电学设计性实验，应做好三个选择
江苏省徐州市第二中学 高 岩
近几年来，全国高考实验试题注重了理论与技能的全面考查，尤其注重了实验技能的考查，电学设计性实验恰恰能很好体现学生的实验技能．同时电学设计实验也是学生学习的难点．笔者认为，完成电学设计性实验要做好三个选择．
一、实验器材的选择
根据教学大纲及高考考纲的要求，选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器材．
选择实验器材一般要考虑四方面因素：
1.安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流．
2.误差因素：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，其指针应偏转到满偏刻度的1/3以上；使用欧姆表时宜选择使指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位．
3.便于操作：选用滑动变阻器时应考虑对供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节．在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都用到．
4.实验要求：除以上三个因素外，还应注重实验实际．如电压从零开始起调，所给电源与用电器匹配等．
二、测量电路的选择
电压表和电流表连入电路可以有两种方法：
一种是如图1所示的电路，叫做电流表外接法；一种是如图2所示的电路，叫做电流表内接法．
由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接法还是外接法都会引起误差．为了减小误差，常用以下三种方法来判定电流表的连接是选内接法还是外接法．
1.直接比较法
当Rx>>RA时，用电流表内接法；当Rx<<RV时，用电流表外接法．
2.临界值计算法
当Rx> 时，即Rx为大电阻，应该用电流表内接法；
当Rx< 时，即Rx为小电阻，应该用电流表外接法；
当Rx= 时，内外接法均可．
3.试测判断法
当Rx、RA、RV都不清楚时可采用此法．如图3所示，分别将A端先后与a、b点接触，电流表示数分别为Ia、Ib，电压表的示数为Ua、Ub．
当 时，选用内接法；
当 时，选用外接法．
例1 某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值，如图3所示，他先将A端按在b点，读得两表示数分别为U1=3.0 V，I1=3.0 mA，然后将A端改接在a点，读得两表示数分别为U2=2.9 V，I2=4.0 mA，由此可知A端应接到 点误差较小，测得Rx＝ 。
解析：两种接法中两表示数变化分别为：△U= =0.1 V，△I= =1.0 mA，则 ， ．
显然，电流表的示数变化较电压表的示数变化明显，这说明电压表的分流作用较大，为了减小误差，应采用电流表内接法，即A端接b点． ．
三、控制电路的选择
控制电路即滑动变阻器在电路中的连接，常有两种不同的形式，分别如图4、图5所示，图4为滑动变阻器的限流式接法，图5为滑动变阻器的分压式接法．
在具体实验中，滑动变阻器到底是采用分压式还是限流式呢？判断方法如下：
（1）负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电阻R，须用滑动变阻器的分压式接法．
（2）要求负载上电压或电流的变化范围较大，且从零开始连续可调，须用滑动变阻器的分压式接法．
（3）负载电阻的阻值Rx小于变阻器的总电阻R或相差不多，并且电压表、电流表的示数变化不要求从零起调，可采用滑动变阻器的限流式接法．
（4）两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总功率较小．
（5）特殊问题中还要根据电压表和电流表的量程以及允许通过的最大电流反复推敲确定．
例2 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡上标有“6 V，3 W”的字样，其他可供选择的器材有：
A．电压表V1（量程6 V，内阻20 K ）；
B．电压表V2（量程20 V，内阻60 K ）；
