解決物理問(wèn)題有兩個(gè)重要的環(huán)節(jié)一是構(gòu)建物理模

1、<p>　　淺談高三《電磁學(xué)》的復(fù)習(xí)</p><p>　　晉江養(yǎng)正中學(xué) 蘇建華 </p><p>　　解決物理問(wèn)題有兩個(gè)重要的環(huán)節(jié)，一是構(gòu)建物理模型，二是列式求解。一個(gè)實(shí)際的物理問(wèn)題總是要轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的物理模型，因?yàn)槲锢砟Ｐ筒藕臀锢砀拍詈鸵?guī)律相聯(lián)系，因此建構(gòu)物理模型是確定解題的方向。而列式求解則是展開(kāi)思路、構(gòu)思步驟、實(shí)施數(shù)學(xué)運(yùn)算的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程選擇解題規(guī)律和方法是關(guān)

2、鍵，它可通過(guò)“問(wèn)題——方法”結(jié)構(gòu)來(lái)解決。下面我將從這兩個(gè)角度來(lái)說(shuō)明我們是怎么在《電磁學(xué)》的復(fù)習(xí)中幫助學(xué)生解決這兩個(gè)問(wèn)題的。另外，電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)歷年來(lái)都是高考的重點(diǎn)，如何幫助學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)也是老師要做的一件重要事情，這也是我今天要和大家交流的第三個(gè)問(wèn)題。</p><p>　　一、構(gòu)建電磁學(xué)的物理模型</p><p>　　帶電物體在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，說(shuō)到底了就是一個(gè)力學(xué)問(wèn)題，用力的觀點(diǎn)、動(dòng)量觀

3、點(diǎn)、能量觀點(diǎn)就可以解決了。但是很多學(xué)生一碰到電磁學(xué)中的力學(xué)問(wèn)題時(shí)就束手無(wú)策了，究其原因，關(guān)鍵在于無(wú)法建立與電場(chǎng)和磁場(chǎng)相關(guān)的模型。</p><p>　　物理模型有兩種。一是對(duì)象模型，比如電磁學(xué)中有點(diǎn)電荷、各種電場(chǎng)模型（勻強(qiáng)電場(chǎng)、點(diǎn)電荷電場(chǎng)、等量同種電荷電場(chǎng)、等量異種電荷電場(chǎng)）、理想電表、純電阻電路模型、金屬導(dǎo)電模型、各種磁場(chǎng)模型（勻強(qiáng)磁場(chǎng)、條形磁體、蹄形磁體、直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）；二是過(guò)程模型，比如電磁

4、學(xué)里面有電場(chǎng)中的直線加速模型、類平拋運(yùn)動(dòng)模型、磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)模型、恒定電流模型等等。</p><p>　　（一）為物理概念和規(guī)律建立對(duì)應(yīng)的正確的物理模型</p><p>　　物理模型是一種理想化的形態(tài)，它最明顯的特點(diǎn)就是摒去了原型中影響問(wèn)題的各種次要因數(shù)，抓住了原型中影響問(wèn)題的主要因數(shù)，對(duì)研究對(duì)象作了極度的簡(jiǎn)化和純化的處理，從而使得我們可以通過(guò)研究模型來(lái)認(rèn)識(shí)原型的各種本質(zhì)特征及其必然

5、聯(lián)系，建立物理概念，得出定量的物理規(guī)律，形成物理理論?？梢哉f(shuō)，物理模型是物理概念、規(guī)律和理論建立的基礎(chǔ)。比如點(diǎn)電荷模型是庫(kù)侖定律、洛侖茲立公式等規(guī)律以及電磁理論賴以建立的基礎(chǔ)。</p><p>　　要幫助學(xué)生建立物理模型，必須注意到物理模型的一個(gè)重要特征，即物理模型是抽象性和形象性的統(tǒng)一體。一般情況下，物理模型的建立過(guò)程是一個(gè)抽象思維和形象思維相結(jié)合的過(guò)程，而建立的物理模型本身又是抽象性和形象性的統(tǒng)一體。所以，老

