小學實驗教案

實驗：研究電磁鐵。

實驗：研究電磁鐵

（一）教學目的

1．知道什么是電磁鐵。

2．理解電磁鐵的特性和工作原理。

（二）實驗器材

螺線管，鐵棒，幾個小磁針，一個線圈匝數(shù)可以改變的電磁鐵，電源，開關(guān)，滑動變阻器，電流表和一小堆大頭針。

（三）課前準備

檢查學生使用的實驗器材是否有損壞，將實驗器材分小組放在盒子里，將小盒子放在學生的實驗桌上。

（四）教學過程

1．提問引入新課

教師出示螺線管，提問：要使螺線管的周圍產(chǎn)生磁場，根據(jù)我們學過的知識，可采用什么方法？

（學生討論得出：給螺線管通電，它的周圍就會產(chǎn)生磁場。）

進一步提問：如果要使通電螺線管的磁性增強，應該怎么辦呢？請同學們觀察下面的實驗：演示實驗：先將小磁針放在螺線管的兩端，通電后觀察小磁針偏轉(zhuǎn)的程度，再將鐵棒插入螺線管，通電后觀察小磁針偏轉(zhuǎn)的程度。

提問：小磁針的偏轉(zhuǎn)程度哪個大？這表明什么？

（插入鐵棒后，小磁針的偏轉(zhuǎn)程度增大，這表明插入鐵棒后通電螺線管周圍的磁性大大增強。）

進一步提問：為什么插入鐵棒后，通電螺線管的磁性會增強呢？

學生討論得出：鐵心插入通電螺線管，鐵心被磁化，也要產(chǎn)生磁場，于是通電螺線管的周圍既有電流產(chǎn)生的磁場，又有磁鐵產(chǎn)生的磁場，因而磁場大大增強了。

教師指出：從上面的實驗中可以看出，鐵心插入螺線管，通電后能獲得較強的磁場。我們把插入鐵心的通電螺線管稱為電磁鐵。本節(jié)課我們就來研究電磁鐵。

2．進行新課

板書：第五節(jié)實驗：研究電磁鐵

一、電磁鐵：插入鐵心的通電螺線管。

提問：電磁鐵與永磁體相比，有些什么特點呢？它的磁性強弱與哪些因素有關(guān)呢？下面我們用實驗來研究。

板書：二、實驗：研究電磁鐵的特點

進一步提問：怎樣來做實驗呢？其步驟是怎樣的呢？

我們知道，電磁鐵的磁性是由螺線管通入電流后獲得的，由此，我們可以進行猜想：它的磁性與電流的大小有關(guān)；螺線管是由導線繞制成的，它的磁性強弱與線圈的匝數(shù)有關(guān)。下面我們就從這幾個方面來進行實驗探索。

（用小黑板或投影儀展示下列記錄表格）

學生實驗：首先請同學們從盒子里拿出實驗器材，放在桌上擺好，觀察所用的器材，同時思考下列問題：

這些實驗器材應連接成怎樣的電路？

（應將電源、開關(guān)、滑動變阻器、電流表與電磁鐵連成串聯(lián)電路）

用什么來判斷電磁鐵的磁性強弱？

（通過觀察電磁鐵吸引大頭針的多少來判斷）

學生將實驗器材連接好，檢查電路無誤后進行實驗：

①將開關(guān)合上或打開，觀察通電、斷電時，電磁鐵對大頭針的吸引情況，判斷電磁鐵磁性的有無。

②將開關(guān)合上，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流增大和減?。ㄓ^察電流表指針的示數(shù)），從電磁鐵吸引大頭針的情況對比電磁鐵磁性強弱的變化。

③將開關(guān)合上，使電路中的電流不變（電流表的示數(shù)不變）改變電磁鐵的接線，增加通電線圈的匝數(shù)，觀察電磁鐵磁性強弱的變化。

實驗小結(jié)：讓學生歸納、概括實驗結(jié)果后，教師板書：實驗表明：

1．電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁性。

2．通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強。

3．在電流一定時，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多，磁性越強。

(2)討論電磁鐵的優(yōu)點

提問：通過實驗，我們知道了電磁鐵的一些特點，它的這些特點與永磁體相比，有哪些優(yōu)點呢？

學生討論后，老師歸納板書：

三、電磁鐵的優(yōu)點：1．磁性能快顯快消。

2．磁性強弱可以調(diào)節(jié)。

(3)介紹電磁鐵的應用

提問：電磁鐵在實際生產(chǎn)中有哪些重要應用呢？

板書：四、電磁鐵的應用。

請同學們觀察課本上的彩圖：電磁起重機。說明它能將鋼材吊起的原理。

介紹兩種常用的電磁起重機：一種是圓柱形電磁鐵，一種是蹄形電磁鐵。蹄形電磁鐵的兩個異性極在同一端面上，能同時吸住一塊鐵，因而磁性更強。

引導學生討論課本上的“想想議議”。

3．小結(jié)：略。

4．作業(yè)：課本上的練習第1、2題。

擴展閱讀

研究物質(zhì)的實驗方法

一位優(yōu)秀的教師不打無準備之仗，會提前做好準備，教師要準備好教案，這是每個教師都不可缺少的。教案可以讓上課時的教學氛圍非?；钴S，幫助教師掌握上課時的教學節(jié)奏。那么如何寫好我們的教案呢？小編為此仔細地整理了以下內(nèi)容《研究物質(zhì)的實驗方法》，歡迎您參考，希望對您有所助益！

