電壓表設計論文大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇電壓表設計論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

新型數字電壓表的整機設計

該新型數字電壓表測量電壓類型是直流,測量范圍是-5～+5V。整機電路包括:數據采集電路的單片機最小化設計、單片機與PC接口電路、單片機時鐘電路、復位電路等。下位機采用AT89S51芯片,A/D轉換采用AD678芯片。通過RS232串行口與PC進行通信,傳送所測量的直流電壓數據。整機系統電路如圖1所示。

數據采集電路的原理

在單片機數據采集電路的設計中,做到了電路設計的最小化,即沒用任何附加邏輯器件做接口電路,實現了單片機對AD678轉換芯片的操作。

AD678是一種高檔的、多功能的12位ADC,由于其內部自帶有采樣保持器、高精度參考電源、內部時鐘和三態緩沖數據輸出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以構成完整的數據采集系統,而且一次A/D轉換僅需要5ms。

在電路應用中,AD678采用同步工作方式,12位數字量輸出采用8位操作模式,即12位轉換數字量采用兩次讀取的方式,先讀取其高8位,再讀取其低4位。根據時序關系,在芯片選擇/CS=0時,轉換端/SC由高到低變化一次,即可啟動A/D轉換一次。再查詢轉換結束端/EOC,看轉換是否已經結束,若結束則使輸出使能/OE變低,輸出有效。12位數字量的讀取則要控制高字節有效端/HBE,先讀取高字節,再讀取低字節。整個A/D操作大致如此,在實際開發應用中調整。

由于電路中采用AD678的雙極性輸入方式,輸入電壓范圍是-5～+5V,根據公式Vx10(V)/4096*Dx,即可計算出所測電壓Vx值的大小。式中Dx為被測直流電壓轉換后的12位數字量值。

RS232接口電路的設計

AT89S51與PC的接口電路采用芯片Max232。Max232是德州儀器公司(TI)推出的一款兼容RS232標準的芯片。該器件包含2個驅動器、2個接收器和1個電壓發生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。Max232芯片起電平轉換的功能,使單片機的TTL電平與PC的RS232電平達到匹配。

串口通信的RS232接口采用9針串口DB9,串口傳輸數據只要有接收數據針腳和發送針腳就能實現:同一個串口的接收腳和發送腳直接用線相連,兩個串口相連或一個串口和多個串口相連。在實驗中,用定時器T1作波特率發生器,其計數初值X按以下公式計算:

串行通信波特率設置為1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,計算得到計數初值X=0f3H。在編程中將其裝入TL1和THl中即可。

為了便于觀察,當每次測量電壓采集數據時,單片機有端口輸出時,用發光二極管LED指示。

軟件編程

軟件程序主要包括:下位機數據采集程序、上位機可視化界面程序、單片機與PC串口通信程序。單片機采用C51語言編程,上位機的操作顯示界面采用VC++6.0進行可視化編程。在串口通信調試過程中,借助“串口調試助手”工具,有效利用這個工具為整個系統提高效率。

單片機編程

下位機單片機的數據采集通信主程序流程如圖2所示、中斷子程序如圖3所示、采集子程序如圖4所示。單片機的編程仿真調試借助WAVE2000仿真器,本系統有集成的ISP仿真調試環境。

在采集程序中,單片機的編程操作要完全符合AD678的時序規范要求,在實際開發中,要不斷加以調試。最后將下位機調試成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash單元中。

人機界面編程

打開VC++6.0,建立一個基于對話框的MFC應用程序,串口通信采用MSComm控件來實現。其他操作此處不贅述,編程實現一個良好的人機界面。數字直流電壓表的操作界面如圖5所示。運行VC++6.0編程實現的Windows程序,整個樣機功能得以實現。

篇（2）

    一、初中最基本的測電阻的方法

    (1)伏安法測電阻

    伏安法測電阻就是用一個電壓表和一個電流表來測待測電阻,因為電壓表也叫伏特表物理論文,電流表也叫安培表,因此,用電壓表和電流表測電阻的方法就叫伏安法測電阻。它的具體方法是:用電流表測量出通過待測電阻Rx的電流I,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓U,則可以根據歐姆定律的變形公式R=U/I求出待測電阻的阻值RX。最簡單的伏安法測電阻電路設計如圖1所示,

    用圖1的方法雖然簡單,也能測出電阻,但是由于只能測一次,因此實驗誤差較大,為了使測量更準確,實驗時我們可以把圖1進行改進,在電路中加入滑動變阻器,增加滑動變阻器的目的是用滑動變阻器來調節待測電阻兩端的電壓,這樣我們就可以進行多次測量求出平均值以減小實驗誤差,改進后的電路設計如圖2所示。伏安法測電阻所遵循的測量原理是歐姆定律,在試驗中,滑動變阻器每改變一次位置,就要記一次對應的電壓表和電流表的示數,計算一次待測電阻Rx的值。多次測量取平均值,一般測三次。

    (2)伏阻法測電阻

    伏阻法測電阻是指用電壓表和已知電阻R0測未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和串聯電路中的電流關系,如圖3就是伏歐法測電阻的電路圖,在圖3中,先把電壓表并聯接在已知電阻R0的兩端,記下此時電壓表的示數U1;然后再把電壓表并聯接在未知電阻Rx的兩端,記下此時電壓表的示數U2。根據串聯電路中電流處處相等以及歐姆定律的知識有:

    I1=I2

    即:U1/R0=U2/RX

    所以:

    另外,如果將單刀雙擲開關引入試題,伏阻法測電阻的電路還有圖4、圖5的接法,和圖3比較,圖4、圖5的電路設計操作簡單物理論文,比如,我們可以采用如圖5的電路圖。當開關擲向1時,電壓表測量的是R0兩端的電壓U0;當開關擲向2時,電壓表測量的是RX兩端的電壓Ux。故有:。同學們可以試一試按圖4計算出Rx的值。

    (3)安阻法測電阻

    安阻法測電阻是指用電流表和已知電阻R0測未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和并聯電路中的電壓關系,如圖6是安阻法測電阻的電路圖,在圖6中,我們先把電流表跟已知電阻R0串聯,測出通過R0的電流I1;然后再把電流表跟未知電阻Rx串聯,測出通過Rx的電流I2。然后根據并聯電路中各支路兩端的電壓相等以及歐姆定律的知識有:

    U0=UX

    即:I1R0=I2RX

    所以:

    顯然,如果按圖6的方法試驗,我們就需要采用兩次接線,可能有的同學怕多次拆連麻煩的話,那我們還可以將單刀雙擲開關引入電路圖,這時我們可以采用如圖7的電路設計。當開關擲向1時,電壓表測量的是R0兩端的電流I0;當開關擲向2時,電壓表測量的是RX兩端的電流Ix。通過計算就有:。

    以上三種測電阻的方法是最簡單的測電阻方法,也是必須掌握的方法,大家會嗎,除此以外,還有常用的易于學生理解的測電阻的常用方法嗎?當然還有:

    二、特殊方法測電阻

    (1)用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值

    或者

    用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值,我們也可以采取以下方法:

    1.如圖8所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電壓表測量出Rx兩端的電壓Ux,當滑動變阻器的滑片滑至a端時,用電壓表測量出電源的電壓U,根據串聯電路的電流關系以及分壓原理我們可以得到:。

    2.如圖9所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電壓表測量出電源的電壓U,當滑動變阻器的滑片滑至a端時物理論文,用電壓表測量出Rx兩端的電壓Ux,根據串聯電路的電流關系以及分壓原理我們可以得到:

    (2)用電流表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值

    如圖10所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電流表測量出Rx和R滑串聯時的電流I1,當滑動變阻器的滑片滑至a端時,用電流表測量出Rx單獨接入電路時的電流I2,因為電源電壓不變,可以得到:,故有:。