6、師必須為學(xué)生提供必要的形象材料。這可以從這幾個(gè)方面入手：①做好演示實(shí)驗(yàn)；②利用各種實(shí)物模型；③利用多媒體課件；④畫(huà)出各個(gè)角度的圖象。比如電場(chǎng)線和磁感線就可這么處理。沒(méi)有這些形象材料來(lái)支撐，建立電場(chǎng)線和磁感線模型是很難的。另外物理模型還有一個(gè)特點(diǎn)，即它是物理概念和規(guī)律的結(jié)合體。比如電場(chǎng)模型的理解和建立，就首先要掌握電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)這兩個(gè)反映電場(chǎng)基本屬性的物理量，隨后還要掌握用形象化的電場(chǎng)線和等勢(shì)面來(lái)描述的各種電場(chǎng)，然后在腦中方可形成電場(chǎng)的模

7、型——電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，電場(chǎng)線（等勢(shì)面）密集處場(chǎng)強(qiáng)大，電場(chǎng)強(qiáng)；電場(chǎng)線（等勢(shì)面）稀疏處場(chǎng)強(qiáng)小，電場(chǎng)弱；電場(chǎng)線的切線方向（等勢(shì)面的法線方向）就是電場(chǎng)的方向，順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。再如帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型，首先要知道洛侖茲力始終與速度方向垂直，并用來(lái)提供向心力，然后利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合向心加速度公式列方程，求出軌道</p><p>　?。ǘ┰诮鉀Q物理問(wèn)題時(shí)怎樣依據(jù)題意建立物理模型<

8、;/p><p>　　解決物理問(wèn)題的過(guò)程首先它是一個(gè)建構(gòu)物理模型的過(guò)程。物理模型的建構(gòu)過(guò)程通常需要三個(gè)階段：</p><p>　?。?）科學(xué)的抽象：學(xué)生在讀題審題中發(fā)現(xiàn)的各種解題信息進(jìn)行分析、判斷，抽象出物理研究對(duì)象、狀態(tài)和過(guò)程的本質(zhì)特征和問(wèn)題的實(shí)質(zhì)含義。</p><p>　?。?）模型的再認(rèn)：將學(xué)生頭腦中活躍著的有關(guān)的各種模型（包括解決相似問(wèn)題的整體形象模式），與問(wèn)題情

9、景中抽象出來(lái)的物理對(duì)象、狀態(tài)和過(guò)程的特征進(jìn)行比較（或是與問(wèn)題的實(shí)質(zhì)含義進(jìn)行比較），從中鑒別出適當(dāng)?shù)哪Ｐ?，?duì)研究對(duì)象、狀態(tài)和過(guò)程等進(jìn)行表征（或是對(duì)問(wèn)題作出整體表征）。</p><p>　?。?）合理的想象：根據(jù)模型特征搜索出必要的物理概念和規(guī)律，在概念和規(guī)律的指導(dǎo)下展開(kāi)對(duì)模型形象、過(guò)程和相互關(guān)系的想象，在頭腦中形成三維的動(dòng)態(tài)（或靜態(tài)）圖象。這一經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象后在學(xué)生頭腦中形成的圖象就是物理情景，而這物理情景的形成過(guò)程

10、就是物理模型的建構(gòu)過(guò)程。</p><p>　　一般物理模型的構(gòu)建，只是對(duì)以前學(xué)習(xí)過(guò)的模型的回憶和重現(xiàn)，是一種屬于感知水平的再生性形象思維過(guò)程。而物理問(wèn)題解決活動(dòng)中的物理情景的形成、物理模型的建構(gòu)，則是一個(gè)概念、規(guī)律和各種表象的有機(jī)結(jié)合，是抽象思維和形象思維有機(jī)結(jié)合的思維過(guò)程。這是學(xué)生常感到解物理問(wèn)題難的癥結(jié)所在，也是物理問(wèn)題解決活動(dòng)中能有效地促進(jìn)學(xué)生智力發(fā)展的有利因數(shù)。下面以06年高考題為例來(lái)說(shuō)明。</p&

11、gt;<p>　　有個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，在上下面都是金屬板的玻璃盒內(nèi)，放了許多用錫箔紙揉成的小球，當(dāng)上下板間加上電壓后，小球就上下不停地跳動(dòng)?，F(xiàn)取以下簡(jiǎn)化模型進(jìn)行定量研究。</p><p>　　如圖所示，電容量為C的平行板電容器的極板A和B水平放置，相距為d，與電動(dòng)勢(shì)為ε、內(nèi)阻可不計(jì)的電源相連。設(shè)兩板之間只有一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球，小球可視為質(zhì)點(diǎn)。已知：若小球與極板發(fā)生碰撞，則碰撞后小球的速度立即變?yōu)榱?，?/p>

