电压表设计论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇电压表设计论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

新型数字电压表的整机设计

该新型数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是-5～+5V。整机电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片,A/D转换采用AD678芯片。通过RS232串行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。整机系统电路如图1所示。

数据采集电路的原理

在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。

AD678是一种高档的、多功能的12位ADC,由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。

在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到低变化一次,即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。

由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5～+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。

RS232接口电路的设计

AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。

串口通信的RS232接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:

串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。

为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。

软件编程

软件程序主要包括:下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。单片机采用C51语言编程,上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中,借助“串口调试助手”工具,有效利用这个工具为整个系统提高效率。

单片机编程

下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图2所示、中断子程序如图3所示、采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器,本系统有集成的ISP仿真调试环境。

在采集程序中,单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求,在实际开发中,要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。

人机界面编程

打开VC++6.0,建立一个基于对话框的MFC应用程序,串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述,编程实现一个良好的人机界面。数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序,整个样机功能得以实现。

篇（2）

    一、初中最基本的测电阻的方法

    (1)伏安法测电阻

    伏安法测电阻就是用一个电压表和一个电流表来测待测电阻,因为电压表也叫伏特表物理论文,电流表也叫安培表,因此,用电压表和电流表测电阻的方法就叫伏安法测电阻。它的具体方法是:用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流I,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U,则可以根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值RX。最简单的伏安法测电阻电路设计如图1所示,

    用图1的方法虽然简单,也能测出电阻,但是由于只能测一次,因此实验误差较大,为了使测量更准确,实验时我们可以把图1进行改进,在电路中加入滑动变阻器,增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻两端的电压,这样我们就可以进行多次测量求出平均值以减小实验误差,改进后的电路设计如图2所示。伏安法测电阻所遵循的测量原理是欧姆定律,在试验中,滑动变阻器每改变一次位置,就要记一次对应的电压表和电流表的示数,计算一次待测电阻Rx的值。多次测量取平均值,一般测三次。

    (2)伏阻法测电阻

    伏阻法测电阻是指用电压表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和串联电路中的电流关系,如图3就是伏欧法测电阻的电路图,在图3中,先把电压表并联接在已知电阻R0的两端,记下此时电压表的示数U1;然后再把电压表并联接在未知电阻Rx的两端,记下此时电压表的示数U2。根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识有:

    I1=I2

    即:U1/R0=U2/RX

    所以:

    另外,如果将单刀双掷开关引入试题,伏阻法测电阻的电路还有图4、图5的接法,和图3比较,图4、图5的电路设计操作简单物理论文,比如,我们可以采用如图5的电路图。当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电压U0;当开关掷向2时,电压表测量的是RX两端的电压Ux。故有:。同学们可以试一试按图4计算出Rx的值。

    (3)安阻法测电阻

    安阻法测电阻是指用电流表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和并联电路中的电压关系,如图6是安阻法测电阻的电路图,在图6中,我们先把电流表跟已知电阻R0串联,测出通过R0的电流I1;然后再把电流表跟未知电阻Rx串联,测出通过Rx的电流I2。然后根据并联电路中各支路两端的电压相等以及欧姆定律的知识有:

    U0=UX

    即:I1R0=I2RX

    所以:

    显然,如果按图6的方法试验,我们就需要采用两次接线,可能有的同学怕多次拆连麻烦的话,那我们还可以将单刀双掷开关引入电路图,这时我们可以采用如图7的电路设计。当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电流I0;当开关掷向2时,电压表测量的是RX两端的电流Ix。通过计算就有:。

    以上三种测电阻的方法是最简单的测电阻方法,也是必须掌握的方法,大家会吗,除此以外,还有常用的易于学生理解的测电阻的常用方法吗?当然还有:

    二、特殊方法测电阻

    (1)用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值

    或者

    用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值,我们也可以采取以下方法:

