专题十 设计性实验.doc

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1、专题十设计性实验命题趋势近几年，高考实验题发生了明显的变化，已跳出了课本分组实验的范围，不仅延伸到演示实验中，而且出现了设计型实验。关于试验能力提出了“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”，在理科综合《考试说明》中，更明确地把“设计和完成实验的能力”作为五个考试目标中的一个目标。在上海的高考试题中，设计型实验具有很好的测试效果。全国的高考试题中对实验的考查也在逐步转向设计型的实验，它必将是今后高考物理实验命题的热点。完整的设计一个实验，要经历多个环节，在实际考查中，一般不会考查全部环

2、节，而是只考查其中的几个环节，有的题目给出条件和实验器材，要求阐述实验原理；有的给出实验电路图，要求领会实验原理，确定需测物理量及计算公式；有的则要求考生根据操作步骤及测定的物理量判断出实验原理……虽然考查方式不尽相同，但目前高考中几乎所有的设计型实验题都有一个共同点，都是在给出实验器材的前提下进行考查的，而且都以不同方式或多或少的对实验原理作一定的提示。教学目标：1．通过专题复习，掌握设计性实验题的分析方法和思维过程，提高解答设计性实验题的能力。2．能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，

3、设计简单的实验方案并处理相关的实验问题教学重点：掌握设计性实验题的分析方法和思维过程，提高解答设计性实验题的能力。教学难点：能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：15一、知识概要中学的设计型实验一般要求考生根据题目提出的目的要求和给出的器材，设计出实验方案。这类题对考生的要求较高，要求考生能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，要求考生深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有

4、较强的创新能力。1．设计原则（1）正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。（2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流。（3）方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。（4）精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。2．设计思路实验设计可用下面的框图表示题目要求和给出的条件演示和分组实验的实验原理物理规律和原理基本仪器的使用知识需测物理量和所需器材

5、实验步骤数据处理实验原理解决设计型实验问题的关键是确定实验原理，它是进行实验设计的根本依据和起点，它决定应当测量那些物理量、如何安排实验步骤、如何处理数据等。实验原理的确定，要根据问题的要求和给出的条件，回顾分组实验和演示实验，寻找能够迁移应用的实验原理，或者回顾物理原理，寻找有关的物理规律，设法创设相关的物理情景，并根据已掌握的基本仪器核对是否能够测出必须测定的物理量。因此，掌握基本仪器的使用方法、基本的实验方法和基本物理原理是解答设计型实验题的基础。二、考题回顾151．（04年理综湖南卷22，18分）用

6、以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750Ω；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500Ω；滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关K，导线若干。（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。（3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量

7、和测得量表示Rx的公式为Rx=_________________。解：（1）如图或（2）（3）15或2．（2000年全国高考卷）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，并能测出多组数据。器材（代号）规格电流表（A1）量程10mA、内阻r1待测（约40Ω）电流表（A2）量程500μA、内阻r2=750Ω电压表（V）量程10V、内阻r3=10kΩ电阻（R1）阻值约为100Ω、做保护电阻用滑动变阻器（R2）总阻值约为50Ω电源（E）电动势1.5V、内阻

8、很小开关（S2）、电线若干（1）画出电路图，标明所用器材的代号。（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：。解答：（1）如下图所示的两个图中任一个均可（2），I1、I2分别表示通过电流表A1和A2的电流，r1、r2分别是它们的电阻。分析：题中直接判定必选的器材是电池E，电键K，导线若干。由A1量程是10mA，r1约为40Ω，E是电动势1.5V，可判定必须再选电阻R1，滑动变