12、電狀態(tài)也立即改變，改變后，小球所帶電荷符號(hào)與該極板相同，電量為極板電量的α倍（α＜＜1）。不計(jì)帶電小球?qū)O板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響。重力加速度為g。（1）欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)勢(shì)ε至少應(yīng)大于多少？（2）設(shè)上述條件已滿足，在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運(yùn)動(dòng)。求在T時(shí)間內(nèi)小球往返運(yùn)動(dòng)的次數(shù)以及通過(guò)電源的總電量。</p><p>　　點(diǎn)評(píng)：考生必須通過(guò)讀題審題發(fā)現(xiàn)信息，并對(duì)問(wèn)題情景作進(jìn)一步分析，

13、可以抽象出問(wèn)題的特征：小球電性改變；小球向上或向下做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；小球把下極板電荷帶給上極板，又把上極板電荷帶給下極板。將這些特征與考生頭腦中已有的模型進(jìn)行比較，確定可以用質(zhì)點(diǎn)、勻加速直線運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)模型對(duì)研究的對(duì)象、過(guò)程來(lái)進(jìn)行表征。因此可以用質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和動(dòng)力學(xué)規(guī)律來(lái)指導(dǎo)考生進(jìn)行想象小球的整個(gè)運(yùn)動(dòng)情景：小球在下極板獲得負(fù)電荷，受到向上電場(chǎng)力作用，在電場(chǎng)力和重力作用下向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后和上極板碰，速度突減為零

14、，并獲得正電荷，受到向下電場(chǎng)力，在電場(chǎng)力和重力作用下向下做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后和下極板碰，速度突減為零，獲得負(fù)電荷，然后重復(fù)前面的過(guò)程。當(dāng)考生在頭腦中建立了小球的這一動(dòng)態(tài)的情景，解題的方向也就明朗了。</p><p>　　所以平時(shí)教學(xué)中幫助學(xué)生多形成一些正確的物理模型形象，幫助學(xué)生養(yǎng)成形象化思考問(wèn)題的習(xí)慣（畫(huà)出物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖，標(biāo)出位移、速度、加速度等等，畫(huà)出受力圖，畫(huà)出立體圖、各個(gè)不同側(cè)面的平面圖），

15、理想化方法是構(gòu)建物理模型的重要方法，理想化方法的本質(zhì)是抓住主要矛盾，近似的處理實(shí)際問(wèn)題。因此在分析問(wèn)題時(shí)要養(yǎng)成比較、取舍的習(xí)慣，將會(huì)有助于學(xué)生順利掌握建構(gòu)物理模型這個(gè)環(huán)節(jié)。</p><p>　　二、歸納電磁學(xué)的“問(wèn)題 ─ 方法”結(jié)構(gòu)</p><p>　　在物理教學(xué)當(dāng)中，每一章的基本概念和規(guī)律，以及這些概念和規(guī)律的相互聯(lián)系所形成的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)，往往得到比較多老師的重視。但是“問(wèn)題——方法”結(jié)

16、構(gòu)較容易被忽視。物理方法和物理問(wèn)題之間并非是孤立的，而是互相聯(lián)系的，一種類型的物理問(wèn)題，通過(guò)“一題多解”和“一題多變”，也可以相互聯(lián)系起來(lái)，形成結(jié)構(gòu)。因?yàn)樾纬山Y(jié)構(gòu)才有整體功能，因此，幫助學(xué)生形成“問(wèn)題——方法結(jié)構(gòu)”，才能使學(xué)生在解題的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)——選擇解題思路和方法上有章可循。下面以幾個(gè)實(shí)例加以說(shuō)明。</p><p>　?。ㄒ唬щ娏Ｗ釉陔妶?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。</p><p>　　帶電粒子

17、在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)基本模型</p><p>　　（1）加速：①?gòu)哪芰拷嵌确治觯海▌?dòng)能定理</p><p><b>　　或能量守恒定律）</b></p><p>　?、趶呐ｎD第二定律來(lái)分析；在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶電粒子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)</p><p>　?。?）偏轉(zhuǎn)：①?gòu)倪\(yùn)動(dòng)的合成與分解來(lái)分析：</p><

