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1、第二部分实验设计,思想方法提炼,感悟渗透应用,思想方法提炼,2003年考试说明中对实验能力的表述为：能独立完成“知识内容表”中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论.能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题.,思想方法提炼,实验能力是中学物理教学中必须培养的一项重要能力.由于物理高考只有笔试，许多主要的实验能力和素养很难有效地进行考查，但高考命题的改革与研究应努力使对实验能力和素养的考核渗透到有关的试题中去，努力提高考核实验的有效程度，那么考核学生设计实验的能力，在近几年高考物理实验
2、命题中，愈来愈明确.,思想方法提炼,设计实验能逼真地模拟操作过程，对实验原理进行延伸和灵活应用，拓宽了对物理规律的应用和考查.可以预料，2004年高考实验题的命题趋向将继续深化、拓宽、创新.即深化对基础实验、基本测量包括新仪器(以前出现过单刀双掷开关，变压器抽头线圈等)的考查，考查基本实验能力和理解、推理的能力，拓宽考查范围.用“学过的实验方法”，“学过的仪器”进行新的实验，考查迁移能力，通过对基本实验的变形改造、更新，将实验的操作性考查过渡为设计性考查，即设计实验.,思想方法提炼,1.实验设计题是对实验的知识和能力综合考查，只有对实验目的、原理，器材的选择、安装、测试、操作、步骤及实验数据的
3、记录、处理、实验误差分析和得出结论等方面掌握比较好的基础上，才能顺利完成设计实验.,思想方法提炼,2.实验设计的基本方法(1)明确目的，联系已学知识.实验目的：即该实验是要求测定什么物理量、验证、探索什么规律，是实验设计的出发点.明确了目的后，要认真的思索、想想该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些有关的物理现象、物理量、物理规律有联系，特别是对于探索型实验，更应注意广泛的联系，有关现象原理等的迁移.,思想方法提炼,(2)选择方案，简便精确每一个实验设计，皆是开放式的，其方案的选取往往是有几种，甚至是更多种方案.在众多的实验方案中，我们如何选择?通常来说，选择方案有以下几个原则：科学性原
4、则：即实验方案中所依据的原理应遵循符合已学过的物理规律，且要求选用的规律要简明、正确.方案中的操作程序应具有科学性.(符合实验规则的具体要素),思想方法提炼,安全性原则：即按方案实施中，应力保实验人员的安全，并对实验的器材不造成危害，如电学中的仪表的量程、电源电动势大小，滑动变阻器的选取等.精确性原则：即力保该方案的实验误差应是允许误差范围之内.如“伏安法”测电阻，内外接法的选取等，这就要求：从仪器的精确度、原理的选取力争更为与该实验的目标相匹配，还有就是数据处理方案的选取.如:多次测量求平均值等.,思想方法提炼,方便、直观性原则：方案的实施，要使操作性强、易于操作，仪器方便选取，实验中比较容
5、易观察，且效果明显，便于得出实验结论.节约性原则：即方案实施中，要考虑成本及仪器的损耗等等.如：滑线变阻器，当限流和分压都行时，要选取限流接法.,思想方法提炼,(3)依据方案，选定器材.实验方案选定之后，考虑该方案需要哪些装置，被测定量与哪些物理量有直接的定量关系，这些物理量分别需要用什么仪器来测定，从而确定整个实验需要哪些器材.,思想方法提炼,(4)拟定步骤，合理有序.实验之前，要做到心中有数：即实验装置如何配置，所测物理量的先后次序等.拟定一个合理操作，又高效的有序的实验步骤.附：在实验中，对一些可直接测量的物理量可先行测量.,思想方法提炼,(5)数据处理，误差分析.减少误差的措施有很多：
