論《測電源電動勢和內阻》實驗的復習策略

張勝軍

“測電源電動勢和內阻”這個實驗是高考電學實驗的重點考查內容，縱觀歷年高考試卷情況，這個實驗考查的頻次很高，方法主要以理論分析為主。但是通過多年教學經驗發(fā)現(xiàn)，學生對此實驗的分析能力遠沒有達到高考能力要求，為此，我結合多年教學經驗，就此實驗的復習方法做一綜合論述，以期與各位同仁共勉。

首先，復習此實驗要把課本給出的基本方法做詳細的分析總結。

一、依據課本給出的三個實驗電路圖列方程式：

教學時要分析這三種方法的測量原理，并且從兩方面來分析：

1.理想電路（既不考慮電表對電路的影響）原理方程：

伏安法： ?--------------------①

安阻法： ?------------------- ②

伏阻法： ?--------------------③

2.實際電路（既考慮電表對電路的影響）原理方程：

伏安法：

（1）安培表外接法：--RV為電壓表內阻-------④

（2）安培表內接法：---RA為電流表內阻------⑤

安阻法：-----RA為電流表內阻 ?---------------⑥

伏阻法：---------RV為電壓表內阻---------------⑦

以上七個方程式是本實驗的基礎方程，并且是后期進一步深化的根本，對于以上每一種方法，要求學生必須很順利地列出方程，這是下一步進行實驗處理的最基本要求。

二、對上述方程式進行數學處理

本實驗的根本目的是測量電源的電動勢E和內阻r，在數學上有兩種方法：一是測兩組數據建立方程組求解E和r;二是側多組數據，畫圖像，通過圖像的物理意義來求E和r。從誤差方面來講，方法一具有嚴重偶然誤差，方法二相對偶然誤差很小，這種方法也是高考實驗題考查能力的根本途徑。那么，如何判斷圖像的物理意義就成了學生解題的難題。

我認為，破解此難題的方法是要從方程式入手（列不出方程式是無法解決的），要把方程式變成線性函數，才能搞清圖像的物理意義。比如，①式變成： 就可以看出U和I是一次函數關系，畫出的U-I圖像的縱截距就是E，斜率就是-r。同理，②式可變成： 在I-R圖像中截距是r/E，斜率是1/E;③式可變?yōu)椋?在1/U-1/R圖像中截距是1/E，斜率是r/E。只有這樣，學生在做實驗題時才能根據畫出的圖像的物理意義順利求出E和r。

那么，列出方程式后的數學變形就成為尋找函數關系的關鍵一環(huán)，為了使學生最快的找到函數關系，就要求學生有深厚的數學功底（不過有一個重要提示就是題中給出的函數圖像縱軸和橫軸的物理量就是暗示要找的函數關系），學生只需要用數學方法導出相應的函數表達式（一次函數）即可。

另外，對于考慮電表影響的實際電路就有了更高的要求，同時對數學變形的能力要求也就更高，但是只要有理想電路的基本功做基礎，也是很容易找到函數關系并求出E和r的，也就是換湯不換藥，方法一樣。這里有個技巧：為排除干擾，在變形之前，可以先把題中給出的RA、RV、R0等已知電阻的數值代入方程，再做數學推導，以防出現(xiàn)混淆，更有利于快速找到線性函數關系。

其次，復習此實驗要在課本的基礎上進行綜合拓展。

僅有以上技能還是無法完全應對高考，還需要把電路的有關知識綜合引用到這個實驗中，例如電表的改裝，串并聯(lián)電路等知識。下面舉例來看：

如圖5所示，虛線框內是改裝了量程的電流表，是在圖2的基礎上的拓展，是把電流表的改裝綜合到了其中，要求學生迅速做出判斷，并運用相關知識迅速對電路進行分析并列出方程：

很明顯此方程要比②式和⑥式復雜的多，直接變成線性函數關系為：

假如RA=1Ω，RO=1Ω，RI=1Ω，代入上式就變成了：

可見，事先代入數值再作推導要簡便的多。這樣很明顯的看出，在圖-R像中，斜率為2/E，截距為（3+2r）/E。

諸如此類，就這一個實驗就能全面的考查學生的電路綜合分析能力。有了此方法做指導，高考題（下面僅舉3例）的解答就迎刃而解了。

總之，此實驗是在考查“閉合電路歐姆定律”的綜合應用，所有關于這方面的實驗題都是以此為根本的拓展和綜合，列出的方程都是閉合電路歐姆定律的變形，我們教師在復習過程中，若能做到“以本為綱，循序漸進，步步深入”，把電路的有關知識綜合在其中，將對提高學生實驗解題能力大有裨益……

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