    (3)用等效法測量電阻

篇（3）

一、初中最基本的測電阻的方法

(1)伏安法測電阻

伏安法測電阻就是用一個電壓表和一個電流表來測待測電阻,因為電壓表也叫伏特表物理論文,電流表也叫安培表,因此,用電壓表和電流表測電阻的方法就叫伏安法測電阻。它的具體方法是:用電流表測量出通過待測電阻Rx的電流I,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓U,則可以根據歐姆定律的變形公式R=U/I求出待測電阻的阻值RX。最簡單的伏安法測電阻電路設計如圖1所示,

用圖1的方法雖然簡單,也能測出電阻,但是由于只能測一次,因此實驗誤差較大,為了使測量更準確,實驗時我們可以把圖1進行改進,在電路中加入滑動變阻器,增加滑動變阻器的目的是用滑動變阻器來調節待測電阻兩端的電壓,這樣我們就可以進行多次測量求出平均值以減小實驗誤差,改進后的電路設計如圖2所示。伏安法測電阻所遵循的測量原理是歐姆定律,在試驗中,滑動變阻器每改變一次位置,就要記一次對應的電壓表和電流表的示數,計算一次待測電阻Rx的值。多次測量取平均值,一般測三次。

(2)伏阻法測電阻

伏阻法測電阻是指用電壓表和已知電阻R0測未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和串聯電路中的電流關系,如圖3就是伏歐法測電阻的電路圖,在圖3中,先把電壓表并聯接在已知電阻R0的兩端,記下此時電壓表的示數U1;然后再把電壓表并聯接在未知電阻Rx的兩端,記下此時電壓表的示數U2。根據串聯電路中電流處處相等以及歐姆定律的知識有:

I1=I2

即:U1/R0=U2/RX

所以:

另外,如果將單刀雙擲開關引入試題,伏阻法測電阻的電路還有圖4、圖5的接法,和圖3比較,圖4、圖5的電路設計操作簡單物理論文,比如,我們可以采用如圖5的電路圖。當開關擲向1時,電壓表測量的是R0兩端的電壓U0;當開關擲向2時,電壓表測量的是RX兩端的電壓Ux。故有:。同學們可以試一試按圖4計算出Rx的值。

(3)安阻法測電阻

安阻法測電阻是指用電流表和已知電阻R0測未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和并聯電路中的電壓關系,如圖6是安阻法測電阻的電路圖,在圖6中,我們先把電流表跟已知電阻R0串聯,測出通過R0的電流I1;然后再把電流表跟未知電阻Rx串聯,測出通過Rx的電流I2。然后根據并聯電路中各支路兩端的電壓相等以及歐姆定律的知識有:

U0=UX

即:I1R0=I2RX

所以:

顯然,如果按圖6的方法試驗,我們就需要采用兩次接線,可能有的同學怕多次拆連麻煩的話,那我們還可以將單刀雙擲開關引入電路圖,這時我們可以采用如圖7的電路設計。當開關擲向1時,電壓表測量的是R0兩端的電流I0;當開關擲向2時,電壓表測量的是RX兩端的電流Ix。通過計算就有:。

以上三種測電阻的方法是最簡單的測電阻方法,也是必須掌握的方法,大家會嗎,除此以外,還有常用的易于學生理解的測電阻的常用方法嗎?當然還有:

二、特殊方法測電阻

(1)用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值

或者

用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值,我們也可以采取以下方法:

1.如圖8所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電壓表測量出Rx兩端的電壓Ux,當滑動變阻器的滑片滑至a端時,用電壓表測量出電源的電壓U,根據串聯電路的電流關系以及分壓原理我們可以得到:。

2.如圖9所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電壓表測量出電源的電壓U,當滑動變阻器的滑片滑至a端時物理論文,用電壓表測量出Rx兩端的電壓Ux,根據串聯電路的電流關系以及分壓原理我們可以得到:

(2)用電流表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值

如圖10所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電流表測量出Rx和R滑串聯時的電流I1,當滑動變阻器的滑片滑至a端時,用電流表測量出Rx單獨接入電路時的電流I2,因為電源電壓不變,可以得到:,故有:。

(3)用等效法測量電阻

篇（4）

蘭祖利教授及其團隊創立的三環天才理論認為：只要具備下列三個要素的學生就是資優人才。

①高于平均水平的能力——包括抽象思維、言語表達、邏輯推理、記憶力等方面的能力。

②執著精神——強烈的興趣、熱情和愛好，堅韌不拔、吃苦耐勞、努力工作、充滿自信。

③創造力——獨創性思維，好奇、善于思考、敢于冒險，能接受不同的觀點和新鮮事物，敏感性強。

（猶如三個疊合交叉的圓環）

2.三環天才理論的特點。

①不主張判斷某人是否為天才，而是主張發現學生的天才行為，并發展這種行為。

②面向全體學生，天才的表現可以因人而異，因環境的不同而變化，不是一成不變的。每一個兒童，甚至是智力較差的兒童，都可能具備某一方面的天才。

③三要素的特點和相互關系

高于平均水平的能力：潛在能力。這一要素比較穩定，可以由測量獲得。

·執著精神和創造力更富動態性、是可變的。

·執著精神和創造力經過適當的刺激和培訓，兩者都可以得到發展，兩者總是互相刺激，互相促進、共同發展的。

·執著精神和創造力不僅僅是“識才”的標準，更是“育才”的目標。

·創造有一個基本原則是“人人都有創造力，創造力的水平經過訓練是可以提高的”。

3.全校范圍豐富教學模式之一：開展三元豐富活動培養全體學生的天賦和才能。

三元豐富模式：

第一類：一般探索活動——激發興趣。

通過閱讀書籍、實地走訪、虛擬參觀、網絡活動等方式進行。

第二類：集體培訓活動——著力培養學生的技能和素質。

第一是培養學習技能，如怎樣記筆記、如何從網絡下載需要的內容、如何寫論文等。

第二是進行有關訓練：

（1）創造性思維方法的訓練；

（2）解決問題能力的訓練；

（3）人際交往及合作能力的訓練。

第三類：個人或小組對現實問題的探索。

1.這是帶有研究性和調查性的活動，盡管只是“少年版”的研究活動。

2.由學生自行提出問題并嘗試應用一些專業的研究方法。

3.這些問題沒有唯一的答案，可以有好幾種不同的解決方案。 二、探究性實驗的立足點

針對三環天才理論，對于資優生的培養，個人理解它有如下觀點：

①提供多種機會，激發學生的動機（學習的內驅力）；

②通過科學探究點燃學生的想象，激發學生的思考；

③讓學習動起來并增強創新性；

④深度學習及有價值的實踐導向。

根據上述的理解，結合探究性物理實驗具有的設計性、研究性、探索性的功能，以及對介于兒童和成人之間的中學生，已具備了初步科學探究的潛能，筆者認為探究性物理實驗對資優生的培育能發揮一些作為，特別對激發學生興趣與思考（Why）、動手能力、創新與產出將起推動作用，與此相對應，探究性實驗活動要做好以下的定位。

1.立足基本技能的訓練——探究活動的基礎

亞瑟·米勒（A.Miller）教授將科學探究能力包含的成分分為三類：一般的認知技能（例如觀察、分類等等）、實踐的技能（例如，知道怎樣使用不同的測量工具）和探究的策略（例如，知道用重復測量來提高測量的可靠性）。他認為第一種技能是不需要教的，它是所有孩子都擁有的認知的一般特性，而其他的兩種技能是需要教的。

針對實踐的技能的訓練，首先要有嚴格的實驗室紀律，讓學生有安全意識，對人身、對儀器有保護意識。其次再培養使用不同的測量工具和設備。學生是實驗階段的主角，要給予鍛煉的機會。對測量工具和設備，主要依靠學生自己通過閱讀說明書，掌握操作方法和技術性能，而教師可給一些提示，學生互相之間可交流討論預習情況，一起適當分析測量工具的設計思想。在學生預習好的情況下，“逼”學生動手，大膽操作。

