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        優(yōu)化教學策略 提升高中物理電學實驗教學實效

        2021-08-05 07:34:00
        數(shù)理化解題研究 2021年21期
        關(guān)鍵詞:電壓表電學電流表

        孫 平

        (江蘇省淮陰中學教育集團淮安市新淮高級中學 223001)

        高中物理電學實驗不僅能加深學生對所學知識的理解,而且能很好的提高學生分析問題的能力,在高考中占有重要地位.為使學生真正的掌握電學實驗知識,不斷提高學生的分析問題以及實驗能力,應做好以往教學經(jīng)驗總結(jié),對相關(guān)教學策略進行優(yōu)化,不斷提高電學實驗教學效率,使學生徹底攻克這一電學的重要知識點.

        一、鼓勵思考,深化理解

        眾所周知,高中物理電學實驗設計的知識點較多,不僅要準確記憶,更要深刻理解.然而傳統(tǒng)教學中部分教師給學生所留的思考時間不多,或直接告知學生結(jié)論.學生只是死記硬背,不求甚解,解題時無法靈活應用所學.為避免上述情況的出現(xiàn),一方面,授課中為學生講解實驗原理,而后給學生專門留下思考的時間,鼓勵學生根據(jù)實驗原理認真思考,分析不同電學實驗情境下的實驗誤差,設計最佳的實驗方案.另一方面,鼓勵學生認真總結(jié)相關(guān)的實驗結(jié)論,并嘗試著進行推導,搞清楚實驗結(jié)論的來龍去脈,使學生深入理解,避免死記硬背.

        在講解電壓表、電流表改裝實驗時,要求學生認真回顧電壓表與電流表的工作原理,詳細介紹靈敏電流表的性能,而后要求其分析改裝的具體思路,并總結(jié)相關(guān)的結(jié)論,給動手進行實驗操作奠定基礎.學生經(jīng)過認真思考,認為改裝電壓表用串聯(lián)一個分壓電阻.改裝電流表時應并聯(lián)一個分流電阻.并分別根據(jù)串聯(lián)以及并聯(lián)電路特點,計算出所要串聯(lián)與并聯(lián)的電阻大小.最終經(jīng)過學生認真的思考,認為改裝電壓表時應串聯(lián)的電阻R=(U-Ug)Rg/Ug,此時電壓表的內(nèi)阻RV=Rg+R.改裝電流表時需要并聯(lián)的電阻大小R=IgRg/(I-Ig),此時電流表的內(nèi)阻RA=RgR/(R+Rg).

        電學實驗教學中使學生在明確實驗原理的基礎上,引導學生自己推導相關(guān)的結(jié)論,不僅能加深其印象,而且有助于其更好的理解.實踐表明,學生在遇到電表改裝實驗問題時,都能夠準確的解答,很好的提高了電學實驗教學效率.

        二、加強訓練,夯實所學

        為提高學生的電學實驗能力,授課中應注重對學生進行訓練,使學生牢固掌握所學,積累相關(guān)經(jīng)驗,能夠具體問題具體分析,靈活解答物理電學實驗習題.一方面,認真匯總近年來的高考試題,并對高考試題分門別類,結(jié)合高中物理實驗教學進度,選擇代表性的實驗習題,對學生進行針對性的訓練,要求學生分析作答.另一方面,引導學生做好訓練的總結(jié),總結(jié)相關(guān)的經(jīng)驗和不足,通過積極向其他學生或教師請教,及時彌補電學實驗知識的薄弱點,掌握電學實驗解題技巧與方法,遇到類似的習題,能夠迅速找到解題突破口,真正的夯實所學.

        為使學生牢固掌握伏安法測電阻的實驗知識,給出以下習題,對學生進行訓練:使用一內(nèi)阻約為1000Ω的電壓表,內(nèi)阻約為20Ω,量程為3mA的電流表.測量一未知電阻的大小,分別設計如圖1甲、乙所示的電路,并做出對應的U-I圖像如圖1丙、丁所示:

        (1)請判斷電路圖1甲測得的數(shù)據(jù)做出的U-I圖像應為:____.

