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《初中物理实验探究方法》专题复习一、控制变量法控制变量法就是把一个多因素影响某一物理量的问题，通过控制某几个因素不变，只让其中一个因素改变，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。例1、如图，在“探究电路中电流、电压、电阻之间的关系”时，为了弄清电流与电压间的关系，要保持______不变，通过调节_______________方法改变__________两端的电压。可以得出结论：在_________一定时，电流跟_______成_____比。方法的应用：1．研究滑动摩擦力与压力和接触面之间的关系。2．研究压力的作用效果与压力和受力面积的关系。3．研究液体的压强与液体密度和深度的关系。4．研究物体的动能与速度和质量的关系。5．研究物体的势能与质量和高度的关系。6．研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系。7．研究导体中电流与导体两端电压、导体电阻的关系。8．研究导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积的关系。9．研究电流产生的热量与导体中电流、电阻和通电时间的关系。10．研究电磁铁的磁性与线圈匝数和电流大小的关系。11．研究的蒸发快慢与液体温度、液体表面积和液体上方空气流动快慢的关系二、转换法通过看得见的现象反映看不见本质，这种转换的方法是研究物理的重要方法。转换法也可以用容易测出的物理量表示不易测出的物理量或把不易观察到的现象放大。例2、(09天津)如图是奥斯特曾经做过的实验，观察比较甲、乙两图，可得实验结论是______________________；观察比较乙、丙两图，可得实验结论是______________________。方法应用：1．判断有无电流。我们可看电路中灯泡是否发光来确定．即根据电流的效应来判断。2．分子运动看不见，摸不着，不好研究，但可以通过研究扩散现象认识它。3．磁场运动看不见，摸不着，判断磁场是否存在时，用小磁针放在其中，看它是否转动来确定。4．判断电磁铁磁性强弱时，用电磁铁吸引大头针的多少来确定。5．在研究电热与电阻关系的实验中，电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测和比较，而我们通过转换为可看见的现象，从而推导出哪个电阻放热多。6．在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小。7．利用乒乓球的弹跳将音叉的振动放大。AVRR’8．用用温度计测温度，是利用里面液体热胀冷缩改变的体积来反映温度高低。三、实验推理法有一些物理现象，由于受实验条件所限，无法直接验证，需要我们先进行实验，再进行合理推理得出正确结论。实验推理法以事实为基础，以实验为原形。例3、如图是老师把电铃扣在钟罩里并让其发声，我们可听到清脆的铃声。当老师用抽气机抽掉钟罩里的空气时，我们发现，随着钟罩里的空气逐渐变少，铃声逐渐变________，因此我们可推理得出结论：________________________。但坐在前排的小明一直都听到了钟罩里传出来的铃声，其原因可能是______________________________。方法应用1．研究牛顿第一定律。2．研究真空中能否传声。3．“在自然界中只存在两种电荷”这一重要结论，是在实验的基础上进行推理得出来的。四、等效替代法在保证效果相同的前提下，将复杂的问题变换成简单的模型进行分析和研究的思维方法。例4、如图所示，虚线框内有两个阻值分别为5Ω、10Ω的电阻，小明同学想了解其连接方式，于是用3V的电源、电流表和开关进行了检测，闭合开关后，测得电流表的读数为0.2A。则两个电阻的连接方式是_________。若要增大电流表的读数，可以采取的措施有__________________________________。方法应用：1．在力的合成与分解中，合力与分力的作用效果相同。2．在电路中，若干个电阻，可以等效为一个合适的电阻，反之亦可．如等效电路、串并联电路的等效电阻，都利用了等效的思维方法。3．曹冲称象中用石块等效替换大象，效果相同。4．在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同的蜡烛，其中—根等效另一根的像。5．用加热时间来替代物体吸收的热量。6．用自行车轮测量跑道的长度；跑道较长，无法直接测量，就用滚轮法处理：轮子的周长乘以圈数即为跑道的长度。五、类比归纳法根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。类比方法可以帮助理解较复杂的实验和较难的物理知识,有效地揭示自然界的各种秘密。例5、学生学习电学知识时，在老师的引导下，联想到如图3所示的力学实验现象，进行比较找出相类似的规律，其中不正确的是（）A.水压使水管中形成水流；类似地，电压使电路中形成电流B.抽水机是提供水压的装置，类似地，电源是提供电压的装置C.抽水机工作时消耗水能，类似地，电灯发光时消耗电能D.水流通过涡轮时，消耗水能转化为涡轮的动能；类似地，电流通过电灯时，消耗电能转化为内能和光能方法应用：1．研究电流时用水流类比电流。2．用‘‘水压’’类比‘‘电压’’。3．用抽水机类比电源。4．研究做功快慢时与运动快慢进行类比等。5．用弹簧连接的小球类比存在着相互作用力的分子。