电学实验（黄冈中学陈维毅）

《电学实验（黄冈中学陈维毅）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电学实验（黄冈中学陈维毅）（13页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、电学实验 黄冈中学高三物理组 陈维毅引言：电学实验成为理综模式下物理实验考题的首选题材已是不争的事实这一现象的形成有其必然性： 1、 电学实验不仅考查了大纲和考试说明所要求的独立完成实验的能力和实验设计能力，同时也有效地考查了电学基础知识它所具备的双重考查功能是许多其他实验无法替代的.2、 受考试时间和试卷篇幅的限制，大部分试卷都未对恒定电流这一章的知识另外单独设题考查，电学实验自然肩负着考查恒定电流这一章的使命.3、 电学实验尤其是设计性电学实验题最富于变化，最能体现考生的实验创新能力和思维的灵活性，从而为命题者提供了广阔的命题空间.高考电学实验考查内容和能力要求：1 实验七:测定金属的电阻

2、率(同时练习使用螺旋器) 2 实验八:描绘小电珠的伏安特性曲线3 实验九:测定电源的电动势和内阻4实验十:练习使用多用电表 5实验十一:传感器的简单使用 能力要求：1.要求会正确使用仪器 要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念、知道系统误差和偶然误差； 3.要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果，间接测量的有效数字运算不做要求。 纵观新课标高考实验题的设计基本取材于课本中的学生实验，又比课本中的原实验有所加深、提升和变化。实验的考查更加全面，从实验电路图的选择到实验数据的读取以及实验步骤的完善和数据的处理，甚至误差的分析都有所涉及。其中实验原理是实验的核心，这就是今后

3、物理实验命题的方向，因此在复习时要深挖课本上实验的设计思想，注重实验能力的培养，增加一些设计性实验方案的训练，提高解决设计性实验的能力。电学实验教学设计一、教学目标 知识与技能：掌握各种仪器的构造和测量原理，掌握各仪器的正确操作步骤；能较快地准确的读数；能独立完成表中所列的实验，能明确实验的目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察现象，会记录处理实验数据，并得出结论，进行分析和评价，能发现问题，提出问题，并制定解决方案，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，包括简单的设计性实验。 过程与方法：通过实践、探索，学会灵活、正确的使用器材达到实验目的；培养学生分

4、析问题、知识迁移、独立解决问题的能力。情感态度与价值观：通过对本专题的复习，使我们对电学实验有了更加全面的了解；掌握仪器的使用和实验原理，进一步明确各实验要求；认识到掌握仪器使用和实验思路是做好实验的必备前提，是处理实际问题的基本步骤，也是提高分析问题能力，提高解决实际问题能力的必经之路。抓住隐含条件是处理问题的突破口。二、教学重难点 重点：基本仪器的操作和各实验的原理认读和理解;难点：仪器的选择和实验的设计及误差分析.三、高考电学实验题的命题特点和趋势 1、突出基本知识和基本技能的考查考试大纲中列出了6种基本电学仪器和5种基本电学实验作为考查内容，这些仪器的使用和实验的操作包含着高中物理实验

5、的基本技能，体现物理学科的基本实验素养，高考试题十分重视对这方面的考查。 如：2011年全国卷第23题，2011年福建卷第19题，2011年江苏卷第10题，2、重视知识迁移能力的考查高考对实验能力的考查主要通过利用对学过的实验原理、实验方法在新情景下的应用，来考查考生知识迁移的能力。从近两年的高考实验题目设计来看，大多数以教材实验为背景，通过改变实验条件，实验仪器或增加条件限制来设置题目，不脱离教材而又不拘泥于教材，体现了设计性、开放性、探究性等特点。如： 2011年全国卷第23题，2011年海南卷第14题， 2011年重庆卷第22题等。特别是对电阻的测量、电源电动势和内阻的考查居多；考查重点

6、是滑动变阻器的分压、限流接法和电流表的内、外接法。对力学的考查则以纸带的处理、机械能守恒的验证为主。3、偏重用图像法处理实验数据能力的考查图像法是一种重要的数据处理方法，即具有能描述物理规律，又能直观地反映物理过程、表示物理量之间的定性定量关系及变化趋势的优点，当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高。2011年全国各省市的14套高考卷中，有9套高考卷的实验涉及图像的考查。4、引入演示实验的考查近几年，高考对演示实验的考查也越来越多。如2011年北京卷第19题，广东卷第14题，安徽卷第15题，教材中的演示实验有四十多个，演示实验不仅可以提高学生学习物理的兴趣，而且可以加深考生对物理概念和

