仪器选择和设计实验.pptVIP

器材选取问题的策略 1.器材选取三原则 (1)安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。另外还要注意测量仪器的量程，各类用电器实际通过的电流不能超过其允许通过的最大电流等。 (2)精确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。;(3)方便性原则：实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作是否调节方便的问题。 2.器材选取三具体要求 (1)根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转(一般取满偏的1/3～2/3左右)，以减少测量和读数的误差。;(2)根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不能超过它的额定值。对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。 (3)应根据实验的基本要求来选择仪器。对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能做出恰当的选择。 3.器材选取的一般步骤 (1)找出惟一且必须的器材； (2)画出电路图(暂不把电表接入)； (3)估算最大值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值)或估算最小值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最大值)； (4)考虑能否使电压表、电流表都达到满偏的1/3以上。; [例2]　某同学用如图甲所示电路，测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。;(1)除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择： 电流表A1(量程100 mA，内阻约2 Ω)； 电流表A2(量程0.6 A，内阻约0.3 Ω)； 电压表V1(量程5 V，内阻约5 kΩ)； 电压表V2(量程15 V，内阻约15 kΩ)； 滑动变阻器R1(阻值范围0～10 Ω)； 滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ)； 电源E1(电动势为1.5 V，内阻为0.2 Ω) 电源E2(电动势为4 V，内阻约为0.04 kΩ);为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表________，电压表________，滑动变阻器________，电源________。(填器材的符号) (2)根据实验数据，计算并描绘出R－U的图象如图乙所示。由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为________ Ω；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为________ Ω，灯泡实际消耗的电功率为________ W。;(3)根据R-U图象，可确定小灯泡消耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的________。;[答案]　(1)A2　V1　R1　E2　(2)1.5　11.5　0.78　(3)A;1. 解决设计型实验问题的关键是确定实验原理，然后确定应当测量哪些物理量，如何安排实验步骤，如何处理数据等。电学设计型实验常用的方法有转换法、替代法、控制变量法等。 （1）转换法：将不易测量的物理量转换成可以(或易于)测量的物理量进行测量，然后再反求待测物理量的量值，这种方法叫转换测量法(简称转换法)，如在测量金属电阻率的实验中，虽然无法直接测量电阻率，但通过测金属丝的长度和直径，并将金属丝接入电路测出其电阻，然后再计算出它的电阻率。 （2）替代法：用一个标准的已知量替代被测量， 通过调整标准量，使整个测量系统恢复到替代前的状态，则被测量等于标准量。;③控制变量法：研究一个物理量与其他几个物理量的关系时， 要使其中的一个或几个物理量不变， 分???研究这个物理量与其他各物理量的关系，然后再归纳总结，如探究电阻的决定因素实验。 2. 在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法， 安安法等。 3.对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性即首先要注意到其自身量程对电路的影响，其次要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能，因此在测电压表内阻时无需另并联电压表，测电流表内阻时无需再串联电流表。