        (2)請分析電路圖____測得的結(jié)果較為準確.則可求出電阻的測量值Rx=____Ω,則Rx的測量值____實際值.

        該題目對學生的分析問題的能力要求較高.對比所用的兩個電路可知,圖1甲電路電阻的測量值偏小,對應圖像的斜率偏小,因此其測得數(shù)據(jù)對應的U-I圖像為圖1丁.根據(jù)圖1丁不難估計電阻Rx的測量值在1000Ω左右.其遠大于電流表的內(nèi)阻,因此電流表用內(nèi)接,使用圖1乙電路進行測量,而該電路圖對應U-I圖像是圖1丙,則根據(jù)數(shù)據(jù)不難求出Rx=1.1×103Ω因測得的值中包含電流表的內(nèi)阻,因此該至大于實際值.通過該題目的訓練,使學生對伏安法測電阻的實驗知識有個更深刻的理解.

        三、注重創(chuàng)新,拓展思維

        高中物理電學實驗教學中應注重創(chuàng)新實驗情境,不斷拓展學生的實驗思維,提高學生解答電學實驗習題的靈活性,真正的做到以不變應萬變.一方面,注重對學生所學的電學實驗進行分析與整合,創(chuàng)設新的實驗情景,鞏固學生所學的同時,使學生能夠積極動腦,尋找解題的思路與方法,拓展其思維的同時,給其解答類似的實驗問題帶來良好啟發(fā).另一方面,鼓勵學生養(yǎng)成善于向其他學生學習的良好習慣,圍繞新穎的實驗問題情境,注重與其他學生積極的探討,吸取他人的優(yōu)點,借鑒他人分析電學實驗的思路,抱著持續(xù)學習的心態(tài)認真的學習,不斷提升分析新穎電學實驗的能力.

        為拓展學生思維,創(chuàng)設以下新穎的實驗情景,要求學生分析解答:為測量金屬絲的電阻率ρ.將一段粗細均勻的金屬絲拉直并固定在帶有毫米刻度尺的木板上,使用多用電表粗測電阻絲的電阻Rx約為5Ω.可使用的實驗器材有:電流表A1(量程300mA,內(nèi)阻r1=5Ω),A2(量程600mA,內(nèi)阻r2約為1Ω);電壓表V(量程20V,內(nèi)阻r3約為3kΩ);滑動變阻器R1(0~10Ω,額定電流1A),R2(0~250Ω,額定電流為0.01A);電源E(電動勢3V,內(nèi)阻較小),導線開關(guān)若干.經(jīng)測量金屬絲的直徑d=2.150mm.

        (1)實驗中要求多測幾組數(shù)據(jù),請繪制測量電路原理圖,寫出對應表達式Rx=____,表達式中各物理量的含義分別為:____.

        (2)如果用d表示金屬絲的直徑,L表示金屬絲的長度,Rx為金屬絲的電阻值,則該金屬電阻率ρ=____.

        根據(jù)所學的實驗知識進行分析,滑動變阻器應采用分壓接法,滑動變阻器選擇阻值較小的R1,給出的電壓表量程太大,因此不能使用,可將A1當做電壓表使用,對應的電路圖如圖2所示.

        由歐姆定律可知,Rx=I1r1/(I2-I1),其中I1、I2分別為電流表A1、A2的示數(shù),r1為電流表A1的電阻.又因為Rx=ρL/S.聯(lián)立得到ρ=πd2Rx/4L.通過該實驗題目,不僅鞏固了學生測量電阻實驗知識,而且較為新穎很好的拓展了學生的思維.

        綜上所述,高中物理電學實驗不僅能很好的激發(fā)學生的學習興趣,而且有助于學生深刻理解所學.為使學生牢固掌握電學實驗,靈活分析與解答相關(guān)實驗問題,應做好教學策略的優(yōu)化,既要鼓勵學生積極思考,又要對學生加強訓練,尤其應注重創(chuàng)新實驗情境,進一步拓展學生的實驗思維.

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