電學(xué)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題破題技巧

1、    電學(xué)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題破題技巧    時(shí)莉【摘要】 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)作為一種比較靈活的考察學(xué)生能力的方式，在全國各地的高考試題中，都受到命題者的親睞，而由于其靈活性，也讓學(xué)生普遍感到困難，甚至無從下筆。筆者在本文中就電學(xué)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題破題技巧作了一些探討?！娟P(guān)鍵詞】 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn) 破題技巧g633.7 a 1992-7711（2016）03-031-01實(shí)驗(yàn)原理的考查方式是多種多樣的：有的題目僅給出條件和實(shí)驗(yàn)器材，要求闡述實(shí)驗(yàn)原理；有的給出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求領(lǐng)會實(shí)驗(yàn)原理；有的則要求考生根據(jù)操作步驟及測定的物理量判斷出實(shí)驗(yàn)原理。實(shí)驗(yàn)原理的確定，要根據(jù)題目的要求和給出

2、的條件，回顧分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，尋找能夠遷移應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)原理；或者回顧物理原理，尋找有關(guān)的物理規(guī)律，設(shè)法創(chuàng)設(shè)相關(guān)的物理情景，建立已知量（根據(jù)已給的基本儀器確定能夠測定的物理量）和要求量（題目的要求）之間的關(guān)系。而在掌握了這些基礎(chǔ)之后，如何靈活運(yùn)用，則需要一定的技巧。在考場中如何從條件入手，快速破題，粗略得出實(shí)驗(yàn)原理，對于解答設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題，至關(guān)重要。根據(jù)題目類型的不同，以下列舉幾種常用的實(shí)驗(yàn)題破題技巧，希望可以提高學(xué)生的解題效率，建立解設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題的信心。一、喚醒、類比破題通過回憶把日常識記的知識加以整理，看現(xiàn)在的題干和表述，屬于哪部分知識。包括什么樣的問題常規(guī)用什么方法，或與那種常規(guī)實(shí)驗(yàn)的方法類

3、似，通過對知識的對應(yīng)、排除、篩選、類比，來解題。此法要求首先熟練的掌握所有的常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法，如時(shí)間的四種求法，摩擦阻力的五種求法，實(shí)驗(yàn)中固定電阻的應(yīng)用，滑動(dòng)變阻器分壓的四種特性等等。例：利用圖所示電路測量量程為800 mv的電壓表內(nèi)阻rv，rv約為900，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：a.按電路圖正確連接好電路，將變阻器r1的滑片移到最右端，電阻箱的阻值調(diào)到最大；b.合上開關(guān)s1和s2并調(diào)節(jié)r1，使電壓表的指針指到滿刻度；c.合上開關(guān)s1并打開s2，調(diào)整電阻箱r的阻值及變阻器r1的大小，使電壓表的指針指到滿偏的一半；d.讀出電阻箱的阻值r，即為電壓表內(nèi)阻。在該實(shí)驗(yàn)中，除滑線變阻器r1外，其他器材均符合實(shí)

4、驗(yàn)要求，現(xiàn)有兩個(gè)變阻器可供選擇（ ）a.最大阻值200 ，額定電流1 ab.最大阻值10 ，額定電流2 a根據(jù)以上設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法，回答下列問題。（1）選用的變阻器為_.（2）上述實(shí)驗(yàn)步驟中，有錯(cuò)誤的步驟_，改正為_.（3）該實(shí)驗(yàn)中存在著系統(tǒng)誤差，設(shè)rv的測量值為r測，真實(shí)值為r真，則r測_r真（填“>”“=”或“<”）解析：通過實(shí)驗(yàn)步驟，與常規(guī)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比，可發(fā)現(xiàn)此實(shí)驗(yàn)的原理與半偏法測電流表內(nèi)阻相似，于是參考半偏法測電流表內(nèi)阻的原理分析。半偏法測電流表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)鍵在于接通開關(guān)前后可認(rèn)為干路總電流不變，其成立條件是rrg，對比此題，發(fā)現(xiàn)其關(guān)鍵在于改變r(jià)阻值前后總電壓必須近似不

5、變，其成立條件是rvr1.到此，此題的關(guān)鍵問題已經(jīng)完全突破，其破題關(guān)鍵在于掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)，與題設(shè)問題進(jìn)行類比。二、根據(jù)暗示破題很多設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題中，為了降低難度，命題人往往會給出一些暗示條件，以暗示條件為突破口，認(rèn)真思考其用意，往往能夠一舉成功。例如，題目若給出定值電阻，則此電阻一般需要用到；題目若不給出具體阻值，而只給一個(gè)比較小的模糊值，則很有可能有其用意，等等。例：用以下儀器，盡可能精確地測量待測電阻rx的阻值：a.電動(dòng)勢約2 v左右、內(nèi)阻r<1的電源一個(gè)；b.內(nèi)阻rv=30 k，刻度如右圖的電壓表一個(gè)；c.開關(guān)一個(gè)；d.電阻在10 k20 k范圍內(nèi)的待測電阻rx一個(gè)；e.導(dǎo)線若干條。（

6、1）電壓表的滿偏電流ig=_。（2）在下面虛線框內(nèi)畫出必要的測量待測電阻rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖。（3）實(shí)驗(yàn)中要直接測量的物理量有（注明每個(gè)物理量的意義和符號）_。（4）待測電阻rx的表達(dá)式為：rx=_。解析：初見此題，很多同學(xué)感覺十分迷茫，電表只有一個(gè)，實(shí)驗(yàn)原理一無所知，有一種無從下手的感覺。仔細(xì)審題，認(rèn)真思考為何題中強(qiáng)調(diào)電源內(nèi)阻r<1.一般題中都會告知電源內(nèi)阻約為5左右，但此題為何僅告知r<1？r<1意指電源內(nèi)阻很小，再審題注意到待測電阻為10 k20 k，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻，即電源內(nèi)阻可以忽略不計(jì)。于是解決第一個(gè)關(guān)鍵問題。再認(rèn)真審題，發(fā)現(xiàn)電壓表內(nèi)阻與待測電阻屬于可比較范圍，于是可考慮將電壓表與待測電阻串聯(lián)。大致構(gòu)成圖示電路。但在電源電動(dòng)勢未知的情況下，也不可能根據(jù)伏特表讀數(shù)求得待測電阻值。于是再進(jìn)一步思考可否用伏特表直接測量電源電動(dòng)勢，從題述條件可知，伏特表量程大于電源電動(dòng)勢，且電源內(nèi)阻忽略不計(jì)，故可直接用伏特表測量電源電動(dòng)勢。于是確定實(shí)驗(yàn)原理圖如下：從此題可看出，對于題目的一些細(xì)節(jié)尤其是平時(shí)沒有見過的條件，多