控制變量法范文

導語：如何才能寫好一篇控制變量法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1、控制變量法：物理學或生物學中對于多因素的問題，常常采用控制因素的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題，而只改變其中的某一個因素，從而研究這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。

2、伏安法：是一種電化學式分析方法，根據指示電極電位與通過電解池的電流之間的關系，而獲得分析結果；是一種較為普遍的測量電阻的方法。因為是用電壓除以電流，所以叫伏安法。

（來源：文章屋網 ）

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關鍵詞：初中物理；控制變量法；教學設計

在新課程理念中，突出了科學方法對人類發展的重要性。《物理課程標準》（修訂版）中有明確的要求：提高學生的科學素養，讓學生經歷科學探究過程，具有初步的科學探究能力。物理學是一門富含多種科學方法的自然科學，其中“控制變量法”是最重要的思想方法之一。所謂“控制變量法”，狹義上是指：在研究物理問題時，某一物理量往往受到幾個不同物理量的影響，為了確定各個不同物理量之間的關系，就需要控制某些量，使其固定不變，改變某一個量，看所研究的物理量與該物理量之間的關系。

現以義務教育課程標準實驗教科書《物理》（蘇科版）八年級上冊為參考，結合本人的一些教學探索，以初中學生學習物理的第一個學期為教學周期，有計劃地進行“控制變量法”的教學設計。

一、初識“控制變量法”，了解方法的基本概念

在本教材中，第一次遇到“控制變量法”是在學習“聲音的特征”中。我就實驗“弦樂器的音調高低與什么因素有關”進行了如下設計。

①演示：撥動吉他琴弦。②提出問題：吉他的音調高低與什么因素有關呢？③學生猜想：可能與弦的長短、粗細、松緊有關？④教師再問：怎樣通過實驗來判斷音調高低與弦的長短有關？我們選擇的器材需要具備什么特點？⑤實驗結束后，老師介紹：同學們很有辦法，想到了好方法來證明弦樂器的音調高低與弦的長短、粗細、松緊有關，還得出了具體的關系，但你們知道嗎？在第一次實驗中，為了比較發聲的音調高低與弦的長短的關系，要選取粗細和松緊相同的琴弦，而不能任意選取，這種方法是物理學中一種非常重要的科學探究方法，它叫“控制變量法”。由于物理現象往往是由多種因素相互交錯、共同影響的，為研究其中某一因素的影響時，常常將其他因素控制不變，觀察這一因素對物理現象的影響，這就是控制變量法。

教學中，教師不宜對控制變量法過多講解，只要讓學生知道物理學習中有這樣一種重要的研究方法，知道“控制變量法”的概念即可。

二、再識“控制變量法”，明確方法的使用條件

第二次接觸“控制變量法”，是在學習“汽化和液化”時。我就“液體蒸發快慢與什么因素有關”進行了如下設計。

①創設情境：星期一上學要穿校服，星期天媽媽把校服洗了。大家有什么辦法能讓校服干得更快些，保證第二天能穿？②學生回答：用洗衣機甩、用烘干機烘、用吹風機吹、晾到陽臺外……③提出問題：液體的蒸發快慢可能與哪些因素有關？④學生猜想：液體的溫度、表面積、液體表面的空氣流動（教師作適當的誘導啟發）。⑤設計實驗：此時，學生對先前接觸的“控制變量法”已經有所淡忘，教師可組織學生討論：水的蒸發快慢可能與溫度、表面積和空氣流動三者都有關系，選取什么樣的器材，才能證明蒸發快慢是與溫度有關而不是與表面積或空氣流動有關？⑥進行實驗：……⑦完成實驗后，教師評價：在研究“液體蒸發快慢與什么因素有關”的實驗中，又一次運用了“控制變量法”，請大家總結一下，在什么情況下使用“控制變量法”呢？

通過歸納使用條件，使學生對“控制變量法”有了深入了解，為后面的物理學習中運用此方法解決問題奠定了基礎。

三、再遇“控制變量法”，檢驗方法的掌握效果

通過以上的教學，學生對“控制變量法”有了一定的認識。在練習中，出現了這樣一道題，我決定到實驗室通過實驗來檢驗學生應用“控制變量法”來解決實際問題的能力。

題目：兩千多年前，墨翟用小孔成像的實驗說明了光在同一種均勻物質中沿直線傳播。你做過這一實驗嗎？你認為像的大小與什么有關？你能用圖示表達出你的研究過程嗎？請仿照示例完成下面題目。

【示例】猜想：我認為與物體的大小有關，研究方法的圖示是（ ）（圖略）。

①猜想一：（ ），研究方法的圖示是（ ）。猜想二：（ ），研究方法的圖示是（ ）。

②提出問題：小孔成像的大小與什么因素有關呢？

③學生猜想：可能與物體的大小、物體和小孔之間的距離、光屏與小孔之間的距離有關。

④設計實驗：那么該如何選取合適的器材來設計這個實驗呢？

⑤學生回答：在設計實驗時，一定要注意使用“控制變量法”。比如，要研究“像的大小是否與物體的大小有關”時，在實驗中要保持“物體和小孔之間的距離”和“光屏與小孔之間的距離”兩個因素不變，改變“物體的大小”，觀察成像的大小變化，從而得出結論。

⑥學生實驗：……

本節實驗課的設計，意在讓學生能理解并掌握“控制變量法”，能運用該法去解決實際問題。實驗結束后，教師提問：本題是想考查我們哪些知識？在七嘴八舌的回答中，有同學說，是想考查有沒有掌握“控制變量法”。他的回答，立刻得到其他學生的附和。實驗提高了學生進行科學研究的思維能力和實驗操作的基本能力，同時也促進了良好的思維品質的提高。

通過大半學期循序漸進的教學，學生對“控制變量法”有了深刻認識，并能較熟練地掌握運用，為學生學習以后相關知識打下堅實的基礎。

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一、控制變量法在研究歐姆定律過程中的應用

例1 在研究“電流跟電壓、電阻的關系”時，學生設計如圖1電路圖，其中R為定值電阻，R′為滑動變阻器，實驗后，數據記錄在表1和表2中.（1）根據表中實驗數據，可得出如下結論：由表1可得：.由表2可得：.（2）在研究“電流與電阻關系”時，先用5Ω的定值電阻進行實驗，使電壓表的示數為3V，再換用10Ω的定值電阻時，某同學沒有改變滑動變阻器滑片的位置，合上開關后，電壓表的示數將3V（選填“大于”、“小于”或“等于”）.此時應向（選填“右”或“左”）調節滑片，使電壓表的示數仍為3V.

