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高中电学实验步骤范文1
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2016)12B-0113-02
物理中的电学是一个抽象的概念,电看不到又摸不着,使得学生在学习中无法直观化与具体化地理解电学,无法更好地掌握电学的规律,所以教师在教学电学时会使用电学演示实验教学的方式来进行辅助教学。电学演示实验能够帮助学生感知和理解电学中抽象的知识,能够让学生直观地“看”到电,认识和理解电学概念,并能提高学生学习物理的兴趣,提升物理成绩,本文对此进行分析。
一、高中物理电学演示实验教学现状
新课改提出,教学不仅要让学生掌握学科知识,而且要培养学生的思维与创新能力。但我国高中教学在高考的压力下,过分关注学生的学科成绩,而忽略了学生的兴趣与思维的培养。就高中物理电学演示实验的教学现状来说,存在以下问题。
(一)学生对电学演示实验教学不感兴趣
电学是一个抽象的概念,学生在理解上存在一定的困难,利用实验能够更好地帮助学生理解这个抽象的概念。但部分学生对物理有恐惧心理,认为物理知识点繁多,公式难背,物理概念生硬难懂,自己根本就学不会高中物理,在没开始实验前就打起了退堂鼓。这在心理上影响了学生对物理实验的兴趣,使得教师在电学演示实验教学时,老师讲的累,学生也没有心思听,教学质量无法提升。
(二)教师对物理演示实验教学不重视
在高考压力下,许多教师认为学生只要将高考这一关过去了,就是“人生的赢家”,因此不太重视学生的兴趣发展与思维创新能力的培养,一味地让学生做题,通过题海战术来提升学生的物理成绩。而电学演示实验教学需要在实验室中进行,需要比较多的时间,因而部分教师认为,在实验室教学是在浪费自己的课时,从而忽视演示实验教学,更愿意按照原本的教学过程进行“填鸭式”教学。有的教师甚至认为,实验对物理教学而言影响不大,也不那么重要,只要让学生理解了物理中的理论知识,并不断地做题,就能够将成绩提升。这让学生无法更好地理解抽象的概念,也使得部分学生在课业的压力下对物理产生抵触心理。
为了节约课时,有的教师通过语言描述来代替演示实验操作,有的教师虽然也会做一些简单的演示实验给学生看,但没有给出更多的时间来让学生消化,更不会让学生做。对需要学生参与的实验课,也只是让学生在实验室里跟着教师的步骤进行实验,没有自己独立思维的过程。这样以教师为主体的教学使得学生在学习过程中的主动性降低,甚至让学生认为物理实验教学不需要自己动脑,只要跟着老师做就不会有太大的失误。这无形中降低了学生对物理的学习兴趣。实验课本身是一个充满乐趣的课,但在这种教学模式下让学生失去了学习的兴趣。
二、提升高中物理电学演示实验教学质量的策略
(一)提高电学演示实验效果,激起学生的学习兴趣
教师在进行电学演示实验时,为了提升实验效果,可以让学生在课前进行预习,让学生通过预习知道这节课需要做的实验,步骤是什么,并通过自己的思考提出问题,以便在实验中找到答案。例如在进行“测电动势和内阻”实验时,教师可以让学生进行课前复习,通过已学知识点预习新知识点;可以让学生自己设计测量电路来测量家用小电器的内阻,比如测量干电池的内阻。之后到课堂上,教师分别利用内接法和外接法进行演示实验,让学生去感知这两种接法的明显区别,提高实验效果。由此让学生知道对不同的电器,当我们要测量它的内阻时,要考虑什么条件。只有根据电器的特点选择不同的测量方法,才能精确地测量出电器的内阻。以此激发学生的学习和探究兴趣,学好物理。
(二)教师边教学生边学做实验,增强师生互动性
传统的电学演示实验,学生都是按照教师设置好的步骤一步步进行实验,对实验的原理以及所表达的物理意义,学生自己并不一定知晓。如果教师不充分利用好实验时间,那么要想在短短的45 分内让学生自主掌握实验过程还是有一定困难,所以我们可以利用边教边学的模式来进行演示实验教学。例如在教学“测定金属的电阻率”这项电学实验时,教师可一边做演示实验一边对所做实验进行讲解,分析其中的物理原理,让学生在实验中掌握电学概念。教师在进行演示实验的过程中,也可以让学生参与实验,甚至让学生亲自动手做实验,并在学生做演示实验过程中在一旁进行教学与分析,使学生自然融入课堂中,发挥学生的主体作用,增强学生的动手能力。教师还可以在学生做实验的同时让学生对实验原理进行思考,把一些已学过的知识引入到新知识学习中,进行自我探索,并在课堂探索中与教师进行互动,共同完成演示实验。
许多高中学生对物理有兴趣,但在实验时常常因为时间不够或是只跟着教师做,渐渐失去了兴趣。使用边教边学的方式,能够很好地调动学生的主动参与热情,增强学生的求知欲与师生的互动性。
(三)使用多媒体技术进行模拟实验教学
