例析解答实验题的七大易错点

成金德

物理实验是中学物理教学中的重要内容之一.通过实验可以培养学生实事求是的科学态度，通过实验可以培养学生探究科学的方法，通过实验可以让学生深刻理解物理知识，因此，实验的重要性不言而喻.在中学物理实验教学中，常常发现典型的七种错误，必须予以纠正，以便让物理实验更精彩，使实验问题的解答更完美，从而，真正做到提高实验效果.

易错点1 —错读数据

在实验中，必须对实验仪表所测量的结果进行读数，但不少学生由于没有掌握仪表读数的规则，读错测量结果比比皆是.

例1 有一课外兴趣小组，在测定一段长度为L的金属丝的电阻率时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用电流表测量电路中的电流，其测量结果的示意图分别是如图1和如图2所示，则金属丝的直径D=___mm，电路中的电流I= ___.A.

易错点 螺旋测微器常见的读数有：D.=2. 07 mm或D2 =2. 57 mm或D3=2.7 mm;电流表常见的读数有：I1=0. 240 A或，I20.22 A.

分析 对螺旋测微器读数时，要注意准确度为0.01mm.需要估读一位，图1的正确读数是2. 570 mm.读出D1的错误在于漏读半毫米数和漏掉估读位，读出D2的错误在于漏掉估读位，读出D3的错误在于漏掉半毫米数和漏掉估读位，

对电流表读数时，由于最小分度为0. 02 A，需要采用÷估读法，图2的正确读数为0.24 A.读出，.的错误在于估读位并不在小数点后的第三位，读出12的错误在于误解分度值为0.01 A.

易错点2——错选仪器

由于不了解实验仪器的工作原理和实验仪器的使用规则，在中学物理实验中，错选实验仪器现象较为普遍.

例2在某次测量电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值大约为20Ω，实验室提供的器材如下：

A.电流表A1：量程为150 mA，内阻r1约为10Ω：

B.电流表A2：量程为20 mA，内阻r：=30 n;

C.电压表V：量程为15 V，内阻约为10 kΩ;

D.定值电阻：R0=100 Ω;

E.滑动变阻器R：最大阻值为5Ω：

F.电源E：电动势E=4 V，内阻不计：

G.开关S及导线若干.

根据以上实验器材完成此实验，实验时要求电表的渎数不得小于其量程的1/3，请画出测量电阻Rx的一种实验原理图，

易错点3 —错设电路

实验设计是实验的核心内容，是考查学生实验能力和综合能力的关键题型.由于对仪器使用规则不了解，由于对课本上的实验原理理解不透彻，由于实验综合能力不强，在解答实验设计题时，要不照搬照抄，要不束手无策，

例3在“测定电池的电动势和内阻”实验中，被测电池的电动势约1.5V.内阻约0.5Ω.

现有如下的实验器材：

A.电流表A：量程为0-3mA、内阻为200Ω;

B.电压表V：量程有0-3V和0- 15V;

C.电阻箱：阻值可调范围为0 - 9999Ω：

D.滑动变阻器：阻值变化范围为0 - 10Ω;

E.电键、导线等.

请选择合适的器材，画出测定电池的电动势和内阻的电路图.

易错点 联想到课本上的测定电池电动势和内阻的实验电路图，不少学生不假思索，就画出了如图5所示的实验电路图.

分析 由于电流表的量程太小，用电流表测量电路中的电流读数误差较大，也不便获得多组数据，为此，本实验不用电流表测电流，但可以用电阻箱和电压表来代替电流表的功能，实验电路图如图6所示.

本题还可以利用电阻箱改装电流表，使电流表的量程扩大后，也可以进行电流的测量，电路如图7所示.

设I为改变量程之后的电流表示数，由闭合电路的欧姆定律得：只要测出，和U相应的多组数据，并画出U-I图像，再利用图线的斜率和截距的物理意义求解电池的电动势和内阻.

易错点4——误解原理

实验原理是实验的灵魂.如果不理解实验原理，实验的分析、实验的操作、实验的拓展就无从谈起.因为对课本上有关实验原理的一知半解，必将导致错解或误解相关的实验问题.

例4 （2020年浙江7月）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图8是教材中的实验方案;图9是拓展方案，其实验操作步骤如下：

（i）掛上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;

（ ii）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a;

（ iii）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到a-F的关系.