    1.如图8所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电压表测量出Rx两端的电压Ux,当滑动变阻器的滑片滑至a端时,用电压表测量出电源的电压U,根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到:。

    2.如图9所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电压表测量出电源的电压U,当滑动变阻器的滑片滑至a端时物理论文,用电压表测量出Rx两端的电压Ux,根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到:

    (2)用电流表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值

    如图10所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电流表测量出Rx和R滑串联时的电流I1,当滑动变阻器的滑片滑至a端时,用电流表测量出Rx单独接入电路时的电流I2,因为电源电压不变,可以得到:,故有:。

    (3)用等效法测量电阻

篇（3）

一、初中最基本的测电阻的方法

(1)伏安法测电阻

伏安法测电阻就是用一个电压表和一个电流表来测待测电阻,因为电压表也叫伏特表物理论文,电流表也叫安培表,因此,用电压表和电流表测电阻的方法就叫伏安法测电阻。它的具体方法是:用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流I,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U,则可以根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值RX。最简单的伏安法测电阻电路设计如图1所示,

用图1的方法虽然简单,也能测出电阻,但是由于只能测一次,因此实验误差较大,为了使测量更准确,实验时我们可以把图1进行改进,在电路中加入滑动变阻器,增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻两端的电压,这样我们就可以进行多次测量求出平均值以减小实验误差,改进后的电路设计如图2所示。伏安法测电阻所遵循的测量原理是欧姆定律,在试验中,滑动变阻器每改变一次位置,就要记一次对应的电压表和电流表的示数,计算一次待测电阻Rx的值。多次测量取平均值,一般测三次。

(2)伏阻法测电阻

伏阻法测电阻是指用电压表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和串联电路中的电流关系,如图3就是伏欧法测电阻的电路图,在图3中,先把电压表并联接在已知电阻R0的两端,记下此时电压表的示数U1;然后再把电压表并联接在未知电阻Rx的两端,记下此时电压表的示数U2。根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识有:

I1=I2

即:U1/R0=U2/RX

所以:

另外,如果将单刀双掷开关引入试题,伏阻法测电阻的电路还有图4、图5的接法,和图3比较,图4、图5的电路设计操作简单物理论文,比如,我们可以采用如图5的电路图。当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电压U0;当开关掷向2时,电压表测量的是RX两端的电压Ux。故有:。同学们可以试一试按图4计算出Rx的值。

(3)安阻法测电阻

安阻法测电阻是指用电流表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和并联电路中的电压关系,如图6是安阻法测电阻的电路图,在图6中,我们先把电流表跟已知电阻R0串联,测出通过R0的电流I1;然后再把电流表跟未知电阻Rx串联,测出通过Rx的电流I2。然后根据并联电路中各支路两端的电压相等以及欧姆定律的知识有:

U0=UX

即:I1R0=I2RX

所以:

显然,如果按图6的方法试验,我们就需要采用两次接线,可能有的同学怕多次拆连麻烦的话,那我们还可以将单刀双掷开关引入电路图,这时我们可以采用如图7的电路设计。当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电流I0;当开关掷向2时,电压表测量的是RX两端的电流Ix。通过计算就有:。

以上三种测电阻的方法是最简单的测电阻方法,也是必须掌握的方法,大家会吗,除此以外,还有常用的易于学生理解的测电阻的常用方法吗?当然还有:

二、特殊方法测电阻

(1)用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值

或者

用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值,我们也可以采取以下方法:

1.如图8所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电压表测量出Rx两端的电压Ux,当滑动变阻器的滑片滑至a端时,用电压表测量出电源的电压U,根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到:。

2.如图9所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电压表测量出电源的电压U,当滑动变阻器的滑片滑至a端时物理论文,用电压表测量出Rx两端的电压Ux,根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到:

(2)用电流表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值

如图10所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电流表测量出Rx和R滑串联时的电流I1,当滑动变阻器的滑片滑至a端时,用电流表测量出Rx单独接入电路时的电流I2,因为电源电压不变,可以得到:,故有:。