第2單元研究物質(zhì)的實驗方法
第2單元課時1
物質(zhì)的分離與提純
一、學習目標
1.初步學會過濾、結(jié)晶、萃取、分液、蒸餾等分離物質(zhì)的實驗技能，能獨立完成一些簡單的物質(zhì)分離、提純的實驗操作，初步學會設計簡單的實驗方案。
2.初步了解根據(jù)混合物的性質(zhì)，選擇不同的分離方法對物質(zhì)進行分離的實驗方法。
3.結(jié)合實際事例討論遵守實驗安全守則的重要性。樹立安全意識，初步形成良好的實驗工作習慣。
二、教學重點及難點
分離物質(zhì)等基本實驗技能；設計簡單的實驗方案。
三、設計思路
本課重點在于引發(fā)學生的思考，通過學生自己動手實驗，讓他們體驗實驗在化學學習中的重要作用，初步了解實驗方案的設計。
四、教學過程
[導入]（展示一個有過濾網(wǎng)的茶杯）讓我們繼續(xù)用化學家的眼光來觀察我們周圍的物質(zhì)世界，這個茶杯比普通茶杯多了一個金屬網(wǎng)，其作用是什么？在泡茶時茶葉中能溶于水的成分形成了茶葉水，為飲用方便，我們加了一個金屬網(wǎng)，實現(xiàn)茶葉和茶水的分離。
這種分離方法就是我們曾經(jīng)學習過的——過濾，哪種混合物可以通過過濾的方法加以分離？用這個金屬網(wǎng)能將化學反應生成的沉淀和溶液分開嗎？實驗室使用的濾紙必然具有一些——小孔，其大小剛好能使溶液通過，而留下沉淀。為了保證過濾的效果和速率，實驗操作中我們應該注意哪些問題？
[過渡]我們所接觸到的物質(zhì)往往是混合物，化學上要研究一種物質(zhì)的性質(zhì)，首先需要將其中各組分分離開來，以實現(xiàn)物質(zhì)的提純。分離與提純，兩者之間有什么區(qū)別嗎？
分離是通過適當?shù)姆椒?，把混合物中的幾種物質(zhì)分開（每一組分都要保留下來，且與原狀態(tài)相同）的過程。提純通過一定途徑獲取混合物中的主要成分的過程。
[討論1]現(xiàn)有含MgCl2和泥沙的粗食鹽，請設計實驗方案，由粗食鹽提純NaCl。
實驗方案：
粗食鹽混合物粗食鹽水

食鹽水（含NaOH、泥沙、Mg（OH）2）
食鹽水（含NaOH）食鹽水精制食鹽
[過渡]兩種固體，一種可溶于水，另一種不溶，我們就可以利用其溶解性的差異，通過過濾的方法實現(xiàn)分離。可加入適量化學試劑，將雜質(zhì)其轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋?，并通過過濾的方法除去。若兩種物質(zhì)都能溶解于水，例如硝酸鉀與氯化鈉，我們?nèi)绾螌崿F(xiàn)其分離呢？
[討論2]現(xiàn)有KCl和KNO3的固體混合物，請設計實驗方案提純KNO3。
混合物中各組分都溶于水，但其溶解度隨溫度變化不同，降溫時溶解度隨溫度變化大的物質(zhì)主要以晶體的形式析出。
[小結(jié)]混合物的分離方法取決于混合物各組分性質(zhì)的差異。
[觀察]對比飽和溴水的顏色和溴在CCl4中的顏色，為什么顏色深淺不同？
分析：溴在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大。
思考：向溴水中加入少量CCl4，預計會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？
所謂萃取，是指利用溶質(zhì)在不同溶劑里溶解度的不同，將物質(zhì)從溶解度較小的溶劑中轉(zhuǎn)移到溶解度較大的溶劑中，從而實現(xiàn)物質(zhì)的富集。
如何將水層和四氯化碳層分離？萃取之后一般通過分液的方法將互不相溶的液體分離。在實驗室中，萃取和分液通常在分液漏斗中進行。
哪些物質(zhì)可以從水中提取出溴？
萃取劑與原溶劑互不相溶；溶質(zhì)在萃取劑中有較大的溶解度；溶質(zhì)、原溶劑與萃取劑不發(fā)生任何反應。
分液操作應注意什么問題？
充分靜置；保持漏斗內(nèi)壓強與外界大氣壓一致；下層溶液從分液漏斗下口放出，上層溶液從分液漏斗上口倒出。
[過渡]冷卻熱飽和溶液結(jié)晶是利用不同溶質(zhì)在同種溶劑中溶解性的差異實現(xiàn)分離，萃取則是利用同種溶質(zhì)在不同溶劑中溶解性的差異。這兩種分離物質(zhì)的方法都與溶解性有關(guān)，我們還可以根據(jù)物質(zhì)哪些性質(zhì)的差異實現(xiàn)混合物的分離？
粗鹽的提純中最終蒸發(fā)食鹽溶液獲得食鹽晶體，蒸發(fā)是利用物質(zhì)揮發(fā)性的差異實現(xiàn)分離。若我們需要的是蒸出的水分，則應如何操作？將蒸出的水蒸氣通過冷凝管，再收集起來，這種方法稱為蒸餾。
蒸餾裝置分為哪幾個部分？分別需要哪些儀器？
液體的加熱、蒸汽的冷凝和冷凝液的收集。（和學生一起組裝儀器）
[結(jié)課]此外，層析法也是一種重要的分離混合物的方法，有興趣的同學可以在課后進行相關(guān)閱讀。