国家对教育的不断重视使得大部分学校都配备了多媒体设备,教师可以利用多媒体设备进行辅助教学。对于电学演示实验教学来说,部分实验操作复杂的实验,如果让学生自主进行实验,课程时间完全不够,也无法让学生透彻地理解实验内容。有些实验因为学校器材不完善,不能够进行实验。面对这些情况,教师可以利用多媒体中的实验软件,模拟一些复杂实验,例如模拟电分布的变化,或是电在不同电表中的反映状况以及复杂电磁场的运动等,利用计算机模拟可取得较好的效果,通过模拟实验使学生明白其中的原理。
网络上有许多模拟的物理实验,教师可以让学生下载一些物理实验来进行观看,直观、形象地感知实验,以此增强学生的理解能力,提升学生对物理实验的兴趣。
电学内容部分有许多演示实验,教师进行电学演示实验教学时要以学生为课堂主体,根据学生的物理基础及其对物理的理解能力制订切实有效的实验方法,使学生主动地参与到电学实验教学中,提升学生对物理的学习兴趣,让学生在学习电学的同时拓展自己的思维能力与创新能力。
【参考文献】
[1]张忠政,张春红.新课程改革下高中物理电学演示实验教学研究[J].教育教学论坛,2013(50)
[2]余淡远.两个电学实验的创新[J].中学课程辅导(教学研究),2015(35)
高中电学实验步骤范文2
关键词:高考备考 设计型实验 测电阻
物理实验的考查在高考中是以笔试的形式进行的,通过考查一些设计性的实验来鉴别考生实验的“迁移”能力、创新能力。实验部分在理综试卷中占有较大的比重(17分左右),区分度和难度较高。通过对高考电学实验试题的分析,可以看出当前高考实验考试的总趋势是:一是利用考纲所列实验的原理、方法和器材重新组合,推陈出新;二是把重点放在实验和器材测量的原理、选取、数据处理和结论获取的方法上;三是适量编制设计性、探究性实验,进行考查。由于每年高考中均有电学实验,虽然形式多样,但考查的特点还是比较清晰的。比如实验能力的考查多集中在电阻的测量上。这几年高考,几乎所有电学实验都是以测电阻为背景:
第一种形式:考查伏安法测电阻,如2003年,08年全国Ⅱ卷,09广东考卷,09江苏考卷等;
第二种形式:考查电表内阻的测量,如2004年、2006年全国I卷,07年全国Ⅱ卷;
第二种形式:考查电源电动势和内阻的测量,如2005年,09北京考卷,09海南省考卷等。
归根结底考查的实验原理均为欧姆定律R=U/I,因此对电阻的测量,都是在用各种方法寻找电压U和电流I。
设计型电学实验题考查考生对实验原理的认识及理解、实验器材的选取、步骤的合理安排、实验操作、数据分析处理及结论的得出等一系列知识和能力.试题具有考查方式新、考察内容广和能力要求高的特点,受到命题者的高度青睐,设计型实验题已将电学实验的考查推向了更新的高度. 关于伏安法测电阻设计型实验题我们应该从何入手呢?
一、设计思路
高考物理实验考查的是实验的迁移能力、创新能力等。对于一个实验正确的学习方法是遵从以下步骤:明确目的――尝试原理――选择器材――确定步骤――误差分析。学习每一个实验,先明确实验目的,然后根据实验目的结合自己所学的知识,尝试思考实验原理。围绕敲定的实验原理,确定实验器材,根据实验器材,确定实验步骤,依据实验原理进行误差分析。因为同一实验目的,它可能存在不同的实验原理,所以我们通过尝试思考实验原理的方法,就可以拓宽思路,提升能力。如果同学们提前知道实验原理,就可能造成先入为主的思维定势,使思维受到限制。
二、电学实验器材选用原则:
1、可行,即够用
如――线路中的限流电阻必须满足要求,确保电流不能超过允许值;
指选用的实验器件要能保证实验的正常进行。
通过安培表的电流或加在伏特表上的电压均不能超过它们的使用量程;
通过电源、滑动变阻器的电流不能超过额定值。所有的器件都必须符合实验要求。
2、精确
是指选用的实验器件要考虑尽可能减小实验误差。
如――如果实验原理不考虑电源和安培表的内阻及伏特表的分流作用时,就必须选用内阻小的电源和安培表及内阻大的伏特表;
安培表、伏特表在使用时,要用尽可能使指针接近满刻度的量程,因为这样可以减小读数的误差;
使用欧姆表时宜选用使指针尽可能指在中间刻度附近的倍率档位;因为高阻值区的刻度较密,电阻值不易读准,误差大,而接近零欧姆处虽然刻度较稀,读数误差小,但乘上相应的大倍率,误差同样会变大。
3、方便
指选用的实验器件要便于操作。
如――对于那种高限值滑动变阻器,尽管其额定电流值满足要求,但如果在实验中实际使用时只用到其中很少一部分,不便于操作,就不宜采用。
三、电路的设计
电路中电路的设计要考虑以下几个问题:
1,滑动变阻器的连接方法:限流式接法或分压式接法。一般情况两种均可,但有下列情况的,只能用分压式:①,当电路中电流最小时,仍超过电表量程的;②当滑动变阻器阻值较小时;③要求测量范围较宽,或要求电表示数从零开始变化时;④测量结果要求用图象法处理数据的等。
2,电流表是内接法还是外接法。 ①,当RX≥RA时,用电流表的内接法;②,当RV≥RX时,用电流表外接法。
