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

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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(diǎn)實(shí)驗(yàn)中考查設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(diǎn) ,閉合開關(guān)S后 ,發(fā)現(xiàn)燈L1較亮 ,燈L2較暗。他對(duì)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(cuò)

10、誤的 ,她只利用圖1中的器材設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn) ,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明小林的解釋是錯(cuò)誤的。請(qǐng)你完成以下問題：1在下側(cè)虛線框中 ,畫出小歡所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明小林的解釋是錯(cuò)誤的。分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ,分析論證獲得結(jié)論 ,是科學(xué)探究的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。但僅僅憑一次實(shí)驗(yàn)就得出結(jié)論 ,難免會(huì)犯以偏蓋全的錯(cuò)誤。題目中的小林正是這樣。事實(shí)上 ,在學(xué)習(xí)這局部內(nèi)容時(shí) ,不少同學(xué)受與水流類比的影響 ,也會(huì)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(shí)驗(yàn)來證明錯(cuò)誤呢？我們通常是用實(shí)驗(yàn)來證明一個(gè)結(jié)論正確 ,這叫“證實(shí)；此處是用實(shí)驗(yàn)來證明一個(gè)結(jié)論錯(cuò)誤 ,這叫“證偽。這就

11、要分析小林錯(cuò)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象仍然是燈L1較亮 ,燈L2較暗。這說明小林的解釋是錯(cuò)誤的。反思：題目外表上看是研究串聯(lián)電路的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn) ,但考查的并不是電路的連接、實(shí)驗(yàn)的結(jié)論等大家熟悉的東西。而是以此實(shí)驗(yàn)為載體 ,考查針對(duì)出現(xiàn)的新情景、新問題 ,如何創(chuàng)造性地用實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中考查對(duì)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(bào)告：?jiǎn)栴}：并聯(lián)電路干路電流與各支路電流有什么關(guān)系？猜測(cè)：干路中的電流等于各支路中的電流之和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：閉合開關(guān) ,記錄ABC各點(diǎn)的電流值如下表所示：A點(diǎn)電流IA/AB點(diǎn)電流IB/AC點(diǎn)電流IC/A0404081小明的結(jié)論是_填“正確或“不正確。2請(qǐng)你分析說明小明同學(xué)這一實(shí)驗(yàn)方案中的缺乏：_。3實(shí)驗(yàn)的改良方法：_。分析：題目考查了一個(gè)較完整的探究過程 ,側(cè)重于對(duì)測(cè)量性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取次數(shù)的考查。實(shí)驗(yàn)僅憑一組數(shù)據(jù) ,不能發(fā)現(xiàn)普遍規(guī)律 ,要多測(cè)量幾組一般取三次。測(cè)量A、B點(diǎn)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(shí)引起不必要的干擾。答案：1正確。2僅測(cè)量一組數(shù)據(jù) ,不能發(fā)現(xiàn)普遍規(guī)律。3要多測(cè)量幾組。反思：科學(xué)探究需要科學(xué)的方法 ,如果僅憑一個(gè)現(xiàn)象或一組數(shù)據(jù)就得出結(jié)論 ,這個(gè)結(jié)論不一定正確?！盁o巧不成書指的就是這樣的事。只有在大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)數(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(shí)驗(yàn)的次數(shù)越多越好 ,其實(shí)沒有這個(gè)必要。重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)一般進(jìn)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(shí)驗(yàn)次數(shù)太多 ,既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。三、在測(cè)量電阻實(shí)驗(yàn)中考查學(xué)生的評(píng)估能力例3同學(xué)們要測(cè)量電阻Rx的阻值其阻值約幾百歐 ,實(shí)驗(yàn)室能提供的器材有：干電池兩節(jié)、

14、電流表、電壓表、滑動(dòng)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(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖4所示 ,并要用此電路測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值 ,你認(rèn)為這個(gè)方法是否可行？簡(jiǎn)述你的觀點(diǎn)。2如果上述方法可行 ,畫出電路圖 ,并寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟和Rx表達(dá)式。如果上述方法不可行 ,請(qǐng)你利用題中已有的器材設(shè)計(jì)出一種可行的實(shí)驗(yàn)方案。畫出電路圖 ,并寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟和Rx表達(dá)式。分析：“伏安法是測(cè)量未知電阻的根本方法 ,用電流表測(cè)出通過電阻的電流I ,用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓U ,再利用R=U/I就可以計(jì)算出電阻的阻值。從圖4看出 ,這就是“伏安法測(cè)量電阻的典型電路圖。不過 ,你要認(rèn)為它能測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻

15、值 ,好似還為時(shí)過早。因?yàn)轭}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(diǎn)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(cè)出電路中的電流的。所以 ,無法用這種方法測(cè)量電阻的阻值。那么如何利用題中已有的器材測(cè)量出Rx呢？只有在實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器能否測(cè)出Rx？當(dāng)然能。方法是讓滑動(dòng)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(jì)算出Rx的阻值。這樣看來 ,利用圖1也能測(cè)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(duì) ,關(guān)鍵是理由不同。答案：方案一：1不可行。因?yàn)榘创穗娐酚谩胺卜y(cè)量未知電阻時(shí) ,電路中的電流太小 ,電流表無法準(zhǔn)確測(cè)出電路中的電流。2按圖5連接好電路 ,將滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)時(shí) ,可以不用管電流表示數(shù) ,通過電壓表和滑動(dòng)變阻器就能測(cè)出Rx。2按圖6連接好電路 ,將滑動(dòng)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(cè)量。給我們的啟發(fā)是 ,實(shí)際的事物是復(fù)雜的

17、 ,理論上可行的 ,實(shí)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(gè)道理。四、在研究焦耳定律實(shí)驗(yàn)中考查實(shí)驗(yàn)的思想方法例4我們知道：“電流通過導(dǎo)體時(shí)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(shí)間成正比。這就是焦耳定律 ,用公式可表達(dá)為：Q=I2Rt。愛動(dòng)腦筋的小明在探究這個(gè)問題時(shí) ,設(shè)計(jì)了圖示的實(shí)驗(yàn) ,只連接一次電路就完成了實(shí)驗(yàn)探究。他的方法是用電阻絲其中R甲R(shí)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(qǐng)你仔細(xì)觀察小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路 ,并應(yīng)用所學(xué)知識(shí)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(gè)燒瓶中煤油柱上升的高度 ,而這兩個(gè)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(gè)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(qǐng)舉兩個(gè)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(shí) ,應(yīng)控制兩個(gè)電阻絲的阻值相同；在探究電熱的多少與電阻的關(guān)系時(shí) ,要控制通過兩個(gè)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(gè)物理量與另外幾個(gè)物理量都有關(guān)系時(shí) ,為簡(jiǎn)化和方便 ,先研究與其中一個(gè)量的關(guān)系 ,而要控制其余幾個(gè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格上的反映為：某兩次試驗(yàn)只有一個(gè)條件不相同 ,假設(shè)兩次試驗(yàn)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?？刂谱兞糠ㄊ侵袑W(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(shí)驗(yàn)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(duì)于一些看不見、摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量 ,通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí) ,或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)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(shí)驗(yàn)中多處應(yīng)用了這種方法。特別是對(duì)那些抽象的難以理解的物理知識(shí) ,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(dòng)風(fēng)所產(chǎn)生的作用來認(rèn)識(shí)它 ,如紅旗飄動(dòng) ,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(gè)問題：由于實(shí)驗(yàn)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(jì)不易直接