《實驗：研究平拋運動》教學設計

設計思想

本節(jié)教學內(nèi)容的基本特點：本節(jié)是學生動手實驗，通過學生實驗描繪平拋物體運動的軌跡，在此基礎上研究平拋運動的特點。由于有很多的實驗方案可以選擇，這為學生探究提供條件。同時本節(jié)涉及很多的物理思想和物理方法，是運動學和動力學知識在平拋運動中的具體應用，可以多方面培養(yǎng)學生能力，提高學生科學素養(yǎng)。

本節(jié)內(nèi)容在章或單元中的地位：本節(jié)是一個重要的學生實驗，既是用牛頓定律解決問題的方法第一次在曲線運動中的具體應用，也是上一節(jié)中運動的合成與分解方法的延續(xù)和應用，由于是學生實驗，為培養(yǎng)學生的動手動腦能力和科學素養(yǎng)提供很好的機會，教師應充分重視此節(jié)課。

教學的總體目標、學生的情況：本節(jié)課主要采用的啟發(fā)式教學方式和問題探究的教學模式，逐步引導學生認識事物的本質(zhì)。

在描繪平拋運動的軌跡，研究平拋運動的特點的過程中，求初速度是利用物理理論知識，但如何準確描繪出軌跡則是關(guān)鍵。學習中，老師引導學生多設計一些實驗方案，鼓勵學生創(chuàng)造新的、簡易可行的實驗方法，可以是成品儀器，也可以用常見的日常用品組成實驗器材，從實驗方法上可能既有簡單、原始的實驗方法，也可能有應用現(xiàn)代科技手段數(shù)碼相機的方法，并且引導學生對不同方法進行比較，分析不同實驗的優(yōu)缺點，同學們通過分析比較，選出本次實驗描繪平拋運動物體軌跡的方法。再在此基礎上學生動手實驗，描繪平拋運動的軌跡，并利用得到的平拋軌跡，研究平拋運動的特點。

教學過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

本節(jié)課主要分為三大部分：

一是引導學生設計一些實驗方案，通過交流，分析比較各實驗方案的優(yōu)點和不足，并據(jù)此和實驗資源選擇恰當?shù)膶嶒灧桨福?/p>

二是根據(jù)選擇的實驗方案，學生動手實驗，描繪平拋運動的軌跡；

三是利用得到的平拋運動的軌跡，研究平拋運動的特點。

三維

教學目標

知識與技能：

（1）知道平拋運動的條件和相應控制方法；

（2）知道用實驗獲得平拋運動軌跡的方法；

（3）知道判斷運動軌跡是否是拋物線的方法；

（4）知道測量初速度時需要測量的物理量；

（5）會推導平拋初速度的表達式，會計算平拋運動的初速度。

過程與方法：

（1）通過學生設計實驗，體會物理問題的探究思想和實驗設計思想，了解設計實驗的基本方法；

（2）會用運動合成與分解的方法分析拋體運動；

（3）進一步掌握可以根據(jù)物體初速度和受力確定物體的運動規(guī)律；

（4）體會并理解在平面上應用牛頓定律的方法；

（5）學會化曲線為直線的物理思想和方法。

情感態(tài)度與價值觀：

（1）鼓勵學生去創(chuàng)新和實踐，提倡多動腦、動手的創(chuàng)新精神，激發(fā)學生創(chuàng)新意識，對學生進行創(chuàng)新意識和創(chuàng)新品德的培養(yǎng)；

（2）在探討實驗方案時，不同學生可能有不同的想法，學生的特長和愛好可以充分發(fā)揮，讓學生體驗到提出問題和分析問題的愉悅；

（3）培養(yǎng)學生合作與交流的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，養(yǎng)成在合作中既堅持原則又尊重他人的習慣；

（3）在上一節(jié)對平拋運動規(guī)律的學習的基礎上，通過這一節(jié)學生的動手實驗，將感性認識和理性思維相結(jié)合，使學生獲得成功的體驗；

（4）體會物理之美，儀器之美。

教學重點

描繪平拋物體運動的軌跡；研究平拋運動的特點

教學難點

描繪平拋物體運動的軌跡

教學資源

課文圖5．4－2所示器材，或課文圖5．4－3所示的器材，或平拋實驗儀；斜槽、木板、白紙（可先畫上坐標格或用坐標紙）支架等；刻度尺，數(shù)碼相機，開口玻璃瓶，兩個直玻璃管，吸管帽，紅墨水等

教法設計

啟發(fā)式教學，探究模式

課時安排

1課時

教學流程圖

生活實例中的留跡法?物理留跡法?實驗方案設計、分析與選擇?學生動手實驗?得到軌跡點或照片?描繪軌跡?判斷軌跡?應用軌跡求初速度?課堂總結(jié)與回顧

教學過程

教師活動

學生活動

設計意圖

課題引入：簡單介紹“留跡法”在日常生活中的價值和應用，及其在本節(jié)課中的應用

第一部分

實驗方案探討：

學生設想各種對于平拋運動的留跡法，并相互交流討論不同方法的優(yōu)點和不足，

同學們通過分析比較，選出本次實驗描繪平拋運動物體軌跡的方法。

第二部分

學生動手實驗：

在選出本次實驗描繪平拋運動物體軌跡的方法的基礎上學生動手實驗，描繪平拋運動的軌跡

第三部分：

研究平拋運動特點：利用得到的平拋軌跡：

1．判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線；

2．計算平拋物體的初速度

課堂練習

課堂小結(jié)

