胡冰琳

摘 要：針對(duì)目前高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課低效的原因，提出在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中進(jìn)行試題的變式訓(xùn)練。變式訓(xùn)練是指對(duì)問題進(jìn)行條件變換，讓學(xué)生能從多情景、多層次、多角度認(rèn)清問題本質(zhì)的一種教學(xué)模式。通過變式訓(xùn)練，開拓學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生思維，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：高中物理；變式訓(xùn)練；實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)

實(shí)驗(yàn)作為必考的題型在高考中有特別重要的地位，高考物理的實(shí)驗(yàn)試題對(duì)學(xué)生的能力要求較高，試題變化多樣，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)試題的解答中往往感到困難，因此搞好實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)顯得尤為重要。

目前高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課低效的原因有以下幾點(diǎn)：一是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力比較差，缺乏操作體驗(yàn)，受到思維定勢(shì)的影響，遇到實(shí)驗(yàn)題不是理性分析而是生搬硬套；二是教師通常比較注重基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，缺少橫向的變式和遷移，沒有培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)問題的基本能力，造成學(xué)生在遇到新問題時(shí)感到束手無策，找不到切入點(diǎn)，打不開思路；三是對(duì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)缺乏重視和研究，片面追求做題的數(shù)量，而忽略了試題歸類及方法的提煉。

實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課的有效策略是要完成兩個(gè)轉(zhuǎn)變：試題的選擇由題海向精選轉(zhuǎn)變；試題的講授由就題論題向借題發(fā)揮轉(zhuǎn)變。實(shí)現(xiàn)的有效途徑就是進(jìn)行試題的變式訓(xùn)練。變式訓(xùn)練是指對(duì)問題進(jìn)行條件變換，讓學(xué)生能從多情景、多層次、多角度認(rèn)清問題本質(zhì)的一種教學(xué)模式。通過變式訓(xùn)練，開拓學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生思維，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

通觀近幾年各地的高考物理試卷，可以發(fā)現(xiàn)涉及考查測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的試題很多，試題靈活多變，學(xué)生做題時(shí)感到茫然。究其原因就是沒有掌握伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本原理。測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的各個(gè)題型都是從伏安法的基礎(chǔ)上演變而來的，這是解決問題的核心。下面以測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻這個(gè)實(shí)驗(yàn)為例來說明變式訓(xùn)練在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中的有效應(yīng)用。

例 （2014北京卷）利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。

（1）應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖1中的 （選填“甲”或“乙”）。

（2）現(xiàn)有電流表（0～0.6 A） 、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：

A. 電壓表（0～15 V）

B. 電壓表（0～3 V）

C. 滑動(dòng)變阻器（0～50 Ω）

D. 滑動(dòng)變阻器（0～500 Ω）

實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用 ；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 。（選填相應(yīng)器材前的字母）

（3） 某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如表1所示，其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖2的坐標(biāo)紙上，請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫出圖線。

表1

（4）根據(jù)圖2中所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E= V，內(nèi)電阻r= Ω。

解析 本題由于0～15 V 電壓表量程太大和0～500 Ω滑動(dòng)變阻器阻值太大不可選用，這一點(diǎn)學(xué)生極易判斷，因此電壓表選B，滑動(dòng)變阻器選C。電壓表和電流表內(nèi)阻的影響會(huì)造成實(shí)驗(yàn)誤差，由于電源內(nèi)阻較小，所以乙電路中電流表分壓影響較大，因此選擇甲電路。根據(jù)測(cè)畫的圖線，電源的電動(dòng)勢(shì)等于縱軸的截距，內(nèi)阻為斜率的絕對(duì)值?？汕蟪鲭妱?dòng)勢(shì)1.50V（1.49～1.50），內(nèi)阻0.83Ω（0.81～0.85）。

變式1 某學(xué)習(xí)小組在用伏安法測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：

A.待測(cè)干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為1.0Ω）

B.電流表A（量程0—0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）

C.電壓表V（量程0—0.6V，內(nèi)阻為RV=2000Ω）

D.滑動(dòng)變阻器R（0—20Ω）

E.定值電阻R0

F.開關(guān)和導(dǎo)線若干

（1）若要較精確地測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，需擴(kuò)大電壓表量程，實(shí)驗(yàn)室中有以下四種阻值的定值電阻供選擇，則定值電阻R應(yīng)選?。?/p>