針對探究的策略的訓練，在實驗前，先讓學生集體討論交流各自的實驗方案，鼓勵學生發表見解；實驗過程中，要培養學生具備良好的習慣，例如，電學實驗，首先能按電路圖擺放儀器，要將實驗中需要調節的儀器擺在手邊、需要讀數的儀器要擺在方便讀數的地方、回路的接線布線，要方便自己的檢查、接線前電源要先斷開等等。實驗后，匯報實驗的觀測結果，引導學生對實驗結果進行探索。例如，通過交流認識誤差存在的客觀性，正確分析誤差來源，從而找出最佳實驗條件。

2.進行探究式實驗教學活動

在實驗中，通過對一些感性材料的接觸與研究，能激發學生對事物的興趣和理性思考。為了激發學生的創造力，促進學習過程的內化，盡量采用開放式的探索方式。傳統的教學觀念側重于“去問題”教學（解決問題），而新的學習理念是“發現問題”，注重質疑探究（發現問題、提出問題、探究問題、討論問題）。為達成這樣的效果，要為學生提供合適的資源并側重培養質疑探究的能力。

（1）選取具有可探究價值的資源。

①真實完整的問題；

②開放式的問題；

③適合學生認知水平的問題。

（2）質疑探究能力的培養——探究活動的核心。

蘇聯霍姆林斯基說過：在學生的腦力勞動中，擺在第一位的不是背書和記住別人的思想，而是讓學生本人進行思考。

在探究性的活動中，教師作為指導者、協作者、參與者的角色出現。教師如何激發學生的思考？是探究成功與否的關鍵。作為指導者，應當創設問題情境，從實驗的設計思想、器材的選擇、操作過程等，讓學生有源于學生認知結構的發現，有新的直接體驗和感悟。作為協作者、參與者，要賞識學生在活動中的閃光點，分享解決舊問題又生成新問題的感受。下面用一節課例，來展示如何培養學生的能力過程。

（選修3-1）第三章《恒定電流》中的第4節“電阻的串、并聯及其應用”，對于其中電流計改裝為電壓表的內容，把它定位為一個探究主題——“探究電壓表的原理與結構（型號J0408）”。

活動方式——采用實驗探究型提問方式，引導學生探究、討論問題。

教學片斷1：用電壓表測量串聯電阻的部分電壓和總電壓。

演示實驗一：如圖R1=5Ω，R2=15Ω.將兩電阻串聯，接在穩壓電源兩端U=2V.

提問：①R1兩端的電壓U1=？

②用電壓表測R1兩端電壓時，讀數多少？[電壓表的型號（J0408）]

學生計算：U1=0.5V。

評價計算方法（學生：比例法計算最簡便）。

觀測（請學生讀數：0.50V）。

（另外，也測量R2兩端的電壓確為1.50V。）

演示實驗二：上圖中的兩個電阻調換為R1=5KΩ、R2=15KΩ，仍接在穩壓電源兩端U=2V。

再提問：③R1兩端的電壓U1=？

④用電壓表測R1兩端電壓時，讀數多少？

學生類推：U1=0.5V。

觀測（請學生讀數：0.22V）。

提問：怎么回事？R2兩端的電壓又是多少？

實際測量之，只有0.66V。

再提問：哪位同學知道讀數變小的原因？

大部分學生表情生動，卻說不出自己的看法；極個別學生有見解。

某學生：電壓表與R1并聯，并聯部分電阻小了，電壓小了。

追問：兩次實驗電路結構相同，為什么在實驗一，讀數與計算幾乎吻合？

該學生停頓片刻，無法回答。

討論引導：肯定由于電壓表接入引起的，要弄清原由，需要認識電壓表的內部結構。

點評：引出有價值的，能用實證方法來進行研究的問題。學生提出自己對問題答案的推測，經過教師與學生之間，學生與學生之間的討論，得出學生自己或小組對問題答案的預測，師生互動、生生互動，貫穿探究的全過程，構成了探究的“軟環境”。

教學片斷2：電壓表的逆向設計。

本節課中所探究的電壓表是學生常見的（J0408）型號的電壓表，上課時每兩個學生一只該型號的電壓表。教師先介紹表頭的工作原理，給出表頭參數（滿偏電流Ig=1mA、電流計的內阻Rg約100Ω）再設置問題串：

提問：表頭能測電壓嗎？能測多大（引導學生估算：Ug=IgRg≈1×10-3×100V=0.10V）？它是不是大家面前的這個電壓表？

引導問：表頭只能承受小電壓，要測量較大的電壓時，怎么辦？

引導學生設計方案并篩選：

方案1：增大Rg以增大Ug可行嗎？

方案2：在表頭串聯一個分壓電阻（該方案由學生提出并達成共識）。

追問：（J0408）型號的電壓表中量程為3V的含義是什么？

其分壓電阻值多大？（請學生自行計算，并評價其中一種簡約方法：RV==Ω=3000Ω，RV=Rg+R分。

拓展提問：0～15V量程又該怎么設計？如何實現雙量程？

（對雙量程中兩個分壓電阻的設置上，肯定了一位學生有效利用分壓電阻的優化重組設計，教師同時展示電壓表中電阻器的實物擺布和說明書中的電路圖以印證，學生欣喜。）

點評：使用能夠直接對問題進行調查研究的方法。

實驗中創設的問題情境，應盡量做到“以疑激思”、“以疑誘思”，不斷為實驗創設懸念、正疑，激發主體思維最大限度地參與實驗探究過程中。教學實踐表明，疑質探究在于通過學生自己感受論證的思維過程，體驗發現的樂趣，幫助學生形成積極探索的精神，培養創新思維方法和科學精神。

（3）增加探索性實驗——探索活動的補充。

在實驗教學中，要盡量創造機會，方式方法很多，如讓學生改進實驗、拆裝舊儀器；再如，中學物理實驗大部分是驗證性實驗，我們在教學中可以把一些驗證性的實驗變為探索性的實驗，要盡量再現實驗的設計過程，讓學生多想想：“為什么這樣做？”，“換種方法行不行？”“器材為什么這樣設計”，以此滲透物理思想，啟迪學生的思路。在“大氣壓的測定”一節教學中，如果把這一實驗改成探索性實驗，可引導學生探索型的提問：

ⅰ.將一開口玻璃管插入水銀槽中，為什么管內外水銀面相平？

ⅱ.把玻璃管中安上一活塞，向上拉動活塞，為什么水銀柱能上升？

ⅲ.當玻璃管足夠長，不斷向上提拉活塞時，水銀柱是否能不斷上升？

ⅳ.在水銀柱不隨活塞的上升而上升時，你能從中悟出什么？

ⅴ.怎樣使管內水銀面以上部分達到真空狀態，從而精確地測得大氣壓值？

按此實驗、探索、解疑不斷深化的探索方式進行教學，有利于調動學生思維的積極性，激發靈感，產生頓悟；學生自己在“探索”物理規律的實驗過程中，加深了對知識的理解和運用，也培養了自己的創新能力。

3.實踐導向

（1）開放實驗室——實驗與理論相結合。

學校創設專門的自學實驗室，給有興趣的學生提供實驗的條件，學生自己安排時間去做實驗，手腦并用，通過定量或半量的測量，以理解理論課上講授的內容。實驗課題可以教師提供，也可學生自己擬定（經教師審核）。如在物理選修3—4《單擺》一節中，從理論上推導出在擺角條件下的單擺的周期公式，但對同一個單擺，它的周期是否受擺角的影響？總有學生心存疑問。那么就讓部分學生到實驗室測量單擺周期和其擺角的關系，實驗裝置如右圖1。量角器用以測量擺角（精確度不太高，但不影響實驗結果），單擺周期用圖1右下的FB213型數顯計時計數毫秒儀測量（時間測量可精確到毫秒）。有位學生經過實驗得出如下數據：

這個測量結果極大的激發了學生探索的熱情，繼而有學生用T—圖像處理數據。從上表數據中得到的圖像如圖2所示，擬合后結果見圖3.