解析：在研究歐姆定律之前， 學生已經了解了電流、電壓、電阻這些基本概念，根據實驗電路圖，表1中的電阻是定值，通過改變電壓值，可以得出電流隨著電壓的增大而增大，而且滿足一定的正比例關系；表2中的電壓是個定值，通過改變電阻器電阻，可以看出通過導體的電流隨著電阻值的增大而減小，且滿足一定的反比例關系.因此，可以得出歐姆定律：U=IR.當電流值不變，電阻變大時，電壓值也會變大，電壓表示數將大于3V.為了減小電壓值，不許降低電阻，所以向右側移動滑片.

二、控制變量法在研究電功過程中的應用

例2 在研究“電流做功快慢與哪些因素有關”時，電流做功的過程就是將電能轉化成其他形式能量的過程.研究電功時，可以將電功轉化成的熱能進行分析，通過溫度計測量溫度的變化情況得出做功大小，進而分析出電功與電流、電壓之間的聯系.通常情況下，采用以下實驗裝置和實驗過程.

實驗：按照如圖2進行實驗研究.

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關鍵詞：初中科學；電學知識；控制變量法

在對某個物理量與多種因素的關系或者某個物理問題進行研究的時候，每次對其中的一個因素進行改動，使其他因素保持不變，對該因素與實際研究的物理問題之間的關系進行分析，這樣就能夠很好地轉化該問題的難易程度，并且更好地解決問題。

1 初中科學中物理部分教學的現狀分析

在新課改不斷推行的今天，我國目前傳統的初中科學物理部分教學模式實現了較大的轉變，但是在實際的教學過程中仍然存在著較多的問題：首先，缺乏充足的教學硬件設施，很難將一些物理實驗完成。其次，現在很多初中學生都具有比較少的自主學習時間，在學校課程安排非常多的情況下，學生普遍面對著較大的學習壓力，在物理自主學習中缺少足夠的時間。最后，由于受到應試教育的影響，物理教學中存在著較多的問題，不能夠充分地達到物理教學的教育目標[1]。

2 控制變量法簡介

所謂的控制變量法主要是指對影響問題的主要因素進行嘗試考慮，并且具備對變量進行控制的初步意識。在物理學科中存在著數量眾多的多樣性問題，而這些多樣性問題都是由很多因素組成的。通過這些問題能夠讓學生產生深層次的體會，除了主要因素之外，這些多樣性問題往往很少會受到其他因素的影響[2]。

3 在初中科學知識中控制變量法的具體應用

3.1 在分析探究電流和電阻關系時運用控制變量法

①在分析探究電流和電阻關系時運用控制變量法：首先，要準備好滑動變阻器、電壓表、電流表等相關的實驗儀器；其次，要將與之相對應的電路圖表畫出來，該電路圖表示意圖見圖1。

以電路圖表為根據對具體的實物圖進行連接，隨后將開關斷開，隨后使滑動變阻器接入最大值，仔細地檢查電路，在確定其沒有任何問題之后將開關閉上。隨后放入第一個電阻R，調節滑動變阻器，對此時的電壓和電流進行讀數，并且將讀數的記錄工作做好。緊接著，選擇電阻R1取代電阻R，同時電壓保持不變，對滑動變阻器進行再次調節，將此時的電流讀出，并且進行記錄。通過這種方式就能夠將電阻和電流之間的關系得出：電流和電阻在保持電壓不變的情況下成反比的關系。

②在分析探究電阻和電壓關系時運用控制變量法。在進行該實驗的時候仍然采用圖1作為例子，并且選擇與上述實驗相同的實驗器材。以電路圖表為根據對實物進行連接，將開關斷開，在確定其沒有任何問題之后將開關合上。隨后放入第一個電阻R，調節滑動變阻器，同時保持電流不變，對此時的電壓進行讀數，并且將讀數的記錄工作做好。選擇電阻R1取代電阻R，同時電流保持不變，對此時的電壓進行讀數。通過這種方式就能夠將電壓和電阻之間的關系得出：電壓和電阻在保持電流不變的情況下成正比的關系。③在分析探究電流和電壓關系時運用控制變量法：在進行該實驗的時候仍然采用圖1作為例子，并且選擇與上述實驗相同的實驗器材。以電路圖表為根據對實物進行連接，將開關斷開，使此時的電阻值保持不變，在確定其沒有任何問題之后將開關合上，對此時的電壓和電流進行讀數。接下來對電路的電壓進行調節，并且使電阻保持不變，將此時的電流數讀出。通過這種方式就能夠將電壓和電流之間的關系得出：在保持電阻不變的情況下，電壓越小，電流就越大；電壓越大，電流就會越小。

3.2 在動態電路難點問題的解決中運用控制變量法

在圖2的電路示意圖中在向左移動滑動變阻器的滑片時，電壓表和電流表的讀數會出現怎樣的變化。

通過控制變量的問題解決方法，使I、R兩者中的一個因素保持不變，只對另外一個因素進行變化。電流I在該電路中必然會出現變化，因此要立足于定值電阻R著手解決問題。電流I在電路中變大之后，保持R不變，這時候通過歐姆定律我們可以發現，R兩端的電壓UR就會出現變大的情況。在保持電源電壓不變的情況下，UR會出現變大的情況，UC則會相應變小。在電學中該電路屬于一個非常典型的電路，而且該題目衍生出了很多中考題目。學生在對該電路進行分析的時候往往感到非常的困難，因此在答題的時候具有較低的準確率[3]。學生在向左移動滑片的時候，很容易判斷電流I在電路中的變化和電阻 Rc的變化，但是很難判斷UR、UC的變化。通過這種方式能夠讓學生將正確的分析方法掌握住，這樣就能夠通過控制變量法將難點問題很好地解決掉。