18、p>　?、趶哪芰拷嵌葋?lái)分析：</p><p>　　接下來(lái)我們可將模型中的條件進(jìn)行變化，從而歸納出解決此類問(wèn)題的方法。1、由恒定電場(chǎng)到交變電場(chǎng)；2、由慢速穿越到快速穿越；3、由荷質(zhì)比確定的粒子到荷質(zhì)比變化的粒子；4、由單一粒子到多個(gè)粒子；5、由重力忽略到考慮重力</p><p>　?。ǘщ娏Ｗ釉诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題</p><p>　　課本介紹的模型是帶電粒子在

19、磁場(chǎng)中做完整的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并得一個(gè)規(guī)律：洛侖茲力用來(lái)提供向心力，兩個(gè)重要推論：軌道半徑公式和周期公式。那么我們可以從這個(gè)基本模型出發(fā)，通過(guò)改變各種條件，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜進(jìn)行各種變化，來(lái)歸納出這類問(wèn)題的解決方法。</p><p>　　（1）改變磁場(chǎng)：①無(wú)限邊界到有限邊界（單邊界、雙邊界、三邊界、四邊界、圓邊界等）；②由單磁場(chǎng)到雙磁場(chǎng)；③由磁場(chǎng)邊界確定到磁場(chǎng)邊界待定；④由磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定到磁感應(yīng)強(qiáng)度變化</p>

20、;<p>　?。?）改變速度：①改變速度方向而大小不變；②改變速度大小而方向不變；③速度大小和方向都改變；</p><p>　?。?）由一個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)變?yōu)閮蓚€(gè)粒子相遇</p><p>　?。ㄈщ娏Ｗ釉趶?fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題</p><p>　　分析這類問(wèn)題先要先做好兩個(gè)方面的重要知識(shí)的歸納：</p><p>　　重力、電場(chǎng)力和洛

21、侖茲力三者的特點(diǎn)和區(qū)別</p><p>　　帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)形式、規(guī)律和研究方法的比較：</p><p>　　那么帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)中的兩個(gè)或三個(gè)組成的復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，可以由以上的四種情況去拓展。下面從四個(gè)角度進(jìn)行變化分析：1、有理想分界線的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)；2、勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)疊加；3、電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)疊加；4、受約束的質(zhì)點(diǎn)在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)</p>

22、<p>　?。ㄋ模╇姶鸥袘?yīng)中的“桿切割類”問(wèn)題</p><p>　　這類問(wèn)題的基本模型是：①單桿；②電阻不計(jì)、光滑、水平、等距的軌道；③勻速切割磁感線，如下圖。對(duì)這個(gè)基本模型要理解三個(gè)問(wèn)題：</p><p>　　1、如何等效轉(zhuǎn)化為恒定電流電路：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（即切割磁感線的）那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，該段導(dǎo)體的電阻就是電源的內(nèi)阻。用右手定則判斷時(shí)四指所指方向就是電源正極的位置。&

23、lt;/p><p>　　2、從力的觀點(diǎn)來(lái)分析桿的受力情況：安培力總是要阻礙導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以外力要和安培力大小相等，方向相反。</p><p>　　3、從能的轉(zhuǎn)化與守恒分析系統(tǒng)中能的轉(zhuǎn)化：外力克服安培力做功，從而把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能（克服安培力做了多少功，就有多少的電能增加）。然后電流做功，又把電能一部分在內(nèi)電路上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分在外電路上轉(zhuǎn)化為其它形式的能（比如內(nèi)能）。</

24、p><p>　　接下來(lái)我們就可以通過(guò)對(duì)條件的控制，從而演變出各種問(wèn)題出來(lái)。1、由單桿變?yōu)殡p桿；2、光滑變?yōu)榇植冢?、等距變?yōu)椴坏染嚯x；4、水平軌道變?yōu)閮A斜或豎直軌道；5、勻速切割變?yōu)閯蜃兯偾懈?lt;/p><p>　　三、電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)</p><p>　?。ㄒ唬├砭C試卷中的電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)如何控制難度</p><p>　　2006年全國(guó)高考一卷：（1）

