生如果沒有深入剖析、索根探源，那么一旦考查起來學生就會顯得雜亂無章、束手無策。筆者從滑動變阻器在這四個實驗中的不同作用這根線索來穿針引線，從而完成全面復習，讓學生對這四大實驗考點真正做到縱橫捭闔、了然于胸。

初中電學四大實驗分別是：

（1）探究電阻R一定時，電流I與電壓U的關系。

（2）探究電壓U一定時，電流I與電阻R的關系。

（3）伏安法（R=U/I）測電阻。

（4）伏安法（P=UI）測電功率。

以上四個實驗的電路圖都可以用如圖1來表示，這就容易對學生的考查造成混淆，雖然電路圖一樣但是這四個實驗的實驗原理、實驗方法及實驗注意事項卻有著天壤之別，學生如果沒有真正理解各個實驗的內涵和本質區別，一旦考查起來就會錯誤百出，所以電學四大實驗的考查也就成為每年中考的高頻考點。

下面我們先分析一下滑動變阻器在電學四大實驗中的作用及目的，然后展開橫向與縱向對比的全面復習。

滑動變阻器在串聯的使用過程中，它的共同作用歸納總結為：保護電路，改變接入電路的電阻、從而改變通過電路的電流、進而改變定值電阻和滑動變阻器兩端的電壓的分配[ 1 ]。接下來對滑動變阻器分別在四個實驗中的獨立作用進行剖析對比，為了避免兩個作用的相互干擾，把滑動變阻器的獨立作用簡稱在實驗中要達到的目的。四個實驗中滑動變阻器要達到的目的如下：

（1）在探究電流與電壓的關系實驗中，滑動變阻器在該實驗中的主要作用是改變接入電路中電阻大小，從而改變通過定值電阻的電流大小，進而改變定值電阻兩端的電壓[ 1 ]，最終達到多次測量、得出普遍規律的實驗目的。

（2）在探究電流與電阻的關系實驗中，滑動變阻器在該實驗中的主要作用是改變接入電路中電阻大小，從而改變滑動變阻器與定值電阻兩端的電壓分配[ 1 ]，最終達到保持R兩端電壓一定的實驗目的。

（3）在伏安法測電阻實驗中，滑動變阻器在該實驗中的主要作用是改變接入電路中電阻大小，從而改變通過定值電阻的電流大小，進而改變定值電阻兩端的電壓，最終達到多次測量、求平均值減小誤差的實驗目的[ 1 ]。

（4）在伏安法測電功率實驗中，滑動變阻器在該實驗中的主要作用是改變接入電路中電阻大小，從而改變通過定值電阻的電流大小，進而改變定值電阻兩端的電壓[ 1 ]，最終達到多次測量、得出普遍規律的實驗目的。

分析了滑動變阻器在四個實驗中的不同作用，我們已潛移默化巧妙地對以上四個實驗原理與目的進行了橫向對比復習，這樣讓學生對四個實驗區分認識變得更加通俗易懂，此時如果我們能以這根線索進行穿針引線展開對四個實驗的考點全面復習（如實驗原理、實驗方法、實驗表格、實驗結論等），那么我們的復習效率將成倍增加。表1是嘗試進一步以概念圖形式對四個實驗進行縱向對比復習，最終實現初中物理電學四大實驗的高效復習。

最后我們以滑動變阻器的作用來解析電學實驗相關中考考點，以加深電學實驗中滑動變阻器的作用的理解與應用，實現對電學四個實驗進一步復習。

【例題】（2017年營口中考題）.在“探究電流與電阻的關系”的實驗中，小宇設計了如圖2甲所示的電路圖，用阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻進行探究，滑動變阻器有A（5Ω 1A）和B（10Ω 1A）兩種規格可供選擇。

（1）請在圖2乙所示的實物圖中用筆畫線代替導線，將電路連接完整（導線不能交叉）；

（2）連接電路過程中，開關應該是 的，滑動變阻器的滑片應調到最 （選填“左”或“右”）端；

（3）探究得到的實驗數據如表2所示：分析表中數據：可以得到的結論是： ；

（4）根據他的探究過程，可以判斷它選擇的滑動變阻器是 （選填“A”或“B”）

（5）當用5Ω、10Ω的電阻探究時，保持電壓表示數均為1.8V，滑動變阻器連入阻值分別為R1、R2，則R1-R2（選填“>”、“=”或“<”）；

（6）這個電路圖還可以完成的實驗有： （說出一個即可）

【答案】（1）圖略；（2）斷開；右；（3）在電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；（4）B；（5）<；（6）測電阻的大?。ɑ驕y電阻的功率）。

【解析】滑動變阻器的作用在本題中的妙用

（1）滑動變阻器保護電路的共同作用。

第（2）小題中連接電路過程中，要求開關應該是斷開的，滑動變阻器的滑片應調到阻值最大處，即最右端，以達到保護電路作用。

（2）滑動變阻器在該實驗中的獨立作用是改變接入電路中電阻大小，從而改變滑動變阻器與定值電阻兩端的電壓分配，最終達到保持R兩端電壓一定的實驗目的[1]。

第（3）題在“探究電流與電阻的關系實驗中，應控制電阻兩端的電壓保持不變；分析表2中數據可知，電阻是原來的幾倍，通過的電流是原來的幾分之一，故可以得到的結論是：保持電壓一定時時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。

第（4）題由表格中的數據和歐姆定律可得，實驗中電壓表的示數：U=IR=0.36A×5Ω=1.8V，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：U滑=3V-1.8V=1.2V，變阻器分得的電壓是電阻兩端電壓的，根據分壓原理可知，當15Ω的定值連入電路中時，變阻器連入電路中的電阻：R滑=×15Ω=10Ω，所以根據他的探究過程，可以判斷它選擇的滑動變阻器是B。

第（5）題當用5Ω、10Ω的電阻探究時，保持電壓表示數均為1.8V，因電源電壓為3V保持不變，根據串聯電路電壓的規律，變阻器的電壓也保持不變，即定值電阻的電壓與變阻器的電壓之比為定值，根據分壓原理：電壓的分配與電阻成正比，因5Ω<10Ω，故滑動變阻器連入阻值分別為R1、R2，則R1

第（6）題因電壓表可測出電壓的大小，電流表可測出通過電阻的電流，根據歐姆定律可測電阻的大小（或根據P=UI可測出電阻的功率），所以，這個電路圖還可以完成的實驗有：測電阻的大小或測電阻的功率大小。

通過以上實例分析，我們發現在電學實驗復習中如果能讓學生徹底掌握滑動變阻器在電學實驗中的作用，能靈活應用滑動變阻器在電學實驗中的作用，對我們理解掌握電學實驗考點將起到至關重要作用。

參考文獻：

[1]徐建華.淺談物理教學中的“過程意識”[J].物理教學探討 ，2009，27（10）：27-29.