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    2．设计思路 实验设计可用下面的框图表示 解决设计型实验问题的关键是确定实验原理.它是进行实验设计的根本依据和起点.它决定应当测量那些物理量.如何安排实验步骤.如何处理数据等.实验原理的确定.要根据问题的要求和给出的条件.回顾分组实验和演示实验.寻找能够迁移应用的实验原理.或者回顾物理原理.寻找有关的物理规律.设法创设相关的物理情景.并根据已掌握的基本仪器核对是否能够测出必须测定的物理量.因此.掌握基本仪器的使用方法.基本的实验方法和基本物理原理是解答设计型实验题的基础. 典型例题 [题1]火车从车站开出后.在一段时间内基本上是作匀加速运动.现要求在以下条件下测量火车在这段时间内的加速度的大小. ⑴用一根线.一个砝码.一把尺测量火车的加速度, ⑵将⑴中的尺换成量角器怎么样测? ⑶将⑴中尺换成精确的测力计怎样测? 分析见书 [题2]现有一阻值为10.0Ω的定值电阻.一个开关.若干根导线和一个电压表.该电压表表面上有刻度但无刻度值.要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大.电压表量程大于电源电动势.电源内阻约为几欧)要求: (1)在右边方框中画出实验电路图: (2)简要写出完成接线后的实验步骤, (3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式= . [点拨解疑]在分组实验中有测定电源的电动势和内电阻的实验.我们从该实验知道测定电源的电动势和内电阻.至少应使电源连接不同负载两次.然后利用全电路欧姆定律求解.但现在只有一个定值电阻可用作负载,另外.应由电流表和电压表两个表.但现在只有一只电压表.而且是没有刻度值的,不过考虑到电压表电阻很大.而且题目只要求测出电源的内阻.应该有变通的办法. (1)我们可以把断路也作为一种负载状态.实验电路如图5所示.S断开时.因电压表内阻远大于电源内阻.可认为是断路状态.S闭合时.又是一种负载状态. (2)实验步骤如下: ①按电路图连接好电路. ②在开关S断开状态下读出电压表指针所在处的分度格数n1. ③闭合开关S.读出电压表指针所在处的分度格数n2. (3)设电压表每一小分度表示的电压为U0. S断开时.有 E=n1U0 S闭合时.有 解以上两式.得 [题3]一个电灯.电阻为4R.试设计一个电路.使电灯两端的电压调节范围尽可能大.可利用的器材有:一个电动势为 ,内阻为的电源,一个最大阻值为R的滑动变阻器,开关.导线若干. (1)设计实验电路.并画出实验电路图. (2)灯泡两端电压可调节的范围是多少? 解析:此题考查设计实验的原理和方法. (1)若采用滑动变阻器限流式接法.灯泡两端电压的最小值大于零.因而电压调节范围较小.若采用分压式接法.灯泡上的电压变化范围约为0-.显然.滑动变阻器被当作分压器使用时.灯泡上电压的调节范围比限流时调节范围大.设计电路如图4所示. (2)当滑片P滑到滑动变阻器的左端a时.灯泡两端电压U1＝0,当滑片P滑到右 端b时.有: I2＝, U2=I 所以灯泡两端电压可调节的范围是0- 在教学中.我们可以对滑动变阻器的两种接法作对比复习.帮助学生掌握两种接法的特点. [题4] 某学生为了测量一物体的质量.找到一个力电转换器.该转换器的输出电压正比于受压面的压力.如图所示．测量时先调节输入端的电压.使转换器空载时的输出电压为0,而后在其受压面上放一物体.即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.现有下列器材:力电转换器.质量为m0的砝码.电压表.滑动变阻器.干电池各一个.电键及导线若干.待测物体(可置于力电转换器的受压面上). 请完成对该物体质量的测量. (l)设计一个电路.要求力电转换器的输入电压可调.并且使电压的调节范围尽可能大.在方框中画出完整的测量电路图. (2)简要说明测量步骤.求出比例系数k.并测出待测物体的质量m． (3)请设想实验中可能会出现的一个问题. 解:参见杭州第二轮复习用书 (1)测量电路如图所示.(8分.输入端电路5分.输出端电路5分) (2)测量步骤与结果: <1>调节滑动变阻器.使转换器的输出电压为零, <2>将砝码放在转换器上.记下输出电压, <3>将待测物体放在转换器上.记下输出电压. 由(为砝码的质量).得, 测得.得 [题5] “伏安法 测电阻时,由于电压表.电流表内阻的影响.使得测量结果总存在误差.请你设计一种用电压表和电流表测量未知电阻.但其测量结果又不受电压表和电流表的内阻影响.从而很准确. 分析见书 针对训练 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    冬天，我国北方地区雨雪冰冻天气比较频繁，高压电线覆冰后有成人大腿般粗，容易压断高压铁塔和高压线，造成断电．维修人员设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电的电压为U；除冰时，高压线上送电的电压为
    U
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    ．设输电功率和输电线电阻不变．则下列说法正确的是（　　）

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    2008年1月下旬以来，我国南方遭遇50年未遇的雨雪冰冻灾害．新华网长沙1月26日电，马路上的冰层坚硬如铁、光滑如玻璃，高压电线覆冰后有成人大腿般粗，为清除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热损耗功率为△P；除冰时，输电线上的热损耗功率需变为9△P，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（　　）

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    （2010?烟台一模）去年冬天，我国东北地区由于低温、雨雪、冰冻使输电线路结冰而影响正常供电．为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，为了减少输电损耗，需经过升压变压器将电压升高后采用高压输电，假设升压变压器原、副线圈匝数比为1：N，高压线上送电电压为U，电流为I，热损耗功率为△P；除冰时，调整升压变压器原、副线圈的匝数比，使输电线上的热损耗功率变为9△P，通过增加焦耳热达到除冰的目的．则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（　　）

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    2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重．此次灾害牵动亿万人的心．为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上输电电压为U，电流为I，热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（　　）

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    2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻天气给我国部分地区造成了严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重．此次灾害牵动亿万人的心，为清除高压输电线上的结冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上输电电压为U，电流为I，热损耗功率为△P；除冰时，输电线上的热损耗功率需变为9△P，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（　　）

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