實驗學(xué)生比較頭疼,電學(xué)實驗尤其頭疼。原因分析:初中的慣性思維一直在延續(xù);對電路的認(rèn)識沒有升級換代。 高中的電學(xué)實驗誤差分析,用初中的知識儲備來分析會感覺不可思議。測電阻時的內(nèi)外接法怎就測量結(jié)果不一樣呢?電表明明那么大一個家伙,還有指針偏轉(zhuǎn),怎就在分析其帶來的誤差時能看作一個定值電阻?電路中還會出現(xiàn)靜電場中電勢這些摸不著頭腦的術(shù)語?電源電動勢是個什么意思? 碰到電學(xué)實驗時還用初中的知識套路化分析,做對是碰巧,做砸是必然。 重新認(rèn)識電流表、電壓表這兩個儀器,除去包裝,線圈本質(zhì)上就是一根電阻絲,線圈穩(wěn)定不轉(zhuǎn)時,,就當(dāng)成一個定值電阻來考慮就行,從原理思考比較靠譜。電表的理想化是初中階段學(xué)生的認(rèn)知水平?jīng)Q定的,高中階段電表不再理想化處理,將理想變?yōu)楝F(xiàn)實的最好方法就是弄清其本質(zhì),給電表穿上“新衣”,思考穩(wěn)定時其讀數(shù)與電路中其他元件之間的關(guān)系,這樣一來,歐姆定律、閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的關(guān)系,這些知識點很自然地就被帶入并使用了。高中階段解決電路問題的主要知識工具不就是這些規(guī)律嗎? 對電路的認(rèn)識。時至今日,大部分同學(xué)讀電路圖、設(shè)計電路圖依然是一根導(dǎo)線連接電源正負(fù)極的思路,元件都串聯(lián)或都并聯(lián)時問題不大,沒啥不可行,一旦串并聯(lián)電路混合了,立馬就抓狂了,變阻器分壓式接法到現(xiàn)在依然是痛點,痛到碰見后直接繞著走的地步,不是嚇怕了,感覺比嚇尿還嚴(yán)重??謶衷从诓焕斫猓傞_始害怕黔之驢,不就是看見體型比自己大,吼聲比自己亮所致,最后發(fā)現(xiàn)好像就這兩個招牌嚇人,爆發(fā)力和咬合力一般般,故而痛下殺手的嗎。 這種從正到負(fù),以線為綱的讀電路方法,碰到混聯(lián)電路,讀混是常態(tài)。 讀電路的心法: 1.復(fù)雜電路變簡單電路,需要引入靜電學(xué)中電勢的這個概念,串聯(lián)好區(qū)分,一條線一連到底,并聯(lián)易混,引入電勢概念后,就容易把并聯(lián)關(guān)系弄清楚,就可以把電路簡化了。 2.按功能分解電路,簡單電路或簡化后的電路,一般按照供電電路、保護(hù)電路、用電電路這些功能來劃分,讀電路、連實物圖、設(shè)計電路,都遵照功能劃片,局部完成后再對接的思路來完成,效果就相對好多了。 換一個角度再看電路問題,就不至于受到諸多江湖上流傳的測電阻、測電動勢及內(nèi)阻的定勢方法來處理問題了。 看一個例題,才考的,好多學(xué)生棄考的考題: 某興趣學(xué)習(xí)小組根據(jù)所學(xué)的電學(xué)原理,利用相同的器材,自制了以下不同的電子秤。實驗器材有: 直流電源(電動勢為E=3. 0V,內(nèi)阻為r=0. 5Ω) 理想電壓表V(量程為3. 0V) 限流電阻R0=9. 5Ω 豎直固定的滑動變阻器R(總長L=10. 0cm,總阻值R=20. 0Ω) 電阻可忽略不計的彈簧,下端固定于水平地面,上端固定秤盤且與滑動變阻器R的滑動端連接,滑片接觸良好且無摩擦(彈簧勁度系數(shù)k=10N/m) 開關(guān)S以及導(dǎo)線若干。 重力加速度取g=10m/s2。不計摩擦和其他阻力。 實驗步驟如下: ①兩種電子秤,托盤中未放被測物前,滑片恰好置于變阻器的最上端,電壓表的示數(shù)均為零。 ②兩種電子秤,在彈簧的彈性限度內(nèi),在托盤中輕輕放入被測物,待托盤靜止平衡后,當(dāng)滑動變阻器的滑片恰好處于下端b處,此時均為電子秤的最大稱重。 請回答下列問題(所有計算結(jié)果保留一位小數(shù)): (1)兩種電子秤,當(dāng)滑動變阻器的滑片恰好置于最下端時,電壓表的示數(shù)均為 V;該電子稱的最大可測質(zhì)量均為 kg。 (2)當(dāng)電壓表的指針剛好指在表盤刻度的正中間時,如上左圖所示的第一套方案電子稱測得質(zhì)量為m1= kg。如右圖所示的第二套方案電子稱測得質(zhì)量為m2= kg。 (3)第 (填“一”或“二”)套方案更為合理,因為電壓表讀數(shù)U與物體質(zhì)量m成線性關(guān)系,電壓表改裝的電子秤刻度_均勻的。(填“是”或“不是”) 電學(xué)實驗題練習(xí)得似乎已經(jīng)把題型給固化了。測電阻有N多種方法,伏安、替代、半偏、電橋、歐姆表,等各種奇異名稱的方法。測電動勢內(nèi)阻有伏安、安阻、伏阻、補(bǔ)償法等等。 照以上這種固定方法來思考這個實驗,這是測什么呢?什么方法呢?好像無法可依了,還需玩三十六計,走為上計。 題目怎樣設(shè)問,問什么,這個真沒法猜,但涉及到電路問題,需要調(diào)用的知識點還是相對固定的,兩歐姆定律為主要規(guī)律,串并聯(lián)電路特點為破解電路結(jié)構(gòu)的主要工具。這些規(guī)律是不會變得,掌握規(guī)律比掌握類型更重要。 本題中,不論哪個電路,最終都是找到電壓表示數(shù)與所稱物體質(zhì)量之間的函數(shù)關(guān)系。說到思維層面,我倒覺得是考?xì)W姆表原理的思維了。 分析電路的結(jié)構(gòu),運用兩個歐姆定律得到電壓表的示數(shù)為: 一旦得到函數(shù)關(guān)系,整個題瞬間就全端了,沒考這法那法,但比考這法那法更高級。 復(fù)習(xí)達(dá)到的最終效果,不是背著一堆題型上考場,而是通過各種題型的練習(xí),將知識點、方法內(nèi)化成能力,能解決任何問題的“解”法?!敖狻弊肿屑?xì)想想,不是一般的傳神。 厭倦了各種江湖方法,抓好基礎(chǔ)知識,運用這些知識把問題解決掉就是最好的方法。 |
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