电学实验复习策略

时间:2015-12-11 15:06来源:独醒中学 作者:吴炳明 点击:
  物理学是以实验为基础的科学,实验能力是高考考查的五大能力之一,《考试大纲》中对考生的设计和完成实验的能力有明确的要求,2011年实验与探究题内容比例占18%,比去年增加2%,体现对物理实验考查逐年重视。电学实验考查的比例和出题的几率较大,而且占的分值较大。每年均有一电学实验题,考查的内容主要是仪器选择和读数、实物连线、实验步骤排序及正误分析、对实验原理、实验方法进行创新,确定实验方案、图象法处理实验数据、推导待测量表达式等。逐渐偏重设计性实验,难度较大,不易得分;既重基础,尤重迁移。
 
  考查的电学实验有:测定金属的电阻率、描绘小电珠的伏安特性曲线、测定电源的电动势和内阻、练习使用多用电表。
 
  近几年广东高考中电学实验考查内容如下表:
 
近几年广东高考中电学实验考查内容

 
 
  电学实验复习的几点应对策略
 
  重视基本仪器的原理及使用
 
  常用的电学仪器有电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱、二极管、电能表等。重点复习其使用方法,如调零、量程(挡位)选择、读数、如何使用电压表或多用电表检查电路故障。讲解实验仪器的使用时,首先应从原理入手,只有让学生理解仪器的基本原理,才能使仪器使用的迁移运用成为可能,如要掌握多用电表的、机械调零、欧姆调零、挡位选择和读数,必须先了解其原理。基本实验仪器的原理分析是培养学生实验仪器的迁移运用能力的基础。如上表200 7年电学实验试题考查了多用电表的欧姆调零、读数和检查故障。其中实验器材的选择、多用电表的使用是考试热点,凡是设计性实验都涉及到实验器材的选择。器材的选择遵守下面的原则:一是可靠性原则(安全性原则),具体要求是电表的读数不能超出量程,电阻类的电流不超过其最大允许的电流。二是准确性原则,具体要求是实验误差小、精确度高。对于电表,尽量选择理想电表,读数不小于量程的1/3,最好在半偏以上。三是适用性原则,选择器材和电路时必须适用可行,能保证实验顺利进行,使实验的测量范围符合要求。
 
  二、重视电流表和滑动变阻器在电路中的两种接法的选择
 
  1、是电流表的内接法与外接法


电流表内接法与外接法的选择

  如上表2007年电学实验试题就考查了电流表内接法与外接法的选择。
 
  2、是滑动变阻器的限流接法与分压接法

滑动变阻器的限流接法与分压接法


  如2007年广东高考的电学实验就考查了分压式与限流式的选择。学生只有在理解滑动变阻器的两种接法(限流和分压)的特点、运用条件的基础上,根据题目要求和给出的器材,才能正确地选择电路。
 
  附2007年广东高考电学实验试题:
 
  13.(12分)实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ωm。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等。
 
  (1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作工程分一下三个步骤:(请填写第②步操作)
 
  ①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔;选择电阻档“×1”;
 
  ②______________________________________________________________;
 
 
 
 
  ③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用表的示数如图9(a)所示。

  (2)根据多用电表示数,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从图9(b)的A、B、C、D四个电路中选择_________电路来测量金属丝电阻;
 
  (3)他们使用千分尺测量金属丝的直径,示数如图10所示,金属丝的直径为_________mm;
 
  (4)根据多用电表测得的金属丝电阻值,可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_________m。(结果保留两位有效数字)
 
  (5)他们正确连接电路,接通电源后,调节滑动变阻器,发现电流始终无示数。请设计一种方案,利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。(只需写出简要步骤)
 
  _____________________________________________________________________
 
  三、重视实验原理的的复习
 
  1、在明确实验目的的前提下,实验原理的分析是复习的核心。首先巩固课本上的实验原理。如测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验原理是欧姆定律I=U/R;测定电池的电动势和内阻的实验原理是E=U+Ir(伏安法)、E=IR+Ir(欧安法)或E=U+Ur/R(伏欧法)。由原理可画出相应的实验电路图,选择相应的器材,推理出实验的步骤。可见实验原理复习教学的重要性。
 
  2、是迁移书本上的实验原理,例如传统的测量待测电阻的方法是伏安法(如图1,Rx=U/I),可以用等效替代法测量(如图2,调节Rx与R分别通路时的电流相等,则有Rx=R);还有电桥法(如图3,调节R,使电流表读数为零,Rx=RR2/R1)。其最基本的原理能否迁移到该设计实验中来,是解决问题的关键。
 

                  
 
  2、是教给学生设计实验原理的方法。可直接测量的电学量有电流、电阻、电压等,也常用到长度的测量(长度、直径等),其它物理量为间接测量(电功率、电功、电流产生的热、电源的电动势和内阻等),要根据题目给出的实验器材和要求根据学过的物理公式从未知一直推到直接测量量,得到的表达式为实验原理。如下面2004年广东考题。特别强调通过此法可把电学、热学、光的实验原理或器材运用到力学中去或把力学实验原理或器材运用到电学、热学、光学中去。例如,2001年上海高考用力电转换器测物体的质量,把力学量转换到电学量测量。
 
  附2004年广东考题:12.(12分)图中R为已知电阻,Rx为待测电阻,K1为单刀单掷开关,K2为单刀双掷开关,V为电压表(内阻极大),E为电源(电阻不可忽略)。现用图中电路测量电源电动势及电阻
 
  写出操作步骤:
 

 
  由R及测得的量,可测得=-------------_____________________,=----------________________.
 
  答案;(1)①K1断开,K2接到a端,记下电压表的读数U1;②K2仍接到a端,闭合K1,记下电压表的读数U2;③K1仍闭合,K2接到b端,记下电压表的读数U3.
 
  (2)U1

  四、加强设计实验教学
 
  设计实验教学我们主要从以下几个方面入手
 
  1、注意设计实验的原则
 
  (1)、科学性:设计的方案应有科学的依据及正确的方式。
 
  (2)、安全性:按实验方案实施时,应安全可靠,不会对人身、仪器及器材造成危害。
 
  (3)、精确性:实验的误差应在允许范围内,尽可能选择误差较小的方案。
 
  (4)、简便性:实验应便于操作、读数及进行数据处理。
 
  2、重视物理实验中思维方法教学
 
  在电学实验中常用的物理思想方法有等效替代法、控制变量法、转换法、、图像处理平均值法,要学生们能够领会,并能在每个实验中找出到底用了什么物理思维方式,能够将这些方法迁移运用到设计型高考物理实验题中去。

 
 
  注:此论文获得江门市2011年度中小学优秀教学论文评选三等奖

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