电学探究型实验及实验设计难题破解
电学实验中，除了常规的实验外，探究型实验是近几年中考考查的重点，在探究型实验中，一类题目是写出实验结论；另一类是根据实验要求设计实验.在第二类题目中往往要求画出设计实验电路图，写出实验步骤，设计实验表格.本文将结合2013年黑龙江省哈尔滨市中考物理试卷中一道经典试题与同学们一同前往破解“电学实验设计”难题之旅.
【实验设计题·破解思路】
实验设计方法：
1.分析清楚三个物理量.利用控制变量法，控制一个量不变的前提下，研究因变量随自变量的变化；
2.明确在实验中采取什么措施来使自变量在实验中不断变化，明确如何知道它大小的方法；
3.在自变量不断变化时，知道在实验中采取什么措施来保证控制不变的量在实验中一直保持不变；
4.用工具测量或通过公式计算知道因变量在实验中的大小变化.
实验步骤书写时的注意事项：
1.实验前，要调节好电表；
2.每一个主要步骤前的准备工作要强调到位；
3.明确实验步骤书写的基本格式，按步骤进行实验并记录数据；
4.实验中要把每次实验中的自变量和因变量都记录在表格中；
5.若不能直接测量因变量，则要写出计算因变量大小的过程；
6.规律性实验，实验次数至少要6次.
实验表格的设计：
1.实验表格由两部分组成：表头+空格；
2.表头部分由两部分组成：物理量的字母/单位；
3.表头中的物理量应由实验中的直接测量量和间接测量量组成；
4.空格的个数与实验次数相符.
【典型例题】小明想用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，所用器材如下：电源（电压恒为3V），电流表、电压表、滑动变阻器、开关各1个.
（1）连接如甲图所示的电路，闭合开关发现电流表无示数、电压表示数为3V，则可能是由于Rx所在支路____而造成的（填“短路”或“开路”）.排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数是1.6V时，电流表示数如乙图所示，则此时Rx的阻值是____Ω.
（2）小明找来若干已知适当阻值的定值电阻（R1、R2、R3…），借助此电路继续实验，探究“串联电路的等效电阻”.
①小明要说明某两个电阻的串联电阻与电阻Rx是等效的，请你在第（1）问实验的基础上写出接下来的具体做法.
②请你设计探究“串联电路等效电阻”实验的表格.
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【专题】探究型实验综合题.
【分析】（1）根据电路故障现象分析电路故障原因；由图示电流表确定其量程与分度值，读出电流表示数，然后由欧姆定律求出电阻阻值.
（2）用两个电阻串联接入原电阻所在位置，闭合开关，如果电流表示数不变，则这两个电阻的串联电阻与原电阻等效，据此设计实验步骤与实验数据记录表格.
【解答】解：（1）如果Rx所在支路开路，则电路开路，电流表无示数，电压表与电源两极相连，测电源电压，电压表示数等于电源电压3V；
由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.32A.因为I=UR，则：
R=U/I=1.6V/0.32A=5Ω；
（2）①实验步骤：a.如图甲，拆下Rx，将这两个电阻串联接入电路，替换Rx；
b.把滑动变阻器的滑片调到最左端，闭合开关，再把滑片调回原来位置，观察电流表仍为原来的示数.
②根据实验需要测量的量，实验数据记录表格如下表所示：
【答案】（1）开路；5；（2）①如上所述；②如上表所示.
【点评】本题考查了电路故障分析、电表读数、求电阻、实验设计等问题；对电表读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直；实验设计是本题的难点.