高考物理学科热点问题讲座创新性实验的处理思.ppt

【典例导悟】在“用单摆测定重力加速度”的实验中，请从下列器材中选用所需器材，设计一个实验，粗略测出重力加速度g，并参照示例填写下表（示例的方法不能再用）。A.天平;B.刻度尺;C.弹簧秤;D.电磁打点计时器;E.带夹子的重锤;F.纸带;G.导线若干;H.铁架台;I.低压交流电源;J.低压直流电源;K.小车;L.螺旋测微器;M.斜面（高度可调，粗糙程度均匀） 【解析】此题是以测定重力加速度为目的，根据所给器 材灵活地选择方案，虽所用原理有别于教材上用单摆测 定重力加速度的原理，但都是我们所熟悉的。 答案：如下 再如，电阻的测量是高中物理实验中一个重要的问 题，其测量方法就有欧姆表估测法、伏安法、半偏法、 替换法等等，每一种方法所用原理和器材都有所区别， 只要所用的原理是我们所学的物理知识，能达到相同的 实验的目的，都是对学生实验的丰富和补充。 * * LOGO 创新性实验的处理思路 高中物理的创新性实验不是指原创性的发明创造，而是 指有利于培养学生创新意识和创新能力的实验。是以高 中物理学生实验为起点，从学生的认知结构出发,以原 有实验理论和方法作为切入点,对原有实验从实验条件、 实验对象、实验目的要求等方面进行实验创新，为学生 设计更多的可自由选择的实验项目。 在高中阶段创新性实验的处理思路主要有以下 几种： A通过实验仪器的拓展进行实验创新 1 A通过实验原理的拓展来进行实验创新 3 A通过实验数据处理方法的拓展来进行实验创新 2 【理论阐释】通过改变实验仪器进行设计创新是改变 高中物理学生实验中的实验仪器，从而改变了原有实 验的图景，产生了新情景的实验问题，达到实验创新 的目的。 一、通过改变实验仪器进行设计创新 【典例导悟】利用如图所示的一只电压表、一个电阻 箱和一个电键，测量一个电池组的电动势和内电阻。 画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接 成实验电路。用记录的实验数据写出电动势和内电阻 的表达式。 【解析】与学生实验相比，用电阻箱代替了电流表。 由于电压可测，由电压、电阻就可以算出电流。电 路和实物连接图如图所示： V 改变电阻箱阻值，读出两组外电阻和对应的路端电压值 R1、U1、R2、U2，根据闭合电路欧姆定律列出两种情况 下的方程， 解这个方程组可得E 和r ： 【理论阐述】不采用学生实验中的实验原理，用重新 设计出的实验方案（原理）来达到相同实验目的，从 而对原有实验进行创新。 二、通过改变实验的原理来进行实验创新 所选器材（只填器材序号） 简述实验方法（不要求写出具体步骤） 示例 B、D、E、F、G、H、I 安装仪器，接通电源，让纸带随重锤竖直下落。用刻度尺测出所需数据，处理数据，得出结果。 实验设计 所选器材 简述实验方法 实验设计 A、C、E 用弹簧秤称出带夹子重锤的重力大小G，再用天平测出其质量m，则g=G/m。 或 实验设计 B、D、F、G、I、K、M 安装仪器，接通电源，让纸带随小车一起沿斜面下滑。用刻度尺测出所需数据。改变斜面高度再测一次。利用两次数据，由牛顿第二定律算出结果。 二、通过改变实验数据的处理方法进行实验创新 【理论阐述】数据的基本处理方法有图象法和公式计 算法，两种方法各有优劣，但都能达到目的。通过改 变不同的数据处理方法来进行实验的创新方法。 【典例导悟】甲同学设计了如图所示的电路测电源电 动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源 E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量 程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99Ω)，单刀 单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。 ①先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变， ，读出电压表的示数U2，则电阻R1的表达式为R1＝ 。 ②甲同学已经测得电阻R1=4.8Ω，继续测电源电动势E 和电阻R2的阻值。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换 到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应 的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的 图线，则电源电动势E＝ V， 电阻R2＝ Ω。 ③利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电 源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换 到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的 电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的 图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2。这种做法 与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围____ （选填“较大”、“较小”或“相同”)，所以______ 同学的做法更恰当些。 【解析】在求电源的