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1、電 學(xué) 設(shè) 計(jì) 型 實(shí) 驗(yàn),主講人:安陸一中 柳曉偉,2008年高二物理培優(yōu)電學(xué)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題,設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模\(yùn)用已掌握的物理規(guī)律、實(shí)驗(yàn)方法、選擇熟悉的儀器、器材、自行獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的構(gòu)想或方案。設(shè)計(jì)方案涉及到對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的再認(rèn)識(shí)和加工,包括選擇和配置合適的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)器材、安排正確的實(shí)驗(yàn)步驟、設(shè)計(jì)科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法,采用客觀的誤差分析方法,最后給予總結(jié)與評(píng)價(jià)等。,一知識(shí)概要:,1設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的基本概念:,2典型的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn):,由實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)器材確定實(shí)驗(yàn)原理,解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。,供選器材,實(shí)驗(yàn)原理,數(shù)據(jù)處理,誤差分析,,,,,,,3典型設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的基本思路:,畫(huà)電路圖,,,,,分析要點(diǎn): (1
2、)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,廣泛聯(lián)系基本實(shí)驗(yàn)?zāi)P汀?(2)選擇實(shí)驗(yàn)儀器,確定精確的實(shí)驗(yàn)方案。,二例題分析,例1:電阻的測(cè)量 (2004年全國(guó)卷.湖南、湖北)用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值(9001000): 電源E,具有一定內(nèi)阻,電動(dòng)勢(shì)約為9.0V; 電壓表V1,量程為1.5V,內(nèi)阻r1=750; 電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻r2=2500; 滑線變阻器R,最大阻值約為100; 單刀單擲開(kāi)關(guān)K,導(dǎo)線若干。 測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3,試畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注)。 根據(jù)你所畫(huà)的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫(huà)出聯(lián)線。
3、若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示,電壓表V2的讀數(shù)用U2表示,則由已知量和測(cè)得量表示Rx的公式為Rx=________。,,,,,A,,,,,,,V,1,2,Rx,分析過(guò)程:,750,9001000,,原理圖,實(shí)物圖,,計(jì)算式,4.設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的基本原則: (1)科學(xué)性原則:實(shí)驗(yàn)原理所依據(jù)的規(guī)律,應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理。 (2)安全性原則:實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠,實(shí)施過(guò)程中不應(yīng)對(duì)儀器及人身造成危害。要注意到各種電表均有量程、電阻均有最大允許電流和最大功率,電源也有最大允許電流。 (3)精確性原則: 在實(shí)驗(yàn)方案、儀器、儀器量程的選擇上,應(yīng)使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能的小。 (4)方便性原則:實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)便于操作,
4、便于讀數(shù),便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。,例2:測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,(2005年全國(guó)卷.湖北)測(cè)量電源B的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r(E約為4.5V,r約為1.5)。 器材:量程3V的理想電壓表,量程0.5A的電流表(具有一定內(nèi)阻),固定電阻R=4,滑線變阻器R,電鍵K,導(dǎo)線若干。 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。圖中各元件需用題目中 給出的符號(hào)或字母標(biāo)出。 實(shí)驗(yàn)中當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí),電壓表讀數(shù)為U1; 當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí),電壓表讀數(shù)為U2。則可以 求出E= ,r= 。 (用I1,I2,U1,U2及R表示),,,例3:創(chuàng)新設(shè)計(jì) 一臺(tái)臭氧發(fā)生器P的電阻為10k,當(dāng)供電電壓等于24V時(shí)能正常工作,否則不產(chǎn)生臭氧.現(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動(dòng)消毒裝置,要求它在有光照時(shí)能產(chǎn)生臭氧,黑暗時(shí)不產(chǎn)生臭氧,擬用一個(gè)光敏電阻R1對(duì)它進(jìn)行控制,R1的阻值在光照時(shí)為100、黑暗時(shí)為1000、允許通過(guò)的最大電流為3mA;電源E的電壓為36V、內(nèi)阻不計(jì);另有一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2,阻值0100、允許通過(guò)的最大電流為0.4A;一個(gè)開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干.臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號(hào)如右圖所示. 設(shè)計(jì)一個(gè)滿(mǎn)足上述要求的 電路圖,圖中各元件要標(biāo)上字 母代號(hào),其中滑動(dòng)變阻器兩固 定接線柱端分別標(biāo)上字母A、B (電路畫(huà)在答卷的方框內(nèi)).,,R1,