物理竞赛电学实验讲座.ppt

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1、1知识在于总结，成功在于拼搏物理竞赛实验试题解析及其总结主讲教师：何希庆2008.7.19（电学部分）2授课内容第21-24届山东赛区情况综述第24届山东赛区竞赛相关情况总结第25届山东赛区复赛实验试题命题范围近五届物理竞赛电学实验试题解析电学实验系统总结实验考试的技巧和策略第25届全国物理竞赛相关信息实验培训安排情况3近五届物理竞赛电学实验试题解析主要以第20届的复赛和决赛以及第21届、第22届、第23届、第24届的复赛实验试题为内容，刨析试题的命题方向、物理内涵、考查重点以及审题思路、解题方法、做题步骤

2、等，旨在给同学以启发，作引玉之砖。电阻组合测量（2003第20届决赛）黑盒子问题——航标灯自动控制（2003第20届复赛）非平衡电桥应用——温度自动控制（2004第21届）数字万用电表设计及其应用（2005第22届）发光二极管的特性及其应用——交通灯控制（2006第23届）根据干电池的负载电阻功率随负载变化的规律特性，测量其内阻r，并设计一个使用的电子门铃电路。（2007第24届）4【例1】电阻组合测量有5个电阻元件已分别装入5个小盒中,并接在接线柱上（不得打开小盒），它们的编号分别为R1。。。R5，其中3

3、个电阻值较小，它们的电阻值基本相等（电阻值相差不大于1%），另两个电阻值也基本相等（其电阻值相差不大于1%），但它们的电阻值比前三个至少大40%。请设计一种测试次数不超过3次，就一定能找出这两个阻值较大的电阻的实验方案。然后准确测量其中一个的电阻值。5【仪器和用具】直流电源两组E1和E2（E1＞E2,其内阻可忽略）AC5型直流指针式检流计一只（其使用方法见附录）检流计限流电阻一只（Rb）六钮电阻箱一只(R)导线若干单刀双掷开关一只。6【分析】根据题目要求、给定的仪器和用具情况，采用电桥法和补偿法等二种测量方

4、法，根据电桥的平衡条件和状态找出2个大电阻，利用补偿原理精确测出电阻值。7一、电桥法1、 按图所示接线，R1、R2称为比例臂，R0为可调标准电阻，称为比较臂，Rx为被测电阻，检流计G作为平衡指示器。2、当检流计指零(Ig=0)时,B、D两点电位相等，即I1R1=I2R2IxRX=I0R0电桥平衡条件：RX=R1/R2*R0或RXR2=R1R08二、补偿法补偿法——就是用已知的电压或电动势去抵消（或补偿）待测的电压或电动势的方法。（电位差计）补偿原理（1）工作回路(RRMKE1)提供工作电流（标准电压）（2）

5、补偿回路E2GRb按钮开关（3）补偿调节按下开关、反复调节R使G指零9附录AC5型直流指针式检流计使用说明1．使用时要水平放置。2．将小旋钮拨向白色圆点位置，用零点调节器将指针调至零位。3．按下“电计”按钮，检流计即被接入电路。开始调节时应在接入限流电阻的情况下，用跃按法（短暂接通）反复按下“电计”按钮，调节至检流计基本指零，然后拆除限流电阻，再细调至检流计指零。4．如需将检流计长期接入电路时，可将“电计”按钮按下并转一角度锁住即可。5．若使用时指针摆动不停，按一下“短路”按钮指针便立即停止。106．电流如

6、果从“+”接线柱流入检流计，指针偏向表盘的“+”方向电流；如果从“-”接线柱流入检流计，指针偏向表盘的“-”方向。7．检流计使用完毕后必须将小旋钮拨至红色圆点位置，同时把“电计”、“短路”旋钮放松。8．检流计不得用作电流表读数。注意安全使用检流计！！！【题说】第20届全国中学生物理奥林匹克竞赛决赛实验试题11【要求】1．在试卷上写出你所设计的实验方案，该方案用不超过3次测试就一定能找出两个阻值较大的电阻。画出测量电路图、标上符号，写出实验步骤及判断方法。2．用实验找出这两个电阻值较大的电阻，写出它们的编号。

7、3．在上面找出的两个阻值较大的电阻中任取一个，准确测定其电阻值（令为RM）。不得使用其余4个待测电阻。在试卷上画出测量电路图，写出实验步骤，导出计算公式，记录测量数据并求出结果（结果要能用4位有效数字表示）。12【点评】20届全国中学生物理竞赛决赛题（济南）体现了目前的命题方向；突出了基本实验原理的综合运用；考察学生的综合应用知识解决问题能力；13【试题分析】方案：1）采用电桥平衡原理找出2大电阻2)利用补偿原理测量其中1电阻值试题分析：若电桥基本平衡，桥路上的4个电阻一定为2大2小，桥外余下的是小电阻。若

8、电桥不平衡，桥路上的4个电阻可能为3小1大，余下1个大电阻；也可能为2大2小，余下1个小电阻。14若电桥基本平衡,则（Rm.Rn=Rn.Rm)桥路上的4个电阻一定为2大2小桥外余下的是小电阻。桥上电阻分布如图中的4种情况：15第一次平衡情况分析16若电桥不平衡桥路上的4个电阻可能为3小1大；也可能为2大2小，其分布如图中的6种情况桥外余下的电阻在图中(c)和(f)情况为小电阻，在其他情况为大电阻。1718结果：2