圖2

圖3

學生自己分析圖像，初步認識單擺的周期規律：擺角θ≤50時，其周期基本不變（擺角為10、20時，擺球的擺動不易控制在一個平面內，形成圓錐擺，導致周期測量偏差大），擺角超過120后周期隨擺角增大才有明顯的變化。

雖然該實驗精度并不是很高，在擺角測量上是比較粗略的，但學生通過該實驗探究體會到，單擺作為一個運動模型，擺角和周期的關系并不是人為規定的，它可以通過科學實驗得到：在擺角足夠小時，周期和擺角可認為無關，此時也可將單擺的運動視為簡諧運動，從而得到其周期公式；當擺角太大時，便不能將其視為簡諧運動，同時其周期也將和擺角有關，使學生對單擺形成科學有效的認識，感受研究問題的科學方法。

（2）實驗活動與社會相結合。

創設學以致用的平臺，給學生原創性的研究機會。

如舉辦科技工程大賽，讓高一、二的學生有動手實踐。在工程大賽中，體驗各個環節：設計（原理與計算）、電腦模擬、實驗、評價。

篇（5）

    軌道電路是列車運行控制系統信息傳輸的通道,它對保證列車運行安全,提高運輸效率起著重要的作用。為保證軌道電路工作正常或使其盡可能在最優狀態下工作,就需要對軌道電路參數做出調整。目前,現場對軌道電路調整主要根據軌道電路調整表來完成。但是由于現有的軌道電路調整表本身存在一些問題,如調整范圍較大、與軌道電路實際情況不符合等,因而在實際應用時存在較大誤差。

    1 軌道電路參數的傳統測量方法

    軌道電路參數測量的目的是通過測量確定軌道電路的一次參數和二次參數,檢查軌道電路是否符合鋼軌阻抗和道碴電阻的標準,以保證軌道電路的正常工作,并且為軌道電路的研究和設計提供依據。

    1.1開路、短路相位表示法

    選取需要測量的軌道電路區段,設長度為l,將電流表A、電壓表U、相位表接在軌道電路上,測得開路阻抗Zk和閉路阻抗ZB的模值,并用相位表讀出Zk和ZB的相角 Φk和ΦB。然后推導出規定電路的一次參數和二次參數。開路、短路相位表法長期以來被用于50Hz軌道電路的一次參數測量工作,這種方法對相位表要求不高,對電壓表、電流表要求比較高。

    1.2三電壓表法

    選取需要測量的軌道電路區段,設長度為l,按照圖 所示方法連接三個電壓表,測得交流軌道電路的開路電壓U1k、U2k、U3k和短路電壓U1B、U2B、U3B,通過計算推導出電壓與電流之間的相角關系,從而也能算出開路阻抗和短路阻抗的有關相角,再通過上述相位表法中的有關公式計算求得軌道電路的基本參數。值得注意的是,測量時應調節R或者軌道變壓器次級線圈電壓,盡量使得U2=U3。

    2 軌道電路參數優化測量方法

    2.1軌道電路干擾分析

    (1)由于兩條鋼軌的阻抗,對地電阻,傳輸通路中連接設備的接觸電阻都不盡相同,必然造成牽引電流不平衡,工頻50Hz及其諧波對軌道電路和機車信號造成干擾。

    (2)當有電力機車通過時,牽引網有電流通過,在它周圍會產生電磁場,對附近的傳輸線產生干擾,這是一種電磁感應干擾。

    (3)運動中的電力機車上的電動力系統對下面的軌道電路的感應性干擾

    (4)相鄰線路機車信號之間存在相互干擾,本線機車會收到鄰線軌道電路發送的機車信號,從而影響到本線機車信號的顯示。

    2.2軌道電路的在線測量

    使用傳統的開路短路等方法測量軌道電路參數時,需要停止行車,要時間,"要點"進行,俗稱為"開天窗"的測量方法,即將被測區段上方的電力牽引電網電源斷電,再進行一系列的信號參數測量。此種測量方法給行車帶來了嚴重干擾,在運輸繁忙的區段,這項工作很難進行;在電力牽引區段,構成開路的條件十分麻煩,考慮不周會給行車帶來危險;道碴電阻大小受環境影響十分明顯,比如天氣或者溫度變化都會隨著變化,而“開天窗”以及“要點”進行測量的方法會導致錯過較好的測量時機;為了構成開路條件需斷開被測區段的牽引電流,這樣測得的參數與有實際上牽引電流時的參數勢必有偏差。加上所有測量儀表均為機電工業用儀表,這既影響測量結果的準確度,又沒有反映出電氣化鐵路有電力機車牽引時的牽引電流干擾情況下的各種電參數的大小及其相互關系,而且要經過一系列復雜的運算過程。所以研究在線測量軌道電路參數儀表是一項非常重要的工作。所謂"在線"測量,是指測量過程中,盡量不給軌道電路的正常工作帶來影響,或者是與傳統測量方法相比,大大減少了對軌道電路正常工作的影響,比如說避免"開天窗"情況的出現等。

    2.3軌道電路的調整

篇（6）

 

《物理課程標準》指出：“應當重視將信息技術應用到物理教學中。”在物理教學中，教師通過運用信息技術手段和方法把容易混淆或是難以理解的物理概念加以展示，使靜態的知識生動化，促使學生動手、動腦，不斷揭示概念所反映的客觀世界的多種矛盾，分清主次、搞清楚各種矛盾的相互依存關系及發展方向，讓學生既獲得了知識、又掌握了方法，培養能力，從而真正實現物理概念教學的目的。

一、呈現物理情景，引入概念

建構主義認為：“學生的知識不是通過教師傳授獲得的，而是學生在一定的情境中，借助教師和同學的幫助，利用必要的學習資源，通過一定建構的方式獲得的。”因此，在物理概念引入教學中，運用信息技術呈現物理情景，能使學生在視覺、聽覺等多種感官上全方位地受到刺激，從而有效激發學生的好奇心，點燃學生的思維火花。

如，“動能”教學時，我把龍卷風、海嘯、水庫放水等動態視頻組合在一起加以呈現，學生看到大樹拔起、車輛掀翻、堤壩沖毀、房屋倒塌的畫面后非常震感，也提了許多問題：“龍卷風怎么形成的?力量怎么樣厲害?” “水狂瀉下怎么會如此厲害?這是什么能量?”……這樣以信息技術呈現物理現象，無論是視覺效果還是聽覺效果，都能給學生深刻的印象，讓學生對自然界物體具有的某種“能力”獲得一種強烈的感受和直觀的認識，從而為建立“動能”的概念打下基礎。

因此，在物理概念教學中初中物理，創設與形成物理概念有關的生動的、新穎的情境，使學生感知大量的感性材料，對物理現象有一個明晰的印象，有利于學生形成正確的物理概念，加深理解物理規律。

二、揭示本質屬性，理解概念

物理概念的建立過程是在物理環境中學生通過觀察、實驗獲取必要的感性知識，并與自己認知結構中原有的概念相聯系的基礎上，通過同化或順應不斷加深認識和理解概念的。因此，在教學中運用信息技術為學生提供充分的感性認識的基礎上，引導學生進行分析、綜合、抽象，摒棄現象和過程中那些表面的、偶然的、次要的等非本質的東西，以揭示現象和過程的本質屬性。

如，“重力”教學時，我先播放鉛球和跳高比賽的視頻錄像，然后提出問題：奮力投出的鉛球和躍過橫桿的運動員最終會處于怎樣的狀態？這樣的競技項目挑戰的是人類的什么極限？問題的提出，激起了學生濃厚的興趣。待學生回答之后，再播放神舟七號航天飛船成功升上太空和宇航員在飛船艙內的生活和工作情景的視頻，再一次提出問題讓學生思考：在遠離地球的太空中，宇航員可以用任意的姿勢“漂浮”在船艙中，這又是什么原因呢?

