图8所示为插入“静电消除器”后一个全新的实验装置，面板左侧竖装一根紫外线管另复有一块铜箔板，实验时铜箔板带正电荷，空间的电场就能起到清除带电离子的作用。为了电场的稳定和便于调节，可用导线把铜箔板连接在激光电源正极上，在空载时激光光源的输出电压能起到良好的清除作用，亦可按图9所示电路做一个高压电源，电路中振荡器由IC(555时基电路)及W1、R1、R2、C1等元件组成，BG1、BG2组成复合管，A端输出约8kV的高压，B可用电视机行输出改制，初级用Φ041mm漆包线绕55匝，次级用现成高压包。如装配无误，接通电源即可听到“吱吱”声，说明电路已起振，用测电笔靠近A端，氖管会发光，调节W1可使高压达到要求。
内插式组合方式以传统器材作为主体，剖析其特性、功能、效果等不足，然后选用成熟的技术、现成的元器件，利用插入或置换方式达到改进器材性能，增加演示功能、提高实验效果的目的。为我们研究实验教学提供了一条有效途径。
物理实验创造的潜力挖掘技法
面对正在琢磨的对象认真思考，这个对象是不是已经得到了充分利用？这样多想一想、多画几个问号，就有可能打开创造的思路。这就是创造技法中的“挖掘潜力法”。
在物理实验中，将现有材料或器材尽可能地应用于不同实验之中，显示尽可能多的实验现象，说明不同的物理原理，充分提高实验装置和器材的利用效率，挖掘实验潜力，这些不就是改进和研究物理实验中的挖掘潜力法吗！
上海风华中学冯容士、陈奕荣老师用“挖掘潜力法”思想去指导物理实验研究，获得了不少成果，并从“挖掘潜力法”的实践中，总结了以下几条经验：
(1)首先要充分了解实验材料或器材的外形结构、原理和性能，然后再考虑它能否代替其他装置和器材(从结构、原理、性能和在实验中能起的作用等诸方面考虑)；它能否应用于其他实验中；应用它能否设计新的实验。
(2)拟定出具体方案进行试验以检验其可行性和分析优缺点，决定取舍；或提出改进意见，进一步完善方案。
现以气球和“深水炸弹”为例来说明“挖掘潜力法”的应用。
气球
气球是很普通的玩具，结构十分简单，它能否应用于物理实验中呢？根据“挖掘潜力法”的思路，我们从分析气球的外形、功能、结构、材料等诸特性入手，结合实践需要，绘成树状思维图(图1)拟定了不少实验方案，现举其中几例。
(1)图2所示的“气盘”是利用“气球能储存气体而当气体喷出时又具有一定压力”设计的。图中圆盘直径约10厘米，可用平整的硬卡纸、有机玻璃薄板等制成，其中央粘一个软木塞，用烧红的针穿透软木塞和盘，形成一小孔，再把吹鼓的气球作为储气包套在软木塞上，这样就成了一个简易气盘。
当气盘放在玻璃板上，从小孔逸出的气体使盘和玻璃板间形成一个很薄的气层——气垫，用此盘可做一些要求摩擦力很小的力学实验。
(2)“能储存气体，而且充气后是一个弹性体”，这是气球的又一特性。如图3所示，将吹鼓的气球压缩，用细线把它和秤盘缚在一起，拨动秤砣，使秤平衡。用火柴烧断系线，因球和秤盘间同时产生两个方向相反作用力，分别作用在球和秤盘上，气球立即向上弹起，而秤盘则向下沉。
