电学实验设计方案的研究.ppt

1,电学实验设计方案的研究,设计制作：费宏,常州市第一中学费宏工作室,2,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(1)(2)(3),1.安全：保证不损坏实验器材。2.精确：电表指针偏转要明显，尽可能减小实验误差，并测得多组数据。3.方便：在保证实验正常进行的前提下，选用的电路和器材应便于操作，所得的实验数据便于处理。,3,1.分压、限流电路的选择根据分压、限流电路的特点和制约电路的几种因素，有以下选择：（1）若负载电阻的阻值远大于滑动变阻器的总电阻，因滑动变阻器限流作用弱，如果采用限流电路，电表指针在滑动变阻器阻值改变后偏转不明显，无法测得多组数据，故应采用分压电路。如果电阻的阻值与滑动变阻器的总电阻相差不大，分压、限流电路都可。（2）若要求负载上电压或电流从零开始连续变化，须用分压电路。（3）两种电路均可的情况下，若要求电源消耗功率小，须用限流电路。,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(1)(2)(3),4,（4）若知道电压表的量程和阻值，则电压表兼有电流表的功能。（5）若知道电流表的量程和阻值，则电流表兼有电压表的功能。（6）根据电压表的构造可知，可以用电流表和电阻串联作电压表使用。,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(1)(2)(3),5,4.一般电阻测定的设计思路根据欧姆定律知，需测出通过的电流和其两端电压。最简单的是采用伏安法，对于电流表的内外接法的选择，遵从以下规律：（1）若R为大阻值，电流表的分压作用较小，而电压表的分流作用较大，则选用内接法。（2）若R为小阻值，电流表的分压作用较大，而电压表的分流作用较小，则选用外接法。,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(1)(2)(3),6,四、设计测量电源电动势和内阻的方案,理论分析：(1)电动势，外电路断开时两端的电压，试图直接测量。困难？(2)联系与E有关的物理规律，闭合电路欧姆定律有关的物理量5个，其中E和r可认为不变，变化R可得不同U和I。测电源的电动势和内阻，至少进行2次测量。,7,效果怎样？怎样分析,物理规律：,原理图的设计,(相对电源)A表外接,(相对电源)A表内接,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(1)(2)(3),常规量程和程序？,8,(相对电源)A表外接法方案分析,理论分析：电压正确，电流偏小,端电压越大，偏离越大，端电压为0，,U,I,0,结论：,9,(相对电源)A表内接方案分析,误差分析：电流正确，电压偏小U测=U真-IAr,电流越大，误差越大,U,0,电流越小，误差越小,结论,10,(相对电源)A表内接法方案分析：,想？,技术处理：设想把rA看成电源内阻的一部分。,测得电压和电流均正确,修正：r测=rA+r,有什么办法，消除误差？,11,U,0,U,0,内,外,理想情况,实际情况,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(1)(2)(3),综合分析,常规问题的处理方案？特殊问题的处理方案？学生自己归纳,归纳总结,12,变形分析1(相对电源)A表内接还是外接？,等效(相对电源)A表外接法,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(1)(2)(3),13,问题提出：希望得到I和R的关系？,等效外接法,U,0,结论：,想？,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(1)(2)(3),14,理论研究：,希望把U和R分离，得到单调线性关系,联想？,类比!,物理意义？,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(1)(2)(3),15,变形分析2(相对电源)A表内接还是外接？,U,I,问题提出：,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(1)(2)(3),16,问：希望得到I和R有关的单调线性的关系？,理论分析：E=IR+Ir,分离变量IR,取横轴为变量R，纵轴为I的倒数,0,r,斜率为？,自我总结：,17,(盐城卷)到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻R0。他设计了如图所示的电路来测量R0的阻值，实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(1)(2)(3),18,2008盐城卷赏析,（1）他在同一坐标纸上分别作出U1I、U2I图线，则所作的直线斜率较大的是（2）定值电阻R0的计算表达式是：R0=(用测得的物理量表示)，若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0值（填“大于”、“等于”或“小于”）实际值。,1基本原则2基本技能3实验思想4实例(