這樣，借助信息技術展示現實生活中的重力現象，豐富了學生的感知，激發了學生積極思維，在鮮明對比的情境中，抽象概括出重力概念的本質屬性，使學生深刻認識到:重力是由于地球的吸引而產生的。

三、突破教學難點，深化概念

將物理學科教學與信息技術整合，利用信息技術輔助教學無疑為課程目標的實現提供了近乎完美的渠道。信息技術獨有的“模擬”作用，不僅能真實生動地再現各種難以理解的、抽象的物理知識，激勵學生參與教學過程，而且可以有效突破物理教學中的重點和難點問題，深化概念規律的理解。

如，“電流”一節，難點是學生無法觀察到電流的形成與方向，因此，電流的概念理解起來比較困難。在教學時，我利用Flash軟件進行仿真“模擬”，把電池組、小燈泡、開關、導線連成實物電路。然后閉合開關，電流(用紅色線條表示)從電源正極(用“+”表示)流出，通過小燈泡時，燈泡發光，最后回到負極(用 “一”表示)，形象、直觀一目了然。師生通過對這一直觀模擬實驗的觀察、分析、歸納和總結，很快就能夠理解電流的形成、方向這一重點、難點，對“電流”的概念也就有了更深層次的理解。

因此，在物理教學中，教師應充分利用信息技術教學手段，根據教學內容精心設計，把抽象的、枯燥的物理知識原理轉化為生動的、具體的圖像，幫助學生在頭腦中建立正確模型。從而有效突破教學難點，加深對物理概念的理解。

四、動態分析過程，活化概念

物理概念與規律的教學是物理教學的核心。物理現象、物理過程的相互聯系及其發展趨勢是靠物理規律建立的。在物理規律教學中拓展概念教學，運用信息技術的動態變化功能，進一步揭示和理解相關概念之間的相互關系，形象直觀地“頓悟”概念的內涵。這有利于概念知識沿網狀同化，從而達到活化概念的目的。

如，有關滑動變阻器的滑片移動時初中物理，電流表、電壓表示數變化情況的判斷以及變化范圍的計算問題，一直是歷年中考物理試題和各種物理競賽中的熱點。而學生普遍感到此類題難度大，得分率也較低。

如右圖所示的電路中，滑動變阻器R2的滑片P向右移動。請分析電流表和電壓表的變化情況。教師在引導學生分析時，可充分利用信息技術的動態變化功能，制成課件進行以下動態分析：把電壓表和電流表等效替換，電壓表等效于開路，電流表等效于一條導線。由此不難看出，電路中的電流只有一條道路，即串聯電路，電壓表測量的事滑動變阻器的電壓。

這樣，運用信息技術對電路進行動態分析，既讓學生充分理解了電路的規律，也加深學生對電學部分相關概念的具體認識，深化和活化了物理概念，收到良好的教學效果。

五、加強練習反饋，鞏固概念

課堂練習的檢測與反饋是打造高效課堂的重要環節。通過反饋練習可以使學生深化概念，提高學習效率，加強對所學概念的理解和鞏固。利用現代信息技術貯量大、速度快的特點，對學生進行有針對性的訓練和檢測，為學生創造了一種悅目、悅耳、悅心的效果，高效率地提高理解概念的程度。

如，九年級“慣性”一節復習檢測中，我用多媒體播放飛機正確投擲救災物質的動畫視頻，同時提出問題：飛機投擲救災物質為什么要提前投擲?讓學生用本堂課所學知識來回答。這樣就把學生思維引向深入，不僅培養了學生分析問題和解決問題的能力，而且通過練習深化了對“慣性”概念的理解。

因此，利用多媒體信息技術圖文并茂、生動直觀的特點巧設練習，不僅突出了聯系的針對性、有效性，而且還能極大地激發學生學習的積極性、主動性和創造性，為培養學生的創新精神和實踐能力開辟了廣闊途徑。

【參考文獻】

[1]物理課程標準(實驗稿).[M].北京師范大學出版社，2001.7

[2]李韶峰.信息技術與物理概念、物理規律整合的探討.技術物理教學，2011.1

篇（7）

 

現行高中物理教材中有三個學生分組實驗：《測定金屬的電阻率》、《測定電池的電動勢和內阻》和《描繪小燈泡的伏安特性曲線》都要選用滑動變阻器，前兩者選用滑動變阻器的限流式接法，后者選用滑動變阻器的分壓式接法。高考電學設計性實驗命題對其多次直接或滲透考查。教材對此又沒有理論的講解，學生分組實驗又沒有實際的指導，學生感到無從下手。學生主要對以下兩個問題有疑問：1.對這兩種接法的電路結構和實物連線的差異存在混淆；2.遇到具體問題根本不知該如何選用哪種接法。下面就學生的這兩點疑問談談自己方法。

一、兩種接法的電路比較

圖一電路為滑動變阻器的限流式接法，被控電阻Rx和滑動變阻器右側的有效電阻RPB串聯，在開關閉合前觸頭置于A端。

圖二電路為滑動變阻器的分壓式接法，被控電阻Rx和滑動變阻器左側電阻RPA并聯，再與右側電阻RPB串聯，在開關閉合前觸頭也置于A端。

兩者電路的唯一差異就是前者沒有導線AC，滑動變阻器只有一部分是有效的；后者有導線AC，滑動變阻器兩部分都是有效的。

二、兩種接法的選用

為使問題簡化，分析中電源電動勢均取，內阻不計。

1.限流式接法

圖一電路中，開關閉合后，流過被控電阻Rx的電流為

令，，則有

為了形象簡便起見，利用幾何畫板分別畫出各值對應的圖象，稱為限流式接法的特性曲線。如圖三所示，對這些曲線進行分析。

（1）無論k取何值，通過調節滑動變阻器，都無法使流過被控電阻的電流取到零。

（2）當k很大時，曲線接近水平直線，對應的物理含義是當很大時，在滑動變阻器有明顯滑動，而流過被控電阻Rx的電流無明顯變化且很大，這時滑動變阻器對電流的調控作用不大，稱為對電流的調控范圍過小論文范文。

（3）當k很小時，曲線非常彎曲，對應的物理含義是當很小時，在滑動變阻器接近零附近滑動，流過被控電阻Rx的電流變化異常大，這時的滑動變阻器不易控制，給調節帶來很大困難；在其他位置滑動，電流無明顯變化且很小，這時的滑動變阻器實際上對電流的調控作用不大且電表讀數很小，偶然誤差很大不宜記錄數據，稱為對電壓的要么調控精度過低，要么調控范圍過小。

（4）當k≈1時，曲線介于上述兩種曲線之間限流式，避開了對電流的調控范圍過小和調控精度過低的兩種缺陷，發現∈[0.2,2]，調控效果較合適。

2.分壓式接法

圖二電路中，開關閉合后，被控電阻Rx兩端的電壓為

令，，則有

同樣分別畫出分壓式接法的特性曲線。如圖四所示，對這些曲線進行分析。

（1）無論k取何值，通過調節滑動變阻器，被控電阻兩端的電壓都在零到電源電動勢之間變化。

（2）當k很小時，曲線非常彎曲，也就是說，出現與圖三中當k很小時的類似情況，這時滑動變阻器對電壓的要么調控范圍過小，要么調控精度過低。

（3）k越大，曲線的線性程度越高，也就是說，越大，被控電阻兩端的電壓U隨滑動變阻器的滑動而均勻變化，這時的滑動變阻器對電壓的調控精度高且調控范圍大。值得注意的是，并不是越大越好，在因為在被控電阻一定情況下，當很大時，電流幾乎從變阻器上流過且干路電流很大，電能主要消耗在變阻器和內阻上,這不是我們使用變阻器所希望的。根據圖四發現，當時，特性曲線的線性程度已經相當不錯，完全沒有必要再提高了，發現∈[0.2,10]，調控效果較合適。

根據上述分析，我們可以總結出選用兩種接法的原則：

1.要求被控電阻的電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續可調，須用分壓式接法；否則，可采用限流式接法。

2.被控電阻的阻值遠大于滑動變阻器的總阻值，但沒必要太大，須用分壓式接法；被控電阻的阻值與滑動變阻器的總阻值差不多，須用限流式接法。

3.兩種接法均可使用的情況下，應優先采用限流式接法，因為在電路完全一樣的情況下，限流式接法總功率，分壓式接法總功率，前者功率較小。

4.特殊問題中還要根據電壓表和電流表量程以及電阻允許通過的最大電流來綜合考慮。

【參考文獻】

［1］楊述武，趙立竹，沈國士主編．《普通物理實驗（電磁學部分）》．高等教育出版社．2007年12月

［2］曹廣衛．《選用限流式電路還是分壓式電路》．中學物理教學參考．2003年第6期

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[中圖分類號]TU8[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2010)03-0085-02

