控制變量法在初中物理實(shí)驗(yàn)探究中的應(yīng)用

物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)會(huì)用到諸多科學(xué)探究方法。比如，控制變量法、轉(zhuǎn)換法、類比法等等都是初中物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的科學(xué)探究方法。這些探究方法中，控制變量法用得最廣泛，所以控制變量法在初中物理教學(xué)中就顯得尤為重要。

所謂控制變量法是指：在研究某個(gè)物理量與其多個(gè)影響因素之間的關(guān)系時(shí)，只改變其中的一個(gè)影響因素，而保持其他影響因素不變，從而確定這一影響因素與該物理量之間的關(guān)系。以此類推，對(duì)有關(guān)因素逐個(gè)進(jìn)行判斷，就能得出該物理量與其相關(guān)因素之間的關(guān)系。控制變量法是解決復(fù)雜問(wèn)題的一種有效方法，在我們的生活和工作中被廣泛地應(yīng)用，在初中物理實(shí)驗(yàn)探究中應(yīng)用很普遍。例如，在探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素實(shí)驗(yàn)中，在探究影響壓力作用效果因素的實(shí)驗(yàn)中，在探究影響動(dòng)能大小因素的實(shí)驗(yàn)中，在探究影響重力勢(shì)能大小的因素實(shí)驗(yàn)中，都會(huì)用到控制變量法。下面我以“歐姆定律”為例來(lái)說(shuō)明控制變量法在初中物理實(shí)驗(yàn)探究中的具體應(yīng)用。

歐姆定律探究的是導(dǎo)體中通過(guò)的電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻之間的關(guān)系。因?yàn)椴徽撌菍?dǎo)體兩端電壓發(fā)生變化還是導(dǎo)體的電阻發(fā)生變化，都會(huì)導(dǎo)致通過(guò)導(dǎo)體中的電流發(fā)生改變，所以影響導(dǎo)體中的電流的大小就有導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻這兩個(gè)因素。此時(shí)必然要用到控制變量法。

歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究電路圖如下：

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一、探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系

保持導(dǎo)體的電阻R不變，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置就能改變電阻兩端的電壓。記錄導(dǎo)體兩端的電壓值和對(duì)應(yīng)的電流值填入下表中

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分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體的電阻不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。

二、探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系

通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置保持導(dǎo)體兩端的電壓不變，通過(guò)更換不同阻值的導(dǎo)體改變電阻。記錄導(dǎo)體的電阻值和對(duì)應(yīng)的電流值填入下表中

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分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

綜合考慮以上兩方面的因素，就可得出歐姆定律：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。

初中物理實(shí)驗(yàn)用控制變量法去探究的還有很多，只要掌握了控制變量法的思想精髓，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)習(xí)就變得輕松而簡(jiǎn)單。既可以消除學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的畏難情緒，又可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。

編輯 楊兆東