有一道题目, 它的错误率超过了百分之九十。在今年五月份的时候, 武汉市第二初级中学的老师余俊宝在一节示范课上给大家展示了一道中考里面的原题。这个题目的题干是关于探究电流与电压的关系的实验过程, 里面的电源电压是三伏特, 定值电阻的阻值是十欧姆。
这道题总共有四个小问题, 它们是层层递进的设计方式的, 但是绝大多数学生都在最后的两个分值那里失败了。他们不是不会去计算, 而是根本不知道这道题目的最终答案应该怎么写, 不清楚这个题目到底是要让他们回答一个什么样的东西。
这种状况给人的感觉很像是这样的情况, 就是说你本人实际上是掌握开锁这门技术的, 但是你却被门上面存在的那最后一把隐蔽式的锁给卡住了不动弹了, 然后实际情况是钥匙这个东西其实一直就在你的手边放着。
那道题目本身是不会直接跟你说清楚到底是在考查哪一个具体知识点的, 可是针对中考物理电学实验这种最后一道大题,其实实际上也就只涉及到四种固定的类型。
首先是关于滑动变阻器的综合分析贝语网校, 这部分内容在考试中所占的分值比例达到了百分之四十；其次是对于实验结论的规范化表述方面, 占了百分之二十五；再者, 电路出现的故障分析问题以及数据的处理和误差分析问题, 分别各自占据了百分之二十和百分之十五的权重。
所以你要做的就是把眼前这道题强行套入到这四个类别中去进行比对, 这样一来方向自然就确定下来了。
在完成定位工作之后, 应当立即使用“审题三要素”来进行拆解分析。需要确认的第一点是实验模型的具体情况,也就是要弄清楚这个模型究竟是属于“电流与电阻”之间的关系初二物理电学题, 还是属于“电流与电压”之间的关系。
其次是关于限制条件的考察, 这部分包括了电源电压的情况、电表的量程设定, 以及滑动变阻器的具体规格说明。最后是关注问题的具体指向, 这涉及需要解决的是电路故障的分析问题, 还是需要做出选择变阻器的决定。只有把上述这些步骤都妥善处理好, 这道题的解答才能成功过半, 也就算是已经成功了一半。
关于滑动变阻器的选择问题, 这就好像是你在买一个水龙头, 判断标准绝对不是去看它表面上标示的那个大小数字, 而是要去观察它到底具备不放出水来, 或者说放出极其微量水的能力。
很多学生在做这道题的时候, 会单纯地依据“规格是电阻30欧姆、允许通过电流1安培”这一条件就直接做出选择动作, 但是中考考试的考察点在于这样一个情境: 即在电路里的电流被控制在最小值的那个场景里面, 这个滑动变阻器必须要提供出来的最小阻值是多大。
举个例子来说明一下具体情况, 如果规定定值电阻两端需要被控制的电压数值保持在1V不变, 而电源提供的总电压数值是3V, 那么从电压分配的角度来看, 这意味着剩下的电压差值就是2V, 这部分电压必须由滑动变阻器来承担, 也就是滑动变阻器要在这里分走2V的电压。
当电流处于最小的时候, 定值电阻会用到其最大的阻值也就是25Ω, 这时候算出来电流I等于1V除以25Ω然后结果是0.04A, 那么接下来去计算变阻器需要的阻值R滑是直接用2V除以0.04A, 得出的结果就是50Ω, 这个数据远远超出了名为30Ω和1A的滑动变阻器所具有的30Ω这个上限, 所以说它根本就不够用, 先把最小阻值进行计算然后再去进行比对, 这样一个动作是给1分的。
电路故障判断的核心做法就是先把电流表当成侦察兵, 然后再把电压表当成定位仪。如果发现电流表没有显示任何数值, 这表示电路中可能存在断开的情况。
紧接着需要观察电压表, 一旦看到它有数值显示, 这就说明了电压表所连接的那些线路部分是畅通的。基于这个事实, 断路发生的具体位置肯定就处在电压表进行并联的那一段电路之内。以定值电阻发生断开这种情况作为例子来说明便是如此。
换个角度来讲的话, 如果那个用来测电压的仪表显示没有数值, 其原因要么是两个端点之间发生了短接的情况, 要么是连接在这些端点外部的电路出现了断开的故障。按照这条思维线索完整地推导一遍以后, 这一分的分数也就自然而然地拿到了手。
写物理结论, 最大的丢分陷阱就是漏掉“电阻一定时”这四个字。如果你直接写“电流与电压成正比”, 会被扣掉1分。因为物理结论的核心要点在于控制变量。当你比较两个因素的时候, 必须首先确保其他的实验条件保持一致。
这并不是一种形式主义的设计。这是科学表达的根基所在。请务必记住这个标准的文字模板内容“当某个条件不变时, 另一个量和第三个量呈现某种特定的变化关系”。
逆向推导, 这个办法呢,可以说是解决关于滑动变阻器选型问题的一个“作弊器”。当题目问你“这个变阻器能不能满足实验要求”的时候初二物理电学题, 你别正面去算, 你要先假设它能够来满足这个要求, 然后反推出它这里所需要的最大的阻值是多少, 然后再跟它的规格进行对比。
比如说电源电压是4.5V, 定值电阻两端要控制在3V, 那么这时候变阻器分走的电压就是1.5V。
当使用最大定值电阻25Ω的时候, 电流I应该等于3V除以25Ω, 算出来是0.12A, 这时候变阻器需要的阻值R滑就等于1.5V除以0.12A结果是12.5Ω。如果给你的变阻器标称的是“10Ω 1A”, 那就不用手算了。
因为它的最大值仅仅只是10Ω而已, 这肯定是不能满足要求的。这件事就像是你心里清楚杯子最多能装进去500ml的水。现在你需要容纳的容积量是600ml。不管你怎么倒水都是装不下来的。通过这种方式进行处理, 最终在解题这个环节上, 可以把时间节省掉百分之五十。