7、规律的理解，帮助学生理解知识，化解学习难点，提高实验素养。5、设计性实验成为考查热点设计性实验具有综合性强、考查全面、能力要求高等特点，正在成为高考实验考查的热点，在近几年的高考中每年都有设计性的实验题。这类试题能够综合考查创造性的应用已学的知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，要求学生有较高的综合素质，为创造力的发挥提供了广阔的思维空间，是考查实验与探究能力的新题型。四、学生一轮复习后的现状1、知道基本仪器的测量原理和读数要求，但在实际应用时读数、有效数字的表示结果容易出错。2、知道实验的原理但在选择实验器材时不知道如何选择合适的仪器。 3、知道实验中产生误差的原因，但在实际操作中不

8、知道如何减小误差及在数据处理中正确分析误差。4、没有较强的知识迁移能力和独立解决问题的能力，在设计性实验中往往无从下手。五、电学实验复习的时间安排第一讲、基本仪器的使用 基本仪器的使用仍是实验的基础。要掌握的13种仪器：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱。 进一步了解13种仪器的基本结构，掌握合理的操作方法，会正确读数，明确注意事项。时间安排：1课时第二讲、回归教材，回归实验室。研究学生实验知识、动手能力存在的问题一轮复习，对每个实验认真复习的基础上，在二轮实验中将各个具体的实验归类整理，使知识条理化，系统化突出实

9、验设计思想方法，知道如何根据实验原理选择器材，如何进行数据处理，从哪个角度分析误差，以达到巩固和消化有关知识的目的。用两节课时间回实验室动手做实验，加深学生对实验器材的感性认识。重温各个实验的实验步骤。加强理解是实验中的注意事项。时间安排：2课时3、将所学实验适当拓展将所学实验思路、方法、目的、仪器等适当拓展，尝试器材改变之后，如何测量某个物理量，或尝试不同的数据处理方法得到实验结果。例如：用电压表、电流表测电源的电动势和内阻实验中如果只有一个电压表或一个电流表如何测量？误差变大还是变小？如何减小误差？时间安排：1课时4、加强设计性实验的训练物理设计性实验，是要求学生根据实验目的，运用掌握的实

10、验规律、实验方法，选择熟悉的的仪器，器材，设计实验方案。设计实验方案包括选用合适的的实验方法、选择配套的实验器材、安排正确的实验步骤、设计科学的数据处理方法，采用客观的误差分析方式，最后给予总结和评价。学生只有在熟练掌握各种仪器的特性、课本实验原理、并有一定的知识迁移能力和独立解决问题的能力才能完成。通过例题来逐步掌握这些能力。时间安排：2课时六、设计性电学实验的教学过程教学环节教学内容与教学设计设计说明知识回顾问1. 一个完整的电路有哪几部分组成，各部分功能分别是什么？ 电源（给电路供电） 控制电路（控制和调节测量电路的电压并保护器材） 测量电路（测量电流、电压从而测出电阻值） 问2控制电路

11、有哪两种类型，各有什么特点，如何选择控制电路？限流式 滑动变阻器的最大阻值与测量电路的总阻值相近（滑动变阻器接入电路可有效控制测量电路的电流）分压式 滑动变阻器的最大阻值远小于测量电路的总阻值(测量电路的电压跟与其并联滑动变阻器的阻值几乎成线性变化) 调节范围限流式电路分压式电路电压调节范围U电流调节范围问3测量电路有哪两种类型，各有什么特点，如何选择测量电路，测量值是偏大还是偏小？a、直接比较法：当待测电阻Rx较小且远小于电压表内阻Rv时，应选用外接法；当待测电阻Rx较大且远大于电流表内阻RA时，应选用内接法。b、临界值法：当待测电阻Rx时，视Rx为大电阻，应选用内接法；当Rx时，两种接法均

12、可。问4.伏安法测电阻最直接的目的是什么？尽可能准确的测量通过待测电阻的电流和其两端电压。问题设计的主要目的：问1是宏观上掌握电路的结构和各部分功能和作用。在设计电路时做到心中有数，为后面的讲解做好铺垫。问2问3是复习控制电路、测量电路的特点，将两种基本电路整理在一起，比较地复习，观察它们的相似点和不同点，有利于我们牢固地掌握它们的结构特点，在设计实验时就有选择的依据，知道从哪些方面去思考问题。（注：问2和问2的内容要求学生熟记。） （注：问2中测量电路的电压跟与其并联滑动变阻器的阻值几乎成线性变化的特点要求学生课后推导。）问4:伏安法测电阻测量的电压电流越接近真实值，测量误差就越小。设计实验

13、就是要是测量值尽可能接近真实值，为后面仪器的选择和误差的分析打下基础。例题讲解例1、（2011天津）某同学测量阻值约为25k的电阻Rx，现备有下列器材：A电流表（量程100 A，内阻约为 2 k）；B电流表（量程500 A，内阻约为300 ）；C电压表（量程15 V，内阻约为100 k）；D电压表（量程50 V，内阻约为500 k）；E直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；F滑动变阻器（最大阻值1 k，额定功率1 W）；G电键和导线若干。电流表应选 B ，电压表应选 C 。（填字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出

