1、第二部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),思想方法提煉,感悟滲透應(yīng)用,思想方法提煉,2003年考試說明中對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ谋硎鰹椋耗塥?dú)立完成“知識(shí)內(nèi)容表”中所列的實(shí)驗(yàn)，能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模芾斫鈱?shí)驗(yàn)原理和方法，能控制實(shí)驗(yàn)條件，會(huì)使用儀器，會(huì)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論.能靈活地運(yùn)用已學(xué)過的物理理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器去處理問題.,思想方法提煉,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ侵袑W(xué)物理教學(xué)中必須培養(yǎng)的一項(xiàng)重要能力.由于物理高考只有筆試，許多主要的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)很難有效地進(jìn)行考查，但高考命題的改革與研究應(yīng)努力使對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)的考核滲透到有關(guān)的試題中去，努力提高考核實(shí)驗(yàn)的有效程度，那么考核學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，在近幾年高考物理實(shí)驗(yàn)

2、命題中，愈來愈明確.,思想方法提煉,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙普娴啬M操作過程，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行延伸和靈活應(yīng)用，拓寬了對(duì)物理規(guī)律的應(yīng)用和考查.可以預(yù)料，2004年高考實(shí)驗(yàn)題的命題趨向?qū)⒗^續(xù)深化、拓寬、創(chuàng)新.即深化對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、基本測(cè)量包括新儀器(以前出現(xiàn)過單刀雙擲開關(guān)，變壓器抽頭線圈等)的考查，考查基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰屠斫?、推理的能力，拓寬考查范?用“學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法”，“學(xué)過的儀器”進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)，考查遷移能力，通過對(duì)基本實(shí)驗(yàn)的變形改造、更新，將實(shí)驗(yàn)的操作性考查過渡為設(shè)計(jì)性考查，即設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).,思想方法提煉,1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題是對(duì)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)和能力綜合考查，只有對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理，器材的選擇、安裝、測(cè)試、操作、步驟及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的

3、記錄、處理、實(shí)驗(yàn)誤差分析和得出結(jié)論等方面掌握比較好的基礎(chǔ)上，才能順利完成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).,思想方法提煉,2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法 (1)明確目的，聯(lián)系已學(xué)知識(shí). 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模杭丛搶?shí)驗(yàn)是要求測(cè)定什么物理量、驗(yàn)證、探索什么規(guī)律，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn).明確了目的后，要認(rèn)真的思索、想想該物理量或物理規(guī)律在哪些內(nèi)容中出現(xiàn)過，與哪些有關(guān)的物理現(xiàn)象、物理量、物理規(guī)律有聯(lián)系，特別是對(duì)于探索型實(shí)驗(yàn)，更應(yīng)注意廣泛的聯(lián)系，有關(guān)現(xiàn)象原理等的遷移.,思想方法提煉,(2)選擇方案，簡(jiǎn)便精確 每一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，皆是開放式的，其方案的選取往往是有幾種，甚至是更多種方案.在眾多的實(shí)驗(yàn)方案中，我們?nèi)绾芜x擇?通常來說，選擇方案有以下幾個(gè)原則：

4、科學(xué)性原則：即實(shí)驗(yàn)方案中所依據(jù)的原理應(yīng)遵循符合已學(xué)過的物理規(guī)律，且要求選用的規(guī)律要簡(jiǎn)明、正確.方案中的操作程序應(yīng)具有科學(xué)性.(符合實(shí)驗(yàn)規(guī)則的具體要素),思想方法提煉,安全性原則：即按方案實(shí)施中，應(yīng)力保實(shí)驗(yàn)人員的安全，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的器材不造成危害，如電學(xué)中的儀表的量程、電源電動(dòng)勢(shì)大小，滑動(dòng)變阻器的選取等. 精確性原則：即力保該方案的實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)是允許誤差范圍之內(nèi).如“伏安法”測(cè)電阻，內(nèi)外接法的選取等，這就要求：從儀器的精確度、原理的選取力爭(zhēng)更為與該實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)相匹配，還有就是數(shù)據(jù)處理方案的選取.如:多次測(cè)量求平均值等.,思想方法提煉,方便、直觀性原則：方案的實(shí)施，要使操作性強(qiáng)、易于操作，儀器方便選取，實(shí)

5、驗(yàn)中比較容易觀察，且效果明顯，便于得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論. 節(jié)約性原則：即方案實(shí)施中，要考慮成本及儀器的損耗等等.如：滑線變阻器，當(dāng)限流和分壓都行時(shí)，要選取限流接法.,思想方法提煉,(3)依據(jù)方案，選定器材. 實(shí)驗(yàn)方案選定之后，考慮該方案需要哪些裝置，被測(cè)定量與哪些物理量有直接的定量關(guān)系，這些物理量分別需要用什么儀器來測(cè)定，從而確定整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要哪些器材.,思想方法提煉,(4)擬定步驟，合理有序. 實(shí)驗(yàn)之前，要做到心中有數(shù)：即實(shí)驗(yàn)裝置如何配置，所測(cè)物理量的先后次序等.擬定一個(gè)合理操作，又高效的有序的實(shí)驗(yàn)步驟.附：在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)一些可直接測(cè)量的物理量可先行測(cè)量.,思想方法提煉,(5)數(shù)據(jù)處理，誤差分析. 減少

