鄭明紀(jì)

摘 要：初中物理電學(xué)四大實(shí)驗(yàn)的考查是中考的高頻考點(diǎn)，也是學(xué)生容易混淆的操作實(shí)驗(yàn)，本文利用滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的不同作用這根線索來穿針引線，實(shí)現(xiàn)對(duì)電學(xué)四大實(shí)驗(yàn)的高效復(fù)習(xí)。

關(guān)鍵詞：初中物理；電學(xué)實(shí)驗(yàn)；滑動(dòng)變阻器；高效復(fù)習(xí)

初中物理電學(xué)四大實(shí)驗(yàn)一直以來是全國各地中考高頻考點(diǎn)之一，總是學(xué)生復(fù)習(xí)迎考的一個(gè)重點(diǎn)與難點(diǎn)。電學(xué)四大實(shí)驗(yàn)所用物理知識(shí)相近，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容卻有本質(zhì)上的區(qū)別，學(xué)生如果沒有深入剖析、索根探源，那么一旦考查起來學(xué)生就會(huì)顯得雜亂無章、束手無策。筆者從滑動(dòng)變阻器在這四個(gè)實(shí)驗(yàn)中的不同作用這根線索來穿針引線，從而完成全面復(fù)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)這四大實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)真正做到縱橫捭闔、了然于胸。

初中電學(xué)四大實(shí)驗(yàn)分別是：

（1）探究電阻R一定時(shí)，電流I與電壓U的關(guān)系。

（2）探究電壓U一定時(shí)，電流I與電阻R的關(guān)系。

（3）伏安法（R=U/I）測電阻。

（4）伏安法（P=UI）測電功率。

以上四個(gè)實(shí)驗(yàn)的電路圖都可以用如圖1來表示，這就容易對(duì)學(xué)生的考查造成混淆，雖然電路圖一樣但是這四個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)卻有著天壤之別，學(xué)生如果沒有真正理解各個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵和本質(zhì)區(qū)別，一旦考查起來就會(huì)錯(cuò)誤百出，所以電學(xué)四大實(shí)驗(yàn)的考查也就成為每年中考的高頻考點(diǎn)。

下面我們先分析一下滑動(dòng)變阻器在電學(xué)四大實(shí)驗(yàn)中的作用及目的，然后展開橫向與縱向?qū)Ρ鹊娜鎻?fù)習(xí)。

滑動(dòng)變阻器在串聯(lián)的使用過程中，它的共同作用歸納總結(jié)為：保護(hù)電路，改變接入電路的電阻、從而改變通過電路的電流、進(jìn)而改變定值電阻和滑動(dòng)變阻器兩端的電壓的分配[ 1 ]。接下來對(duì)滑動(dòng)變阻器分別在四個(gè)實(shí)驗(yàn)中的獨(dú)立作用進(jìn)行剖析對(duì)比，為了避免兩個(gè)作用的相互干擾，把滑動(dòng)變阻器的獨(dú)立作用簡稱在實(shí)驗(yàn)中要達(dá)到的目的。四個(gè)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器要達(dá)到的目的如下：

（1）在探究電流與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器在該實(shí)驗(yàn)中的主要作用是改變接入電路中電阻大小，從而改變通過定值電阻的電流大小，進(jìn)而改變定值電阻兩端的電壓[ 1 ]，最終達(dá)到多次測量、得出普遍規(guī)律的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

（2）在探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器在該實(shí)驗(yàn)中的主要作用是改變接入電路中電阻大小，從而改變滑動(dòng)變阻器與定值電阻兩端的電壓分配[ 1 ]，最終達(dá)到保持R兩端電壓一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

（3）在伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器在該實(shí)驗(yàn)中的主要作用是改變接入電路中電阻大小，從而改變通過定值電阻的電流大小，進(jìn)而改變定值電阻兩端的電壓，最終達(dá)到多次測量、求平均值減小誤差的實(shí)驗(yàn)?zāi)康腫 1 ]。

（4）在伏安法測電功率實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器在該實(shí)驗(yàn)中的主要作用是改變接入電路中電阻大小，從而改變通過定值電阻的電流大小，進(jìn)而改變定值電阻兩端的電壓[ 1 ]，最終達(dá)到多次測量、得出普遍規(guī)律的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