4 結語

作為非常重要的一種科學研究方式，控制變量法在物理中的運用具有十分重要的作用，其能夠有效地幫助學生將物理學習中遇到的各種難題很好地解決掉，并且讓學生在學習物理電學知識的過程中學會對控制變量法的靈活運用，因此能夠極大地提升學生的思維能力和動手能力。

參考文獻：

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【關鍵詞】控制變量法；歐姆定律

物理是一門理論性和實用性都很強的學科，在實際生活中有著廣泛應用。初中物理是學習物理的入門階段，以基礎知識為主，但由于學生很少接觸，學習中還是存在有一定的難度。如何使用正確的教學方法只得深思考慮。實驗是物理中的重要組成部分，多數原理都是通過假設、實驗獲得的，控制變量法是其中較為常用的一種，具有重大意義。

1 控制變量法

1.1定義

事物之間都是互相聯系的，沒有獨立存在的事物，在研究自然界的對象時，往往受到其他很多因素影響，加大了研究困難。物理學上同樣如此，在研究多變量問題時，為方便研究，常通過控制變量的途徑，將多個變量轉換成單個變量，進而只需改變一個變量，研究其所產生的影響。再對所有變量逐一研究，最后綜合解決，此過程便是控制變量法。該方法具有較高的科學性，在實驗探索中應用較廣。

1.2特征

在物理學中，有多種實驗方法，與其他方法不同的是，控制變量法必須是至少兩個因素對某一物理量產生影響。為準確地研究出各個因素之間的規律，常采用控制變量法。如流經導體的電流，與兩端電壓和電阻都有關聯，為做進一步研究，需將實驗分為兩部分。研究電壓與電流的關系時，應控制電阻保持不變；而研究電阻和電流的關系時，應保持電壓不變。

1.3體現

在剛接觸物理時，控制變量法就有所體現。如聲學一章，聲音在空氣和真空中的傳播情況有所不同，為研究二者區別，往往選擇真空罩中的鬧鈴實驗。在實驗中，鬧鈴及其位置，以及研究人員與鬧鈴的距離都是被控因素，最終得出：聲音只在空氣中傳播，在真空中不能傳播。除此外，在聲音的響度和音調、力與運動、歐姆定律等實驗中，都會用到控制變量法。

2 控制變量法的關鍵

物理學科具有一定的復雜性，經常一個因素受很多物理量影響。此時，經常采用的方法是：先提出問題，再提出假設和猜想，然后進行實驗，分析論證后得出最終結論。控制變量法是驗證猜想過程中的常用方法，其關鍵在于人為地控制一個或幾個因素保持不變，一次只研究一個物理量變化時的現象。如研究電阻和橫截面積之間的關系時，可準備一根銅線，和一根鎳鉻合金線，依次將其串入接有小燈泡和電流表的電路中，觀察燈泡的變化，并記錄電流表讀數的變化。顯然，如此并不能得到電阻和橫截面積之間的直接關系，因為它們的材料和長度都不同。所以，在研究電阻和橫截面積之間的關系時，應控制材料和長度不變。而研究電阻與其他兩個因素之間的關系時，同樣如此。

3 控制變量法在初中物理教學中的應用

3.1歐姆定律中的控制變量法應用

3.1.1研究電流與電阻的關系。此時應控制導體兩端的電壓U為固定值，通過改變電阻R，觀察電流的變化。使用統一電源，可在電壓不變的基礎上，實現電阻的變化，進而直接觀察電流的變化，得出結論。但實驗中若使用干電池，電池自身帶有電阻，致使電阻變化時，電壓也會隨之變動，影響到實驗的準確性。在變換阻值的過程中，若滑動變阻器的滑片保持不動，電壓就會有所變化，也就無法準確的測出影響電流的因素了。面對這一問題，教師應令學生實時觀察電壓表的讀數，保持其處于不變的狀態。

3.1.2研究電壓與電流的關系。此時應保持電阻值不變，通過對電壓U的改變，觀察電流I的變化。首先可直接改變電源兩端的電壓，使得導體電壓隨之而變，然后進行研究。或通過調動滑動變阻器改變導體電壓，電阻器的作用主要就是實現定值電壓的改變。

3.2研究位移與時間、速度的關系

S=vt，S為位移，v為速度，t為時間。可采用變量控制法，如在小球勻速滾動一段時間后，再看其位移。為做進一步研究，可對相同時間內不同速度滾動的位移加以對比。如小球先以5m/s的速度滾動了10秒，又以10m/s的速度滾動了10s。則第一次在10s內共滾動了50m，第二次則在相同時間內滾動了100m。可發現，當速度提升一倍后，位移也增加了一倍。即可得出，位移和速度成正比。在此實驗過程中，時間和速度都是變量，而采用控制變量法，將時間控制保持不變，先研究位移與速度的關系。接下來便可控制速度不變，用同樣的方法研究位移與時間的關聯。

4 結束語

初中物理有很多公式，在記憶時容易混淆，因此需通過觀察實驗進行理解記憶。作為物理實驗中常用的方法之一，控制變量法發揮著重要作用。該方法將眾多復雜的因素簡單化，逐一對每個因素進行研究，最終綜合分析得出結果。此方法較為科學，將復雜簡單化，因而有很多應用，在初中物理教學中值得引進。

參考文獻：

[1]盧東文.初中物理電學中控制變量法的應用分析[J].神州，2013，22（7）：159-161

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摘 要 本文討論控制變量法改進估計股票期權的VaR的Delta-Gamma-Theta模型.模擬.實證表明：利用控制變量法使估計方差減少75.81%，方差減少接近5倍左右，而且控制變量與損失概率變量的相關系數的絕對值越大，方差減少越多，意味著采用控制變量法進行Monte Carlo模擬能更大減少估計量的方差，說明基于采用控制變量法的估計模型更加有效.

