課件2：專題七電學(xué)設(shè)計性實驗

第七章恒定電流專題七電學(xué)設(shè)計性實驗考點一設(shè)計性實驗的答題思路與方法1．明確實驗?zāi)康模?．廣泛聯(lián)系、尋找原型、確定實驗原理．3．根據(jù)實驗原理與實驗器材，遷移實驗方法，確定實驗方案．課堂探究考點突破

審題時要看清題目要求測定什么物理量，驗證、探究什么物理規(guī)律，或者要求設(shè)計達到何種標準的電路．實驗電路的選擇伏安法測電阻伏安法測E和r4．實驗電路的選擇(1)(2)控制電路的選擇：控制電路即滑動變阻器在電路中的連接，常有兩種不同的形式，圖1甲為限流式，圖乙為分壓式．

圖1在具體實驗中，滑動變阻器是采用分壓式還是限流式，可按以下標準進行判斷：①負載電阻的阻值Rx遠大于滑動變阻器總電阻R，需用分壓式電路．②要求負載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，需用分壓式電路．

③負載電阻的阻值Rx小于滑動變阻器的總電阻R或相差不多，并且電壓、電流表示數(shù)變化不要求從零起調(diào)，可采用限流式．

④兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因為限流式接法消耗的的總功率較?。?/p>

直流電壓【例1】中國機器人農(nóng)民發(fā)明家吳玉祿(被譽為中國的特斯拉)只有小學(xué)文化，為了給他的機器人吳老二找一個可充電電池，他在廢品站找到了一個像電池一樣有兩個電極的裝置，上面標有“TNT”字樣，他高興地拿回去充電，結(jié)果差點丟了性命．如果你是他的兒女，為了安全起見，你能給他提出一些建議或幫助嗎？(1)經(jīng)上網(wǎng)查找這是只工業(yè)電雷管，由電能轉(zhuǎn)化成熱能而引發(fā)爆炸的，利用了電流的熱效應(yīng)．給你一個多用電表你會選擇_______________(直流電流、直流電壓、電阻)擋來判斷它是否為電池，可保證既安全又方便．

【解析】(1)由直流電壓擋的內(nèi)阻較大，如是電池，能顯示電壓，電流較?。蝗缡荰NT，直流電壓擋不會給它供電，也是安全的；如用電阻擋測試，多用電表內(nèi)部電池會給TNT供電，可能有危險；所以應(yīng)選直流電壓擋．

1.5(2)經(jīng)核實該電雷管全電阻阻值為6Ω，其中電熱絲阻值為5Ω，引腳線長2m，阻值為1Ω，當(dāng)通以0.45A電流時約6s鐘爆炸，若吳玉祿用5.4V的電壓給它充電時理論上約________s鐘爆炸．(3)某興趣小組發(fā)揚吳玉祿精神，用伏安法設(shè)計了一實驗精確測量上述單只電雷管電阻的電路，準備了以下實驗器材：待測電雷管Rx，炸藥桶(保護作用，防爆破)電流表A1：量程0.5A、內(nèi)阻約0.5Ω電流表A2：量程30mA、內(nèi)阻約30Ω電壓表V1：量程30V、內(nèi)阻約10kΩ電壓表V2：量程2V、內(nèi)阻約3kΩ滑動變阻器R：0～10Ω電阻箱R0：0～999.9Ω，0.1A干電池E：電動勢E＝1.5V，內(nèi)阻r約0.1Ω電鍵S及導(dǎo)線若干電流表應(yīng)選A2且應(yīng)給待測電雷管串聯(lián)電阻箱作限流電阻滑動變阻器應(yīng)用分壓式①請設(shè)計一個較合理的電路原理圖，畫在規(guī)定的虛線框內(nèi)，要求通過電雷管的電流不超過27mA，電壓能從零調(diào)節(jié)，盡可能減小誤差．U為電壓表示數(shù)，I為電流表示數(shù)，R0為電阻箱讀數(shù)

