专题14 实验与探究-备战2021年高考物理之纠错笔记系列（原卷版）24页

专题 14 实验与探究
易错综述
一、实验原理的理解
对于不同类型的实验的原理，选用的设计方法不同，常见实验原理的设计方法有 6 种：
方法 1：等效替代法
若某物理量不易测量，可用较易测量的量替代，从而简化实验，如用位移代替时间等。
方法 2：控制变量法
为了研究某一物理量或现象变化的原因和规律，设法把其中的一个或几个因素控制起来，使之保持不
变，然后来比较、研究其他两个变量之间的关系，如控制质量不变，研究加速度与力的关系等。
方法 3：理想化方法
在研究物理量间的关系或规律时，可忽略某些次要因素，使研究的规律更显现，如用伏安法测电阻时，
选择合适的内、外接法，就可以忽略电表的非理想性等。
方法 4：留迹法
利用某些特殊手段，把一些瞬间即逝的现象（位置、轨迹、图象等）记录下来，以便于此后对其进行
仔细研究的一种方法。
方法 5：模拟法
当实验情境不易或根本无法创设时，可以用物理模型或数学模型等等效的情境代替。
方法 6：放大法
微小量不易测量，勉强测量误差也较大，可采用各种方法加以放大，如卡文迪许扭秤测定引力常量等。
二、基本仪器的读数和实验电路的设计
完成同一个实验有不同的实验方案，不同的实验方案引起的误差不一样，设计实验方案时需要遵循的
四大原则如下：
原则 1：科学性
设计的方案有科学的依据，符合物理学的基本原则。
原则 2：可行性
按设计的方案实施时，应安全可靠，不会对人体、器材造成危害，所需装备和器材要易于置备，且成

功率高。
原则 3：精确性
在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的方案。
原则 4：简便、直观性
设计方案应便于实验操作、读数，便于进行数据处理，便于实验者直观、明显地观察。
三、合理地选择和使用仪器
在电学实验中选择实验仪器是个难点，对电表可根据不使受损和尽量减小误差的原则来选择。首先保
证流过电流表的电流和加载电压表上的电压均不超过其使用量程。然后使指针有较大偏转（一般取满偏的
1/3 以上），以减小测量误差。一般方法是由电源电动势确定电压表，再由电路的最大电流确定电流表。
四、掌握典型的处理数据的方法
实验数据的处理是物理实验的重要一环，常见的数据处理方法如下：
方法 1：直接比较法
有些实验，只需定性地确定物理量间的关系，或将实验结果与标准值相比较，就可得出实验结论，可
应用直接比较法来进行数据处理。
方法 2：平均值法
通常在同样的测量条件下，对于某一无量进行多次测量的记过不会完全一样，用多次测量的算术平均
值作为测量结果，与真实值最接近。
方法 3：列表法
实验中将实验数据列成表格，可以简明地表示出有关物理量之间的关系，便于检查测量结果和运算是
否合理，有助于分析和发现问题。列表法常与图象法一起应用，且列表法常常是图象法的基础。
方法 4：图象法
选取适当的自变量，通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定
对应量的函数关系。
方法 5：公式法
将实验测得的数据带入物理公式，经运算得到所求物理量的数值的方法。还有逐差法处理数据，为了
减小偶然误差，可能还需要多次带入公式，求出待测物理量的多个实验值，然后用多个实验值求待测物理
量的平均值。

方法 6：计算机辅助处理数据法
利用计算机记录数据、处理数据，利用计算机进行数据的图象处理。
五、正确连接实物图
根据电路图连接实物图的方法是先串后并，即先按电流流向将电源与其中一支路连成串联电路，然后
将其他支路的元件并联在相应的两点间，电路连接时要注意以下几点：
注意 1：
注意顺序，按照给定的电路图中期间的顺序连接实物图，在连接实物图的过程中各个器材的顺序不能
颠倒。连线时通常采用先干路、后支路，先串联、后并联的策略。一般的顺序：电源正极→开关→用电器→
电源负极。
注意 2：
注意量程，电路中若有电表，那么必须注意电表的量程选择。如果电源是两节干电池，则电压表的量
程应为 3 V，再根据其他条件估算电路中的最大电流，确定电流表的量程。
注意 3：
注意正负，由于电表有多个接线柱，且有正负接线柱之分，要在正确选择量程的...