(3)“气球在充气和不充气时，体积会有明显的差别”，利用这个特性可以设计如图4所示实验。用抽气机把瓶内气体抽掉，并用夹子夹紧，然后在导管另一端套一个吹鼓的气球(尽可能吹得大一点)，导管和气管连接处用线所紧，置于杠杆一端。调节杠杆另一端重物，使杠杆平衡。当放松夹子时(夹子不要取掉)气球内气体通过导管进入瓶内。在球变瘪过程中空气对它的浮力逐渐变小，杠杆系重物的一端向上翘起。
(4)“气球膜看上去光滑而有弹性，实际上球膜上有无数微孔”，具有这种特性的材料，在实验中有时还很难觅呢！取1只小气球，用注射器向球内注入少量酒精(不要使球膜外沾上酒精)，把球吹鼓后，放入瓶内用玻璃作盖封闭。因酒精的分子很小，又在不断运动，所以会透过气球的微孔。隔数分钟后，取出气球，会闻到瓶子里有酒精味。
(5)“气球不但能储存气体，也能储存液体，但其强度小，容易挤破”。利用这个特性可做如图5所示的实验。在小气球咀扎一段竹管，另取长约1米的橡皮管套在竹管上，橡皮管另一端插一个漏斗，连接处用细绳扎紧。演示时先使漏斗口与气球咀相平，注水使球内充水，这时由于水的压强会使球胀到一定体积，逐步提高漏斗位置，则可明显看到球的体积也随之增大，因液体的压强和深度有关，气球能承受的压强也有一定限度，当漏斗提高到一定高度时气球会被挤破。
(6)气球质量较小，而且绝缘性能好，这是作静电实验的好材料。如图6所示用干燥的丝线将气球悬挂起来。用干燥的手擦气球的表面，使球带电(手要先烘干)。用摩擦过气球的手指靠近气球，手指会吸引气球，让用手摩擦过的另一个气球靠近它，两球会相互推斥。实验说明了电荷的相互作用。
深水炸弹
为了验证液体内部压强大小与深度关系，作者设计了如图7所示的“深水炸弹”。实验时，用线悬挂后浸入水中，当达到某一深度时，因水的压强，会使橡皮膜向内凸起，推动薄铜片使电路接通灯泡发光，模拟炸弹爆炸。为调节“炸弹”引爆深度，可调节“炸弹”上端螺钉，管内的装置上下移动，以改变开关和橡皮膜距离。
这个“炸弹”除了演示液体内部压强与深度有关外，是否已经“物尽其用”了？下面几个实验就是根据“炸弹”上橡皮膜受力变化引起灯泡亮、熄反应，以及它反应灵敏度可控制的特性而设计的。
(1)液体传递压强如图8所示，瓶内装大半瓶水，瓶塞上插有“炸弹”和玻璃管，“炸弹”的下端浸没在水中，盖紧瓶塞，调节“炸弹”上端螺钉使电路刚好断开，当通过玻璃管向瓶内吹气(加压)时，可发现小灯泡发光。说明加在密闭液体的压强传递到了橡皮膜，推动开关电路接通。
(2)“超重”和“失重”
将“炸弹”的橡皮膜朝上，膜上粘一团橡皮泥(图9)，调节螺钉使灯泡刚好点亮，当手持“炸弹”作加速度向下运动时，灯泡就熄灭，表明泥团“失重”；再调节螺钉使灯泡刚好熄灭，手持“炸弹”作加速度向上运动时灯泡点亮，说明泥团“超重”。
(3)向心力将“炸弹”的橡皮膜朝上，膜上粘一团橡皮泥作为做圆周运动的物体，再旋动螺钉使灯泡刚好熄灭。把“炸弹”悬挂后让它摆动(图10)，在摆动过程中，可观察到，“炸弹”摆到最低点时，泥团的速度最大，所需的向心力也最大，其反作用力压迫橡皮膜使电路接通，灯泡点亮。而在最高点，灯泡熄灭。
(4)热膨胀如图11所示，“炸弹”插入一容器的瓶塞中。盖紧瓶塞，调节“炸弹”上端螺钉，使灯泡刚好熄灭。当对容器加热(可浸入热水中)时，因容器内气体受热膨胀，推动橡皮膜，使电路接通灯泡发光。
