爱华网河南高级教师 李仲旭
第2讲"以静制动”巧解实验题!
1．明确考查的知识范围
现在的物理实验题涉及力学、电(场、路)磁(场、感)学等知识。尽管题目千变万化，但通过仔细审题，都能直接地判断出命题人想要考查的知识点和意图。
2．看清实验题图
实验题一般配有相应的示意图、实物图，目的是告知实验仪器(或部分)及其组装情况，让考生探究考查意图。认识这些器材在实验中所起的作用，便能初步勾画实验过程。
3．捕捉并提取信息
试题总是提供诸多信息再现实验情景，因此，解答时必须捕捉并提取有价值的信息，使问题迎刃而解。一般需要关注如下信息：
(1)新的概念、规律、公式
一些新颖的非学生实验题、陌生的新知识(概念公式)应用题、新规律验证题，都会为我们提供信息。要在阅读理解的基础上提取有用信息为解题服务。
(2)新的表格数据
通过解读表格，了解实验测量的物理量，根据表格中的数据，判断相关物理量之间的关系。如正比例、反比例关系，平方还是开方关系，或者是倒数关系。根据数据描点作图可以直观反映实验的某种规律。
(3)新的物理图像
实验题本身提供物理图像，但这些图像平时没有接触过，关键要明确图像的物理意义，才能正确分析实验问题。
类型一、基本仪器的使用
此类题考查常用仪器的结构、使用、读数问题，属于送分题。对读数问题是否要估读，对有效数字的位数和给定的单位要特别留心，为此要熟练掌握各种测量仪器的使用方法及读数规则。
【调研1】图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(填“A”、“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________mm
[解析]测钢笔帽的内径时应该用游标卡尺的内测脚A，示数大小为d＝11 mm＋0.05 mm×6＝11.30 mm。
[答案]A11.30(11.25或11.35均正确)
[题后感悟]
仪器的估读原则
(1)毫米刻度尺读数中，必须估读到毫米的十分位。
(2)螺旋测微器读数中，必须估读到毫米的千分位，因此螺旋测微器又叫千分尺。
(3)游标卡尺有三种精度，0.1 mm精度(游标尺10个格)，以mm为单位，读数中小数点后面有一位，0.05 mm和0.02 mm精度(游标尺20个格和50个格)，以mm为单位，读数中小数点后面有两位。
(4)多用电表的欧姆挡，刻度不均匀，结果只取两位有效数字，别忘记读取的数值乘以倍率。
[巧学巧练]
【巧练1】．测金属电阻率实验：
(1)测长度时，金属丝的起点、终点位置如图(a)，则长度为：________ cm。
(2)用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图(b)，则直径为：________ mm。
(3)用多用电表“×1”欧姆挡估测其电阻，示数如图(c)，则阻值为：________ Ω。
解析：(1)金属丝的长度为70.50 cm－10.00 cm＝60.50 cm。
(2)金属丝的直径为1.5 mm＋0.01 mm×48.0＝1.980 mm。
(3)金属丝的电阻为5.0Ω。
答案：(1)60.50(60.48～60.52均正确) (2)1.980(1.979或1.982均正确) (3)5.0(5也正确)
【巧练2】在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：
用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次，求出其平均值l。其中一次测量结果如图a所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为________ cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d。其中一次测量结果如图b所示，图中读数为________ mm。
解析：金属丝的长度为241.0 mm＝24.10 cm(24.08～24.12均正确)，金属丝的直径为0.5 mm＋0.01 mm×1.8＝0.518 mm(0.517或0.519均正确)。
答案：24.10(24.08～24.12均正确) 0.518(0.517或0.519均正确)
类型二、常规实验题
此类题主要考查教材基本实验的原理设计、器材选择、实验操作、数据处理、误差分析。要做好这类实验题，要把主要精力放在教材实验上，从基本仪器的使用方法，基本实验原理，基本实验操作和实验细节，实验步骤的排序、纠错、补漏，实验数据的分析处理和误差分析，电学实验的连线、纠错，画电路图等全方位理解和掌握。
【调研2】在“探究小灯泡的伏安特性”实验中，所用器材有：灯泡L、量程恰当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡两端电压从零开始变化。
(1)实验中滑动变阻器应采用________(填“分压”或“限流”)式接法。
(2)某同学已连接如图甲所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正。
A______________________________；
B______________________________。
(3)电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线如图乙中Ⅰ和Ⅱ所示，然后将灯泡L1、L2与电池组(电动势和内阻均恒定)连成图丙所示电路。多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0.30 A和0.60 A。
①在图乙中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。
②由该曲线可知电池组的电动势为________ V，内阻为________ Ω。(取两位有效数字)
[解析](1)测灯泡伏安特性曲线要求电压从零调起，故滑动变阻器必须采用分压式接法。
(2)错误一：在连接线路时必须将每个开关断开，而图中是闭合的。错误二：连好线路后在闭合开关前需要将分压滑动变阻器调到待测电路两端电压为零的一端，以保护电源和电表，在图中滑动触头应是在b端。
(3)过两灯泡伏安特性曲线上的点(0.30 A,3.8 V)和点(0.60 A,3.0 V)画直线即得到电池组的伏安特性曲线，如图所示。由电池组伏安特性曲线的纵截距得E＝4.6V，由斜率可得r＝（3.8-3.0）/(0.6-0.3)Ω≈2.7 Ω。
[答案](1)分压 (2)见解析 (3)①见解析图 ②4.6 2.7(2.6～2.8均正确)
[巧学巧练]
类型三、创新探究型实验题
此类实验重在考查实验基本原理和思想方法的迁移应用，特点是“源于教材，但又高于教材”。要做好这类题，首先要审清题意，明确实验目的，联想和迁移应用相关实验原理。
【调研3】硅光电池在无光照时不产生电能，可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点)，探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表V1量程选用3 V，内阻为6.0 kΩ；电压表V2量程选用15 V，内阻约为30 kΩ；R0为保护电阻；直流电源电动势E约为12 V，内阻不计。
(1)根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路。
(2)用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S，调节变阻器R，读出电压表V1、V2的示数U1、U2。
①某次测量时，电压表V1示数如图丙所示，则U1＝________ V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为________ mA(保留两位小数)；
②该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9组U1、U2数据，算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(表中“－”表示反向)，并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系，标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点，并绘出Ix-Ux图线；
③由Ix-Ux图线可知，硅光电池无光照下加反向电压时，Ix与Ux成________(填“线性”或“非线性”)关系。
[题后感悟]
探究型实验题通常可分为两类：第一类为通过实验和实验数据的分析得出物理规律，第二类给出实验规律，让你选择实验仪器，设计实验步骤，并进行数据处理。第一类必须在实验数据上下工夫，根据数据特点，掌握物理量间的关系，得出实验规律；第二类必须从已知规律入手，正确选择测量的物理量，根据问题联想相关的实验模型，确定实验原理，选择仪器设计实验步骤，记录实验数据并进行数据处理。
[巧学巧练]
