論《測電源電動勢和內(nèi)阻》實驗的復習策略

張勝軍

“測電源電動勢和內(nèi)阻”這個實驗是高考電學實驗的重點考查內(nèi)容，縱觀歷年高考試卷情況，這個實驗考查的頻次很高，方法主要以理論分析為主。但是通過多年教學經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，學生對此實驗的分析能力遠沒有達到高考能力要求，為此，我結合多年教學經(jīng)驗，就此實驗的復習方法做一綜合論述，以期與各位同仁共勉。

首先，復習此實驗要把課本給出的基本方法做詳細的分析總結。

一、依據(jù)課本給出的三個實驗電路圖列方程式：

教學時要分析這三種方法的測量原理，并且從兩方面來分析：

1.理想電路（既不考慮電表對電路的影響）原理方程：

伏安法： ?--------------------①

安阻法： ?------------------- ②

伏阻法： ?--------------------③

2.實際電路（既考慮電表對電路的影響）原理方程：

伏安法：

（1）安培表外接法：--RV為電壓表內(nèi)阻-------④

（2）安培表內(nèi)接法：---RA為電流表內(nèi)阻------⑤

安阻法：-----RA為電流表內(nèi)阻 ?---------------⑥

伏阻法：---------RV為電壓表內(nèi)阻---------------⑦

以上七個方程式是本實驗的基礎方程，并且是后期進一步深化的根本，對于以上每一種方法，要求學生必須很順利地列出方程，這是下一步進行實驗處理的最基本要求。

二、對上述方程式進行數(shù)學處理

本實驗的根本目的是測量電源的電動勢E和內(nèi)阻r，在數(shù)學上有兩種方法：一是測兩組數(shù)據(jù)建立方程組求解E和r;二是側多組數(shù)據(jù)，畫圖像，通過圖像的物理意義來求E和r。從誤差方面來講，方法一具有嚴重偶然誤差，方法二相對偶然誤差很小，這種方法也是高考實驗題考查能力的根本途徑。那么，如何判斷圖像的物理意義就成了學生解題的難題。

我認為，破解此難題的方法是要從方程式入手（列不出方程式是無法解決的），要把方程式變成線性函數(shù)，才能搞清圖像的物理意義。比如，①式變成： 就可以看出U和I是一次函數(shù)關系，畫出的U-I圖像的縱截距就是E，斜率就是-r。同理，②式可變成： 在I-R圖像中截距是r/E，斜率是1/E;③式可變?yōu)椋?在1/U-1/R圖像中截距是1/E，斜率是r/E。只有這樣，學生在做實驗題時才能根據(jù)畫出的圖像的物理意義順利求出E和r。

那么，列出方程式后的數(shù)學變形就成為尋找函數(shù)關系的關鍵一環(huán)，為了使學生最快的找到函數(shù)關系，就要求學生有深厚的數(shù)學功底（不過有一個重要提示就是題中給出的函數(shù)圖像縱軸和橫軸的物理量就是暗示要找的函數(shù)關系），學生只需要用數(shù)學方法導出相應的函數(shù)表達式（一次函數(shù)）即可。

另外，對于考慮電表影響的實際電路就有了更高的要求，同時對數(shù)學變形的能力要求也就更高，但是只要有理想電路的基本功做基礎，也是很容易找到函數(shù)關系并求出E和r的，也就是換湯不換藥，方法一樣。這里有個技巧：為排除干擾，在變形之前，可以先把題中給出的RA、RV、R0等已知電阻的數(shù)值代入方程，再做數(shù)學推導，以防出現(xiàn)混淆，更有利于快速找到線性函數(shù)關系。

其次，復習此實驗要在課本的基礎上進行綜合拓展。

僅有以上技能還是無法完全應對高考，還需要把電路的有關知識綜合引用到這個實驗中，例如電表的改裝，串并聯(lián)電路等知識。下面舉例來看：

如圖5所示，虛線框內(nèi)是改裝了量程的電流表，是在圖2的基礎上的拓展，是把電流表的改裝綜合到了其中，要求學生迅速做出判斷，并運用相關知識迅速對電路進行分析并列出方程：

很明顯此方程要比②式和⑥式復雜的多，直接變成線性函數(shù)關系為：

假如RA=1Ω，RO=1Ω，RI=1Ω，代入上式就變成了：

可見，事先代入數(shù)值再作推導要簡便的多。這樣很明顯的看出，在圖-R像中，斜率為2/E，截距為（3+2r）/E。

諸如此類，就這一個實驗就能全面的考查學生的電路綜合分析能力。有了此方法做指導，高考題（下面僅舉3例）的解答就迎刃而解了。

總之，此實驗是在考查“閉合電路歐姆定律”的綜合應用，所有關于這方面的實驗題都是以此為根本的拓展和綜合，列出的方程都是閉合電路歐姆定律的變形，我們教師在復習過程中，若能做到“以本為綱，循序漸進，步步深入”，把電路的有關知識綜合在其中，將對提高學生實驗解題能力大有裨益……

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