电学实验仪器的选择（精选十篇）
电学实验仪器的选择 篇1
例题1某同学想用伏安法更精确地测量约为220Ω 的电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱形导体(电阻为R)
电流表A1(量程4 m A,内阻约为50Ω) 电流表A2(量程10 m A,内阻约为30Ω) 电压表V1(量程3V,内阻约为10 kΩ) 电压表V2(量程15V,内阻约为25 kΩ) 直流电源E(电动势4 V,内阻不计) 滑动变阻器R1(阻值范围0~15 Ω, 额定电流2.0 A)
电流表A2电流表A2(量程10 mA,内阻约为30Ω)电流表A2(量程10 mA,内阻约为30Ω)
电压表V1(量程3V,内阻约为10 kΩ)
电压表V2(量程15V,内阻约为25 kΩ)
直流电源E(电动势4 V,内阻不计)
滑动变阻器R1滑动变阻器R～1阻值范围0~15 Ω额定电流2.0 A)滑动变阻器R1(阻值范围0~15 Ω额定电流2.0 A)
滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ, 额定电流0.5 A)
开关S,导线若干。
为减小实验误差,要求测得多组数据进行分析,请标明所用器材的代号。
解:因电源电动势为4V,故电压表应选V1;通过电流表的最大电流约为I≈ 0.013A,则电流表选A2;滑动变阻器采用分压接法,选R1。
根据以上分析我们可以总结为:
1.根据电源的参数来选择电压表或者由电流表和总电阻来确定。
2.依据电压表和待测电阻选电流表。
(1)根据电路中的最大电流(或者电压)来选择。这往往需要根据题目中电学参数计算。
(2)根据用电器的额定电流(或者电压)来选择。
3.变阻器的接法的选择可以根据以下条件判断:
(1)滑动变阻器的接入方式(限流或分压)。
(2)电路中的电压表,电流表量程。 使滑动变阻器无论如滑动都保证电路的安全。
(3)电路中的总电阻。
对于第(1)(2)点,考虑滑动变阻器的接入(限流或分压),使滑动变阻器无论如滑动都保证电路的安全。对于第 (3)点,粗略估计整个电路的总电阻,选择与电路中其他电阻相差不多的滑动变阻器,不要让滑动变阻器稍稍改变就使得整个电路的电流电压等改变太过于大了。
例题2为了测定一段金属丝的电阻 (阻值大约为10Ω),主要备选仪器如下:
A.电动势是6V的直流电源
B.量程是0～600m A、内阻为2Ω 的电流表
C.量程是0～100m A、内阻为15Ω 的电流表
D.量程是0～3V、内阻为3kΩ 的电压表
E.量程是0～15V、内阻为15kΩ 的电压表
F.阻值为0～10Ω、额定电流为1.0A的滑动变阻器
G.阻值为0～100Ω、额定电流为3.0A的滑动变阻器
1电流表应选用 ______。 2电压表应选用 ______。
2电压表应选用 ______。
3滑动变阻器应选用 _______。(用代号表示)
解:根据以上方法,我们可首先估算电路中可能的最大电流值,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路中电流最大。根据全电路欧姆定律 可得 :Imax≈ ε/R=0.6A。可判定电流表选B。同理,当电路中电流达到最大时,电阻两端的电压也为最大,其值可能达6V,可判定电压表选E。滑动变阻器由于采用分压法,可判定其选F。
电学实验仪器的选择 篇2
一、总原则
选择仪器和电路的目的是为了减小实验误差，使测量尽量准确.因此，为了使测量尽量准确和保护仪器，选择仪器和电路时应注意如下总原则.
1.电表的选择：①尽量选择较理想（即安培表内阻越小越好，伏特表内阻越大越好）的电表（电压表，电流表）；②选量程时应尽量使指针达半偏以上，这样有利于减小误差.
2.变阻器的选择：原则上要便于调节.所以在限流接法中其电阻值应接近待测电阻，不要过大，也不要过小；在分压接法中，尽量选阻值小的.额定电流则越大越好.
3.安培表内、外接法的选择：当RxRA
4. 分压、限流电路的选择：①选择电路时优先考虑限流电路，当电路中最小电流仍超过电流表量程（或电路中额定电流）时，就用分压电路；②要求负载电压从零开始或尽量多测几组试验数据时，用分压电路；③用图线法处理数据时，用分压电路.
二、例题解析
例1（2013·北京·21）某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值.
（1）现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0～50 Ω，额定电流2A）、开关和导线若干，以及下列电表：
A.电流表（0～3 A，内阻约0.025 Ω）
B.电流表（0～0.6 A，内阻约0.125 Ω）
C.电压表（0～3 V，内阻约3 kΩ）
D.电压表（0～15 V，内阻约15 kΩ）
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用，电压表应选用（选填器材前的字母）；实验电路应采用图1中的（选填“甲”或“乙”）.
图1（2）图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线.请根据在（1）问中所选的电路图，用笔画线代替导线补充完成图中实物间的连线.
图2（3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值Rx=UI=Ω（保留两位有效数字）.
图3（4）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是；若在（1）问中选用乙电路，产生误差的主要原因是.（选填选项前的字母）
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值
B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx两端的电压值
D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
解析（1）为了减小误差，应使电表读数为量程的13～23，电源电动势为4 V，故电压表选C.估算通过Rx的最大电流约为Im=35A=0.6 A，所以电流表应选B.因为RVRx>RxRA，所以电流表应外接，即应采用甲电路，测量误差较小.
（2）如图4所示.
图4（3）电流表、电压表的读数分别为I=0.50 A，U=2.60 V，所以Rx=2.600.50Ω=5.2 Ω.
（4）甲电路中产生误差的主要原因是电压表的分流作用，选项B正确.乙电路中产生误差的主要原因是电流表的分压作用，故选项D正确.
例2在“测定金属的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5 Ω，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择：
A.电池组（3 V，内阻1 Ω）
B.电流表（0～3 A，内阻0.012 5 Ω）
C.电流表（0～0.6 A，内阻0.125 Ω）
D.电压表（0～3 V，内阻4 kΩ）
E.电压表（0～15 V，内阻15 kΩ）
F.滑动变阻器（0～20 Ω，允许最大电流1 A）
G.滑动变阻器（0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A）
H.开关、导线若干
（1）实验时应从上述器材中选用（填写仪器前的字母代号）；
（2）测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻Rx在组成测量电路时，应采用电流表（选填“外”或“内”）接法，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏（选填“大”或“小”）；
图5（3）若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图5所示，则读数为mm；
（4）若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=.