其实还有很多其它方法：图象法，比较法，模型法等。练习：1、如上图所示是研究导体的电阻跟哪些因素有关的实验装置。木板上有两条长度与横截面积均相等的金属丝。AB是镍铬合金丝，CD是锰铜丝。这个实验装置可以探究导体的电阻与______是否有关。如果将金属丝CD换为镍铬合金丝，其长度等于金属丝AB的二分之一，横截面积与金属丝AB相等，那么这个实验装置可探究导体电阻与是否有关。2、(09济宁)为了探究声音的响度与振幅的关系，小明设计了如图所示的几个实验。你认为能够完成这个探究目的的是（）3、分子运动看不见、摸不着，不好研究，但科学家可以通过墨水扩散现象去认识它.下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是（）A．利用磁感应线去研究磁场问题B．电流看不见、摸不着，判断电路中是否存在电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定C．研究电流与电压、电阻关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系，然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系D．研究电流时，将它比做水流4、在下列各物理量的研究中使用相同物理方法的是（）（1）研究压力的作用效果与压力大小、受力面积大小的关系；（2）5Ω与10Ω的电阻串联在电路中与一个15Ω的电阻在同一电路中的效果相同；（3）使用电流表测量电流时要选择合适的量程；（4）“曹冲称象”所采用的物理方法。A．（1）与（2）B．（2）与（3）C．（1）与（4）D．（2）与（4）5、在物理实验中常用到等效替代法。例如将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻，在其他条件不变的情况下，该支路中电流不变，说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的，所以可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻。在用如图所示电路测量未知电阻的实验中，用的就是等效替代法。其中Rx是待测电阻（阻值大约几百欧），R是滑动变阻器，R0是电阻箱（电阻箱的最大电阻值大于Rx。）（1）请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐。①按电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大。②闭合开关S1前，滑片P置于______端。（选填“a”或“b”）③闭合开关S1。④闭合开关__________，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I。⑤先断开开关_________，再闭合开关_______，保持________的电阻不变，调节____，使电流表的示数仍为I。（2）在此实验中，若将电流表改为电压表，其他器材不变，在下面画出用等效替代法测量Rx电阻的实验电路图。（要求所设计的电路在连接好后，只能通过开关改变电路连接情况）6、（09常德）小华总结两年来所做的物理探究实验发现：（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。甲探究摩擦力与什么因素有关乙探究动能的大小与什么因素有关甲实验是让木块在水平面上做____________运动，通过读取弹簧测力计上的示数间接知道摩擦力的大小；乙实验中小球A动能的大小是通过观察比较物块B____________________反映出来的。（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用___________法。甲实验研究滑动摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变_________________，同时保持接触面的粗糙程度不变；乙实验研究小球A动能的大小与速度的关系就要多次改变__________________的大小，同时控制小球A的_________不变。7、为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明以电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如右图所示的简易实验。(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过_____________________来显示电磁铁磁性的强弱。(2)连接好电路，使变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，观察到图（a）所示的情景；接着，移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图（b）所示的情景.比较图（a）和（b），可知______图中的电流较小，从而发现，通过电磁铁的电流越_____(填“大”或“小”)磁性越强。(c)(a)(b)（3）如图（c），将导线绕在两枚铁钉上,构成两个简易电磁铁串联的电路。从图（c）的情景看出，在__________相同的情况下，线圈的匝数越________（填“多”或“少”）磁性越强。