(5)惯性在“炸弹”的橡皮膜上粘一橡皮泥团，然后将它固定在小车上(图12)。调节“炸弹”上螺钉，使灯泡刚好熄灭。当小车突然朝前运动时，泥团因惯性要保持原来的静止状态，推动橡皮膜，使电路接通灯点亮。如果调节“炸弹”上螺钉，使灯泡刚好点亮，还可演示运动泥团因突然停止仍保持原来的运动状态的现象。
由于挖掘潜力法的设计有意使人排除固定的思维模式，充分调动大脑非逻辑思维功能，所以应用此技法有时可能会对物理实验设计作突破性解决。
物理实验创造技法的运用
六种“物理实验创造技法”是技法中比较成熟、有效的几种，但在具体操作中应注意以下两点：
研究物理实验，究竟应采用哪一种创造技法？
很多初次接触物理实验创造技法的老师经常这样问。例如初中教材中“研究通电螺线管磁性”的演示实验，按课本设计方法一般效果不甚理想，选用何种技法才能解决这个问题呢？其实，各种技法都能以不同的方式来解决这个问题，并获得各具特色的教具。
①选用缺点列举法：实验中的缺点是弹簧的形变较小，学生不易观察其变化。原因是缺乏合适的弹簧与铁块相配合，因演示所用的螺线管的磁性较弱，对铁块的吸引力小，弹簧的形变达不到演示要求；若选用倔强系数小的弹簧，又会因承受不了铁块的重力而导致实验失败。
针对上述缺点和产生的原因，有下述几条改进途径：增强通电螺线管磁性、选用倔强系数小的弹簧、减小铁块质量。有人根据上述思路选用倔强系数小的弹簧，用铁皮圆筒代替铁块，并把铁筒下端伸至螺线管内，再通过指针放大，问题就迎刃而解了。其具体装置如图13所示，定滑轮固定在竖直板面上，用铁片卷成的一个直径约2厘米，长约10厘米的圆筒，用锡焊接封口，筒的顶部通过细线绕过定滑轮和弹簧相连，螺线管用015毫米漆包线绕上1000匝，在700匝处抽头，线圈的首端、抽头端和末端分别与接线柱相连，弹簧的倔强系数要使铁芯受磁力时弹簧的伸长尽可能地大些。
演示时，电源串接滑动变阻器和示教电流计后与螺线管连接。调节滑动变阻器阻值、增减螺线管匝数、以及保持电流不变，将铁芯从螺线管底端插入时，都可看到指针偏转角度的明显变化。实验证明通电螺线管的磁性强弱与电流强弱、螺线管匝数和有无铁芯有关。
②选用替代技法：在这个实验中有人利用学生熟悉的水的浮力来替代弹簧的弹力。具体装置如图14所示，量筒外表一个螺线管(用03毫米漆包线绕350匝，在200匝处抽头)。另用泡沫削一圆柱体作浮体，浮体下端粘厚约3毫米圆形铁块作铁磁物质，铁芯用细线悬挂，放在玻筒底部，为了使铁芯容易拉动，铁芯底部粘一块泡沫塑料以增加浮力。
演示时，量筒内放水，调整水量，使浮体最下面刻度线与水面相平，再调整螺线管在量筒上的高度，使浮体下端铁块与螺线管管口相平，当接通电源后，浮体被吸入水里一定深度，改变电流强度或线圈匝数，浮体吸入深度随着改变。当把量筒底部的铁芯用细线拉起，可明显发现，在同样电流强度下浮体吸入更深，说明通电螺线管磁性强弱还与有无铁芯有关系。
③选用组合技法：把传感器中磁敏元件和显示器组合起来，可成为一个探测磁感应强度和磁场方向的仪器，这种仪器除可作“通电螺线管的磁性”演示外还可用作磁屏蔽等演示项目。
在这里不要求学生了解其工作原理，只要知道其作用即可。即了解其对磁感应强度、方向有相应反应即可。
