陶汉斌
[摘 要]每年全国各地高考实验题是我们关注的焦点,其中电学实验题,更是常考常新,精彩纷呈。物理实验题在高考物理试题中一直占有相应的比重,高考物理力图通过纸笔实验的形式,将实验现场拍摄的场景呈现在考生面前,让考生有身临其境之感,在这样的情境下进行实验操作、体验科学探究的实验情感,进而考查考生的实验能力。虽然,高考物理实验题的面目年年新,但都是对课本实验的加工、深化与迁移,这些实验题注重考查考生的物理学科核心素养、物理实验情感,突出考查考生是否真的做过相关实验。
[关键词]电学实验;纸笔实验;现场拍摄;身临其境;核心素养;实验情感
[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2018)29-0031-03
纵观近几年的高考物理实验题,虽然试题面目年年新,但都源于课本实验,实验题的设计本着“源于教材,但又不拘泥于教材”的原则,着力体现“有利于引导学生在学习过程中重视基本实验、常规实验,注重培养和提高学生的实验能力和学科核心素养”的指导作用。我们要重视对学生基本实验操作能力的培养,认真做好教材中规定的基本实驗,理解和掌握实验内容,重视学生对实验目的、原理和方法的理解。在此基础上,促使学生能利用已学知识、原理和方法在题设的条件和情境下,按照题设要求制定实验方案,选择实验器材、安排实验步骤、设计实验数据处理方法及分析实验误差。
一、电学实验考查分析
1.电学实验命题的基本模式
每年高考电学实验试题注重考查学生的学科素养、实验情感,突出考查学生是否真的做过相关实验。命题者通过纸笔实验,考查学生认不认识相关仪器,有没有到过实验室,有没有做过相关实验。因此,在具体教学中,教师要促使学生亲自操作实验,并进行理论分析,要让学生学会用图像法处理实验数据,从而让学生在科学探究中提升物理核心素养。
近几年来,由于现代科技的发展,物理实验的考查方式也在不断创新。其基本模式就是现场拍摄实验场景,将照片呈现在考生面前,让学生模拟进入实验场景,身临其境,进行实验操作、体验实验情感。我们可用下图展示实验考查的流程:
近三年的高考物理实验试题中,出现了将相近的几个实验“类聚”在一起,考查考生的实验分析判断能力,这种“组合对比”实验是高考物理实验的新亮点。
2.电学实验考查的基本原理
实验题给学生的感觉往往是摸不着头脑,“一听就懂,一做就错”。为此,教师更要关注学生对实验原理的理解把握,让学生学会用理论来武装自己的头脑。物理实验原理是求解实验题的“航灯”,它可以让学生在解题时不迷失方向,少走弯路!
电学实验虽然复杂,但基本原理是非常简洁的,具体应关注以下三点:(1)部分电路欧姆定律[I=UR],可演变成伏安法测电阻[R=UI],测小灯泡伏安特性曲线,测金属的电阻率;(2)闭合回路欧姆定律[I=ER+r],可演变成测电源电动势和内电阻,[U=E-Ir];(3)串并联电路的原理。
二、电学实验复习策略
1.整合一条主线——伏安法
在电学实验复习的过程中,我们可以伏安法为主线,整合几个相关的电学实验,如伏安法测电阻,伏安法测小灯泡伏安特性曲线和小灯泡的电功率,伏安法测电源电动势和内电阻,这样就可以将这些实验有效地串接在一起,使电学实验更加简洁明了。
2.聚焦二个核心——电表与滑动变阻器
(1)电流表的内外接法
电表的本质是什么呢?如何选择内外接法?其实电表本身也是一个实实在在的电阻,不要把电表看成深不可测,非常神秘的东西,它毕竟也是一个非常普通的电阻。电流表、电压表、欧姆表其本质首先都是电阻,只不过电流表电阻较小,一般几个欧姆,电压表电阻较大,一般几千欧姆,而欧姆表在不同的档位其内阻可从几十欧姆到几十千欧姆变化。只不过这些电表还有自己的特异功能,电压表能测出自己两端的电压,电流表能测出通过自己的电流,而欧姆表能表达自己的内阻。它们的表头都有一个相同的灵敏电流计,其指针都是根据电流大小来偏转的,指针偏转越大电流也越大。但是电压表、电流表是通过外加的电源使其指针偏转的,而欧姆表指针的偏转是靠电表本身内部提供的电源使其指针偏转的。
正因为电表本身是一个电阻,当它接入电路时肯定会对原来的电路产生影响。当要测量某电路两端的电压时,需将电压表并联在被测电路两端,可一旦将电压表接入电路,相当于把一个较大的电阻并联在该电路的两端,使整个电路的电阻比原来小了,也就对整个电路产生了影响。当要测量通过某电路的电流时,需将电流表与被测电路串联,可一旦把电流表接入电路,相当于把一个较小的电阻串联在该电路中,使整个电路的电阻比原来大了,也就对整个电路产生了影响。在利用伏安法测电阻时,其测量电路可按以下方法选择:
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