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物理分组实验操作中的问题

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1“接触不良”是影响电学实验完成的重要因素

高中物理选修3-1至3-5的课程中学生实验有6个电学实验,物理选修2-1至2-3的学生实验中有7个电学实验。笔者在实验时多次观察发现:学生实验时导致电路接不通的原因,除了电路接错、仪表出现故障、导线断路等因素外,最常见的问题就是导线与器材的接线柱螺丝松动、电池盒的接线夹失去弹性等引起的接触不良,甚至铁片在潮湿的空气中氧化生锈也会导致接触不良等。这些问题容易造成电路“断路”,而学生实验的时间却很有限,在极短的时间内又不易查出,会直接影响学生的实验情绪和实验效果。因此,实验教师在实验的准备中和每节实验课后,都要重视对“接触不良”问题的检查处理,同时实验中也要提醒学生接线时注意接线要可靠结实,不要造成接触不良的故障。如要求学生对小灯座、小开关等的接线柱进行仔细地检查拧紧,接线柱若有锈蚀时可用砂纸打磨,导线的两端焊接接线夹,电池盒的连接片要进行改装。比如电池盒(见图2)串联时,主要是靠壳体前端的凸出部分与后端的凹槽紧紧地套在一起,电池的正、负极通过壳体前、后端的连接片、极片、弹簧等前后串接在一起。但是,在使用中笔者却发现,因电池盒串接在一起时,连接片很薄、质地较脆,极易出现接触不良的问题。有些学生为了使其保持接触良好,只好把连接片往外折一下,以增大其接触空间。这样做,虽然解决了一时的问题,可使用几次后许多电池盒的连接片被折断了,有的只剩下极小的一部分,接触面积大大减小,致使电池盒无法良好接触或者使用,报废率很高。为了使两个电池盒串联时保持接触良好,可在两个电池盒的中间连接处捆扎细铁丝,在电池盒的接线夹上打孔固定铁丝制成接线勾便于接线。这样做,虽然电池盒的外形不够美观,却能保持良好的导电性能,确保各“连接点”的可靠稳定,取得良好的实验效果。

2科学控制小车是做好匀变速直线运动实验的关键

高中物理(人教版)必修1中探究小车速度随时间变化规律的实验装置图。在实验中,容易出现两个问题:一是若小车运动到快靠近木板的定滑轮时未及时阻挡住小车的运动,就会出现小车速度极大,容易撞坏定滑轮和使小车掉在地面上、碰坏小车的问题;二是若没有合适的方法,许多学生为了防止小车碰坏定滑轮和小车掉在地面上,就出现了当小车运动到中间位置时突然用手抓住细绳又放开的错误做法。这样做,就改变了小车的自然运动状态,所测小车的速度数据自然无法使用。因此,实验中既要防止小车碰坏定滑轮和小车掉在地面上,又要使小车保持原来的运动状态不发生任何改变,就成为做好这个实验的关键环节。其实,这个问题很好解决。把右手的大拇指和无名指叉开呈“八字形”,叉在连接小车与砝码的细绳上靠近定滑轮的位置处,手掌心朝左,但手指与细绳不能有丝毫的接触,注意不要影响小车的运动。实验开始后,让小车自然运动,当小车运动到靠近定滑轮时,两个手指快速靠拢,自然就会夹住细绳,既使小车停止运动不碰撞定滑轮,整个过程又不改变小车的自然运动状态,可以说是两全其美,操作又简单方便。

3良好的实验习惯是提高实验效益的重要保障

如实验前学生根据仪器清单查验仪器,有问题及时报告实验教师查明原因,实验结束再次自觉清点仪器,恢复原样,并摆放整齐,横竖成行;电线按特殊导线(带有橡胶插头,专供插入综合性电学实验台的电源和电表接线柱使用)和普通导线(连接实验台上配备的其他器材)分类绕好,一些细小的器材如钢球等要放在事先准备的小盒子里,这样就不会发生实验中电线缠绕在一起、短时间内无法取开的问题;仪器的使用和实验情况要在每个实验台上配备的《物理分组实验记录表》中如实记载。这些良好实验习惯的培养,既提高了学生严谨有序、认真负责的良好素养,又为实验教师整理器材节省了大量时间,为下一个班级的实验做好了准备。

4不断改进实验装置是做好实验准备的前提

由于各校办学历史的不同,自然就决定了物理实验装备中同种仪器的规格、组成结构、使用方法各不相同。有的操作简单、使用方便,却数量有限,而有的不便于操作、出现的问题较多,但还必须使用,否则就达不到两人一组的配备标准。面对这种情况,只有对存在问题的仪器进行改进,改善其功能缺陷。如笔者所在校上世纪80年代配备的平抛运动演示仪虽然外形粗糙、略显笨重,但操作方法却极其简单方便,很受学生欢迎,可只有20套,不够28组的配备标准,其余的8套是2000年后购置的。这些新购置的仪器,在竖直铁板上固定白纸用活动的铁夹,铁夹向外凸起的部分影响小球在竖直平面内的运动,竖直铁板下面也没有固定白纸的装置,无法保证竖直铁板上白纸的平整,影响学生实验的操作和精度。因此,笔者针对上述问题对这8套仪器进行了改进,在竖直铁板的上沿和底端用电钻钻了三个小孔,用质地较硬的铁片制作了三个长方形的夹纸片,用螺丝固定在竖直铁板上,可以很方便地将白纸固定在竖直铁板上,如图4所示。固定白纸时操作简单,实验效果显著。综上所述,物理实验仪器装备和学生实验操作中常出现的问题有很多,但只要实验教师善于观察、用心思考就一定会找到解决的办法,不仅有利于实验装备的管护,更有利于提高实验效果。

作者:何永健单位:甘肃省永昌县第一高级中学

中学物理教学参考杂志责任编辑:田老师    阅读:人次