文 | 杜 婕
筆者分析了2010年到2017年北京高考電學(xué)實驗的考查,發(fā)現(xiàn)側(cè)重于考查學(xué)生對實驗細節(jié)的準(zhǔn)確把握及實驗步驟背后隱含的物理意義,難點在于圖像分析和處理數(shù)據(jù)。北京高考試卷中物理實驗題18分,占總分的15%,突出體現(xiàn)了物理的學(xué)科特點以及實驗在物理學(xué)科學(xué)習(xí)質(zhì)量評價中的重要地位。
2010-2017年北京高考物理電學(xué)實驗試題詳情如下:
2017年未涉及;2016年選擇題19題,考查測電源電動勢和內(nèi)阻實驗中儀器的選擇;2015年選擇題19題,考查電表的改裝中電路的連接方法;2014年實驗大題21題,測電源電動勢和內(nèi)阻,考點,器材選擇、實驗原理圖設(shè)計、實物連接圖,數(shù)據(jù)處理,通過描點畫U-I圖像,通過圖像讀出電源電動勢和內(nèi)阻,推導(dǎo)外部電路的滑動變阻器的阻值改變來改變外功率和路段電壓U的圖像關(guān)系(難題,2分);2013年實驗大題21題,測未知電阻,考點,器材選擇,實驗原理圖,連接實物圖,電流表與電壓表的讀數(shù),內(nèi)接外接的誤差分析,推導(dǎo)外部電路的滑動變阻器滑片P移動距離x的增加與未知電阻兩端電壓的圖像關(guān)系(難題,2分);2012年實驗大題21題考查測金屬絲的電阻率,考點,螺旋測微器的讀數(shù),設(shè)計實驗原理圖,控制電路的滑線變阻器的分壓或者限流法,連接實物圖,通過U-I圖像計算電阻,有效數(shù)字,根據(jù)電阻決定式求電阻率,誤差分析,區(qū)分系統(tǒng)誤差和偶然誤差;2011年實驗大題21題考查使用多用電表測電阻,考點,多用電表的器件選擇,紅黑表筆的連接,儀器校準(zhǔn)與調(diào)節(jié)方法;2010年實驗大題第21題考查半偏法的方法測表頭電阻,考點,器材選擇,關(guān)鍵步驟,數(shù)值與誤差分析,電表的改裝,校準(zhǔn)。
綜上分析可知,北京高考物理電學(xué)實驗的重點是:實驗設(shè)計,器材選擇和電路設(shè)計,連接實物圖,讀數(shù)與數(shù)據(jù)處理、誤差分析;難點是數(shù)據(jù)處理。以下談?wù)勅绾卧趯W(xué)習(xí)中把握實驗的重點和難點。
實驗設(shè)計。電學(xué)實驗設(shè)計的本質(zhì)是利用一定的電路測定某個物量的大小或變化規(guī)律,因此深刻理解實驗原理和串并聯(lián)電路的規(guī)律是實驗設(shè)計的核心。
器材選擇和電路設(shè)計。選擇儀器主要涉及電源、安培表、伏特表、滑動變阻器,選擇的原則是安全、節(jié)能、盡量精準(zhǔn)或減小誤差(系統(tǒng)誤差、偶然誤差);電路設(shè)計選擇從測量電路(安培表的內(nèi)外接法)和控制電路(滑動變阻器的分壓電路和限流電路)兩個角度入手。
連接實物圖。不同電路圖的情況下,電表和滑線變阻器的連接。
讀數(shù)與數(shù)據(jù)處理。讀數(shù)考查對儀器精度和有效數(shù)字的理解。圖像法是處理數(shù)據(jù)的常用方法,也是考查的重點。尤其是變形與拓展后的圖像分析,是北京高考歷次考試的難點,得分率不高。對圖像的分析可分為三個步驟:(1)明確坐標(biāo);(2)分析關(guān)鍵點,圖像上“點”“線”“斜率”“截距”“面積”的物理意義;(3)理解圖像表明的物理規(guī)律。
誤差分析。誤差主要來源于理論上的測量值與真實值之間的差距,根本取決于在試驗數(shù)據(jù)處理過程中忽略了某個因素的影響,忽略哪個因素就考慮哪個因素的影響,從而判斷真實值與測量值大小的問題。
從電學(xué)實驗的考查考點和難點分析,可以看出實驗的考查涉及到從實驗原理到器材選擇,電路設(shè)計到電路連接,數(shù)據(jù)讀取與處理,誤差分析,實驗規(guī)律拓展等各個環(huán)節(jié),本文提出的學(xué)習(xí)中解決這些問題的建議,需要我們在平時多思考多練習(xí)多總結(jié),真正考試的時候我們可以又快又準(zhǔn)。