電學(xué)探究題考查探秘

1、電學(xué)探究題考查探秘DIV.MyFav_1276766597277 P.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman" TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1276766597277 LI.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "

2、;Times New Roman" TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1276766597277 DIV.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman" TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1276766597277 P.MsoBodyTextIndentTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5p

3、t; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 17.95pt; FONT-FAMILY: 宋體; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1276766597277 LI.MsoBodyTextIndentTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 17.95pt; FONT-FAMILY: 宋體; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1276766597277 DIV.MsoBodyTextIndent

4、TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 17.95pt; FONT-FAMILY: 宋體; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1276766597277 P.MsoBodyTextIndent2TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman&qu

5、ot; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1276766597277 LI.MsoBodyTextIndent2TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman" TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1276766597277 DIV.MsoBodyTextIndent2TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-

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7、R: purple; TEXT-DECORATION: underlineDIV.MyFav_1276766597277 SPAN.MsoHyperlinkFollowedCOLOR: purple; TEXT-DECORATION: underlineDIV.MyFav_1276766597277 PREFONT-SIZE: 10pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Arial Unicode MS"DIV.MyFav_1276766597277 P.aTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE

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9、deograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman" TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1276766597277 DIV.Section1page: Section1一、在研究串聯(lián)電路的特點實驗中考查設(shè)計實驗方案的能力例1小林用如圖1所示的電路研究串聯(lián)電路的特點 ,閉合開關(guān)S后 ,發(fā)現(xiàn)燈L1較亮 ,燈L2較暗。他對這一現(xiàn)象的解釋是：電流從電源正極出發(fā) ,經(jīng)過燈L1、燈L2 ,電流逐漸變小 ,所以燈L1較亮 ,燈L2較暗。小歡認(rèn)為小林的解釋是錯

10、誤的 ,她只利用圖1中的器材設(shè)計了一個實驗 ,并根據(jù)實驗現(xiàn)象說明小林的解釋是錯誤的。請你完成以下問題：1在下側(cè)虛線框中 ,畫出小歡所設(shè)計的實驗電路圖。2根據(jù)實驗現(xiàn)象說明小林的解釋是錯誤的。分析：根據(jù)實驗現(xiàn)象 ,分析論證獲得結(jié)論 ,是科學(xué)探究的一個重要環(huán)節(jié)。但僅僅憑一次實驗就得出結(jié)論 ,難免會犯以偏蓋全的錯誤。題目中的小林正是這樣。事實上 ,在學(xué)習(xí)這局部內(nèi)容時 ,不少同學(xué)受與水流類比的影響 ,也會產(chǎn)生小林這樣的想法?？梢?,出題人不是無中生有 ,也是抓住了大家學(xué)習(xí)中的失誤。怎樣用實驗來證明錯誤呢？我們通常是用實驗來證明一個結(jié)論正確 ,這叫“證實；此處是用實驗來證明一個結(jié)論錯誤 ,這叫“證偽。這就

11、要分析小林錯誤想法的來源 ,他以為燈的位置影響其亮暗。我們只要改變它們的位置 ,看其亮暗是否改變或者改為并聯(lián) ,看是否一樣亮 ,就可以了。答案：1電路圖見圖2或圖3。2圖2中 ,按照小林的解釋 ,閉合開關(guān)S后 ,電流從電源正極出發(fā) ,經(jīng)過燈L2、L1 ,電流逐漸變小 ,所以燈L2較亮 ,燈L1較暗。圖3中 ,按照小林的解釋 ,兩燈應(yīng)該一樣亮但實驗現(xiàn)象仍然是燈L1較亮 ,燈L2較暗。這說明小林的解釋是錯誤的。反思：題目外表上看是研究串聯(lián)電路的特點實驗 ,但考查的并不是電路的連接、實驗的結(jié)論等大家熟悉的東西。而是以此實驗為載體 ,考查針對出現(xiàn)的新情景、新問題 ,如何創(chuàng)造性地用實驗的方法加以解決。這

