设计性实验电子教案.pptVIP

三种类型： ——测量型实验：对某一物理量（如电容、折射率、静态磁特性的测量等）进行测定，达到设计要求； ——研究型实验：用实验确定两物理量或多物理量之间的关系（电源特性研究），并对其物理原理、外界条件的影响或应用价值等进行研究； ——制作型实验：设计并组装装置，如万用表、全息光栅等。 设计性实验的一般程序： 建立物理模型就是根据实验要求和实验对象的物理性质，研究与实验对象相关的物理过程的原理及过程中各物理量之间的关系、推证数学表达式。 4．测量条件与最佳参数的确定 在实验方法及仪器选定的情况下，选择有利的测量条件，最大限度地减小系统误差。 如用单摆测重力加速度时，选用的实验装置必须满足：球要小，使小球可看成质点；线要轻，可忽略摆线质量；摆角要小于，以满足公式 的要求。 若待测电流为60mA，现有0.5级量程为300mA和1.0级量程为75mA的两块电流表，用0.5级的表测量时，其仪器示值误差限为 mA 误差限值的相对值为 用1.0级的表测量时，其结果为 mA 比较其结果可见，由于待测量的量值与仪器的量程不匹配，用0.5级的表测得的结果反而不如1.0级的表好。 数据处理及撰写报告 一般应包括五个部分： (1) 引言：简明扼要的说明实验的目的要求、内容及对实验结果的评价。 (2) 实验方法描述：介绍实验基本原理，简明扼要地进行公式推导，简述基本方法、实验装置、测试条件等的选择。 (3) 数据及处理：列出数据表格，进行计算及不确定度处理，给出最后结果。 (4)实验总结：评价实验结果；分析实验过程中观察到的异常现象及其可能的解释；分析误差来源及消除措施；也可分析假设物理模型中某条件不被满足时，会对实验结果产生多大的影响；详细介绍实验中遇到的故障及解决的办法；也可以对实验方案及其改进意见进行讨论评述；还可以谈实验的心得体会等等。这部分最能反映学生的实验能力和素养。 (5) 参考资料：列出实验过程中主要参考资料的名称、出处、作者、出版社、及出版时间。 5.2 设计举例 实验课题： 测量某一电阻器的电阻值(大约1.2K左右，额定功率 0.25 w)。 测量精度要求： ≤3％。 设计程序和方法概述如下： 1．收集资料，确定物理模型(实验原理) 2．实验方法和测量方法的选择 3．测量仪器的选择与配套 4．实验实施方案的拟定 1．收集资料，确定物理模型(实验原理) 电阻的测量方法有“伏安法”、“电桥法”、“电位差计法”、“电容充放电法”、“电流计法”等等。但是测中高值电阻最简便实用的方法是伏安法，计算公式为， 直接测量量为 和 ， 为流过电阻的电流， 为电阻两端的电压。根据所给课题测量精度的要求，本实验采用伏安法测量即可。 5.2 设计举例 实验课题： 测量某一电阻器的电阻值(大约1.2K左右，额定功率 0.25 w)。 测量精度要求： ≤3％。 设计程序和方法概述如下： 1．收集资料，确定物理模型(实验原理) 2．实验方法和测量方法的选择 3．测量仪器的选择与配套 4．实验实施方案的拟定 2．实验方法和测量方法的选择 用伏安法测电阻又分两种测量方法，即内接法和外接法，如图5.2-1、图5.2-2所示。由于电流表和电压表内阻的影响，在图5.2-1和图5.2-2两个电路中都存在系统误差。 简单分析可知，用内接法测 I准确，但测得的U偏大，故结果使Rx待测电阻的测量值也偏大；外接法恰好相反。只有在Rx较大(Rx》Ra) (Ra为电流表内阻)时，内接法测Rx才较准确；Rx较小(Rx《Ru) (Ru为电压表内阻)时，外接法Rx测较准确。为此，应尽可能选用高内阻的电压表和低内阻的电流表。本课题中，待测电阻阻值大约为1.2K，因此我们就选择图5.2-1(内接法)作为测量的原理电路图，且用下面的公式对测量值进行系统误差修正： 5.2 设计举例 实验课题： 测量某一电阻器的电阻值(大约1.2K左右，额定功率 0.25 w)。 测量精度要求