电学设计实验

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1、电学设计实验复习（一）课堂实录师：同学们好生：老师好师：首先请大家看两幅图，这就是2017年的春天，如雨后春笋般遍布我们天津大街小巷的共享单车，小黄，小绿，种类越来越多，它们给我们带来了方便的绿色出行，不得不感慨：科技改变生活。对于这些小单车，起初，老师对一件事情特别感兴趣：就是，它们的锁是如何被用户打开的呢？经使用发现：小黄，手机扫二维码，获得开锁密码，密码开锁；小绿，手机扫二维码，直接开锁。形式略有不同，但是思路都是一样的，都是用无线通讯传递信息，当自行车获取开锁信号，自动开锁。这个思路一旦形成，效仿者接踵而至，可见：思路很重要。我们在学习过程中，解题

2、思路的分析、总结是学习有量变到质变的飞跃，是技高一筹的体现。这节课我们就通过复习电阻和电功率的特殊测量来一起分析、总结解题思路。首先，我们一起回顾一下电阻和电功率测量的基本原理和基本电路图R=U/IP=UI电路图：电压表测被测元件的电压，电流表测通过它的电流，然后根据原理分别计算出它的电阻或者电功率。今天，老师带着大家复习这个内容，实际上是老师有一个困难需要大家帮忙解决。还是小单车，现在老师会开锁了，但是有对自动开锁原理产生了浓厚的兴趣，于是，上网查阅，找到了一幅原理图。太难了，看不懂，但是对其中某些电学原件还算熟悉，电阻，发光二极管。老师想知道其中某些电

3、阻的阻值，于是，找来如下实验器材根据实验原理和基本电路图老师设计了电路电路设计到这，有困难了，发现：没有电压表。到这这个电路还能继续往下设计吗？生：可以，可以把定值电阻R0与Rx并联师：在本来放电压表的地方，放了电阻，这样可以吗？生：当电流表测完Rx的电流再改测R0的电流。师：利用了并联电压相等的规律，若想得知R0的电流，除了用电流表直接测外，还可以把电流表放在哪里呢？生：电流表还可以测干路电流。师：非常好，请同学说一下实验步骤生：1)根据电路连接实物，将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，用电流表测出Rx的电流为IX3）保持

4、滑动变阻器滑变位置不变，电流表改测R0的电流为I0师：这道题我们就彻底解出来了，下面来总结一下解题思路。本题利用了并联电压相等解决了无电压表问题，从电路的组成上利用R0和电流表的串联来替代了电压表。这里应用了一个非常重要的物理思想，是什么思想呢？生：等量替代思想师：在刚才的测量过程中，我们既要测电流又要找电压，是什么指导我们要这样做的呢？是实验原理，根据实验原理，若要测得电阻，就得知道其电流和电压，实验原理给我们指明了方向，再结合实验器材，题目中给了电流表，可以直接测电流，但是没有给电压表，不能直接测电压，明确了实验的难点。接下来，就集中力量解决实验难点。

5、师：根据实验原理，电路具体如何设计，还要结合实验器材的特点。本道题给了已知阻值的定值电阻R0和电流表，就可分别测出R0的电流I0，和Rx的电流为IX，还能计算出R0的电压U0,到这，同学们就很容易想到，可以采用并联的方式，使Ux=U0。从而根据实验器材的特点突破了难点。师：在刚才的测量过程中，电流表要换位置，老师闲麻烦，现在在原实验器材的基础上，在增加两个开关，同学们能否设计一个不需要重组的电路来测量未知电阻吗？RxR0S1S2学生设计电路老师展示学生的电路，其中就学生的电路进行分析师：此电路能否准确测出Rx的阻值？生：不能，当s2和s闭合时，和s1和s闭

6、合时，并联部分电路的电压不相同，此电路只能测出Rx的电流，不能测出此电流下的电压。师：很好。那什么样的电路能准确测出Rx的阻值呢？生：首先闭合s和s1,读出此时电流表的示数为I1.保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开s1，再闭合s2，读出此时电流表的示数为I.师：同学的电路设计的非常好，这个电路比较复杂，同学们是如何一步一步设计出来的呢？生：从基础电路图出发，电流表测出Rx的电流的位置就不能再换，也就是，电流表不能独立测出Rx和R0的电流，所以电流表接下里只能测两个电阻的总电流，也能得知R0的电流。于是在A、B之间加一根导线，但此时A、C之间就不能链接，可以

7、加一个开关来实现电路的通断。同理，A、B间也可以加一个开关来实现电路的通断。师：非常好。对于电路的设计同学们从基础电路图出发，然后根据实验器材和实验要求设计电路图。/