12、才是真正的科學(xué)探究。二、在研究并聯(lián)電路中電流關(guān)系實驗中考查對數(shù)據(jù)次數(shù)的要求例2以下是小明和小杰寫的一份探究報告：問題：并聯(lián)電路干路電流與各支路電流有什么關(guān)系？猜測：干路中的電流等于各支路中的電流之和設(shè)計實驗：略進行實驗：閉合開關(guān) ,記錄ABC各點的電流值如下表所示：A點電流IA/AB點電流IB/AC點電流IC/A0404081小明的結(jié)論是_填“正確或“不正確。2請你分析說明小明同學(xué)這一實驗方案中的缺乏：_。3實驗的改良方法：_。分析：題目考查了一個較完整的探究過程 ,側(cè)重于對測量性實驗數(shù)據(jù)選取次數(shù)的考查。實驗僅憑一組數(shù)據(jù) ,不能發(fā)現(xiàn)普遍規(guī)律 ,要多測量幾組一般取三次。測量A、B點的電流值 ,也

13、要盡量防止數(shù)據(jù)相同 ,以免總結(jié)規(guī)律時引起不必要的干擾。答案：1正確。2僅測量一組數(shù)據(jù) ,不能發(fā)現(xiàn)普遍規(guī)律。3要多測量幾組。反思：科學(xué)探究需要科學(xué)的方法 ,如果僅憑一個現(xiàn)象或一組數(shù)據(jù)就得出結(jié)論 ,這個結(jié)論不一定正確。“無巧不成書指的就是這樣的事。只有在大量實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灁?shù)據(jù)的根底上 ,才能防止偶然性 ,得出普遍結(jié)論。這樣看來似乎實驗的次數(shù)越多越好 ,其實沒有這個必要。重復(fù)性的實驗一般進行三次就可以排除偶然性 ,發(fā)現(xiàn)普遍規(guī)律了 ,古人云“事不過三嗎。實驗次數(shù)太多 ,既費時又費力。三、在測量電阻實驗中考查學(xué)生的評估能力例3同學(xué)們要測量電阻Rx的阻值其阻值約幾百歐 ,實驗室能提供的器材有：干電池兩節(jié)、

14、電流表、電壓表、滑動變阻器“100W、2A、開關(guān)各一只、導(dǎo)線假設(shè)干。1某同學(xué)設(shè)計的實驗電路如圖4所示 ,并要用此電路測量待測電阻Rx的阻值 ,你認(rèn)為這個方法是否可行？簡述你的觀點。2如果上述方法可行 ,畫出電路圖 ,并寫出主要實驗步驟和Rx表達式。如果上述方法不可行 ,請你利用題中已有的器材設(shè)計出一種可行的實驗方案。畫出電路圖 ,并寫出主要實驗步驟和Rx表達式。分析：“伏安法是測量未知電阻的根本方法 ,用電流表測出通過電阻的電流I ,用電壓表測出電阻兩端的電壓U ,再利用R=U/I就可以計算出電阻的阻值。從圖4看出 ,這就是“伏安法測量電阻的典型電路圖。不過 ,你要認(rèn)為它能測量待測電阻Rx的阻

15、值 ,好似還為時過早。因為題目告訴我們電阻Rx的阻值約幾百歐 ,而電源電壓最大只有3V。你可以估算一下電路中的電流 ,也就是零點零幾安 ,與圖中電流表的最小分度值大致相當(dāng)。換句話說 ,用電流表是無法準(zhǔn)確測出電路中的電流的。所以 ,無法用這種方法測量電阻的阻值。那么如何利用題中已有的器材測量出Rx呢？只有在實驗原理上想方法。既然電流表無法正常使用 ,那么用電壓表和滑動變阻器能否測出Rx？當(dāng)然能。方法是讓滑動變阻器的阻值一次為零 ,一次最大100W ,分別記下電壓表的讀數(shù) ,再利用串聯(lián)電路中的規(guī)律即可計算出Rx的阻值。這樣看來 ,利用圖1也能測出Rx ,只是不用關(guān)心電流表了。所以題目第一問答復(fù)“可