解析（1）电池组电压是3 V，流过金属丝的最大电流Im=Er+Rx=0.5 A，故电流表选C，电压表选D；滑动变阻器选总阻值小的，便于调节，故选F；另外要选导线、开关.
（2）因为RxRA=40，RVRx=800，故电流表选择外接法，外接法测量值偏小.
（3）根据千分尺的读数规则知，读数是0.5 mm+40.0×0.01 mm=0.900 mm.
（4）R=ρLS=ρ4Lπd2，解得ρ=πRd24L.
例3物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W，额定电压值已模糊不清.他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U=PR=0.75×2 V=1.22 V.他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘制灯泡的U-I图线，进而分析灯泡的额定电压.
A.电压表V（量程3 V，内阻约3 kΩ）
B.电流表A1（量程150 mA，内阻约2 Ω）
C.电流表A2（量程500 mA，内阻约0.6 Ω）
D.滑动变阻器R1（0～20 Ω）
E.滑动变阻器R2（0～100 Ω）
F.电源E（电动势4.0 V，内阻不计）
G.开关S和导线若干
H.待测灯泡L（额定功率0.75 W，额定电压未知）
（1）在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择（填“A1”或“A2”）；滑动变阻器选择（填“R1”或“R2”）.
（2）在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.
电学实验中仪器和电路的选择 篇3
一、电压表、电流表、滑动变阻器的选择
1、测量仪器电流表、电压表的选择原则是安全、精确, 首先要保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过其量程, 其次使电表有足够的偏转。所选择的量程应保证电表指针偏转至少要超过二分之一, 这样可以减少测量的相对误差。
2、滑动变阻器的选择原则是安全, 操作方便, 无论使用滑动变阻器的全部还是部分, 电流强度均不得超过其额定电流值另外当滑动变阻器的滑片移动时, 被测部分电路的电流和电压要有明显的变化, 但变化又不是太大, 这样能使滑动变阻器操作方便。
例1在“描述小灯炮的伏安特性曲线”实验中, 使用的小灯炮为“6V、3W”.其它可供选择的仪器有:电压表V1 (量程6V、内阻20KΩ) , 电压表V2 (量程20V、内阻60KΩ) , 电流表A1 (量程3A、内阻0.2Ω) , 电流表A2 (量程0.6A, 电阻1Ω) , 变阻器R1 (0~1000Ω、0.5A) , 变阻器R2 (0~20Ω、2A) , 学生电源 (6V~8V) 开关S及导线若干。
实验中要求电压表在0~6V范围内, 读取并记录下12组左右不同的电压值和对应的电流值, 以便作出伏安特性曲线, 在上述器材中, 电流表应选用﹍﹍﹍﹍, 电压表应选用﹍﹍﹍, 变阻器应选用﹍﹍﹍。
解析:灯泡的额定电压为6V, 额定电流为0.5A, 即允许通过灯泡的电流不超过0.5A, 两端电压不超过6V。本着安全、精确的原则电流表应选A2, 电压表应选V1, 本题中灯泡电阻R X=12Ω, 滑动变阻器的选取本着调节方便的原则, 滑动变阻器的总电阻应接近灯泡的电阻, 故应选R2。
二、实验电路的选择
电压表和电流表连入电路有两种方法:电流表外接电路和电流表内接电路。由于电流表和电压表的内阻影响, 不管采用电流表内接还是外接法均会带来误差, 为减小误差, 采用下面方法来选择。
定量判断法
若已知待测电阻的大致阻值RX, 电流表内阻RA和电压表内阻RV。当RX2>RARV时采用内接法, 内接法的误差是由电流表的分压引起的, 此时电阻的测量值偏大。而当RX2
(2) 试触法
若不知RX的大致阻值, 可以采用试触法, 将电路如下图所示连接, 空出电压表一个接头S, 然后将S分别与b、c接触一下, 观察两表示数的变化
(1) 若电流表示数变化明显, 说明电压表分流作用较强, 即RX的阻值较大, 应采用“内接法”, s接c。
(2) 若电压表示数变化明显, 说明电流表分压作用较强, 即RX的阻值较小, 应采用“外接法”, s接b。
三、供电电路的选择
为了改变被测电阻两端的电压, 常用滑动变阻器与电源的连接有两种形式, 为限流法和分压法, 两种接法选择原则是安全方便性, 即便于调节和读数;经济性, 即损耗能量最小。另外下列几种情况必须采用分压接法
(1) 要使某电路的电压或电流从零开始调节
(2) 如果实验所提供的电表量程或元件允许的最大电流很小, 采用限流法时无论怎样调节电路中实际电流 (压) 都会超出了安全范围, 必须用分压接法
(3) 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多或者小得多, 为调节方便, 必须采用分压法。
其他情况由于限流电路连接简单耗能较小, 一般采用限流接法
例:某同学测绘标有“3V、1.5W”小电珠的电功率随电流电压变化的图像, 要使小电珠两端的电压从0连续变化, 为使测量尽可能的准确, 除了导线和开关外可供选择的仪器还有
A、电流表:量程0~0.6A、内阻约为1ΩB、电流表:量程0~3A, 内阻约为2Ω
C、电压表:量程0~3V、内阻约为2kΩD、电压表:量程0~15V, 内阻约为4.5kΩ
E、滑动变阻器, 阻值范围0~10Ω, 额定电流2A F、电池组:电动势6V、内阻约为1Ω
则选用电流表代号﹍﹍, 电压表﹍﹍。画出实验电路图。
高中物理电学实验——电阻的测量 篇4
一、在测量电阻时的通常方法是“伏安法”
在用伏安法测量电阻时有分压电路和限流电路的选择、电流表内接和外接的选择、电流表和电压表量程的选择、滑动变阻器的选择以及电源的选择等问题。
（一）分压和限流电路的选择
看滑动变阻器的阻值与被测电阻值之间的关系。
1.若R变＜Rχ，通常选分压电路。
2.若R变＞Rχ通常选限流电路。
3.若R变～Rχ分压和限流电路均可，但最好选限流电路。
4.当变阻器的所有电阻都联入电路时，用电器的电压、电流都会超过额定值时应采用分压电路。
若题目中要求测量电路的电压从零开始或要求测多组数据，则要用分压电路。
（二）内外接电路的选择
判断方法主要有3种情况。
1.已知RA则选择内接法，因为内接法时有R测= R真+ RA所以此时没有系统误差，理论上可得到RA的真实值；同理已知RV时则采用外接法，因为外接法时有1/R测＝1/ R真+1/ RV所以这时也没有系统误差。我们在选用内外接法时应首先考虑此种方法。
