高考物理电学设计性实验思维过程

高考物理电学设计性实验思维过程

ID:24716695

大小:105.50 KB

页数:5页

时间:2018-11-16

高考物理电学设计性实验思维过程_第1页
高考物理电学设计性实验思维过程_第2页
高考物理电学设计性实验思维过程_第3页
高考物理电学设计性实验思维过程_第4页
高考物理电学设计性实验思维过程_第5页
资源描述:

《高考物理电学设计性实验思维过程》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库

1、高考物理电学设计性实验思维过程  解答电学设计性实验是一个复杂的智力活动,它是考生的一种有目的、有计划的科学活动.在解答过程中,考生首先需要对问题的信息有充分的感知,尝试从大脑中选取一个基本的经验性实验方案,这个实验方案是一般来源于课本.同时将这个方案与题目中问题信息相互作用,根据实验设计的安全性、准确性、可操作性等寻找基本方案中存在的问题.然后对存在的问题进行分析,利用题中已有信息,采用一切可能的方法去解决基本方案中的问题,通过严格的推演,得出正确的结论.    例1测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V,r约为1.5Ω).    器材:量程3V的理想电压表V,量

2、程0.5A的电流表A(具有一定内阻),固定电阻R=4Ω,滑线变阻器R′,电键S,导线若干.    ①在图1中画出实验电路原理图.图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出.    ②实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则可以求出E=,r=.(用I1,I2,U1,U2及R表示)5      解析这是一个测定电源电动势和内电阻的实验,学生应该从什么地方开始思考呢?从认知角度来看,学生首先从已有的经验出发,画出课本中的测定电源电动势和内电阻实验电路图,如图2所示.    根据所给器材的情况,绝大多数学生可以所给的数据进行简单的分

3、析,看所给器材是否满足安全性、准确性、可操作性.根据全电路欧姆定律,当电流表的读数I小于0.5A,满足安全性,电压表读数(U=E-Ir)将大于3.75V,不能满足安全性.反之亦然.新的实验事实和原有的认知产生了矛盾,如何解决这个矛盾?    学生又必须从已有的知识经验中去搜寻解决的方案.根据全电路欧姆定律,要使图2中电压表的读数减小,就是减小路端电压,可以采用增大内阻的方法,即在电源上串联一个电阻;或者减小外电路电阻的方法,即在外电路并联一个电阻.这个方案需要电阻.学生重新对所给材料进行分析,发现还有一个固定电阻R=4Ω.可以进行尝试画出两个可能电路图,如图3所示.新的电

4、路图可以满足题目的要求吗?还必须根据所给的相关数据进行思考估算分析.      对图3甲进行分析,当电流表度数I小于0.55A时,电压表的读数(U=E-Ir)大于1.75V,满足安全性.这样很简单就得到高考的标准答案.根据所给的两组数据计算后可以得到    E=I1U2-I2U1I1-I2,  R=U2-U1I1-I2-R.    对图3乙进行分析,当电流表读数I小于0.5A,电压表读数U小于3V,设总电路的电流为I1,根据全电路欧姆定律,E=U+I1r,可以得到I1=1A,流过电阻R的电流I2(I2=I1-I)为0.5A,此时需要的最大电阻R1=UI2=6Ω.所给电阻R

5、=4Ω满足题目的要求.根据所给的两组数据计算后可以得到    E=(I1U2-I2U1)RR(I1-I2)+(U1-U2),    r=(U2-U1)RR(I1-I2)+(U1-U2).    同化纳新和顺应创新是人类认知思维的普遍规律.就电学设计性实验的思维活动来说,对于新问题,考生总是以原有的认知为基础去比较、理解、辨析和判断,使新旧知识挂钩,把新知识纳入旧知体系中,从而丰富和发展已有的认知结构,最后达到思维品质的提高.    例2用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900Ω~1000Ω5):电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r

6、1=750Ω;电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;滑线变阻器R,最大阻值约为100Ω;单刀单掷开关S,导线若干.  (1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).  (2)若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=.    解析学生从已有的经验出发,根据课本知识画出伏安法测量电阻的测量电路,如图4所示,图4中的甲电流表外接,乙是电流表内接.      根据所给的实验器材,比较发现,没有电流表.而在学生的认知中,测量电阻

7、都是根据伏安法来处理的.新的情况和自己的认知产生了矛盾,怎么办?  5  学生必须继续寻找新的方案,从器材中发现,多了一个电压表,并且这个电压表的量程和内阻都知道,肯定要利用这个电压表.根据高中所学的电表改装知识,不难发现多余这个电压表相当于一个电流表,学生可以尝试画出如图5所示的电路.当然,学生在画图5所示的电路图的过程中,肯定要思考的问题,两个表如何放置,即电压表V1和电压表V2如何放置?根据题目要求“电压表的读数不小于其量程的1/3”,不难得到正确的测量电路.      实验电路图完成以后,再来思考控制电路图,就是与滑动

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。