电学设计性实验的思路和方法.ppt

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1、电学设计性实验的思路和方法高益民电学设计性实验题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力，在高考中的考查频率很高．不少学生面对这类题感到无从下手．实际上，只要做到“三个明确”“三个选择”，问题便可迎刃而解．一、明确题目的要求解答一道电学实验设计题，首先要认真审清题意，看清题目的要求．即要看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或者要求设计达到何种标准的电路等．对实验的目的要求明确了，才能保证解题思路正确、明朗，方法对头．二、明确实验设计的原理测量电路、控制电路、实验仪器的选择，实验方法、步骤的确定，数据处理、误差分析等问题，都是从

2、实验原理派生出来的，只有明确实验原理，其他问题才可得以解决．如果设计测定型实验，应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得，与哪些物理量有直接联系，可用哪些物理量定量地表示，用何种方法测定相关量，进而得出待求量．如果设计验证型实验，应弄清在相应的物理现象中，何种定量关系成立，才能使待验证的结论成立．对于设计符合一定标准的电路问题，则应根据实验的要求和相关物理规律，器材的规格、性能等，合理选择、连接电路．三、明确设计电路的原则设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则，兼顾“运用仪器少，耗电少”等三条原则．1．安全性原则选用仪器组成电

3、路，首先要保证实验正常进行．例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等．2．精确性、方便性原则“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度．例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转，一般应使指针偏转在满刻度的1/3以上，以减小因读数引起的偶然误差．“方便”是指实验中便于调节控制，便于读数．例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器．对大阻值的滑动变阻器，如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化，则不宜采用．对于滑动变阻器，还要权衡用分压

4、式电路还是限流式电路．3．运用仪器少，耗电少原则在达到实验目的，各项指标均符合要求的前提下，还应注意运用的仪器尽量少和节约电能．例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路，若这两种调节电路均能满足要求，从消耗功率小，节约电能的角度，则应选用限流式电路．四、控制电路的选择滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据：(1)负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连续可调，应选分压电路．(2)若负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器总阻值R，应选分压电路．(3)若负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器总阻值R或相差不多，且没有要求电压从零可调，应选限流电路．(4)两

5、种电路均可时限流电路优先，因为限流电路消耗的总功率小五、测量电路的选择对伏安法测电阻，应根据待测电阻的大小选择电流表不同的接法．(1)阻值判断法：当RV≫Rx时，采用电流表“外接法”；当Rx≫RA时，采用电流表“内接法”六、实验器材的选择1．安全因素通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流．2．误差因素选择电表时，保证电流和电压均不超过其量程．使指针有较大偏转(一般取满偏度的1/3～2/3)；使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近．3．便于操作选滑动变阻器时，在满足其他要求的前提下，可选阻值较小的．4．实验的实际要求．例1：常用的电

6、流表有内阻，现要测量电流表G1的内阻r1，电路如图甲所示．供选择的仪器如下：A．待测电流表G1(0～5mA，内阻约300Ω)B．电流表G2(0～10mA，内阻约100Ω)C．定值电阻R1(30Ω)D．定值电阻R2(300Ω)E．定值电阻R3(3kΩ)F．滑动变阻器R4(0～20Ω)G．电源(电动势6.0V，内阻不计)H．开关S及导线若干(1)电路中与电流表G1并联的电阻应选________，保护电阻应选用________(请填写器材前的字母序号)．(2)根据电路图在图乙中连接实物图，要求闭合开关前滑动变阻器的滑动触头P处于正确位置．(3)补全实

7、验步骤：①按电路图连接电路；②闭合开关S，移动滑动触头P至某一位置，记录G1、G2的读数I1、I2；③____________________________________________________________；④以I1为纵轴，I2为横轴，作出相应图象如右图所示．(4)根据I1－I2图线的斜率k及定值电阻，写出电流表G1内阻的表达式r1＝________.DC多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2.例2：(2014·东北三校联考)某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提

8、高实验的精确度，需要测量电压表的内阻．实验中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块电压表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压