2.比较法：若RV/Rχ＞Rχ/RA，则选用外接电路；若Rχ/RA＞RV/Rχ则用内接电路。也可用试触法选内外接电路。
3.试触法：如图我们分别把开关K与a,b接触，得到两组U,I数据，然后比较电压与电流的变化率（不是变化量）的大小关系，电压表变化率大，则说明电流表分压明显，则我们选择外接法，电流表率大则说明电压表分流明显，我们选择内接法。
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我们在判断的时候应依次判断，因为第一种方法最为准确没有系统误差，第二种方法较为简便。当然具体采用哪种方法应根据题目中的具体情况而定。
（三） 电压表和电流表量程的选择
1.如果题目中给出用电器的额定功率（即隐含给出此用电器的额定电压和额定电流），这种情况要从保护被测用电器的角度出发，用电流表或电压表示数来控制用电器中的电流或用电器两端的电压。
2.如果题目中没有给出用电器的额定功率，则要从保护电流表和电压表的角度出发，要求测量的电流或电压的最大值不能超过电流表或电压表的量程。
3.在电流表和电压表的量程大于测量值的前提条件下，量程越接近测量最大值越好，即表盘刻度尽可能大范围利用，一定不能只利用其中的一小部分刻度。
（四）滑动变阻器的选择
在满足实验要求的条件下，要选用阻值比较小的变阻器（阻值越小，电阻的变化越平缓，不至于使测量电路中的电流或电压增加的非常突然，在调节时比较容易控制测量的物理量的变化，即调节方便）。一般情况下分压式电路，在保证安全的前提下，电阻阻值越小越好；而限流式接法一般要求变阻器的阻值为被测电阻的2—5倍为宜。
二、几种测电阻的方法
（一）伏安法
利用伏安法测量定值电阻的类型我们的课本及各类参考书中已有详细介绍此处不再赘述。这里我们介绍一下利用伏安法测量电表内阻的类型。
例：某电压表的内阻在 20k Ω～ 50k Ω之间，现要测量其内阻。实验室提供如下器材：
待测电压表 V （量程 3V ）
电流表 A 1 ( 量程 200 μ A)
电流表 A 2 ( 量程 50mA)
电流表 A 3 ( 量程 0.6A)
滑动变阻器 R （最大阻值 1 k Ω）
电源 E ( 电动势 4V)
开关、导线
1.所提供的电流表中，应______________
( 填字母代号 )。
2.为减小误差，要求多测几组数据，试画出试验原理图 。
探究：把“待测电压表 V ”看作一个能够说出自身两端电压的电阻，且该电阻可以显示自己的电压，无需另外测量。根据欧姆定律，我们只需测出其电流即可。器材也恰恰有电流表，从理论方面讲，问题可完全解决。电流表选哪块呢？由电压表的规格可算出其满偏电流不会超过 150 μ A ，从精确度和电表的安全角度考虑，应选量程 200 μ A 的 A1 。工作电路中的滑动变阻器应采用分压式。电路图如图所示。
（二）等效替代法
原理：将电键接到1处，读出电流表A2的数值，然后将电键接到2处，调节电阻箱R1使A2的数值回到原来值，此时R1的电阻 就等于A1的内阻。
例：为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空。
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1.将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_____的读数I；
2.然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时RN的读数；
3.多次重复上述过程，计算RN讀数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值。
解析：以等效法测电流表电阻为背景考查电学实验的一般思路与方法，涉及闭合电路欧姆定律。（1）将S合向1，闭合S1，将Ro调至使Ao表指针偏转到接近满偏值的某值I，记下此示数。保持Ro不变；闭合S1将S合向2，调节RN使Ao表示数恢复到I。由于电源的电动势E、内阻r、Ro不变。因此，待测电流表的电阻等于RN。
答案：（1）Ro，Ao；（2）RN，电流表Ao的示数为I；（3）平均值。
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(三)半偏法
1.测电流表的电阻。控制条件：如果满足Rg< 原理：在K打开的情况下，调节滑动变阻器使电流表的指针指在满偏的位置上。然后，闭合开关，并且调节电阻箱R1，使电流表的指针指在半偏的位置。电流表的电阻Rg和R1相等，读出R1即可知道电流表的电阻。 2.测电压表的电阻。控制条件：如果满足Rg>R0，电路中的电流就几乎只由R0决定。电压表的电阻对电流的影响几乎可以忽略。 原理：在K闭合的情况下，调节滑动变阻器使电压表的指针指在满偏的位置上。然后，打开开关，并且调节电阻箱R1， 使电压表的指针指在半偏的位置。电压表的电阻和R1相等，读出R1即可知道电压表的电阻。 例：2007年理综全国卷Ⅱ.22(2). 有一电流表，量程为1mA，内阻Rg约为100Ω。要求测量其内阻。可选用的器材有： 电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω； 滑动变阻器甲，最大阻值为10kΩ； 滑动变阻器乙，最大阻值为2kΩ； 电源E1，电动势约为2V，内阻不计； 电源E2，电动势约为6V，内阻不计； 开关2个，导线若干。 采用的测量电路图如图所示， 实验步骤如下： （1）断开S1和S2，将R调到最大； （2）合上S1，调节R使 满偏； （3）合上S2，调节R1使 半偏，此时可认为 的内阻Rg＝R1。试问： ①在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选 ；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择 ；电源E应该选择 。 ②认为内阻Rg＝R1，此结果与的Rg真实值相比 。（填“偏大、偏小、相等”） 解：①根据半偏法的测量原理，R1必须选R0；由于电流表的满偏电流很小，要求R1的阻值很大，故R应选滑动变阻器甲，电源选择E2，误差较小。 ②根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得： Ig=■ I总=■ 合上S1，调节R使电流表满偏 合上S2，调节R1使電流表半偏 故：I总＞Ig 所以，通过电阻箱的电流IR1：IR1＞IgR1=■<■=rg 用U表示电阻箱两端电压，即：rg＞R1 故认为内阻rg＝R1，此结果与 rg真实值相比偏小。 