林芳+毛連舜
摘 要: 本文從電學(xué)實驗中常見的U-I圖出發(fā),找到解決圖像問題的關(guān)鍵技巧是找到問題的本源,寫出橫、縱坐標相關(guān)的關(guān)系式,而后變形成學(xué)生熟悉的數(shù)學(xué)函數(shù),從函數(shù)的斜率、截距等方面分析,從而推廣到陌生的電學(xué)實驗R-L圖像等問題中,提高高三復(fù)習(xí)效率。
關(guān)鍵詞: 圖像 函數(shù) 斜率 截距
從歷年各地高考卷及模擬卷中可以看出,電學(xué)實驗為高考必考點,而電學(xué)實驗中,圖像問題又是命題熱點,因為《考試大綱》中要求學(xué)生具有閱讀圖像、描述圖像、運用圖像解決問題的能力。而電學(xué)實驗因為難度高讓一些學(xué)生感到頭痛,千變?nèi)f化,題目與所做實驗表面上很像,可本質(zhì)又截然不同,學(xué)生無從下手,極易上當。因此,高三復(fù)習(xí)中教師應(yīng)對這一類問題進行分析并找出解題思路、方法,從而提高復(fù)習(xí)效率。
在對一系列電學(xué)實驗題目進行分析后,結(jié)合教學(xué)反思和學(xué)生出現(xiàn)的問題,我總結(jié)出了一類電學(xué)實驗題——圖像問題的解題技巧。學(xué)習(xí)電學(xué)實驗時常碰到的是U—I圖像,但是,各種考試中經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生不太熟悉甚至沒見過的圖像,如R-L圖像等。不管碰到什么樣的圖像,只要找到本源,問題就能迎刃而解。
圖像問題最重要的步驟除了作圖外就是識圖。識圖包括:(1)圖像表示哪兩個物理量的關(guān)系;(2)由圖像的形狀確定物理量的變化規(guī)律;(3)理解圖像上各特征量(如斜率、截距、交點坐標、極點坐標和“面積”)的物理意義;(4)圖像中其他隱含的物理變化規(guī)律等。
以常見的U-I圖像為例,我們先找到問題的本質(zhì),發(fā)現(xiàn)解題的關(guān)鍵。
點評:此題第(2)小題中E與r的求解,許多學(xué)生能做對,圖線與U軸交點是E,斜率的絕對值是r,很多學(xué)生雖然做對了,但是不知道為什么這樣做是對的。這個時候,就要引導(dǎo)學(xué)生分析問題的本質(zhì),這是“測定電池的電動勢和內(nèi)電阻”的實驗,利用的原理是E=U+Ir,這里是U-I圖像,我們可以把公式變形,變成U=E-Ir,然后根據(jù)數(shù)學(xué)中一次函數(shù)的原理,斜率的絕對值為r,而與U軸的截距就是E。也就是說,我們可以把圖像坐標軸對應(yīng)的兩個物理量相關(guān)公式變形成數(shù)學(xué)函數(shù),通過數(shù)學(xué)方法再研究斜率、截距等問題。
由此總結(jié)出題目已給出圖像的縱橫坐標問題的具體解題步驟:
(1)仔細看清題目中縱坐標、橫坐標代表的物理量。
(2)結(jié)合所學(xué)知識(一般是常用的公式),寫出縱坐標與橫坐標的函數(shù)表達式(大部分為正比例函數(shù)圖像或者一次函數(shù)圖像)。
(3)分析函數(shù)表達式中斜率和截距的物理意義。
(4)找出待求量與斜率和截距之間的關(guān)系,一般可求出待求量。
類似的問題,R-L圖像,我們嘗試用上述方法看問題是否同樣能迎刃而解。
例2:某實驗小組利用如圖甲所示的電路測量某種電阻絲材料的電阻率,某同學(xué)用記錄多組電阻箱的阻值R和對應(yīng)的接入電路中電阻絲長度L的數(shù)據(jù),繪出了如圖丙所示的R-L關(guān)系圖線,已知電阻絲直徑為d,則這種電阻絲材料的電阻率ρ等于__________.
所以,不管考試的時候碰到什么樣的問題,只要找到問題的本源,寫出橫、縱坐標相關(guān)的關(guān)系式,而后變形成學(xué)生熟悉的數(shù)學(xué)函數(shù),從函數(shù)的斜率、截距等分析要分析的問題,很多問題都會變得簡單,復(fù)習(xí)效率就能有所提高。
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