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188宝金博页面版: 归类探析难点 创新实验教学——以“伏安法测定电源电动势和内阻”为例

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内容提示: 第 18 卷总第 102 期 中学理科园地 实验教学归类探析难点创新实验教学— 以 “ 伏安法测定电源电动势和内阻 ” 为例光泽县第一中学 徐旭光摘 要 : 电学实验一直以来是高考考查的热点 , 其主要原因 是电学实验既是理论和经验并重的典范 , 又是数学方法和物 理原理的双重考核 , 可以充分检验学生能否用所学的物理原 理 、 实验方法和实验器材来分析 、 解决实际问题 。 针对这一特 点 , 以 “ 测电源电动势和内阻 ” 为例 , 通过 “ 归类探析常规方 法 , 创新实验教学方案 , 深度剖析误差来源 ” 等路径 , 创新实 验教学 , 促进学生思维发展 , 降低这类问...

文档格式:PDF | 页数:3 | 浏览次数:3 | 上传日期:2022-04-03 05:58:26 | 文档星级:
第 18 卷总第 102 期 中学理科园地 实验教学归类探析难点创新实验教学— 以 “ 伏安法测定电源电动势和内阻 ” 为例光泽县第一中学 徐旭光摘 要 : 电学实验一直以来是高考考查的热点 , 其主要原因 是电学实验既是理论和经验并重的典范 , 又是数学方法和物 理原理的双重考核 , 可以充分检验学生能否用所学的物理原 理 、 实验方法和实验器材来分析 、 解决实际问题 。 针对这一特 点 , 以 “ 测电源电动势和内阻 ” 为例 , 通过 “ 归类探析常规方 法 , 创新实验教学方案 , 深度剖析误差来源 ” 等路径 , 创新实 验教学 , 促进学生思维发展 , 降低这类问题的学习难度 。 关键词 : 电动势 ; 内阻 ; 图像;系统误差高考实验题既来源于教材的基本原理 , 又不局限于 教材 , 2017 年版的课程标准明确指出 : 没有对测电源电动 势和内阻的方法与器材做出规定 , 因此除用课本编排的 伏安法测电源电动势和内阻外 , 还可以用电阻箱和电压 表 、 电流表等器材进行测量,这正是 《 考试大纲 》 中要求 “ 能运用已学过的物理理论 、 实验方法和实验仪器去处理 问题 ” ⑴ 。 本文以 “ 测电源电动势和内阻 ” 为例 , 归类剖析难 点 , 创新实验教学方案 , 促进学生思维发展 。1 归类探析常规方法1.1 领会伏安法基本思路和测量原理用伏安法测电源电动势和内阻的基本思路 : 将干电 池 、 滑动变阻器 、 电压表 、 电流表等按图 1 连接电路,通过改 变滑动变阻器的阻值 , 测岀多组电压和电流值 , 根据闭合 电路的欧姆定律空 U+ 〃处理数据 , 得出实验结果 。 其中代 数法是根据每两组数据列方程组 : : E=U 1+ I I ir 和& =0+ 勿,解 得朋 吟怦 尸芈芈,再根据多组数据求出的平均<2 -厶 厶一上 2值;图像法是将闭合电路的欧姆定律朋变形成%-〃+ E ( ( E 、 r r ■为 常数 ) , 将多组数据描点到图像中 , 用回归直线 法画出图像 , 如图 2, 运用一次函数原理不难得出 , 直线与〃 轴的交点值为 E, 图像斜率的绝对值为内阻|鸽| 。1.2 运用图像法分析系统误差运用伏安法测电源电动势和内阻的电路图主要有两 类 , 一类是电压表测真正的路端电压即 “ 外接法 ” , 如图 1 所示 , 由于电压表的分流作用 , 电流表的读数小于干路电 流,我们可以预先画出一个标准 ( 横 、 纵坐标分别表示真 正干路电流和路端电压 ) 的电源图像 , 如图 3 实线所 示 , 由图 1 电路分析 , 在一个准确的路端电压下 , 电流表的 读数偏小标准电压值越大 , 电流偏小的越多 , 于是可以 得到图 3 的虚线图像 , 容易看出氐宀真, r 测 </ •真;另一类是电 流表测干路电流即 “ 内接法 ” , 如图 4, 由于电流表的分压 作用 , 电压表的读数小于真正的路端电压 ; 同样预先画出 一个标准的电源/图像 , 如图 5 实线所示 , 由图 4 电路分 析 , 在一个准确的干路电流下 , 电压表的读数偏小 , 标准 电流值越大 , 电压偏小的越多 , 于是可以得到图 5 的虚线 图像 , 容易看出 真 , r r 测 〉 r r 真 。2 创新实验设计方案在归类探析常规方案的基础上 , 尝试改变仪器 , 设计 创新方案 , 促进学生思维发展 , 提升学生实验素养 。2.1 伏阻法测量 — — 电压表和电阻箱测量电压表和一电阻箱并联测电源电动势和内阻 , 实际 也属于 “ 外接法 ” , 路端电压为真实值 , 如图 6, 测出多组 与〃值代入闭合电路的欧姆定律 E=U+^r, 用代数法可得K K出职诡 , 但代数法带来的偶然误差较大 , 必须化曲为直, 等式两边同时除以劭得: 寻二寻.壬 +¥ ( ( E 、 r r 为 常数 ) , 寺U U K K h h U U与+仍然是一次函数 , 如图 7, 设 I 疗 1 I图像斜率为 %, 与纵轴交点为 b, 由 i ---------- © -------------- \討得 吐+ , 再由肚令得 -f ; | _ h ------ <一|E,r图 6图 1 图 2 图 390

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