一、考查全面, 重点突出 从总体上来说, 物理实验的考查在高考中是以笔试的形式进行的, 通过考查一些设计性的实验来鉴别考生实验的“迁移”能力、创新能力。实验部分在理综试卷中占有较大的比重 (17分左右) , 区分度和难度较高。通过对高考电学实验试题的分析, 可以看出当前高考实验考试的总趋势是:一是利用考纲所列实验的原理、方法和器材重新组合, 推陈出新;二是把重点放在实验和器材测量的原理、选取、数据处理和结论获取的方法上;三是适量编制设计性、探究性实验, 进行考查。 由于连续几年高考中均出现电学实验, 虽然形式多样, 但考查的特点还是比较清晰的。比如实验能力的考查多集中在电阻的测量上。这几年高考, 几乎所有电学实验都是以测电阻为背景, 如2003年考查伏安法测电阻;2004年、2006年分别考查电表内阻的测量;2005年考查电源电动势和内阻的测量。归根结底考查的实验原理均为欧姆定律R=U/I, 因此对电阻的测量, 都是在用各种方法寻找电压U和电流I。 实验试题的设计体现了“来源于教材而不拘泥于教材”的原则。2004年全国卷Ⅰ第22题考查电压表内阻的测量方法———半偏法, 直接来源于课后学生实验———把电流表改装成电压表, 但改测电压表内阻, 考查了考生的实验迁移能力;2005年全国卷测电源的电动势和内电阻, 也是直接来源于课后学生实验———测定电源电动势和内电阻, 但又高于课本, 不能简单照搬课本实验电路图。只有真正理解了实验原理和实验方法, 才能达到灵活运用学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理实验相关问题的能力。由此可见, 课本实验不可小视, 并且要从中有所提升。 能力的考查比较全面, 其中涉及误差的分析、利用图像或公式处理数据、有效数字的保留等, 对实验分析能力、利用数学解决物理问题的能力都有所考查。 注重对考生课后实验的挖掘, 同一实验器材, 完成不同的实验目的———一“材”多用, 如2002年全国高考第29题, 考查利用“验证玻意耳定律”的器材来测量大气压强p0;2007年全国高考理综卷Ⅰ第22题, 考查利用“验证动量守恒定律”的器材验证弹性碰撞的恢复系数等。 二、复习应注重超越课本 根据以上分析可知, 高考实验考查能力较高, 那种只背实验原理、步骤, 讲实验操作、过程的做法已经不能很好地应对今天的高考了。仅仅能独立完成大纲规定的实验, 知道怎样做还不够, 还应该搞清楚为什么要这样做, 要真正领会其中的实验方法, 并会将这些方法迁移到新的情景中去, 在新的情景中加以应用。 第一, 在平时复习中要注意养成良好的学习物理实验的习惯。有些学生侧重实验的记忆, 把课本上实验原理、实验器材和实验步骤等, 像背语文课文一样背诵下来, 这样是绝对不可能提高实验能力的。这样做极不适应现代高考实验考查的趋势, 因为高考物理实验考查的是实验的迁移能力、创新能力等。对于一个实验正确的学习方法是遵从以下步骤:明确目的———尝试原理———选择器材———确定步骤———误差分析。学习每一个实验, 应该先明确实验目的, 然后根据实验目的结合自己所学的知识, 尝试思考实验原理。围绕敲定的实验原理, 确定实验器材, 根据实验器材, 确定实验步骤, 依据实验原理进行误差分析。因为同一实验目的, 它可能存在不同的实验原理, 所以我们通过尝试思考实验原理的方法, 就可以拓宽思路, 提升能力。如果学生提前知道实验原理, 就可能造成先入为主的思维定势, 使思维受到限制。 第二, 重视课后实验, 熟悉基本实验器材的使用, 争取最大限度地做到一“材”多用, 如利用测定金属丝的电阻率实验器材, 能否测定极细金属管的内径;利用描绘小灯泡伏安特性曲线的实验器材, 能否测定小灯泡的额定功率。演示实验、做一做等也在高考考查范围之内, 同样也要注意挖掘。 第三, 平时多总结一些实验方法及题型, 积累一定的经验, 作为自己知识的储备, 增强解决实验问题的能力和信心。如对电阻的测量有很多种方法:伏安法、替代法、半偏法、多用电表测电阻等;测定电源电动势和内电阻的方法有:伏安法、两阻 (定值电阻) 一表 (电压表或电流表) 法、一箱 (电阻箱) 一表 (电压表或电流表) 法等。 第四, 树立“转换”思想, 开拓设计性实验的思路。要提高设计实验的能力, 必须认真体会物理教材上的实验思想。其实物理教材蕴含大量的实验设计方法。善于联想对比, 拓宽知识, 如利用半偏法测定了电流表的内阻, 那能不能利用半偏法测定电压表的内阻;根据电流表的校表电路, 能不能设计电压表的校表电路。 例1我们知道, 在电压表、电流表的电阻非理想的情况下, 不论采用图1-1, 还是采用图1-2的电路测Rx电阻, 电表电阻影响总是存在的.若采用图1-3的电路, 则可以无系统误差.请叙述操作步骤、记录数据并写出Rx的表达式. 解析:1.操作步骤及数据记录: (1) 将电键S2接2, 闭合电键S1, 调节滑动变阻器RP和RW, 使电表读数接近满量程 (以减少全实验过程中的读数误差) , 但注意不要超过量程, 记录此时电压表、电流表的读数U1、I1. (2) 将电键S2改接到1 (滑动变阻器RP的阻值保持不变) , 记录此时电压表、电流表的读数U2、I2. 2. 数据处理及结论 (1) , 其中RA为电流表电阻. (2) . “巧妙之处”在于巧妙避免了伏安法测电阻时的电表电阻对实验结果的影响中有共同的 (RP+RA) , 之差正好为Rx, 避开了电表电阻对测量值的影响. 例2现有一个特殊电池, 它的电动势E约为9V, 内阻r约为40Ψ.为了测定这个电池的电动势和内阻, 某同学利用图2-1所示的电路进行实验, 图中的电流表电阻RA已经测出为5Ψ;R为电阻箱, 阻值范围0～999.9Ψ;已知该电池允许输出的最大电流为50mA, 保护性定值电阻R0为150Ψ. 该同学接好电路, 闭合开关K, 调节电阻箱的阻值R, 记录多组对应电流I的数值, 作出图2-2所示的图线, 继而, 求得电池电动势E=_________V, 内阻r=________Ω. (保留2位有效数字) 解析:由闭合电路欧姆定律得, 可得. 取横坐标为 (R+R0) , 纵坐标为, 为图线斜率, 图线纵轴截距, 能得出r=45Ω. “巧妙之处”在于巧用电阻箱及实验图像测定电源电动势和内阻.1.若选取I、R为函数、变量, 图线为曲线, 不利于解决问题.2.若横轴取R, 纵轴截距较大.如图2-2所示坐标系中, 横轴选取 (R+R0) 适中. 