14、电路在接线上存在的问题： 电流表应采用内接的方法； 滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。例2测量一块量程已知的电压表的内阻，器材如下：A待测电压表（量程3V，内阻约3K）一块 B电流表（量程3A，内阻0.01）一只 C定值电阻（R=3K，额定电流0.5A）一个 D电池组（电动势略小于3V，内阻不计）E开关两只 F导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：（1）为了更准确的测出该电压表内阻的大小，该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。你认为其中相对比较合理的是 （填“甲”或“乙”）电路。其理由是： 。（2）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量 ；用上述所测各物理量表示电压表内阻

15、，其表达式应为Rv 。答案：（1）乙 ； 因为甲图中电压表的内阻大，流过电流表的电流太小，读数误差比较大 （2）K2闭合前后电压表的读数U1、U2 ； 例1和变式选题目的：例2的选题目的、在给出实验器材（电流表和电压表一定）和电路图(二选一)的情况下要求测出电压表的内阻。要求学生能根据已知条件判断两种电路图的优劣。有一定的难度。 例题讲解例3、（2011上海）(9 分)实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表内阻的电路如图所示。供选择的仪器如下：待测电流表(，内阻约300)，电流表 (，内阻约100)，定值电阻(300)，定值电阻(10)，滑动变阻器 ()，滑动变阻器

16、()，干电池(1.5V)，电键S及导线若干。(1)定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号)(2)用连线连接实物图。(3)补全实验步骤：按电路图连接电路， ；闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录，的读数，； ；以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图所示。(4)根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 。10答案.(1)， (各1分)(2)见图 (2分)(3)将滑动触头移至最左端(写最小给分，最大不给分) 多次移动滑动触头，记录相应的，读数 (1分) (4) (3分)例4请从下列器材中选择适当仪器设计一个电路，要求用此电路既能测量待测电阻Rx的电阻（约500），又能

17、测量电源E的电动势。a.待测定值电阻Rx：阻值约500 b.滑动变阻器R1：总阻值1000c.电阻箱R2：最大阻值999.9 d.电阻箱R3：最大阻值99.99e.电流表G：量程3mA，内阻约50f.电源E：电动势约为3V，内阻很小但不可忽略g. 单刀双掷开关及导线若干实验中应选取的器材有： （填写器材前面的字母序号）请在虚线框中画出实验电路图在测出电阻Rx的值后（记为Rx），再利用此电路测量电源E的电动势。还需要测量的物理量有： 用所测的物理量表示电源E的电动势为 答案：abcefg 如右图所示 解法一:开关接b，调节变阻器R1至适当位置并保持不变，调节电阻箱R2，记录电阻箱读数R2和电流表

18、读数I；再次调节电阻箱R2，记录电阻箱读数R2，和电流表读数I 解法二:开关接a时，调节变阻器R1至适当位置并保持不变，记录电流表读数I1；开关接b时，调节电阻箱R2，记录电阻箱读数为R2和电流表读数I2； 例3的选题目的：其一、从给出的电流表和电压表中选择合适的器材，较准确地测出待测电阻的阻值；其二、根据选择的器材设计电路，判断测量电路和控制电路应该采用哪种类型其三、要能把电路图转化成实物连线图。处理过程：以学生分析为主，老师组织学生发言，协调场面，必要的时候及时的纠正、引导。例例3、例4选题目的：。处理过程：。老师点评：课堂小结1、这节课复习的内容是：实验器材的读数，仪器的选择和电路图的设

19、计及其运用。2、这节课我安排了五个例题，一个变式，涵盖了近些年新课改地区高考中出现的热门题型。各个例题都有其侧重点，并且师生共同总结了解决不同类型问题的基本方法和基本技巧。3、从复习的过程看，我注重方法的传授和引导学生积极地参与，正所谓“授人以鱼，不如授人以渔”。4、这节课复习了设计性实验的解题思路，培养了学生分析问题和解决问题的能力。处理过程：让学生稍加的整理思维，请学生代表起来对本节复习课的课堂内容进行小结（其他同学可以补充，或谈自己的心得），教师给予学生充分的肯定和鼓励。这样有利于有更多的学生参与到总结活动中，便于抓住课堂的主体知识板块，提高学习效率，也培养他们的学习中的反思习惯，可大大促进成绩的提高。课后练习让学生课后练习，巩固所学知识，从而熟练掌握本节重点，形成相应的解题能力。思考题可以激发部分学生学习的兴趣，起到“跳一跳就可以摘到桃”的功效。