图15所示装置是利用霍尔传感器和电流表组合成的探测器。霍尔传感器是把霍尔元件，放大器，温度补偿电路及稳压电源做在一块芯片上。图中霍尔传感器型号为UGN-3501M，其为差动输出，输出与磁场强度成线性，其1、8两脚输出与磁场的方向有关，当磁场的方向相反时输出的极性也相反(图a)。在5、6、7脚接一调整电位器，可以补偿不等位电势，并且可改善线性(但灵敏度有所降低)。
整个装置把电源、传感器、电流表做成一体。为便于演示，传感器放在电表顶端(图b)。
演示时，把螺线管放在传感器上端，从电流表指示电流的强弱和方向可演示通过螺线管磁感应强度、磁极方向以及磁屏蔽等内容。
由上可见，任何一种技法应用，都要从实际(教学实际、器材条件等)出发，千万不要形成一种固定的模式，生搬硬套。
应用物理实验创造技法时，不要一味地“盯”住一种技法不放，要综合起来，灵活自如地运用这些技法因为创造技法的不同形式并非绝对的、孤立的，而是你中有我，我中有他，互相关联而又可以在一定条件下相互转化。对同一研究对象可以采用多种技法从不同角度去研究，从而达到理想的目的。
例如通电直导线周围存在磁场的实验(奥斯特实验)，若用单根直导线演示很难达到预定要求。这主要是因为地磁场的存在，要使磁针明显偏离原来的方向，导线中必须通很强的电流，一般说来，地面附近地磁场的磁感应强度的平均值约在05×10-4特斯拉，要在通电直导线周围1厘米处产生比这强得多的磁场，导线中流过的电流必须达10A以上才行。一般电源达不到这样要求。有人采用接触电池两端(事实上的短路)，获得短暂的大电流，这不仅违反操作规程，而且导线周围的磁针也只作瞬间反应，不能达到演示要求。
如图16所示，用045毫米的漆包线绕20匝上80匝，成一矩形线圈。此线圈三边嵌入框内，并包有铁皮罩作屏蔽。余下的一边用剖成两半的硬塑料管包裹。其上、下端用包有塑料管的粗导线接和线圈首尾相接引出，这样外形上犹如被Π形支架支持的直导线。与线圈并联的一组发光二极管，排列成上下二个箭头，以指示电流方向图17(a)。钳式支架可使直导线位于竖直和水平位置图17(b)。
演示时可在“直导线”上插入圆形板，板上放置两极贴有小旗的磁针。接通电流便会看到磁针顺着圆周排列起来图17(c)。改换电流方向后磁针两极的位置改变，但磁针仍排列在圆周上。
上述对奥斯特实验研究中，用多匝线圈一边“模拟”单根直导线的作用；线圈的其余三边用铁皮屏蔽削弱其磁场对模拟直导线的干扰，目的的都是为了“强化”直线电流磁场这一主要因素。采用钳式支架是针对一般直导线竖直和水方向演示不能兼顾的“缺点”而设计的。利用发光二极管的单向导电性与线圈“组合”就有了指示通电直导线电流方向的新功能。见图17。由于对同一研究对象综合应用多种技法，从而达到较理想的效果。
创造技法作为一种新型的年轻的学科正越来越被人们所重视，并在开创各个领域的新局面中，发挥越来越大的作用，据有关资料，目前世界上有名可查的创造技法，已超过一千种。人们在创造过程中如掌握了多种技法(创造活动的规律、技巧和方法)就能比较自觉地(而不是盲目地)进行创造活动，提高创造效率，取得更好成果。但应用“创造技法”研究和改进物理实验并见诸于文字的尚属罕见。我们认为，作为一位物理教学工作者，在研究和改进物理实验中掌握创造的规律，无疑会使我们如虎添翼，像得到一把金钥匙一样，打开创造发明之门，从而加速物理教学改革的进程。