25、干涉法測(cè)量波長(zhǎng)；（2）伏安法測(cè)量電壓表內(nèi)阻（是采用伏安法測(cè)量，但要選擇一個(gè)電阻和電壓表并聯(lián)，從而使電壓表和電流表都能盤(pán)偏以上）</p><p>　　2006年全國(guó)高考二卷：（1）測(cè)定小燈泡伏安特性曲線（選擇實(shí)驗(yàn)電路，選擇內(nèi)外接法即可）；（2）測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)的變形（一面鍍銀）：自己分析實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，但實(shí)驗(yàn)原理和方法與原來(lái)實(shí)驗(yàn)有相似之處</p><p>　　2005年全國(guó)高考三卷：（

26、1）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)；（2）測(cè)定電壓表內(nèi)阻（提供一個(gè)內(nèi)阻不計(jì)的電源和一個(gè)電阻箱）：實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單，只是應(yīng)注意到電壓表可以串聯(lián)在電路中使用</p><p>　　2005年全國(guó)高考二卷：（1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)；（2）測(cè)量電流表內(nèi)阻（提供一個(gè)內(nèi)阻不計(jì)的電源和兩個(gè)定值電阻）：實(shí)驗(yàn)電路原理圖題目給出，你考生只要懂得根據(jù)原理圖來(lái)分析出實(shí)驗(yàn)原理即可，實(shí)驗(yàn)原理不必自己設(shè)計(jì)，要求根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖</p><p&g

27、t;　　2004年全國(guó)高考一卷（舊課程）：（1）卡尺讀數(shù)；（2）測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（提供理想電壓表和一個(gè)定值電阻）：實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單</p><p>　　2004年全國(guó)高考二卷（新課程）：（1）螺旋測(cè)微器讀數(shù)；（2）電壓表改裝為電流表：題目給出測(cè)量電表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理圖（分壓式、伏安法測(cè)內(nèi)阻），選擇電流表，只要根據(jù)電壓表滿偏電流就可以選出。校準(zhǔn)電流表的實(shí)驗(yàn)電路圖要求考生自己畫(huà)出（要串聯(lián)），而標(biāo)準(zhǔn)電流表可根據(jù)改裝電

28、流表的量程來(lái)選</p><p>　　2004年全國(guó)高考三卷（新課程）：測(cè)量電阻（提供內(nèi)阻已知的電壓表兩個(gè)）。要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理、方法和實(shí)驗(yàn)電路圖（設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)是要知道已知內(nèi)阻的電壓表可以知道其電流，而已知內(nèi)阻的電流表可以知道其電壓，另外還要對(duì)滑動(dòng)變阻器采用分壓式才能保證電表安全）。要求連接實(shí)物圖。本題難度比較大。</p><p>　　2004年全國(guó)高考四卷（新課程）：（1）螺旋測(cè)微器讀數(shù)；（

29、2）勻強(qiáng)電場(chǎng)等勢(shì)線的描繪：要求連接實(shí)物電路，滑動(dòng)變阻器要求采用分壓接法這點(diǎn)也不難發(fā)現(xiàn)。補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟（與課本實(shí)驗(yàn)不同有電場(chǎng)變?yōu)閯驈?qiáng)電場(chǎng)，微安表該為電壓表）</p><p>　　2003年全國(guó)高考試卷（新、舊課程）：伏安法測(cè)量電阻并求電阻率：只要選擇電流表的內(nèi)外接法就可以確定實(shí)驗(yàn)電路了。圖象法處理數(shù)據(jù)?？ǔ咦x數(shù)。再求電阻率</p><p>　　從上面分析可看出高考題通過(guò)以下幾個(gè)途徑來(lái)降低難度：

30、1、給出實(shí)驗(yàn)原理；2、實(shí)驗(yàn)原理和課本分組實(shí)驗(yàn)相同或相近；3、要求設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)原理比較簡(jiǎn)單，容易得出（04年除外）；4、“五個(gè)選擇”不同時(shí)出現(xiàn)；5、給出實(shí)驗(yàn)電路圖；6、插入簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，即可以做到考查面的鋪開(kāi)，又可以降低難度。7、直接考查課本實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　（二）如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)</p><p>　　從這幾年全國(guó)高考的實(shí)驗(yàn)來(lái)看，實(shí)驗(yàn)難度不是太大，是一個(gè)得分點(diǎn)。為此，我們必須做好如下幾個(gè)

