莊盛文

(山東臨沂第十九中學(xué),山東 臨沂 276000)

對高考探究開放題解答策略

莊盛文

(山東臨沂第十九中學(xué),山東 臨沂 276000)

解答此類問題需根據(jù)題目信息和自身的實驗知識，實驗技能進行靈活的設(shè)計具體的實驗方法，培養(yǎng)自身的實驗?zāi)芰途C合分析問題的能力.

實驗；條件；原理；方法；能力

綜合問題1：對教料演示實驗的拓展和更新

例題1 如圖1，做“沙擺實驗”時．如果下面的平板不動．在豎直平面內(nèi)擺動的漏斗中漏出的沙流在平板上沿直線鋪成一層沙子，這層沙子的縱剖面大致的形狀是圖2中的( ).

圖1 圖2

解題思路沙擺擺動速度不同，在相同時間內(nèi)流出的沙量不同．

解答A擺動位移越大時，漏斗的速度越小，在兩側(cè)的滯留時間越長，沙漏得也越多．

規(guī)律總結(jié)演示實驗在物理概念的形成、規(guī)律的建立、知識的深化等方面有著不可替代的作用，也是近幾年高考的熱點，對演示實驗要注意：(1)要重視在物理學(xué)史中具有重要地位的實驗，如雙縫干涉實驗、粒子散射實驗、光電效應(yīng)實驗等．(2)掌握實驗的演示方法，明確實驗說明的問題．(3)理解實驗原理并能分析解釋實驗現(xiàn)象，經(jīng)常變換條件從不同的角度思考實驗．

綜合問題2：實驗情境的創(chuàng)新與實驗條件的調(diào)控

例題2 有一量程為0～5 V的電壓表V，某同學(xué)為了知道它的內(nèi)阻，采用了下列測量方法：

(1)該同學(xué)利用歐姆表通過圖3甲的方式進行測量．測量時歐姆表的黑表筆應(yīng)該與電壓表的____(填“正”或“負”)極接線柱相連，紅表筆與另一接線柱相連．在歐姆表的擋位位于“×1 k”擋時，歐姆表的示數(shù)如圖3乙所示，則電壓表的內(nèi)阻RV約為____kΩ.

(2)為了更準確地測出這塊電壓表V的內(nèi)阻，該同學(xué)在實驗室找到了下列器材：

電壓表V1：量程0～10 V

定值電阻R0：阻值5 000 Ω

滑動變阻器R1：0～50 Ω

滑動變阻器R2：0～10 kΩ

電源E：電動勢12 V，內(nèi)阻很小

開關(guān)S、導(dǎo)線若干

該同學(xué)設(shè)計了圖3丙所示的電路，其中甲為____，乙為_____(填“V”或“V1”)．滑動變阻器應(yīng)選____(填“R1”或“R2”)．該同學(xué)通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，得到電壓表V、V1的多組讀數(shù)U、U1，以U為縱坐標、U1為橫坐標建立坐標系并畫出相應(yīng)圖象，如圖3丁所示．若圖象的斜率為k，則電壓表V的內(nèi)阻RV=____(用k和R0表示)．

圖3

解題思路由串聯(lián)電路電壓的關(guān)系：

解答:

(1)正 4.5(或4.50)

規(guī)律總結(jié):此類實驗題的背景完全不同于教材實驗，但萬變不離其宗，即離不開學(xué)生實驗中包含的物理知識、規(guī)律、原理和方法，搞清原理是解決這類問題的關(guān)鍵．

綜合問題3：綜合考查對實驗原理的理解，器材的選擇及電路的設(shè)計

例3 已知太陽能電池的電動勢約為0.8 V，短路電流約為40 mA，為了精確地測出它的電動勢和內(nèi)阻，可供選擇的器材有( ).

A.電流表Al：量程0．6A，內(nèi)阻為0.150Ω

B.電流表A2：量程20mA，內(nèi)阻為40Ω

C．電壓表V：量程5.0 V，內(nèi)阻為5．20Ω

D．電阻箱：電阻99．9Ω，允許通過的最大電流0.15 A

E.滑動變阻器R1：電阻20Ω，允許通過的最大電流1.5A

F.滑動變阻器R2：電阻200Ω，允許通過的最大電流 0.5 A，開關(guān)、導(dǎo)線若干．

(1)請從上述儀器中選擇必要的儀器：____．(用儀器前的字母表示)

(2)在虛線框內(nèi)畫出電路圖．

(3)說明要測量的物理量____，并給出計算電動勢和內(nèi)阻的公式____．

圖4

解題思路測電源的電動勢與內(nèi)阻的基本原理就是全電路歐姆定律，題中電壓表量程太大，測量結(jié)果誤差大，故不能選用電壓表，只能選用電流表，如圖4．根據(jù)電流的最大值及電流表讀數(shù)精確原則可知應(yīng)選B表，注意到題中電流表內(nèi)阻已知，結(jié)合電阻箱即可獲得外電阻，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，利用全電路歐姆定律列出式子即可解得電動勢和內(nèi)阻

解答:(1)BD(2)如圖 (3)電阻箱阻值為Rl時，測得電流表示數(shù)I1，電阻箱阻值為R2時，測得電流表示數(shù)I2，則

綜合問題4：物理實驗方法的類比遷移

例4 測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r(E約為4.5 V，r約為1.5Ω)．器材：量程3 V的理想電壓表V，量程0.5 A的電流表A(具有一定內(nèi)阻)，固定電阻R=4Ω，滑動變阻器R′，電鍵K，導(dǎo)線若干．①畫出實驗電路原理圖．圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出．

②實驗中，當電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1；當電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為隊．則可以求出E=____，r=____．(用“I1”“I2”“U1”“U2”及“R”表示)

圖5

解題思路固定電阻阻值不變，若把固定電阻R看做電源內(nèi)阻的一部分，此實驗就與“測電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗完全相同了如圖5．當電流表讀數(shù)為I1電壓表讀數(shù)為U1時E=U1+I1(R+r)，電流表讀數(shù)為I2，電壓表讀數(shù)為U2時E=U2+I2(R+r)，聯(lián)立兩式即可．

解答①實驗電路原理圖如圖5所示.

規(guī)律總結(jié):此類問題源于學(xué)生實驗而又有別于原實驗，主要考查對實驗知識的掌握和遷移能力．解決此類問題首先要對原實驗的原理、方法有清晰深刻的認識，才能在設(shè)計實驗時找到“原型”．同時要熟記一些常用的實驗方法，如：伏安法測電阻、半偏法測電壓表或電流表內(nèi)阻等．

[1]人民教育出版社,課程教材研究所,物理課程教材研究開發(fā)中心. 普通高中課程標準實驗教科書物理選修3 -1[M]. 北京:人民教育出版社,2015.

[責任編輯：閆久毅]

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1008-0333(2017)25-0071-02

2017-07-01

莊盛文(1976.8-)，男，山東臨沂羅莊區(qū)，中教一級，本科，高中物理教育.