3,电路中所涉及到的测量方法对电路的要求。如基本的测量方法只有五种:伏安法测电阻;电压表和一已知电阻测电阻;电流表和一已知电阻测电阻;半偏法测电阻;替代法测电阻。
四、特殊处理方式
如对测电表的内阻问题,学生常感到恐慌,因为他们只习惯测量明摆着的定值电阻,面对隐含的电表内阻的测量手足无措。我们应该教给他们一种处理的方法。例:测电压表内阻,可把该电压表看成一未知电阻RV两端再并一只理想电压表的结构,测电流表内阻,可把该电流表看成一未知电阻RA再串一只理想电流表的结构。多年来,测电阻的试题常考常新。
另外,掌握一些实验技巧:如电表是会“说话”的电阻:
①对一些特殊电阻的测量,如电流表或电压表内阻的测量,电路设计有其特殊性:一是要注意到其自身量程对电路的影响,二是要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能。测电压表内阻时无需另并电压表,测电流表的内阻时无需另串电流表。
高中电学实验步骤范文3
有关电学实验题时出现失误。笔者就如何设计电学实验的方法进行剖析,以提高教学效率。
高中电学实验电路分为电源电路和测量电路两部分,电源电路的设计通常只有两种方式:分压式和限流式
;测量电路也只有两种方式:内接法和外接法。
那么我们的实验电路就只有四种接法:即:①分压内接法、②分压外接法、③限流内接法、④限流外接法
。
那么我们如何才能设计出符合实验要求的电路呢。
一、基本原则:
1.安全——不损坏实验器材
2.精确——尽可能减少实验误差
3.方便——便于实验操作、读数和数据处理
二、仪器选取原则:
1.电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流
2.用电器的额定电流应大于或等于通过它的实际电流
3.电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值,一般两表的指针应指到满偏刻度的一半至满
偏的位置为宜
三、电源电路的选取。
1.根据提示(或暗示)语来确定。通常在题目中往往有一些提示的语言,如:多测几组数据、做出伏安特
性曲线、从零伏开始测量、电压变化范围宽等,这就要求使用分压电路。
2.根据被测电阻Rx的大小与滑动变阻器阻值R的大小关系来确定,如果Rx>R则选用分压方式,反之则选用
限流方式。这也说明,在选择滑动变阻器时,如果采用的是分压方式,通常选择其阻值较小的,如果采用
的是限流方式,则选择阻值较大的。
3.根据滑动变阻器的额定功率来确定。一般情况下,为了节约能源,和电路的简单,在没有其它要求的情
况下,通常采用限流方式,但从考试的情况来看,使用分压方式的情况要多得多。另外如果使用分压方式
,滑动变阻器的功率超过了其额定功率,则只能选用限流方式。
四、测量电路的选取。
1.选取口诀:"一大一小误差小,两个都小要分隔。"
2.选取方法:由于电压表的内阻较大,则称其为"大",电流表的内阻较小,则称其为"小",被测电阻Rx如
果较大,则"大"的被测电阻与"小"的电流表接在一起误差较小,即选电流表的内接法;如果被测电阻Rx较
小,则需要由电压表把"小"的被测电阻与"小"的电流表分开,则"大"的电压表与"小"的被测电阻接在一起
误差较小,即选用电流表的外接法。
3.Rx大小的确定:
方法一:在电流表的内阻RA和电压表的内阻RV均已知的情况下,如果 则Rx就"小",即选用外接法。
方法二:按照一些常识来确定。如果被测电阻的阻值在几十欧姆以下,通常就认为其较"小",则应该选用
"外接法",如测量金属丝的电阻。如果被测电阻的阻值在几千欧姆以上,通常就认为其较"大",则应该选
用"内接法"。
方法三:探测法。在不知道待测电阻的大概阻值,也不一定很清楚RA和RV的大小,这时就采用探测法。
其步骤如下:
①将待测电阻R与电流表、电压表如图所示接好,并将电压表的一根接线K空出;
②将K先后触碰电流表的两个接线a、b;
③比较两次触碰中两个电表的示数变化情况:若电压表读数变化显著,说明电流表分压作用明显,应使用
外接法,K接a;若电流表示数变化显著,说明电压表的分流作用明显,应使用内接法,K接b。
四、误差分析:
1.利用等效法分析。如果采用内接法,则电流表和电压表测量的等效电阻为电压表与Rx并联后的总电阻。
由并联电路的知识可知,测量值小于真实值。简单记忆为:"并联则小"。如果采用外接法,则电流表和电
压表测量的等效电阻为电流表与Rx串联后的总电阻。由串联电路的知识可知,测量值大于真实值。简单记
忆为:"串联则大",合并起来记忆:"串大并小"。
2.利用公式法分析:电流表和电压表的读数分别为I、U,则Rx的测量值为:,如果采用电流表的"外接法"
,则电压表测量的是电阻两端的真实电压,但电流表测量出的并不是通过电阻的真实电流,即I=I真+