C．电流表A1（量程3 A，内阻0.2 ）；
D．电流表A2（量程0.6 A，内阻1 ）；
E．变阻器R1（0~1000 ，0.5 A）；
F．变阻器R2（0~20 ，2 A）；
G．学生电源 （6~8 V）；
H．开关S及导线若干．
实验中要求电压表在0~6 V范围内读数，并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流I，以便作出伏安特性曲线．在上述器材中，电流表应选用 ，变阻器应选用 ．画出实验原理图．
解析：（1）确定电压表、电流表、滑动变阻器．
使用的小灯泡上标有“6 V，3 W”的字样，可知小灯泡的额定电压为6 V，额定功率为3 W，故可知其额定电流为0.5 A．本着选择电压表和电流表的安全精确原则，电流表应选A2，电压表应选V1．小灯泡正常工作时的电阻R灯 = ．滑动变阻器选择本着安全方便的原则，故应选用R2．
（2）确定电流表的内外接法
由于Rx<<RV，故电流表应外接．
（3）确定采用变阻器的限流式接法还是分压式接法
因为要求测量多组数据，故负载上的电流和电压变化范围要较大，因此采用分压式解法．实验电路如图6所示．
关于牛顿力学中临界问题的探讨
徐州二中 高岩
物体由一种物理状态变化为另一种物理状态时，所要经历的转折点，通常称之为临界点，包含临界点状态的问题叫做临界问题。这类问题经常使许多同学无处下手或解题出现错误。针对这种情况，下面谈谈如何更好地解决牛顿力学中的临界问题。
解决临界问题的基本思路是：
（1）认真审题，仔细分析研究对象所经历的物理过程，找出临界状态。
（2）寻找过程变化中物理量的变化规律，从而找出临界条件。
（3）以临界状态为突破口，列临界方程，求解问题。
例1、有一倾角θ=37°的光滑斜面，质量为 m 的小球被平行于斜面的细绳系住而静止于斜面上，如图所示，当斜面以（1）a1=g( 2 )a2=2g的加速度水平向右运动时，绳对小球的拉力各为多大？
分析；有不少同学对球进行受力分析，列出如下方程：
Tcosθ-Nsinθ=ma (1)
Tsinθ+Ncosθ=mg (2)
联立（1）（2）解得 ： T＝m（acosθ＋gsinθ）
代入a1=g， T1＝mg（cosθ＋sinθ）
代入a2=2g，T2＝mg（2cosθ＋sinθ）
事实上,由此求得的T2是错误的。
由（1）（2）可得：N＝ m（gcosθ－asinθ）
可见：a↑ N↓
当小车运动加速度a＝gcotθ，N＝0
此时小球恰好要脱离斜面，是小球与斜面间由挤压到脱离的临界状态。
当a＞gcotθ时，小球已脱离斜面。
此时小球只受重力和绳的拉力的作用。
如下图所示：
T＝m 所以，当a2=2g时，T＝ mg
结论：相互接触的两物体将要脱离时的临界条件是相互作用的弹力为零。
例2、有一质量M＝4千克的小车置于光滑的水平桌面上，在小车上放有一质量m＝2千克的木块。设木块与小车之间的最大静摩擦力为12牛顿，动摩擦因数为0.2。分别对木块施加15牛顿和24牛顿的水平恒力。如图所示，则小车的加速度各为多大？（g取10m/s2）
分析：依靠静摩擦力保持相对静止的连接体，由于静摩擦力存在最大值，只有两物体之间的摩擦力小于、等于最大静摩擦力时，两者才能保持相对静止状态。所以两物体间的静摩擦力等于最大静摩擦力是两者由相对静止到相对滑动的临界条件。
解：当木块与小车之间的摩擦力为最大静摩擦力时，两者保持相对静止的最大加速度为
amax＝fmax／M＝ 12/4 m／s2=3m／s2
与两者保持相对静止对应的最大合外力为：
Fmax＝（M＋m）·amax＝（4+2）·3N=18N
当F1＝15牛顿＜Fmax时，木块与小车保持相对静止，
所以系统的加速度：
a＝F1／（M＋m）＝15/（4+2）m／s2=2.5m／s2
当F2＝24牛顿＞Fmax时，木块与小车相对滑动，两者加速度不等。
以小车为研究对象，有：
a＝f滑／M＝μmg ＝0.2·2·10/4m／s2=4m／s2
结论：应当注意，存在静摩擦力的连接系统，当系统外力大于物体间最大静摩擦力时，物体间不一定有相对滑动。如本题F1情形，相对静止与相对滑动的临界条件是静摩擦力达最大值。
总之，通过对以上两道例题的分析及解我们可知，在审题过程中寻找临界状态是处理这类问题的关键，是通向成功的必经之路。
