禤小平 黃正功

[摘 要]伏安法測(cè)電阻是重要的電學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。高考中，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的考題學(xué)生得分率低，造成學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的學(xué)習(xí)不感興趣。文章通過(guò)對(duì)兩種不同的授課方式進(jìn)行對(duì)比研究，以尋找更為有效的實(shí)驗(yàn)課型，期盼能激發(fā)學(xué)生的探究欲望和參與熱情，使學(xué)生在參與過(guò)程中獲得成就感，感受學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。

[關(guān)鍵詞]伏安法測(cè)電阻；電流表內(nèi)、外接法；滑動(dòng)變阻器限流、分壓接法

[中圖分類(lèi)號(hào)] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-6058（2018）26-0048-02

二、滑動(dòng)變阻器接法的選擇

滑動(dòng)變阻器在電路中的連接，常有兩種不同的形式，即限流接法（圖4）和分壓接法（圖5）。教師給學(xué)生分析一番，最后得出以下結(jié)論：

一般情況下，優(yōu)先考慮用限流接法，但如果出現(xiàn)以下情況必須用分壓接法。如：

1.待測(cè)用電器電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器電阻。

2.實(shí)驗(yàn)要求通過(guò)待測(cè)用電器的電流及其兩端電壓可以由0開(kāi)始連續(xù)變化（例如測(cè)小燈泡的伏安特性曲線）。

3.實(shí)驗(yàn)要求通過(guò)待測(cè)的用電器電流及其兩端電壓可變范圍較大。

4.采用限流式接法時(shí)，無(wú)論如何調(diào)節(jié)變阻器，電流、電壓都大于對(duì)應(yīng)電表的量程。

方式二：我們改變了一些思路。在教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)兩個(gè)方面都做了調(diào)整。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，按學(xué)習(xí)小組分好組，教師明確告訴學(xué)生本節(jié)課要探究的內(nèi)容，即用伏安法測(cè)電阻。沒(méi)有任何的理論講解，學(xué)生根據(jù)初中已有的知識(shí)，通過(guò)小組合作探究，完成定值電阻的測(cè)量。

實(shí)驗(yàn)室有以下器材可供選擇：待測(cè)電阻（阻值約20kΩ）、干電池一節(jié)（電動(dòng)勢(shì)約1.5V）、電壓表（0～3V～15V，內(nèi)阻約3 kΩ）、電流表（0～0.6A～3A）、微安表（量程200μA，內(nèi)阻約300Ω）、滑動(dòng)變阻器（最大阻值50Ω）、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)若干。

請(qǐng)與本組同學(xué)討論，設(shè)計(jì)出可用來(lái)測(cè)量某一定值電阻的電路（至少設(shè)計(jì)出兩種方案），說(shuō)明實(shí)驗(yàn)原理，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并把所選擇的儀表的量程寫(xiě)在電路圖的儀表旁。要求測(cè)量結(jié)果盡可能精確。提醒學(xué)生兩個(gè)問(wèn)題：1.按照所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)若遇到問(wèn)題，請(qǐng)積極思考，與同學(xué)一起尋找原因并解決。2.請(qǐng)做好實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄，包括實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的每個(gè)細(xì)節(jié)，重點(diǎn)記錄所出現(xiàn)的問(wèn)題和各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以及解決問(wèn)題過(guò)程中的各種想法。

在第一節(jié)課中，探究結(jié)果展示時(shí)，從A2班和B2班兩個(gè)班學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的結(jié)果統(tǒng)計(jì)來(lái)看，約75%的學(xué)生會(huì)把滑動(dòng)變阻器設(shè)計(jì)成限流式連接，把電流表設(shè)計(jì)成外接，約20%的學(xué)生會(huì)把滑動(dòng)變阻器設(shè)計(jì)成分壓式連接，電流表外接，采用其他方法的學(xué)生人數(shù)約占5%。由于受已有知識(shí)的限制，學(xué)生這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果是符合認(rèn)知規(guī)律的。

