孫 平

(江蘇省淮陰中學(xué)教育集團(tuán)淮安市新淮高級中學(xué) 223001)

高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅能加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，而且能很好的提高學(xué)生分析問題的能力，在高考中占有重要地位.為使學(xué)生真正的掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)知識，不斷提高學(xué)生的分析問題以及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，?yīng)做好以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對相關(guān)教學(xué)策略進(jìn)行優(yōu)化，不斷提高電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，使學(xué)生徹底攻克這一電學(xué)的重要知識點(diǎn).

一、鼓勵(lì)思考，深化理解

眾所周知，高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的知識點(diǎn)較多，不僅要準(zhǔn)確記憶，更要深刻理解.然而傳統(tǒng)教學(xué)中部分教師給學(xué)生所留的思考時(shí)間不多，或直接告知學(xué)生結(jié)論.學(xué)生只是死記硬背，不求甚解，解題時(shí)無法靈活應(yīng)用所學(xué).為避免上述情況的出現(xiàn)，一方面，授課中為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)原理，而后給學(xué)生專門留下思考的時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理認(rèn)真思考，分析不同電學(xué)實(shí)驗(yàn)情境下的實(shí)驗(yàn)誤差，設(shè)計(jì)最佳的實(shí)驗(yàn)方案.另一方面，鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真總結(jié)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并嘗試著進(jìn)行推導(dǎo)，搞清楚實(shí)驗(yàn)結(jié)論的來龍去脈，使學(xué)生深入理解，避免死記硬背.

在講解電壓表、電流表改裝實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生認(rèn)真回顧電壓表與電流表的工作原理，詳細(xì)介紹靈敏電流表的性能，而后要求其分析改裝的具體思路，并總結(jié)相關(guān)的結(jié)論，給動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作奠定基礎(chǔ).學(xué)生經(jīng)過認(rèn)真思考，認(rèn)為改裝電壓表用串聯(lián)一個(gè)分壓電阻.改裝電流表時(shí)應(yīng)并聯(lián)一個(gè)分流電阻.并分別根據(jù)串聯(lián)以及并聯(lián)電路特點(diǎn)，計(jì)算出所要串聯(lián)與并聯(lián)的電阻大小.最終經(jīng)過學(xué)生認(rèn)真的思考，認(rèn)為改裝電壓表時(shí)應(yīng)串聯(lián)的電阻R=(U-Ug)Rg/Ug，此時(shí)電壓表的內(nèi)阻RV=Rg+R.改裝電流表時(shí)需要并聯(lián)的電阻大小R=IgRg/(I-Ig)，此時(shí)電流表的內(nèi)阻RA=RgR/(R+Rg).

電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使學(xué)生在明確實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)相關(guān)的結(jié)論，不僅能加深其印象，而且有助于其更好的理解.實(shí)踐表明，學(xué)生在遇到電表改裝實(shí)驗(yàn)問題時(shí)，都能夠準(zhǔn)確的解答，很好的提高了電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率.

二、加強(qiáng)訓(xùn)練，夯實(shí)所學(xué)

為提高學(xué)生的電學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，授課中應(yīng)注重對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，使學(xué)生牢固掌握所學(xué)，積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，能夠具體問題具體分析，靈活解答物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題.一方面，認(rèn)真匯總近年來的高考試題，并對高考試題分門別類，結(jié)合高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度，選擇代表性的實(shí)驗(yàn)習(xí)題，對學(xué)生進(jìn)行針對性的訓(xùn)練，要求學(xué)生分析作答.另一方面，引導(dǎo)學(xué)生做好訓(xùn)練的總結(jié)，總結(jié)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和不足，通過積極向其他學(xué)生或教師請教，及時(shí)彌補(bǔ)電學(xué)實(shí)驗(yàn)知識的薄弱點(diǎn)，掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)解題技巧與方法，遇到類似的習(xí)題，能夠迅速找到解題突破口，真正的夯實(shí)所學(xué).

為使學(xué)生牢固掌握伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)知識，給出以下習(xí)題，對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練：使用一內(nèi)阻約為1000Ω的電壓表，內(nèi)阻約為20Ω，量程為3mA的電流表.測量一未知電阻的大小，分別設(shè)計(jì)如圖1甲、乙所示的電路，并做出對應(yīng)的U-I圖像如圖1丙、丁所示：

(1)請判斷電路圖1甲測得的數(shù)據(jù)做出的U-I圖像應(yīng)為：____.

