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电 学 设 计 型 实 验,主讲人：安陆一中 柳晓伟,2008年高二物理培优电学实验专题,设计型实验是根据实验目的，运用已掌握的物理规律、实验方法、选择熟悉的仪器、器材、自行独立设计实验的构想或方案。设计方案涉及到对实验原理的再认识和加工，包括选择和配置合适的实验方法、实验器材、安排正确的实验步骤、设计科学的数据处理方法，采用客观的误差分析方法，最后给予总结与评价等。,一知识概要：,1设计型实验的基本概念：,2典型的设计型实验:,由实验目的和实验器材确定实验原理,解决实验问题。,供选器材,实验原理,数据处理,误差分析,3典型设计型实验的基本思路：,画电路图,分析要点: （1）明确实验目的，广泛联系基本实验模型。 （2）选择实验仪器，确定精确的实验方案。,二例题分析,例1：电阻的测量 （2004年全国卷.湖南、湖北）用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（9001000）： 电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V； 电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750； 电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500； 滑线变阻器R，最大阻值约为100； 单刀单掷开关K，导线若干。 测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。 根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出联线。 若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=_。,A,V,1,2,Rx,分析过程：,750,9001000,原理图,实物图,计算式,4.设计型实验的基本原则： （1）科学性原则：实验原理所依据的规律，应当符合物理学的基本原理。 （2）安全性原则：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流。 （3）精确性原则： 在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。 （4）方便性原则：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。,例2：测量电源电动势和内阻,（2005年全国卷.湖北）测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5）。 器材：量程3V的理想电压表，量程0.5A的电流表（具有一定内阻），固定电阻R=4，滑线变阻器R，电键K，导线若干。 画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中 给出的符号或字母标出。 实验中当电流表读数为I1时，电压表读数为U1； 当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以 求出E= ，r= 。 （用I1，I2，U1，U2及R表示）,例3：创新设计 一台臭氧发生器P的电阻为10k，当供电电压等于24V时能正常工作，否则不产生臭氧.现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R1对它进行控制，R1的阻值在光照时为100、黑暗时为1000、允许通过的最大电流为3mA；电源E的电压为36V、内阻不计；另有一个滑动变阻器R2，阻值0100、允许通过的最大电流为0.4A；一个开关S和导线若干.臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如右图所示. 设计一个满足上述要求的 电路图，图中各元件要标上字 母代号，其中滑动变阻器两固 定接线柱端分别标上字母A、B （电路画在答卷的方框内）.,R1,
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