IV,故I真<I,而 ,故Rx>R真,即如果采用外接法,测量值小于真实值。"内接法",则电流表测量
的是通过电阻的电流的真实值,但电压表测量的并不是电阻两端的真实电压,即U=U真+UA,故U真<U,
而 ,故Rx<R真,即如果采用内接法,测量值大于真实值。
例:某同学测绘标有"4.8V1.5W"字样的小灯泡的电功率随电压变化的图像,要使小灯泡两端电压从0到
4.8V连续变化,为了使测量尽可能准确,除了导线和开关外,可供选择的仪器还有:
A.电流表:量程0~0.6A,内阻约为1Ω
B.电流表:量程0~3A,内阻约为0.2Ω
C.电压表:量程0~6V,内阻约为2kΩ
D.电压表:量程0~15V,内阻约为4.5kΩ
E.滑动变阻器:阻值范围0~20Ω,额定电流2A
F.滑动变阻器:阻值范围0~2kΩ,额定电流0.5A
G.电池组:电动势6V,内阻约为1Ω
(1)选用的器材代号为:
(2)画出实验电路图。
解析:(1)根据小灯泡的额定电压为4.8V可知,电压表选择量程为6V的"C"。额定电流 ,电流表选择量
程为0.6A的"A"
要使小灯泡电压从0到4.8V连续变化,电源电路应采用分压式,滑动变阻器应选择阻值较小的,故选择"E"
。
答案为:ACEG
(2)由于小灯泡正常发光时的电阻 ,而 ,因此R< ,R较小,测量电路采用外接法。因此电路如图6所
示。
高中电学实验步骤范文4
关键词:高三物理;二轮复习;策略
中图分类号:G427 文献标识码:A
文章编号:1992-7711(2012)10-082-1
策略一、知识体系系统性,主干知识网络性
(一)物理学科的内容很广,知识层次十分清楚,通过第一轮复习,学生已初步构建成了知识系统,但由于物理学科知识点多,第一轮又是分章节复习,虽然物理学的知识层次非常清晰,但学生对知识点掌握还是比较零散。因此,老师在教学过程中要站在整体的高度,对所教知识加以总结、归纳、提炼,从而使学生形成清晰的知识脉络,了解知识间的纵横联系,从而构建一个完整的知识结构体系。
譬如在复习力学知识时,教师要让学生明确对研究对象的受力分析和运动分析是整个力学的基础,而牛顿运动定律是将原因和结果联系起来——力是产生加速度的原因。学生掌握了这一点,就掌握了解决力学问题的完整的方法。机械能和动量的知识则从时间和空间两方面提供了解决力学问题的另外两种方法。
(二)物理学科中的主干知识是重点、难点,也是高考热点,学好主干知识是提高物理解题能力的基点。但学好主干知识又不能把主干知识游离于基础知识之外,要把主干知识和基础知识有机地结合起来,形成知识网络,这样学生才能真正做到深刻理解主干知识并能熟练应用之。
高中物理的主干知识按学科分支分类有:
1.力学:匀变速直线运动、匀速圆周运动、万有引力定律、机械振动机械波、牛顿运动定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律。
2.电学:闭合电路欧姆定律、串并联电路中电压、电流和功率(电功)分配特点、电路动态分析、电学实验、安培力、洛伦兹力、带电粒子在各类场中的运动、电磁感应现象、楞次定律、交变电流。
3.热学:分子运动论、热力学三大定律、气体性质。
4.光学:光的反射和折射、全反射、干涉衍射、光的波粒二象性。
5.原子物理:原子的结构、原子核的结构、衰变、核力与结合能。
策略二、专题复习要注重,能力提高是关键
高考是选拔性考试,旨在选拔有能力的人才,所以在二轮复习教学中,要格外注重培养学生分析问题的能力,行之有效的方法是进行专题复习,围绕主干知识,打破知识分类,分析物理情景,寻找物理规律。
常见专题有:追及与相遇问题、整体法与隔离法受力分析、动力学中的临界问题、传送带问题、全过程法解决力学综合问题、图像问题、类平抛问题、单摆模型、弹簧问题、电学实验专题、带电粒子在复合场中的运动、物体在等效重力场中的运动等等。
譬如图像问题。随着科学技术的日新月异,人们寻找物理规律的手段也越来越先进,即利用计算机采集数据,分析数据,寻找规律,而计算机显示的物理规律大多是以图像的形式呈现。近年来各地的物理高考试卷中,图像问题占的分值越来越高,是高考的热点,所以老师在教学过程中对图像问题务必引起高度重视。在物理教材中,可以说图像问题遍布于力学、电学、热学、光学、原子物理的各个章节,虽然形式多种多样,但只要老师稍加整理,就能发现,高中物理中的图像问题基本只涉及到图像的斜率、截距、走势、拐点的物理含义,对图像是直线的题目最好要能写出函数表达式,这样斜率、截距的含义就更清晰了。
策略三、物理课本需回归,物理本质要还原
