2018控制变量法在初中物理电学中的应用
控制变量法在初中物理电学中的应用控制变量法是指在研究某个物理问题或物理量与多种因素的关系时，每次只改变一个因素，保持其他因素不变，分析所研究的物理问题与该因素的关系。它把多因素的问题转变为多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决。控制变量法是科学探究的一种重要方法，掌握控制变量法对探究物理规律、理解物理概念、设计物理实验、解决物理问题等都有重要的作用。
一、控制变量法在探究物理规律中的应用
欧姆定律是电学的基础和重点，处于电学的核心位置。学生们通过之前的学习掌握了电学的3个基本概念：电流、电压、电阻。它们之间有怎样的关系呢？根据新课程标准的要求，教材安排了一个比较完整的探究活动，涵盖了探究的3个要素。其中重点是如何运用控制变量法来设计整个实验，明确用什么方法保证什么物理量不变，用什么方法改变什么物理量。
1.控制电阻R不变，改变导体两端电压U，探究电流I与电压U之间的关系
（1）采用定值电阻，即可保证定值电阻R的阻值不变。
（2）改变导体两端的电压，可用两种办法：①如图1，改变电源两端的电压，即可改变导体两端的电压U。用这个电路，学生能够较为轻松地运用控制变量的方法研究电流与电压的关系，易于学生理解和掌握。②如图2，通过调节滑动变阻器，改变电阻R两端的电压。要使学生明确研究对象是定值电阻这部分电路，滑动变阻器的作用是为了使定值电阻两端的电压发生改变。论文代写 http://
图1图2
2.控制导体两端的电压U不变，改变电
论文联盟阻R，探究电流与电阻的关系
（1）换用不同的定值电阻即可改变电阻R。
（2）改变电阻R的同时要保证导体两端的电压不变，可以采用以下两种方法：①使用同一个电源，即可保证导体两端的电压不变，更换不同的电阻，可直接得出电流与电阻的关系，降低了探究的难度。但如果实验中使用的是干电池，电池有内阻，外接电阻R变化时，电阻R两端的电压也会随之变化，给实验带来误差。②换用阻值不同的电阻R时，若滑动变阻器的滑片不动，定值电阻两端的电压会发生变化。电压、电阻都改变，就不能确定究竟是什么因素影响了电流。这一点学生在实验中容易忽视，教师要注意引导学生观察电压表，使其示数保持不变。
经过以上两个环节的探究，学生得出导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系，便水到渠成了。
二、控制变量法在电学习题中的运用
1.用控制变量的思路比较物理量的大小
【例1】 已知甲导体的电阻比乙导体的电阻大，把它们并联在电路中，比较甲的电功率和乙的电功率。论文网 http://
简析：求解电功率的公式比较多：P=UI，P=U2/R，P=I2R，学生分析起来常常感到无从下手。电功率与两个因素有关。可引导学生用控制变量法的思路解决这类问题。关键在于根据题目意思找到起相同作用的因素，只让一个因素发生变化，再分析电功率与另一个变量之间的关系。
具体分析如下：并联时，各支路两端电压相等，所以我们可以选择P＝U2/R或P＝UI。已知R甲＞R乙，可根据P=U2R直接得出P甲＜P乙。也可用另一方法：已知R甲＞R乙，由并联电路可知I甲＜I乙，可根据P＝UI直接得出P甲＜P乙。
2.用控制变量的思路突破动态电路的难点
【例2】 如图3所示电路，试分析当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表和电压表的示数如何变化？
图3
简析：引导学生从U=IR入手，电压与电流和电阻两个因素有关，当I、R都发生变化时（R变小，I变大），很难判定U如何变化。此时最好运用控制变量的思路，保证I、R其中一个因素不变，只改变另一个因素。电路中的电流I肯定要发生改变，所以从定值电阻R入手。电路中的电流I变大，R不变，根据欧姆定律可知，R两端的电压UR变大。电源电压不变，UR变大，则U变小。此电路是电学中的一个典型的电路，很多中考题都是由此题衍生出来的。在分析过程中，学生普遍感到困难，准确率低。学生对滑片向左移动时，滑动变阻器的电阻R的变化和电路中电流I的变化比较容易判断。但对于UR、U的变化就感到无从下手。学生明白了这样分析的原因，就会正确地运用控制变量法来突破难点了。论文网 http://
我们周围的世界处在不停的变化之中，一个问题往往受到多个因素的影响，控制变量的思想在解决多变量问题中起着重要的作用。对于控制变量法的学习，仅仅记住它的名称、或者仅仅记住它的几个运用实例是远远不够的，应当在日常的教育教学中引导学生领悟它的思想内涵，在分析处理具体问题时加以灵活运用。
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