谈谈电学实验中设计型实验的归类

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摘 要：当今的教育是大力推行素质教育，在新课标的教学中更是要求学生学会自主探究，这在物理学科中的实验教学更为明显。而在中考实验的考查中，电学实验占有重要地位。这一方面是由于电学实验本身的重要性。另一方面是由于电学实验对知识的能力有更高的要求。本人就设计型实验根据实例进行具体的说明。

关键词：电学实验；设计型；归类

中图分类号：G630 文献标识码：A 文章编号：1003-2851（2011）03-0154-01

一、设计实用电路

在实际应用中，常常要选择不同的电路来满足不同的需要。

例1：从商店买来一支电烙铁，不焊接时感到温度太高。现想用一个开关和一个电阻把它改装成两档。使电烙铁单位时间的发热量或为原来的数值，或为原来的一半，让电烙铁处于保温状态。说明书上只写着额定电压为220v，没有其它参数指示。请你设计一个电路完成这项改装。要求：

（1）画出电路图

（2）导出所用电阻大小的计算式

分析解答：此题给出了实验的目的，要求改装电路。还给出了需要的器材：一个开关和一个电阻。电阻和电烙铁的连接只有两种方式，并联和串联。如果并联，在所接电压一定时，不可能使电烙铁在单位时间内发热量为原来的一半，因此电阻与电烙铁只能串联。要想使电烙铁单位时间内的发热量为原来的数值，必须使电烙铁两端的电压为额定电压，则只有把开关与电阻并联才能达到目的。综上所述可知：

（1）电路图应如下图所示。

（2）设电烙铁的电阻为R，所用电阻为R’。要R上消耗的功率为额定功率的一半，根据P=U２／R,可知，R两端的电压为U1=.由串联电路的特点可得R’两端的电压为U2=U-。进一步可得：==-1.R’=(-1)R

显然，要确定R’，必须先测出电烙铁的电阻R。

二、设计测量方法

这类题型一般是给出若干个实验器材，要求测量某个物理量，解答时首先要明确必须测哪些物理量才能直接或间接求得所要测量的物理量，然后再具体设计测量方法。解答这种题常有多种方法。

例2:手边有一个电池组，一个已知阻值为R0的电阻，开关和导线若干。要求只再使用2个电流表测量一个阻值未知的电阻Rx的阻值。

（1）在右框中画出测量的电路图。

（2）需要测量的物理量是 、（用符号表示）

（3）根据测量值可得Rx=

分析解答：要测量Rx的阻值，必须知道Rx两端的电压和通过Rx的电流，后者用电流表即可测得，前者借助电流表测出的数值和已知Ro可以得出，然后使Ro和Rx并联接入电路中，电压相等。本题也可以通过测量干路电流和通过Ro或Rx的电流来解决。

三、设计实验方案

设计实验方案和设计测量方法不同的是，不具体规定实验器材，实验时可以根据要求任意选择器材来设计实验方案。这种题一般没有确定的答案，从不同的角度着眼，可以有不同的方案。这类题常会考查发散性思维的能力和开发创造性的能力。解答时，应开阔思路，综合运用有关的知识。

例3：小明买了一个新型的手机电池，从铭牌上可知该电池的供电电压为3.7V，最大可连续供电电流为1A,但电池的两个电极旁只涂了两种不同颜色，并未标明“+”“-”极。小明想出了一种辨别电池正、负极的方法（如下表中方法一），现请你另外设计两种不同的实验方法（所用器材不限），辨别该电池的正、负极，并完成下表。

分析解答：这道题的解答可以利用电流的磁效应、用电流的化学效应、用电流表、用电压表、有学习无线电知识的还可以利用二极管的单向导电性等等。

四、设计实验步骤

这一类试题一般是给出实验原理公式，没有给出实验所需器材，要求学生根据此原理公式，推测应测出哪些物理量，需要哪些器材，设计实验步骤，然后运用测出的物理量推导出所求物理量的表达式。此种类型题目综合性较强，难度较大，对学生的动手操作能力要求相当高。

总之，这种题型对学生的要求很高，不仅学生要有牢固的基础知识，还要能够灵活运用所学的知识。不然，同学们碰到这种题目都是最头疼的。这就要求老师在平时教学中，不只是教给学生一些知识，更重要的是教会他们怎么学，如何运用，达到学以致用的目的。

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