高考命题“源于教材,高于教材”。回归物理课本就是要寻找物理规律的“源头”。在物理复习的最后阶段,一定要重视回归课本,一要梳理基础知识,包括对基本概念的精准理解,概念的内涵与外延,公式的适用条件,物理规律的确切含义,易混淆概念的区别和联系;二要梳理基本模型,如单摆模型、绳杆模型、质点模型、类平抛模型、天体模型等等;三要归纳基本方法,包括整体法隔离法、等效法、控制变量法、图像法、对称法、类比法等等;四要回归演示实验,近年来,高考试卷中考演示实验的频率也较高,对一些重要的演示实验要重新回顾其实验目的和实验原理,理解实验步骤、数据处理方法、误差分析,特别重视图像分析法和实验的设计思想。
高中电学实验步骤范文5
关键词:统计与分析;特点与规律;特点、规律与启示;基本、基础与能力
中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号:1003-6148(2006)11(S)-0046-4
高考理综物理命题特点及对教学的启示随着课程改革的进一步深入、高中新课标的逐步实施也发生着相应的变化。认真分析与研究近几年高考理综物理命题特点,找出其中的一般规律和特殊规律,将对高中物理教学工作及复习起到很好的启迪和引导作用。同时它也是我们进行高中物理教学以及高考复习的基础与方向。帮助我们在教学和复习过程中少走弯路,努力提高学生的各种能力,促进在学生综合素质的全面发展上打下坚实的基础。
1近几年高考理综物理命题特点分析
现就2002年~2006年全国统一考试理综物理命题情况作一分析统计列表如下。
从以下二表的统计分析可看出,高考物理命题具有以下几个特点:
1.1题型全面,知识覆盖面减少而范围变化大
从2002年~2006年命题分析对比中可看出:各部分内容比例趋于稳定,各部分物理知识的占分比例为:力学约占45%,电学约占35%,热学约占5%,光学约占5%,原子物理学约占5%,实验约占12%~15%。命题中有单选(2002年~2004年为单选)、多选(2005、2006年改为多选)、填空、作图、实验题(包括实验步骤、实验数据的正确读取、实验数据的分析处理,如2002年第29题,2003年的23题,2004年的22题,仪器的正确使用、电路的连接、实验设计等,如2005、2006年的22题)、综合计算题等多种题型。总题量保持在10~12题之间,但试题考点范围变化较大。
1.2突出考核重点,兼顾一般知识
从表二中可看出,力学与电学是考核的重点。在120分中占80分~90分,力学中力和物体的平衡、牛顿运动定律、万有引力与圆周运动、机械能和物体之间的相互作用,则是每年的必考内容。而电学中的电场、稳恒电流、磁场和电磁感应、洛仑兹力也是考查的重头戏。而热学中热与功、光学中反射与折射、光电效应也是考查的重点知识,约占10%~20%。尤其是新课标中所要求学生必须掌握的内容,在近几年的高考命题中都有所涉及与体现。不言而喻,高考考核的重点内容(特别是须掌握的知识点)就是我们在以往的教学中要重点学习、训练与复习的内容。
1.3试题难度下降,重视基础知识的考核
从近几年的高考物理命题情况看,基本上没有超纲的内容,没有偏题、怪题。其特点是:小综合题增加,大综合题减少,试题难度有所下降,高难度题已不多见。教材上的原型题或原型改编题题量有所增加,偏而难的题量减少,活而新的题量增加。虽然增加了教材中原型题或原型题综合、交叉改编题,但都不落俗套,很有特色。试题难度不大,灵活性较高,如2006年15题的牛顿运动定律的应用问题;第19题光电效应问题;第14题原子核物理;第17题的电场问题等。这些题易而活,着重考查学科的基础知识和主要内容。这对中学物理教学起到了很好的导向和启迪作用,必须引起我们高度重视。
1.4命题与生活实际、科技生产实践、现代物理相联系
从近几年的高考试题中可以看出,越来越多的题目体现了与生活实际、生产实践、现代高科技知识的紧密联系。题目趋向于把涉及生活、生产、科技等知识内容溶入到试题中,让学生逐步学会把实际中所涉及的物理现象转化为物理问题,把实际问题抽象为物理模型,这一动向值得我们高度重视。此外,试题密切联系生活和科技前沿的动态,意在引导学生加强课外阅读、拓宽知识面。并引入了一些较为新颖的探究型、开放型、阅读分析型等各种具有创新特色的试题,如2002年的第15题中的夸克问题;19题的猫眼问题;26题的蹦床问题;27题电视机显像管电子偏转问题;2003年的24题中自行车问题;2006年的24题中超重与矢重问题。这些题都与人们的日常生活实际、生产实践、现代科技相联系,其目的是考查学生理论联系实际、灵活运用知识的能力。
1.5命题把考查能力放在首位
从表一、表二分析对比可看出:命题增加了客观题比例。这些试题中有对物理概念、物理规律正确理解的题,如2002年――2006年的选择题部分;有判断推理题,有小的综合计算题,如2002年的26、27题,2003年的24、25题,2004年的23、24题,2005年的23、24题,2006年的23、24题;有识图、作图、用图的题(每年都有);有实验仪器选择、实验操作方法、实验数据处理和实验原理、实验结果分析题等。题型是客观的,而考核的内容却是全面的。充分体现了新课标中对学生提出的五点能力要求(观察、实验能力;理解、判断能力;分析综合能力;获取、处理信息的能力;科学探究能力)。体现了“把能力的考核放在首要位置”的原则。
