高考电学实验复习

张晴晴

【摘 要】电学实验是高考物理复习的重点，能很好的考查学生的实验原理、实验的仪器选择、电路的设计和数据处理，以及误差的分析等实验水平，所以电学实验基础原理复习尤为关键。

【关键词】伏安法测电阻；高考复习

一、设计思想

从全国卷的高考考查情况看，其中伏安法测电阻和测电源的电动势和内阻显然是重点中的重点。实验原理是实验的核心，高考中的电学设计性实验，对学生综合运用所学知识的能力和创新能力要求较高，但是它所用器材、原理、方法都渗透在课本上的基础原理。所以在高考一轮的电学实验复习中，要紧紧抓住实验基础原理的阶段性、全面性的复习，有意识并且让学生体会实验设计过程，并且在实验复习中不断激发学生思考，逐渐提高学生的发现问题，提出问题，解决问题的探究能力和创新能力。

二、教材分析

普通高中物理课程标准（2017年版）解读82页新课程标准要求：要求学生了解电阻串、并联电路电压、电流的分配原则；知道串联电路具有分压作用，并联电路具有分流作用；该实验是高中实验复习阶段重要的电学实验之一，通过该实验的探究，引导学生选择电学实验仪器，合理设计电路；通过描绘伏安特性曲线，学会分析图像。我们在实验复习教学中，要不断强化学生对于实验原理、实验方法的理解，才能使学生在实验思路上触类旁通，适应高考对考生实验能力考查的要求，就以以下教学设计为例，探究高考一轮复习中关于电学量测量的实验复习。

三、教学目标

1.了解内外接法电路、误差来源和适用条件；能够根据实验目的选择合适的实验器材。

2.通过电学实验复习，掌握分析电路，理解实验原理的方法，培养学生用等效法理解电压表和电流表的探究能力，培养学生严谨细致、实事求是的科学态度

3.教学重难点

电流表内外接法，由电表内阻引起的系统误差如何消除。

4.教学过程

例题1：（1）如何将量程Ig=30mA，rg=100Ω，Ug=3V的灵敏电流计改装为量程3A的电流表？

2）如何将灵敏电流计改装为量程30V的电压表？

利用例1这道电表改装的基础题型进行引入，让学生回顾电表改装的基础原理，理解电表也有电阻，在实际实验中，各自也有分压分流的作用，为接下来理解内外接的误差分析以及适用条件打好一定的基础。

例题2：某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据（I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压）：

提供如下器材：

A.电流表A1（量程0.6 A，内阻约1.0 Ω）

B.电流表A2（量程3 A，内阻约0.1 Ω）

C.电压表V1（量程3 V，内阻约3 kΩ）

D.电压表V2（量程15 V，内阻约15 kΩ）

E.滑动变阻器R1（阻值0～10 Ω，额定电流2 A）

F.滑动变阻器R2（阻值0～2 kΩ，额定电流0.5 A）

G.稳压直流电源E（6 V），开关和带夹子的导线若干以及长约14 cm的绘图2B铅笔芯

（1）为了完成实验，电流表应该选择 ，电压表应该选择 ，滑动变阻器应该选择 ，并画出测量的电路图。

例2的设置是让教师引导学生熟悉仪器的选择和内外接的实际应用。教师让学生自主讨论仪器的选择原则，安全性和精确性。因为电压要从零开始调节，故滑动变阻器采用分压接法，用阻值较小的滑动变阻器E；铅笔芯的电阻较小，为减小测量误差，用电流表外接法。

例题3：小灯泡上标有“4V，2W”的字样，要用伏安法描绘这个灯泡的I一U图线，现有下列器材：

A.电压表（0～5V，内阻约为10kΩ）

B.电压表（0～15V，内阻约为20kΩ）

C.电流表（0～3A，内阻rA1=0.40Ω）

D.电流表（0～0.6A，内阻rA2=1.00Ω）

E.滑动变阻器（最大阻值为10Ω，允许最大电流为2A）

F.滑动变阻器（最大阻值为500Ω，允许最大电流为lA）

G.学生电源（直流6V）、开关、导线若干

（1）实验中所用电压表应选 ，电流表应选用 ，滑动变阻器应 （用字母表示）

（2）为使实验误差尽量减小，要求电压从零开始取多组数据，画出满足实验要求的电路图.

复习课习题的设置順序尤为关键，复习的内容要有新意，既不能机械重复，也不能随意加深拓宽，对学生提出高不可攀的要求。例如这道题可以让学生先自主讨论，学生很容易应用例2的常规思路来解决例3的问题，得到外接法的答案，此时教师引导学生发现例3与例4的明显差别，就在于例3的电表电阻都是一个“约”字，但是例4电流表的电阻是“等于”。如果电流表阻值已知时，应用内接法消掉误差。通过这样的习题设置，让学生通过思考获得解题的思路和满足感。

例题4：某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，供该同学选用的器材有：

电压表V（量程0～4V，内阻等于3kΩ）

电流表A1（量程0～200mA，内阻rA1=10Ω）

电流表A2（量程0～3A，内阻rA2=0.1Ω）

滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流2A）

滑动变阻器R2（0～1kΩ，额定电流0.5A）

定值电阻R3（阻值等于1Ω）

定值电阻R4（阻值等于10Ω）

（1）为了比较准确完成本实验，电流表选 ，滑动变阻器选 ，定值电阻选 .

（2）画出实验电路图.要求电流表读数范围较大

学生很容易从例4的题干看到电流表的内阻也是已知的，但是发现有个新的问题，灯泡的额定电流为0.3A，而电流表量程中3A的量程过大，读数误差较大，不能使用，所以只能采用讲电流表量程200mA的电流表与定值电阻并联的方式来扩大量程。让学生清晰地体会到电流表电阻已知情况下，有可能是例3内接法的应用，也有可能是例4改装电表的使用。

5.关于实验复习的反思

以学生为主体，突出探究和实践的课程理念，是上好复习课的首要因素，为此教师应该尽量创设探究氛围，精心设计复习主题，想方设法激励学生，调动学生的积极性，让学生充分参与，主动积极的思考，在师生共同探讨和交流中共同提高。只有在复习课上也关注学生的主体性，才能真正提高复习的效率，本节课将几个电学实验按层次要求排列组合后，由学生自主探究的方法，比“题海战术”要高明的多。

【参考文献】

[1]普通高中.物理课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018.6.