提問：你們旅游過嗎？請一位同學描述某次旅游經(jīng)過的主要地點。

板書學生所述地點圖，用粉筆將這些點連起來，得到旅游路線圖。

小結(jié)：兩種軌跡圖對應兩種繪軌跡方法──粉筆的完整軌跡和旅游同學的由一系列點得到的旅游路線（軌跡）圖。日常生活中還有成長日記，生活日記，森林迷路時做標記……

平拋運動在空中一瞬即逝，優(yōu)美的曲線隨即成為歷史，沒有留下什么具體的可供操作的東西，無法研究平拋運動。要詳盡研究平拋運動的特點，必須先得到其運動軌跡。

提問：我們?nèi)绾蔚玫狡綊佄矬w的運動軌跡？可以從上述兩種留跡法得到啟發(fā)嗎？請設計實驗方案。

學生提出的方案可能有以下幾種，引導學生分析各個方案：

（1）小球碰鉛筆尖法：教材P12—參考案例1（下圖）

（2）細水柱法，P12—參考案例2

（3）連拍照片法，教材P12—參考案例3

（4）用相機增長曝光時間，得到一段軌跡的照片

（5）過紙板小孔法，

（6）碰撞實驗器，教師介紹儀器

（8）磁粉板留跡法（完整軌跡）

……

總結(jié)：

1．好的實驗設計應兼顧哪些問題？

歸納總結(jié)：安全（人身和儀器）、成功率高、儀器簡單，操作容易、誤差小、效率高，可重復性強等等；

2．根據(jù)不同方案的分析，結(jié)合本校實際，選擇恰當?shù)姆桨俯ぉの覀冇门鲎矊嶒炂?，和細水柱法?/p>

借助PPT文件，顯示下列問題

為在實驗中得到較準確的軌跡，請思考下列問題：

1．我們的研究對象是什么？如何控制其條件？

2．如何保證每次實驗v0相同？

3．小球平拋的拋出點在哪？如何確定？

4．實驗中與斜面軌道不光滑有關(guān)嗎？為什么？

5．根據(jù)得到的實驗軌跡點，如何描繪平拋運動的軌跡？

6．實驗需要哪些器材或儀器？

教師個別指導，隨時解答學生遇到的問題

如何判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線？

提問：還有什么方法知道得到的軌跡是否是拋物線？

2．計算平拋物體的初速度：

（1）測量初速度時需要測量的物理量有哪些？

（2）如何推導平拋初速度的表達式？

（3）計算平拋運動的初速度

這節(jié)課你學到了什么？能否設計更好的實驗方案？此節(jié)課我們用到了哪些物理方法和思想？

回憶，思考并回答問題

學生討論，設計實驗方案

學生交流方案，

1．指出各方案的優(yōu)點，

2．指出各方案的不足，

3．如何改進方案

簡單，方便，但在確定軌跡點時誤差大，可以加豎直線減小誤差

如果能保證初速度水平，用數(shù)碼照相機拍照，效果可能很好（提供器材）

圖象準確，但將不同圖片合一需要計算機技術(shù)

方法簡單，軌跡準確，但長度有限，處理不方便

簡單，方便，讓小球速度垂直通過小孔可以減小誤差

儀器設計巧妙，誤差較小，考慮比較全面

著重理解鉛垂線，水平儀，擋板的作用

完整的軌跡，但軌跡不清楚

學生思考，體會

討論并回答：

學生動手操作實驗

用碰撞實驗器，

細水柱法

學生處理軌跡圖象和處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

方法1：用碰撞實驗器得到的軌跡

在畫出的x軸上由o點起取等距離的點，A1，A2，A3，A4，再由軌跡曲線測量出各點所對應的下降的高度，看這些高度的比值是否近似等于1：4：9……從而檢查實驗的結(jié)果誤差的大小。

方法2：用細水柱得到的照片：

用事先做好的方格圖套在圖片上，可以快速檢驗如圖

y一x2圖，判斷是否是過原點直線

根據(jù)坐標中軌跡上某點的xy，結(jié)合下式可求v0，

得出實驗結(jié)論：

（1）實驗得到的軌跡是否是拋物線；

（2）平拋物體的初速度多大。

思考，計算，得出結(jié)論

并且課后動手實驗

思考，回答

創(chuàng)設輕松愉快的情景

讓學生體會“留跡法”在日常生活中的價值和應用，及其在本節(jié)課中的應用──重視方法

生發(fā)散思維，創(chuàng)新精神

交流中培養(yǎng)學生語言表達能力，分析問題的能力，培養(yǎng)學生合作與交流的精神，質(zhì)疑精神和堅持原則，求真務實的態(tài)度

鼓勵學生去創(chuàng)新和實踐，提倡多動腦、動手的創(chuàng)新精神，對學生進行創(chuàng)新意識和創(chuàng)新品德培養(yǎng)過程，激發(fā)學生創(chuàng)新意識

體會物理方法與生活的緊密聯(lián)系

體會此儀器的優(yōu)點，體會物理之美

注重物理問題的探究思想和實驗設計思想，了解設計實驗的基本方法

眾中選優(yōu)原則和聯(lián)系實際的原則

知道平拋運動的條件和相應控制方法

通過分一系列思考題，加深對實驗原理的理解，為后面的動手實驗作好準備

培養(yǎng)學生動手動腦能力

會處理實驗操作結(jié)果，進一步理解實驗原理

知道判斷運動軌跡是否是拋物線的方法

進一步強調(diào)物理思想和方法──-化曲線為直線

會用運動合成與分解的方法分析拋體運動

理解實驗目的，知道實驗的意義，培養(yǎng)科學素養(yǎng)

