從物理學科核心素養論高三電學實驗復習

摘要：恒定電流實驗部分，是高考的必考點，是高三復習的重點。高三師生在復習恒定電流實驗部分時，總感覺有難度，花了大量的時間復習，做了不少的練習，但效果不佳。如何突破電學實驗這個難點？筆者從物理學科的核心素養結合近三年的全國高考試題論復習恒定電流實驗的著力點，提高復習的效率。

關鍵詞：恒定電流實驗 學科核心素養 復習的著力點

恒定電流實驗的核心素養：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、電路和電阻的串聯并聯規律;科學思維，有伏安法、等效替代法、圖象法等;科學探究，有測定電源的電動勢和內阻、測定金屬的電阻率、描繪小電珠的伏安特性曲線、練習使用多用電表;科學態度與責任，利用電學知識解決生活中的電路問題。

近三年的高考恒定電流實驗試題主要考查了物理學科哪些核心素養呢？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）某實驗小組利用如圖（a）所示的電路探究在25 ℃～80 ℃范圍內某熱敏電阻的溫度特性。所用器材有：置于溫控室（圖中虛線區域）中的熱敏電阻RT，其標稱值（25 ℃時的阻值）為900.0 Ω;電源E（6 V，內阻可忽略）;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S1，單刀雙擲開關S2。

實驗時，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，調節R1的滑片位置，使電壓表讀數為某一值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，調節R2，使電壓表讀數仍為U0;斷開S1，記下此時R2的讀數。逐步降低溫控室的溫度t，得到相應溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0 ℃。實驗得到的R2?t數據見下表。

回答下列問題：

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

（2）在圖（b）的坐標紙上補齊數據表中所給數據點，并作出R2?t曲線。

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

（4）將RT握于手心，手心

溫度下R2的相應讀數如圖（c）所示，該讀數為________Ω，則手心溫度為________℃。

解析：此題考查的核心素養：物理觀念，部分電路歐姆定律、電路的串聯規律;科學思維，等效替代法、圖象法;科學探究，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，E為電源。實驗中二極管置于控溫爐內，控溫爐內的溫度t由溫度計（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關系曲線。回答下列問題：

（1）實驗中，為保證流過二極管的電流為50.0 μA，應調節滑動變阻器R，使電壓表的示數為U1=________mV;根據圖（b）可知，當控溫爐內的溫度t升高時，硅二極管正向電阻________（填“變大”或“變小”），電壓表示數________（填“增大”或“減小”），此時應將R的滑片向________（填“A”或“B”）端移動，以使電壓表示數仍為U1。

解析：此題考查的核心素養：物理觀念，部分電路歐姆定律、電路的串聯規律;科學思維，圖象法;科學探究，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，緊緊圍繞物理學科核心素養來考查學生。復習恒定電流實驗的著力點應放在，一是注重物理觀念的復習，讓學生深入理解物理規律，達到熟練應用物理規律解決基本問題;二是注重科學思維的復習和培養，掌握伏安法、等效替代法、圖象法;三是注重科學探究的復習，讓學生再回到實驗室重做教材的四個探究實驗，提高實驗探究能力;四是注重培養學生的科學態度與責任，利用電學知識解決生活生產中的電路問題，提高學生的創新意識、創新思維和創新能力。

參考文獻

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 何遠貴