跳出題海外 不變原理中

侍 躍

(江蘇省灌云高級中學 222220)

物理是一門以實驗為基礎的學科，因此，物理實驗考核在高考中占著很大的比例，隨著實驗內(nèi)容的形式多樣，對學生的能力要求也逐年提高，但是對于任意一個實驗方案的設計，無論是實驗原理的遷移，實驗思想的創(chuàng)新，還是數(shù)據(jù)處理的變化，亦或是器材的改變，都離不開實驗基本解題思路，所謂萬變不離其宗，本文就以測量電源電動勢和內(nèi)阻實驗為例，談談無論實驗器材如何改變，實驗的基本原理不變，抓住這一要點，在高三復習中，能讓學生避免走彎路，達到提升實驗復習效率的目的.

一、常規(guī)方法

例1某同學用如圖1裝置測量干電池的電動勢和內(nèi)阻.調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄多組電壓表和電流表的示數(shù)如下表：

由圖線求得：電動勢E=____V；內(nèi)阻r=____Ω.

解析描點作圖，根據(jù)閉合電路歐姆定律：U=-Ir+E可得電動勢為E=1.60 V；圖線的斜率絕對值等于內(nèi)阻r=1.22 Ω；

點評根據(jù)閉合電路歐姆定律，用最基本的伏安法作U-I圖，根據(jù)截距和斜率可得電動勢和內(nèi)阻，這個方法是此實驗原理的基本應用，考察學生對基礎知識的掌握，這一題型對不同電源時電流表內(nèi)外接是知識點的遷移，但實驗原理和數(shù)據(jù)處理方法不變，對應對學生要求也高.

二、缺電壓表

1.電阻箱代替電壓表

例2一同學用如圖2(1)實驗裝置測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻，閉合開關，改變電阻箱阻值，記錄阻值R和電流表示數(shù)I，見下表：

R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.261I/A-16.76.05.34.53.8

(1)

(2)圖2

2.電流表代替電壓表

例3 某學習小組利用如圖3(1)裝置測量電池的電動勢和內(nèi)阻.其中電流表A1的內(nèi)阻r1=1.0 kΩ，電阻R1=9.0 kΩ，R0=3.0 Ω.閉合開關后，通過改變滑動變阻器阻值，記錄電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù)，作出圖象如圖3(2).由I1-I2圖象得到電池的電動勢E=____V，內(nèi)阻r=____Ω.

圖3

點評這兩題是出題者設置一定障礙，在原有實驗基礎上用電流表，電阻箱來代替電壓表，迷惑性很大，對學生要求比較高，考核學生即能知識點引申，又能抓住本質(zhì)，既基本實驗原理不改變，E=U-Ir，原理中缺什么換什么，用題中IR來代替U，抓住這一特征，學生容易掌握并能引申應用. 在處理本類題時，學生抓住這一特點后可以很快做出解答，有利于問題解決和效率的提高.

三、缺電流表

1. 電阻箱代替電流表

例4 某同學用如圖4(1)所示的電路測量兩節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)阻r，R為電阻箱.

圖4

2. 電壓表代替電流表

例5某同學用如圖5(1)所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻，定值電阻R1=16 Ω.閉合開關S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄電壓表的多組示數(shù)U1、U2，如下表所示.請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖5(2)中作出U2-U1圖象.

U2/V5.04.54.03.53.02.52.0U1/V0.661.001.331.882.002.322.68

由圖象可知，電源電動勢E=____V，內(nèi)阻r=____Ω.

圖5

在高考實驗中，《測電源電動勢和內(nèi)阻》無疑是一個重要實驗，在高考和大市聯(lián)考中出現(xiàn)的頻率很高，為了讓學生能撥云見日，更好的掌握此實驗，本文從基本原理出發(fā)，更換實驗裝置進行探討，從而得出原理不變，缺什么換什么，再根據(jù)題目要求變形，最終數(shù)據(jù)處理方法都是通過截距和斜率獲得電動勢和內(nèi)阻.幫助學生跳出題海看題海，理清復習方向，明白以不變應萬變，達到復習效率.