6、誤差的措施有很多：主要是從實(shí)驗(yàn)的原理上要求，以及實(shí)驗(yàn)器材的限制上等. 另外數(shù)據(jù)的處理往往采用(平均值法、逐差法、等效替代法、圖像法等).,感悟滲透應(yīng)用,高考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)思想、原理、方法和技巧上不斷創(chuàng)新，試題在設(shè)計(jì)上的變化主要有以下幾種類型： 1.變換實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和瑯拥膶?shí)驗(yàn)器材和方法可以達(dá)到不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?如：1996年上海高考題中把伏安法測(cè)電阻變成測(cè)陶瓷管上均勻電阻膜的厚度.,感悟滲透應(yīng)用,【例1】(1996年上海高考題)如圖5-31所示，P是一根表面均勻地鍍有很薄的發(fā)熱電阻膜的長(zhǎng)陶瓷管(其長(zhǎng)度l為50cm左右，直徑D為10cm左右).鍍膜材料的電阻率已知，管的兩端有導(dǎo)電箍MN.現(xiàn)給你米尺，伏

7、特計(jì)V，安培計(jì)A，電源E，滑動(dòng)變阻器R，開關(guān)S和若干導(dǎo)線.,感悟滲透應(yīng)用,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定膜層厚度d的實(shí)驗(yàn)方案.,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定的物理量是：L、D、U、I 在虛線框內(nèi)用符號(hào)畫出測(cè)量電路圖. 計(jì)算膜層厚度的公式是：,感悟滲透應(yīng)用,【解析】利用所學(xué)過的物理知識(shí)巧測(cè)很薄的物件的厚度，這是一道很能體現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際的好試題.學(xué)生不難根據(jù)對(duì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所需掌握的相關(guān)知識(shí)的理解和記憶，知道是利用歐姆定律， 即R=U/I= 困難在于找出厚度d與截面積S有何關(guān)系?學(xué)生以前通常接觸的導(dǎo)體模型都是實(shí)心圓導(dǎo)體，能否僅憑題給的看似不足的已知條件正確地表示出S，就看學(xué)生等值轉(zhuǎn)換的創(chuàng)造能力的高低了.,感悟滲透應(yīng)用,實(shí)際上我們可以把

8、這根管形空心導(dǎo)體的環(huán)形截面等效成一個(gè)矩形截面，其長(zhǎng)為環(huán)的周長(zhǎng)D.由于膜很薄，d0，故D與平均周長(zhǎng) (D-d/2)相差甚微. 因此它的截面積:S=Dd 解得到d=,感悟滲透應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定的物理量是L、D、U、I；測(cè)量電路如圖5-33所示.本題也可用另一種思路求S： S=R2- r2= (R+r)(R-r), dD，R+r2R=D;而R-r=d，這樣，S=Dd.,感悟滲透應(yīng)用,【解題回顧】有些學(xué)生能夠?qū)懗鯯=R2- r2，但無法擺脫r不是已知條件的束縛，缺乏物理思想中的辯證思維習(xí)慣，因而得不出S=Dd.,感悟滲透應(yīng)用,2.變換實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)原理可以達(dá)到相同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?例如：學(xué)生實(shí)驗(yàn)用

9、伏安法測(cè)電阻的原理是部分電路的歐姆定律，而1998年高考題中卻設(shè)計(jì)了依據(jù)閉合電路的歐姆定律測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn). 3.變換實(shí)驗(yàn)器材：利用不同的實(shí)驗(yàn)器材也可以完成相同的實(shí)驗(yàn)任務(wù).如可利用萬用電表測(cè)電阻(1995年高考)，也可以利用電流表和電壓表測(cè)電阻(1996年)，還可以利用一個(gè)定值電阻和電流表測(cè)電阻(1999年)，利用一只電流表和兩個(gè)阻值已知的定值電阻可以用來測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)(2002年全國高考).,感悟滲透應(yīng)用,【例2】(2000年全國高考題)從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù).,感悟滲透應(yīng)用,(1)在虛線方框中畫出電

10、路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào). (2)若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式為r1= ，式中各符號(hào)的意義是： .,感悟滲透應(yīng)用,【解析】該題為電路設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，要求選擇適當(dāng)?shù)钠鞑慕M成測(cè)量電流表內(nèi)阻的電路，要求有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù).求解該題時(shí)，首先要把被測(cè)電流表(A1)等效為可顯示電流值的電阻，該題成敗的關(guān)鍵在于器材的選擇，選擇器材應(yīng)遵循三個(gè)原則：可行、精確、方便.測(cè)量電路有兩種可能的連接方式：,感悟滲透應(yīng)用,采用伏安法測(cè)電阻：即將電壓表(V)與電流表(A1)并聯(lián)，測(cè)出電流表(A1)的電壓U和電流I1，由r1=U/I1即可求出r1，然而被測(cè)電流表(A1)允許加的電壓在00.4V之間，而電壓表量程為10V，故電壓表的讀數(shù)誤差較大，從精確這一原則來看，此方法應(yīng)舍去. 采用比較法測(cè)電阻：即將電流表與電流表并聯(lián)，利用并聯(lián)電路電壓相等的特點(diǎn)得：I1r1=I2r2，即可求出r1=(I2/I1)r2，式中，I1、I2分別是電流表A1、A2的讀數(shù)，r1、r2分別是電流表A1、A2的電阻，這種設(shè)計(jì)可以使兩電流表的讀數(shù)同時(shí)接近滿刻度，滿足實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)量精度的要求，另外這種設(shè)計(jì)還要求克服電流表不能并聯(lián)這一思維定勢(shì)的影響.,感悟滲透應(yīng)用,設(shè)計(jì)電路的基本方法首先是選擇電路，然后再考慮電路連接問題.本題中，R1、R2、E、S、導(dǎo)線若干必須要選.問題出在是選用電流表(A2)還是選用電壓表