實驗題的解答要領

尹明德

綜觀歷年高考實驗題，其特點是：側重對題給實驗方案的理解，而不是真正意義上的設計；多為教材實驗方案的組合和變通，而不是課外陌生內容（如測歐姆表的電動勢和內阻，用平拋運動研究彈性勢能，安裝一個多用電表）；實驗器材都是常見的、熟悉的，實驗方案是新穎的；重視物理量關系的推導（理解原理）；重視結合圖象分析論證，體現基本技能要求，不過分追新而超出《考試綱要》的范圍.

按理說，實驗題中的敘述、儀器、圖象具有提示性，學生答題得分率應該高，但事與愿違！究其原因是學生未掌握實驗題的解題要領，撰文將從以下五個方面加以論述.

一、弄清儀器所測物理量

實驗題中的已知量都得用儀器的讀數來表示，所以一定要熟悉刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等常規儀器，了解這些儀器的結構、性能、工作原理、安全使用方法、注意事項、準確讀數（估計方法，有效數據）和使用后如何保管等，對測量儀器的使用和讀數不僅是中學物理實驗教學的基本要求之一，也是高考實驗考查的熱點之一.

儀器的讀數規則：有效數字的最后一位要與讀數誤差所在的一位取齊，因而測量誤差出現在哪一位，讀數就讀到哪一位.中學階段一般可根據測量儀器最小分度來確定讀數誤差出現的位置.對于常用儀器可以按下述方法讀數.

二、弄清實驗目的和原理

實驗目的（要測量的物理量）往往在敘述中比較明確，如測量某電阻的阻值、測定金屬的電阻率、測量電源電動勢和內阻等；但題設儀器常不能直接測量，所以要從課本中的基本實驗原理出發，結合題給器材能直接測量出來的物理量（相當于計算題中的已知量），沿著知此如何到彼的思路和物理規律，設計簡便（操作簡單、少用器材）、準確、節能或減損（或控制不損）的實驗方法，結合物理量間的聯系，推導出用所有直接讀數來表示題設測量值的表達式，同時借助物理概念或量綱來表示其單位（能檢查正誤）；最后再進行實驗誤差來源的分析，如有幾種可行方案，則選誤差最小、使用器材最少的.如多用表的使用，就要弄清：

（1）多用電表的結構

多用電表的外形如圖2（甲）所示，它的上半部為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等各種量程的刻度；下半部為選擇開關，它的四周刻著各種測量項目和量程，另外，還有歐姆表的調零旋鈕、機械調零旋鈕和測試筆的插孔.

（2）雙手捏住兩表筆金屬桿，則人與電阻會形成并聯電路，導致測量值偏小，故A選項錯誤.若發現指針偏離中央刻度過大，則必須增大或減小倍率，使指針在表盤中央附近，故B選項錯誤.選擇倍率為“×10”，故若指針位于20與30正中間，則測量值應大于200Ω，故C選項錯誤，本題選D.

三、弄清數據的處理方法

要達到實驗目的，準確是最重要的原則：每次讀數相對誤差要小；設計方案中系統誤差要小；數據處理使偶然誤差要小——算術平均值法或圖象法，做到盡量多用記錄數據、排除誤差最大的個別數據；作圖象時，若物理量間為線性關系則是直線，須使該直線盡量經過大多數點，且直線兩側分布均勻，個別離直線最遠的點，其誤差最大，計算時須舍取，若物理量間為非線性關系則是曲線，因物理過程在人的生存環境中大多是不能突變的，故要光滑或平滑（數學上不能有拐點——即一點一斜率）連接，即無論曲直，線是連續的，有些反比例關系——曲線，只要把某物理量變成倒數，則成為正比例關系——直線，這就是曲化直思想.

四、弄清誤差的形成原因

實驗誤差在所難免，只能相對減小，實驗過程中由于人為活動、環境變化等突發性因素造成的誤差——偶然誤差（時而偏大，時而偏小），可以通過嚴格的實驗操作規程和快速完成來減小，也可通過求平均值或作圖象來減小；但實驗方法、儀器本身造成的系統誤差（單方向的偏大或偏小），往往要通過選擇最優方案來減小，由于高考評分要標準化，故考題中常考查系統誤差.

五、強化創新能力的養成

對于探究性實驗，中學階段主要是探究某一物理規律是否成立或物理量之間存在何種關系，如“研究勻變速直線運動”、“探究彈力和彈簧伸長的關系”、“探究動能定理”、“描繪小電珠的伏安特性曲線”等，針對這類試題，在平時學習中，要注意不斷培養發散思維能力，要根據題設裝置和實驗目的入手，全方位思考如何做實驗--方法、步驟及注意事項，經過對數據的篩選（猜想--不是亂想，而是注重物理概念和規律的啟發性和提示性）、論證、分析，才能得出結論.

