初中物理實驗設計題是綜合性較強的一類習題，意在考察學生對物理知識的綜合理解能力和運用能力，深化和拓展課本中的知識。但是在實際教學中，我們常常會發(fā)現(xiàn)，部分學生對此類習題無從下手，或者心里明白該怎樣設計，但用語言表述出來則往往詞不達意。本文擬就這個問題舉例說明，但愿能給同學們有所啟迪。
【例1】有一個阻值已經(jīng)看不清楚的電阻器R1，我們要想測出它的阻值，但手邊卻只有一個電池組、一個電壓表，一個已知阻值的電阻器R2和幾根導線。你有辦法測出R1的阻值嗎？說出你的測量辦法和理由。
〖分析〗
顯然，要用我們熟悉的“伏安法”測出R1是不可能的，因為沒有電流表。根據(jù)公式R1=U1/I1，U1可測，如果我們把R1與R2組成串聯(lián)電路，則I1=I2=U2/R2，U2也可測，于是R1便可計算出來。
〖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，用電壓表分別測出R1和R2兩端的電壓U1、U2，則可以算出通過已知電阻R2的電流為：I=U2/R2，由于串聯(lián)電路的電流處處相等，這個電流也是通過未知電阻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。
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〖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，設法測出王冠的質量m與體積V，算出其密度ρ，再與已知金的密度ρ0比較；
其二，設法測出這只王冠的體積V，算出與這只王冠等體積的金王冠的質量m（或重G），再與這只王冠的質量（或重G）比較；
其三，設法測出王冠的質量m，計算出等質量的金王冠的體積V，再與這只王冠體積比較。
顯然，無論運用哪種方法來鑒定，都要設法測出這只王冠的質量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（質量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”，因為沒有測量儀器量筒。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在水中，測出它此時受到的浮力F浮，就可以算出王冠的體積V=V排，用彈簧秤F浮是比較簡單的，于是問題可解。
〖解答〗
將王冠掛在彈簧秤上，稱得王冠在空氣中的重為G，再將王冠完全浸沒在水中稱，稱得此時王冠重為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程中，我們應對所學的物理概念、基本公式、物理原理、定律等比較熟練，敘述時恰當?shù)剌o以圖形，道明需要測定的物理量和測量方法，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），則表述過程會顯得簡潔、明了。下面的練習題同學們不妨一試：
1．現(xiàn)在我們要測量一個未知電阻Rx的阻值，但是手邊只有一個電池組、一只電流表、一個已知阻值的電阻器R0以及幾根導線，你能否用這些器材設法測出Rx的阻值？敘述出你的測量方法。
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2．現(xiàn)在有鉛筆一支，刻度尺一把以及一臺臺秤，請你利用以上這些器材測量出一卷銅導線的長度，要求在測量中不能把這卷導線全部拉開，更不能把導線截斷，要求寫出測量步驟和計算辦法。（銅的密度用ρ銅表示）
�。�1998年四川省物理競賽初二組試題）
�。ㄌ崾荆嚎裳毓絤=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，請你利用這樣的吸盤以及刻度尺、彈簧秤和細繩等工具來估測大氣壓的值。
（1999年四川省物理競賽初二組試題）
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