總第37期南京廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)2004年第4期Sum No.37Joumal of Nanjing Radio & TV UniversityNo.4.2004設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路沈濟(jì)民(南京廣播電視大學(xué),江蘇南京210009)[摘要] 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是電大學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)參與實(shí)踐、參與創(chuàng)新的一個(gè)重要課題。樹立正確的設(shè)計(jì)理念,高質(zhì)量完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),是培養(yǎng)電大學(xué)生成為實(shí)用型、實(shí)踐型、復(fù)合型人才的重要環(huán)節(jié)。本文就《普通物理學(xué)>中的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程《伏安法測(cè)電阻)設(shè)計(jì)過(guò)程,對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了分析與探討。[關(guān)鍵詞]設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)踐創(chuàng)新[中圖分類號(hào)] C424[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1009-1459(2004 )040070-03隨著教學(xué)改革的深入發(fā)展,把電大學(xué)生培養(yǎng)3.方法的多樣性成實(shí)用型、實(shí)踐型、復(fù)合型人才的呼聲日益高漲，做為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)其實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢圆捎脤?shí)驗(yàn)教學(xué)課程也逐步從按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的內(nèi)容.多種方法。設(shè)計(jì)者要開拓思路，多種方法比較擇做實(shí)驗(yàn),過(guò)渡到按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)優(yōu),培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力。內(nèi)容完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。而對(duì)這一改革,要求同學(xué)們下面就《普通物理學(xué)》中的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程要具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論功底.要有全面分析問(wèn)題《伏安法測(cè)電阻》設(shè)計(jì)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(shí)面和一定的創(chuàng)新能同學(xué)們樹立正確的理念,完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。力。當(dāng)然,這些能力不是一朝一夕就能具備的,而實(shí)驗(yàn)任務(wù)與要求:是通過(guò)完成多次設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)逐步積累起來(lái)的。用伏安法測(cè)量標(biāo)稱值為R=30Q,P=0.5W的.對(duì)于初次接觸設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的同學(xué)來(lái)說(shuō),樹立電阻值,且相對(duì)誤差OR/R<1.5%。正確的設(shè)計(jì)理念是非常重要的。正確的設(shè)計(jì)理念要完成上述設(shè)計(jì)任務(wù)，需要對(duì)相關(guān)的電路及包括以下幾個(gè)方面:設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的分析,從中找出正確的設(shè)計(jì)內(nèi)容。1.科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性(一)什么是伏安法為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模紫纫紤]和確定所依按照設(shè)計(jì)任務(wù)首先要認(rèn)清什么是伏安法,同據(jù)的理論是否正確;其次要檢查設(shè)計(jì)內(nèi)容是否嚴(yán)時(shí)，用電壓表測(cè)出電阻兩端的端電壓V,用電流表謹(jǐn)、采用的方法是否科學(xué)合理，每一步實(shí)驗(yàn)過(guò)程測(cè)出流經(jīng)電阻的電流I,用歐姆定律R=V/1計(jì)算都要認(rèn)真推敲,方方面面都要進(jìn)行深人的分析和出R,這種測(cè)量方法簡(jiǎn)稱為伏安法。探討,以求科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。(二)系統(tǒng)誤差分析2.準(zhǔn)確度、可靠性要同時(shí)測(cè)出V和I,電路只有兩種選擇方法:對(duì)按照設(shè)計(jì)方法得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程1.內(nèi)接:電流表測(cè)出的是流經(jīng)電阻的電流;度要有評(píng)估，要分析相關(guān)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的影2.外接:電流表測(cè)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(yàn)結(jié)果的可二者電流之和中國(guó)煤化工靠。PYHCNMHG[收稿日期]2004-07-08[作者簡(jiǎn)介]沈濟(jì)民,男,工程師,南京廣播電視大學(xué)。7.沈濟(jì)民:設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)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(dāng)R>>R時(shí),R、忽略不計(jì),R■趨向于R .強(qiáng),當(dāng)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(fù)載是并聯(lián)的|VA|I當(dāng)C移-→A端,Vxc=Vx→0EA當(dāng)C移-→B端,Vxe=Vε-→E即Vg可在0~E之間變化，因?yàn)镽o與R并v聯(lián),當(dāng)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(zhǔn)確度級(jí)別即為該表量程最大值時(shí)的.相對(duì)誤差,隨著電表示值的不同其相對(duì)誤差亦不二(v)↓hv同:示值由小變大,相對(duì)誤差由大變小。當(dāng)使用某級(jí)別的電表時(shí),便知道了某量程內(nèi)的絕對(duì)誤差，在此量程內(nèi)絕對(duì)誤差處處相等,但相對(duì)誤差隨著示值的變化而變化。為了保證要求圈二的測(cè)量誤差,必須控制電壓電流在--定的測(cè)量范由以上分析可知,為了減少系統(tǒng)誤差,提高圍內(nèi)。測(cè)量準(zhǔn)確度,當(dāng)R >>R,時(shí),電路選內(nèi)接,當(dāng)R<<(五)測(cè)量方法的選擇Rv時(shí)電路選外接。在測(cè)量過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差,(三)控制電路的分析系統(tǒng)誤差已在上述分析中,采取正確的選擇加以要使得待測(cè)電阻上的電壓和電流能在一定排除或減小,而隨機(jī)誤差則要通過(guò)一定的方法使的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)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(cè)量法:鑒于隨機(jī)誤差的特點(diǎn),采用多I=E/(R+R),當(dāng)R。由小變大,則I由大變小。次測(cè)量的方法，可使產(chǎn)生的隨機(jī)誤差減至最小，測(cè)量值趨近于真值。2.作圖法:利用多次測(cè)量的數(shù)據(jù)作圖，由圖中求出中國(guó)煤化工均值消除單次測(cè)量的RoBMHCNMHC盤值。，有了以上5個(gè)萬(wàn)面的分析和思考,就可以開HH始設(shè)計(jì)了。圍三71沈濟(jì)民:設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)過(guò)程:100mA-66mA之間變化，取E=6V左右可滿足要1.根據(jù)已知條件確定求。額定電流I=VP/R =V0.5W/30nT =129mA8.采用多次測(cè)量取平均值的方法,測(cè)量待測(cè)(確定被測(cè)電阻的最大控制電流)電阻R的最佳值。2.根據(jù)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(yàn){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(guó)煤化工MYHCNMHG72