1.6加强考查实验能力,尤其注重考查对实验原理理解和运用的能力
物理是一门以实验为基础的学科。特别是高中物理,很多重要物理概念的引入,物理规律的总结依赖于实验。而且实验能力也是从事科学研究的基础,是学生将来走向社会所必须的基本技能。所以近几年高考试题十分重视对实验能力的考查,除了强调独立完成实验的能力外,还强调能根据要求灵活运用知识,用已学过的理论、实验方法和仪器,设计简单的实验方案,并处理相关的实验问题。如2003年的实验题23题(用伏安法测电阻,并求出电阻率),在此题中即要求学生画出测量电路图,还要求写出相关的实验步骤,对数据进行正确读取与处理,画出图像,并根据实验数据算出相关的物理量。再如2006年的实验题22题中第一个实验题,要求考生根据测量要求选择合适的测量仪器和测量电路,第二个实验题要求考生写出实验步骤、作图方法以及相关物理量的表达式等。从多方面考查学生设计和完成实验以及进行物理实验所需要的各种能力。
1.7利用物理图象解题是高考物理命题的一大特色
从近几年高考物理命题中可看出图象题逐年上升。特别是波的图象几乎每年都有,另外如电流――电压关系图象,交流电中电流、电压、电动势等随时间变化图象,以及位移、速度图象也在高考试题中屡屡出现。这就要求我们在平时的教学中要予以高度重视,加强训练,从而提高学生利用图象解题的能力。
1.8高考物理命题中压轴题的特点
纵观近几年高考理综物理压轴题,一般具有以下几个特征:(1)物理图象模糊(2)物理过程复杂且综合性强(3)隐含条件审视困难(4)解题方法灵活(5)应用较多数学知识等。如2005年的25题(质量为M的小物体A静止在离地面高h水平桌面的边缘,质量为m的小物体B沿桌面向A运动并以速度v0与之正碰。碰后A离开桌面,其落地点离出发点的水平距离为L。碰后B反向运动。求B后退的距离。已知B与桌面间的动摩擦因数为μ。重力加速度为g)。本题是一道比较复杂的综合题,它把动量守恒,平抛运动,动能定理有机地结合起来,有效地考查学生较高层次的理解和应用能力。所以,对于本题来说,只要认真地审视所发生的物理过程,应用相关的物理规律,建立起几个连续方程,再综合找出各物理量的关系,把它们有机的结合到一起,就会解出相关物理量,问题就可迎刃而解。
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2高考命题对教学的启示
面对高考,面对高考命题的特点与规律,针对中学物理教学,采取什么样的措施、方法、手段,以提高教学效果,大面积提高物理教学质量,全面推进素质教育,促进学生综合素质的全面发展。这是摆在我们每一位中学物理教师面前的重大课题。下面就理综高考物理命题特点,谈一谈自己对中学物理教学的一些认识与体会。
2.1重视课本知识,打好基础
近几年高考命题是以新的物理课程标准为准绳,以教材为出题依据。高考试题中都有一些直接来源于课本内容或据课本内容稍加改编的题。这部分试题占分比例都在70%以上,高考试题中的难题只占15%左右。即便是这部分难题它也是考查学生对物理基本原理、基本规律的灵活运用或是对物理基本规律的综合应用。强调基础,联系实际,体现科学探究精神。上述情况启示我们:在平时的教学过程中用好课本,重视课本知识,打好物理基础,是中学物理教学工作的重要环节。而抛开课本钻难题,搞题海战术,实在是物理教学过程中的错误之举。
2.2抓住重点,照顾全面
从近几年的高考试题中可看出:单科题量有所减少,难度有所降低。但所出题目更加灵活,范围变化更大。因而,这就要求和启示我们:在日常的物理教学工作中,要把课本教好,让学生牢固掌握课本所要求的基本知识,夯实基础,以不变应万变。但也不能平均使用力量,要突出抓几个重点,它们是力学中的力、受力分析与平衡、牛顿运动定律、机械能、物体间的相互作用,电学中的电场、稳恒电流、洛仑兹力、粒子加速与偏转等。对于新课标所要求学生必须掌握的知识点,要特别花时间,使学生切实掌握,提高综合应用知识的能力。
2.3全面打好基础,着重培养能力
现今的高考命题已把考查学生的能力放在了首位。无论考查何种能力,采用何种题型,解题的先决条件是:要有各项扎实的基本知识和灵活运用知识的能力。这就明显的启示我们:在日常的教学过程中要加强物理概念和规律的教学,要让学生深刻领会,深入理解。对物理公式要熟悉,掌握它的使用范围和应用条件。对知识的横向比较和纵向联系要有全面了解。总之要在“知其所以然”上下功夫,要融会贯通。对于练习中碰到的各种问题都要弄清它的物理图景,物理过程,设计出解题方案,找准所要应用的公式。在解题过程中要求学生要善于运用已有知识、方法和经验去研究处理新问题,找出新旧知识之间的区别和联系,能把待解问题纳入到已有解题模式之中,温故而知新,举一反三。
