易相川四川省华蓥中学
在中学物理探究活动中，经常用到控制变量、等效替代、转换变量等方法，其中控制变量法在教学中应用最为普遍，是最为重要的研究方法之一。
一控制变量法的概念
在物理学中，当一个事物由多个因素决定时，常把其中的某一个因素作为变量，其它的因素控制不变，只研究这个因素对事物的影响，这样就把多因素问题变成了单因素问题，这种方法叫控制变量法。如探究影响导体电阻大小的因素、电流与电压电阻的关系、影响滑动摩擦力大小的因素、影响压力作用效果的因素等都运用了这种方法。控制变量法是科学探究中的重要方法，广泛地运用在科学探索与日常分析问题之中。人教版八年级物理教材在《电阻》一节提出了这种方法。
二控制变量法的表现形式
“控制变量法”在物理教学中应用十分普遍，但表现形式各不相同，常见的形式有以下几种：
1．文字叙述法
这种方法为文字表达，在叙述中指明哪些因素控制不变，从而研究一个物理量与某个因素的关系。
例1，下列关于“电流、电压、电阻的关系”的几种叙述中，正确的是（）。
A．通过导体的电流与导体两端的电压成正比
B．通过导体的电流与导体的电阻成反比
C．导体的电阻一定时，通过这个导体的电流与它两端的电压成正比。
通过导体的电流与“导体两端的电压”和“导体的电阻”有关。在上述三种叙述中，A没控制电阻一定，B没控制电压一定，所以均不对，只有C控制了电阻一定，“电流与电压成正比”这个判断才正确的。
2．列表法
在探究性实验中，将得到的有关数据通过表格的形式列举出来，分析数据可以看出控制了哪些变量。
例2，在探究“声音的音调与哪些因素有关”的实验中，一个小组的同学利用铁丝和铜丝设计的实验得到了如下一些数据（在同一室温下）。
实验次数材料种类丝的长度丝的粗细音调高低
1铁50cm1mm2最高
2铁50cm2mm2低
3铜50cm1mm2高
（1）1、2两次实验可以得出：在材料、长度相同时，丝越粗，音调越低。
（2）通过1、3两次实验可以得出：音调的高低与材料有关。
分析数据可看出：第1、2两次实验时丝的材料和长度是相同的，研究音调与丝的粗细的关系；第1、3两次实验时丝的长度和粗细相同，研究音调与材料的关系。
3．图示法
这种方法是从图示中显示哪些变量是控制不变的。
例3，在探究“影响压力作用效果的因素”的实验中，小明设计了如图所示的实验。
甲乙丙
图1影响压力作用效果的因素
（1）分析图甲和图乙可知：受力面积相同时，压力越大，压力作用的效果越明显。
（2）分析图乙和图丙可知：压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越明显。
（3）实验结论：压力作用的效果与压力的大小和受力面积的大小有关。
上面甲乙两图中泡沫的受力面积相同，乙丙两图中压力相同，这种方法较直观。
4．图象法
采用函数图象的形式来反映各物理量的数量关系。
例4，在探究“电流与电压的关系”实验中，利用甲、乙两个电阻进行了两组实验，通过两组实I乙
乙验得出的数据，分别绘制出了甲、乙两个电阻的“I－U关系图象”如右甲图所示。I甲那么，甲、乙两个电阻的大小关系是：R甲＞R乙。U
从图中虚线可以看出，两个电阻图2I－U关系图象在电压U相同时，通过它们的电流I甲＜I乙，所以R甲＞R乙。
三、利用“控制变量法”应注意的问题
1．注意隐藏在实际问题中的已经控制的变量
例5，由于学校教室里的铜芯导线年久老化，准备更换全部线路，仍然使用铜芯线，为了避免用电量大时出现安全事故，采用粗一点的导线好还是细一点的导线好？为什么？
答：采用粗一点的导线较好。因为在长度、材料不变的情况下，较粗的导线电阻小。
从实际来看，一般的教室线路比较简单，只有这些功能，所以长度也应该保持不变。“长度不变”这个条件就是隐藏在实际问题之中的。
2．注意一些量的变化是否可忽略不计
例6，判断下列关于动能变化的说法是否正确。
（1）一辆载有乘客的客车在笔直的公路上匀速行驶，动能保持不变。（）
（2）正在工作的洒水车在笔直的街道上从南端匀速开往北端，动能保持不变。
动能与质量和速度有关，客车在行驶的过程中要消耗燃油，车的总质量要减少，但这个减少量与客车的总质量相比太少，忽略不计，于是质量和速度均不变，所以动能不变。而洒水车在工作过程中要不断洒水，且洒水量很大，质量减少很多，不可忽略，质量减少，速度不变，所以动能减少。