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(shè)計性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思路沈濟(jì)民(南京廣播電視大學(xué),江蘇南京210009)[摘要] 設(shè)計性實(shí)驗(yàn)是電大學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識參與實(shí)踐、參與創(chuàng)新的一個重要課題。樹立正確的設(shè)計理念,高質(zhì)量完成設(shè)計性實(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)計性實(shí)驗(yàn)課程《伏安法測電阻)設(shè)計過程,對這一問題進(jìn)行了分析與探討。[關(guān)鍵詞]設(shè)計性實(shí)驗(yàn)實(shí)踐創(chuàng)新[中圖分類號] C424[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 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)計好的內(nèi)容.多種方法。設(shè)計者要開拓思路，多種方法比較擇做實(shí)驗(yàn),過渡到按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計出相應(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)。而對這一改革,要求同學(xué)們下面就《普通物理學(xué)》中的設(shè)計性實(shí)驗(yàn)課程要具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論功底.要有全面分析問題《伏安法測電阻》設(shè)計過程加以分析說明,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)們樹立正確的理念,完成設(shè)計性實(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:是通過完成多次設(shè)計性實(shí)驗(yàn)逐步積累起來的。用伏安法測量標(biāo)稱值為R=30Q,P=0.5W的.對于初次接觸設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的同學(xué)來說,樹立電阻值,且相對誤差OR/R<1.5%。正確的設(shè)計理念是非常重要的。正確的設(shè)計理念要完成上述設(shè)計任務(wù)，需要對相關(guān)的電路及包括以下幾個方面:設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的分析,從中找出正確的設(shè)計內(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)計內(nèi)容是否嚴(yán)時，用電壓表測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(rèn)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、可靠性要同時測出V和I,電路只有兩種選擇方法:對按照設(shè)計方法得出的實(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(yàn)過程的影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(yàn)結(jié)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)計性實(shí)驗(yàn)的設(shè)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(dāng)R>>R時,R、忽略不計,R■趨向于R .強(qiáng),當(dāng)然R,也不能太大,太大會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,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)確度級別即為該表量程最大值時的.相對誤差,隨著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(dāng)使用某級別的電表時,便知道了某量程內(nèi)的絕對誤差，在此量程內(nèi)絕對誤差處處相等,但相對誤差隨著示值的變化而變化。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(tǒng)誤差,提高圍內(nèi)。測量準(zhǔn)確度,當(dāng)R >>R,時,電路選內(nèi)接,當(dāng)R<<(五)測量方法的選擇Rv時電路選外接。在測量過程中會產(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)誤差則要通過一定的方法使的范圍內(nèi)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(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。次測量的方法，可使產(chǎn)生的隨機(jī)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(shù)據(jù)作圖，由圖中求出中國煤化工均值消除單次測量的RoBMHCNMHC盤值。，有了以上5個萬面的分析和思考,就可以開HH始設(shè)計了。圍三71沈濟(jì)民:設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思路設(shè)計過程: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(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)回路中電流在中國煤化工MYHCNMHG72