課堂評價：課堂引入新穎，把物理和生活實際聯(lián)系起來，不枯燥，源于生活，用于生活，學生學習輕松有趣。此課是實驗課，所以在在培養(yǎng)學生能力方面做了很詳細的設計與安排，既有實驗方案設計，又有實際動手操作，還有對操作結(jié)果的處理，充分體現(xiàn)以學生為主體，培養(yǎng)學生能力的教學思想，同行強化物理儀器設計中的每個細節(jié)，既可以讓學生對物理知識知其所以然，還能讓學生意識到細節(jié)的價值，要關(guān)注細節(jié)。在處理實驗時，由于學校的平拋演示儀器比較陳舊，誤差很大，所以用數(shù)碼相機照下細水柱的平拋運動軌跡，再對照片進行處理，取得了非常好的效果，同時可以以此激發(fā)學生創(chuàng)新實驗，關(guān)注生活，充分利用資源的興趣。

研究物質(zhì)的實驗方法常見物質(zhì)的檢驗

一名優(yōu)秀的教師在教學方面無論做什么事都有計劃和準備，作為教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以讓講的知識能夠輕松被學生吸收，幫助教師能夠井然有序的進行教學。所以你在寫教案時要注意些什么呢？下面是由小編為大家整理的“研究物質(zhì)的實驗方法常見物質(zhì)的檢驗”，僅供參考，希望能為您提供參考！

高三物理教案：《電磁學實驗》教學設計

經(jīng)驗告訴我們，成功是留給有準備的人。高中教師在教學前就要準備好教案，做好充分的準備。教案可以讓學生們充分體會到學習的快樂，幫助高中教師提前熟悉所教學的內(nèi)容。所以你在寫高中教案時要注意些什么呢？以下是小編為大家收集的“高三物理教案：《電磁學實驗》教學設計”僅供參考，歡迎大家閱讀。

本文題目：高三物理教案：電磁學實驗總復習

一、實驗儀器的讀數(shù)

高考要求會正確使用的電學儀器有：電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。除了滑動變阻器以外，其它儀器都要求會正確讀出數(shù)據(jù)。讀數(shù)的基本原則是：凡儀器最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字);凡儀器最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。電阻箱是按照各個數(shù)量級上指針的對應數(shù)值讀數(shù)的，指針必須指向某一個確定的數(shù)值，不能在兩個數(shù)值之間，因此電阻箱測量結(jié)果的各位讀數(shù)都是從電阻箱上指針所指位置直接讀出的，不再向下估讀。

例1. 右圖是電壓表的刻度盤。若當時使用的是該表的0-3V量程，那么電壓表讀數(shù)為多少?若當時使用的是該表的0-15V量程，那么電壓表度數(shù)又為多少?

解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下估讀一位，讀1.15V(由于最后一位是估讀的，有偶然誤差，讀成1.14V-1.17V之間都算正確)。0-15V量程最小刻度為0.5V，不是10分度的，因此只要求讀到0.1V這一位，所以讀5.7V(5.6V-5.8V之間都算正確)。

例2. 右圖是電阻箱示意圖，試讀出當時電阻箱的阻值。

解：電阻箱面板上有6個旋鈕，每個旋鈕上方都標有倍率。將每個旋鈕的指針所指的數(shù)值(都為整數(shù))乘以各自的倍率，從最高位到低位依次讀出來，就得到這時電阻箱的實際阻值。注意圖中最左邊的兩個黑點是表示的是接線柱。若指針位置如圖所示，則阻值為84580.2Ω。

二、恒定電流實驗常規(guī)

1.伏安法測電阻

伏安法測電阻有a、b兩種接法，a叫(安培計)外接法，b叫(安培計)內(nèi)接法。外接法的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的，測量值總小于真實值，小電阻應采用外接法;內(nèi)接法的系統(tǒng)誤差是由電流表的分壓引起的，測量值總大于真實值，大電阻應采用內(nèi)接法。

如果被測電阻阻值為Rx，伏特表和安培表的內(nèi)阻分別為RV、RA，若 ，則采用外接法。若 ，則采用內(nèi)接法。

如果無法估計被測電阻的阻值大小，可以利用試觸法：如圖將電壓表的左端接a點，而將右端第一次接b點，第二次接c點，觀察電流表和電壓表示數(shù)的變化。若電流表示數(shù)變化大，說明被測電阻是大電阻，應該用內(nèi)接法測量;若電壓表讀數(shù)變化大，說明被測電阻是小電阻，應該用外接法測量。(這里所說的變化大，是指相對變化，即ΔI/I和ΔU/U)。

2.滑動變阻器的兩種接法

滑動變阻器在實驗電路中常用的接法有兩種，分別用下面a、b兩圖表示：a叫限流接法，b叫分壓接法。采用分壓接法時，被測電阻RX上的電壓調(diào)節(jié)范圍較大。當實驗中要求被測電阻上的電壓從零開始逐漸增大，或要求電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大時，應該用分壓接法。采用分壓接法時，應該選用總阻值較小的滑動變阻器;采用限流接法時，應該選用總阻值和被測電阻接近的滑動變阻器。

3.實物圖連線方法

(1)無論是分壓接法還是限流接法，都應該先把測量電路(伏安法部分)接好;

(2)對限流電路，只需用筆畫線當作導線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負接線柱并選擇正確的量程，滑動變阻器的滑動觸頭應調(diào)到阻值最大處)。

