电学设计性实验应对策略

电学设计性实验处理策略,春晖中学姚天波,考试说明中的要求,高考电学实验分类,电阻、传感器,电动势与内阻,多用电表,一、电学实验的基本要求,1、仪器的选择,安全性原则：,精确性原则：,操作性原则：,各个元件的额定电压、额定电流、额定功率,电表量程的选择大于1/3,看滑动变阻器的调节是否合理、方便,一、电学实验的基本要求,2、电阻的测量方案,伏安法,临界电阻,误差的原因与趋向,一、电学实验的基本要求,适用条件,3、控制电路的选择-滑动变阻器的接法,限流电路,结论1：滑动变阻器的总阻值越大，灯泡两端电压的变化范围越大。,一、电学实验的基本要求,达不到0,一、电学实验的基本要求,3V,RL=,Rp=,V,UL=V,结论2：滑动变阻器的总阻值过大导致调节困难。,25倍左右,关注回路最小电流,分压电路,一、电学实验的基本要求,滑动变阻器取多少值比较合理？,0,一、电学实验的基本要求,变阻器总阻值越大，调节越困难,要求决定a用电器两端电压要求变化范围较大，或从零开始连续可调，必选分压电路。安全决定b如果采用限流电路时，电路中最小电流等于或大于用电器的额定电流，应选分压电路。阻值决定c如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值小得多，应选分压电路。,控制电路的选择,一、电学实验的基本要求,d如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值相差不多，可以任选其中一种电路。假如从节省电能和电路简单考虑，应选限流电路。,一、电学实验的基本要求,二、电学实验的进阶要求,互测法,测电流表内阻,测电压表内阻,已知一表（A2、V2）内阻，可测另一表内阻,电流（压）表充当电压（流）表,二、电学实验的进阶要求,类比,二、电学实验的进阶要求,替代法,半偏法,基本假设：被测电路的总电流电压不受影响,条件：,一种等效思想,二、电学实验的进阶要求,三、电学实验的设计性要求,1、实验电路设计的原则,安全性,精确性,方便性,误差小,仪器少,耗电少,三、电学实验的设计性要求,电学元件的选择（唯一性器材可选器材）估算电压、电流最大值（ERPR）考虑电表的选择是否安全、合理测量电路的设计（伏安法、A-AV-V）控制电路的接法（分压式、限流式）电路的连接、正确性验证,2、电路设计的一般步骤,三、电学实验的设计性要求,四步法,例1电流表的内阻在0.1-0.2之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A、待测电流表A1（量程0.6A）；B、电压表V1（量程3V，内阻约为2k）；C、电压表V2（量程15V，内阻约为10k）；D、滑动变阻器R1（最大阻值50）；E、定值电阻R2（阻值5）；F、电源E（电动势4V）；G、电键S及导线若干。(1)电压表应选。(2)画出实验电路图，电流表A1的内阻的表达式为：RA=。,三、电学实验的设计性要求,例2有一电阻Rx，阻值在100200之间，额定功率为0.25W。要用伏安法较准确地测量它的阻值，实验器材：安培表A1，量程为50mA，RA1约100安培表A2，量程为1A，RA2=20电压表V1，量程为5V，RV1=10k电压表V2，量程为15V，RV2=30k变阻器R1，变阻范围020，2A变阻器R2，变阻范围010k，1A9V电源，电键，导线。实验中应选用的电流表、电压表分别是：。画出所用实验电路图。,三、电学实验的设计性要求,A2,V2,练习用伏安法测量某电阻的阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx（阻值大约为5，额定功率为1W）；电流表A1（量程为00.6A，内阻为0.2）；电流表A2（量程为03A，内阻为0.05）；电压表V1（量程为03V，内阻为3K）；电压表V2（量程为015V，内阻为15K）；滑动变阻器R（050）；蓄电池（电动势为6V），开关、导线。为了较准确测量Rx的阻值，保证器材的安全，以及操作方便，电流表、电压表应选择，并画出实验电路图。,三、电学实验的设计性要求,A2,V,例3用以下器材测量待测电阻Rx的阻值（9001000）电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电流表A，量程为0.6A,内阻约为2电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500；滑线变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。,测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）,三、电学实验的设计性要求,思考：怎么样才能保证电路安全？,例4利用下表中的实验器材，设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，画出电路图,标明器材代号;若选测量数据中的一组来计算r，则所用的表达式为_，式中各符号的意义是：_。,三、电学实验的设计性要求,三、电学实验的设计性要求,A2,A1,小结：,从课本基本测量电路为基本出发点进行思考,备考建议,熟悉特殊的电路测量方法,互测法、替代法、半偏法、电桥电路、等电势法等。,通过合理的计算来确定器材选择和电路的连接方案,如：,谢谢大家！祝你成功！,谢谢大家！祝你成功！,例3用伏安法测定一电阻器，阻值约为5，提供的器材有：电压表：代号V，量程3V，内阻15k；电流表：代号A1，量程3A，内阻0.2；电流表：代号A2，量程300mA，内阻1；变阻器：代号R1，11000，额定电流0.3A；变阻器：代号R2，150，额定电流1A；电池组：代号E，电动势3V，内阻0.3；开关，代号K