(2)請分析電路圖____測得的結(jié)果較為準(zhǔn)確.則可求出電阻的測量值Rx=____Ω，則Rx的測量值____實(shí)際值.

該題目對學(xué)生的分析問題的能力要求較高.對比所用的兩個(gè)電路可知，圖1甲電路電阻的測量值偏小，對應(yīng)圖像的斜率偏小，因此其測得數(shù)據(jù)對應(yīng)的U-I圖像為圖1丁.根據(jù)圖1丁不難估計(jì)電阻Rx的測量值在1000Ω左右.其遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻，因此電流表用內(nèi)接，使用圖1乙電路進(jìn)行測量，而該電路圖對應(yīng)U-I圖像是圖1丙，則根據(jù)數(shù)據(jù)不難求出Rx=1.1×103Ω因測得的值中包含電流表的內(nèi)阻，因此該至大于實(shí)際值.通過該題目的訓(xùn)練，使學(xué)生對伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)知識有個(gè)更深刻的理解.

三、注重創(chuàng)新，拓展思維

高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)注重創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)情境，不斷拓展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維，提高學(xué)生解答電學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的靈活性，真正的做到以不變應(yīng)萬變.一方面，注重對學(xué)生所學(xué)的電學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析與整合，創(chuàng)設(shè)新的實(shí)驗(yàn)情景，鞏固學(xué)生所學(xué)的同時(shí)，使學(xué)生能夠積極動腦，尋找解題的思路與方法，拓展其思維的同時(shí)，給其解答類似的實(shí)驗(yàn)問題帶來良好啟發(fā).另一方面，鼓勵(lì)學(xué)生養(yǎng)成善于向其他學(xué)生學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，圍繞新穎的實(shí)驗(yàn)問題情境，注重與其他學(xué)生積極的探討，吸取他人的優(yōu)點(diǎn)，借鑒他人分析電學(xué)實(shí)驗(yàn)的思路，抱著持續(xù)學(xué)習(xí)的心態(tài)認(rèn)真的學(xué)習(xí)，不斷提升分析新穎電學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力.

為拓展學(xué)生思維，創(chuàng)設(shè)以下新穎的實(shí)驗(yàn)情景，要求學(xué)生分析解答：為測量金屬絲的電阻率ρ.將一段粗細(xì)均勻的金屬絲拉直并固定在帶有毫米刻度尺的木板上，使用多用電表粗測電阻絲的電阻Rx約為5Ω.可使用的實(shí)驗(yàn)器材有：電流表A1(量程300mA，內(nèi)阻r1=5Ω)，A2(量程600mA，內(nèi)阻r2約為1Ω)；電壓表V(量程20V，內(nèi)阻r3約為3kΩ)；滑動變阻器R1(0～10Ω，額定電流1A)，R2(0～250Ω，額定電流為0.01A)；電源E(電動勢3V，內(nèi)阻較小)，導(dǎo)線開關(guān)若干.經(jīng)測量金屬絲的直徑d=2.150mm.

(1)實(shí)驗(yàn)中要求多測幾組數(shù)據(jù)，請繪制測量電路原理圖，寫出對應(yīng)表達(dá)式Rx=____，表達(dá)式中各物理量的含義分別為：____.

(2)如果用d表示金屬絲的直徑，L表示金屬絲的長度，Rx為金屬絲的電阻值，則該金屬電阻率ρ=____.

根據(jù)所學(xué)的實(shí)驗(yàn)知識進(jìn)行分析，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，滑動變阻器選擇阻值較小的R1，給出的電壓表量程太大，因此不能使用，可將A1當(dāng)做電壓表使用，對應(yīng)的電路圖如圖2所示.

由歐姆定律可知，Rx=I1r1/(I2-I1)，其中I1、I2分別為電流表A1、A2的示數(shù)，r1為電流表A1的電阻.又因?yàn)镽x=ρL/S.聯(lián)立得到ρ=πd2Rx/4L.通過該實(shí)驗(yàn)題目，不僅鞏固了學(xué)生測量電阻實(shí)驗(yàn)知識，而且較為新穎很好的拓展了學(xué)生的思維.

綜上所述，高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅能很好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且有助于學(xué)生深刻理解所學(xué).為使學(xué)生牢固掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)，靈活分析與解答相關(guān)實(shí)驗(yàn)問題，應(yīng)做好教學(xué)策略的優(yōu)化，既要鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，又要對學(xué)生加強(qiáng)訓(xùn)練，尤其應(yīng)注重創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)情境，進(jìn)一步拓展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維.