如何做一名合格的中学班主任
徐州二中 高岩
新一轮的课改即将全面推行，新课改中除了对课程结构、课程内容、课程标准、培养目标、评价体系做了较大的变动外，同时对学生的思想品德教育也提出了更高的要求。更进一步强调了向社会主义市场经济转变的过程中，对学生道德行为、人生观、世界观及思想政治素质的培养，强调了德育在各学科教育环节的渗透。
作为一名中学班主任，除了教授学生科学知识外，对学生的教育管理也尤为重要。如何做一名合格的中学班主任呢？这个问题困绕着许多年轻的班主任。本人就多年班主任工作经验并结合新课改谈谈自己的一些体会。
首先，班主任是任课教师中的一员，要有新的教学理念，扎实的学科基础。不应该是只传授现成的教科书上知识的“老夫子”，而是要指导学生懂得如何获取自己所需要的知识，掌握获取知识的工具以及学会如何根据认识的需要去处理各种信息的方法。总之，教师不应该把知识的传授作为自己的主要任务和目的，把主要精力放在检查学生对知识的掌握程度上，而应成为学生学习的激发者，辅导者、各种能力和积极个性的培养者，把教学的重心放在如何促进学生的“学”上，引导学生沿着正确的道路前进，并且不断地在他们成长的道路上设置不同的路标，引导他们不断地向更高的目标前进。
其次，班主任又是学校基层的教育管理者，班级管理的成功与否直接关系着良好班风、校风的形成。“为了每一位学生的发展”是新课程的核心理念。为了实现这一理念，必须尊重每一位学生的尊严和价值，尤其要尊重以下六种学生：1、尊重智力发育迟缓的学生；2、尊重学业成绩不良的学生；3、尊重被孤立的学生；4、尊重有过错的学生；5、尊重有严重缺点和缺陷的学生；6、尊重和自己意见不一致的学生。不仅要尊重每一位学生，还要学会赞赏每一位学生：1、赞赏每一位学生的独特性、兴趣、爱好、专长； 2、赞赏每一位学生所取得的哪怕是极其微小的成绩；3、赞赏每一位学生所付出的努力和所表现出来的善意；4、赞赏每一位学生对教科书的质疑和对自己的超越。当学生违反校规校纪时，不应不问青红皂白，当众一味的批评，这样不仅不起作用，还会使学生产生逆反心理，增加教育的难度。而应了解学生违纪的具体情况，学生当时的心理，对学生个别进行耐心教育，给学生改正错误的机会，鼓起学生改正错误的勇气。
再次，在教育教学过程中，班主任除了面对学生外，还要与周围的任课教师发生联系，要与学生家长进行沟通和配合。班主任应主动关心和积极配合其他任课教师的教学，从而使班级各学科的教学有机融合、相互促进。这不仅具有教学的意义，而且还具有教育的功能。班主任还必须处理好与家长的关系，加强与家长的联系和合作。共同促进学生的健康成长。要尊重学生家长，虚心倾听学生家长的教育意见，要与学生家长保持经常的密切的联系，要在教育要求和教育方法上与家长保持一致。
总之，以上就是本人在具体工作中的一些体会，相信会对新上任的青年班主任有一定的启迪和帮助。
v—t图像在物理教学中的妙用
徐州市第二中学 胡玉涛
图像法是解决物理问题的重要方法，在运动学中v—t图像以其形象、直观的特点，在解决物理过程中有着独特的作用，通过v—t图像可以使复杂问题简单化，抽象问题具体化，解题过程简捷化。利用图像的视觉感知，有助于对物理知识的理解和记忆，准确把握物理量之间的定性或定量关系，深刻理解问题的物理意义。下面通过实例分析，简述v-t图像在物理教学中的妙用。
1.巧用v—t图像，推导物理规律
例题：（1）推导匀变速直线运动的平均速度等于中点时刻的瞬时速度即 ，（2）推导匀变速直线运动在两个连续相等的时间内位移之差等于定值，即
解析：本题一般是从匀变速直线运动的速度公式、位移公式进行推导，但如果从图像出发，就能简捷、快速地得出结论。（1）如图1所示，阴影面积为时间t内物体通过的位移，对应梯形中位线的长度即为平均速度也为中点时刻的瞬时速度，由几何关系可得 。（2）作匀变速直线运动的v一t图像，如图2所示，由图线所围面积的物理意义，可知在两个连续相等的时间内的位移之差为图2中画斜线部分的矩形的面积。所以
2.巧用v—t图像，求解极值问题
例题：一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来，从后边超过汽车。试求：汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？此时距离是多少？
