跳出题海外 不变原理中

侍 跃

(江苏省灌云高级中学 222220)

物理是一门以实验为基础的学科，因此，物理实验考核在高考中占着很大的比例，随着实验内容的形式多样，对学生的能力要求也逐年提高，但是对于任意一个实验方案的设计，无论是实验原理的迁移，实验思想的创新，还是数据处理的变化，亦或是器材的改变，都离不开实验基本解题思路，所谓万变不离其宗，本文就以测量电源电动势和内阻实验为例，谈谈无论实验器材如何改变，实验的基本原理不变，抓住这一要点，在高三复习中，能让学生避免走弯路，达到提升实验复习效率的目的.

一、常规方法

例1某同学用如图1装置测量干电池的电动势和内阻.调节滑动变阻器，记录多组电压表和电流表的示数如下表：

由图线求得：电动势E=____V；内阻r=____Ω.

解析描点作图，根据闭合电路欧姆定律：U=-Ir+E可得电动势为E=1.60 V；图线的斜率绝对值等于内阻r=1.22 Ω；

点评根据闭合电路欧姆定律，用最基本的伏安法作U-I图，根据截距和斜率可得电动势和内阻，这个方法是此实验原理的基本应用，考察学生对基础知识的掌握，这一题型对不同电源时电流表内外接是知识点的迁移，但实验原理和数据处理方法不变，对应对学生要求也高.

二、缺电压表

1.电阻箱代替电压表

例2一同学用如图2(1)实验装置测量某干电池的电动势和内阻，闭合开关，改变电阻箱阻值，记录阻值R和电流表示数I，见下表：

R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.261I/A-16.76.05.34.53.8

(1)

(2)图2

2.电流表代替电压表

例3 某学习小组利用如图3(1)装置测量电池的电动势和内阻.其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，R0=3.0 Ω.闭合开关后，通过改变滑动变阻器阻值，记录电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图3(2).由I1-I2图象得到电池的电动势E=____V，内阻r=____Ω.

图3

点评这两题是出题者设置一定障碍，在原有实验基础上用电流表，电阻箱来代替电压表，迷惑性很大，对学生要求比较高，考核学生即能知识点引申，又能抓住本质，既基本实验原理不改变，E=U-Ir，原理中缺什么换什么，用题中IR来代替U，抓住这一特征，学生容易掌握并能引申应用. 在处理本类题时，学生抓住这一特点后可以很快做出解答，有利于问题解决和效率的提高.

三、缺电流表

1. 电阻箱代替电流表

例4 某同学用如图4(1)所示的电路测量两节干电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱.

图4

2. 电压表代替电流表

例5某同学用如图5(1)所示的电路测量电池的电动势和内阻，定值电阻R1=16 Ω.闭合开关S，调节滑动变阻器，记录电压表的多组示数U1、U2，如下表所示.请根据表中数据在图5(2)中作出U2-U1图象.

U2/V5.04.54.03.53.02.52.0U1/V0.661.001.331.882.002.322.68

由图象可知，电源电动势E=____V，内阻r=____Ω.

图5

在高考实验中，《测电源电动势和内阻》无疑是一个重要实验，在高考和大市联考中出现的频率很高，为了让学生能拨云见日，更好的掌握此实验，本文从基本原理出发，更换实验装置进行探讨，从而得出原理不变，缺什么换什么，再根据题目要求变形，最终数据处理方法都是通过截距和斜率获得电动势和内阻.帮助学生跳出题海看题海，理清复习方向，明白以不变应万变，达到复习效率.