綜觀歷年高考實驗題，其特點是：側重對題給實驗方案的理解，而不是真正意義上的設計；多為教材實驗方案的組合和變通，而不是課外陌生內容（如測歐姆表的電動勢和內阻，用平拋運動研究彈性勢能，安裝一個多用電表）；實驗器材都是常見的、熟悉的，實驗方案是新穎的；重視物理量關系的推導（理解原理）；重視結合圖象分析論證，體現基本技能要求，不過分追新而超出《考試綱要》的范圍.

按理說，實驗題中的敘述、儀器、圖象具有提示性，學生答題得分率應該高，但事與愿違！究其原因是學生未掌握實驗題的解題要領，撰文將從以下五個方面加以論述.

一、弄清儀器所測物理量

實驗題中的已知量都得用儀器的讀數來表示，所以一定要熟悉刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等常規儀器，了解這些儀器的結構、性能、工作原理、安全使用方法、注意事項、準確讀數（估計方法，有效數據）和使用后如何保管等，對測量儀器的使用和讀數不僅是中學物理實驗教學的基本要求之一，也是高考實驗考查的熱點之一.

儀器的讀數規則：有效數字的最后一位要與讀數誤差所在的一位取齊，因而測量誤差出現在哪一位，讀數就讀到哪一位.中學階段一般可根據測量儀器最小分度來確定讀數誤差出現的位置.對于常用儀器可以按下述方法讀數.

二、弄清實驗目的和原理

實驗目的（要測量的物理量）往往在敘述中比較明確，如測量某電阻的阻值、測定金屬的電阻率、測量電源電動勢和內阻等；但題設儀器常不能直接測量，所以要從課本中的基本實驗原理出發，結合題給器材能直接測量出來的物理量（相當于計算題中的已知量），沿著知此如何到彼的思路和物理規律，設計簡便（操作簡單、少用器材）、準確、節能或減損（或控制不損）的實驗方法，結合物理量間的聯系，推導出用所有直接讀數來表示題設測量值的表達式，同時借助物理概念或量綱來表示其單位（能檢查正誤）；最后再進行實驗誤差來源的分析，如有幾種可行方案，則選誤差最小、使用器材最少的.如多用表的使用，就要弄清：

（1）多用電表的結構

多用電表的外形如圖2（甲）所示，它的上半部為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等各種量程的刻度；下半部為選擇開關，它的四周刻著各種測量項目和量程，另外，還有歐姆表的調零旋鈕、機械調零旋鈕和測試筆的插孔.

（2）雙手捏住兩表筆金屬桿，則人與電阻會形成并聯電路，導致測量值偏小，故A選項錯誤.若發現指針偏離中央刻度過大，則必須增大或減小倍率，使指針在表盤中央附近，故B選項錯誤.選擇倍率為“×10”，故若指針位于20與30正中間，則測量值應大于200Ω，故C選項錯誤，本題選D.

三、弄清數據的處理方法

要達到實驗目的，準確是最重要的原則：每次讀數相對誤差要小；設計方案中系統誤差要小；數據處理使偶然誤差要小——算術平均值法或圖象法，做到盡量多用記錄數據、排除誤差最大的個別數據；作圖象時，若物理量間為線性關系則是直線，須使該直線盡量經過大多數點，且直線兩側分布均勻，個別離直線最遠的點，其誤差最大，計算時須舍取，若物理量間為非線性關系則是曲線，因物理過程在人的生存環境中大多是不能突變的，故要光滑或平滑（數學上不能有拐點——即一點一斜率）連接，即無論曲直，線是連續的，有些反比例關系——曲線，只要把某物理量變成倒數，則成為正比例關系——直線，這就是曲化直思想.

四、弄清誤差的形成原因

實驗誤差在所難免，只能相對減小，實驗過程中由于人為活動、環境變化等突發性因素造成的誤差——偶然誤差（時而偏大，時而偏小），可以通過嚴格的實驗操作規程和快速完成來減小，也可通過求平均值或作圖象來減小；但實驗方法、儀器本身造成的系統誤差（單方向的偏大或偏小），往往要通過選擇最優方案來減小，由于高考評分要標準化，故考題中常考查系統誤差.

五、強化創新能力的養成

對于探究性實驗，中學階段主要是探究某一物理規律是否成立或物理量之間存在何種關系，如“研究勻變速直線運動”、“探究彈力和彈簧伸長的關系”、“探究動能定理”、“描繪小電珠的伏安特性曲線”等，針對這類試題，在平時學習中，要注意不斷培養發散思維能力，要根據題設裝置和實驗目的入手，全方位思考如何做實驗--方法、步驟及注意事項，經過對數據的篩選（猜想--不是亂想，而是注重物理概念和規律的啟發性和提示性）、論證、分析，才能得出結論.