(3)用等效法测量电阻

篇（4）

兰祖利教授及其团队创立的三环天才理论认为：只要具备下列三个要素的学生就是资优人才。

①高于平均水平的能力——包括抽象思维、言语表达、逻辑推理、记忆力等方面的能力。

②执着精神——强烈的兴趣、热情和爱好，坚韧不拔、吃苦耐劳、努力工作、充满自信。

③创造力——独创性思维，好奇、善于思考、敢于冒险，能接受不同的观点和新鲜事物，敏感性强。

（犹如三个叠合交叉的圆环）

2.三环天才理论的特点。

①不主张判断某人是否为天才，而是主张发现学生的天才行为，并发展这种行为。

②面向全体学生，天才的表现可以因人而异，因环境的不同而变化，不是一成不变的。每一个儿童，甚至是智力较差的儿童，都可能具备某一方面的天才。

③三要素的特点和相互关系

高于平均水平的能力：潜在能力。这一要素比较稳定，可以由测量获得。

·执著精神和创造力更富动态性、是可变的。

·执着精神和创造力经过适当的刺激和培训，两者都可以得到发展，两者总是互相刺激，互相促进、共同发展的。

·执着精神和创造力不仅仅是“识才”的标准，更是“育才”的目标。

·创造有一个基本原则是“人人都有创造力，创造力的水平经过训练是可以提高的”。

3.全校范围丰富教学模式之一：开展三元丰富活动培养全体学生的天赋和才能。

三元丰富模式：

第一类：一般探索活动——激发兴趣。

通过阅读书籍、实地走访、虚拟参观、网络活动等方式进行。

第二类：集体培训活动——着力培养学生的技能和素质。

第一是培养学习技能，如怎样记笔记、如何从网络下载需要的内容、如何写论文等。

第二是进行有关训练：

（1）创造性思维方法的训练；

（2）解决问题能力的训练；

（3）人际交往及合作能力的训练。

第三类：个人或小组对现实问题的探索。

1.这是带有研究性和调查性的活动，尽管只是“少年版”的研究活动。

2.由学生自行提出问题并尝试应用一些专业的研究方法。

3.这些问题没有唯一的答案，可以有好几种不同的解决方案。 二、探究性实验的立足点

针对三环天才理论，对于资优生的培养，个人理解它有如下观点：

①提供多种机会，激发学生的动机（学习的内驱力）；

②通过科学探究点燃学生的想象，激发学生的思考；

③让学习动起来并增强创新性；

④深度学习及有价值的实践导向。

根据上述的理解，结合探究性物理实验具有的设计性、研究性、探索性的功能，以及对介于儿童和成人之间的中学生，已具备了初步科学探究的潜能，笔者认为探究性物理实验对资优生的培育能发挥一些作为，特别对激发学生兴趣与思考（Why）、动手能力、创新与产出将起推动作用，与此相对应，探究性实验活动要做好以下的定位。

1.立足基本技能的训练——探究活动的基础

亚瑟·米勒（A.Miller）教授将科学探究能力包含的成分分为三类：一般的认知技能（例如观察、分类等等）、实践的技能（例如，知道怎样使用不同的测量工具）和探究的策略（例如，知道用重复测量来提高测量的可靠性）。他认为第一种技能是不需要教的，它是所有孩子都拥有的认知的一般特性，而其他的两种技能是需要教的。

针对实践的技能的训练，首先要有严格的实验室纪律，让学生有安全意识，对人身、对仪器有保护意识。其次再培养使用不同的测量工具和设备。学生是实验阶段的主角，要给予锻炼的机会。对测量工具和设备，主要依靠学生自己通过阅读说明书，掌握操作方法和技术性能，而教师可给一些提示，学生互相之间可交流讨论预习情况，一起适当分析测量工具的设计思想。在学生预习好的情况下，“逼”学生动手，大胆操作。