②寫出Rx的計算公式Rx＝________；說明公式中各物理量的意義：

________________________________________________________

實驗設(shè)計流程題目要求和給出的條件演示和分組實驗的實驗原理物理規(guī)律和原理基本儀器的使用知識實驗原理需測物理量和所需器材實驗步驟數(shù)據(jù)處理與誤差分析【規(guī)律總結(jié)】實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數(shù)據(jù)．(1)實驗中電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________(均用序號字母表示)．(2)請按要求將圖2中所示的器材連成實驗電路．CEF圖2圖4圖3把定值電阻作為電源的內(nèi)阻0.84（0.81~0.87皆可）考點二實驗方法及數(shù)據(jù)處理方法的遷移運用

1．實驗方法遷移

基本的實驗方法包括：實驗原理的設(shè)計方法、實驗誤差的控制方法和實驗數(shù)據(jù)的處理方法，將基本的實驗方法和物理原理合理遷移，可設(shè)計出測量不同的物理量、可探究不同問題的實驗方案．教材中所學(xué)過的物理規(guī)律、物理公式中只要含有某一物理量，則該規(guī)律、公式就可作為研究或測定該物理量的原理基礎(chǔ)而進行相應(yīng)的實驗方法設(shè)計．

2．實驗數(shù)據(jù)的遷移

數(shù)據(jù)探究性實驗的主要功能是通過實驗提供的數(shù)據(jù)信息，分析各數(shù)據(jù)中的內(nèi)在聯(lián)系，找出數(shù)據(jù)中所包含的物理規(guī)律．常用的數(shù)據(jù)處理方法(如平均值法、圖象法、逐差法、比較法等)和誤差分析方法應(yīng)該掌握．【例3】常用的電流表有內(nèi)阻，現(xiàn)要測量電流表G1的內(nèi)阻r1，電路如圖5所示．供選擇的儀器如下：A．待測電流表G1(0～5mA，內(nèi)阻約300Ω)B．電流表G2(0～10mA，內(nèi)阻約100Ω)C．定值電阻R1(30Ω)D．定值電阻R2(300Ω)E．定值電阻R3(3kΩ)F．滑動變阻器R4(0～20Ω)G．電源(電動勢6.0V，內(nèi)阻不計)H．開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)電路中與電流表G1并聯(lián)的電阻應(yīng)選________，保護電阻應(yīng)選用________(請?zhí)顚懫鞑那暗淖帜感蛱?．(2)根據(jù)電路圖在圖6中連接實物圖，要求閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑動觸頭P處于正確位置．圖5圖6DC(3)補全實驗步驟：①按電路圖連接電路；②閉合開關(guān)S，移動滑動觸頭P至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；③________________________________________________；④以I1為縱軸，I2為橫軸，作出相應(yīng)圖象如圖所示．(4)根據(jù)I1－I2圖線的斜率k及定值電阻，寫出電流表G1內(nèi)阻的表達式r1＝________.圖1

練出高分bc(2)在圖中將滑動變阻器正確接入電路中，要求：燈泡兩端的電壓可以從零開始進行調(diào)節(jié)．②根據(jù)圖線，可以得到燈絲在未通電時的阻值約為

____________________Ω.1.0（0.9~1.2均可）(1)請選擇合適的器材，設(shè)計出便于精確測量的電路圖畫在虛線框中，其中滑動變阻器應(yīng)選________．(2)若選用其中一組電表的數(shù)據(jù)，設(shè)該段圓柱形材料的長為L，直徑為d，由以上實驗得出`這種材料電阻率的表達式為________________，式中符號的含義為_______________________________________________．R1

C圖3圖41045(1)實驗中電流表應(yīng)選用______，滑動變阻器應(yīng)選用______(均用序號字母表示)．(2)請在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖．AE1.35450

圖5實驗時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，多次測量后發(fā)現(xiàn)：若電壓表V1的示數(shù)增大，則電壓表V2的示數(shù)減?。?Ⅱ)請將設(shè)計的實驗電路圖在如圖6所示的虛線框中補充完整．圖6

4.51.