綜觀歷年高考實驗題，其特點是：側重對題給實驗方案的理解，而不是真正意義上的設計；多為教材實驗方案的組合和變通，而不是課外陌生內容（如測歐姆表的電動勢和內阻，用平拋運動研究彈性勢能，安裝一個多用電表）；實驗器材都是常見的、熟悉的，實驗方案是新穎的；重視物理量關系的推導（理解原理）；重視結合圖象分析論證，體現基本技能要求，不過分追新而超出《考試綱要》的范圍.

按理說，實驗題中的敘述、儀器、圖象具有提示性，學生答題得分率應該高，但事與愿違！究其原因是學生未掌握實驗題的解題要領，撰文將從以下五個方面加以論述.

一、弄清儀器所測物理量

實驗題中的已知量都得用儀器的讀數來表示，所以一定要熟悉刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等常規儀器，了解這些儀器的結構、性能、工作原理、安全使用方法、注意事項、準確讀數（估計方法，有效數據）和使用后如何保管等，對測量儀器的使用和讀數不僅是中學物理實驗教學的基本要求之一，也是高考實驗考查的熱點之一.

儀器的讀數規則：有效數字的最后一位要與讀數誤差所在的一位取齊，因而測量誤差出現在哪一位，讀數就讀到哪一位.中學階段一般可根據測量儀器最小分度來確定讀數誤差出現的位置.對于常用儀器可以按下述方法讀數.

二、弄清實驗目的和原理

實驗目的（要測量的物理量）往往在敘述中比較明確，如測量某電阻的阻值、測定金屬的電阻率、測量電源電動勢和內阻等；但題設儀器常不能直接測量，所以要從課本中的基本實驗原理出發，結合題給器材能直接測量出來的物理量（相當于計算題中的已知量），沿著知此如何到彼的思路和物理規律，設計簡便（操作簡單、少用器材）、準確、節能或減損（或控制不損）的實驗方法，結合物理量間的聯系，推導出用所有直接讀數來表示題設測量值的表達式，同時借助物理概念或量綱來表示其單位（能檢查正誤）；最后再進行實驗誤差來源的分析，如有幾種可行方案，則選誤差最小、使用器材最少的.如多用表的使用，就要弄清：

（1）多用電表的結構

多用電表的外形如圖2（甲）所示，它的上半部為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等各種量程的刻度；下半部為選擇開關，它的四周刻著各種測量項目和量程，另外，還有歐姆表的調零旋鈕、機械調零旋鈕和測試筆的插孔.

（2）雙手捏住兩表筆金屬桿，則人與電阻會形成并聯電路，導致測量值偏小，故A選項錯誤.若發現指針偏離中央刻度過大，則必須增大或減小倍率，使指針在表盤中央附近，故B選項錯誤.選擇倍率為“×10”，故若指針位于20與30正中間，則測量值應大于200Ω，故C選項錯誤，本題選D.

三、弄清數據的處理方法

要達到實驗目的，準確是最重要的原則：每次讀數相對誤差要小；設計方案中系統誤差要小；數據處理使偶然誤差要小——算術平均值法或圖象法，做到盡量多用記錄數據、排除誤差最大的個別數據；作圖象時，若物理量間為線性關系則是直線，須使該直線盡量經過大多數點，且直線兩側分布均勻，個別離直線最遠的點，其誤差最大，計算時須舍取，若物理量間為非線性關系則是曲線，因物理過程在人的生存環境中大多是不能突變的，故要光滑或平滑（數學上不能有拐點——即一點一斜率）連接，即無論曲直，線是連續的，有些反比例關系——曲線，只要把某物理量變成倒數，則成為正比例關系——直線，這就是曲化直思想.

四、弄清誤差的形成原因

實驗誤差在所難免，只能相對減小，實驗過程中由于人為活動、環境變化等突發性因素造成的誤差——偶然誤差（時而偏大，時而偏小），可以通過嚴格的實驗操作規程和快速完成來減小，也可通過求平均值或作圖象來減小；但實驗方法、儀器本身造成的系統誤差（單方向的偏大或偏小），往往要通過選擇最優方案來減小，由于高考評分要標準化，故考題中常考查系統誤差.

五、強化創新能力的養成

對于探究性實驗，中學階段主要是探究某一物理規律是否成立或物理量之間存在何種關系，如“研究勻變速直線運動”、“探究彈力和彈簧伸長的關系”、“探究動能定理”、“描繪小電珠的伏安特性曲線”等，針對這類試題，在平時學習中，要注意不斷培養發散思維能力，要根據題設裝置和實驗目的入手，全方位思考如何做實驗--方法、步驟及注意事項，經過對數據的篩選（猜想--不是亂想，而是注重物理概念和規律的啟發性和提示性）、論證、分析，才能得出結論.