例3在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中, 备有下列器材: (1) 干电池 (电动势约为1.5V, 内电阻小于1.0Ω) (2) 电流表G (满偏电流2mA, 内阻Rg=10Ω) (3) 电流表A (0～0.6A, 内阻RA=1.0Ω) (4) 滑动变阻器R (0～20Ω, 10A) (5) 定值电阻R0=990Ω (6) 开关、导线若干 (1) 请在虚线框内画出利用所提供的器材完成实验的电路图. (2) 某同学根据上述实验电路, 绘出如图3-2所示的I1-I2的图线 (I1为电流表G示数, I2为电流表A示数) , 由图线可求得电源电动势E=_________V, 内阻r=_________Ω. (保留到百分位) 解析: (1) 1.无直接可用的电压表, 但将电流表G与定值电阻R0串联起来, 可组成一个量程为2V的电压表 (用于测量电动势约为1.5V的路端电压适中) .2.考虑到电池内阻不是远大于RA, 需将改装成的电压表直接测量电池的路端电压. 实验的电路图如图3-1所示. (2) 1.注意到I1 (Rg+R0) 为电池路端电压, 这样将图3-2中的纵坐标数值视为路端电压数值.2.要注意到纵坐标值“是从1.0开始的”.3.将图线斜向左上方延长, 得纵轴截距坐标值为1.48, 知电源电动势E=1.48V (允许误差±0.02V) .4.内阻 (允许误差±0.02Ψ) . “巧妙之处”在于巧借电表改装, 获取所需要的电压表, 完成测定电源电动势和内阻.1.将电流表G与定值电阻R0串联起来, 组成一个量程为2V的电压表.2. (1) I1 (对应路端电压) 为图像的纵坐标, I2为图像的横坐标, 对应出现了我们熟悉的“U—I”图线. (2) 纵坐标值“是从1.0开始的”和单位取mA, 避免了所获取的数据点只分布于坐标系中的小区域内, 从而减少了实验误差. 例4有一内阻未知 (约为25kΨ～30kΨ) 、量程未知 (约为25V～30V) , 共有30个均匀小格的直流电压表V.某同学在研究性学习的过程中, 想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆档内部电源的电动势, 如图4-1所示.已知他从多用表刻度盘上读出电阻刻度的中间数字为30. (1) 请你将他的正确实验电路连接起来;请写出他在实验过程中, 欧姆档的选择开关拨至倍率“×________”档. (2) 实验中该同学读出电压表的读数为U, 欧姆表指针所指的刻度为n, 且实验过程中, 一切操作都是正确的, 请你导出欧姆表电池的电动势表达式E=___________. 解析: (1) 1.使用多用表的欧姆档时, 启用了多用表内的电源;使用欧姆档时, 电流是从插入“-”孔的黑表笔流出的;电流应从电压表的“+”接线柱进入.正确实验电路连接图如图4-2所示. 2. 欧姆档倍率选择的依据是指针处于“1/5倍中值电阻到5倍中值电阻” (或1/3的满偏到2/3满偏) 范围内;指针处于越接近半偏刻度 (电阻刻度的中间位置) 的位置误差越小. 一、掌握基本电学仪器使用方法及实验技能 电学实验要求会正确使用的仪器主要有:电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等. 1. 小量程电流表,它有3个参数,即满偏电流(几百微安到几个毫安)、内阻(几百到几千欧)及满偏电压(由欧姆定律确定).这样的电流表,又称电流计、检流计或灵敏电流表,它不能直接用于电路中电流或电压的测量,常常用来检验电路中是否有电流或改装成电流表(大量程)、电压表或欧姆表用.一般来说在中学阶段,电流表、电压表测量时应保证指针超过满量程的1/3以上,而欧姆表则要求指针在中间刻度范围内偏转.关于指针式电表的读数问题,目前,尚无统一的标准,但在命题设计时,一般作了隐性的约定(给出数据表,在表中已给出相关读数)或显性的要求(提出保留几位小数),大多数情形下,读数读到最小分度的下一位. 2. 多用电表可测电阻、电压和电流,考纲要求会正确操作、读数,以及检测电路故障等. 3. 滑动变阻器有两种连接方式,即限流式和分压式,要求能够根据测量电路的特点正确选择电源供电方式. 4. 电阻箱是一个非常特殊的电阻,它能读出电阻阻值,在实验设计中常常用来分压、分流、等效替代等,具有较大的灵活性. 例1(2009年全国课标卷Ⅰ)如图1所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号.在开关闭合后,发现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点.(1)为了检测小灯泡及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的__挡.在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的_____挡.(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明____可能有故障.(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤_______. 分析:(1)在1、2两点接好的情况下,由于电路存在电源,应当选用多用电表的电压挡检测,若选电流挡易造成表头烧坏、电源短路;若选欧姆挡则有可能造成短路、指针倒转.在1、2同时断开的情况下,应选用欧姆挡,直接测量某段电路的电阻即可. (2)电压表示数接近电动势,只有一种可能,即电压表与灯泡串联接入电路,电压表内阻极大,分得大部分电压,说明开关或连接点5、6两点断路. (3)(1)调到欧姆档(2)将红黑表笔相接,进行欧姆挡调零.(3)测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障.(灯丝断或灯座接触不良) 点评:本题以多用电表检测电路故障为背景,考查考生使用多用电表解决实际问题的能力.第(3)问具有适度的开放性,用欧姆挡检查线路或元器件的通断,是多用电表用得最多的一个功能,考生应当掌握此功能的用法.试题难度适中. 二、理解基本电学量的测量方法及误差理论 考试大纲规定的学生实验有:测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)、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、传感器的简单使用等.教材上对上述实验均有比较翔实的介绍,复习中应注意理解和掌握上述实验的目的、原理、方法、步骤、数据处理和误差分析等.基本电学量的测量包括:测定值电阻、电压表内阻、电流表内阻及电源的电动势和内阻等. 