分析了滑動(dòng)變阻器在四個(gè)實(shí)驗(yàn)中的不同作用，我們已潛移默化巧妙地對(duì)以上四個(gè)實(shí)驗(yàn)原理與目的進(jìn)行了橫向?qū)Ρ葟?fù)習(xí)，這樣讓學(xué)生對(duì)四個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)分認(rèn)識(shí)變得更加通俗易懂，此時(shí)如果我們能以這根線索進(jìn)行穿針引線展開對(duì)四個(gè)實(shí)驗(yàn)的考點(diǎn)全面復(fù)習(xí)（如實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)表格、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等），那么我們的復(fù)習(xí)效率將成倍增加。表1是嘗試進(jìn)一步以概念圖形式對(duì)四個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行縱向?qū)Ρ葟?fù)習(xí)，最終實(shí)現(xiàn)初中物理電學(xué)四大實(shí)驗(yàn)的高效復(fù)習(xí)。

最后我們以滑動(dòng)變阻器的作用來解析電學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)中考考點(diǎn)，以加深電學(xué)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用的理解與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)電學(xué)四個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步復(fù)習(xí)。

【例題】（2017年?duì)I口中考題）.在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，小宇設(shè)計(jì)了如圖2甲所示的電路圖，用阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻進(jìn)行探究，滑動(dòng)變阻器有A（5Ω 1A）和B（10Ω 1A）兩種規(guī)格可供選擇。

（1）請(qǐng)?jiān)趫D2乙所示的實(shí)物圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整（導(dǎo)線不能交叉）；

（2）連接電路過程中，開關(guān)應(yīng)該是 的，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到最 （選填“左”或“右”）端；

（3）探究得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示：分析表中數(shù)據(jù)：可以得到的結(jié)論是： ；

（4）根據(jù)他的探究過程，可以判斷它選擇的滑動(dòng)變阻器是 （選填“A”或“B”）

（5）當(dāng)用5Ω、10Ω的電阻探究時(shí)，保持電壓表示數(shù)均為1.8V，滑動(dòng)變阻器連入阻值分別為R1、R2，則R1-R2（選填“>”、“=”或“<”）；

（6）這個(gè)電路圖還可以完成的實(shí)驗(yàn)有： （說出一個(gè)即可）

【答案】（1）圖略；（2）斷開；右；（3）在電壓不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（4）B；（5）<；（6）測電阻的大?。ɑ驕y電阻的功率）。

【解析】滑動(dòng)變阻器的作用在本題中的妙用

（1）滑動(dòng)變阻器保護(hù)電路的共同作用。

第（2）小題中連接電路過程中，要求開關(guān)應(yīng)該是斷開的，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到阻值最大處，即最右端，以達(dá)到保護(hù)電路作用。

（2）滑動(dòng)變阻器在該實(shí)驗(yàn)中的獨(dú)立作用是改變接入電路中電阻大小，從而改變滑動(dòng)變阻器與定值電阻兩端的電壓分配，最終達(dá)到保持R兩端電壓一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康腫1]。

第（3）題在“探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)控制電阻兩端的電壓保持不變；分析表2中數(shù)據(jù)可知，電阻是原來的幾倍，通過的電流是原來的幾分之一，故可以得到的結(jié)論是：保持電壓一定時(shí)時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

第（4）題由表格中的數(shù)據(jù)和歐姆定律可得，實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)：U=IR=0.36A×5Ω=1.8V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑=3V-1.8V=1.2V，變阻器分得的電壓是電阻兩端電壓的，根據(jù)分壓原理可知，當(dāng)15Ω的定值連入電路中時(shí)，變阻器連入電路中的電阻：R滑=×15Ω=10Ω，所以根據(jù)他的探究過程，可以判斷它選擇的滑動(dòng)變阻器是B。

第（5）題當(dāng)用5Ω、10Ω的電阻探究時(shí)，保持電壓表示數(shù)均為1.8V，因電源電壓為3V保持不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓也保持不變，即定值電阻的電壓與變阻器的電壓之比為定值，根據(jù)分壓原理：電壓的分配與電阻成正比，因5Ω<10Ω，故滑動(dòng)變阻器連入阻值分別為R1、R2，則R1

第（6）題因電壓表可測出電壓的大小，電流表可測出通過電阻的電流，根據(jù)歐姆定律可測電阻的大?。ɑ蚋鶕?jù)P=UI可測出電阻的功率），所以，這個(gè)電路圖還可以完成的實(shí)驗(yàn)有：測電阻的大小或測電阻的功率大小。

通過以上實(shí)例分析，我們發(fā)現(xiàn)在電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中如果能讓學(xué)生徹底掌握滑動(dòng)變阻器在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用，能靈活應(yīng)用滑動(dòng)變阻器在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用，對(duì)我們理解掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)將起到至關(guān)重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐建華.淺談物理教學(xué)中的“過程意識(shí)”[J].物理教學(xué)探討 ，2009，27（10）：27-29.