31、方面：</p><p>　?。?）認(rèn)真復(fù)習(xí)考綱要求的每一個(gè)分組實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法、步驟、注意事項(xiàng)、誤差分析等等。不要因?yàn)椴皇菬狳c(diǎn)實(shí)驗(yàn)就一帶而過(guò)，也不要因?yàn)槭呛?jiǎn)單實(shí)驗(yàn)而不重視。</p><p>　　（2）歸納出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的一些方法和思路</p><p>　?。?）對(duì)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)在歸納的基礎(chǔ)上做好系統(tǒng)性復(fù)習(xí)，做一定量的練習(xí)</p><p>

32、;　?。ㄈ┳龊弥攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)的歸納</p><p><b>　　1、測(cè)量電阻的方法</b></p><p><b>　?。?）多用電表法</b></p><p>　　其實(shí)驗(yàn)原理是根據(jù)閉合電路歐姆定律來(lái)測(cè)量電阻，但由于刻度不均勻，讀數(shù)誤差比較大，一般是用來(lái)粗測(cè)電阻的阻值</p><p><b>

33、　?。?）伏安法</b></p><p>　　其實(shí)驗(yàn)原理是根據(jù)部分電路的歐姆定律來(lái)測(cè)量電阻，這種測(cè)量方法比多用電表來(lái)得準(zhǔn)確，但由于電表有內(nèi)阻（電壓表內(nèi)阻的分流作用；電流表內(nèi)阻的分壓作用），從而使測(cè)量的結(jié)果也存在一定的系統(tǒng)誤差。測(cè)量時(shí)必須先做好電流表內(nèi)外接法的選擇。</p><p><b>　?。?）等效替換法</b></p><p>

34、;　　用“伏安法”測(cè)電阻一般有電流表外接與電流表內(nèi)接兩種線路，因?yàn)殡娏鞅砑半妷罕肀旧聿⒎抢硐腚姳?，這兩種線路都存在誤差；另一種情況是實(shí)驗(yàn)只提供一只電流表或電流表本身讀數(shù)不準(zhǔn)，這時(shí)我們可以考慮在保證電表讀數(shù)不變的前提下，用一定值電阻（電阻箱）替換待測(cè)電阻，完成實(shí)驗(yàn)并提高測(cè)量準(zhǔn)確性。即其原理是：在同一電路的同一位置先后接入兩個(gè)電阻效果（電流、電壓）相同，則這兩個(gè)電阻相等。</p><p>　?、賹2與Rx相接，記下

35、電流表指針?biāo)肝恢茫虎趯2與R1相接，保持R2不變，調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表的指針在原位置上，記下R1的值，則Rx＝R1。</p><p><b>　　（4）比較法：</b></p><p>　　某些問(wèn)題中，因?qū)嶒?yàn)器材不具備（缺電流表或電壓表），或因?qū)嶒?yàn)條件限制，或因?qū)嶒?yàn)精度不允許而不能用“伏安法”。這時(shí)我們就得依據(jù)問(wèn)題的具體條件和要求重新選擇實(shí)驗(yàn)原理，用“伏安法”

36、的替代形式——“比較法”來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。其實(shí)驗(yàn)原理是串并聯(lián)電路的特點(diǎn)：并聯(lián)電路電流與電阻成反比；串聯(lián)電路電壓與電阻成正比。</p><p>　　比如要測(cè)量電流表（A1）的內(nèi)阻。電流表（A1）量程100mA，內(nèi)阻r1待測(cè)（約40Ω）；電流表（A2）量程500uA，內(nèi)阻r2＝750Ω?？梢愿鶕?jù)流過(guò)兩電流表的電流與內(nèi)阻成反比來(lái)求出電流表（A1）的內(nèi)阻r1 。</p><p>　　2、測(cè)量電表內(nèi)阻

37、的方法</p><p><b>　?。?）分流半偏法：</b></p><p>　　先將R調(diào)到最左端，閉合S1，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)R使電流表滿偏，然后使R不變，閉合S２調(diào)節(jié)R/使電流表指到滿刻度的一半，此時(shí)電阻箱R/的讀數(shù)即為電流表的內(nèi)阻rg。</p><p>　　注：此處R/只能用電阻箱，而不能用滑動(dòng)變阻器，其阻值只需比靈敏電流表的電阻大一點(diǎn)就可

38、以了，R一般使用滑動(dòng)變阻器，其阻值要求較大，以減小因閉合S2而引起總電流的變化，從而減小誤差。</p><p><b>　?。?）分壓半偏法：</b></p><p>　　先將R調(diào)到最左端，閉合S1和 S2，調(diào)節(jié)R使電壓表滿偏，然后使R不變，斷開(kāi)S２調(diào)節(jié)R’使電壓表指到滿刻度的一半，此時(shí)電阻箱R’的讀數(shù)即為電流表的內(nèi)阻rg。</p><p>　