例2(2015年江苏物理试题)小明利用如图2所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻. (1)图2中电流表的示数为____A. (2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下: 请根据表中的数据,在图3所示的方格纸上作出U-I图线.由图线求得:电动势E=_____V;内阻r=______Ω. (3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合.其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为______. 分析:(1)电流表最小分度为0.02 A,读数时读到百分位或千分位均可.但题给的记录表中,电流示数读到百分位,按题中要求答案为0.44 A.(2)描点作图是实验最基本的要求,描点前需要确定图像中两个坐标轴的分度,描点时应使大多数点过直线,不在直线上的点均匀分布在直线两侧即可,U-I图线如图4所示.由纵轴截距得电动势为1.60(1.58~1.62都算对).内电阻r=|ΔU/ΔI|=(1.60-1.00)/(0.48-0)Ω=1.25Ω.(3)干电池长时间使用后,电动势减小、内阻增大.从而导致实验误差增大. 点评:测量电源的电动势和内阻的实验是典型的电学实验.该题考查了电流表读数、描点作图、误差分析等考点.人教版教材中给出的方法是伏安法,即本例中的方法.该方法的误差源于电压表的分流,该实验在处理数据时,纵轴的取值不从0开始,是出于减小偶然误差之考虑. 三、领悟探究性实验的设计要点与反思评价 探究能力主要是指对未知问题的研究,是在这个前提下提出的问题、确认变量、作出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据作出合理的判断等.在实验试题中,科学探究的考查主要体现在反思评价方面,即“对结论进行分析和评价”、“能发现问题、提出问题,并制订解决问题的方案”和“能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器处理问题,包括简单的设计性实验.”[3] 例3(2015年海南物理试题)某同学利用图5所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化.实验中使用的器材为:电池E(内阻很小)、开关S1和S2、电容器C(约100μF)、电阻R1(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ)、电压表V(量程6 V)、秒表、导线若干.(1)按图5所示的电路原理将图6中实物图连线. (2)先闭合开关S2,再断开开关S2;闭合开关S1,同时按下秒表开始计时.若某时刻电压表示数如图7所示,电压表的读数为______V(保留2位小数). (3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U,记录的数据如下表所示,在给出的坐标纸上(图8)绘出U-t图线,已知只有一个数据点误差较大,该数据点对应的表中的时间是_______s. (4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是_______. 分析:(1)连线略;(2)电压表的量程为6 V,最小分度值为0.1 V,读数为3.60 V.(3)U-t图像如图9所示,由图像可得一个数据点误差较大的是40 s.(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用使充电的电容器很快放电,以便多次测量. 点评:试题以探究电容器充电时两极板间的电压随时间的变化规律为情景,考查考生基本的实验能力、探究能力和科学素养.通过实物连线、电表读数、描点作图、误差分析及反思评价等方面考查,能有效地鉴别考生实验能力的高低.特别是第(4)问,如果从多次测量,进而减小偶然误差的视角来分析则可以深入问题的本质. 参考文献 [1]教育部考试中心.2015年普通高等学校招生全国统一考试理科综合科考试大纲的说明[M].北京:高等教育出版社,2015. 1、电表接法及量程选择 电表的接通在实际的实验过程中由于内部电阻的存在, 多少会产生一定的误差, 从而影响实验的最终结果。因此为了减少实验误差, 提高实验的精确度, 保障实验的操作质量, 需要根据实际的实验需求, 选择合理的电力实验器材, 并根据规定处理好器材的相关配置。因此, 在实际操作的时候一定要合理的选择电流表和电压表的度量量程, 做好相关电阻、电表器的接法。 第一步, 在选择电表的接法上, 我们有两种判断方法: 第一, 如果电力表的内部阻力RA已知, 那么电流表的电阻RV和待测电阻RX的阻值可以根据公式进行判定, 若RX/RA > RV/RX ( + 1) 时, 就表明要测电阻和电流表的实际电阻差别较大, 应该采用电流表内接法, 反之则应该采用电流表的外接方法。具体情况如下图1 所示。 第二步, 如果电压表在实验测试的是端路电压时, 那么电压表的示数是不会超过实际电源电压值的, 即电路的电压变化最大值。如果电压表测量的是两端的电压, 此时的电阻额定电压、额定电流、额定电功率和电阻这四个物理量是可以通过公式计算得出的。如果知道其中两个物理量的值数, 就会得出其他两个未知物理量的数值。根据各种数值的变化情况来判断选择合适的电表量程或者电路接法。 2、滑动变阻器作用及选择 滑动电阻作为电学实验中一个重要的电量仪器, 其重要的调控元件经常会使用在电路之中, 用来调控电路中的电流, 以此满足实验的实际需求。滑动电阻的接法一共分为两种: 一种是分压式接法, 一种是限流式接法。具体如图2 所示。 当实验中涉及到滑动变阻时, 应该遵循以下的接入原则: ( 1) 在实际操作中, 负载上的电压或者是电流一定要有足够大的范围, 而且应该从0 开始调节, 此时应用分压式的连接方法, 例如测试“小灯泡的伏安特性曲线”的实验中, 就是采取了此种原则。 ( 2) 如果在实际的操作试验中, 变阻器中的电阻小于负载电阻或者电路中串联其他电阻的阻值时, 滑动变阻器就不能够有效的控制电压和电流, 此时应该采用分压式的接法。 ( 3) 如果在实际的实验操作中, 提供的电表和其他电源件的耐压能力较小, 应该采用分压的连接方法。 ( 4) 若在实际操作试验中没有明确的要求, 电压的实际变化范围也不是很大, 其他的电源件压力要求也不是很高时, 两种接入方式都可以选择。考虑实验的操作方便性, 滑动变阻器的接法不同, 对于电阻的要求也会不同, 因此要根据实验要求进行合理选择。对于阻值较小的变阻器来说, 可以采用分压式的接法; 如果是阻值较大的变阻器, 就应该采用限流式的接法。