在習(xí)題課學(xué)習(xí)中應(yīng)重視歸類與方法

在物理課堂習(xí)題課的學(xué)習(xí)中，許多物理教師將更多的精力放在了傳授學(xué)生解題方法或解題技巧上，卻忽視了調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生自身主觀能動(dòng)性和思維的發(fā)揮，影響了課堂習(xí)題課學(xué)習(xí)的實(shí)效性。下面通過對(duì)一道典型的電學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的歸類與整理，展現(xiàn)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決這類問題的解題技能，希望對(duì)同學(xué)們有所啟發(fā)。

一、檢查電路連接問題

例題 習(xí)題課上小明同學(xué)要做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。電源電壓3V保持不變，內(nèi)阻不計(jì);滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“5 Ω0.5 A”;阻值為5 Ω、10 Ω，15 Ω、20 Ω的電阻各一個(gè);電流表（量程0.6 A）、電壓表（量程3 V）各一個(gè)。

（l）用如圖1所示的電路探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”，檢查電路，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”，并在圖中補(bǔ)畫出正確的連線。

分析：電線連接錯(cuò)誤的判定，要根據(jù)電流的流向（電流表、電壓表的流向防止把電表接線柱接錯(cuò)，電表指針反向偏轉(zhuǎn)，不能讀數(shù)，還要謹(jǐn)記電流流向必須形成一個(gè)回路）。圖2中畫“×”的地方電流從正極出發(fā)又回到正極了，電壓表沒有連接到定值電阻的兩端，即沒有測量到定值電阻兩端的電壓。正確連線如圖2所示。

二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理問題

（2）小明先探究“電壓U一定，電流與電阻的關(guān)系”：

A.他將5 Ω的電阻接人電路，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P到適當(dāng)位置，讀出電流表示數(shù)，記人表1中，斷開開關(guān)S。小明用10 Ω的電阻替換5 Q的電阻，閉合開關(guān)S，接下來的操作是。

B.表1是小明提交的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，老師指出有幾組數(shù)據(jù)不符合實(shí)際，你認(rèn)為應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)次序?yàn)榈臄?shù)據(jù)。

分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)次序?yàn)閘的數(shù)據(jù)可知，電阻R的電壓U=IR=0.4 A×5 Ω=2 V，滑動(dòng)變阻器的電壓U' =EU=3 V-2 V=1 V。根據(jù)I=0.4 A可知，滑動(dòng)變阻器接人電路中的阻值RP=U'/I=2.5 Ω。因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的規(guī)格是“5 Ω

0.5 A，’，所以這個(gè)數(shù)據(jù)是可以的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)次序?yàn)?的數(shù)據(jù)可知，電阻R的電壓U=IR=2 V，滑動(dòng)變阻器的電壓U'=E-U=1 V。根據(jù)i=0.2 A可知，滑動(dòng)變阻器接人電路中的阻值RP=U'/I=5 Ω，此時(shí)把滑動(dòng)變阻器滑到阻值最大處即可。實(shí)驗(yàn)次序?yàn)?的數(shù)據(jù)沒有控制電阻R兩端的電壓保持不變，所以不行。根據(jù)實(shí)驗(yàn)次序?yàn)?的數(shù)據(jù)可知，電阻R的電壓U=IR =2 V，滑動(dòng)變阻器的電壓U'=EU=1 V。根據(jù)I=0.1 A可知，滑動(dòng)變阻器接人電路中的阻值RP=U'/I=10Ω>滑動(dòng)變阻器的最大阻值5 Ω。綜上分析可以得出實(shí)驗(yàn)次序?yàn)?、4的數(shù)據(jù)不符合實(shí)際。

三、物理量取值范圍的問題

C.若不更換實(shí)驗(yàn)器材，在實(shí)驗(yàn)過程中小明為了能夠利用上述4個(gè)定值電阻，順利得到4組I、R數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)，所保持不變的電壓U0的取值范圍應(yīng)滿足___ 。

分析：分析電壓U0的取值范圍需要從最小電壓開始逐步分析到最大電壓，取最小電壓時(shí)應(yīng)該使滑動(dòng)變阻器滑到阻值最大處，即為5 Ω，根據(jù)“換大調(diào)大”的原則，此時(shí)定值電阻應(yīng)該換為20 Ω，此時(shí)整個(gè)電路的總電阻為25 Ω，根據(jù)I=E/R=3V/25Ω=0.12 A，U= IR=0. 12 A×20 Ω=2.4 V可知，最小電壓為2.4 V。最大電壓要看滑動(dòng)變阻器接人電路中的阻值的大小，如果此時(shí)定值電阻為5 Ω，根據(jù)“換小調(diào)小”的原則，滑動(dòng)變阻器接人電路中的阻值最小，電路中的電流最大。因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的規(guī)格是“5 Ω0.5 A"，所以電路中允許通過的電流的最大值為0.5 A，最大電壓Umax=0.5 A×54Ω =2.5 V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接人電路中的電阻R P=0.5V/0.5A=1 Ω。

四、通過圖像比較物理量大小問題

（3）小明再探究“電阻R一定，電流與電壓的關(guān)系”，他將10 Ω的電阻接人電路，閉合開關(guān)S，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，測出電阻兩端施加不同電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，小明根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出I-U圖像，如圖3甲中a所示，得到結(jié)論。實(shí)驗(yàn)完成后，將電阻換成額定電壓為2.5 V的小燈泡.重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，繪制出I-U圖像，應(yīng)該是圖3甲中____（選填“a”“b”“c”）所示。若圖像中A、B、C、D四點(diǎn)的電阻RA、RB、Re、RD都存在，則電阻由小到大的順序?yàn)開___

分析：分別過A、B、C、D作過原點(diǎn)的射線，如圖3乙所示，我們可以根據(jù)R=U/I來比較電阻的大小。可以保持U的大小一樣，比較I的大小，來比較電阻的大小;也可以保持I的大小一樣，比較U的大小，來比較電阻的大小。當(dāng)取I一定時(shí)，通過比較U的大小不難發(fā)現(xiàn)，越靠近U軸，電阻值越大，A、B、C、D四點(diǎn)中D點(diǎn)最靠近U軸，A點(diǎn)最遠(yuǎn)離U軸，因此RA

作者單位：江蘇省南京市金陵中學(xué)龍湖分校