物理实验考场内,空气仿佛都比笔试考场要稀薄几分,带着一种无形的压力,压在每一个考生的心头。
主考官钱学敏教授那番关于“最终考验”、“全面考察”、“零分警告”的开场白,更是让这紧张的气氛雪上加霜。考生们一个个噤若寒蝉,拿着手中的实验任务书,如同捧着烫手的山芋。
“测定一节旧干电池的电动势和内电阻……”
不少考生看到这个题目,心里先是一咯噔。
这实验,说难不难,是高中物理的经典实验之一,几乎每个学生都做过不止一遍。但坏就坏在那个“旧”字,以及任务书中特别强调的“对实验结果进行分析与评估”。
“旧电池?这不坑爹吗?电动势肯定不准,内阻也可能大得离谱,搞不好实验过程中电压电流还忽高忽低的!”
“还要分析评估?这是要我们写小论文的节奏啊!”
考生们心中哀嚎一片,感觉出题老师简直是魔鬼,专挑这种看似简单实则处处是坑的题目。
实验台上的器材,也确实印证了他们的不祥预感。
那节孤零零躺在实验盒里的“待测旧干电池”,外壳都有些磨损了,一看就是饱经沧桑的“老兵”。电压表和电流表的指针,在零刻度附近微微晃动,仿佛随时准备“罢工”。滑动变阻器的滑片,推拉起来带着几分金属摩擦的干涩声。那一捆导线,更是红红绿绿,长短不一,部分接线柱上还泛着可疑的铜绿色。
“就这条件?能测出个鬼啊!”有考生已经开始小声抱怨了。
然而,在一片愁云惨淡之中,秦风却显得格外从容淡定。
他拿起那节“老兵”干电池,在手里掂了掂,又用指甲轻轻敲了敲外壳,嘴角露出一抹不易察觉的微笑。
“有点意思。旧电池,意味着非理想状态更加显着,内阻对电路的影响会更突出,测量起来,反而更能体现水平。”他心中暗道。
至于那些看起来“年久失修”的器材,在他眼中,不过是增加了少许“挑战乐趣”的调味品。凭借【学神黑科技系统】赋予他的mAx级物理实验技能和对各种误差来源的深刻理解,这些小问题,根本不叫事儿。
“好了,同学们,实验时间为60分钟,现在开始!”主考官钱学敏教授看了一眼墙上的挂钟,宣布道。
一声令下,考生们如同惊弓之鸟,纷纷手忙脚乱地开始连接电路。
一时间,实验室内叮叮当当,导线与接线柱的碰撞声,滑动变阻器刺耳的摩擦声,以及考生们压抑的吸气声、小声的讨论声(虽然被考官严厉的目光制止了)交织在一起,谱写出一曲“高考物理实验翻车序曲”。
“哎呀!我的电压表怎么没反应?”
“老师!我这个开关是不是坏的?”
“完了完了,我好像把电流表正负极接反了!”