解析：根据题意作出两车运动的v一t图像如图3所示。图中两图像分别表示自行车与汽车运动的v一t图像，由图像的物理意义可知：在两车速度相等时，两车的距离最大，根据汽车的加速度可以得出两车速度相等的时间 ，两车相距最大距离为阴影部分面积的数值，即 。
3.巧用v—t图像，进行比较分析
在匀变速直线运动的推论中，有中点时刻速度和位移中点速度大小的比较，我们知道根据匀变速直线运动可知中点时刻的速度 ，位移中点的速度 。当然我们可以利用数学方法进行二者速度大小的比较，但是较为麻烦，下面借助v一t图像进行分析，如图4所示M点为中点时刻，其对应的速度为 ，而图中甲乙两部分的面积并不相同，必须将MN向右平移一段才能使得甲乙两部分面积相等，从而得到位移中点对应的瞬时速度，从图中可以非常容易、直观的看出 。
4.巧用v—t图像，处理多解问题
例题：如图5所示，处于平直轨道上的甲、乙两物体相距s，同时同向开始运动，甲以初速度v1，加速度a1作匀加速运动，乙以初速度为零，加速度为a2做匀加速运动，下述情况可能发生的是（假定甲能从乙旁边通过互不影响）（ ）
A．a1＝a2能相遇一次
B．a1＞a2能相遇两次
C．a1＜a2可能相遇一次
D．a1＜a2可能相遇二次
解析：本题求解方法可以用代数法，分别列出甲、乙的位移方程及相遇时的位移关系方程；再联立求解、讨论。也可以用图像法；结合v—t图像分析，这种方法很直观，尤其是本题只需进行定性判断，用图像法能迅速求解。
我们画出满足题目条件的v—t图像。
图5甲对应a1＝a2时的情况；两条图线平行，两物体仅在t＝t1时相遇一次。图中阴影部分面积为s。
图5乙对应a1＞a2时的情况，两物体仅在t＝t2时相遇一次。
图5丙对应a1＜a2时的情况，若在两条图线的交点对应的时刻t3两物体相遇，则仅相遇一次。图中阴影部分面积为s。若图中阴影面积小于s，则甲、乙不可能相遇。若图中阴影部分面积大于s则可能相遇两次。
如图5丁所示，在t4和t4〞两个时刻均相遇。图中四边形ABEO的面积等于s，在0～t4时间内，甲在后，乙在前，v甲＞v乙，甲追赶乙，距离逐渐减小，在t4时刻甲、乙相遇；在t4～t4′时间内，甲在前，乙在后，甲将乙拉得越来越远。t4′～ t4〞时间内，甲在前，乙在后，v乙＞v甲，乙追甲，距离逐渐减小。到t4〞时刻甲、乙再次相遇。当t＞t4〞后，乙在前，甲在后，v乙＞v甲，两者距离一直变大，不可能再相遇。图中SΔBCE为从第一次相遇后，甲把乙拉开的距离，SΔFCD为从t4′起乙追上甲的距离。显然，SΔBCE＝SΔFCD 。
5.巧用v—t图像，剖析物理过程
例题：图6中A、B是一对平行的金属板，在两板间加上一周期为T的交流电压U0，A板的电势UA=0，B板的电势UB随时间的变化规律如图甲所示，现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内，设电子的初速度和重力影响均可忽略，则（ ）
A. 若电子在t=0时刻进入，它将一直向B板运动
B. 若电子是在t=T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上
C. 若电子是在t=3T／8时刻进入的，它可能时而向B板，时而向A板运动，最后打在B板上
D. 若电子是在t=T/2时刻进入的，它可能时而向B板运动、时而向A板运动
解析：根据电子进入电场后的运动情况，作出如图7的图像。由上述（丁）图像可知当电子在t=0时刻进入电场时，电子一直向B板运动，即知A答案正确。若电子是在T/8时刻进入，则从图像知向B板运动的位移大于向A板运动的位移，因此最后仍能打在B板上，即B答案也正确。若电子是在3T/8时刻进入电场，则由图像知在第一个周期电子即返回至A板，即C答案错误。若电子是在T/2时刻进入，则它一靠近小孔便受到排斥力，根本不能进入电场，综上可知本题的正确答案为A、B选项。
总结：通过以上例题分析可以比较明显的展示出v—t图像在问题处理过程中的直观性、简洁性。利用v—t 图像进行问题分析不仅符合学生的认知和思维水平，还有利于培养学生严谨全面的思考问题，提高学生思维品质。图像法的简洁和高效，可以让学生体验和享受物理学科自身的简约。在平时的教学中教师应让学生充分体验图像法的魅力，锻炼利用图像法处理问题的思维习惯和能力。