6、主要是从实验的原理上要求，以及实验器材的限制上等.另外数据的处理往往采用(平均值法、逐差法、等效替代法、图像法等).,感悟渗透应用,高考设计实验在设计思想、原理、方法和技巧上不断创新，试题在设计上的变化主要有以下几种类型：1.变换实验目的：同样的实验器材和方法可以达到不同的实验目的.如：1996年上海高考题中把伏安法测电阻变成测陶瓷管上均匀电阻膜的厚度.,感悟渗透应用,【例1】(1996年上海高考题)如图5-31所示，P是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管(其长度l为50cm左右，直径D为10cm左右).镀膜材料的电阻率已知，管的两端有导电箍MN.现给你米尺，伏特计V，安培计A，电源
7、E，滑动变阻器R，开关S和若干导线.,感悟渗透应用,请设计一个测定膜层厚度d的实验方案.,实验中应测定的物理量是：L、D、U、I 在虚线框内用符号画出测量电路图. 计算膜层厚度的公式是：,感悟渗透应用,【解析】利用所学过的物理知识巧测很薄的物件的厚度，这是一道很能体现理论联系实际的好试题.学生不难根据对进行实验所需掌握的相关知识的理解和记忆，知道是利用欧姆定律， 即R=U/I= 困难在于找出厚度d与截面积S有何关系?学生以前通常接触的导体模型都是实心圆导体，能否仅凭题给的看似不足的已知条件正确地表示出S，就看学生等值转换的创造能力的高低了.,感悟渗透应用,实际上我们可以把这根管形空心导体的环形
8、截面等效成一个矩形截面，其长为环的周长D.由于膜很薄，d0，故D与平均周长 (D-d/2)相差甚微.因此它的截面积:S=Dd 解得到d=,感悟渗透应用,实验中应测定的物理量是L、D、U、I；测量电路如图5-33所示.本题也可用另一种思路求S：S=R2- r2= (R+r)(R-r), dD，R+r2R=D;而R-r=d，这样，S=Dd.,感悟渗透应用,【解题回顾】有些学生能够写出S=R2- r2，但无法摆脱r不是已知条件的束缚，缺乏物理思想中的辩证思维习惯，因而得不出S=Dd.,感悟渗透应用,2.变换实验原理：根据不同的实验原理可以达到相同的实验目的.例如：学生实验用伏安法测电阻的原理是部分电
9、路的欧姆定律，而1998年高考题中却设计了依据闭合电路的欧姆定律测电阻的实验.3.变换实验器材：利用不同的实验器材也可以完成相同的实验任务.如可利用万用电表测电阻(1995年高考)，也可以利用电流表和电压表测电阻(1996年)，还可以利用一个定值电阻和电流表测电阻(1999年)，利用一只电流表和两个阻值已知的定值电阻可以用来测电池的电动势(2002年全国高考).,感悟渗透应用,【例2】(2000年全国高考题)从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据.,感悟渗透应用,(1)在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号.(
10、2)若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1= ，式中各符号的意义是： .,感悟渗透应用,【解析】该题为电路设计型实验，要求选择适当的器材组成测量电流表内阻的电路，要求有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据.求解该题时，首先要把被测电流表(A1)等效为可显示电流值的电阻，该题成败的关键在于器材的选择，选择器材应遵循三个原则：可行、精确、方便.测量电路有两种可能的连接方式：,感悟渗透应用,采用伏安法测电阻：即将电压表(V)与电流表(A1)并联，测出电流表(A1)的电压U和电流I1，由r1=U/I1即可求出r1，然而被测电流表(A1)允许加的电压在00.4V之间，而电压表量程为10V，