各种小状况层出不穷,让本就紧张的考生们更加手足无措。
而秦风,则像是一位经验丰富的物理学大师,不疾不徐,有条不紊地开始了他的操作。 第一步:审题与设计电路。 他再次快速浏览了一遍实验任务书,确认了实验目的、器材和要求。对于“测定电源电动势和内阻”这个实验,他脑海中瞬间浮现出不下十种测量方案,从基础的伏安法(电流表内接、外接),到更精确的补偿法、电桥法,甚至还有一些基于微控制器进行数据采集与分析的“骚操作”。 “嗯,高考嘛,还是得按基本法来。”秦风在心中默默筛选,最终选定了最经典也最符合高中教学大纲要求的“伏安法外接电路,通过改变滑动变阻器阻值,测量多组U、I数据,再用图像法或公式法求解E和r”的方案。 他拿起铅笔,在草稿纸上三下五除二,便画出了一个堪称完美的电路图。线条流畅,符号标准,每一个元件的位置都恰到好处,滑动变阻器更是标准地采用了“分压式”接法,以确保电压调节范围足够大且平滑。
第二步:选取与检查器材。 他拿起电压表和电流表,轻轻晃了晃,观察指针的摆动是否灵活,零点是否准确。对于那块旧电池,他甚至用手指感受了一下正负极的温度,仿佛在与其进行“心灵交流”。 “电压表内阻已知,电流表内阻已知……嗯,这给出题老师点个赞,至少没在这上面挖坑。” 他挑选了几根看起来比较“顺眼”的导线,用指甲刮了刮接线柱上的氧化层,确保接触良好。
第三步:连接电路。 这一步,最能体现一个学生的实验基本功。 只见秦风拿起导线,动作娴熟得如同穿花蝴蝶。他剥线、弯折、插入接线柱、拧紧螺丝,一连串动作行云流水,没有丝毫的拖沓和多余。 他连接电路的顺序也堪称教科书级别:先串联后并联,先干路后支路,确保电流表串联在主回路,电压表并联在电池两端(外接法,测量路端电压)。滑动变阻器的滑片,在接入电路前,被他调整到了阻值最大的一端。 整个过程,他神情专注,眼神平静,仿佛不是在进行一场决定命运的高考实验,而是在自家实验室里摆弄心爱的玩具。
主考官钱学敏教授,此刻正背着手,在各个实验台之间缓缓踱步。他那双如同鹰隼般锐利的眼睛,不放过任何一个考生的细微操作。
当他走到秦风的实验台旁时,脚步不由得微微一顿。
他看到了秦风那堪称艺术品的电路连接——导线排布整齐,弯折角度恰当,接线柱拧得松紧适度,整个电路看起来清爽利落,没有一丝一毫的混乱。
“嗯?”钱学敏教授眉头微微一挑,心中闪过一丝讶异。
这个学生……手法很老练啊!比他带的不少研究生连接电路都要规范!
他不动声色地继续观察。
第四步:检查电路与试触。 电路连接完毕后,秦风并没有急于闭合开关。他再次仔细检查了一遍电路连接是否正确,各元件量程选择是否合适,正负极有无接反。 确认无误后,他才将开关轻轻一点,进行“试触”。 电流表和电压表的指针,都发生了符合预期的偏转。 “很好,电路工作正常。”秦风心中暗道。
第五步:数据测量与记录。 接下来,便是核心的数据测量环节。 秦风开始缓慢而均匀地调节滑动变阻器的滑片,同时密切关注着电压表和电流表的读数。 他每调节到一个合适的位置,便稳定片刻,待指针不再晃动后,才同时读取U、I的数值,并迅速而准确地记录在实验报告纸的表格中。 他一共测量了六组数据,每一组数据都尽可能地分布在电流表和电压表的有效量程范围内,以减小读数误差。 他读数时,视线与刻度盘保持垂直,估读到最小分度的下一位,每一个细节都无可挑剔。 记录数据的字迹,也是工整清晰,小数点对齐,有效数字保留得当。
钱学敏教授站在秦风身后不远处,将他的一举一动都看在眼里。
他越看,心中的惊讶就越是浓重。
这个学生的实验操作,简直是……完美!
从电路设计到连接,从器材检查到数据读取,每一个环节都堪称典范!那种从容不迫的气度,那种对实验细节的精准把握,那种对数据严谨认真的态度,完全不像一个普通的高中生,倒像是一位浸淫物理实验多年的资深研究员!