A.2000Ω B.4000Ω C.6000Ω D.8000Ω

（2）請(qǐng)畫出該實(shí)驗(yàn)電路原理圖。

（3）該小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路，測(cè)出七組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并利用測(cè)出的數(shù)據(jù)直接繪出了U—I圖線（I為電流表A的示數(shù)，U為電壓表V的示數(shù)），如圖3所示，若把電流表和改裝后的電壓表當(dāng)成理想電表，則依圖線可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E= V，內(nèi)阻r= Ω。

解析（1）由于電壓表量程V太小，直接按圖1甲連接會(huì)使電壓表很快超過量程而燒掉，本題的變式變?cè)?.6V量程的電壓表太小時(shí)，可以和提供的定值電阻串聯(lián)擴(kuò)大為量程更大的電壓表。由于電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，只要改裝為1.8V的電壓表就能滿足要求。所以選B。A選項(xiàng)電阻太小，C、D選項(xiàng)電阻太大。（2）設(shè)計(jì)電路如圖4。

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=■+Ir，可得U=■-■，由圖3可得■=0.5，可求E=1.5V，由圖3可計(jì)算斜率為0.36，通過■=0.36，求得r=1.08Ω。

變式2 在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：

A.待測(cè)的干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)電阻1.0Ω左右）

B.電流表A1（量程0—3m A，最小刻度0.1mA，內(nèi)阻為10Ω）

C.電流表A2（量程0—0.6A，最小刻度0.02A，內(nèi)阻未知）

D.滑動(dòng)變阻器R1（0—20Ω，5A）

E.滑動(dòng)變阻器R2（0—200Ω，l A）

F.定值電阻R0（990Ω）

G.開關(guān)和導(dǎo)線若干

（1）請(qǐng)畫出該實(shí)驗(yàn)電路原理圖。

（2）在該電路中，為了操作方便且能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 （填寫器材前的字母代號(hào)）。

（3）圖5為該同學(xué)根據(jù)設(shè)計(jì)的合理實(shí)驗(yàn)電路，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，電流表A1和電流表A2分別測(cè)得多組I1和I2，并畫出I1-I2圖線，則由圖線可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E= V（取三位有效數(shù)），內(nèi)阻r= Ω（取二位有效數(shù)）。

解析：（1）將內(nèi)阻已知的電流表A1與定值電阻R0串聯(lián)后可改裝成量程為3V，內(nèi)阻為1kΩ的電壓表，本題的變式變?cè)跊]有電壓表時(shí)，把電流表串上電阻改裝成電壓表。設(shè)計(jì)電路如圖6。

（2）電流表A2的最大量程為0.6A，當(dāng)電路中的總電阻為5Ω左右時(shí)，電流表讀數(shù)較準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器采用分流接法，應(yīng)選取D。

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律，I1（RA1+R0）=E-I2 r（I2>>I1），即I1=■-■I2，結(jié)合圖象的縱坐標(biāo)截距和斜率可得，■=1.48mA，■=8.5×10-4，可得E=1.48（±0.02）V，

r=0.85（±0.03）Ω。

綜上所述的2個(gè)變式測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法，都是從伏安法演變來的，只是對(duì)題中給出的具體條件而采用不同的設(shè)計(jì)電路。

高考對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾橹饕峭ㄟ^學(xué)過的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法在新情景下的應(yīng)用，來考查學(xué)生對(duì)知識(shí)遷移的能力。從題目設(shè)計(jì)來看，大多數(shù)以課本實(shí)驗(yàn)為背景，通過改變實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)儀器或增加條件限制，不脫離教材而又不拘泥于教材，體現(xiàn)設(shè)計(jì)性，開放性、探究性等特點(diǎn)，但無論試題的設(shè)問角度如何，只要在復(fù)習(xí)的過程中，抓住問題的本質(zhì)，掌握解決問題的方法，才能真正做到以不變應(yīng)萬變。