在“類比”“遷移”知識點情況下的有效復(fù)習之二

在“類比”“遷移”知識點情況下的有效復(fù)習之二就怎樣在“類比”、“遷移”學(xué)問點狀況下進展有效的復(fù)習？筆者曾于《中學(xué)物理》（初中版）第8期圍繞幾何光學(xué)并結(jié)合物理光學(xué)問題談了自己的一些處理方法.學(xué)問點之間的“類比”并通過適當?shù)姆椒ㄊ蛊浒l(fā)生“遷移”，組串成線，必產(chǎn)生綱舉目張的的效果.現(xiàn)以用“伏安法”測定值電阻；用“伏安法”測小燈的電阻；用“伏安法”測小燈泡的電功率等一系列問題為討論對象，再談個人的處理方法，以饗讀者.

既然都是用“伏安法”測量，故在試驗器材的選取上必存在著一樣的地方，如均要用到電壓表（電壓單位為“伏”）、電流表（電流單位為“安”），簡稱“伏安”.用“伏安法”可測定很多物理量.現(xiàn)從以下幾個方面逐一分析.

1試驗原理的類比

①用“伏安法”測定值電阻：依據(jù)歐姆定律的變形公式：“R=UI”測出待測電阻兩端的電壓和通過的電流，就可以求出導(dǎo)體的電阻.

②用“伏安法”探究歐姆定律：“I=UR”，保持定值電阻兩端的電壓不變，換用不同阻值的電阻，當接入電路中的電阻發(fā)生轉(zhuǎn)變時，探究電流與電阻的關(guān)系；通過移動滑動變阻器滑片的位置，轉(zhuǎn)變定值電阻兩端的電壓，觀看電流表讀數(shù)的變化，探究電流與電壓的關(guān)系.

③用“伏安法”測小燈泡在不同電壓下的電阻：依據(jù)歐姆定律的變形公式：“R=UI”，測出燈泡在不同電壓下工作時兩端的電壓和通過的電流，就可以求出燈泡在不同電壓下的電阻.

④用“伏安法”測小燈泡在不同電壓下的電功率：依據(jù)公式：“P=UI”測出燈泡在不同發(fā)光狀況下兩端的電壓和通過的電流，就可以求出燈泡在不同電壓下的電功率.

2試驗電路設(shè)計，類比并遷移學(xué)問點

下列圖分別為測定值電阻的阻值、測小燈泡的電阻、和測小燈泡的電功率試驗的電路圖.

比擬圖1和圖2相像及不同之處，可以發(fā)覺：圖2僅僅是比圖1多一個滑動變阻器，請問：這一較小的改動對測定值電阻的阻值畢竟有什么好處？明顯圖1只能測到一組數(shù)據(jù)，而圖2由于滑動變阻器的介入，通過移動滑片能測多組數(shù)據(jù)，而屢次測量取平均值能削減誤差，這一概念的引入就特別自然化了.在探究歐姆定律電流與電阻關(guān)系時，要用到“掌握變量法”的根本思想，當換用不同阻值的電阻接入電路時，通過移動滑動變阻器的滑片，應(yīng)確保電阻兩端的電壓保持不變時，這樣探究才有意義.而圖3與圖2比擬，僅僅是將定值電阻替換為小燈泡，但需要指出的是：后者與前者的試驗原理不同，是由于所測量的物理量不同.圖2只能測定值電阻在不同電壓下的電阻值，隨著定值電阻兩端電壓的轉(zhuǎn)變，電路中的電流也作相應(yīng)的變化，由測出的電壓與電流的比值關(guān)系可以看出：其比值幾乎為肯定值（變化不大），即“R=U1I1=U2I2=U3I3…”.從而引出電阻是加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過的電流的比值來描述的，它是由導(dǎo)體本身因素所打算的所謂“屬性”的物理量.而圖3既能測小燈泡在不同電壓下的燈絲電阻，又能測小燈泡在不同電壓下的電功率.在測小燈泡燈絲電阻時，由于金屬導(dǎo)體的電阻雖是導(dǎo)體本身的一種“屬性”，除與導(dǎo)體的長度、材料、橫截面積有關(guān)外，還與溫度有關(guān).因電流的熱效應(yīng)會引起燈絲溫度的變化，故：“R=UI”比值并不是定值！這一點應(yīng)非常關(guān)注.