關鍵詞 VaR 控制變量法

一、研究背景

市場風險管理中的一個核心問題是在可能的的市場變化情況下，當前頭寸可能會有多大的損失？.大多數機構擔心的是當市場發生反方向變化時他們可能遭受多大的損失，VaR就是一種測定潛在損失而非潛在收益的計量技術.目前科學計算VaR的方法的計算的結果不太可能是一致的，使得 VaR的測度沒有標準值，因此無論選取哪種方法，都應該重視估計的精度.我們可用估計值的標準差作為衡量精度的指標，論證控制變量法能夠改進Delta-Gamma-Theta法估計股票期權投資的VaR模型.

二、基于控制變量法的VaR計算

控制變量法其思路是尋找一個與響應變量相關的隨機變量作為控制變量，利用兩者的相關性來獲得方差的縮小.討論一支股票期權在未來一日內的損失概率，由Delta-Gamma-Theta法近似股票期權的價值變化為：L≈aA+AR2 +a0（a、A和a0含義見文獻[1]），若收益率R服從正態分布，即R~N（0，σ2），將R=σZ（Z~N（0，1））代入上式，得L≈aσZ +Aσ2Z 2 +a0，通過配方法，上式變為L≈a3+a2Q0（a1=aσ，a2=Aσ2，Q0=（Z+ a1/2 a2）2，a3= a0- a12/4a2）.由Z~N（0，1），故Q0是服從自由度為1，非中心參數τ=（a1/2a2）2的卡方分布.不妨假設a2>0，在給定的損失閾值x條件下，可以知道事件{L>x}近似等價于事件{Q0>（x-a3）/a2}，所以P（L>x）和P（Q0>（x-a3）/a2）有很強的正相關.我們可以用變量P（Q0>（x-a3）/a2）作為P（L>x）的控制變量，采用控制變量法得到損失概率P（L>x）的估計統計量是：p+c[q-E（q）]。

三、模擬結果與分析

現有假設持有2010-10-27持有一份于2011-12-19到期的歐式港股期權合約，由匯豐發行的中國電信認購期權，要計算在下一個交易日內期權的損失概率，來對持有該期權的風險進行評估.計算出的a2=-0.2751，事件{L>x}近似等價于事件{Q0

在選取可接受的精度10-5下，使用Matlab運行控制變量法VaR算法程序，在每個給定的損失閾值x下，模擬次數都達到10000次左右，得到結果見下表，這樣我們有95%的把握保證損失概率的估計值偏離真值P（L>x）不超過所給的高精度，從而保證估計的準確.模擬結果表明：該組股票期權在95%置信度下，下一個交易日內的在險價值為116港幣，說明該股票期權的頭寸市值1000港幣在下一個交易日內，它的損失有95%的把握不超過116元，即在最壞的情況下，損失會超過計算的得來的VaR值.可計算Corr（p，q）=0.8816，由控制變量法理論，利用控制變量q會使估計的方差減少100Corr2（p，q）%，即75.81%，說明方差減少接近5倍左右，意味著采用控制變量進行Monte Carlo模擬大大減少了所要估計量的方差，提高了模擬的精度，說明基于采用控制變量的估計模型更加有效.

四、結論

利用控制變量的修正作用來提高估值的精度，它的思路是尋找一個與響應變量相關的隨機變量作為控制變量，利用兩者的相關性來獲得方差的縮小.變量之間的相關性越強，即二者相關系數的絕對值越大，采用控制變量法估計量的方差減少量越大.模擬實證數值也表明了采用控制變量法大大減少了所要估計量的方差，說明基于采用控制變量的估計模型更加有效.

參考文獻：

[1]陳榮達.外匯期權風險度量.系統工程理論與實踐.2005.

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控制變量法是科學研究方法中的利器，能行之有效地解決諸多物理探究課題.物理特級教師張善賢老師早在1985年就提出，他在《課程· 教材教法》1985（4）期刊登的“改革初中物理學生實驗教學芻見”一文中有一段論述就談到控制變量法在研究問題中的應用.現摘錄于下.

要教會學生逐步研究問題的方法

教會學生根據實驗課題確定研究的方法和實驗步驟，并在操作過程中給與方法的指導，從根本上提高學生的探索能力.例如，研究滑動摩擦力的實驗，可以先引導學生思考滑動摩擦力可能跟哪些因素有關.讓學生自己分析，不要加框框，不要一下子就報書本上的分析和盤托出.對于學生分析過程中出現的差錯要因勢利導.當眾多因素分析出來以后，教師可傳授學生常用的研究方法：只讓其中一個因素改變，而保持其他因素不變，觀察摩擦力跟這個被改變的因素的關系.至于哪一個因素改變，可以讓學生自行確定.然后，再引導學生對照課本上所寫的步驟實驗.經過這樣改革后，使學生了解到書本上的步驟原來有一般規律可循，同時也可以使學生初步嘗試到，即使課本上不寫明，自己也有能力確定步驟.

該段論述中的研究方法就是控制變量法，不過沒有給其命名.

綜觀本世紀之前的各種版本初中物理教材，跟研究滑動摩擦力相類似的實驗，都有編者按照控制變量法思路預先編好了實驗步驟，學生只要按照既定步驟操作就達到了當時物理學科教學大綱的目標，不需要學生了解這些步驟的由來，更不需要學生自己來設計實驗步驟.顯然，當時初中物理教學的重點是放在由實驗得出的知識結論，至于得出結論的實驗所蘊含的哲理和內涵那是綱外之物，未作重點要求.