2.4加强实验教学,培养学生的各种实验能力
实验题在近几年的高考中占分比例有所增加,开放性的实验设计题屡屡出现,难度加大,对实验提出了较高要求,突出了实验的地位和作用。然而,实验题中所涉及的基本知识和实验技能的要求,所用仪器仍然立足于课本实验。这一现象告诫与启示我们:在平时的教学中一定要抓好实验、做好实验(包括课堂演示实验、学生实验、课外小实验等)。并对课本上的实验从原理入手,在理解原理的基础上去把握实验方案(如实验所需物理量、实验仪器、实验步骤等),并要求学生能够根据自己所学的有关知识和理论,对实验进行必要的改进、改编,或重新进行设计。同时要求并鼓励学生多做一些课外小实验,进行一些科技小制作活动,鼓励学生阅读一些科普书籍和资料,开阔学生的知识面,扩大学生的视野。通过各种方法、措施、手段培养学生进行物理实验所需的各种能力。
2.5强化综合训练,培养学生综合运用知识的能力
从近几年高考命题情况看,最后的几道计算题,简单的送分题基本上没有,多数题都是由两个或多个知识点编制综合而成。这就告诫与启示我们:在常规物理教学中要注意相关知识的联系,深入了解知识链条上的各个环节,用一题多解的方法沟通不同知识点之间的联系,有了这种能力,碰到小的综合题就能顺利解决,培养学生综合分析问题与解决问题的能力。
2.6联系实际,提高应用知识的能力
综观近几年高考命题,有一部分题以现实生活中的有关理论和实际问题立意命题,试题更加真实和直面人类生活实际。这就启示我们:在中学物理教学中要更加广泛的联系生活实际、生产实践、现代科技发展实际,用生动具体的生活、生产、科技事例来分析解决实际问题,同时要注意将现代科学技术,如航天、航空、人造卫星技术等社会热点问题,环境保护、能源问题等渗透到教学来,提高利用学科知识解决实际问题的能力。
综上所述:只要我们立足于基础教学,扎扎实实打好基础,重视学生的各种技能的培养,以及学生创新、探究精神和实践能力的培养,就会达到事半功倍的作用。为全面提高教学质量,推进素质教育,促进学生综合素质的全面发展,为国家培养出德、智、体、美、劳全面发展的建设人才做出我们应有的努力。
高中电学实验步骤范文6
关键词:高中物理;电阻的测量;教学;研究
【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-8437(2015)02-0013-02
高中物理恒定电流教学中的重要知识和能力要求几乎都体现在对电阻测量的实验中,高考对有关恒定电流内容的考查几乎都离不开对电阻测量的考查,而这部分知识往往也是学生感到困难的。为此结合教学要求,对用欧姆表、半偏法、等效法、伏安法测量电阻做如下探讨,愿与师生们交流。
1 欧姆表测量电阻
欧姆表测量电阻是日常生活中最常见的方法,虽说现操作使用越来越简单,但从知识的学习要求来看仍需要在理解的基础上掌握基本的测量原理和操作。
1.1 基本原理
欧姆表测量电阻的基本原理是全电路欧姆定律。对应基本电路如图1,
I=
I与Rx对应,故读数可表示Rx。
1.2 测量操作与原理溶合的理解
(1)选择开关指向“Ω”,目的是要构成如图1的基本测量电路;
(2)选择“倍率”相当于改变“Ω”的量程;
(3)欧姆调零:a、 b短接使Rx=0,调R使电流为电流表满偏电流Ig=,找到“0Ω”,即起点;
(4)测电阻:a、 b接Rx 测量,读出Rx。
1.3 从原理理解欧姆表的特殊性
(1)所有“倍率”的读数盘刻度均为“0~∞Ω”,且“0Ω”在读数盘的右侧,即Rx=0时的Ig;“∞”在读数盘的左侧,即R为∞时的I=0。
(2)读数盘的刻度不均匀,因为I与Rx不成正比。
(3)中值电阻就是欧姆表的内阻Ig= ,=,
R中=R内=R+rg+r 。
(4)保证电流由欧姆表的红插孔流入,黑插孔流出。
2 “半偏法”测电流计内阻
2.1 基本原理
并联电路的分流:I=I1+I2,U并=I1rg=I2R如图2。
2.2 测量的操作与原理溶合理解
(1)K1合、K2断,调R′使电流计读数为满偏电流Ig= 。
(2)K1、 K2合,只调R使电流计读数为(半偏),在R′>>rg(R)条件下,R′两端电压和通过R′的电流可视为不变,且通过R′的电流仍为Ig= ,此时R中的电流也为,所以 rg=R;
(3)从基本原理可扩展为测量小电阻Rx;具体方法为将Rx与电流计串联,进行(1)(2)操作,可得Rx+Rg=R,即Rx=R-Rg。
3 等效法测量电阻
基本原理就是“等效”的替代,如图3。当开关S掷于“1”和“2”两种状态下电表读数相同时,Rx=R。此方法主要是让学生建立一种“等效”思维。
4 伏安法测电阻
伏安法测电阻是测量电阻的核心方法,是考查学生知识和能力最广、最有效的内容,也是高考中的考查热点,下面着重讨论。
4.1 基本原理
基本原理是欧姆定律Rx=,实验中需测算出Ux,Ix。