(3)對分壓電路，應該先把電源、電鍵和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來，然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭，比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低，根據(jù)伏安法部分電表正負接線柱的分布，將伏安法部分接入該兩點間。

三、考試大綱規(guī)定的學生實驗

1.用描跡法畫出電場中平面上的等勢線

實驗所用的電流表是零刻度在中央的靈敏電流表，在實驗前應先查明電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。方法是：將電流表、電池、電阻、導線按圖a或圖b 連接，若R是阻值很大的電阻，就按圖a連接;若r是阻值很小的電阻，就按圖b連接。然后用導線的a端試觸電流表的另一端，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向，就可判定電流方向和指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。

本實驗是用恒定電流的電流場來模擬靜電場。與電池正極相連的A電極相當于正點電荷，與電池負極相連的B相當于負點電荷。白紙應放在最下面，導電紙應放在最上面(涂有導電物質(zhì)的一面必須向上)，復寫紙則放在中間。

只要電流表示數(shù)是零，就表示兩根探針針尖對應的點電勢相等。把所有與同一個基準點電勢相等的點連起來，就是等勢線。

例3. 用恒定電流的電流場模擬靜電場描繪等勢線時，下列哪些模擬實驗的設計是合理的

⑴　⑵?、恰?⑷

A.如圖⑴所示圓柱形電極M、N都接電源的正極，模擬等量正點電荷周圍的靜電場

B.如圖⑵所示圓柱形電極M接電源正極，圓環(huán)形電極N接電源負極，模擬正點電荷周圍附近的靜電場

C.如圖⑶所示兩個平行的長條形電極M、N分別接電源正、負極，模擬平行板電容器間的靜電場

D.如圖⑷所示圓柱形電極M接電源負極，模擬負點電荷周圍的靜電場

解：用電流場模擬靜電場，在導電紙上必須形成電流。由于⑴、⑷兩個方案在導電紙上不會形成電流，因此設計不合理。⑵、⑶兩個設計是合理的。選BC。

2.測定金屬的電阻率

由于該實驗中選用的被測電阻絲的電阻較小，所以測量電路應該選用伏安法中的電流表外接法。本實驗對電壓的調(diào)節(jié)范圍沒有特殊要求，被測電阻又較小，因此供電電路可以選用限流電路。

本實驗通過的由于金屬的電阻率隨溫度的升高而變大，因此實驗中通電時間不能太長，電流也不宜太大，以免電阻絲發(fā)熱后電阻率發(fā)生較明顯的變化。由于選用限流電路，為保護電表和電源，閉合電鍵開始實驗前應該注意滑動觸頭的位置，使滑動變阻器接入電路部分的電阻值最大。

例4. 在測定金屬的電阻率的實驗中，待測金屬導線的長約0.8m，直徑小于1mm，電阻在5Ω左右。實驗主要步驟如下：⑴用______測量金屬導線的長度l，測3次，求出平均值;⑵在金屬導線的3個不同位置上用______________測量直徑d，求出平均值;⑶用伏安法測量該金屬導線的電阻R。在左邊方框中畫出實驗電路圖，并把右圖中所給的器材連接成測量電路。安培計要求用0-0.6A量程，內(nèi)阻約1Ω;伏特計要求用0-3V量程，內(nèi)阻約幾kΩ;電源電動勢為6V;滑動變阻器最大阻值20Ω。在閉合電鍵前，滑動變阻器

的滑動觸點應處于正確位置。 根據(jù)以上測量值，得到該種金屬電阻率的表達式為ρ=__________。

解：

(1)米尺;

(2)螺旋測微器;

(3)測量部分用安培表外接法，電源部分用限流電路或分壓電路都可以，電阻率 。

3.用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻

實驗電路如右。根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實驗電路中電壓表的示數(shù)是準確的，而電流表的示數(shù)比通過電源的實際電流小，所以本實驗的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個系統(tǒng)誤差， 滑動變阻器R的阻值應該小一些，所選用的電壓表的內(nèi)阻應該大一些。

為了減小偶然誤差，要多做幾次實驗，多取幾組數(shù)據(jù)，然后利用U-I圖象處理實驗數(shù)據(jù)。將點描好后，用直尺畫一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，而且在直線兩側(cè)的點數(shù)大致相等。這條直線代表的U-I關(guān)系的偶然誤差比每一組實驗數(shù)據(jù)的偶然誤差都小。這條直線在U軸上的截距就是被測電源電動勢E(對應的I=0)，斜率的絕對值就是被測電源的內(nèi)阻r。(特別要注意：有時縱坐標的起始點不是0，求內(nèi)阻的一般式應該是r=|ΔU/ΔI |)。

例5. 在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，所用的電流表和電壓表的內(nèi)阻分別約為0.1Ω和1kΩ。右邊為實驗原理圖，下邊為所需器材的實物圖。試按原理圖在實物圖中畫線連接成實驗電路。

I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57

U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05

一位同學在實驗中記錄的6組數(shù)據(jù)如上表所示，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在右圖中畫出U-I圖線。根據(jù)圖線可讀出被測電池的電動勢E=____V，內(nèi)電阻r=___Ω。

解：1.46，0.719

4.練習用多用電表測電阻

(1)使用前應看一下指針是否指在刻度盤左端的零刻線處。如果不在，就應該進行機械調(diào)零：用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。

(2)根據(jù)被測物理量及其數(shù)量級將選擇開關(guān)旋到相應的位置。讀數(shù)時還要注意選用刻度盤上對應的量程刻度。(如測量20mA左右的直流電流，應將選擇開關(guān)對準左邊100mA量程處，在刻度盤上，應該看最下方的刻度，即滿偏刻度為10的刻度線，從刻度盤讀出數(shù)據(jù)后還應再乘10，得測量結(jié)果。)