久旱遇甘霖，長夜見曙光.直到本世紀初出版的初中物理教材，控制變量法等多種科學方法在教材中正式亮相，并作為學生能力培養的重要目標要求.初中物理實驗教學中有眾多實驗探究采用控制變量法，但直到在探究影響電阻大小的因素活動中，才出現控制變量法五個字的初步定義.教材簡介了該科學方法的定義、作用，并要求回顧曾探究哪些實驗活動用到此科學方法.

2 初中物理控制變量法重點應用薈萃及典例剖析

初中物理教材中主要有13個重點實驗探究活動，運用了控制變量法研究.其應用之廣，影響之深，作用之大是各種科學研究方法所望塵.現羅列如下：（1）探究滑動摩擦力大小的因素；（2）探究壓力作用效果與那些因素有關；（3）探究影響液體內部壓強大小的因素；4.探究影響浮力大小的因素；（5）探究動能的大小與哪些因素有關；（6）探究重力勢能的大小與哪些因素有關；（7）探究影響導體電阻大小的因素；（8）探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系（即歐姆定律）；（9）探究影響電流做功多少的因素；（10）探究影響電流熱效應的因素；（11）探究電磁鐵的磁性強弱與那些因素有關；（12）探究磁場對電流的作用；（13）怎樣改變感應電流的方向.

怎樣才能做到有的、有序、有機、有效地運用控制變量法呢？

第一，要明確研究對象的物理量.從數學視覺看，這個物理量就是應變量.例如，壓力的作用效果就是壓強的大小；電流的熱效應就是電熱的多少.

第二，要排出影響應變量大小的其它物理量.從數學視覺看，這些物理量就是自變量.特別應注意，對運用控制變量法的自變量至少兩個.例如，影響電磁鐵磁性強弱的因素主要相關電流大小和線圈匝數，就有兩個因素；影響電流做功的因素有電壓、電流、通電時間三個因素.

第三，要在前兩步的基礎上，采用“一對一”原則研究應變量和各個自變量的關系.所謂“一對一”原則，即確定應變量和某一自變量是否有關系，有怎樣的關系時，必須控制該自變量以外的變量保持不變，只改變這個被研究的自變量.例如，在探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系（即歐姆定律）時，應變量就是電流I，自變量就是電壓U和電阻R，探究活動就可以分兩步進行.一步是保持導體電阻不變，改變導體兩端電壓，觀察導體中的電流隨電壓的變化而變化；另一步驟是保持導體兩端電壓不變，改變接入導體的電阻，觀察電流隨電阻的變化而變化.

第四，逐一研究后進行歸納 ，找出應變量跟有關自變量的關系.上述實驗中，只有第8個實驗得出歐姆定律的定量關系.其余探究活動得出都是定性結論.不過，第9個電功W和第10個電熱Q實驗得出定性關系后，教材用“進一步研究證明”“大量實驗研究發現”將定性結論上升到定量關系.

上述四步中，難度最大的是第二步.如果在猜想和假設中排出了很多看是相關的自變量，解釋不好，就有可能降低教學效果，甚至出現該課堂教學失控，致使第三步“一對一”分步驟實驗大費周折，這要引以為戒.教師課前備課時，要作充分估計，預先想好應變解釋措施.猜想和假設時，要有的放矢引導是關鍵.還有一類猜想的自變量是相互關聯的物理量，它們和應變量都有關系，但不需要都介入作為自變量處理，收拾哪個作為自變量，很有講究，教者或許難以駕馭，本文第三部分將專門討論這個問題.

下面舉幾個實驗案例，簡要說明一下控制變量法的應用.

案例1 探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系（即歐姆定律）

首先這個實驗的應變量和自變量涇渭分明，省略了猜想這一程序.第二，在定量探究前，就有了定性關系的基礎，在電阻內容中曾安排過“嘗試改變電路中電流大小的活動”，得到了電流隨電壓的增大而增大，隨電阻的增大而減小的結論.第三，電流、電壓的大小都可以用電表測量，電阻大小也能查核.因此，它們的數量關系就一目了然.第四，因為只有兩個自變量，探究僅分兩段，即使每段為防止實驗的偶然性，要多測幾次，總得測量次數也不多.還有，電流跟電壓、電阻的關系能借助于圖像分析.

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【關鍵詞】酸堿鹽 控制變量 應用

【中圖分類號】G424 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-5962（2013）02（a）-0069-01

科學活動的核心是探究，科學探究也是化學的中心環節。學會探究，在研究中學，在學中研究，是當今學習方式變革的方向。化學學習中比較常見的科學探究活動主要有兩種，一是實驗探究，二是調查、辯論等活動。

1、科學探究的一般步驟

（1）發現問題（2）猜想與假設（3）制定計劃（4）收集證據（5）解釋與結論

（6）交流與討論

2、在設計探究性實驗時。要注意以下幾條原則：

（1）科學性的原則：所設計的實驗應該符合科學道理，不能憑空捏造。（2）對照性的原則：要設計一個對照性的實驗，要想這個實驗更能夠說明問題，一定要有正反兩個方面的實驗（3）等量性的原則：所設計的實驗中的平行反應，試劑的取用應該是等量的。（4）單因子的變量原則：對某個實驗的影響，會有很多的因素，實驗正是要人為控制條件，使眾多變量中，只能有一個因素是變量，其余幾個是一樣的。

某同學想用實驗證明FeCl3溶液顯黃色不是Cl-離子造成的，下列實驗無意義的是

A、觀察KCI溶液沒有顏色；B、向FeCl3溶液中滴加適量氫氧化鈉溶液，振蕩后靜置，溶液黃色消失；C、FeCl3溶液中滴加適量無色硝酸銀溶液，振蕩后靜置，溶液黃色未消失；D、加水稀釋后FeCl3溶液黃色變淺

