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电学实验专题

2017-03-09山西省运城市平陆中学吕高社

卫星电视与宽带多媒体 2017年13期
关键词:分度电压表电学

山西省运城市平陆中学 吕高社

一、教学目标

1.知识与技能

①了解考纲中要求的电学实验名称及备考要点。

②了解并掌握电学实验的基本思想方法及实验数据的处理方法。

③掌握电学测量仪器的使用与读数。

④理解电学实验中的控制与测量电路。

2.过程与方法

通过设计电路和仪器选择,开阔思路,激发兴趣,养成规范操作实验并能科学合理地处理数据的习惯。

3.情感态度与价值观

使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯,严谨求实的态度和不断求索的精神,培养学生观察能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣。

二、教学重点

1.掌握电学实验的基本思想方法和数据处理办法

2.理解电学实验的控制与测量电路

三、教学难点

1.电路设计与仪器的选用

2.数据处理方法

四、教学过程

(一)常用电学仪表的读数问题

1.电流表、电压表读数:对最分度为“1”(10,1,0.1,0.01,……),“2”(20,2,0.2,0.02,……)的采用“十分之一估读法”,估计数字出现在下一位;对最小分度为“5”(50,5,0.5,0.05,……)的采用“五分之一估读法”,估计数字出现在同一位。

读数刻度=刻度完整部分+估计等分数× 最小分度“1”或“2”的十分之一(最小分度“5”的五分之一)

对部分乘积为零的情形,0不能丢,象游标卡尺、千分尺读数一样要补齐小数位数。

2.欧姆表:测电阻本身很粗略,但仅从读数看,仍然要估读“最后一位有数字”,表示“估读”,其前面的数字准确,估读方法同上,要看最小分度是多少。

(二)考纲中要求考查的电学实验

1.要求会使用的主要仪器有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑变阻器、电阻箱等。

2.测量性实验:

备考要点:

②测量电源的电动势和内阻

探制电路采用限流式接法,测量电路一般采用安培表内接法,数据处理一般用图象法。

③练习使用多用电表

1)电流方向:欧姆表内部电池的正极接外部负接柱使用多用电表时,电流都要从电表的正接线柱流入多用表,从负接线柱流出。

2)区分“机械零点”与“欧姆零点”:“机械零点”在刻度盘左侧“0”位置,需要时通过表盘下方中间的定位螺丝进行调节;“欧姆调零”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,需要时通过欧姆档的调零旋钮进行调节。

3)测电阻时需选用适当的档位(倍率),每改变一次档位都重新进行欧姆调零。

4)测电阻要将电阻与其它元件和电源断开,使用完毕应将选择开关旋至OFF档或交流电压最大档。

3.探究性实验:主要考查实验基本原理和思想方法的迁移应用。

4.创新设计性实验:是根据已知的实验方法设计一个新的实验方案,设计实验原理是创新性实验设计的根本依据和关键,应根据问题的要求和条件,确定实验原理,再通过分析与计算,找出待测量与已知量之间的函数表达式,最后设计合适的实验步骤。

(三)电学实验中的控制与测量电路

1.控制电路中滑动变阻器的连接

①分压式接法:特点是整个电阻和电源、开关串联,负载与其中一部分并联;负载上电压调节范围0≤U≤E,应用要求:被控制电路的电流(或电压)从零开始连续调节;被控制电路的电阻要远大于滑变阻器的最大值;实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组数据;若采用限流接法,电路中实际电压或电流的最小值仍超过电表或电器的额定值。

②限流式接法:特点滑变阻器只有一部分有电流通过;负载上电压调节范围较小,应用要求:测量电路电流或电压没有要求从零开始调节,只是小范围内测量,且被控制电路的电阻与滑动变阻器的电阻接近或略小于;测量电源电动势和内阻。

2.测量电路——伏安法测电阻

①内接法:特点安培表与电阻串联再与伏特表并联,误差原因是电流表的分压作用,测量值大于真实值;适用条件即大电阻,判断方法

②外接法:特点电压表与电阻并联再与安培表串联,误差原因是电压表的分流作用,测量值小于真实值。适用条件即小电阻,判断方法

(四)电学实验的考查类型、基本思想方法、实验数据处理方法

1.考查类型:仪表读数、仪器和电路的选择、实物图的连接、实验电路的设计、步骤的安排、实验数据的处理方法、误差分析。

2.基本思想方法:

①等效法:如在电表的改装中,通过并联分流电阻来等效的电流表的内阻,串联分压电阻来等效为电压表的内阻,用替换法测电阻,都是等效法的应用。

②转换法:如:电流表是利用电流在磁场中受力,把电流转化为指针的偏角。

③累积法:在缺乏高精密度测量仪器的情况下测量细金属丝的直径,常把金属丝紧密缠绕在圆柱体上测若干匝的总长度,然后除以匝数就可求出细金属丝的直径。

3.实验数据处理方法:

①列表法:在记录和处理数据时,常常将数据列成表格,数据列表可以简单而又明确地表示出有关物理量之间的关系,有助于找出物理量之间联系的规律性。

②公式法:把数据代入物理公式计算出结果的方法,这种方法一般在处理实验结果时带来较大的误差。

③图象法:是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法,作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性变化。即“变曲为直”。

五、教学反思

关于电学实验,只要实验原理不超纲就不算超纲,比如电桥,有些内容会连考两年,20分度游标卡尺,测电压表内阻2015年II卷考了半偏法,2016年又考了偏法;再一再二不再三,有些实验连考两年后会停一年,或连续两年不考第三年才考,关注上一年没有考过的实验。2016年I卷23题考热敏电阻传感器,对于实验现象的准确描述和有效数字的保留有效高的要求,平时训练中要关注,II卷4年没有考读数,要关注游标卡尺、螺旋测微器、电表读数,关注坐标轴读数。I卷2013年游标卡尺、欧姆表、电压表;2014年为1分度2mA的电流表、2015年托盘天平、2016年没有考。

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