運用基本電路提高初中物理電學復習課效果

葉成林

初中物理復習課，對學生系統掌握物理知識，發展物理思維能力是極為重要的，也是提高初中物理教學質量不可缺少的環節.

當前，許多初中物理教師在進行電學復習時，常以教材上知識呈現先后次序為依據，按節順次復習.在每節內容的復習中，常以物理概念梳理為基礎，再穿插進行一些例題的講解與學生的練習，以此完成復習任務.在整節課的復習中，對于物理概念大多是對舊知的重復，重點不突出，知識體系不清晰；對于練習的設計，常是許多題目的簡單堆疊，題型紛繁復雜，主次不分，學生茫無頭緒，學習興趣不濃，收獲不大，整節復習課的效果不明顯.

在電學復習課中，筆者認為應以電學中基本的電路為基礎，打破章節的束縛，采用問題教學法，引領學生系統梳理本章所涉及的物理概念，重溫重要的物理實驗，強化重要物理規律的探究方法與過程，同時，以基本電路為原型，設計重要題型，注重變式教學，舉一反三，提高學生分析問題解決問題的能力.

蘇科版九年級物理第十四章《歐姆定律》中的基本電路如圖1所示.以此電學基本電路為主線，進行整個章節的系統復習教學，可以讓學生感覺到重點突出，思路清晰，耳目一新，還可以調動學生學習的積極性，活躍課堂氣氛，提高復習效果.

1利用基本電路，進行物理概念和規律的復習

物理概念和規律是物理學的基礎，在物理的復習課中加強對物理概念和規律的再次重溫與梳理，應是復習課的重要內容之一.在對《歐姆定律》復習時，筆者以此基本電路為基礎，采用問題教學法，突出學生主體地位，引導學生梳理相關電學概念.

問題1此基本電路由電阻元件組成，請問電阻的定義、單位和影響因素各是什么？在研究影響電阻大小因素時采用了什么物理方法？

學生：電阻是導體對電流的阻礙作用，電阻的單位是歐姆（Ω），影響電阻的大小的因素有導體的長度、橫截面積、材料和外界的溫度，電阻是導體本身的一種性質；在研究影響電阻大小因素時采用了控制變量法.

問題2你能為滑動變阻器寫一份說明書嗎？

學生：滑動變阻器的工作原理是靠改變連入電路的電阻的長度來改變電阻的大小，它在電路中的主要作用是控制電路中的電流大小，起到保護電路的作用，它的正確接法是采用“一上一下”的接法，它的銘牌告訴我們它連入電路的最大阻值和允許通過的最大電流值.

問題3此基本電路中，電路的總電阻應如何計算？電壓的分配與電阻值大小存在怎樣的關系？

學生：串聯電路的總電阻等于各串聯電阻阻值之和，公式R總=R1+R2；串聯電路電壓的分配與電阻成正比，公式U1/U2=R1/R2.

2利用基本電路，加強電學實驗的復習

在第十四章《歐姆定律》中，探究電流與電壓、電阻的關系和伏安法測電阻是本章的兩個重要實驗.運用控制變量法，讓學生再次重溫實驗探究過程，探究電流與電壓、電阻的關系，從而得出歐姆定律，這對提高學生實驗探究能力具有十分重要的意義；會依據歐姆定律測出定值電阻的阻值，在此基礎上通過變式教學，讓學生設計出測電阻的多種方法，在提高學生的實驗操作技能的同時，可以培養學生的的創新能力和創新思維.對上述兩個實驗的復習與重溫應是本章復習的重點.但兩個實驗的實驗電路圖是相同的，這為兩個實驗的復習提供了良好的基礎.筆者在復習這兩個實驗時，通過一系列的問題設計，由表及里，層層推進，引導學生思考，從而進一步促進學生加深對這兩個實驗的理解與掌握.

2.1問題：利用這個基本電路，可以完成本章的哪些實驗

學生：探究電流與電壓、電阻的關系；伏安法測電阻.

2.2利用這個基本電路，復習探究電流與電壓、電阻關系實驗的問題設計

問題1：本實驗所采用的實驗方法是什么？

學生：控制變量法.

問題2：本實驗的操作要點是什么？

學生：手移動滑動變阻器的滑片，眼睛觀察電壓表的示數.

問題3：本實驗滑動變阻器有什么作用？

學生：在探究電流與電壓關系的實驗中，滑動變阻器的作用是改變定值電阻電壓；在探究電流與電阻關系的實驗中，滑動變阻器的作用是控制電壓不變；保護電路.

問題4：本實驗數據記錄表格怎樣設計？（略）

問題5：本實驗得到的實驗結論是什么？怎樣用圖像表示？

學生：導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比，這就是歐姆定律的內容.（圖像略）

問題6：歐姆定律的公式是什么？運用歐姆定律計算時，應注意什么問題？

學生：歐姆定律公式是I=U/R，運用歐姆定律計算時，應注意電流、電壓、電阻是同一時刻同一用電器三個物理量，且該用電器是純電阻用電器.

問題7：歐姆定律實驗探究過程中具體問題的設計：在利用這個基本電路探究電流和電阻關系時：

（1）小明先將5 Ω的電阻接入電路讀出電流I，再換10 Ω的定值電阻讀出電流，發現并不等于I 的一半，請你分析產生這一現象的原因.（沒有調節滑動變阻器保持電阻兩端的電壓不變）

（2）了解原因后，小明重新進行實驗，實驗過程中他控制定值電阻兩端的電壓恒為1.5 V.他先用5 Ω的定值電阻進行實驗，再換用10 Ω的定值電阻，合上開關后，你認為電壓表的示數將（大于）1.5 V，此時應向（右）調節滑片，使電壓表的示數仍為1.5 V.