(3)使用歐姆擋時，在選好倍率后，還必須進行歐姆調(diào)零。方法是：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線處。因此用多用電表的歐姆擋測電阻的操作步驟是：⑴選擋。一般比被測電阻的估計值低一個數(shù)量級，如估計值為200Ω就應該選×10的倍率。⑵進行歐姆調(diào)零。⑶將紅黑表筆接被測電阻兩端進行測量。

(4)將指針示數(shù)乘以倍率，得測量值。

(5)將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。

用歐姆擋測電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小(即指針所指的刻度值太大)，應該增大倍率重新調(diào)零后再測;如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大(即指針所指的刻度值太小)，應該減小倍率重新調(diào)零后再測。

(6)使用多用電表時，兩只手只能握住表筆的絕緣棒部分，不能接觸表筆上的金屬部分。

例6. 多用電表表頭的示意圖如右。在正確操作的情況下：

(1)若選擇開關(guān)的位置如灰箭頭所示，則測量的物理量是______，測量結(jié)果為___________。

(2)若選擇開關(guān)的位置如白箭頭所示，則測量的物理量是______，測量結(jié)果為___________。

(3)若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，則測量的物理量是______，測量結(jié)果為___________。

(4)若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么接下來的正確操作步驟應該依次為：___________，____________，____________。

(5)全部測量結(jié)束后，應將選擇開關(guān)撥到__________或者___________。

(6)無論用多用電表進行何種測量(限于直流)，電流都應該從色_____表筆經(jīng)______插孔流入電表。

解：

(1)直流電壓，12.4V。

(2)直流電流，49mA。

(3)電阻，17kΩ。

(4)該用×1kΩ倍率，重新調(diào)零，將紅黑表筆分別接觸被測電阻的兩根引線，讀出指針所指刻度，再乘以倍率得測量值。

(5)OFF，交流電壓500V檔位置。

(6)紅，正。

四、重要的演示實驗

1.平行板電容器的電容

靜電計是測量電勢差的儀器。指針偏轉(zhuǎn)角度越大，金屬外殼和上方金屬小球間的電勢差越大。在本實驗中，靜電計指針和A板等電勢，靜電計金屬殼和B板等電勢，因此指針偏轉(zhuǎn)角越大表示A、B兩極板間的電壓越高。

本實驗中，極板帶電量保持不變。三個圖依次表示：正對面積減小時電壓增大;板間距離增大時電壓增大;插入電介質(zhì)時電壓減小。由 知，這三種情況下電容分別減小、減小、增大。因此可以確定C和S、d、ε的關(guān)系是 。

2.研究電磁感應現(xiàn)象

首先要查明電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系(方法與畫電場中平面上等勢線實驗相同)。

電鍵閉合和斷開時、電鍵閉合后滑動變阻器的滑動觸頭移動過程中、電鍵閉合后線圈A在B中插入、拔出時，都會發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明有感應電流產(chǎn)生。而電鍵保持閉合、滑動觸頭不動、線圈A 在B中不動時，電流表指針都不動，說明無感應電流產(chǎn)生。

結(jié)論：閉合電路中有感應電流產(chǎn)生的充分必要條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

五、設計實驗舉例

例7. 利用如圖所示的一只電壓表、一個電阻箱和一個電鍵，測量一個電池組的電動勢和內(nèi)電阻。請畫出實驗電路圖，并用筆畫線作導線將所給器材連接成實驗電路。用記錄的實驗數(shù)據(jù)寫出電動勢和內(nèi)電阻的表達式。

解：與學生實驗相比，用電阻箱代替了電流表。由于電壓可測，由電壓、電阻就可以算出電流(這個電流是通過電阻箱的電流，比通過電池的電流偏小，系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流造成的)。電路圖如下。實驗步驟是：

(1) 按電路圖接好實驗電路

(2)改變電阻箱阻值，分別讀出兩組電阻箱阻值和對應的路端電壓值R1、U1、R2、U2。

(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律列出與這兩組數(shù)據(jù)相對應的方程：

。

⑷解方程組可得E和r：

如果只給出電阻箱和電流表，用類似的方法同樣可以測量電源的電動勢和內(nèi)電阻。

例8. 電橋法測電阻。利用給出的電路圖和器材(G為靈敏電流表，R0為阻值均勻的電阻絲，R為已知阻值的定值電阻，Rx為被測電阻)。要求利用這些器材測未知電阻Rx。(1)實驗中還需要什么測量儀器?

(2)將實物連成電路圖。

(3)寫出測量Rx的實驗步驟，并寫出利用測量數(shù)據(jù)表示Rx的表達式。

解：

(1)還需要米尺(測量左右兩部分電阻絲的長度L1、L2)。

(2)實物連接圖略。

(3)按圖接好電路后，移動滑動觸頭P，使電流表指針指在中央零刻度處。用刻度尺測量P點兩邊電阻絲的長度L1、L2;由RX∶R=L1∶L2得 。

例9. 下右圖中的P是一根表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜的長陶瓷管(碳膜布滿圓柱體的外側(cè)面)。陶瓷管的長度約為50cm，外徑約為6cm，所用電阻膜材料的電阻率已知為ρ，管的兩端有導電箍M、N。該電阻的長度就是陶瓷管的長度，其截面積可看作等于膜的厚度與圓周長的乘積?，F(xiàn)有器材為：A.米尺、B.游標卡尺、C.螺旋測微器、D.電壓表、E.電流表、F.電池組、G.滑動變阻器、H.電阻箱、I.電鍵和導線。請你設計一個測量該電阻膜厚度d的實驗方案。

