高中物理教科版选修3-1学案 突破电学设计性实验的思路和方法 考点归纳 Word版含答案

突破电学设计性实验的思路和方法
电学设计性实验题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力，在高考中的考查频率很高.不少学生面对这类题感到无从下手.实际上，只要做到“三个明确”“三个选择”，问题便可迎刃而解.
一、明确题目的要求
认真审清题意，看清题目的要求．即审题时要看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或者要求设计达到何种标准的电路等．
二、明确实验原理
解决设计型实验题的关键在于选择实验原理．如果实验需要测定某些电学量，应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得，与哪些物理量有直接联系，可用哪些物理量定量地表示，用何种方法测定相关量，进而得出待求量．
三、明确设计电路的原则
设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则，兼顾“运用仪器少，耗电少”等三条原则．
1．安全性原则
选用仪器组成电路，首先要保证实验正常进行．例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等．
2．精确性、方便性原则
“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度．例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转，一般应使指针偏转在满刻度的1/3以上，以减小因读数引起的偶然误差．
“方便”是指实验中便于调节控制，便于读数．例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器．对大阻值的滑动变阻器，如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化，则不宜采用．对于滑动变阻器，还要权衡用分压式电路还是限流式电路．
3．运用仪器少，耗电少原则
在达到实验目的，各项指标均符合要求的前提下，还应注意运用的仪器尽量少和节约电能．例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路，若这两种调节电路均能满足要求，从消耗功率小，节约电能的角度，则应选用限流式电路．
四、控制电路的选择
滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据：
1．负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连续可调，应选分压电路．
2．若负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器总阻值R，应选分压电路．
3．若负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器总阻值R或相差不多，且没有要求电压从零可调，应选限流电路．
4．两种电路均可时限流电路优先，因为限流电路消耗的总功率小．
五、测量电路的选择
对伏安法测电阻，应根据待测电阻的大小选择电流表不同的接法．
1．阻值判断法：
当RV?Rx时，采用电流表“外接法”；
当Rx?RA时，采用电流表“内接法”．
2．倍率比较法：
(1)当＝，即Rx＝时，既可选择电流表“内接法”，也可选择“外接法”；
(2)当＞即Rx＜时，采用电流表外接法；
(3)当＜即Rx＞时，采用电流表内接法．
3．试触法：
与比较大小：
(1)若＞，则选择电压表分流的外接法；
(2)若＞，则选择电流表的内接法．
六、实验器材的选择
1．安全因素
通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流．
2．误差因素
选择电表时，保证电流和电压均不超过其量程．使指针有较大偏转(一般取满偏度的～)；使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近．
3．便于操作
选滑动变阻器时，在满足其他要求的前提下，可选阻值较小的．
4．关注实验的实际要求．