39、　注：此處R’只能用電阻箱，而不能用滑動(dòng)變阻器，其阻值只需比電壓表的電阻大一點(diǎn)就可以了，R一般使用滑動(dòng)變阻器，其阻值要求較小，以減小因閉合S2而引起總電壓的變化，從而減小誤差。</p><p><b>　　（3）等效替換法：</b></p><p>　　閉合K，使K/接1端，調(diào)節(jié)R0和R/，使輔助電流表G/某讀數(shù)I0 。接下來(lái)使K/接2端，逐漸減少電阻箱R的電阻，使G

40、/的讀數(shù)仍然指示原值I0 。這時(shí)電阻箱R的值R=Rg 。</p><p><b>　　（4）伏安法</b></p><p>　　測(cè)量電壓表內(nèi)阻時(shí)，用一個(gè)電流表和它串聯(lián)測(cè)出電壓表中電流；測(cè)量電流表內(nèi)阻時(shí)，用一個(gè)電壓表和它并聯(lián)測(cè)出電流表中電壓，然后利用歐姆定律就可以求出內(nèi)阻大小。</p><p>　　3、測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法</p>

41、<p>　?。?）電壓表直接測(cè)量：這種測(cè)量方法是建立在電壓表內(nèi)阻無(wú)窮大的基礎(chǔ)上的，但實(shí)際情況并非如此，故使測(cè)量值比真實(shí)值小</p><p>　?。?）電壓表和電流表一起來(lái)測(cè)量：這種方法的原理是根據(jù)閉合電路的歐姆定律來(lái)測(cè)量的。此方法的誤差來(lái)自于電壓表的分流作用。</p><p>　　（3）電壓表和電阻箱一起來(lái)測(cè)量：這種方法的原理是根據(jù)閉合電路的歐姆定律來(lái)測(cè)量的</p>

42、<p>　?。?）電流表和電阻箱一起來(lái)測(cè)量：這種方法的原理是根據(jù)閉合電路的歐姆定律來(lái)測(cè)量的</p><p>　?。ㄋ模┰O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的解題思路</p><p><b>　　1、三個(gè)設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　?。?）準(zhǔn)確性原則：①選用電表量程應(yīng)可能減小測(cè)量值的相對(duì)誤差，電壓表、電流表在使用時(shí)盡可能使指針接近滿量程，若指針偏轉(zhuǎn)不到

43、滿偏角度的１/3，讀數(shù)誤差較大。②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，應(yīng)考慮盡量減少因?yàn)樵砗头椒ú煌晟茖?dǎo)致的系統(tǒng)誤差（比如內(nèi)外接法的選擇要得當(dāng)）</p><p>　?。?）安全性原則：①通過(guò)電源，電表，滑動(dòng)變阻器，用電器的電流不能超過(guò)其允許的最大電流。②要注意電表的極性</p><p>　?。?）可操作性原則：選擇控制電路（滑動(dòng)變阻器的分壓式接法和限流式接法）時(shí)，要考慮：①供電電壓的變化范圍是否滿

44、足實(shí)驗(yàn)要求，②是否便于操作，不要使滑動(dòng)變阻器的有效調(diào)節(jié)長(zhǎng)度太短</p><p>　　例題：有一電阻Rx，其阻值大約在 40Ω～50Ω之間，需要進(jìn)一步測(cè)定其阻值，手邊現(xiàn)有下列器材：</p><p>　　有兩種可供選用的電路如圖（a）、（b）所示；實(shí)驗(yàn)要求多測(cè)幾組電流、電壓值，畫(huà)出電流一電壓關(guān)系圖．為了實(shí)驗(yàn)?zāi)苷＿M(jìn)行并減小測(cè)量誤差，而且要求滑動(dòng)變阻器便于調(diào)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選圖 所示的

45、電路，應(yīng)選代號(hào)是 的毫安表和代號(hào)是</p><p><b>　　的滑動(dòng)變阻器．</b></p><p>　　點(diǎn)評(píng)：本題兩個(gè)電路圖都采用限流式接法，只要確定電流表的內(nèi)外接法就可以選出電路了。但滑動(dòng)變阻器的選擇既要考慮到調(diào)節(jié)電壓范圍的大小，又要考慮是否便于操作，不要使滑動(dòng)變阻器的有效調(diào)節(jié)長(zhǎng)度太短。為了使電壓表和電流表的讀數(shù)不要太小，如果選R1，則最小電流可用&