另外, 由于电池的内阻力较小, 在测试 “用电流表和电压表侧电池的电动势和内阻” 的时候, 为了减少实验误差, 电表应该采用外接法。 3、实验仪器读数以及数据处理 对于实验仪器上的读数, 一定要严格根据实验仪器的计量和实际显示数据进行读取, 有时一些实验仪器的数据要根据具体的实验需求进行公式转换, 因此一定要避免电学实验中常出现的 “马虎”问题而导致的实验数据不准确的情况。 4、结语 综合以上分析我们可以看出高中物理电学实验中的重点和难点, 电学知识的复杂性、综合性都为电学实验的操作带来很大的挑战。因此我们应该充分的熟知高中物理电学的理论知识, 并在实践操作中不断积累经验, 及时分析和整理常见的实验问题, 为后续物理电学实验打下基础。对于高中学生而言, 不能一味的只学习理论知识, 而忽视对自身动手能力的培养, 不能光看而不参与其中, 应该积极主动的从书本转化到实际操作上, 只有这样才能掌握更多的电学知识, 不断解决在实际操作中遇到的问题, 从而真正在生活中做到学以致用。 参考文献 [1]马国伟.高中物理常见电学实验问题浅析[J].中国科技创新导刊, 2011 (09) . 【关键词】职高物理；物理电学；电学实验教学 物理学科是高职院校的必修专业课程之一，对于培养学生的科学探索精神和基础技能知识起着十分重要的作用。物理学是一门以实验为基础的自然学科，实验教学是物理教学的重要方法之一，而电学实验教学又是物理实验教学中的重点和难点内容。电学的基础理论知识本身具有一定难度，其实验操作也显得深奥难懂，它要求学生不但要熟练了解常见的实验仪器、熟悉电路图，还要能够学会设计电学实验中的电路图，这就让许多职高学生都望而却步。为了改变学生对物理电学实验的这种“畏惧感”，就必须改革职高物理电学实验教学的策略，转变学生观念，从真正意义上提高物理教学的效率，提升学生的综合素质和核心竞争力。 一、熟悉常见实验仪器及其选择原则 实验的前提就是要选择适合的实验仪器，这是关系着实验是否成功、实验结果是否精确的关键。电学实验中常见和常用的实验仪器有定值电阻、变阻器、电流表、多用电表、电压表、螺旋测微器以及游标卡尺等等，它们在电路中还有着专门的符号标示。我们不仅要了解和认识这几种仪器，还有知道它们的用途、工作原理及使用方法等。例如变阻器的工作原理就是通过改变电阻线的长度来改变自身的电阻值，从而达到改变电路中电流的目的；其种类分为滑动变阻器和电阻箱。当然，作为一名职高学生除了要熟悉基本电学实验中所遇到的实验仪器，对于日常家庭生活中常见的电路器材也要有所了解，如测电笔、保险丝、电能表等。 对于电学实验仪器的选择具有一定的原则性，而并非随意、盲目地选择的。因为，如果实验仪器选择得当，可以简化实验操作步骤、减少实验误差、使得实验过程顺利完成。在职高物理电学实验仪器的选择时要注意以下三点：第一、要注意安全性。电学实验若仪器选择不当，很容易发生仪器损坏、并带来安全隐患，所以实验前选择仪器时，一定要注意这一点。比如选择量程合理的电流表和电压表，电源的最大电流不能超过其额定电流等。第二、要注意方便操作。物理实验的意义就是通过动手操作来验证物理理论，从而更加深刻地认识自然界的客观规律。如果实验过程过于复杂，实验步骤让学生感觉凌乱、摸不着头脑，那么就失去了做实验的意义。所以，在选择实验仪器时，要选择方便安装实验装置、方便实验操作、调节与演示的仪器。比如选择滑动变阻器的时候，不仅要考虑它的阻值范围和额定电流，还要考虑是否方便调节其阻值的大小。第三、要注意精确性。只有实验仪器选择得当，实验数据才会更精确，实验结果才会更具真实性和可信度。但这并不意味着仪器的精度越高越高，相反是要精度适宜。例如将安培表和伏特表接入到电路之中时，其指针偏转刻度要满足超过满刻度的三分之二，才能保证实验结果的准确。 二、掌握常见电路图及其设计方法 了解了实验仪器和选择仪器的基本方法之后，还需要掌握常见的电路图，懂得如何设计电路图，这也是电学实验操作必备的基本功。首先，职高学生要了解物理电学实验中最常见的几种基本电路图：①半偏法测电流表或电压表电阻的电路图；②用伏安法测电阻的电路图；③运用伏安法、伏箱法或安箱法测定电源内阻和电动势的电路图；④运用分压式电路测定电压功率的电路图等。不仅要对这四类电路图熟记于心，还要学会分析它们的工作原理，例如第②类电路图其工作原理是著名的欧姆定律。看电路图的时候，也要掌握诀窍：要从电源正极出发，看电流的流动方向；根据电器两端是否有别的电器，分析其电压是否为电源电压；对于过于复杂的电路图，可以将其画出来，并将其中枝枝叶叶的地方删掉移除，保证电流流动方向不变，然后进行简化分析。 了解了电学实验中基本的电路图和分析方法，接下来就是要学会如何设计电路实验图。首先，要让学生明白每一个电学实验的操作原理，这是设计电路图的关键之所在。例如“用伏安法测小灯泡的电阻”实验，如果学生们知道这一实验原理是欧姆定律，那么就会自然而然地想到：应该选择多大量程的实验仪器，如何将滑动变阻器、小灯泡、电源灯等进行正确连接，如何连接电流表和电压表等。然后，再按照“横平竖直，转角处无原件”的原则，将对应的电路图设计出来。 三、鼓励学生动手操作、训练实践能力 熟悉了实验仪器和电路图，最后就是动手操作了，也是物理电学实验教学中的最关键一步。例如将设计好的电路图亲手连接一次，根据电路图中电流的流动方向，将原件依次连接起来，做到“先主后支”。通过亲手操作，学生不仅明白了物理电学实验中应该做什么、不应该做什么、应该如何做，还训练了学生的动手能力、实践能力，加深了学生对物理电学原理和理论的认识和理解。 总之，通过学生们的大胆想象、思考和创新，或许会有更多的惊奇发现。在操作和观察这些趣味实验的同时，学生们便会积极开动脑筋思考，分析它的实验原理是什么，实验成功或失败的原因是什么。由此，通过实验操作，学生们的思维能力、动手能力以及自主探索的能力都得到了锻炼和培养，对于学生综合素质的提高和今后的发展都有着积极影响。 【参考文献】 [1]王双文.高职院校物理电学教学改革初探[J].科教纵横，2012（02）. [2]曹存明.浅谈提高职高物理实验教学的有效性[J].江苏教师，2012（01）. [3]徐晓明.刍议改进职高物理实验教学的探索与研究[J].中国科教创新导刊，2011. 一、难点之一:学生读不懂题, 不知如何下手 中考电学选择题往往是变化的电路, 学生答题时面对考卷苦苦思索, 就是不知道如何下手去解决问题。究其原因是学生没有养成良好的解题习惯, 不知道如何审题。审题要诀之一:必须把变化的电路转化成几个状态下的静态电路;审题要诀之二:必须把几个状态下的静态电路画出等效图, 在图中标出已知条件, 整理之后就容易集中思路了。 例1如图所示, 电源电压不变, L1上标有“4V 2W”, L2标有“8V 4W”。