以不變應萬變

【摘要】本文通過對歷年高考真題的分析，總結常見的重要考點和題型，并探討應對這些命題的有效解法，強調掌握實驗技巧以及培養(yǎng)綜合分析能力的重要性，旨在為考生提供有效的備考策略，幫助他們在高考電學實驗部分取得優(yōu)異成績．

【關鍵詞】高中物理；電學實驗；解題解法

電學實驗作為高考物理的重要組成部分，一直以來都是考查的重點和難點．隨著教育改革的不斷推進，高考電學實驗的命題形式和考查內容也在不斷變化，但其中仍存在一些不變的規(guī)律和核心要點．

1 高考電學實驗的命題規(guī)律分析

縱觀近年來的高考電學實驗試題可以發(fā)現(xiàn)，電學實驗的命題主線有兩條：圍繞測電阻進行命題和基于閉合電路歐姆定律進行命題．往往以基本的電學概念、定律和公式為基礎，對電流表內接法與外接法的選擇、滑動變阻器限流接法與分壓接法的判斷等知識點的考查頻率較高，要求考生能夠根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行正確的處理，如繪制圖像、計算平均值、分析誤差來源等，評估實驗結果的準確性和可靠性．大多數(shù)情況下，在傳統(tǒng)實驗的基礎上，通過改變實驗條件、增加新的儀器或探究新的物理量等方式進行創(chuàng)新與拓展，考查考生的創(chuàng)新思維和知識遷移能力．

2 圍繞測電阻的命題思路與解法

例1 某實驗小組用如圖1所示的電路圖測量長度為L、粗細均勻的電阻絲Rx的電阻率．實驗器材有：表頭G（0～200μA）；5號干電池一節(jié)（電動勢為1.5V）；滑動變阻器R1（0～100Ω）；滑動變阻器R2（0～10kΩ）；待測電阻絲Rx；粗細均勻的電阻絲AB；電阻箱（0～999.9Ω）；開關S；導線若干．

（1）實驗小組用螺旋測微器測量電阻絲Rx的直徑，示數(shù)如圖2所示，則其直徑d=________mm；

（2）實驗中滑動變阻器應選用________（填“R1”或“R2”）；

（3）實驗小組將滑動變阻器滑片調至最左端后，閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器使其滑片處于合適位置，調節(jié)電阻箱，使其示數(shù)為R，然后調節(jié)滑片P，________（填操作步驟），記錄AP，BP的長度L1、L2．則待測電阻絲的阻值Rx=________（用題中所給物理量的字母表示），待測電阻絲的電阻率ρ=________（用題中所給物理量的字母表示）；

（4）重復（3）的操作，測出多組Rx，ρ的數(shù)據(jù)，分別取平均值，則待測電阻絲電阻的理論測量值________（填“大于”“等于”或“小于”）真實值．

解析 （1）螺旋測微器的讀數(shù)即電阻絲的直徑d=1+0.500=1.500mm．

（2）實驗中電阻箱的阻值為（0～999.9Ω），滑動變阻器采用限流接法，故滑動變阻器應選用阻值較大的R2．

（3）實驗小組將滑動變阻器滑片調至最左端后，閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器使其滑片處于合適位置，調節(jié)電阻箱，使其示數(shù)為R，然后調節(jié)滑片P，使表頭的示數(shù)為0，說明Rx的分壓與L1分壓相同，有URx=U·RxRx+R=UL1=U·RL1RAB=U·L1LAB=U·L1L1+L2，即RxRx+R=L1L1+L2，解得Rx=RL1L2．

根據(jù)電阻定律R=ρLS得待測電阻絲的電阻率ρ=RSL=πRL1d24LL2．

（4）重復（3）的操作，測出多組Rx、ρ的數(shù)據(jù)，分別取平均值，可減小偶然誤差，此實驗表頭內阻不影響實驗原理，無系統(tǒng)誤差，因此待測電阻絲電阻的理論測量值等于真實值．

點評 本實驗是測量電阻絲的電阻率，無論是測量電阻絲的電阻率還是描繪小電珠的伏安特性曲線，核心內容都是測電阻．因此，測電阻的基礎實驗和創(chuàng)新實驗是電學實驗的一條重要主線，解題的關鍵是熟練掌握測電阻的各種方法．

3 基于閉合電路歐姆定律的命題思路與解法

例2 有兩節(jié)完全一樣的干電池，某實驗小組設計了如圖3甲所示的電路圖來測量一節(jié)干電池的電動勢E和內阻r，設電壓表（阻值極大）的示數(shù)為U，電阻箱的接入阻值為R，回答下列問題：

（1）根據(jù)圖3甲所示電路圖，在圖3乙中用筆畫線代替導線連接實物圖；

（2）閉合開關S1，S2，改變電阻箱的接入阻值R，R－1－U－1圖像是圖3丙中“1”或“2”中的一條，寫出這條線的表達式R－1=________（用E，r，U，R來表示）；斷開開關S2，閉合開關S1，改變電阻箱的接入阻值R，則R－1－U－1圖像是圖3丙的圖線________（填“1”或“2”）；

（3）根據(jù)圖3丙所給的已知條件可得，一節(jié)干電池的內阻r=________，電動勢E=________，圖丙兩條圖線的斜率均為k=________（均用“a”或“b”來表示）．

解析 （1）用筆劃線代替導線連接實物圖如圖4所示．

（2）閉合開關S1、S2，有E=URR+r，整理可得R－1=ErU－1－1r，同理斷開開關S2，閉合開關S1，由閉合電路歐姆定律可得2E=URR+2r，整理可得R－1=ErU－1－12r，由截距大小可知斷開開關S2，閉合開關S1對應的圖線為1，閉合開關S1、S2對應的圖線為2．

（3）由圖丙圖線1可得－12r=－b，可得r=12b；由圖丙圖線2可得0=Era－1r，可得E=1a；圖丙兩條圖線的斜率為k=Er=2ba．

點評 電學實驗的另外一條主線是以閉合電路歐姆定律來命題，基礎實驗包括：測量電源電動勢和內阻、多用電表的原理及其使用．按這條主線命制的試題，其解題的關鍵是根據(jù)實驗電路圖和閉合電路的歐姆定律列出方程，再結合圖像進行求解．

4 結語

高考電學實驗雖然命題形式多樣，但只要抓住其不變的核心規(guī)律，掌握有效的解題方法，注重基礎知識的積累和綜合能力的培養(yǎng)，就能夠以不變應萬變，在高考中取得優(yōu)異的成績．同時，教師在教學過程中應注重培養(yǎng)學生的科學思維和探究精神，提高學生的實驗素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，為學生的未來發(fā)展奠定堅實的基礎．

參考文獻：

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［2］劉煥君.高考物理電學實驗的“不變”與“萬變”［J］.數(shù)理天地（高中版），2023（24）：14-15.

［3］趙波，李春密.近六年全國新課標卷電學實驗熱點問題高考試題評析與啟示［J］.理科考試研究，2023，30（13）：36-41.