46、lt;/p><p>　　，調(diào)節(jié)范圍是0.06A→0.20A。如果選R2，則最小電流可用。電流調(diào)節(jié)范圍大了。但是使用R2將導(dǎo)致電流隨滑片位置變化過(guò)于敏感，實(shí)際上限制了R2的有效調(diào)節(jié)長(zhǎng)度。</p><p><b>　　2、五個(gè)選擇</b></p><p>　?。?）電流表內(nèi)外接法的選擇</p><p>　?、?當(dāng)電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)

47、大于待測(cè)電阻時(shí)，采用外接法。</p><p>　?、?當(dāng)待測(cè)電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻時(shí)，采用內(nèi)接法。</p><p>　?。?）滑動(dòng)變阻器R0連接方式的選擇</p><p>　?、?負(fù)載電阻Rx遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器總電阻R，須用分壓式接法，此時(shí)若采用限流式接法對(duì)電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。</p><p>　?、?要求負(fù)載上電壓或電流從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)

48、，須用分壓式接法。</p><p>　?、?采用限流電路時(shí)，電路中的最小電流（電壓）仍超過(guò)電流表的量程或超過(guò)用電器的額定電流（電壓）時(shí)，應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。</p><p>　?、?負(fù)載電阻的阻值Rx小于滑動(dòng)變阻器的總電阻R或相差不大，并且電壓表、電流表示數(shù)變化不要求從零開(kāi)始起調(diào)，可用限流式接法。</p><p>　　⑤ 兩種電路均可使用時(shí)應(yīng)優(yōu)先用限流式接法，

49、因?yàn)橄蘖魇浇臃偣β瘦^小。</p><p>　?。?）滑動(dòng)變阻器阻值R0的選擇：</p><p>　　① 限流接法時(shí)一般采用總阻值比較大的變阻器；分壓接法時(shí)一般采用總阻值比較小的變阻器。</p><p>　　② 考慮滑動(dòng)變阻器在使用時(shí)有效長(zhǎng)度不能太短。</p><p>　　（4）電流表和電壓表量程的選擇：</p><p&g

50、t;　?、?根據(jù)待測(cè)電阻的額定電壓和額定電流來(lái)確定</p><p>　　② 根據(jù)提供的電源電動(dòng)勢(shì)來(lái)確定。</p><p><b>　　（5）電源的選擇</b></p><p>　?、?根據(jù)待測(cè)電阻的額定電壓和額定電流來(lái)確定</p><p>　?、?根據(jù)測(cè)量時(shí)準(zhǔn)確性原則來(lái)確定（比如半偏法測(cè)表頭內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)）</p>

51、<p><b>　　3、兩個(gè)特殊使用</b></p><p>　　（1）已知內(nèi)阻的電壓表可以當(dāng)電流表使用，而已知內(nèi)阻的電流表可以當(dāng)電壓表使用。</p><p>　　（2）電壓表可以串聯(lián)在電路中，電流表可以并聯(lián)在電路中</p><p>　　例題：2004年理綜全國(guó)卷Ⅲ（新課程）</p><p>　　用以下器材

52、測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值（900－1000 Ω）：</p><p>　　電源E，具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約為9.0 V；</p><p>　　電壓表V1，量程為1.5 V，內(nèi)阻r1=750 Ω；</p><p>　　電壓表V2，量程為5 V，內(nèi)阻r2=2500 Ω；</p><p>　　滑線變阻器R，最大阻值約為100 Ω；</p>

53、<p>　　單刀單擲開(kāi)關(guān)K，導(dǎo)線若干。</p><p>　　（1）測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫(huà) </p><p>　　出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖（原理圖中的元件要</p><p>　　用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）。</p><p>　?。?）根據(jù)你所畫(huà)的電路原理圖在題給的實(shí)物</p>&l

54、t;p><b>　　圖上畫(huà)出連線。</b></p><p>　?。?）若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示，電壓表</p><p>　　V2的讀數(shù)用U2表示，則由已知量和測(cè)得量</p><p>　　表示Rx的公式為Rx=        。</p><p>