设计与说明_设计与说理题解析两例

设计与说明_设计与说理题解析两例

设计与说理题所涉及的知识较多,综合性强,历来是考查学生知识技能、思维品质优劣的依据之一.本文结合两例试题,说明这类题的解析方法.
例1 给你一把刻度尺、细线和一个质量为m的砝码,请你利用这些器材在实验桌上测出长约1米的均匀直铁棒的质量M.要求简述实验步骤,并列出计算铁棒质量的计算式.

解析 依题意,已知所给的砝码质量、细线和刻度尺,直铁棒是均匀的和可利用的实验桌是隐含条件.操作步骤:①把铁棒放在桌边,它的几何中心A就是铁棒的重心.将砝码用细线挂在铁棒伸出桌面的一端B;②调节铁棒伸出的长度,使铁棒刚好失去平衡,记下铁棒与桌面的接触点的位置C;③用刻度尺测出铁棒全长s和的长度L.
受力分析如图1所示,根据杠杆平衡条件列出平衡等式,有Mg×=mg×,
得 M=2mL/(s-2L).
例2 做电学实验时需要测定约0.5安的电流,但是实验室内当时只有一个量程为0.3安的电流表.如果手边有12伏学生电源、0~50欧的滑动变阻器、电炉用的电阻丝以及导线和开关,有什么简单办法可以把电流表的量程临时地近似改为0.6安?画出电路,简述操作步骤.

操作步骤 ①按照图2设计电路并连接,滑动变阻器的滑片放在电阻最大的位置,开关处于断开状态,电阻丝的B端连接在电流表的一个接线柱上,A端暂时不连接;②闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表达到满刻度;③试着将电阻丝的不同位置连在电流表的另一接线柱上,以改变接入电路中电阻丝的长度,当电流表达到半偏时将这个位置连接在电流表的这个接线柱上.这样就可以使电流表的量程临时地近似改为0.6安.
这类题要求学生根据所给的器材,设计实验,并说明依据的原理或规律,测出有关物理量进行分析解答,对培养学生分析物理实际问题和动手操作能力是大有益处的.

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