对一道中考物理试题的讨论

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  1.题目及参考答案
  题目:小军用如图电路,研究“通过某导体的电流与它的电阻的关系”,他分别用5Ω和10Ω的电阻做两次实验,当完成第一次实验后,小军将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω,闭合开关后,滑动变阻器应该
  A.保持变阻器滑片不动
  B.将变阻器滑片向右移动
  C.将变阻器滑片向左移动
  D.更换阻值更大的滑动变阻器
  参考答案:B
  2.思路分析
  由于通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关,因此在研究通过导体的电流与导体电阻的关系时,应采用控制变量法,使电阻R两端的电压保持不变。
  当A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω的电阻后,闭合开关S,电压表的示数是否变化?
  如果电压表的示数发生了变化,是变大了,还是变小呢?
  如果电压表示数变大了,怎样调节滑动变阻器,才能使电压表示数保持不变呢?如果电压表示数变小了,滑动变阻器又如何调节?
  3.解题过程
  将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω的电阻,闭合开关,电路总电阻变大,电流变小(电流表示数变小);因为此时滑动变阻器的阻值没有变化,根据Up=I×Rp得到滑动变阻器两端的电压Up变小,又因为UR=U-Up,所以得到电阻R两端的电压将变大(电压表的示数变大)。
  为使A、B两点间的电压保持不变,就要减小电阻R两端的电压,根据公式UR=I×R,在电阻R无法改变的情况下,只有想办法减小电路的电流。因为I=—,U和R都不再发生变化,所以只有使用Rp的值变大,故应将变阻器的滑片向右移。
  4.试题讨论
  (1)试题对学生思维要求太高,难度较大。该题虽然只是一道选择题,但是涉及的电学知识却较多,主要包括: ①通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关;②会运用“控制变量法”研究通过导体的电流与其电阻的关系;③串联电路总电阻等于各串联导体的电阻之和;④串联电路电流处处相 等;⑤串联电路总电压等于各部分导体两端电压之和;⑥欧姆定律公式I=—。由此可见,该题是一道综合性较强、难度较高的试题。
  (2)试题中的调节方法存在安全性问题。众所周知,在做初中电学实验时,出于安全考虑,有两个最基本的要求,一是在连接电路时开关要断开;二是在闭合开关之前,滑动变阻器要处于最大值位置,达到保护电路元件的目的(初中物理中滑动变阻器皆是以“一上一下、串联接入电路”的方式,达到限流的作用)。而该题中将电阻R由5Ω更换为10Ω后,闭合开关,电阻R两端的电压会不会超出电压表的量程,并非一下就能直接判断出,要通过计算才能得知。若直接闭合开关,电路就存在安全隐患。笔者认为,此处应重点培养学生的实验安全意识,而非锻炼学生的计算能力,所以,即使电阻R两端电压没有超出电压表的量程,也应该将滑动变阻器调到最大值再闭合开关。
  (3)试题对教学起到错误的导向作用。该题所描述的物理情境,是探究电流与电压、电阻关系这个实验的一个过程,此实验主要目的是培养学生运用“控制变量法”研究通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系,从而得到“在电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比,在电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比”这两个结论,最终引出欧姆定律公式。在笔者参与教学督导和观摩组内研究课的过程中,发现有好多教师在讲述这部分内容时,当将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω后,就直接闭合开关,让学生观察电压表示数的变化情况,然后再讨论为使电压表示数不变,应如何调节滑动变阻器的滑片。很明显,教师这样讲授完全是为了迎合这道试题,以减轻学生做这道试题的难度。殊不知,这样讲反而加大了学生探究实验的难度,学生的思维重点被吸引到了电表示数变化的原因以及滑动变阻器的调节方向上,弱化了学生体验用控制变量法探究实验的过程。
  (4) 试题没有起到再教育的作用。学生接受九年义务教育后,参加中考,中考试题对某些学生来说,也许就是最后一次接触初中物理知识。因此,笔者希望中考物理试题能够对学生起到正面的再教育作用。
  为此,笔者认为中考试题的命制一定要科学、规范和严谨,对教师的教与学生的学都要起到正面的、积极的引导作用。
  参考文献:
  [1]邵 明,张 蓉.一道物理竞赛试题答案的论证与反思[J].物理通报,2012(05):81—82.
  [2]赵 娟.中考试题命制应注意的几个问题[J].大连教育学院学报, 2013,29(01).
  (作者单位:江苏省清江中学)
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