鄒麗英

摘 要： 初中電學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)既是提高學(xué)生綜合能力的手段，又是對(duì)教師基本素養(yǎng)的考驗(yàn)。本文通過對(duì)一基本電路圖的剖析，舉一反三地復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)點(diǎn)與考點(diǎn)，提高了初中電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)效率，達(dá)到了事半功倍的效果。

關(guān)鍵詞： 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 基本電路圖 初中物理教學(xué)

電學(xué)實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中既能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，所以在近幾年的學(xué)業(yè)水平考試中對(duì)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的范圍越來越廣，教材中要求學(xué)生掌握并列入云南省學(xué)業(yè)水平考試要求的電學(xué)實(shí)驗(yàn)有：①串、并聯(lián)電路的電壓、電流特點(diǎn)的探究；②探究電流與電壓的關(guān)系；③探究電流與電阻的關(guān)系；④伏安法測(cè)電阻；⑤伏安法測(cè)小燈泡功率；⑥歐姆定律的探究。從這些實(shí)驗(yàn)的能力要求看，既有中低檔能力要求的讀數(shù)題、實(shí)物連接題、現(xiàn)象歸納題、故障（或錯(cuò)誤）判斷題，又有高檔能力要求的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題，綜合性實(shí)驗(yàn)題，以及開放性實(shí)驗(yàn)題。怎樣才能既提高這些實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)效率，又不使學(xué)生感覺枯燥乏味，保持復(fù)習(xí)的主動(dòng)性和積極性呢？

多年來，筆者根據(jù)初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)和我省學(xué)業(yè)水平考試要求，圍繞一基本電路圖進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)，收到了事半功倍的效果。

一、通過基本電路圖，建立“核心知識(shí)板塊”

建立“核心知識(shí)板塊”就是將涉及的概念、基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)類比，提煉出重點(diǎn)、難點(diǎn)及考點(diǎn)并進(jìn)行分類，使得繁雜凌亂的概念變得清晰有序，讓復(fù)習(xí)有條不紊地進(jìn)行。

分析基本的電路圖（下圖），不難發(fā)現(xiàn)基本電路圖中涵蓋了電學(xué)實(shí)驗(yàn)所涉及的基本知識(shí)點(diǎn)、考點(diǎn)：電流表涉及電流的知識(shí)點(diǎn)、電壓表涉及電壓的知識(shí)點(diǎn)、電阻R涉及定值電阻的知識(shí)點(diǎn)、滑動(dòng)變阻器涉及變阻器的知識(shí)點(diǎn)，只要圍繞這個(gè)基本的電路，就能構(gòu)建電學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心知識(shí)點(diǎn)的板塊（如下表）。

從這個(gè)表格“模板”中，一方面能夠理清學(xué)業(yè)水平考查的電學(xué)中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，從而掌握考點(diǎn)之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，清晰的建構(gòu)知識(shí)的整體框架，用全局視角審視電學(xué)知識(shí)，使學(xué)生的思維始終保持整體性和連貫性。另一方面能夠讓學(xué)生清楚地抓住復(fù)習(xí)的目的或目標(biāo)，在課前找出哪些問題尚不明白需要老師幫助，提高復(fù)習(xí)效率。

二、通過基本電路，全面復(fù)習(xí)初中電學(xué)實(shí)驗(yàn)

如右圖所示的這個(gè)基本電路，是整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)和靈魂，通過它能夠把電學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)、能力考察呈線性展開。

1.按基本電路圖，連接電學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖。

請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，

（1）把圖1中的器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。（連線不交叉）

（2）把圖2中的實(shí)物電路連接完整。

（3）把圖3實(shí)物電路連接完整。（要求滑片向右移時(shí)燈變亮）

根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖是初中電學(xué)中一項(xiàng)非常重要的實(shí)驗(yàn)技能，是學(xué)業(yè)水平考查的重點(diǎn)內(nèi)容，通過這一基本電路圖，強(qiáng)調(diào)并復(fù)習(xí)了電流表、電壓表的連接特點(diǎn)及“+”、“一”接線柱的接線位置，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用歐姆定律正確估算量程，避免量程過大造成測(cè)量值的誤差大，同時(shí)避免了量程過小導(dǎo)致電流燒壞儀表的問題。通過實(shí)物圖的連接，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，而且培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探索能力。