（1）实验获得如图10所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小Vd=____m/s（保留两位有效数字）;

分析（1）由于两个相邻的计数点之间的时间间隔为T=5 x0. 02 s =0. 10 s.由匀变速直线运动特点可知，质点在某一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，所以，打点计时器打d点时小车的速度为：

可见，把托盘和砝码的重力当作小车所受到的拉力，则需要满足条件M》m;在图9中挂上托盘和砝码，使小车匀速向下运动时，根据平衡条件可知，此时，小车受到绳子的拉力大小等于托盘和砝码的重力，因此，当去掉托盘和砝码时，小车所受的合外力大小T等于托盘和砝码的重力mg，所以，图9情形并不需要满足条件M》m;可见，需要满足条件M>m的方案是图8.

易错点5-错误处理数据

数据处理是取得实验结果的重要步骤，数据处理一般有公式法、列表法和图像法.在具体处理实验数据中，常见的错误有不会应用图像法，误解公式法.

例5在“探究小车的速度随时间的变化规律”实验中，某同学得到如图11所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个点没有画出），打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，由纸带可求出小车的加速度为 m/s2.

例6（2021年湖南）某实验小组利用图12所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系.主要实验步骤如下：

（1）用游标卡尺测量垫块厚度^.示数如图13所示，h= ____cm;

（2）接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平：

（3）在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度：

（4）在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数n和滑块对应的加速度a：

（5）在右支点下增加垫块个数（垫块完全相同），重复步骤（4），记录数据如下表：

如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是____m/s2（保留三位有效数字）.

易错点此题的关键在于求加速度.常见的错误有：其一，不会用图像法求加速度;其二，利用五个已知的加速度求平均值，即：

易错点6 ——不会迁移

由于对课本上实验的一知半解，对于稍有变化的实验问题不是束手无策，就是生搬硬套，根本就无法实现实验知识和实验方法的有效迁移，因而，解答实验问题时，答错或答所非问就不可避免，

例7 在探究加速度与力、质量间的关系实验中，为了探究在物体质量一定时加速度与力之间的关系，某同学设计了如图16所示的实验装置，图中的M为带轻滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，

实验时，必须要进行的操作或保证的条件是

A.用天平测出砂和砂桶的质量

B.将带轻滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数

D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带

E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量肘

易错点砂和砂桶的重力作为物体受到的合外力，則必须测出它们的质量，即选项A正确：为了减小误差，则必须满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M的条件.

分析本题中物体受到的合外力（绳子的拉力）可以由弹簧秤测出（即物体受到的拉力等于弹簧秤读数的二倍）.这样，就没有必要测出砂和砂桶的质量，也没有必须满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M的条件，所以，选项A和E均错误：为了使绳子的拉力等于物体受到的合外力，则必须平衡摩擦力，可见，选项B是正确的;实验时，必须先接通电源，待打点计时器工作稳定后再释放纸带，即选项C是错误的;为了多测几组数据，则必须改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带进行分析和研究，可见，选项D正确.所以，本题必须要进行的操作或保证的条件是BD.

易错点7 ——错析误差

实验必然存在着误差，如何减小误差是实验所追求的目标.要分析和研究实验误差.必须理解实验的原理，必须了解实验仪器的特点.否则，求解有关分析实验误差的问题必将以失败告终.

例8 （2020年全国卷I）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω.该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图17所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间.测量得到如图18所示的两条U-I图线，其中U与，分别为电压表和电流表的示数，

回答下列问题：

（1）图18中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在____（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的.

（2）根据所用实验器材和图18可判断，由图线

（填“I”或“Ⅱ”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为____Ω（保留1位小数）.

（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为____Ω（保留1位小数）.

易错点 由于没有掌握伏安法测电阻的原理，不会分析伏安法测电阻时所产生误差的原因，所以，只能胡乱猜个答案，有时，也能歪打正着，但对后面的分析毫无作用，

分析若采用电流表外接法，即将电压表接在O、P之间时，由欧姆定律得：

总之，在物理实验中或者解答有关物理实验问题时，不仅要掌握实验原理，而且要弄清实验仪器的特点，最后要注意培养实验操作能力，以便有效地提高实验水平和能力.