電 學(xué) 設(shè) 計(jì) 型 實(shí) 驗(yàn),主講人：安陸一中 柳曉偉,2008年高二物理培優(yōu)電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題,設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模\(yùn)用已掌握的物理規(guī)律、實(shí)驗(yàn)方法、選擇熟悉的儀器、器材、自行獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的構(gòu)想或方案。設(shè)計(jì)方案涉及到對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的再認(rèn)識(shí)和加工，包括選擇和配置合適的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)器材、安排正確的實(shí)驗(yàn)步驟、設(shè)計(jì)科學(xué)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(píng)價(jià)等。,一知識(shí)概要：,1設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的基本概念：,2典型的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn):,由實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)器材確定實(shí)驗(yàn)原理,解決實(shí)驗(yàn)問題。,供選器材,實(shí)驗(yàn)原理,數(shù)據(jù)處理,誤差分析,3典型設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的基本思路：,畫電路圖,分析要點(diǎn): （1）明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，廣泛聯(lián)系基本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?（2）選擇實(shí)驗(yàn)儀器，確定精確的實(shí)驗(yàn)方案。,二例題分析,例1：電阻的測(cè)量 （2004年全國(guó)卷.湖南、湖北）用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值（9001000）： 電源E，具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)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(dǎo)線若干。 測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）。 根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫出聯(lián)線。 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(cè)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(shí)物圖,計(jì)算式,4.設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的基本原則： （1）科學(xué)性原則：實(shí)驗(yàn)原理所依據(jù)的規(guī)律，應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理。 （2）安全性原則：實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，實(shí)施過程中不應(yīng)對(duì)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(shí)驗(yàn)方案、儀器、儀器量程的選擇上，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能的小。 （4）方便性原則：實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)便于操作，便于讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。,例2：測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,（2005年全國(guó)卷.湖北）測(cè)量電源B的電動(dòng)勢(shì)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(dǎo)線若干。 畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。圖中各元件需用題目中 給出的符號(hào)或字母標(biāo)出。 實(shí)驗(yàn)中當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1； 當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，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(jì) 一臺(tái)臭氧發(fā)生器P的電阻為10k，當(dāng)供電電壓等于24V時(shí)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(dòng)消毒裝置，要求它在有光照時(shí)能產(chǎn)生臭氧，黑暗時(shí)不產(chǎn)生臭氧，擬用一個(gè)光敏電阻R1對(duì)它進(jìn)行控制，R1的阻值在光照時(shí)為100、黑暗時(shí)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(jì)；另有一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2，阻值0100、允許通過的最大電流為0.4A；一個(gè)開關(guān)S和導(dǎo)線若干.臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號(hào)如右圖所示. 設(shè)計(jì)一個(gè)滿足上述要求的 電路圖，圖中各元件要標(biāo)上字 母代號(hào)，其中滑動(dòng)變阻器兩固 定接線柱端分別標(biāo)上字母A、B （電路畫在答卷的方框內(nèi)）.,R1,