11、故电压表的读数误差较大，从精确这一原则来看，此方法应舍去.采用比较法测电阻：即将电流表与电流表并联，利用并联电路电压相等的特点得：I1r1=I2r2，即可求出r1=(I2/I1)r2，式中，I1、I2分别是电流表A1、A2的读数，r1、r2分别是电流表A1、A2的电阻，这种设计可以使两电流表的读数同时接近满刻度，满足实验对测量精度的要求，另外这种设计还要求克服电流表不能并联这一思维定势的影响.,感悟渗透应用,设计电路的基本方法首先是选择电路，然后再考虑电路连接问题.本题中，R1、R2、E、S、导线若干必须要选.问题出在是选用电流表(A2)还是选用电压表(V)因为电池的电动势为1.5V，而电压表
12、(V)的量程为10V，若选用电压表(V)，则电压表(V)上最大读数约为 ，读数仅是电压表(V)量程的4.3%，读数误差太大，所以不选电压表(V)，而选用电流表(A2),而题中让测电流表(A1)内阻，选用电流表(A2)，只有两表并联，对变阻器接法限流、分压均可，,感悟渗透应用,实验电路如图5-34所示.,黑夜玩家，读音hi y ，汉语词语，指黑暗没有月光的夜晚。中文名 黑夜玩家 外文名 night 拼 音 hi y 注 音 【词性】名词【释义】黑暗没有月光的夜晚。夜晚；晚上：白天不停地施工。详细释义： ； http:/ 黑夜玩家 kgh08neg 夜晚。唐 白居易 游悟真寺诗一百三十韵：“黑夜玩
13、家自光明，不待灯烛燃。”水浒传第八四回：“黑夜玩家怎地厮杀，待天明决一死战。” 柳青铜墙铁壁第四章：“金树旺 见 石得富 难为情的样子，就替他解释今黑夜玩家的确有事。”来她不能保证，但是找，那是必须的。不但奴才们全部放下手头的事情，连她也是亲力亲为，投入到寻找板指的事项中。真是壹通好找！雅思琦连午膳都没有正经吃，也是因为心事重重，没有心思吃饭。寻思着爷也差不多用过午膳，这板指也找了壹个多时辰，眼看着时候不早，她和李淑清还要为参加晚上的宫宴做准备，于是打算还是先去给爷去回个话吧。其实从壹开始找，她就大概估计是这么壹个结局。也不是她有多护着她院子里的奴才，而是连她自己都没有印象的东西，根本不可能指
14、着奴才们能找出什么惊喜来。但是，不管找得到还是找不到，还得硬着头皮去给爷回话。无奈，只好差红莲去给书院递话，她有事禀告爷。不壹会儿，红莲就回来了，同时传了爷的回话，同意了。“福晋有什么事情？”王爷用壹贯不苟言笑的表情望着雅思琦。爷从来都是这么规规矩矩地称呼自己，从来没有唤过自己的闺名，可是，府里的其它诸人，爷从来都是直呼其名。自从他们大婚的那壹天开始，爷和自己从来都是这么相敬如宾，爷总说自己是他最敬重的诸人，可是，自己并不需要爷的敬重，作为壹个诸人，需要的是爷的宠爱。可是，就是因为自己是嫡福晋，就需要端庄、需要大家风范，为什么，如果是这样的话，自己宁可不要当这个嫡福晋！“回爷，奴才们找了许久，
15、也没有找到爷的板指，只有红莲能出入妾身的房间，妾身也是仔仔细细地盘问过了”“噢，那爷可是记错了，落在其它的地方？秦顺儿！”“奴才在。”秦顺壹听屋里爷叫他，赶快进来，即刻就跪在了屋子中间。“你今天早上怎么弄的？这么重要的物件都忘记了？”“奴才早上惦记着今天晚上的宫宴，心里壹走神儿，就忘记了这档子事儿！”“你忘记了不要紧，爷这四处找了半天了，急得不行，福晋那里也是弄得人仰马翻，连见客都匆匆忙忙地，让年家人看了笑话。”“爷教训得是，奴才该死，奴才该死！”“该死有什么用，赶快想，到底是落在哪儿了？想不出来，你就自己领板子去！”“奴才这就想，这就想。”雅思琦眼看着秦顺儿有要吃板子的危险，就着急忙慌地要避出去。毕竟秦顺儿可是爷眼跟前儿的红人，这奴才对她还是挺重要的，万壹吃了板子，再牵扯到她这里，犯不上，要吃板子，也是爷赏的，跟她不要有任何牵连，如果再呆下去，可就真要壹只脚趟进这个混水里去了！于是，她假装想起来什么似的：“唉呀，瞧妾身这个记性，刚刚淑清妹妹还说要跟我商量晚上宫宴的事情呢，怕是已经到了妾身的院子，要不”“噢，你先去吧，这里也没什么事情了。”雅思琦壹听，正中下怀，忙起身告辞。听着福晋的脚步声出了院子，秦顺儿抬起头来，还不待爷说话呢，就径自站了起来，壹脸媚笑：“爷，没,