【解析】：FeCl3溶液中所存在的三種粒子為Fe3+，Cl-，H2O，將Fe3+換為K+其它粒子保持不變，其實就是變為KCL溶液，溶液由黃色變為無色，這就說明了FeCl3溶液的黃色是Fe3+引起的；如果向FeCl3溶液中滴加適量氫氧化鈉溶液，溶液黃色消失，相當于Fe3-變為Fe（OH）3沉淀從溶液中逃離，Fe3+變為變為Na+其它粒子沒有發生變化，而溶液變為無色，說明FeCl3溶液的黃色是Fe3+引起的；FeCl3溶液中滴加適量無色硝酸銀溶液，C1-從溶液中消失，和銀離子一起變為沉淀振蕩后靜置，溶液黃色未消失，說明FeCl3溶液的黃色與Cl-無關；加水黃色變淺，只是溶質濃度變小，說明不了FeCl3溶液顯黃色不是Cl-離子造成的。所以D選項正確

【練習】若用實驗證明CuSO4溶液顯藍色不是由S042-離子造成的，下列實驗無意義的是

A.觀察K2SO4溶液的顏色；B.向CuSO4溶液滴加適量的NaOH溶液，振蕩后靜置，溶液顏色消失；C.向CuSO4溶液滴加適量的BaCl3溶液，振蕩后靜置，溶液顏色未消失

D.加水稀釋后CuSO4溶液顏色變淺答案：D；（提示A選項觀察K2SO4溶液的顏色有那些變量被被控制，那個變量沒被控制？）

【練習】能證明FeCI3溶液淺綠色是由Fe2+引起的事實是：

參考答案：純鹽酸是無色的；氯化鈉溶液是無色的；能不能用硫酸鈉和硫酸來說明？

（2008年海南省）以下是某化學探究的過程。請在下列橫線上填寫適當的內容。

向NaOH溶液中滴入紫色石蕊試液，溶液顯藍色

（1）提出問題：是什么粒子使紫色石蕊試液藍色呢？；（2）查找資料：NaOH溶液中存在的粒子有大量的H2O、Na+、OH-和極少量的H+（3）猜想：是大量的OH-使紫色石蕊試液藍色。（4）實驗探究步驟及其說明：_____

①在一支干凈試管中加入2mL蒸餾水，再滴入幾滴紫色石蕊試液，溶液幾平不變色，說明___；②在一支干凈試管中加入2mL氯化鈉溶液，再滴入幾滴紫色石蕊試液，溶液幾平不變色，說明____

（5）結論：原假設____。（填“成立”或“不成立”）

【解析】：NaOH溶液中存在的粒子有大量的H2O、Na+、OH-，將紫色石蕊試液滴入水中紫色石蕊試液不變色，說明向NaOH溶液中滴入紫色石蕊試液，溶液顯藍色與水無關；將OH-換為Cl-也就是用氯化鈉溶液做對比；氯化鈉溶液為無色，說明向NaOH溶液中滴入紫色石蕊試液，溶液顯藍色與Na+無關；

【練習】用鹽酸可以清除鐵銹（主要成分為Fe2O3），鹽酸中主要含有H，O分子、H+、Cl-。某探究小組為探究稀鹽酸中的哪種微粒能使氧化鐵溶解，設計了如下實驗方案，得出了初步結論。

（1）請填寫下表中的實驗結論：

（2）是否需要做“向Fe2O3，中加入水”的對比實驗？為什么？

篇9

【摘 要】化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗在化學教學中的作用是不容忽視的。近幾年中考化學試題中，實驗部分的分值逐年提升，實驗題注重科學探究，主要體現在實驗的設計和評價，特別是在探究型實驗，重視考查學生解決問題的思維能力、分析能力、歸納能力、表達能力。教學中要引導學生開展科學探究，培養學生應用科學探究的方法，探究實際問題的能力。控制變量是初中化學科學探究的重要方法。

關鍵詞 科學探究；控制變量；考題分析

控制變量法是化學探究實驗中最常用的方法。在初中化學教材中，多處體現這一科學探究的方法。在近幾年的中考化學試卷中，經常出現控制變量法的分析、運用。

初中化學中用到控制變量方法主要有：探究鐵生銹的條件、物質燃燒的條件、比較金屬活動性、影響固體物質溶解速度的因素、影響化學反應速率快慢等。

初中化學學科，大多數同學舉不出化學中用到控制變量的例子，即使能夠舉出，也說不清楚，主要存在的問題有：在化學學習中不懂如何應用、找不到變量、思路不清、不會設計實驗方案、不會分析實驗結果、設計實驗方案不完善。怎樣引導學生應用控制變量法開展科學探究？如：影響固體物質溶解性因素的探究。先根據生活經驗和已有的化學知識，找出可能影響溶解速率的因素。

猜想：固體物質的溶解性與溶質種類、溶劑種類、溫度有關。

設計實驗：讓學生設計實驗，開展探究。下面是教師引導學生設計的實驗方案。

實驗結論：物質的溶解性與溶質的性質、溶劑的性質、溫度三個因素有關。

控制變量法在新課改中考題中時有出現，現舉例分析。

1.某同學在學習“金屬與酸的反應”時，設計了以下實驗報告，請將該實驗報告補充完整。

【實驗目的】_______。

【實驗用品】試管、鐵粉、鐵片、鎂片、5%鹽酸、10%鹽酸等。

【實驗內容】 取足量等體積的鹽酸分別與a克下列各種金屬反應。

【實驗思考】由上述實驗探究得出，影響金屬與酸反應劇烈程度的因素有____。

2.在一次實驗課上，各小組同學用在不同地點找來的小石塊與稀鹽酸反應制取二氧化碳。此反應的化學方程式為____。

【提出問題】影響二氧化碳氣體產生速率的因素是什么？

【作出猜想】①不同地點石塊中碳酸鈣含量不同；②所用鹽酸的溶質質量分數不同；③還可能是____。

【設計實驗】（1）驗證猜想①是否成立，要設計的實驗：分別取大小相同、質量相同、____的石塊，加入質量相同、____的稀鹽酸進行實驗。（2）驗證猜想②是否成立，對鹽酸的要求是____。