（3）若在這個電路中，電源電壓是3 V，滑動變阻器的最大阻值是15 Ω.實驗過程中小明控制定值電阻兩端的電壓恒為1.5 V，最后用20 Ω的電阻替換10 Ω的電阻接入電路中進行實驗，發現無法讀取與20 Ω的電阻對應的電流值.經檢查，電路連接無誤，且元件完好，請你幫他找出兩種可能的原因.（原因1：滑動變阻器的最大阻值偏?。辉?：控制定值電阻兩端電壓偏小）

2.3利用這個電路進行伏安法測電阻實驗的問題設計

問題1：伏安法測電阻的原理是什么？

學生：根據歐姆定律I=U/R.

問題2：在電路連接過程中應注意哪些問題？

學生：連接電路時，開關應斷開.開關閉合前，應將滑動變阻器的滑片移到最大阻值位置.

問題3：在連接電路時，電流表與電壓表的量程應怎樣選擇？

學生：電壓表根據電源電壓來選擇量程；電流表根據電路中所估測的最大電流來選擇量程.

問題4：此實驗中滑動變阻器的作用是什么？表格應怎樣設計？

學生：保護電路；多次測量取平均值，以減小實驗誤差.（表格略）

問題5：若用這個電路測小燈泡電阻，測出的小燈泡電阻不同，是由于實驗誤差的原因嗎？

學生：不是，燈泡電阻受溫度影響.

問題6：在伏安法測電阻的實驗和探究電流和電壓、電阻關系的實驗中都做了三次實驗，它們的目的相同嗎？

學生：不同，前者是多次測量求平均值以減少誤差，后者是排除實驗偶然性.

問題7：在利用這個電路測量定值電阻阻值時，若電流表損壞，如何利用余下的實驗器材測出定值電阻的阻值？

（1）方法1：如圖2甲所示，閉合開關，先用電壓表測出待測電阻Rx兩端電壓為U1，再用電壓表測出滑動變阻器R兩端電壓為U2，變阻器一直處于最大阻值位置，則Rx=U1R/U2.

（2）方法2：如圖2乙所示，閉合開關，將滑動變阻器滑片P滑到a端讀出電壓表示數為U1，滑片P滑到b端讀出電壓表示數為U2，則Rx=U2RU1-U2.

（3）方法3：若再提供一個電阻箱，如圖2丙所示，保持滑動變阻器的滑片P不動，只閉合開關S1讀出電壓表示數為U；只閉合開關S2，并調節電阻箱R0使電壓表示數仍為U，則電阻箱R0的阻值為此時待測電阻的阻值.此方法為等效替代法.

問題8：在利用這個電路測量定值電阻阻值時，若電壓表損壞，又如何利用余下的實驗器材測出定值電阻的阻值？

實驗設計總體思路：電路并聯.

3利用基本電路，提高學生解題能力

筆者認為，本章習題繁多，教師在復習時，若不注重總結、歸納和引導，容易使學生陷于題海中.本章雖題目繁多，但通過《義務教育物理課程標準》的學習和對大量題型的認真分析與總結，許多題目設計總是圍繞筆者所提供的基本電路展開.在一節課復習時間有限的前提下，以此電路為基礎，注重對重要知識點和重點題型的設計就顯得尤為重要.通過對此電路相關問題的精心設計，在師生共同討論與分析前提下，可提高學生分析問題和解決問題的能力，還能使學生觸類旁通，起到事半功倍的效果.

問題1根據表1數據回答：在這個基本電路中，連接電路需用導線，應從銅線和鐵線中，選用.制作滑動變阻器選擇電阻線材料時，應從錳銅合金和鎳鉻合金中，選用.

表1導線電阻R/Ω導線電阻R/Ω銅0.017錳銅合金0.44鐵0.096鎳鉻合金1.1（導線長1 m，橫截面積1 mm2，溫度20 ℃）

問題2當滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表的示數，電壓表的示數，電壓表與電

流表的示數之比.

問題3當滑動變阻器的滑片向右移動時，若電流表示數不變且為零，但電壓表的示數較大，可能的電路故障是；若電流表有示數，但電壓表沒有示數，可能的電路故障是.

問題4在這個電路中，若電源電壓為6 V且保持不變，定值電阻阻值為8 Ω，滑動變阻器R的最大阻值為10 Ω.小明所選用的電壓表量程為0～3 V，電流表量程為0～0.6 A.為了保證電路安全，實驗中滑動變阻器接入電路的阻值范圍是

A.0～2 ΩB.0～8 Ω

C.2 Ω～8 ΩD.8 Ω～10 Ω

初中物理復習課與新授課相比，教師對復習課的課堂教學研究不夠深入，教師各種公開教學與教學競賽活動常以新授課為主，對復習課，教師常感教學方法單調，很難引人入勝.但初中物理復習課對提高初中物理教學質量又是重要的一環，初三中考前的復習課常是中考前物理課堂教學的常態，占據初三學生中考前的較長時間，因而，探究科學的復習方法，加強復習課的教學研究，對提高初中物理復習課的效果具有十分重要的意義.