2.依據(jù)基本電路圖，復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)。

如右圖所示的實(shí)驗(yàn)電路圖。其中電源為兩節(jié)新干電池，定值電阻為10Ω，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“10Ω 2A”的字樣：

（1）為了“探究電流跟電壓的關(guān)系”在連接電路的過程中：

①開關(guān)應(yīng)該處于_____________狀態(tài)。

②接通電路前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到_____________位置，實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是_____________。

③實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表應(yīng)選用的量程為_____________V，電流表應(yīng)選用的量程為_____________A。

④下表是探究“電流與電壓關(guān)系”時(shí)記錄的幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過對(duì)表中數(shù)據(jù)的分析，可得到的初步結(jié)論是_____________。

（2）為“探究電流跟電阻的關(guān)系”把電源電壓換為6V且保持不變，增加了阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的電阻。

①實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)_____________記下電流表的示數(shù)，得到如圖甲所示的電流I隨電阻R變化的圖像。

②由圖像可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，_____________。

③上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，接下來的操作是_____________，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為_____________V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)。

以上兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，一方面，可以讓學(xué)生進(jìn)一步復(fù)習(xí)和鞏固電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的知識(shí)點(diǎn)、考點(diǎn)，避免死記硬背。另一方面，通過實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生感受和體驗(yàn)：“探究型的實(shí)驗(yàn)”往往是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的“探究問題部分”進(jìn)行器材的選擇、實(shí)驗(yàn)變量的控制、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，最后根據(jù)問題得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。從而讓學(xué)生學(xué)會(huì)從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納出一般性科學(xué)規(guī)律，并嘗試應(yīng)用獲得的知識(shí)解決一些具體問題。

（3）根據(jù)基本電路圖做“測(cè)量小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)。電源電壓保持不變，小燈泡上標(biāo)有“2.5V 0.3A”字樣。

①這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是根據(jù)_____________定律推出公式_____________然后計(jì)算出Rx的阻值。

②連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅。檢查后，發(fā)現(xiàn)連線正確，請(qǐng)你找出實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)操作不當(dāng)之處：

A._____________。B._____________。

③排除故障后，電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表示數(shù)為_____________燈泡的電阻為_____________Ω。

④實(shí)驗(yàn)中我們多次測(cè)量求平均值的目的是_____________。

（4）根據(jù)基本電路圖做“測(cè)定額定電壓為“2.5V”小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)。

①開關(guān)閉合前，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大是為了_____________。

②檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，造成這種故障的原因可能是_____________。

③排除故障后，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示，完成表中空格，小燈泡的額定功率是_____________W。

④測(cè)出功率后，又算出小燈泡在不同電壓下的電阻值，發(fā)現(xiàn)電壓升高時(shí)電阻變大，其主要原因是_____________。

通過上面基本電路引出的測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到測(cè)量可以通過工具直接測(cè)量，還可以采用間接的方法進(jìn)行測(cè)量，弄懂間接測(cè)量的實(shí)驗(yàn)原理，正確使用器材，掌握必要的實(shí)驗(yàn)技巧，再通過分析、推理得出正確結(jié)論，最后能夠評(píng)估實(shí)驗(yàn)的得失，獲取實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)值。此外，可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)查找實(shí)驗(yàn)中電路的故障問題，使知識(shí)得到補(bǔ)充和完善。更重要的是，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析和解決問題，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、通過基本電路，訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維

通過基本電路圖，可以對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)從多角度、多側(cè)面、全方位提出多種方案，打破常規(guī)的思維定式，突破固有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。創(chuàng)新解題思路和解題方法，能提高悟性，變知識(shí)為智力、能力，真正達(dá)到舉一反三、觸類旁通的思維效果。

在解決“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者在基本電路的基礎(chǔ)上通過以下3個(gè)例題拓展和訓(xùn)練學(xué)生的思維能力。

