高考電學(xué)實驗復(fù)習(xí)

張晴晴

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

【關(guān)鍵詞】伏安法測電阻；高考復(fù)習(xí)

一、設(shè)計思想

從全國卷的高考考查情況看，其中伏安法測電阻和測電源的電動勢和內(nèi)阻顯然是重點中的重點。實驗原理是實驗的核心，高考中的電學(xué)設(shè)計性實驗，對學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力和創(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)實驗復(fù)習(xí)中，要緊緊抓住實驗基礎(chǔ)原理的階段性、全面性的復(fù)習(xí)，有意識并且讓學(xué)生體會實驗設(shè)計過程，并且在實驗復(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)問題，提出問題，解決問題的探究能力和創(chuàng)新能力。

二、教材分析

普通高中物理課程標準（2017年版）解讀82頁新課程標準要求：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；該實驗是高中實驗復(fù)習(xí)階段重要的電學(xué)實驗之一，通過該實驗的探究，引導(dǎo)學(xué)生選擇電學(xué)實驗儀器，合理設(shè)計電路；通過描繪伏安特性曲線，學(xué)會分析圖像。我們在實驗復(fù)習(xí)教學(xué)中，要不斷強化學(xué)生對于實驗原理、實驗方法的理解，才能使學(xué)生在實驗思路上觸類旁通，適應(yīng)高考對考生實驗?zāi)芰疾榈囊?，就以以下教學(xué)設(shè)計為例，探究高考一輪復(fù)習(xí)中關(guān)于電學(xué)量測量的實驗復(fù)習(xí)。

三、教學(xué)目標

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

2.通過電學(xué)實驗復(fù)習(xí)，掌握分析電路，理解實驗原理的方法，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)生嚴謹細致、實事求是的科學(xué)態(tài)度

3.教學(xué)重難點

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)過程

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

2）如何將靈敏電流計改裝為量程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，在實際實驗中，各自也有分壓分流的作用，為接下來理解內(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)計了探究鉛筆芯伏安特性曲線的實驗，得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示通過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.滑動變阻器R1（阻值0～10 Ω，額定電流2 A）

F.滑動變阻器R2（阻值0～2 kΩ，額定電流0.5 A）

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

（1）為了完成實驗，電流表應(yīng)該選擇 ，電壓表應(yīng)該選擇 ，滑動變阻器應(yīng)該選擇 ，并畫出測量的電路圖。

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。因為電壓要從零開始調(diào)節(jié)，故滑動變阻器采用分壓接法，用阻值較小的滑動變阻器E；鉛筆芯的電阻較小，為減小測量誤差，用電流表外接法。

例題3：小燈泡上標有“4V，2W”的字樣，要用伏安法描繪這個燈泡的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.滑動變阻器（最大阻值為10Ω，允許最大電流為2A）

F.滑動變阻器（最大阻值為500Ω，允許最大電流為lA）

G.學(xué)生電源（直流6V）、開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）實驗中所用電壓表應(yīng)選 ，電流表應(yīng)選用 ，滑動變阻器應(yīng) （用字母表示）

（2）為使實驗誤差盡量減小，要求電壓從零開始取多組數(shù)據(jù)，畫出滿足實驗要求的電路圖.

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，既不能機械重復(fù)，也不能隨意加深拓寬，對學(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)思路來解決例3的問題，得到外接法的答案，此時教師引導(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“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，應(yīng)用內(nèi)接法消掉誤差。通過這樣的習(xí)題設(shè)置，讓學(xué)生通過思考獲得解題的思路和滿足感。

例題4：某同學(xué)想要描繪標有“3.8V，0.3A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測量數(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）

滑動變阻器R1（0～10Ω，額定電流2A）

滑動變阻器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）為了比較準確完成本實驗，電流表選 ，滑動變阻器選 ，定值電阻選 .

（2）畫出實驗電路圖.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)有個新的問題，燈泡的額定電流為0.3A，而電流表量程中3A的量程過大，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)的方式來擴大量程。讓學(xué)生清晰地體會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)于實驗復(fù)習(xí)的反思

以學(xué)生為主體，突出探究和實踐的課程理念，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)計復(fù)習(xí)主題，想方設(shè)法激勵學(xué)生，調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生充分參與，主動積極的思考，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)課將幾個電學(xué)實驗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】

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