2.本题实质也可以看伏安法电阻的变形。由于电流表A2的电阻为已知,可由电流表读数和电流表A2的电阻计算出电压,即把电流表A2当做电压表使用,由此电压和电流表A1的读数也可以测量出电流表A1的电阻。同理在已知电压表内阻的情况下,也可以求出流过电压表的电流,即把已知电阻的电压表当作电流表使用。

例3.如图所示,水平桌面上固定着斜面体A,有小铁块B。斜面体的斜面是曲面,由其截面图可以看出曲线下端刚好在桌子边沿,并且其切线是水平的。现提供的实验测量工具只有:天平,直尺。其他的实验器材可根据实验需要自选。现要设计一个实验,测出小铁块B自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中,摩擦力对小铁块B做的功,请回答下列问题:

(1)除提供的器材外,还需选用的器材是________________。

(2)简要说明要测量的物理量及表示符号________________。

(3)写出实验结果的表达式(重力加速度已知)________________。

[析与解]物体由曲面顶端下滑到底端的过程中,只有重力和摩擦力做功,二力做功的

代数和等于物体动能的变化量,因此只要测出物体下滑过程中重力的功WG=mgh ,利用平抛运动的有关知识测出物体滑到曲面底端时的速度为v,可得Ek=mv2 /2,再利用动能定理: WG-Wf= mv2 /2,即可求出摩擦力的功Wf = WG-mv2 /2 ,因此本题答案如下:

(1)白纸、复写纸、重锤

(2)斜面高度h,B的质量m,桌面到水平地面的高度H,B离开桌面它的水平飞行距离s

(3)mgh-mgs2/(4H)=mg(4Hh-s2) /(4H)

[小结]本题中物体A下滑至曲面时速度的测量是本题的解题关键,解题中运用了“转换”的思想方法,把不易测量的速度借助已有的经验来进行测量。要提高设计实验能力,必须认真体会物理教材上的实验思想,其实物理教材蕴含大量的实验设计方法。将某些不易显示、不易直接测量的物理量转化为易于显示、易于测量的物理量的方法称为转换法(间接测量法)。物理中的转化思想是设计性实验的一个基本思想。

设计性实验题把能力考查提高到前所未有的高度,面对设计性实验题,学生往往有“满山是石头,无处下锄头”之感。但是,科任老师如能指导学生做好基本的实验原理、方法、仪器的复习,同时重点讲授实验的设计思路,提高了学生实践和创新能力,学生处理设计性实验题时,自然会抽丝剥茧,水到渠成。

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