初中物理控制变量法在探究性实验中应用

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1、初中物理控制变量法：1.某同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下：A.让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意做直线。在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针，发现小磁针静止时N极指向都与直线垂直；B.直线上任意关于导线对称两点处的小磁针N极指向相反；C.改变电流大小时，小磁针指向不变；D.通过查阅资料得知，通电长直导线外某点的磁场强弱与电流大小成正比，与这一点到直导线的距离成反比。⑴做实验时，纸板的俯视图如下，其中“”表示电流方向垂直纸面向外，小磁针涂黑部分为N极。请在右边探究过程纸板的俯视图上作出通电长直导线周围的磁感线分

2、布图。(分布图要能够反映不同位置处磁场的强弱和方向)。⑵若要验证某点磁场强弱与其到通电长直导线距离成反比的结论，应控制不变。⑶同一通电长直导线周围，离通电导线距离为r和2r的两点。磁场强弱的比值为。⑴如下图(2分)⑵电流大小（1分）⑶2∶1（1分）2、小华和小海同学为了探究导体中电流与电压的关系，他们用A、B两个导体进行实验，试验中多次改变导体两端的电压的大小，并将测量的数据记录在表一、表二中。分析比较实验序号1、2、3或4、5、6中的电流与电压变化的倍数关系，可得出的初步结论是：对同一导体，。分析比较实验序号3、5的数据，他们提出了猜想：在电压相同的情况下，通过不同导体的电流不相同。

3、Ⅰ为验证上述猜想，在已有表一、表二实验数据的基础上，小华重新预设了B导体两端的电压，并测出相应的电流值。小海分析了小华的测量数据后，认为小华的测量数据有问题，他为测量便修改了数据，如表三所示，你认为小海的修改数据的做法，理由是。Ⅱ为了达到验证上述猜想的目的，请结合表一、表二的实验数据，分析表三设计的不足之处：。（1）通过导体两端的电流与导体两端的电压成正比（2）不正确；数据应以实验测量为准，实验的误差不可避免；在选用导体B的情况下，与表一中不同导体对比，电压需要相同，应设1.2伏、2.4伏、3.6伏。表三没有相同电压。3．如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜

4、面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据．(1)此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。(2)请将上表中空格补充完整．(3)请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：结论一：___________________________________________________________。结论二：____________________________________________________________。（1）控制变量法（2）0.7560.984结论一：斜面的光滑程度相同时，斜面的倾斜角度越大（小），机械效率越高（低）结论二：斜面的倾斜高度相

5、同时，斜面的表面越粗糙（光滑），机械效率越低（高）4．通过物理知识的学习，同学们不难发现：（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。例如：在探究摩擦力与什么因素有关的实验中（如图17所示），用弹簧测力计拉动木块时，必须让木块在水平面上做运动，通过读取弹簧测力计上的示数可间接知道摩擦力的大小；又如，在研究“牛顿第一定律”的实验中（如图18所示），让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动，小车在水平方向上受力的大小可通过小车表现出来。图18图17（2）当要研究某个物理量与多个因素的关系时，一般要采用　　法。例如：在探究摩擦力与什么因

6、素有关的实验中，要研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变，同时保持接触面的粗糙程度不变。（1）匀速直线运动；在水平面上移动的距离的大小（或S的大小）（2）控制变量法；压力大小（或砝码的个数）。5.在探究斜面机械效率的试验中，小明提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想。（1）要测量斜面的机械效率，除了长木板和木块（如图所示）外，还需要的主要测量工具是刻度尺和。（2）在试验过程中，应沿斜面向上拉动木块，使其做运动。（3）要验证以上猜想，需要控制不变的因素有：。（4）斜面在我们生活中的应用有（只写出一条即可）。5（1）弹簧测力计（2）匀速直线（3）同一木块（4）盘山公路6．

7、小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水，进行如下图所示的实验探究，得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关．ＡＢＣＤ（1）通过Ａ、Ｂ两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的有关．（2）通过两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的温度有关．（3）小凡同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关，于是继续进行了如下探究：在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水（如右图）．结果发现甲图中水先蒸发完，于是他得出结论：水蒸发