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1、電 學 設(shè) 計 型 實 驗,主講人：安陸一中 柳曉偉,2008年高二物理培優(yōu)電學實驗專題,設(shè)計型實驗是根據(jù)實驗目的，運用已掌握的物理規(guī)律、實驗方法、選擇熟悉的儀器、器材、自行獨立設(shè)計實驗的構(gòu)想或方案。設(shè)計方案涉及到對實驗原理的再認識和加工，包括選擇和配置合適的實驗方法、實驗器材、安排正確的實驗步驟、設(shè)計科學的數(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)與評價等。,一知識概要：,1設(shè)計型實驗的基本概念：,2典型的設(shè)計型實驗:,由實驗目的和實驗器材確定實驗原理,解決實驗問題。,供選器材,實驗原理,數(shù)據(jù)處理,誤差分析,,,,,,,3典型設(shè)計型實驗的基本思路：,畫電路圖,,,,,分析要點: （1
2、）明確實驗目的，廣泛聯(lián)系基本實驗模型。 （2）選擇實驗儀器，確定精確的實驗方案。,二例題分析,例1：電阻的測量 （2004年全國卷.湖南、湖北）用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值（9001000）： 電源E，具有一定內(nèi)阻，電動勢約為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； 單刀單擲開關(guān)K，導線若干。 測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應的英文字母標注）。 根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實物圖上畫出聯(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，則由已知量和測得量表示Rx的公式為Rx=________。,,,,,A,,,,,,,V,1,2,Rx,分析過程：,750,9001000,,原理圖,實物圖,,計算式,4.設(shè)計型實驗的基本原則： （1）科學性原則：實驗原理所依據(jù)的規(guī)律，應當符合物理學的基本原理。 （2）安全性原則：實驗方案的實施要安全可靠，實施過程中不應對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： 在實驗方案、儀器、儀器量程的選擇上，應使實驗誤差盡可能的小。 （4）方便性原則：實驗應當便于操作，
4、便于讀數(shù)，便于進行數(shù)據(jù)處理。,例2：測量電源電動勢和內(nèi)阻,（2005年全國卷.湖北）測量電源B的電動勢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，導線若干。 畫出實驗電路原理圖。圖中各元件需用題目中 給出的符號或字母標出。 實驗中當電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1； 當電流表讀數(shù)為I2時，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 一臺臭氧發(fā)生器P的電阻為10k，當供電電壓等于24V時能正常工作，否則不產(chǎn)生臭氧.現(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動消毒裝置，要求它在有光照時能產(chǎn)生臭氧，黑暗時不產(chǎn)生臭氧，擬用一個光敏電阻R1對它進行控制，R1的阻值在光照時為100、黑暗時為1000、允許通過的最大電流為3mA；電源E的電壓為36V、內(nèi)阻不計；另有一個滑動變阻器R2，阻值0100、允許通過的最大電流為0.4A；一個開關(guān)S和導線若干.臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號如右圖所示. 設(shè)計一個滿足上述要求的 電路圖，圖中各元件要標上字 母代號，其中滑動變阻器兩固 定接線柱端分別標上字母A、B （電路畫在答卷的方框內(nèi)）.,,R1,
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