直击中考电学实验题

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  学生如何在物理考试中考出满意的成绩,是所有物理教师和学生最关心的问题,从近几年的中考试卷来看,电学实验题是物理中考中必不可少的一个大考点,学生在这个方面暴露出来的问题也不少,主要有以下几个:一是由于审题不清导致答非所问,二是由于掌握的知识有所混淆,从而答题时思维紊乱,张冠李戴,三是语言表述不够科学、严谨.造成失分的原因可能有多种,但我觉得审题不清和知识混淆是最根本的原因.
  如图甲这个电路图可以考哪些知识点?可以考(1)探究通过导体的电流与导体两端电压的关系(2)探究通过导体的电流与导体电阻的关系(3)“伏安法”测电阻(4)测用电器的电功率.
  如果图甲中的定值电阻R换成图乙中的灯泡L,那么在相同知识点的考查上有什么不同的目的呢?下面结合部分例题题,对一个初中电学中最基本的电路图可能涉及的考点进行分析归纳.
  一、 电路图是图甲的情况(R是一个定值电阻)
  例1 某实验小组利用如图所示的电路探究通过导体的电流与导体两端电压的关系.
  (1)请用笔画线代替导线把实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数逐渐减小.
  (2) 实验测得的数据如表所示.根据这些数据在坐标图中描点并作出U—I图线.
  (3) 你能从实验中得出的结论是:
  (4) 在此实验中滑动变阻器的作用是:
  (5) 在此实验中多次测量的目的是:
  分析 这个属于探究类实验.
  (1) 问考查的实物电路的连接:其中包括电压表的连接方式和量程的选择、滑动变阻器的接线柱的选择.
  (2) 问考查用“描点法”作出图像.?摇?摇
  (3) 问中实验结论的得出通常建立在两方面分析的基础上:因果分析和数据分析.如果能知道一个现象的发生是由于某个原因引起的,又能知道该现象和某原因之间所存在的数量关系的规律,只要把这两个方面概括起来进行描述,这就是实验结论.在分析、处理数据时,①④首先要明确本实验要解决什么问题,需要研究什么物理量之间的关系,本题研究的是探究通过导体的电流与导体两端电压的关系,所以结论就应该从电流与电压的关系方面去思考;②其次要注意实验条件的表述,“控制变量法”是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一,它在实验探究中具体的做法是:在研究某物理量与影响它的多个因素中的一个因素之间的关系,只改变这个量的大小,而保持其他量不变,以便观察和研究该物理量与该因素之间的关系.本题研究的是探究通过导体的电流与导体两端电压的关系,由于影响导体中电流的因素有两个:导体两端的电压和导体的电流,因此研究电流与电压关系所采用的实验方法是控制变量法,即在保持导体的电阻不变的条件下,改变导体两端的电压,来研究电流与电压的关系.因此在得出结论时,它的实验条件是:当导体的电阻不变.③第三要明确两个物理量的因果关系,不能前后颠倒.由于导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关,因此本实验研究电流跟电压的关系的方法是:保持导体的电阻不变,通过改变导体两端的电压,来观察电流的变化情况.因此,电压的变化是原因,电流的变化是结果.由图中表格的数据表明:当导体的电阻一定时,导体两端的电压增大为原来的几倍,导体中的电流就增大原来的几倍.或者也可以从图像中看到,是一条经过原点的直线,从数学角度来看,即为正比例函数.
  所以结论为:当导体的电阻不变时,导体中的电流与导体两端的电压成正比.
  (4) 问中滑动变阻器在此实验中的作用,①每个电学实验中都要求在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处,这是为了防止闭合开关时,电路中由于电阻小二导致电流过大从而损毁电路元件,起到保护电路的作用.②但在此实验中滑动变阻器的滑动变阻器的作用侧重于:通过改变小灯泡两端电压,获得多个电路中电压值及相应的电流值,从而利用多组实验数据,探究电阻上的电流跟两端电压的关系.
  (5) 问中对于在此实验中多次测量的目的则关键在于看实验的目的,比如这个实验的目的是探究类的,即探究电流与电压的关系,多次测量就是为了归纳物理规律,使实验结论具有普遍性.
  例2 某实验小组利用如图所示的电路探究通过导体的电流与导体电阻的关系.
  (1) 请用笔画线代替导线把实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数逐渐减小.
  (2) 实验测得的数据如表所示.根据这些数据在坐标图中描点并作出I—R图线.(U=3V)
  (3) 你能从实验中得出的结论是:
  (4) 在此实验中滑动变阻器的作用是:
  (5) 在此实验中多次测量的目的是:
  分析 此题在形式上和例1一样,所以解题的思路是相同的.但由于探究的问题不一样,从而导致的答案也是不同的.先分析如下.
  (1)(2) 两问的解答是相同的.
  (3) 问是实验结论,本题探究的是通过导体的电流与导体电阻的关系,所以实验条件是:保持导体两端的电压不变.本实验研究电流跟电压的关系的方法是:保持导体两端的电压不变不变,通过改变导体的电阻,来观察电流的变化情况.因此,电阻的变化是原因,电流的变化是结果.由图像中看到,是双曲线的一支,从数学角度来看,即为反比例函数.
  所以结论为:当导体两端的电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
  (4) 在此实验中滑动变阻器的滑动变阻器的作用侧重于:保持电阻两端电压不变,获得多组电阻值及相应的电流值,用于探究电压一定时导体中的电流跟电阻的关系.
  由于这个实验目的仍是探究类的,即探究电流与电阻的关系,多次测量就是为了归纳物理规律,使实验结论具有普遍性.
  例3?摇 将例1中的实验目的换为测量定值电阻的阻值,其它条件和问题不变.
  分析 此例题与例1唯一的不同之处在于实验目的,本题的目的是利用“伏安法测电阻”,属于测量型实验,但正因为实验目的不同了,导致(3)(4)(5)小问的答案接截然不同.
  (4)问中滑动变阻器的作用侧重于:通过改变小灯泡两端电压,获得多个电路中电压值及相应的电流值,从而通过处理得出多组电阻R的阻值.由于此实验属于测量型的实验,所以(5)问中多次测量的目的是:多次测量取其平均值,以减小误差.
  二、 电路图是图乙的情况(L是小灯泡)
  例4 将例3中的定值电阻换成小灯泡,其它条件和问题不变.如下图所示:
  分析 此例题的特别之处在于小灯泡的电阻是随温度的变化而变化的,在回答问题时要牢记这一点,所以在(3)问中得出的实验结论就是:小灯泡的电阻随温度的变化而变化.虽然这个实验仍然是测量型的实验,但(5)中多次测量的目的就不是取平均值减小误差,而是多次测量以得出电阻和温度的关系.
  例5 将例4中的实验目的换为“测量小灯泡的电功率”,其它条件和问题不变.
  分析 本题仍然要记住小灯泡的电阻和温度有关.在此实验中滑动变阻器的作用侧重于:改变小灯泡两端电压,使之在 U>U 、U=U、 U<U情况下,观察小灯泡的亮度,并根据电压表、电流表的示数,求出小灯泡相应的实际电功率,进而比较实际电功率与小灯泡亮度的关系.多次测量的目的:是为了得出小灯泡的电功率与实际电压的关系,或小灯泡的亮度是由实际电功率决定的.
  在解决电学实验题时,一定要细心审题,要明确实验目的是什么,这样才能做到有的放矢,还要保证测量工具的使用和读数不出错,中考命题并不会只局限于已有知识的得出,往往可能会更注重探究过程的考查,因此解答试题时体会出试题考查的方向,将已有的知识加以应用、拓展或迁移,从容应答,方是良策.
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