1 概述

隨著無線電技術通訊技術和單片機技術的發展,無線智能遠傳水表系統以其安裝便利、維護快捷、不受安裝環境和布線限制等優點,成為了水表行業智能管理的主導系統。無線智能遠傳水表是整個系統的基礎部分,是信息的產生單元,其參數的準確度決定了整個系統的性能指標。無線智能遠傳水表參數的測試是根據GB/T 778.3―2007封閉管道中水流量的測量---飲用冷水水表和熱水水表第3部分--試驗方法和試驗設備的要求進行。無線智能遠傳水表的技術指標應符合表1.1的要求

2 無線智能遠傳水表的測試

2.1 供電參數(靜態工作電流)的測試

(1)測試儀器要求:

電流表:測量范圍0μA～200μA,準確度等級1.0級;

電壓表:測量范圍0V～10V,準確度等級1.0級;

穩壓電源:電壓0V～5V連續可調,輸出電流0A～1A。

(2)測試過程:

取出被測設備內電池,按圖2.1連接,將電源調至被測設備所標明的工作電壓3.6V,接通電源,當電流表在大部分時間呈現較小讀數且靜止不變時,其讀數即為靜態工作電流實測值。

2.2 無線電性能測試

2.2.1無線遠傳水表發射功能測試

(1)測試儀器要求:

頻譜儀:測量范圍10kHz～1000MHz;

綜合測試儀:0.4MHz～1000MHz。

(2)測試過程:

按圖2.2連接被測設備和測試儀器,并使被測設備處于發射狀態。使用頻譜儀顯示被測設備發射的無線信號的頻譜。測上、下限頻率值在規定使用頻率范圍之內(433.00MHz～434.79MHz)即可。計算其中心頻率,設定指配頻率,計算帶寬BW,主要滿足BW≤200kHz的要求即可。頻譜儀工作在發射功率測量模式,在顯示區讀取和記錄被測設備的發射功率,實測值≤10mW滿足設計要求即可。測將測算得出的中心頻率與指配頻率相比較,計算相對誤差≤10×10-6滿足設計要求即可。雜散發射功率是指落在占用帶寬之外的發射功率,實測值≤10μW即可滿足設計要求。

2.2.2 無線水表的接收靈敏度測試

(1)測試儀器要求

頻譜儀:測量范圍10kHz～1000MHz;

綜合測試儀:0.4MHz～1000MHz;

示波器:模擬帶寬40MHz,靈敏度2mV/格。

(2)測試過程:

按圖2.3連接被測設備和測試儀器,并使被測設備處于接收狀態。通過天線接口輸入10kHz方波調制高頻信號,在被測設備的輸出端應有方波輸出,通過示波器顯示。逐步減少輸入高頻信號的幅值,直至被測設備的輸出消失。方波剛剛消失時指示的高頻信號強度,即為該被測設備的接收靈敏度,其值應優于90dBm。

2.3 信號輸出測試

2.3.1 數據的保持與恢復測試

(1)測試儀器要求

電流表:測量范圍0mA～200mA;準確度等級1.0級;

電壓表:測量范圍0V～10V;準確度等級1.0級;

穩壓電源:電源0V～5V連續可調,雙輸出,輸出電流0A～1A。

(2)測試過程:

按圖2.4連接,調整穩壓電源至被測設備額定電壓,通入適當水量,使無線遠傳水表系統正常工作。然后下調無線遠傳水表和集中器的電源電壓使其中斷工作。再下調抄表器的電源電壓使其中斷工作。10min后恢復正常供電,系統應能正常工作,此時各被測設備存儲的數據應與斷電前保持一致。

2.3.2 電源欠壓提示測試

按圖2.4連接,調整穩壓電源至被測設備額定電壓,通入適當水量,使被測設備正常工作。然后下調穩壓電源使輸出電壓至被測設備欠壓值,此時:無線遠傳水表和集中器的欠壓提示信息通過抄表器下載,在抄表器顯示屏上顯示;抄表器的欠壓提示信息在抄表器顯示屏上顯示。

2.3.3 斷線保護測試

當發訊水表與電子控制單元之間連線斷開時,電子控制單元應發出報警信號。

2.4 控制功能測試

2.4.1 磁保護功能測試

將無線遠傳水表安裝在試驗臺上,使其正常工作。用符合CJ/T 133-2007《IC卡冷水水表》中規定的磁環貼近發訊水表信號輸出部位時,無線遠傳水表仍可正常工作。當使用大于上述磁環磁力的磁鋼重復上步操作時,無線遠傳水表發出報警信號,根據設計要求可自動關閉閥門。

2.4.2 電控閥門執行功能試驗

按照圖2.4連接,并使控制式無線遠傳水表正常工作,然后按非正常用水的設定發出關閉電控閥門指令,閥門驅動裝置正常工作,使閥門關閉,并且能夠檢測到關閥門的限位電平信號。

2.5 水表性能測試

2.5.1 電源電壓影響測試

將無線遠傳水表按照圖2.4連接,在電源電壓為2.7V及4.2V時,在常用流量(qp)下,控制無線遠傳水表按指令正常開關電控閥門5次,無線遠傳水表能正常工作。

2.5.2 電子計數精度測試

(1)測試儀器要求:

脈沖發生器:9999脈沖±1脈沖。

(2)測試過程:

按圖2.5連接,使脈沖發生器發出1000個脈沖給被測設備,讀取抄表器顯示的水量,按公式(1) 計算,被測設備計數精度在范圍即為合格。

計數精度計算公式:

(1)

式中:a―被測設備轉換系數(L/脈沖);V―抄表器顯示的水量(L)。

3 結語

無線智能遠傳水表依照以上設計的測試方法進行測量,滿足規定參數指標要求的水表,在安裝后工作狀態穩定,水表數據采集準確,質量均為合格。以上測量儀器儀表常用、測試方法簡單高效、值得同類企業學習和借鑒,具有推廣和應用價值。

[參考文獻]

[1] 劉金生.水表性能參數的分析及規范性表述.科技資訊,2009 35.

篇（9）

 

真題一（2011年山東省濟寧市）電流做的功跟電壓、電流和通電時間三個因素都有關。李明同學要通過實驗探究電功跟電壓的關系，他選用的器材如圖1所示。其中甲、乙兩容器完全相同，電阻絲R1的阻值大于電阻絲R2的阻值。

(1)請你用筆畫線代替導線，幫他把實驗電路連接完整。

(2)他在該實驗中選用兩根阻值不同的電阻絲，其目的是。

（3）在這個實驗中，李明是通過觀察比較來比較電流做功多少的。電流通過電阻絲做的功多（填R1或R2）。

（4）由這個實驗可以得到的結論是：。

解析：（1）在已知電流做的功跟電壓、電流和通電時間三個因素都有關的前提下，要探究電流做功與電壓的關系，就要保證通過電阻的電流和通電時間相等，改變加在電阻兩端的電壓。要想到到這個目的，兩個電阻必須串聯。為了比較兩個電阻兩端的電壓不同，我們還要在電阻兩端分別并聯一個量程合適的電壓表，電路連接如圖2所示；（2）在探究過程中，我們要讓兩個電阻兩端的電壓不等，而兩個電阻又是串聯在電路中初中物理論文，所以必須選擇兩個阻值不等的電阻接入電路；（3）實驗中我們是通過觀察兩個相同容器中所裝的質量和初溫相等的煤油的溫度升高度數來比較電流做功的多少的。因為R1>R2，所以實驗的結果是電流通過電阻絲R1做的功多；（4）該實驗的結論就是對他就問題的回答。

