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实验一:测量滑动变阻器的最大阻值(16分)命题意图:
本题来源于河南省的中招题,当年中招题要求用图甲所示的电路测量滑动变阻器的最大阻值;利用图乙所示的方案也可以测量滑动变阻器的最大阻值。两种方案比较,利用图甲所示的电路进行测量,只需要改变变阻器滑动触头的位置,不需要改变电压表的位置,就可以得到所需的电压值,方便但是误差较大,因为电池不是恒压源;利用图乙所示的电路进行测量,需要将变阻器的两个固定端接入电路,测量时需要变更电压表的连线,
VRR0S
V
R
R
0
S
V
V
R
1
R
2
S
甲 乙
5
0.59
2.40
1.81
15.3
0.58
2.36
20.3
10
0.95
2.48
1.53
16.1
0.95
1.90
20.0
20
1.43
2.72
1.29
18.0
1.43
1.43
20.0
图甲所示电路测量图乙所示电路测量R/Ω
图甲所示电路测量
图乙所示电路测量
R/Ω
U/V
1
U
/V
U
/V
R
1
2
滑总
/Ω
U/V
1
U
/V
R
2
滑总
/Ω
本实验与“探究串联电路电压的规律”相比,操作难度相当,操作方法相近,有操作技巧。
本实验可以改变学生的思维定势,一般情况下,滑动变阻器不会是测量对象,而这道题把滑动变阻器与定值电阻的扮演角色转换了。有利于培养学生发散思维的能力。
定值电阻选择10Ω的,是为了计算方便。
器材准备:
1.为了节省实验操作的时间,两节干电池已经提前串联好。 2.电压表应该没有零误差。
3.实验前开关应该设置为“闭合状态”。4.实验前滑动变阻器的初始状态设置为“滑片
在变阻器的中间部位”。
5.待测滑动变阻器选择10Ω或20Ω的均可,注意把变阻器的铭牌封上,不让学生看到。6.10Ω的定值电阻可以选用实验室标配的电阻圈,上面有标示。
导线最好用阻值很小的带绝缘皮的多股铜丝做成的导线。
器材应该都是完好的,不能出现生锈、螺丝松动等造成接触不良。
实验提示:
实验测量前,滑动变阻器接入电路的电阻应该是最大值,有两种方法:一是将滑动变阻器的两个固定端接入电路,如图乙所示;二是将滑动变阻器的一个固定端和一个滑动端接入电路,如图甲所示,但滑动触头要滑到一端,保证接入电路的阻值最大,且测量过程中不能变动。
本实验要用一个电压表,测量两次电压。可以直接用电压表测出10Ω定值电阻R1两端的电压U1,然后拆线、接线,再滑动变阻器R2两端的电压U2。也可以先测出10Ω定值电阻R1两端的电压U1,然后改动一个接线头,测总电压U,再算出滑动变阻器R2两端的电压U2-U-U1。第一种方法直接但比较麻烦,第二种方法有技巧但要算出滑动变阻器R2两端的电压U2。
由于电源是两节干电池串联,再考虑到电池内部也有电压降,电池两端的总电压不
会超过3V,所以,电压表应该选用0-3V的量程。
应该遵循电学实验的规范操作,如:
连接电路前,应该先摆放器材。这样有利于连线,有利于检查电路,有利于减少连线中的错误。在摆放器材时,电压表应该放在正前方,便于观察读数;开关、滑动变阻器应该放在右手边,便于操作;电源等不需要操作,放在左手边或左前方。
在摆放器材时,电源的正极应该处于右侧,因为电表的正接线柱都在右侧,可避免连线交叉;开关要处于断开状态;滑动变阻器的滑片要滑到一端。连线前,摆放器材,是一种良好的实验习惯。没有这一步,扣1分。
连接电路时,开关必须断开,否则,扣1分。
电压表的量程选择合适,正负接线柱连接正确;否则,各扣1分。电压表串联在电路中的,扣1分。若在检查电路时发现并改正者,不扣分。
滑动变阻器的连线正确,应该是两个固定端接入电路,或是一个固定端和一个滑动端接入电路,但滑片应该位于一端,保证变阻器全部电阻接入电路;否则扣1分。
电路连成后,若闭合开关,电压表无示数,经监考教师检查连线正确,确属仪器自身问题的,不扣分。若学生能发现器材问题,应当给予适当的奖励。
读取电压值时,有效数字不作要求。滑动变阻器总电阻的计算结果有效数字位数也不做要求。
器材整理:
实验结束,断开开关,处理数据,确保实验成功后,再拆线,回复到实验前的状态。若学生没有完成,扣1分,然后由监考教师完成,给学生一个公平的竞争环境。
实验二:测定立方体物块对水平桌面的压强(16分)命题意图:
本实验不是教材上原有的实验,但是,实验中用到的测量器材 天平和刻度尺、
实验原理 压强公式等都是学生熟悉和应该掌握的。体现命题要求的“来源与教材,但
又不拘泥于教材”。
为了节省学生实验操作的时间和器材的安全,实验中用到的天平已经调节平衡,但是,调平后又把游码拨离0位置。测量时要求考生先把游码拨到0位置,检查天平是否平衡,
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