当开关S接a时, L1恰好正常发光, 当开关S接b时, L2两端电压为6.4V。 (忽略温度变化对灯丝电阻的影响) , 则下列说法中错误的是 () A.电源电压是16V B.开关接a时电阻R在30s内产生的热量是120J C.开关接b时灯L2的实际功率是2.56W D.开关接a和b时, 电路的总功率之比是5:4 审题方法如前所述:想到电路实际上有两个状态, 分别画出等效电路图如下: 这样做, 整个题的条件就清楚地呈现在眼前了。 二、难点之二:对公式运用不够熟练, 解题找不到突破口 电学计算特点是物理量多、公式多, 要想在综合题中很快找到思路, 对于基本功的要求是比较高的。公式运用到什么程度就可以说熟练了呢? 我们知道:对于一个电阻, 主要有电流I、电压U、电阻R、电功率P四个物理量, 电学公式则把其中的三个物理量联系在了一起, 例如等。如果能做到在以上四个物理量之中, 已知其中任意两个, 另外两个能很快的直接求解出来, 这就达到了要求。如前例题1, 图 (1) 中对于灯L1已知了它的电压和功率, 那么电流就可以用解出, 对于灯L2, 已知了它的额定电压和额定功率, 那么它的电阻可以用解出, 再已知其实际电压, 就可以求出它的实际电流。另外, 在运用电学公式时, 特别要强调三个问题, 即同体性、同时性和单位, 这也是学生易犯错误的地方。 根据以上分析, 我们审题时应特别注意已知两个条件的那部分电路, 往往这就是解题的突破口。 三、难点之三:方程方法运用不熟练 对于多个状态的电路, 如果能在某一个状态中求出电源电压、定值电阻的阻值等, 那么求出后用到另一个状态中往往就可以得解。这对于学生来说就是一个难点了, 解决办法很简单, 就是列方程。我们知道方程就是含有未知数的等式, 列方程一定要找到一个等量关系, 这个关系我们利用得较多的就是在多个状态电路中不变的量, 例如电源电压, 如例1, 可先求得每个电路的电流分别为0.5A和0.4A, 再把每个状态下的电源电压表示出来连成等式即可, 0.5A×R+4V=0.4A×R+6.4V。从而解得R=24Ω。分析近三年河北省的电学选择题, 无一例外地都应用到了列方程的方法。 四、难点之四:比例关系不熟练 比例不仅可以作为设置的问题, 也可以作为条件。对于比例, 有很多同学只是硬背过一些结论, 如“串联电路中电功率跟电压成正比, 跟电阻成正比”, 但是根本不理解这个规律的含义、来由, 更谈不上运用了, 这是同学们解题时的一个最大障碍。如何突破这个难点呢? 我们在教学中总结比例关系时, 要引导学生认识到所有的比例关系其实都是来自于公式, 所有的正比、反比等关系都是利用公式消去等量得到的。所以分析比例最重要的是认清两个问题:一是要认清比例的主体, 二是要认清主体有什么等量关系。比如前面“串联电路中电功率跟电压成正比, 跟电阻成反比”, 比例的主体是串联的两个电阻, 而这两个电阻具有的等量关系是通过它们的电流相等, 这样利用公式U=IR和P=I2R消去两个电阻中的电流, 就可以得到这两个电阻的电功率比等于它们两端的电压比, 也等于它们的电阻之比了。所有的比例关系都如此总结, 相信同学们会理解比例关系的。同时要让学生多对比一些易混淆的比例关系, 比如一个定值电阻的发热功率比等于通过它的电流比的平方, 有的同学就把它和并联电路中电功率比等于电流比搞混了, “怎么一会儿电功率跟电流成正比, 一会儿功率比又等于电流比的平方了?”其实最关键的问题仍是比例的主体和比例的前提, 说“电功率比等于电流比的平方”比的主体是一个电阻, 等量关系是阻值相等;而并联电路中电功率比等于电流比, 比的主体是两个电阻, 等量关系是这两个电阻的电压相等。这些应该在教学中特别强调。 虽然说电学计算难度大, 但是有了前面的基础, 会审题, 能够熟练应用公式、方程、比例, 就应该比较顺利的解决中考中的问题了。下面举例说明: 例2 (2010河北) 如图所示, 电源电压保持不变, R1∶R2=1∶2。只闭合S1时, 电流表的示数为0.3A, R1消耗的功率为P1;只闭合S2时, R0消耗的功率为0.8W, R2消耗的功率为P2, 且P1∶P2=9∶8。则下列结果正确的是 () A.电源电压为12V B.R0的阻值为40Ω C.R2的阻值为20Ω D.R0先后两次消耗的功率之比为3∶2 分析:电路对应有两个状态, 把两个状态的电路图画出并标明条件, 如下: 注意到条件R1:R2=1:2和P1:P2=9:8, 这两个条件的主体都是R1和R2, 这样可以利用公式P=I2R, 求出两个电路中的电流大小之比是3:2, 即可得在电路 (2) 中的电流大小是0.2A; 又由于电源电压不变, 所以可列方程0.3× (R1+R0) =0.2× (R2+R0) , 虽不能解出电阻来, 但是结合R1:R2=1:2, 可得R0:R1:R2=1:1:2. 在电路 (2) 中R2和R0串联, 所以P2:P0=R2:R0=2:1, 所以可得P2=1.6W, 电路总功率P总=P2+P0=1.6W+0.8W=2.4W, 根据, 选项A正确. R2=2R0=2×20Ω=40Ω, 所以C错误;图1与图2中通过R0的电流之比为3:2, 根据P=I2R, 可得R0先后两次消耗的功率之比为9:4, 所以D错误。 这道题的解决就是应用了前面所叙述的方法。第一步要把等效电路图画出来, 再把条件标到图上 (注意电路变化后哪些量发生了变化, 哪些量不变) , 之后注意题目中的比例, 利用比例关系中隐藏的等量关系, 推出其余的已知条件, 再结合电源电压列方程即可求解。 综上所述, 此类问题虽然较难, 但还是有规律可循的。解决这类问题要储备有“三个两”, 即两个熟悉——熟悉公式和串并联电路关系、两个方法——方程和比例、两个清醒——清醒什么量是变化的, 什么量是不变的。具体的题分析时, 审题时要遵循剥包装、画简图、标条件的步骤进行, 很多同学觉得很茫然无从下手, 主要就是题目条件分析不透彻, 画图标条件就是解决这个问题的;做题时要从已知两个条件的部分电路入手, 找到其余部分电路的两个条件即可求解。如果电路变化, 则把它变为多个状态的电路, 利用电路不变量列方程, 如果电路中有比例关系, 则要抓住已知比例中隐藏的等量关系。 在进入中考专题复习阶段时, 可以增加此类题的复习, 但是复习过程中不可一味大量重复做题, 重要的是通过例题分析引导学生建立电学量关系的清晰认识以及电学题的分析思路, 找这类问题的共性, 讲评练习时要注重对审题和解题方法的指导, 同时增强学生解题的自信心。浅析高考电学实验的复习 篇5
四个电学实验问题的巧解 篇6
电学实验仪器的选择 篇7
对高中物理常见电学实验问题的探究 篇8
职高物理电学实验教学的策略探析 篇9
中考物理电学选择题解题方法和技巧 篇10
