设计性试验专题.pptx

电学设计性实验 电学设计性实验需要实验技能和创造性思维能力，通过掌握实验的基本知识和主要思想方法，明确设计电路的原则完成设计性实验。基本仪器的使用和操作刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电流表、电压表、多用电表等，都是基本的测量仪器，要熟练掌握它们的使用方法、操作规程、读数规则；电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器等，要明确其构造、原理，会读数，还要明确量程的选取规则，正确进行实物连线． 实验原理是实验的核心，实验方法、实验步骤、仪器的选择、数据的处理等一切与实验相关的问题都是依据实验原理而来的例测量电压表内阻的电路如图甲所示，供选择的器材如下：①待测电压表V(0～3 V，内阻约3 000 Ω)；②电流表A(0～10 mA，内阻约100 Ω)；③定值电阻R1(400 Ω); ④定值电阻R2(100 Ω)；⑤滑动变阻器R3(0～1 000 Ω)；⑥滑动变阻器R4(0～20 Ω)；⑦干电池(1.5 V)；⑧开关S及导线若干．(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________．(填写序号)(2)在图乙中连接实物图．二、明确设计电路的原则设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则，兼顾“运用仪器少、耗电少”等三条原则．1．安全性原则选用仪器组成电路，首先要保证实验正常进行．例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等，使实验安全进行．2．精确性原则“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度．例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转，一般应使指针偏转在满刻度的1/3以上，以减小因读数引起的偶然误差．3．方便性原则“方便”是指实验中便于调节控制，便于读数．例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器．对大阻值的滑动变阻器，如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化，则不宜采用．(1)在如图所示的实验电路原理图上标明所选用的滑动变阻器．(2)下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上．第一步：断开S，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器R1、R2的触头分别置于合理的位置；第二步：闭合S，分别调节R1和R2的触头至适当位置，____________________________________________________.1．实验方法的迁移基本的实验方法包括：实验原理的设计方法、实验误差的控制方法和实验数据的处理方法，将基本的实验方法和物理原理合理迁移，可设计出测量不同的物理量、探究不同问题的实验方案．教材中所学过的物理规律、物理公式中只要含有某一物理量，则该规律、公式就可作为研究或测定该物理量的原理基础而进行相应的实验方法设计．如用伏安法测电阻，R＝U/I，也可迁移到测电压表内阻和电流表内阻上去．2．实验数据处理方法的应用与创新数据探究性实验的主要功能是通过实验提供的数据信息，分析各数据中的内在联系，找出数据中所包含的物理规律．常用的数据处理方法(如平均值法、图象法、逐差法、比较法等)和误差分析方法应该掌握．对于用图象法处理实验数据，一定要明确纵轴、横轴所表示的物理量，正确地进行描点连线，然后根据物理规律列出与该图线对应的方程式；若题目不需要利用斜率和截距进行求解(或题目没有给出斜率和截距的大小)，可在直线图象中找出两个点的坐标代入方程，组成方程组进行求解，若题目给出了斜率和截距的大小，须将方程化简成y＝kx＋b的形式求解．实验的主要思想方法1．等效法等效法也是物理实验的主要思想方法．例如：验证力的平行四边形定则的实验中，用合力与分力效果相同来检验定则是否成立；在测量微小长度的仪器中，螺旋测微器利用等效的思想把微小的直线位移转化为角位移并在较大的圆周上对其进行显示等．2．累积法(放大法)把某些难以直接准确测量的微小量累积后测量，提高测量精度．累积法是物理中的一种重要思想方法，它能把不可能的测量变成可能，同时提高测量精度．3．控制变量法所谓控制变量法，就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生或不发生变化．4．留迹法把瞬息即逝的现象(位置、轨迹、图象)记录下来，以便从容地测量、比较、研究的方法．某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图(a)和(b)所示，长度为________ cm，直径为________ mm.(2)按图(c)连接电路后，实验操作如下．(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最________(填“大”或“小”)处；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0.(b)将电阻箱R2的阻值调至最________