巧妙借助概念圖突破電學(xué)實(shí)驗(yàn)問題

趙健

摘?要：高考物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)原理復(fù)雜，測電阻的方法種類繁多，學(xué)生很難把握，通過引導(dǎo)學(xué)生繪制概念圖，集中呈現(xiàn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理及方法，通過對比深入理解知識點(diǎn);在概念圖中巧妙設(shè)置優(yōu)先級，通過排除法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)原理的準(zhǔn)確定位，消除思維迷茫，提高處理相關(guān)問題的效率。

關(guān)鍵詞：概念圖;測電阻的方法;電學(xué)實(shí)驗(yàn)

高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)是歷年來高考的必考題型，近幾年來的考查不斷推陳出新，命題逐漸由考查知識向考查能力轉(zhuǎn)變，要求學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由機(jī)械記憶向靈活變通和遷移應(yīng)用轉(zhuǎn)變，側(cè)重考查實(shí)驗(yàn)的原理和方法。由于“電阻的測量”方法種類繁多，電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，可供選擇的器材靈活多樣，本身就是一個龐大繁雜的系統(tǒng)，再加上學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理、電學(xué)儀器的選擇把握不準(zhǔn)，導(dǎo)致思維混亂，時常出錯;由于缺乏對實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行明確的分類歸納，導(dǎo)致在全新的實(shí)驗(yàn)情境下，學(xué)生容易迷失方向，找不到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理，無法設(shè)計(jì)出合理可行的創(chuàng)新方案。

雖然電學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性強(qiáng)，但萬變不離其宗，“題在書外，理在其中”，通過繪制概念圖，將不變的基礎(chǔ)知識、實(shí)驗(yàn)原理、基本方法進(jìn)行集群呈現(xiàn)，創(chuàng)造機(jī)會從全局的高度通過對比認(rèn)識不同實(shí)驗(yàn)原理，理清思路，避免思維混亂;通過在概念圖中巧妙設(shè)計(jì)優(yōu)先級，利用排除法快速定位實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)方向，掌握實(shí)驗(yàn)原理選擇的基本技能;在明確的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)技能的支持下，才能促進(jìn)知識在新情境下的變通和遷移。

一、 明確電路整體結(jié)構(gòu)

除“測量電源電動勢和內(nèi)阻”外，其他電學(xué)實(shí)驗(yàn)的電路結(jié)構(gòu)都由測量電路和控制電路兩部分構(gòu)成，如圖所示。

二、 兩種控制電路的選擇

為了在實(shí)驗(yàn)中獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般都會用滑動變阻器對電路進(jìn)行控制，滑動變阻器在電路中有兩種接法：分壓式接法和限流式接法。

（一）設(shè)置優(yōu)先級

限流式接法節(jié)能環(huán)保，優(yōu)先級設(shè)置為1級，分壓式接法設(shè)置為2級，在兩種接法都可使用時優(yōu)先考慮限流式接法。

（二）根據(jù)關(guān)鍵詞選擇

凡題目要求：“描繪伏安特性曲線”“電壓從0開始調(diào)節(jié)”“數(shù)據(jù)變化范圍大（可通過圖表、特性曲線、多組數(shù)據(jù)反映）”都必須選擇分壓式接法。

（三）根據(jù)滑動變阻器與待測電阻的阻值大小關(guān)系來判斷

大電阻（R滑Rx采用分壓式接法便于調(diào)節(jié)與測量，小電阻（R滑≥Rx采用限流式接法便于調(diào)節(jié)與測量。

（四）最后進(jìn)行安全性核查

在限流式接法中，估算電路的最小電流如果超過電表的量程或各器件的額定電流，換用分壓式接法;在分壓式接法中，滑動變阻器和電源回路的電流超過了器件的額定電流，換限流式接法。

三、 五種測電阻方案的選擇

測電阻的方法有很多種，為了避免思維混亂，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理歸納為等效法、半偏法、電橋法、伏安法、差值法5類。