16、行“不可行都對 ,關(guān)鍵是理由不同。答案：方案一：1不可行。因為按此電路用“伏安法測量未知電阻時 ,電路中的電流太小 ,電流表無法準(zhǔn)確測出電路中的電流。2按圖5連接好電路 ,將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處 ,記下電壓表的示數(shù)U1；再把滑片移到阻值為零處 ,記下電壓表的示數(shù)U2即電源電壓。根據(jù)方案二：1可行。按此圖實驗時 ,可以不用管電流表示數(shù) ,通過電壓表和滑動變阻器就能測出Rx。2按圖6連接好電路 ,將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處 ,記下電壓表的示數(shù)U1；再把滑片移到阻值為零處 ,記下電壓表的示數(shù)U2即電源電壓。根據(jù)反思：題目考查在具體情景下電阻的測量。給我們的啟發(fā)是 ,實際的事物是復(fù)雜的

17、 ,理論上可行的 ,實際中受各種條件的制約 ,可能不一定行的通。所謂“紙上得來終覺淺 ,絕知此事要躬行就是這個道理。四、在研究焦耳定律實驗中考查實驗的思想方法例4我們知道：“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量 ,與電流的平方成正比 ,與導(dǎo)體的電阻成正比 ,與通電時間成正比。這就是焦耳定律 ,用公式可表達為：Q=I2Rt。愛動腦筋的小明在探究這個問題時 ,設(shè)計了圖示的實驗 ,只連接一次電路就完成了實驗探究。他的方法是用電阻絲其中R甲R乙給燒瓶中的煤油煤油質(zhì)量相同加熱 ,然后觀察煤油在插入密封燒瓶里的玻璃管中上升的高度 ,就可以比照電阻絲放熱的多少。請你仔細(xì)觀察小明設(shè)計的實驗電路 ,并應(yīng)用所學(xué)知識分析答復(fù)以

18、下問題：1探究電熱的多少與電流的關(guān)系 ,應(yīng)該比照兩個燒瓶中煤油柱上升的高度 ,而這兩個燒瓶中電阻絲阻值應(yīng)該。2探究電熱的多少與電阻的關(guān)系 ,應(yīng)該比照兩個燒瓶中煤油柱上升的高度。3有許多家用電器的工作原理即為焦耳定律 ,請舉兩個例子。分析：此題主要涉及兩種物理研究方法：一是控制變量法。另一種是轉(zhuǎn)化放大的方法。在探究電熱的多少與電流的關(guān)系時 ,應(yīng)控制兩個電阻絲的阻值相同；在探究電熱的多少與電阻的關(guān)系時 ,要控制通過兩個電阻絲的電流相同 ,最好的方法當(dāng)然是采用串聯(lián)。這里就應(yīng)用了控制變量法。當(dāng)要研究的一個物理量與另外幾個物理量都有關(guān)系時 ,為簡化和方便 ,先研究與其中一個量的關(guān)系 ,而要控制其余幾個量

19、不變 ,這種研究問題的方法叫控制變量法。這種方法在實驗數(shù)據(jù)的表格上的反映為：某兩次試驗只有一個條件不相同 ,假設(shè)兩次試驗結(jié)果不同 ,那么與該條件有關(guān) ,否那么無關(guān)。反過來 ,假設(shè)要研究的問題是物理量與某一因素是否有關(guān) ,那么應(yīng)只使該因素不同 ,而其他因素均應(yīng)相同。控制變量法是中學(xué)物理中最常用的方法。想一想 ,物理中還有哪些地方用到了控制變量法？另一種研究方法是轉(zhuǎn)化放大的方法。實驗中電流產(chǎn)生的熱量不能直接觀察到 ,但熱量的變化可以用溫度的變化來感知。通過溫度的變化多少來間接知道電流產(chǎn)生的熱量的多少 ,這是轉(zhuǎn)化法。物理學(xué)中對于一些看不見、摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量 ,通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識 ,或用易測量的物理量間接測量 ,這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法。初中物理在研究概念、規(guī)律和實驗中多處應(yīng)用了這種方法。特別是對那些抽象的難以理解的物理知識 ,這種方法很有效。生活中你也用到過轉(zhuǎn)換法 ,只是未注意罷了?？諝馐强床灰娒恢?,但我們可以根據(jù)空氣流動風(fēng)所產(chǎn)生的作用來認(rèn)識它 ,如紅旗飄動 ,樹葉搖晃等。想一想 ,物理中還有哪些地方用到了轉(zhuǎn)換法？還有一個問題：由于實驗中電流產(chǎn)生的熱量較少 ,液體溫度升高的也較小 ,所以用溫度計不易直接