在探究分享環(huán)節(jié)中，有的學(xué)習(xí)小組在展示中提到：因所提供的電壓表內(nèi)阻約為3 kΩ，而待測(cè)電阻阻值為20 kΩ，兩者并聯(lián)阻值約為2.6 kΩ，再與微安表和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，總阻值約為3 kΩ。而用一節(jié)新的干電池，電路中的總電流約為500 μA，已超過(guò)微安表的量程。辦法1：換用量程大一些的電流表。辦法2：用一些大阻值的電阻作為保護(hù)電阻，減小電路總電流。因500 μA=0.5 mA，對(duì)電流表來(lái)說(shuō)，這個(gè)電流太小，幾乎無(wú)法讀出，辦法1行不通，辦法2是可行的。這時(shí)可讓前后兩組合作，用一個(gè)待測(cè)電阻作為保護(hù)電阻，總電流約為65 μA，可勉強(qiáng)得到一組數(shù)據(jù)。由于滑動(dòng)變阻器最大阻值為50Ω，遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻，所以無(wú)法起到調(diào)節(jié)的作用。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，我們就想滑動(dòng)變阻器有沒(méi)有另一種接法？最后，各小組同學(xué)相互討論，都學(xué)會(huì)了滑動(dòng)變阻器的分壓接法，解決了電路中控制電路的連接問(wèn)題。

在第二課時(shí)中，重點(diǎn)探究測(cè)量電路部分，電流表內(nèi)接法和外接法。在上節(jié)課中，學(xué)生已經(jīng)掌握控制電路的分壓接法，所以很快就把控制電路連接好。15分鐘后，請(qǐng)各小組展示自己的探究結(jié)果，A2和B2兩個(gè)班學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)是：約65%的學(xué)生會(huì)將測(cè)量電路設(shè)計(jì)電流表外接，約20%的學(xué)生設(shè)計(jì)成電流表內(nèi)接，其他情況約占15%。

請(qǐng)電流表外接的小組展示他們的探究過(guò)程：電流表外接時(shí)，會(huì)因?yàn)殡妷罕矸至鞫a(chǎn)生誤差，而電壓表內(nèi)阻（約為3kΩ）小于待測(cè)電阻的阻值（約20kΩ），這樣電流的測(cè)量值比真實(shí)值大很多，因此，計(jì)算出的電阻誤差會(huì)很大。改為電流表內(nèi)接時(shí)，雖然電流表也有分壓作用，但是待測(cè)電阻（約20kΩ）遠(yuǎn)大于微安表內(nèi)阻（約300Ω），電壓表的測(cè)量值接近真實(shí)值，這樣計(jì)算出的電阻誤差會(huì)很小。結(jié)論是：當(dāng)Rx>[RARV]時(shí)，用內(nèi)接法。通過(guò)這個(gè)小組的陳述，其他小組的各種疑惑就基本解決了。

拓展：若想用伏安法測(cè)量一個(gè)阻值約為5Ω的電阻，應(yīng)用哪種電流表接法？此種接法會(huì)造成怎樣的系統(tǒng)誤差？5分鐘之后，85%的學(xué)生都能通過(guò)類(lèi)比分析，得到電流表外接，并正確連接測(cè)量電路。

小結(jié)，得出結(jié)論：當(dāng)Rx>[RARV]時(shí)，用內(nèi)接法；當(dāng)Rx<[RARV]時(shí)，用外接法；當(dāng)Rx=[RARV]時(shí)，兩種接法效果相同。

上完兩個(gè)課時(shí)后的第二天，用同一份題目對(duì)四個(gè)班的學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如下。

調(diào)查結(jié)果表明：利用方式二教學(xué)比方式一教學(xué)效果更好。

如果僅從學(xué)習(xí)知識(shí)的角度看，直接把這些知識(shí)和一些結(jié)論告訴學(xué)生，會(huì)節(jié)省很多的時(shí)間，但是學(xué)生始終不會(huì)對(duì)這些知識(shí)有深刻的理解。最后為了應(yīng)試，就把時(shí)間主要放在做題上。結(jié)果是雖然做了很多題目，但很多學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解還是停留在表面，以致碰到一些創(chuàng)新題目就無(wú)從下手，考試拿不到好的分?jǐn)?shù)，受到多次“低分”打擊后，好多學(xué)生甚至對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)失去耐心，興趣更談不上了。

綜上所述，教師應(yīng)該多挖掘、整合教材資源，創(chuàng)新教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量。

（責(zé)任編輯 易志毅）