【精品】控制变量思想在习题中的应用

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1、3.3控制变量思想在习题课教学中的应用3.3.1控制变量思想的在习题中的表现形式“控制变量法”在物理教学中应用十分普遍，但表现形式各不相同，常见的形式有以下几种：1,文字叙述法这种方法为文字表达，在叙述屮指明哪些因素控制不变，从而研究一个物理量与某个因素的关系。例1,下列关于“电流、电压、电阻的关系”的几种叙述中，正确的是()。A.通过导体的电流与导体两端的电压成正比B.通过导体的电流与导体的电阻成反比C.导体的电阻一定时，通过这个导体的电流与它两端的电压成正比。通过导体的电流与“导体两端的电压”和“导体的电阻”有关。在上述

2、三种叙述中，A没控制电阻一定，B没控制电压一定，所以均不对,只有C控制了电阻一定，“电流与电压成止比”这个判断才止确的。例2、(2005年北京市)古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以D为支点的杠杆，如图1所示。一个人通过定滑轮用力将吊桥出图示位置缓慢拉至竖直位置，若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是()(A)L始终在增加,FL始终在增加(B)L始终在增加,FL始终在减小(C)L先增加后减小，FL始终在减小(D)L先减小后增加,FL先减小斤増加例3、(2006年重庆市

3、)物理研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“理想化模型”、“类比法”等科学方法。在下列研究实例屮，运用了“控制变量法”的是0(A)研究电流时，从分析水流的形成来分析电流的形成析电流的形成(B)研究磁场时，用磁感应线描述空间磁场的分布情况(C)研究滑动摩擦力与压力大小关系时，保持接触面的粗糙程度不变(D)研究杠杆的平衡条件时，将撬棒抽象为绕某一固定点转动的硕棒2.列表法在探究性实验中，将得到的有关数据通过表格的形式列举出來,分析数据可以看出控制了哪些变量。例2,在探究“声音的音调与哪些因素有关”的实验中，一个小组的同

4、学利用铁丝和铜丝设计的实验得到了如下一些数据(在同一室温实验次数材料种类丝的长度丝的粗细音调高低1铁50cmlmm2最高2铁50em2mm2低3铜50cmlmm2高(1)1、2两次实验可以得出：在材料、长度相同时，丝越粗，音调越低。(1)通过1、3两次实验可以得出：音调的高低与材料有关。分析数据可看出：第1、2两次实验时丝的材料和长度是相同的,研究音调与丝的粗细的关系；第1、3两次实验时丝的长度和粗细和同,研究音调与材料的关系。2.图示法这种方法是从图示中显示哪些变量是控制不变的.图所不的实验。■例3在探究“影响压力作用效果

5、的因素”的实验中，小明设计了如丙r_u_t—乙影响压力作用效果的因素(1)分析图甲和图乙可知，受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显。(2)分析图乙和图丙可知，压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越明显。(3)实验结论：压力作用的效果与压力大小和受力面积的大小有关。上面甲乙两图中泡沫的受力面积相同，乙丙两图中压力相同，这种方法较直观。3.图象法采用函数图象的形式来反映各物理量的数量关系。92I-U关系圏線例4,在探究“电流与电压的关系”实验中，利用甲、乙两个电阻进行了两组实验,通过两组实验得出的数据，分别绘制出了甲、

6、乙两个电阻的“I—u关系图象”如右图所示。T那么，甲、乙两个电阻的大小关系是:R甲〉R乙。从图中虚线可以看出，两个电阻在电压U相同时，通过它们的电流I甲〈I乙，所以R甲〉R乙。3.3.2控制变量思想在中学物理探究题中应用的举例说明——探究电压、电阻的变化对电流的影响在探究电压、电阻的变化对电流的影响时，由于电压、电阻的变化均会对电流产半影响，所以我们可以采用控制变量法來进行研究.即研究电流跟电压的关系时，保持电阻不变，使得导体两端的电压是整数倍的变化，测出相应的电流值；研究电流与电阻的关系时，保持导体两端的电压不变，测出不同

7、导体中的电流，分析数据得出结论，掌握了方法，可以轻松解题.现举例如下。例1（2009-潍坊）小明同学利用如图1所示的电路，探究保持电压不变时，电流跟电阻的关系，得到的数据如下表电阻R/O56152030电流0.60.50.30.20,150,14~~AR(1)分析表中的数据，可以得出的结论是:(2)滑动变阻器R，在此实验中的主要作用是:解析：在探究电路中电流大小跟电阻大小的关系时，必须控制电阻两端的电压相同，不断更换电阻的大小，但电阻的改变，必然引起导体电阻两端的电压的改变•滑动变阻器R'在此实验中的主要作用就是调整R'的阻

8、值，使R两端电压保持不变.由分析数据可知“当电压一定时，导体中的电流与电阻成反比”.答案：(1)电压不变时，导体中的电流与电阻成反比.(2)调整罟的阻值，使R两端电压保持不变.点评：本题是一道实验过程探究题，考查了实验过程屮滑动变阻器在电路中所起的作用.根据串联电路分压原理，串联电路中电阻