3試驗操作及應(yīng)當留意的事項

（1）在上述圖2、圖3電路中，除應(yīng)合理地選擇電表的量程外，還應(yīng)留意：當滑片向右移動時接入電路的電阻變小，故因電路中總電阻變小的緣由而會導(dǎo)致電路中電流變大.最終均會導(dǎo)致定值電阻、小燈泡兩端的電壓上升，并引起電阻和燈泡溫度的上升，故“定值電阻和小燈泡兩端的電壓不宜太高”.否則會由于溫度的影響而導(dǎo)致所測電阻的阻值有較大的誤差，同樣也會由于小燈泡兩端的實際電壓超過額定電壓值較大時，會導(dǎo)致小燈泡炸掉而引起電路斷路！另外，在探究電流與電阻的關(guān)系時，除應(yīng)保持電阻兩端的電壓不宜過高外，還要確保定值電阻兩端的電壓為定值應(yīng)作為前提，譬如：當將阻值較小的電阻從電路中拆下而換用阻值較大的電阻時，變阻器的滑片應(yīng)向阻值較大的方向（如圖2中的左方）移動.

（2）在測小燈泡電功率時應(yīng)留意：

a.在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)移至阻值最大位置.

b.在測量小燈泡的電功率時，應(yīng)先調(diào)整滑動變阻器使小燈泡兩端的實際電壓分別小于、等于或略大于額定電壓，然后測出電路中對應(yīng)的電流大小，依據(jù)公式“P=UI”算出小燈泡的額定功率.

4依據(jù)試驗設(shè)計表格記錄數(shù)據(jù)，描點繪圖并作分析

表一是依據(jù)圖2的裝置，用“伏安法”測量定值電阻所記錄的3組數(shù)據(jù)及由此數(shù)據(jù)描繪出的“U—I”圖像.

由試驗數(shù)據(jù)及描繪出的“U—I”圖像可知：①隨著定值電阻兩端電壓的漸漸增大，通過它的電流也相應(yīng)的增大.②但電壓與電流的比值為肯定值.這通常是求電阻的一種方法.

因該圖像類似于數(shù)學(xué)中的正比例函數(shù)（“y=kx”，即：k=yx），由“R=UI”可知：U與I的比值為肯定值，該比值即為導(dǎo)體的“電阻”.由此便可說明：導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體電流的大小無關(guān)，電阻是導(dǎo)體本身的一種物理“屬性”.這樣通過“類比”并將此“遷移”必產(chǎn)生共鳴的效果！

表2仍是依據(jù)圖5的試驗裝置，用“伏安法”“探究電流與電阻關(guān)系”所記錄的3組數(shù)據(jù)及由此試驗數(shù)據(jù)所描繪出的“R—I”圖像.

由試驗數(shù)據(jù)及描繪出的“R—I”圖像可知：保持導(dǎo)體兩端的電壓肯定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；結(jié)合用“伏安法”測量定值電阻的試驗，我們還可以得到：“保持電阻肯定時通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比”.綜合這兩點，歐姆定律的得出便順理成章了.

相關(guān)鏈接一小剛用如圖6所示電路探究“一段電路中電流跟電阻的關(guān)系”，在此試驗過程中，當A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后，為了探究上述問題，他應(yīng)當實行的唯一操作是

A.保持變阻器滑片不動

B.將變阻器滑片適當向左移動

C.將變阻器滑片適當向右移動

D.適當增加電池的節(jié)數(shù)

分析因電源電壓肯定，當將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻后，電壓表的示數(shù)必增大，為此便不能保持電阻兩端的電壓為原來的數(shù)值，故應(yīng)將滑片向右移動，方能減小電路中電流，從而使電阻兩端的電壓與原來一樣.所以此題應(yīng)選C.

表3是依據(jù)圖3的試驗裝置，用“伏安法”測量額定電壓為“2.5V”的小燈泡的燈絲電阻所記錄的3組數(shù)據(jù)及由此數(shù)據(jù)描繪出的“U—I”圖像.

相關(guān)鏈接二觀看表3和圖7的圖像，同樣是用“伏安法”測量電阻，為什么小燈泡的燈絲電阻卻不是一“定值”呢？

究其緣由是由于金屬導(dǎo)體（鎢絲）的電阻還與溫度有關(guān)，溫度越高電阻越大，由此可見：電流的增加并不是成正比例增加的.所以我們絕不能用屢次測量取平均值來作為小燈泡的電阻值.

表4仍是依據(jù)圖3的試驗裝置，用“伏安法”測量小燈泡電功率所記錄的3組數(shù)據(jù).

在測小燈泡在不同電