設計性實(shí)驗的設計思路

總第37期南京廣播電視大學(xué)學(xué)報2004年第4期Sum No.37Joumal of Nanjing Radio & TV UniversityNo.4.2004設計性實(shí)驗的設計思路沈濟民(南京廣播電視大學(xué),江蘇南京210009)[摘要] 設計性實(shí)驗是電大學(xué)生綜合運用所學(xué)知識參與實(shí)踐、參與創(chuàng )新的一個(gè)重要課題。樹(shù)立正確的設計理念,高質(zhì)量完成設計性實(shí)驗,是培養電大學(xué)生成為實(shí)用型、實(shí)踐型、復合型人才的重要環(huán)節。本文就《普通物理學(xué)>中的設計性實(shí)驗課程《伏安法測電阻)設計過(guò)程,對這一問(wèn)題進(jìn)行了分析與探討。[關(guān)鍵詞]設計性實(shí)驗實(shí)踐創(chuàng )新[中圖分類(lèi)號] C424[文獻標識碼] A[文章編號] 1009-1459(2004 )040070-03隨著(zhù)教學(xué)改革的深入發(fā)展,把電大學(xué)生培養3.方法的多樣性成實(shí)用型、實(shí)踐型、復合型人才的呼聲日益高漲，做為設計性實(shí)驗，實(shí)現其實(shí)驗目的可以采用實(shí)驗教學(xué)課程也逐步從按照預先設計好的內容.多種方法。設計者要開(kāi)拓思路，多種方法比較擇做實(shí)驗,過(guò)渡到按照實(shí)驗目的設計出相應的實(shí)驗優(yōu),培養自己的創(chuàng )新能力。內容完成實(shí)驗任務(wù)。而對這一改革,要求同學(xué)們下面就《普通物理學(xué)》中的設計性實(shí)驗課程要具有扎實(shí)的基礎理論功底.要有全面分析問(wèn)題《伏安法測電阻》設計過(guò)程加以分析說(shuō)明,以幫助的能力,要有一定范圍的知識面和一定的創(chuàng )新能同學(xué)們樹(shù)立正確的理念,完成設計性實(shí)驗。力。當然,這些能力不是一朝一夕就能具備的,而實(shí)驗任務(wù)與要求:是通過(guò)完成多次設計性實(shí)驗逐步積累起來(lái)的。用伏安法測量標稱(chēng)值為R=30Q,P=0.5W的.對于初次接觸設計性實(shí)驗的同學(xué)來(lái)說(shuō),樹(shù)立電阻值,且相對誤差OR/R<1.5%。正確的設計理念是非常重要的。正確的設計理念要完成上述設計任務(wù)，需要對相關(guān)的電路及包括以下幾個(gè)方面:設備進(jìn)行科學(xué)的分析,從中找出正確的設計內容。1.科學(xué)嚴謹性(一)什么是伏安法為了達到實(shí)驗目的，首先要考慮和確定所依按照設計任務(wù)首先要認清什么是伏安法,同據的理論是否正確;其次要檢查設計內容是否嚴時(shí)，用電壓表測出電阻兩端的端電壓V,用電流表謹、采用的方法是否科學(xué)合理，每一步實(shí)驗過(guò)程測出流經(jīng)電阻的電流I,用歐姆定律R=V/1計算都要認真推敲,方方面面都要進(jìn)行深人的分析和出R,這種測量方法簡(jiǎn)稱(chēng)為伏安法。探討,以求科學(xué)嚴謹。(二)系統誤差分析2.準確度、可靠性要同時(shí)測出V和I,電路只有兩種選擇方法:對按照設計方法得出的實(shí)驗結果的準確程1.內接:電流表測出的是流經(jīng)電阻的電流;度要有評估，要分析相關(guān)因素對實(shí)驗過(guò)程的影2.外接:電流表測出的是流經(jīng)電壓表和電阻響,排除和修正產(chǎn)生的誤差,確保實(shí)驗結果的可二者電流之和中國煤化工靠。PYHCNMHG[收稿日期]2004-07-08[作者簡(jiǎn)介]沈濟民,男,工程師,南京廣播電視大學(xué)。7.沈濟民:設計性實(shí)驗的設計思路R w=V/I =(Vs+Vz)/1=RA+R若Ro>>R,則Ro控制電路里的電流能力越當R>>R時(shí),R、忽略不計,R■趨向于R .強,當然R,也不能太大,太大會(huì )減少控制電流的靈敏度。2.分壓電路:變阻器與負載是并聯(lián)的|VA|I當C移-→A端,Vxc=Vx→0EA當C移-→B端,Vxe=Vε-→E即Vg可在0~E之間變化，因為Ro與R并v聯(lián),當Ro<>R時(shí),1/Rv比1/R小得多,R■趨向/AT于R。(A圖四(四)電表精度的確定電表準確度級別即為該表量程最大值時(shí)的.相對誤差,隨著(zhù)電表示值的不同其相對誤差亦不二(v)↓hv同:示值由小變大,相對誤差由大變小。當使用某級別的電表時(shí),便知道了某量程內的絕對誤差，在此量程內絕對誤差處處相等,但相對誤差隨著(zhù)示值的變化而變化。為了保證要求圈二的測量誤差,必須控制電壓電流在--定的測量范由以上分析可知,為了減少系統誤差,提高圍內。測量準確度,當R >>R,時(shí),電路選內接,當R<<(五)測量方法的選擇Rv時(shí)電路選外接。在測量過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生系統誤差和隨機誤差,(三)控制電路的分析系統誤差已在上述分析中,采取正確的選擇加以要使得待測電阻上的電壓和電流能在一定排除或減小,而隨機誤差則要通過(guò)一定的方法使的范圍內進(jìn)行測量,必須使用變阻器。其減至最小。1.制流電路:變阻器串聯(lián)在回路中.1.多次測量法:鑒于隨機誤差的特點(diǎn),采用多I=E/(R+R),當R。由小變大,則I由大變小。次測量的方法，可使產(chǎn)生的隨機誤差減至最小，測量值趨近于真值。2.作圖法:利用多次測量的數據作圖，由圖中求出中國煤化工均值消除單次測量的RoBMHCNMHC盤(pán)值。，有了以上5個(gè)萬(wàn)面的分析和思考,就可以開(kāi)HH始設計了。圍三71沈濟民:設計性實(shí)驗的設計思路設計過(guò)程:100mA-66mA之間變化，取E=6V左右可滿(mǎn)足要1.根據已知條件確定求。額定電流I=VP/R =V0.5W/30nT =129mA8.采用多次測量取平均值的方法,測量待測(確定被測電阻的最大控制電流)電阻R的最佳值。2.根據R=30N<>30,采用Ro=大學(xué)出版社,1998.200n。{3]趙家鳳主編.大學(xué)物理實(shí)驗{M].北京:科學(xué)出版社2000.7.電源電壓的選擇:考慮串聯(lián)回路中電流在中國煤化工MYHCNMHG72