1.抓住实验原理;在把握整体思路的前提破实验题中设置的障碍
有些实验题,学生看到题文后,如坠云雾,下手。其根本原因,在于未能把握实验设计的缘故。对于这种题型,我们要告诉学生,克服急躁的心理,认真阅读全文,仔细体会涉及的整体思路,在弄清实验原理的基础清头绪,求得问题的解决。
例6:利用如图11所电路测量量程为V的电压表的电阻V约为900Ω,某同单验步骤是:
①按照电路图正确连测量电路,将滑动变的滑片移到最右端,电阻箱的阻值调到最大。
②合上开关S1和S2,调节滑动变阻器R1片位置,使得电压表的指针指到满刻度。
③合上开关S1,断开开关S2,调节电阻箱电阻值和滑动变阻器R1的滑片位置,使电指针指到满刻度的一半。
④读出电阻箱接入电路中的电阻值R,即压表电阻RV的大小。可供选择的实验器材有:
A.待测电压表:量程为800mV,内阻约900Ω
B.滑动变阻器:最大阻值200Ω,额定电流1A
C.滑动变阻器:最大阻值10Ω,额定电流2A
D.电阻箱:最大阻值9999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω
E.电阻箱:最大阻值99.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω
F.电池组:电动势约12V,内阻约1Ω
G.导线和开关等。按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:
(1)为了使测量比较准确,除了电池组、导线、开关和待测电压表外,从上述器材中还应选用的器材是(用器材前的序号字母表示)_______。
(2)在上述实验步骤中,有遗漏或错误的步骤,请改于下面_______。
(3)用上述方法测出的电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真及测量误差,下列说法中正确的是( )
A.R测>R真
B.R测〈R真
C.若RV越大,测量值R测相对于真实值R真的误差就越大
D.若RV越大,测量值R测相对于真实值R真的误差就越小
分析:这个实验题,只有在认真阅读题文的情况下,才能发现实验的设计思想是“半偏法”:用“改变后的电流替代原来的电流”的“等效替代法”来测量电压表的内阻RV。抓住了这个关键,问题就迎刃而解了:
(1)滑动变阻器的阻值要远小于电阻箱的阻值,故要选C与D。
(2)第③步中有遗漏或错误,应改成:合上开关S1、断开开关S2,保持R1的滑片不动,调节R的阻值,使电压表的指针半偏。
(3)断开S2后,并联电路部分的电阻变化越小,并联电路部分的电压越稳定,测量值R测相对于真实值R真的误差就越小。
2.对于创新性实验,要善于用类比法把握实验设计的方向
随着高考改革的深入,高考中重复课本中的实验内容的试题已逐渐减少,逐渐加强的是灵活适用课本中的实验知识处理问题的试题。电学实验是高考的热点,立意新颖、灵活多变的试题更适合对考生能力的考查,也为考生创造力的发挥提供了广阔的思维空间,同时也给一部分考生留下了遗憾。为了灵活地驾驭多变的设计性实验试题,我们可以从基础知识和基本技能入手构建实验框架,以坚实的基础知识应万变的试题。
为此,我们首先应该让学生明确,在电学设计性实验中,我们主要应该从“供电电路”和“测量电路”两方面去考虑。
(1)供电电路
供电电路的设计原则是:给测量电路或用电器提供安全工作的电压和电流。一般由滑动变阻器完成控制,其连接方法有“限流法”和“分压法”,它们之间的差异是:
①“限流法”由于接法简单,电路能量消耗小,当两种电路都能满足要求时,一般优先选择“限流接法”。
②必须考虑选用“分压法”的情形有:
a.用电器阻值远大于滑动变阻器的总阻值;
b.“限流接法”中,最小电流或电压超过用电器额定电流和额定电压,或超过电流表电压表的量程;
c.要求用电器的电压从零开始调节,或者要求电压变化范围大(多测几组值);
d.用电器上的铭牌标志不清。
(2)测量电路
测量电路的设计原则是:在满足安全工作的前提下,尽可能减小测量误差。
①当待测电阻,采用外接法;采用内接法。在具体实验中,也可用试触法来判定到底采用内接法还是外接法。
②还可考虑采用“半偏法”或“替代法”。
3.在综合训练中,要抓住教材中的学生实验,编制好较为全面地考查某个实验的各方面内容的测试题,有机、有意而又有计划地对这些实验逐个进行轮换考核,还要及时做好讲评工作,帮助学生形成比较完善的实验知识系统。
4.组织学生到实验室进行实验参观,使学生在突破设计性实验时在思维上有案可查,有据可依,提高形象思维的水平。
在比较系统的复习了所有的实验以后,在每次考试中还要不失时机地对学生的掌握情况进行考查,让学生有一个进行回忆和再思考的过程。在临考前,还要组织学生参观实验展览,让学生面对实验装置回忆实验的原理,看看有哪些器材,为什么要选用这些器材?实验的步骤怎样?实验中应注意哪些问题?引起误差的原因是什么?可通过哪些措施减少误差?并要求学生针对自己的实际情况,必要时动手做做,以加深印象。提高“定向注意”的程度,发挥出其在学习中的主观能动性,因而效果更好。
应该看到,随着高考试题中对能力要求的不断提高,试题中综合性和灵活性在不断地增强。在考查基础知识的同时,利用知识的迁移,设计型、创新型题目不断出现,但是实验原理、实验原则和基本方法是不变的。因此,我们在高考复习备考中,应抓住基本知识,在深刻理解和熟练掌握上下功夫,真正达到以不变应万变的目的。