(1)所須選用的器材有：__________________(填器材前的字母即可)。

(2)所須測量的物理量有：_____ 、_____、 _____、 _____。

(3)根據(jù)實驗測得的以上數(shù)據(jù)計算電阻膜厚度d的數(shù)學表達式為：d=________________。

(4)在左下圖的方框中畫出實驗電路圖(MN間的電阻膜的電阻約幾個kΩ，滑動變阻器的總阻值為50Ω)。并將右下圖中的實物按電路圖連接起來(有3根導線已經(jīng)連好，不得改動)。

解：

(1)A(用來測量MN間的長度)、B(用來測量陶瓷管的外徑)、D、E、F、G、I(以上用來測量電阻膜的阻值)

(2)MN間距離L、管的外徑D、電流I、電壓U

(3)

(4)測量大電阻所以要采用電流表內(nèi)接法;由于被測電阻阻值 遠大于滑 動變阻器的總阻值，所以只有采用分壓電路才能做到多取幾組數(shù)據(jù)測電阻值，減小偶然誤差。

例10. 在實驗室中，往往利用半偏法測量電流表或電壓表的內(nèi)阻。測量電路圖如右。E為電源，其電動勢為E。R1為總阻值較大的滑動變阻器。R2為電阻箱。A為被測電流表。用此電路，經(jīng)以下步驟可近似測得電流表的內(nèi)阻RA：①閉合K1，斷開K2，調(diào)節(jié)R1，使電流表讀數(shù)等于其量程I0;②保持R1不變，閉合K2，調(diào)節(jié)R2，使電流表讀數(shù)等于I0/2;③讀出R2的值，則RA=R2。

(1)按照電路圖在右邊實物圖所給出的實物圖中畫出連接導線。

(2)若電源的內(nèi)阻忽略不計，試分析該實驗的系統(tǒng)誤差總是使電表內(nèi)阻的測量值比其真實值偏大還是偏小?

解：

(1)圖略。

(2)閉合K2后，回路的總電阻減小，總電流將增大。因此當電流表讀數(shù)等于I0/2時，通過電阻箱的電流將略大于I0/2，實際上電阻箱的電阻比表頭電阻小一些，也就是說測量值比真實值偏小。

例11. 用伏安法測電阻時，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，測量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。按下圖所示的電路進行測量，可以消除這種系統(tǒng)誤差。

(1)該實驗的第一步是：閉合電鍵S1，將電鍵S2接2，調(diào)節(jié)滑動變阻器RP和r，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1;請你接著寫出第二步，并說明需要記錄的數(shù)據(jù)：_________________________。

(2)由以上記錄數(shù)據(jù)計算被測電阻RX的表達式是RX=___________。

(3)將右圖中給出的儀器按照電路圖的要求連接起來。

解：

(1)將電鍵S2接1，讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2。

(2)

(3)圖略。

例12. 某同學選用一只標有“3.8V 0.3A”的小燈泡，用電流表和電壓表測量它在不同電壓下的電流，從而計算出它在不同電壓下的實際電阻值。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的I-U圖象如右。

(1)從圖象看出，電壓越高對應的實際電阻值越_____，這說明燈絲材料的電阻率隨溫度的升高而________。

(2)若實驗室提供的器材是：電動勢為6V，內(nèi)阻很小的鉛蓄電池;量程0-0.6-3A的直流電流表;量程0-3-15V的直流電壓表;最大阻值10Ω的滑動變阻器;一只電鍵和若干導線。請畫出正確的實驗電路圖。并標出開始實驗時所用的電表量程和滑動變阻器滑動觸頭的位置。

解：

(1)曲線上每一點和原點的連線的斜率的倒數(shù)表示該時刻對應的燈絲電阻。由圖象可知隨著電壓的升高燈絲的電阻增大。這說明燈絲材料的電阻率隨溫度的升高而增大。

(2)正常工作時燈絲的電阻才十幾個歐姆，電壓低時電阻更小，所以應作為小電阻處理，測量部分應該用外接法。燈絲兩端的電壓要求從零開始逐漸增大，所以供電部分必須采用分壓電路。開始時電流表量程應選用0.6A，電壓表量程應選用3V(快要超過3V時再改用15V量程)，滑動變阻器滑動觸頭的位置應使燈絲兩端分到的電壓為零。

例13. 隨著居民生活水平的提高，純凈水已經(jīng)進入千家萬戶。某市對市場上出售的純凈水質(zhì)量進行了抽測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)競有九成樣品的細菌超標或電導率不合格(電導率是電阻率的倒數(shù)，是檢驗純凈水是否合格的一項重要指標)。(1)不合格的純凈水的電導率一定是偏_____(填大或小)。

(2)對純凈水樣品進行檢驗所用的設備原理如圖所示，將采集的水樣裝入絕緣性能良好的塑料圓柱形容器內(nèi)，容器兩端用金屬圓片電極密封。請把檢測電路連接好(要求測量盡可能準確，已知水的電導率遠小于金屬的電導率，所用滑動變阻器的阻值較小)。

解：

(1)純水的電阻率是很大的，因此電導率是很小的。不合格的純凈水一定是含有雜質(zhì)，因此電導率偏大。

(2)測量部分用內(nèi)接法，供電部分用分壓電路。