答案：（1）如圖2所示。

（2）使R1、 R2兩端的電壓不同。

（3）溫度計示數的變化 R1

（4）在電流一定、通電時間一定時，電壓越高，電流做的功越多。

真題二（2011年山東省威海市）在“探究電流通過導體產生的熱量與電阻間關系”的實驗中，兩阻值分別為R和2R的電阻絲浸在相同質量和初溫的煤油中，每一燒瓶里各插入一溫度計，如圖3所示，電流通過導體產生的熱量不易直接觀察，本實驗中通過　顯示電流產生的熱量變化；上述實驗中采用這種電路連接方式的目的是　。

解析：電流通過電熱絲（電阻）做功（發熱）的多少是看不見的，因此我們要設法將看不見的電功轉化為看得見的物理量或者現象，本實驗中是通過溫度計的讀數變化來顯示電流通過電熱絲做功（發熱）的多少的論文服務。本實驗中將兩個電阻連接成串聯電路，是為了保證通過兩個電阻的電流和通電時間相等。

答案：溫度計示數上升（改變）保證通過兩個電阻的電流相等（串聯電流相等）

真題三（2011年上海市）在圖4（a）所示的電路中，電源電壓為6伏且保持不變，電阻R1的阻值為30歐。閉合電鍵S，電流表的示數如圖4（b）所示。

①求通過電阻R1的電流I1。

②求電阻R2的阻值。

③若一段時間內電流對電阻R1做的功為30焦，求這段時間內電流對電阻R2做的功W2。

解析：兩個電阻并聯，所以兩個電阻兩端的電壓都等于電源電壓，根據I1=U1/R1= U/ R1可以解決問題①：I1=U1/ R1= U/ R1=6V/30Ω=0.2A；要想計算R2的阻值，還要知道通過電阻R2的電流I2的大小，電流表在干路，所以I2的大小等于電流表讀數I與I1的差值，再根據R2=U2/ I2=U/ I2即可解決問題②：因為此時通過R1的電流為0.2A，所以電流表接入電路的是大量程，因此讀數為I=0.8A，I2=I-I1=0.8A-0.2A=0.6A，R2=U2/ I2=U/ I2=6V/0.6A=10Ω；要計算電流對電阻R2做的功W2初中物理論文，還要知道電流做功的時間t2，t2=t1，所以t2的解決要從W1開始，由W1= U1I1t1得: t1= W1/（U1 I1）=W1/ （U I1）=30J/(6V×0.2A)=25s= t2，W2= U2I2t2= UI2t2=6V×0.6A×25s=90J。

答案：① 0.2A ② 10Ω ③ 90J

考題對比分析：

真題一全面考查了“探究電流做功與哪些因素有關”的探究實驗的電路圖連接、控制變量法的具體設計、觀察對象的確定以及根據實驗現象進行分析歸納得出結論等等細節。這就要求我們要全面掌握書本上這個探究實驗。

真題二考查了“探究電流通過導體產生的熱量與電阻間關系”的探究實驗中轉化法顯示熱量的方法和對于電路連接目的的分析。

真題三考查了我們應用歐姆定律及其變形公式、電功計算公式及其變形公式進行相關計算的能力。

真題一是書本實驗的全面再現，真題而是書本實驗的一個變換角度考查，真題三是在實驗探究明確電功計算公式的基礎上，結合前面相關知識解決實際問題。因此這三道真題一步步推進，讓我們在解題中深化對知識的認識和應用。

考題命題趨勢分析：

“探究電流做功與哪些因素有關”是電學知識的一個重點部分，這個知識點具有承前啟后的意義。一方面，它是前面所學的電路電流電阻知識的綜合應用，另一方面它有開啟了電學與能量的聯系之門，后續的電功電功率和電熱知識都是圍繞著這個知識點展開的，因此它也毫無爭議地成為各地中考命題的熱點。新一年的中考中，關于這方面的知識，將以對電流做功過程能量轉化的分析、實驗探究、電路分析與設計、相關物理量的計算的形式出現，而且很容易出現與實際情景中的電燈、電熱器等等家用電器相結合的題目出現。

練習：

⒈電爐接通電源后，電流做功的過程是將（）

A．電能轉化為機械能 B．電能轉化為化學能

C．電能轉化為內能 D．電能轉化為動能

⒉ 如圖5所示的實驗電路中，R1、R2是兩個電阻圈，R1的阻值大于R2的阻值，電阻圈上各夾一根火柴. 接通電路，一會兒觀察到兩電阻圈上的火柴先后被點燃，這說明電流通過電阻時會產生熱，將 能轉化為 能. 若繼續進行以下實驗：

圖5

(1)斷開開關，待兩個電阻圈完全冷卻，再重新各夾一根火柴，使變阻器接入電路的阻值較大. 接通電路，經歷時間t1初中物理論文，R1上的火柴先被點燃. 這說明，在電流和通電時間相同的情況下， __________越大，產生的越多.

(2)斷開開關，待兩個電阻圈完全冷卻，再重新各夾一根火柴，使變阻器接入電路的阻值較小. 接通電路，經歷時間t2，R1上的火柴先被點燃，比較發現t2小于t1. 由此推理，在電阻和通電時間相同的情況下，_________越大，產生的 越多.

3．小虎家的微型風扇中的電動機線圈的電阻為1Ω，線圈兩端所加電壓為2V時，電流為0.8A，電動機正常工作，求電動機正常工作l min所消耗的電能。

參考答案

⒈ C

⒉ 電 內 （1）電阻熱量 （2）電流 熱量

篇（10）

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）11-0059-2

數字化實驗（DIS）是信息技術與物理教學整合的重要基礎。數字化實驗室的設備主要由傳感器、數據采集器、計算機、配套系統軟件及配套教具等構成。它以真實實驗為基礎，通過各種傳感器替代傳統的儀表，通過數據采集器將采集到的實驗數據送往計算機進行數據處理、圖線分析，借助計算機平臺更直觀地顯示物理現象，更深刻地揭示物理規律。傳感器是數字化實驗室的重要組成部分。傳感器包括力傳感器、位移傳感器、聲波傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、壓強傳感器、磁感應強度傳感器等。它能夠快速、高精度地適時采集物理實驗中力熱聲光電等各種變化著的物理量數據。基于傳感器的計算機實時數據采集和基于計算機數據處理軟件的計算機建模和圖像分析等技術是開展物理探究教學的兩大技術支撐。

下面列舉兩個筆者在初中物理教學中利用DIS數字化系統的實驗創新教學實例。

案例1 探究電流與電壓的關系

傳統教學中，學生進行分組實驗時利用滑動變阻器多次改變定值電阻兩端的電壓，分別用電壓表和電流表測出電壓值和對應的電流值，再在坐標系中描點作圖，通過數據和圖像得出結論。但一節課的時間里，學生既要設計實驗方案，包括設計實驗電路和實驗表格，又要完成定值電阻的電壓、電流值的多次測量，需要較長的時間。而且，如果電壓值取得太接近或者不是倍數關系，測出的數據不容易得出結論。因此，在實驗前，很多教師往往會提醒學生使電壓成整數倍變化，這樣做的結果是學生確實容易發現規律、總結出結論，但是“探究”的意味就淡了許多，原本生動有趣的實驗也變得枯燥乏味了。若非如此，學生就需要更多時間來進行更多次的實驗，一節課的內容又很難完成。

應用DIS數字化系統就很輕松地解決了這個矛盾。

實驗過程和數據分析：

1.按電路圖連接電路，為使結論具有普遍性，將一個5 Ω和一個10 Ω的定值電阻串聯進電路進行實驗，用電壓傳感器和電流傳感器代替電壓表和電流表分別測定值電阻兩端的電壓和通過定值電阻的電流。

2.將電壓傳感器和電流傳感器分別接入數據采集器。

3.打開計算機，進入數字化信息系統軟件，新建實驗，設置電阻的電流-電壓關系圖線。

4.閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，改變定值電阻兩端的電壓，測量多組電壓和電流值。計算機根據得到的電壓值和電流值實時在界面上生成電流-電壓關系圖像，如圖1所示。