【交流討論】實驗中可以通過觀察氣泡產生的劇烈程度，粗略地比較反應速率。若要做到精確比較，應該測量的實驗數據是　。

【拓展延伸】上述實驗中，小明采用了控制變量的研究方法。用此方法探究“催化劑對用過氧化氫溶液制取氧氣的反應速率的影響”，需要控制不變的因素有（答出兩點）。

解題思路：

小石塊的主要成分是CaC03，所以小石塊與稀鹽酸反應的方程式為：CaC03+2HCl=CaCl2+H20+C02

【作出猜想】 影響二氧化碳氣體產生速率的因素是可能有：石塊大小不同（或石塊質量不同、鹽酸質量不同）等。

【設計實驗】（1） 因為①的猜想是驗證不同地點石塊中碳酸鈣含量不同；所以要保證其它條件相同，采用不同地點的石頭做實驗。鹽酸的溶質質量分數也應該相同（2）②要驗證“所用鹽酸的溶質質量分數不同”，所以要保證其它條件相同，取用不同溶質質量分數的鹽酸進行實驗。

【交流討論】通過觀察氣泡產生的劇烈程度，粗略地比較反應速率。需要測量相同時間內收集的二氧化碳體積或收集相同體積二氧化碳所需的時間，兩種方法都可以。

【拓展延伸】影響反應的因素主要有：催化劑、溫度、溶液的溶質質量分數、壓強等，若探究“催化劑對用過氧化氫溶液制取氧氣的反應速率的影響”，就要保證其它條件相同，就催化劑是一個變量，就可以得到研究結果。

【答案】CaC03+2HCl=CaCl2+H20+C02

【作出猜想】石塊大小不同（或石塊質量不同、鹽酸質量不同）

【設計實驗】（1）不同地點 溶質質量分數相同（2）溶質質量分數不同

【交流討論】相同時間內收集的二氧化碳體積（或收集相同體積二氧化碳所需的時間）

篇10

【關鍵詞】變電站安裝施工質量控制有效方法

中圖分類號：O213.1 文獻標識碼：A 文章編號：

當前，變電站在安裝施工過程中，要求越來越高，電氣安裝工程應以“質量零缺陷”，以建設一流的用戶滿意工程為宗旨，在現場管理人員要嚴格貫徹“顧客至上、優質高效”的管理方針，從工程一開始就高起點、高標準、高質量、嚴要求等，并采用先進的施工工藝，這樣才能確保安裝設備的使用性能可靠并滿足操作人性化的要求，提高美觀度。

一、變電站安裝施工的注意要點

1、構支架和導線連接

構架和設備支架鍍鋅不夠均勻, 色差過大, 該問題各工程均有發現。部分構支架、引下線和設備線夾上的螺栓未擰緊,部分設備搭頭螺栓未擰緊。

2、電纜敷設和二次接線

部分電纜施放存在不合理交叉, 排列不整齊。特別是進出繼保小室的電纜, 布置、綁扎不合理, 較為凌亂。電纜標示牌存在的主要問題有: 文字說明錯誤, 采用臨時手寫, 與實際電纜連接不符, 遺漏未掛, 綁扎固定不牢固, 排列不整齊等。以遺漏未掛、排列不整齊出現的頻率較高。電纜防火封堵存在的主要問題有: 未封堵, 封堵不嚴, 施工過程中造成封堵破壞, 防火隔板厚度不滿足設計要求等。以未封堵和施工過程中造成封堵破壞出現頻率較高。特別是C T 、P T 二次接線盒的電纜進口處, 未封堵情況在各工程驗收中最為常見; 部分屏柜封堵在施工過程中扒開后未能及時有效地恢復。

3、屏柜

屏柜接線不夠整齊美觀。此問題多發生在外部通信電纜較多的管理機和服務器等屏柜, 部分電纜芯線配線不整齊、不清晰, 部分尾纖和通信線的綁扎固定不規范,顯凌亂。屏柜內裝置布置不合理, 安裝配線后不便于運行檢修。主要反映在所用配電柜內的表計和空氣開關布置不合理。端子排上正電源和合閘回路( 或跳閘回路) 間、正負電源間、交直流端子間等未按照規程規范要求進行有效隔離。其中以端子箱內的端子排布置不符合要求的出現頻率較高。

4、設備調整

隔離開關三相不同期誤差超標。根據GBJ147 — 1990 《電氣裝置安裝工程高壓電器施工及驗收規范》,“三相聯動的隔離開關, 觸頭接觸時, 不同期值應符合產品的技術規定。當無規定時, 應符合國標要求。”目前施耐德公司、阿爾斯通公司和西門子公司生產的220kV 和500kV 閘刀對三相不同期允許值都沒有明確的規定, 參照國2 2 0 k V ～3 3 0 k V 隔離開關三相不同期允許值為20mm。在驗收過程中, 三相觸頭接觸不同期問題比較普遍, 在各工程中的各型號隔離開關都存在。

斷路器控制箱中的繼電器未及時整定。在工程檢查驗收中發現較多繼電器三相跳閘不一致, 未按照調度文件及時進行整定。漏電, 閉鎖時間、油泵打壓超時時間未按照規定值及時整定。

個別設備安裝調整中使用了過量墊片。按照安裝規程, 如斷路器支架與基礎間最多可以使用3個墊片, 總厚度不應大于1 0 m m , 各片間應焊接牢固。對于“無墊片”工程的高質量要求而言, 個別設備基礎的平整性和調整的水平都需要提高。

螺栓未擰緊或缺失。C T 、C V T 等的二次接線盒蓋固定螺栓未擰緊或缺失, 部分二次接線端缺少平墊或螺栓固定不牢靠,導致二次接線盒進水, 導線受潮。

5、接地

主要問題有:構支架、設備本體存在接地遺漏; 接地點無接地標識；屏柜門未接地或未采用裸銅軟線接地；C T 、P T 二次回路接地不規范, 存在多點接地現象, 且設計上沒有明確接地位置；主變鐵芯、夾件未分開接地；電纜屏蔽層未兩端可靠接地。