4.2 基本电路及系统误差控制
如图4即电流表内接、外接问题。
(1)当开关S接1时,电流表内接。考虑电表内阻RV、RA则测算电阻R测===Rx+RA,R测为Rx与电流表内阻RA串联电阻,即R测比Rx偏大RA。若RA已知,可修正,减小误差;若RA未知,当Rx >>RA时,采用电流表内接误差较小。
(2)当开关S接2时,电流表外接。考虑电表内阻则测算电阻R测===,可见,R测为Rx和电压表内阻RV并联电阻,比实际Rx偏小。同理,若RV已知,可修正,减小误差;若RV未知,当RV>> Rx时,采用电流表外接误差较小。
(3)综上,内接法中电压表测得电压U测为Rx和电流表串联的总电压,RA越大,电流表两端分得电压UA越大,Rx误差越大;外接法中电流表测得电流I测为Rx和电压表并联电路总电流,RV越小,IV越大,Rx误差越大。实验中,若>,即Rx>应选用内接法;同理Rx<时选用外接法。实际操作中若RA、RV、Rx未知,可根据以上讨论用试触法;即分别把S接1、2看电表读数变化,误差大是由读数变化大的电表引起,故让读数变化大的表接在准确测量Rx的位置。(读数变化大小判定应看变化的百分比。)
4.3 实验中安全原则及偶然误差控制
主要是对测量电路的供电电路,即滑线变阻器限流接法和分压接法的讨论和选择。如图5:
(1)图5中(a)是滑线变阻器限流接法。此电路一般能耗小应优先考虑,但要保证R′调到最大时测量电路中用电器的电流和电压未超过其额定值。在便于操作R′改变下使测量电路中足够多的测量读数且便于电表准确读数(减小偶然误差)。要求R′>Rx或R≈Rx。
(2)图5中(b)是滑线变阻器分压式接法。此电路同样要保证限流接法中的条件。除此之外,此电路有一个最大特点是可以使Rx两端的电压从零开始增大。而这往往是电路选择中的关键点。在便于操作R′改变下使得更多组测量数据且便于电表准确读数。
4.4 伏安法测电阻中电表的替代
在很多实验中出现无法满足要求的电表(电压表),此时,可以把电流表进行改装,涉及电表改装知识,在这里不作讨论。
4.5 实验数据的处理
在伏安法测电阻的实验中,得到实验数据,一般都采用图像法进行实验数据的处理。如图6在建立图像后,要注意消除偶然误差如图6(b)中A点数据。要理解得到图像的“斜率”表示所测量的电阻;同时也可判定所测电阻是否随通过的电流大小变化而变化,怎样变化?(如热敏电阻,半导体电阻)。
4.6 完成伏安法测电阻实验的一般思路步骤
(1)选用实验器材:一般是从电流电压和电表量程及被测Rx的额定值入手选择出相匹配的电源、电表;其次根据电表和Rx确定测量电路采用内接或外接电路(试触法除外);第三根据滑线变阻器和Rx及题上特殊要求(读数从零开始等)确定供电电路限流式或分压式;最后完成实验处理数据。
5 实例分析
1.有一根细长均匀的金属管样品,横截面如图7(a),此金属管线长约30cm,电阻约10Ω,已知这种金属电阻率为ρ,因管内空的部分截面形状不规则,无法测量。现有如下器材,请设计一实验方案,测量管内中空部分截面面积S。
A、毫米刻度尺
B、螺旋测微器
C、电流表 A1 (600mA,约1.0Ω)
D、电流表 A2 (3A,约1.0Ω)
E、电压表 V (3V,约6kΩ)
F、滑线变阻器R1(2kΩ,0.5A)
G、滑线变阻器R2(10Ω,2A)
H、电池组(6V,约0.05Ω)
I、开关一个,带夹子导线若干
(1)上述器材中,根据实验要求应是用 器材(填代号字母)。
(2)实验中测量的物理量 。计算S0的表达式:
S0= 。
分析 根据题意,此实验设计应为电学中测R的实验设计。即金属管电阻Rx=ρ 而S=a2-S0,故测量出a、L、Rx,则S0可算出。L用毫米刻度尺测量,a用螺旋测微器测量,R则用伏安法测量。
(1)根据电压表量程3V、R约10Ω,则电流表量程约0.3A,即可故选择C、E。>故采用电流表外接。
(2)在保证安全前提下,滑线变阻器R≈Rx,为保证实验中尽可能测出多组数值(R2取5Ω时,A1读数约0.2A, V读数约2V)。故采用分压式接法。选G。电路如图8。选用器材为:A、B、C、E、G、H、I。
表达式 S0=a2-
测量物理量:金属管截面边长a,金属管长度L,电流表读数I,电压表读数U。
(2)在“探究决定导线电阻的因素”的实验中,待测金属丝电阻约5Ω,实验器材:
A、电压表V1 (3V,约15kΩ) B、电压表V2 (15V,约75kΩ)
C、电流表A1 (3A,约0.2Ω) D、电流表A2 (0.6A,约1Ω)
E、变阻器R1(0~100Ω,0.6A) F、变阻器R2(0~200Ω,0.1A)
G、电池组(3V,约0.3Ω) H、开关S,导线若干
(1)为减小实验误差,应选器材 (填代号)。
(2)画出实验电路图。
分析:根据题意,本题为伏安法测电阻Rx≈5Ω的实验。本题是考察选择器材及电路。