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08高考物理设计性实验复习专题 命题趋势 近几年，高考试卷中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。考试大纲不仅要求考具备扎实的基础知识，能综合应用知识解决实际问题，而且还提出“能根据要求灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题”，在物理科《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。 在近两年的江苏高考试题中，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，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题 教学内容： 一、什么是设计性物理实验 设计性物理实验，是依据课本中已经出现过的物理实验的基本原理、所使用的基本器材、以及在这些实验中学过的有关方法等，根据提供有关的实验器材以及实验要求，去设计一些新的实验方案，并按照实验设计方案及要求，完成实验有关内容。 二、设计性实验的设计原则 (1)合理性原则：:实验方案所依据的原理应当符合物理学的基本原理，实验装置或电路能够圆满完成实验的要求。 (2)安全性原则：实验进行的过程中不会对实验装置和器材造成损坏，不会对人身造成危害。如每个电路元件上的电流、电压、电功率不超过元件的额定值，电源的电流不能超过电源允许输出的最大电流，电压表、电流表不能超过其量程。 (3)准确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。对各种电表，一般要求它的实际读数不小于量程的2／3，使用欧姆表进尽可能使指针在中心刻度附近；为减少测量的影响，应选择内阻较小的电流表和内阻较大的电压表。 (4)方便性原则：实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它有阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。 三、设计思路 实验设计过程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 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 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。 四、例题精选 例1、将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表 G G G G G G(1)利用如图所示的电路测量电流表 的内阻(图中电源的电动势E=4V ) ：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R 不变，调节R′，使电流表指针偏转到满刻度的2／3，读出此时R′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值Rg= 　　　　　Ω G G (2)将该表改装成量程为3V 的电压表，需　　　　　（填“串联”或“并联”）阻值为R0= 　　　　　　　Ω的电阻。 (3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在答题卡上画出实验电路图和实物连 接图。 【析与解】此题虽然不是半偏法，但与半偏法的原理相似，电流表指针为2／3，说明流过R′的电流是1／3，因此由并联电路的分流关系可得电流表的电阻为R′的电阻的一半。电流表改装成电压表时应串联一个分压电阻R分=(U-Ig*Rg) ／Ig=9900Ω。改装后的电压表在校表时应把滑动变阻器接成分压式接法。 【答案】（1）100 （2）串联 9900 （3） 【小结】1.本题属设计性实验，它用到的原理和电路的选择均源于学生实验。考题中的设计性实验涉及到的原理和实验