九年级设计实验专题.docVIP

2015年北京中考设计实验专题训练 白志安 一、实验设计是实验探究的核心，解答这类题目的关键包括思路与表达两个方面。 1、实验设计的基本思路如下： 明确问题中的自变量、因变量和控制变量 a.自变量（原因变量）：实验中有目的的改变的变量。 b.因变量（结果变量、函数）：随自变量的改变而变化的变量。 c.控制变量： 除自变量外还有其它变量影响结果变量，为了研究结果变量如何随自变量的改变而变化，自变量改变时需要保持其它变量保持不变，这些需要控制使其保持不变 的变量叫控制变量。 操作各种变量，选择控制技术 确定实验所需要的材料和器材，设计实验步骤 设计数据记录表 实验设计的表达可以有多种形式，但必须抓住以下核心要点: (1)把要点表达清楚： a.自变量是怎样改变的 b.自变量是怎样测量的 c.因变量是怎样测量的 d.控制变量是怎样控制的 （2）证明规律的过程采分点：包括画出实验原理图、仪器的调节、多次测量（体现自变量、因变量、控制变量）、记录数据、写出计算公式、设计表格等等。而在记录数据中，记录的量有直接测量量、间接测量量，甚至还有计算量。 二、题型分析 1、串联式 例题1、实验室有如下器材：满足实验要求的电源一个、电压表一块、电阻箱（电路图符号 ）一个、阻值分别为1Ω～15Ω的已知定值电阻多个、开关一个和导线若干。小阳想利用其中的大部分器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻两端的电压与该电阻的阻值成正比”。请画出实验电路图，写出实验步骤，设计出实验数据记录表。 【分析】自变量是电阻，因变量是电压，不变量是电流。题中要保持电流不变，又有多个电阻，因此要选择大串联式电路进行实验。 答案 (1)实验电路图如图2所示（1分） ⑵实验步骤：（3分） ①按电路图连接电路； ②闭合开关S，用调好的电压表测量R1两端的电压U1，并将R1的阻值及U1记录在实验数据记录表中； ③断开开关S，把电压表改接在R2两端，闭合开关S，用电压表测量R2两端的电压U2，并将R2的阻值及U2记录在实验数据记录表中； ④仿照步骤③，再做四组实验，并将R3、R4、R5和R6的阻值和相对应的电压值U3、U4、U5和U6记录在实验数据记录表中。 练习1.实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关一个、阻值已知的定值电阻若干（阻值不同）和导线若干。要求：从实验桌上选择适当器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。 （1）请画出实验电路图；（2）写出主要实验步骤；（3）设计出实验数据记录表。 例题2.、（5分）实验桌上有如下器材：电压表两块，定值电阻、电阻箱（电路图符号 ）、滑动变阻器、开关、符合实验要求的电源各一个，导线若干。请你选用其中的器材，设计实验证明：当通过电阻的电流一定时，电阻两端的电压与电阻成正比。 要求：画出实验电路图；写出探究实验的主要步骤； 画出数据记录表。 【分析】自变量电阻，因变量电压，不变量电流，因此要保证电流不变，所给的器材定值电阻、电阻箱和滑动变阻器要组成串联电路。 例题2.答案;（1）实验电路图： （2）实验步骤： ①按电路图连接实验电路，将电压表V1、V2指针调零，把电阻箱、滑动变阻器调到阻值最大。 ②调节电阻箱接入电路的阻值为R1，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，读出电压表V1的示数U0、电压表V2的示数U1，将R1、U0、U1记录在实验数据记录表中。 ③断开开关，调节电阻箱接入电路的阻值为R2，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电压表V1的示数仍为U0，读出电压表V2的示数U2，将R2、U0、U2记录在实验数据记录表中。 ④仿照步骤③重复实验操作4次，分别将R3～R6、U0、U3～U6记录在实验数据记录表中。 （3）实验数据记录表格： R/Ω R0/Ω U1/V U2/V 练习2．实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源（两端电压值符合实验要求且保持不变）一个、阻值已知的定值电阻一个，电阻箱（电路图符号 ）一个，滑动变阻器一个，已调零的电流表、电压表各一块，开关一个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明：在R1与R2串联的电路中，如果R2的电阻值和通过它的电流保持不变，则电阻R1与R2的总电功率P与电阻R1的关系为P= kR1+ b（k和b均为不变量）。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。