1.現(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)器材：一只已知阻值的定值電阻R、兩只電流表、電池、開關(guān)足量的導(dǎo)線。請(qǐng)你利用這些器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出一只未知電阻R的阻值。要求：（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）用已知量和測(cè)量量表示R。教師引導(dǎo)學(xué)生從伏安法測(cè)電阻的原理入手推出：

2.如果1實(shí)驗(yàn)中的電流表換成電壓表又該如何解決（1）、（2）小問（解決方案如上一問，可讓學(xué)生自己結(jié)合上面的推導(dǎo)完成，并畫出電路圖）。

3.如果1實(shí)驗(yàn)中的R換成一個(gè)變阻箱又該如何解決（1）、（2）小問（解決方案同上）。

通過這3個(gè)例題讓學(xué)生由表及里地分析了單表測(cè)量、等效替代法測(cè)電阻的考點(diǎn)，培養(yǎng)了演繹推理和歸納推理的能力，同時(shí)利用一題多變、一題多解培養(yǎng)創(chuàng)造性的求異思維能力，拓寬思路，使學(xué)生的思維更靈活、敏捷，提高其發(fā)散思維能力。

四、以基本電路圖為主線，賞析中考試題

（2014·云南）22.如圖13是“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)裝置（待測(cè)電阻阻值不小于10Ω）。

（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線補(bǔ)充完成圖13中的實(shí)物電路連線（要求導(dǎo)線不能交叉，滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)電阻變大）。

（2）某次測(cè)量時(shí)電流表的示數(shù)為0.2A，電壓表示數(shù)如圖14所示，則待測(cè)電阻值為_____________Ω。

為減小誤差，可用_____________改變待測(cè)電阻兩端的電壓來進(jìn)行多次測(cè)量求平均值。

（3）將上述實(shí)驗(yàn)中的電阻換成小燈泡，用同樣的方法測(cè)小燈泡的電阻，數(shù)據(jù)記錄如下表：

分析表中數(shù)據(jù)可知，小燈泡兩端電壓越低，小燈泡的電阻越_____________，原因是_____________。

解析：（1）電源是兩節(jié)干電池，所以電源電壓是3V，電壓表應(yīng)選取0～3V量程；電路中最大電流I=U/R=0.3A，電流表應(yīng)選取0～0.6A量程；

（2）電壓表的選取0～3V量程，最小分度值為0.1V，讀數(shù)為2.2V，由I=U/R得，R=U/I=2.2V/0.2A=11Ω；

（3）分析表中的5組數(shù)據(jù)可知，電壓變小時(shí)，電流隨之變小，燈泡電阻就會(huì)變小，這是因?yàn)殡娏髯冃襞萘炼葴p弱，鎢絲溫度下降，鎢絲受溫度影響所致，溫度越低，鎢絲電阻越小。答案：滑動(dòng)變阻器；小；燈絲電阻受溫度影響。

本試題屬中難題。圍繞基本電路圖中涉及的電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器這幾個(gè)器材，既對(duì)器材的連接要求，測(cè)量工具的讀數(shù)，以及電流、電壓、電阻的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了考查，特別是電流表要與所測(cè)的用電器“串聯(lián)”、電壓表要與所測(cè)的用電器“并聯(lián)”、滑動(dòng)變阻器要“一上一下”連接；又通過基本電路圖讓學(xué)生會(huì)使用電流表和電壓表測(cè)電阻。另外，考查了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中圍繞實(shí)驗(yàn)要求選擇科學(xué)的探究方法及選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，會(huì)用科學(xué)術(shù)語、簡(jiǎn)單的圖表等描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

綜上所述，在電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的過程中，采用上述這一個(gè)基本電路圖對(duì)電學(xué)中實(shí)物圖連接、電流、電壓、電阻及其測(cè)量工具的使用、讀數(shù)等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)，以基本電路為主線把知識(shí)呈線性展開、把難點(diǎn)分散，使本來枯燥無味的復(fù)習(xí)充滿生機(jī)和活力，提高復(fù)習(xí)效率；同時(shí)通過這種靈活多變的教學(xué)方式，讓物理實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)效益不僅體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和理解，而且體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)知識(shí)遷移能力的提高，最終達(dá)到提高學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力的目的，為培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新意識(shí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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