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　　初中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題是綜合性較強(qiáng)的一類習(xí)題，意在考察學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的綜合理解能力和運(yùn)用能力，深化和拓展課本中的知識(shí)。但是在實(shí)際教學(xué)中，我們常常會(huì)發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生對(duì)此類習(xí)題無(wú)從下手，或者心里明白該怎樣設(shè)計(jì)，但用語(yǔ)言表述出來(lái)則往往詞不達(dá)意。本文擬就這個(gè)問(wèn)題舉例說(shuō)明，但愿能給同學(xué)們有所啟迪。

　　【例1】有一個(gè)阻值已經(jīng)看不清楚的電阻器R1，我們要想測(cè)出它的阻值，但手邊卻只有一個(gè)電池組、一個(gè)電壓表，一個(gè)已知阻值的電阻器R2和幾根導(dǎo)線。你有辦法測(cè)出R1的阻值嗎？說(shuō)出你的測(cè)量辦法和理由。

　　〖分析〗

　　顯然，要用我們熟悉的“伏安法”測(cè)出R1是不可能的，因?yàn)闆](méi)有電流表。根據(jù)公式R1=U1/I1，U1可測(cè)，如果我們把R1與R2組成串聯(lián)電路，則I1=I2=U2/R2，U2也可測(cè)，于是R1便可計(jì)算出來(lái)。

　　〖解答〗

　　我們把未知阻值的電阻R1與已知阻值的電阻R2串聯(lián)在電路中，用電壓表分別測(cè)出R1和R2兩端的電壓U1、U2，則可以算出通過(guò)已知電阻R2的電流為：I=U2/R2，由于串聯(lián)電路的電流處處相等，這個(gè)電流也是通過(guò)未知電阻R1的電流，于是未知電阻R1的阻值為：

　　R1=U1/I=U1R2/U2

　　【例2】在兩千多年前，阿基米德就解決了如何鑒定王冠是不是純金做成的這一難題�，F(xiàn)在，請(qǐng)你利用彈簧秤、水和容器，鑒定一只王冠是不是純金（已知金的密度為ρ0）做成的，要求寫出具體步驟和做法。

　　（原全國(guó)物理競(jìng)賽初賽初三組試題）

　　〖分析〗

　　我們要鑒定這只王冠是否純金做成的，其思考方法有三：

　　其一，設(shè)法測(cè)出王冠的質(zhì)量m與體積V，算出其密度ρ，再與已知金的密度ρ0比較；

　　其二，設(shè)法測(cè)出這只王冠的體積V，算出與這只王冠等體積的金王冠的質(zhì)量m（或重G），再與這只王冠的質(zhì)量（或重G）比較；

　　其三，設(shè)法測(cè)出王冠的質(zhì)量m，計(jì)算出等質(zhì)量的金王冠的體積V，再與這只王冠體積比較。

　　顯然，無(wú)論運(yùn)用哪種方法來(lái)鑒定，都要設(shè)法測(cè)出這只王冠的質(zhì)量m（或重G）和體積V。

　　根據(jù)題中已知條件，利用彈簧秤，王冠的重G可測(cè)（質(zhì)量m=G/g也可算出）。王冠的體積V只能間接“算”而不可能直接“測(cè)”，因?yàn)闆](méi)有測(cè)量?jī)x器量筒。根據(jù)已有的器材，我們可以想到阿基米德原理F浮=ρ液gV排中的“V排”；如果把王冠全部浸沒(méi)在水中，測(cè)出它此時(shí)受到的浮力F浮，就可以算出王冠的體積V=V排，用彈簧秤F浮是比較簡(jiǎn)單的，于是問(wèn)題可解。

　　〖解答〗

　　將王冠掛在彈簧秤上，稱得王冠在空氣中的重為G，再將王冠完全浸沒(méi)在水中稱，稱得此時(shí)王冠重為G′。則由阿基米德原理可得到王冠在水中受到的浮力：

　　F浮=G—G′=ρ水gV；于是，可得王冠的體積：

　　V=（G—G′）/ρ水g，再利用金的密度ρ0，可算出等體積的純金王冠重為G0=ρ0Vg，比較G與G0若相等，則王冠是純金做的；若不等，則王冠不是純金做的。

　　從上面兩例的解答可以看出，在這類題目的解答過(guò)程中，我們應(yīng)對(duì)所學(xué)的物理概念、基本公式、物理原理、定律等比較熟練，敘述時(shí)恰當(dāng)?shù)剌o以圖形，道明需要測(cè)定的物理量和測(cè)量方法，并把這些物理量用確定的字母表示（一般不列舉具體數(shù)字），則表述過(guò)程會(huì)顯得簡(jiǎn)潔、明了。下面的練習(xí)題同學(xué)們不妨一試：

　　1．現(xiàn)在我們要測(cè)量一個(gè)未知電阻Rx的阻值，但是手邊只有一個(gè)電池組、一只電流表、一個(gè)已知阻值的電阻器R0以及幾根導(dǎo)線，你能否用這些器材設(shè)法測(cè)出Rx的阻值？敘述出你的測(cè)量方法。

　　（提示：仿例1）

　　2．現(xiàn)在有鉛筆一支，刻度尺一把以及一臺(tái)臺(tái)秤，請(qǐng)你利用以上這些器材測(cè)量出一卷銅導(dǎo)線的長(zhǎng)度，要求在測(cè)量中不能把這卷導(dǎo)線全部拉開(kāi)，更不能把導(dǎo)線截?cái)�，要求寫出測(cè)量步驟和計(jì)算辦法。（銅的密度用ρ銅表示）

　�。�1998年四川省物理競(jìng)賽初二組試題）

　　（提示：可沿公式m=ρ銅V=ρ銅?Sl=ρ銅?πR2l去思考）

　　3．商店里有一種圓形軟塑料吸盤，把它按在玻璃（或其他光滑平面）上，擠出它和玻璃之間的空氣，它就可以牢牢地“吸”在玻璃平面上，請(qǐng)你利用這樣的吸盤以及刻度尺、彈簧秤和細(xì)繩等工具來(lái)估測(cè)大氣壓的值。

　�。�1999年四川省物理競(jìng)賽初二組試題）

　　（提示：沿公式P=F/S去思考）