⒌分析所得的實驗數據和圖像，得出結論。

從圖像中能明顯地看出通過定值電阻的電流與定值電阻兩端的電壓成正比。將電壓、電流傳感器引入測量小燈泡的電阻教學，就可以在很短的時間內清楚地記錄下電流隨電壓變化的曲線。使教學手段更多樣，促進教學目標的更好達成。使用數字傳感器的好處一是時間短，通過設置，每隔0.1 s就會有一組電壓電流數據對應的點描繪在坐標系中，因此在較短的時間（幾秒鐘）內就會有幾十個點記錄下來，同時生成I-U圖像。二是數據多，結論更可靠。由于采集的數據較多，因此圖像較為理想。

案例2 探究磁鐵周圍的磁場實驗

實驗裝置如圖2所示：

1.將磁傳感器接入數據采集器。

2.打開數字化信息系統軟件，新建實驗，設置磁場強度-時間圖線，時間設置為1 min，時間間隔設為10 ms。

3.將磁傳感器探頭向下，在條形磁體表面從條形磁體的中間開始勻速地向一個磁極移動（如圖3），再從一個磁極勻速向另一個磁極移動，如此往復，測出磁場強度隨時間的變化。

4.觀察圖像，總結條形磁鐵周圍的磁場分布特點。

應用磁感應傳感器可以使學生明顯地觀察到電磁鐵周圍磁場強弱的變化，使我們肉眼看不見摸不著的磁場變得顯而易見。

篇（11）

Abstract: this article through to the guangdong foshan building grounding resistance measurements. Because of the road, adjacent buildings hindrance, current and voltage of the position of the extremely extremely difficult to press the requirements of the layout, if the voltage extremely and measured the grounding electrodes distance is small, the measurement of the grounding resistance than the actual is small. And combined with daily inspection work out these influence factors of the method is also discussed.

Keywords: grounding resistance influence factors measured value extremely extremely voltage current soil resistivity

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：

引言：順德位于廣東省的南部，珠江三角洲平原中部，正北方是廣州市，西北方為佛山市中心，東連番禺，北接南海，西鄰新會，南界中山市，順德地處北回歸線以南。屬亞熱帶海洋性季風氣候，日照時間長，雨量充沛，常年溫暖濕潤，四季如春，景色怡人，隨著佛山市的發展，城市建筑物越來越多，對建筑物的防雷裝置的接地電阻也非常重要的。本文對防雷裝置內接地電阻測量的方法寫了幾點要求，供大家參考。

1影響接地電阻測量值的因素

1.1土壤電阻率的影響

土壤含水量為15％時，電阻率顯著低。當土壤含水量增加時，電阻率急劇下降；當土壤含水量增加到20％－25％時，土壤電阻率將保持穩定；當土壤溫度升高時，其電阻率下降。土壤電阻率這些特性在實際檢測工作中有重要的實用意義。一年之中，在同一地點，由于氣溫和天氣的變化，土壤中含水量和溫度都不相同，土壤電阻率也不斷的變化，其中以地表層最為顯著。所以接地裝置埋得深一些（濕度和溫度變化小），對穩定接地電阻有利，通常最少埋深0.5-1.0m。至于是否應埋更深，那就要看更深得土壤電阻率是否突變，在均勻土壤電阻率的情況下，根據有些防雷專家的計算，埋得太深對降低接地電阻值不顯著；在很多地方深層土壤電阻率很高，埋得太深反而會使接地電阻值增加，同時也增加接地工程成本。

1.2儀器自身的因素

在檢測大型地網時，依據其工作原理，理論計算和實踐證明：電壓表內阻大于或等于電壓輔助地極散流電阻的50倍時，誤差則會小于2％，測量所用的電壓表、電流表、電流互感器等的準確級，不應低于0.5級。測量時電壓級引線的截面不應小于1.0-1.5mm2；電流極引線的截面積，以每平方毫米5A為宜，并要求接地體的引線需除銹處理，接觸良好，以免測量誤差。

1.3測量方法因素

一般情況下，三極法測試接地電阻中被測接地極、儀表的電壓極和電流極三者間的相互位置和距離，對于接地電阻結果有很大影響。在施工現場，往往是哪里能打下電壓極、電流極就往哪里打，這樣就不能保證測量數據的準確性[1]

1.4環境因素的影響

早期建筑物結構比較混亂，接線零亂，有時零地電壓差甚至在100V以上，被測試接地裝置帶有漏電流和雜散電流。由于地阻儀測量時回路一般為小電流，當測量回路中有干擾電流時，就會在測試線路上疊加交流信號，直接影響到接地電阻的測量誤差。

檢測接地電阻時的電壓、電流極的放置方向和距離對測量值影響很大，通常表現為隨著方向和距離不同，數值也不一樣。在檢測加油站及高層建筑物接地電阻及靜電接地電阻時，埋入地下的金屬（油、氣）管道和接地裝置以及金屬器件的布置不是很正確的在建筑圖紙上標出。由于地下金屬管道的存在，實際上改變了測量儀各極的電流方向，如果同一場地存在不同的土壤電阻率，甚至會引起測量值出現負值的現象。

1.5 人為操作因素的影響

在檢測高層建（構）筑物天面接閃器、電氣設備或金屬物體的接地電阻時，測試導線（接地線）從大樓頂接到地面的地阻儀上，測試線很長。除了要考慮增長的測試線所增加阻抗、感抗和線阻外，還應該考慮在很長的導線所包圍面積里由于干擾信號電流引起的磁通量變化所產生的干擾電動勢。接地導線接觸不良也會影響接地電阻測量值。

1.6季節因素

接地電阻的測試應在土壤電阻率最大時期進行，即在夏季土壤最干燥時期和冬季土壤冰凍時期進行，且每次檢查測試都要將情況逐點記錄在冊，不宜在雨天或雨后進行（土壤含水量增高），以免產生誤差，接地電阻值在一年四季時，要用公式進行季節修訂。

2排除方法

2.1由于接地電阻測試儀是通過鐵釬發射和接收電流來測試地體的地電阻，所以兩鐵釬之間及兩釬與接地體之間距離太近將產生相互干擾，并由此產生誤差。因此，在測量時，接地體、電壓極、電流極應順序布置，三點成直線，彼此相距5－10m，盡量減小誤差[2]。

2.2紅黃鐵釬插地深度應大于鐵釬長度的1/4，否則，將產生測量誤差。因此，在測量時應盡量將鐵釬打深。

2.3被測接地極在“公用地”情況下，因設備絕緣不好或短路，引起接地裝置對地產生一定的地電壓。測量時可引起指針左右擺動，使讀數不穩定。此時應斷電進行檢測，或有斷接卡的地方斷開進行檢測，避免地電壓對檢測的影響。

2.4接觸不良。被測物體生銹或者檢測線折斷時，檢測時會發現時斷時通或者電阻較大的現象。此時應首先除銹，如果仍不能排除，用萬用表的電阻檔檢查檢測線的導通性。

2.5檢測高層建筑時，使用線過長、過粗，使線阻和感應電壓增大而引起測量誤差。此時應使用線阻比較低的導線，盡量減小測量誤差。

2.6當所測的地方有墊土或沙石等材料時，因上下兩層土壤電阻率不同而引起測量誤差。此時應打深鐵釬，使它和墊層下的土壤充分接觸或避開墊土層，使測量誤差減小。

2.7當所檢測的接地裝置和金屬管道等金屬物體埋地比較復雜時，可能會改變測量儀器各極的電流方向而引起測量不良或不穩。此時應首先了解接地體和金屬管道的布局圖，選擇影響相對較小的地方進行測量。

2.8因地表存在電位差或強大電磁場而引起測量不準確。此時應盡量遠離電位差大的地方或強大磁場的地方，如不可避免，應相對縮短檢測線，減小測量誤差。

2.9未按說明書操作，儀器有故障沒有及時維修，儀器不準確或長期沒有鑒定等因素，也會引起測量誤差。

參考文獻:

[1]董小豐.接地電阻值測試的影響因素.第六界中國國際防雷論壇論文摘編.2007:667.

[2]中國建筑東北設計研究院.民用建筑電氣設計規范[M].北京.中華人民共和國建設部.2002：220.