6、專業問交界面的遺漏

500kV 變電站工程涉及的專業多, 專業間配合不夠嚴密將會在設計和施工中出現盲區。在工程建設驗收過程中發現存在以下常見問題：故障錄波器modem的電話線未接入；電度表一E R T U 一遠動裝置( 監控) 通信不正常或未連接；G P S 對時遺漏未接；保護與通信接口不明確, 如缺少光配線架端子接線圖。

二、變電站安裝施工質量控制的有效方法

1、單元項目的質量控制

由于變電站的安裝圖紙及現行安裝規范要求不同，將質量控制項目劃分為：主變壓器安裝；室外高壓隔離開關安裝；高、低壓柜、盤(屏)安裝；軟(硬)母線安裝；無功補償裝置安裝；防雷及接地裝置(網)安裝等。

2、變壓器安裝質量控制

變壓器開箱驗收時，應認真核對變壓器的規格型號及主要技術參數是否符合設計圖紙要求；仔細檢查外殼是否有外傷、滲油；瓷件是否有脫瓷、裂紋、破損；備品、備件是否齊全。對現場安裝不吊心的變壓器，還應全面詢問押運人員運輸中經過道路狀況及車輛運行情況，以便對變壓器內部鐵心、線圈是否可能發生移位和松動做出判斷。

變壓器就位前的安裝工序，了解變壓器制造時是否在排放瓦斯方向留有110%～115%的升高坡度。如果未留，安裝現場應自行墊高處理，以利故障運行時瓦斯排放順暢。帶有載調壓的主變壓器，傳動機構應靈活無卡阻，切換順序應符合出廠要求，指示應正確。瓦斯繼電器、壓力釋放閥、油位指示計、溫度計二次接線必須正確，信號傳輸必須可靠。根據變壓器的制造特點展開安裝工作，其主要質量指標體現在內部線圈、鐵心和絕緣油上，變壓器安裝結束后，應嚴格按照規范要求，參照出廠試驗報告，對各項技術指標重新做設備交接試驗，做出是否合格、能否投入運行的結論。

3、高壓開關安裝質量控制

(1)安裝前對各部件外觀進行詳細檢查，絕緣子應固定牢固，瓷件無破損。

(2)相間距離誤差應不大于10 mm，相間連桿應在同一水平線上。安裝結束，實測相間距離誤差為5 mm，不水平度為2 mm。

(3)支柱絕緣子應安裝牢固，三相V型夾角應一致，同一側瓷柱應在一條線上。

(4)主觸頭、三相觸頭接觸應同期，相位差應小于5 mm，安裝結束現場實測為3 mm。

(5)觸頭表面應平整，接觸緊密，兩側壓力均勻，導電部分安裝結束用0105 mm ×10 mm塞尺塞不進去，轉動部分靈活，固定牢固。

4、軟(硬)低壓側母線安裝控制

母線安裝除了按設計施工外，對室外主變低壓母排和35kV、10kV進線母排增加了熱縮管護套，不僅增加了對地絕緣，又減少了相間放電的幾率，消除了運行中的安全隱患。在母排連接處、設備線夾與母排連接處，為減小母排連接處電阻值，所有的銅排、銅接線線夾必須進行燙錫處理。為了解決在35kV、10kV系統發生母線故障時沒有快速保護的問題，最直接的方案就是配置常規的微機母線差動保護，把所有母線段上各回路的電流量引入差動保護裝置。近幾年，具備三個二次線圈的電流互感器開始出現和應用，這為實現低壓母線短路故障的快速保護創造了有利條件。為提高可靠性，保護可以經電壓元件閉鎖，只有在出現差電流和系統電壓條件滿足的條件下，保護才能出口。差動保護動作后跳開電源進線斷路器(或分段斷路器)。該方案的優點是構成簡單，利用了目前電流互感器制造方面的新特點，開關柜投資增加不多。安裝時，經常會受到現場條件的限制。例如，在一些老式變電站，因10kV系統開關柜內的電流互感器大多只有兩個二次線圈，一個0.5級用于測量，一個P級用于本單元的保護。若還要增加一個用于母差保護的二次線圈，則只能再增加一組電流互感器。由于受開關柜內空間的限制，一個開關柜一般布置不下，除非再增加一個柜。這樣，對由很多面柜構成的一段母線來說，造價大大增加。因此，該方案的缺點是需增加的二次電纜較多，電纜投資大，現場施工工作量大。而且，如不增加電壓閉鎖回路，在發生TA斷線情況時，保護的可靠性較低。

5、無功補償裝置安裝

目前，建設單位多采用DWZT變電無功自動調節裝置，無功補償設備的安裝很嚴格。安裝時：電容器組高312 m，質量約413 t，運輸過程中傾斜不得大于15°，電容器室門高一般為215 m，運入室內困難；電容器組正上方裝有一組113 m高的放電線圈，電容器室屋頂高僅有415 m，設備不能按設計要求就位。為加快安裝進度，通過與設計單位、建設單位、生產廠家協商制定了可行的施工方案:把電容器室南側墻打開使設備入室；改立式安裝為側跨式安裝。

6、防雷及接地裝置安裝控制。

（1）要求扁鋼搭接大于其寬度2 倍，圓鋼搭接大于其直徑的6倍，扁鋼與角鋼3面圍焊，增大焊接面積；其次把握好地溝回填工序，質檢員現場監督，回填土不得混有生活及建筑垃圾，管溝15 mm回填土是從場外運來的新土，測試時其接地電阻僅為013Ω (設計要求< 110Ω) 。

（2）為確保避雷針的防雷效果，要嚴格控制相互間的距離。其接地電阻實測分別為415，310，310Ω (設計要求< 1010Ω) 。

參考文獻：

[1] 譚坤明. 淺析變電站電氣安裝與土建施工的配合[J]. 中國科技信息, 2009,(05) .

[2] 錦. 變電站電氣安裝的質量問題分析及預防[J]. 廣東科技, 2007,(05) .