“这小子……有点东西啊!”钱学敏教授在心中暗暗点头,原本严肃的表情,也不由得缓和了几分。他甚至下意识地用手指推了推鼻梁上的金丝眼镜,仿佛想看得更清楚一些。
与秦风的游刃有余形成鲜明对比的,是考场内其他考生的“鸡飞狗跳”。
“啊!我的电池怎么没电了?指针动都不动!”一个女生急得快哭了。
“老师!我这个滑动变阻器是不是坏了?怎么调都没反应?”另一个男生满头大汗。
更有甚者,因为电路连接错误,导致电流过大,电流表的指针“啪”的一声打到了头,险些报废,吓得那考生脸色惨白,手足无措。
考官们不得不来回奔波,处理各种突发状况,整个实验考场乱中有序,序中带乱。
而秦风,则像是一片混乱海洋中的定海神针,稳如老狗。
他不受外界丝毫干扰,专注地进行着自己的实验。
六组数据测量完毕后,他并没有急于进行数据处理,而是又重复测量了一组数据,与之前的数据进行比对,确认实验的重复性和可靠性。
这个小小的举动,再次让暗中观察的钱学敏教授眼前一亮。
“严谨!太严谨了!这孩子,天生就是搞科研的料啊!”
第六步:数据处理与结果分析(初步)。 秦风在草稿纸上,以U为纵坐标,I为横坐标,迅速而准确地描绘出了U-I关系图像。 他选点精准,连线平滑,坐标轴标注规范。 通过图像法,他很快便从图线的纵截距和斜率,计算出了待测旧干电池的电动势E和内电阻r的近似值。 E≈1.35VE \\approx 1.35VE≈1.35V, r≈0.8Ωr \\approx 0.8\\omegar≈0.8Ω。 “嗯,电动势比标称的1.5V低了不少,内阻也比新电池大一些,符合旧电池的特性。”秦风对这个结果还算满意。 他将计算过程和结果,工整地书写在实验报告纸上。
至此,标准的“测定电源电动势和内阻”实验操作部分,秦风已经以一种无可挑剔的方式,高效地完成了。
他所花费的时间,仅仅过去了三十五分钟,比规定的六十分钟,足足提前了二十五分钟!
他抬起头,看了一眼墙上的挂钟,又扫视了一眼实验台上那些依旧“坚守岗位”的器材,眼神中闪过一丝不易察觉的笑意。
“基础分数,应该是稳稳拿下了。那么接下来……”
他并没有像其他完成实验的考生那样,急于举手示意或整理器材准备离开。
他反而重新拿起那节旧电池,又拿起电压表和电流表,目光在它们之间来回逡巡,仿佛在酝酿着什么新的计划。
这一幕,自然也落入了时刻关注着他的主考官钱学敏教授眼中。
“嗯?这小子做完了?这么快?”钱学敏教授心中一惊,下意识地看了一眼手表。
当他确认秦风确实只用了三十多分钟就完成了全部标准操作,并且从他记录的数据和初步计算结果来看,质量还非常高时,钱学敏教授那颗久经风浪的心,也不由得狠狠地跳动了几下。
“妖孽!这绝对是个百年难遇的物理奇才!”
他暗暗点头,对秦风的欣赏又提升了一个档次。
他示意旁边的一位助理考官,去秦风的实验台旁,不露声色地检查一下他的实验报告和操作过程。
助理考官领命而去,几分钟后,他回到钱学敏教授身边,压低了声音,语气中充满了掩饰不住的震惊和佩服:“钱老,那个学生……太厉害了!操作规范,数据精准,步骤清晰,我……我挑不出任何毛病!给他满分的基础分,都觉得有点屈才了!”
钱学敏教授闻言,嘴角勾起一抹意味深长的笑容。
“好!很好!看来今年的高考,要给我们一个大大的惊喜了!”
他再次将目光投向秦风,却发现那小子并没有停手的意思,反而拿起几根导线和那个定值电阻,似乎……又准备开始连接什么新的电路?
“他想做什么?”钱学敏教授眉头微微一皱,心中充满了好奇与期待。
一场真正的好戏,或许才刚刚开始!而秦风,这位游刃有余的“学神”,显然不满足于仅仅完成标准的实验步骤。他那颗被【学神黑科技系统】“污染”过的大脑,已经开始琢磨着,如何利用考场这些简陋的器材,玩出一点……足以让所有考官目瞪口呆的“新花样”了!