兰溪市第二中学
【原题呈现】
(2019金华)28.利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”。依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
实验组别 | 1 | 2 | 3 |
电阻R(欧) | 5 | 10 | 20 |
电流I(安) | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
请回答:
(4)要完成本次实验,电源最多只能将________节干电池串联。
【测评点分析】
本题主要检测探究“电流与电阻的关系”,考查控制变量法,实验步骤、数
据分析和对器材的要求.(1)研究“电流与电阻的关系“,要控制电阻的电压不变,更换电阻后需将滑动变阻器的滑片移到适当位置,记录电流表示数,测出三组实验数据。(2)研究“电流与电阻的关系“,要控制电阻的电压不变,由表中数据,根据欧姆欧姆定律求出这个R两端的电压。(3)要控制电阻的电压为2V不变,分析当定值电阻最大为20Ω时,对应的变阻器的最大电阻不超过50Ω,由分压原理和串联电路电压的规律计算电源最大电压。由串联分压原理可知,UR/U滑=R/R滑得:U滑=50欧/20欧×2伏=5伏。电源最大电压为:2V+5V=7V,因1节只干电池为1.5V,故电源最多只能将4节干电池串联。
知识点:电流和电阻的关系,欧姆定律的运用。串联电路中电压的分配特点,科学实验方法控制变量法。
能力点:读图读表能力,运用科学知识分析处理数据能力,能运用模型基于证据与逻辑进行推理。 能运用科学方法(控制变量法)思考解题的能力。
【数据分析】
这是2019年金华市科学中考题,有55728名学生参加测试,正确答案是4,该题的得分率为0.31,得分率低,题目有较大难度。其中有一小部分错误解答为14,其余答案较为分散,以猜测为主。
【针对性助学】
学生解题过程中出现错误时,分析错误的原因。首先需要深入分析学生解题错误的原因,可能是概念理解不清晰、计算能力不足、思维方式错误等等。通过对错误的深入分析,可以找到学生的知识漏洞和思维误区,为后续的助学提供依据。
错误一:把5欧的定值电阻与滑动变阻器串联,根据串联电路电压分配特点来计算电源电压。
典型错答:电源最多将14节干电池串联。
归因分析:在串联电路中要使电源电压有最大值,由于R两端的电压保持2伏不变。那么滑动变阻器两端电压有最大值。根据串联电路当中电压的分配特点,导体两端电压与电阻成正比。UR/U滑=R/R滑得:U滑=50欧/5欧×2伏=20伏。根据串联电路电压的规律,要完成本次实验,电源电压最大值:20V+2V=22V,因1节只干电池为1.5V,故电源最多为将14节干电池串联。
助学对策:理解算理,以理驭法。针对错解分析原因,反向验证,当电源电压为22伏时,当R阻值为20欧姆时,其两端电压为2伏,根据串联电路中电压分配的特点,算出此时滑动变阻器的阻值为200欧,而本题中滑动变阻器的最大阻值只有50欧,显然是不能够测出第三组数据。从而反证电源电压为22伏时不符合题意。所以考虑问题的需全面对多组数据进行综合考量。教师要认真分析错题,精心设计教学过程,运用多种方法帮助学生理解算理,正确处理算理和算法关系,使学生不仅知道怎么计算,还知道为什么要这样计算。建立错题集,让学生建立错题集,记录自己做错的题目和错误的原因,以便于及时发现自己的问题并加以改正。同时,也可以定期回顾错题集,再次进行练习和巩固。
错误二:由于学科能力不足,不清楚在串联电路当中电压的分配特点。
典型错答:乱写一个数据
归因分析:由于学生学科知识薄弱。对串联电路当中电压的分配特点运用不够熟练,导致电源电压无法计算。
助学对策:对于原理理解不清晰的学生,可以提供相关的讲解串联电路电流和电压、电阻特点,并回顾串联电路中电压的分配特点,结合相关串联电路的练习题,帮助他们加深对概念和原理的理解。同时跟踪学习进展,针对性助学需要对学生的助学效果进行跟踪和评估,及时发现学生在学习中存在的问题和困难,并采取相应的措施进行解决。同时,也需要鼓励学生积极参与助学活动,激发他们的学习动力和自信心。同时调整助学策略,针对性助学需要根据学生的实际情况和助学效果,不断调整助学策略和方法。例如,对于学习进步较快的学生,可以减少对其的辅导和帮助,让他们更多地自主学习;对于学习困难较大的学生,可以采取更加细致的辅导和帮助,帮助他们克服困难和提高学习效果。
错误三:解题思路混乱,无从下手,考虑问题缺乏全面性。
典型错答:无
归因分析:未认真仔细读题审题,解题方法不能灵活的运用所学的科学知识,缺乏综合解决问题的能力与思维方式、逻辑推理能力。考虑问题不全面。
助学对策:在计算前要认真仔细审题,在开始解决问题之前,先花时间仔细阅读题目。确保完全理解了题目的要求和含义。如果有不明白的地方,要重新读题。在明白题目的要求后,尝试分解问题,将其分解成更小的部分,(1)先明确本题实验探究的目的是什么(研究“电流与电阻的关系”);(2)根据什么科学研究的方法(控制变量法)。控制R两端的电压不变,结合表格当中的信息,根据欧姆定律求出R两端电压等于2伏;(3)明确电路的连接方式(电阻和滑动变阻器串联);(4)确定选择哪组数据进行计算;(5)再根据串联电路中电压的分配特点。求出电源电压。这样可以更容易地理解并解决问题。通过典型例题尝试通过分析、推理、归纳和演绎等方法来解决问题。这需要平时多做练习,以培养学生的逻辑思维能力。然后进行持续学习和提升,通过不断学习和实践来掌握解题方法肯技巧,同时提高学生的科学素养。
【针对性练习】
练习一:(2017金华)29.某兴趣小组用二节新干电池,规格为“10Ω、1.5A”的滑动变阻器等器材,来测导体电阻。请分析回答:
(4)该小组同学用这套器材(所有器材不变)和5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。实验中要控制电阻两端的电压不变,那么电阻两端电压最小能控制到V。
练习二:(2018金华)24.用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”。电流靖量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R,称动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2伏不变,读出电流表示数并记录。
实验组次 | 1 | 2 | 3 |
电阻R/欧 | 5 | 10 | 20 |
电流I/安 | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
(2)为了使实验结论更可靠,控制AB间电压2伏不变,再多测几组数据,AB间允许接入电阻R的取值范围是欧。
练习三:用如下图所示的电路研究“电流与电阻的关系”。电流靖量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,定值电阻两端的电压控制在1.5V~2.5V之间在某一个值,电源电压6伏恒定不变。依次将阻值为5欧、10欧、15欧的定值电阻接入AB之间,调节滑动变阻器,记录并分析所得的三组数据。
为完成该实验,所选用在滑动变阻器在最大阻值至少为欧。