针对探究的策略的训练，在实验前，先让学生集体讨论交流各自的实验方案，鼓励学生发表见解；实验过程中，要培养学生具备良好的习惯，例如，电学实验，首先能按电路图摆放仪器，要将实验中需要调节的仪器摆在手边、需要读数的仪器要摆在方便读数的地方、回路的接线布线，要方便自己的检查、接线前电源要先断开等等。实验后，汇报实验的观测结果，引导学生对实验结果进行探索。例如，通过交流认识误差存在的客观性，正确分析误差来源，从而找出最佳实验条件。

2.进行探究式实验教学活动

在实验中，通过对一些感性材料的接触与研究，能激发学生对事物的兴趣和理性思考。为了激发学生的创造力，促进学习过程的内化，尽量采用开放式的探索方式。传统的教学观念侧重于“去问题”教学（解决问题），而新的学习理念是“发现问题”，注重质疑探究（发现问题、提出问题、探究问题、讨论问题）。为达成这样的效果，要为学生提供合适的资源并侧重培养质疑探究的能力。

（1）选取具有可探究价值的资源。

①真实完整的问题；

②开放式的问题；

③适合学生认知水平的问题。

（2）质疑探究能力的培养——探究活动的核心。

苏联霍姆林斯基说过：在学生的脑力劳动中，摆在第一位的不是背书和记住别人的思想，而是让学生本人进行思考。

在探究性的活动中，教师作为指导者、协作者、参与者的角色出现。教师如何激发学生的思考？是探究成功与否的关键。作为指导者，应当创设问题情境，从实验的设计思想、器材的选择、操作过程等，让学生有源于学生认知结构的发现，有新的直接体验和感悟。作为协作者、参与者，要赏识学生在活动中的闪光点，分享解决旧问题又生成新问题的感受。下面用一节课例，来展示如何培养学生的能力过程。

（选修3-1）第三章《恒定电流》中的第4节“电阻的串、并联及其应用”，对于其中电流计改装为电压表的内容，把它定位为一个探究主题——“探究电压表的原理与结构（型号J0408）”。

活动方式——采用实验探究型提问方式，引导学生探究、讨论问题。

教学片断1：用电压表测量串联电阻的部分电压和总电压。

演示实验一：如图R1=5Ω，R2=15Ω.将两电阻串联，接在稳压电源两端U=2V.

提问：①R1两端的电压U1=？

②用电压表测R1两端电压时，读数多少？[电压表的型号（J0408）]

学生计算：U1=0.5V。

评价计算方法（学生：比例法计算最简便）。

观测（请学生读数：0.50V）。

（另外，也测量R2两端的电压确为1.50V。）

演示实验二：上图中的两个电阻调换为R1=5KΩ、R2=15KΩ，仍接在稳压电源两端U=2V。

再提问：③R1两端的电压U1=？

④用电压表测R1两端电压时，读数多少？

学生类推：U1=0.5V。

观测（请学生读数：0.22V）。

提问：怎么回事？R2两端的电压又是多少？

实际测量之，只有0.66V。

再提问：哪位同学知道读数变小的原因？

大部分学生表情生动，却说不出自己的看法；极个别学生有见解。

某学生：电压表与R1并联，并联部分电阻小了，电压小了。

追问：两次实验电路结构相同，为什么在实验一，读数与计算几乎吻合？

该学生停顿片刻，无法回答。

讨论引导：肯定由于电压表接入引起的，要弄清原由，需要认识电压表的内部结构。

点评：引出有价值的，能用实证方法来进行研究的问题。学生提出自己对问题答案的推测，经过教师与学生之间，学生与学生之间的讨论，得出学生自己或小组对问题答案的预测，师生互动、生生互动，贯穿探究的全过程，构成了探究的“软环境”。

教学片断2：电压表的逆向设计。

本节课中所探究的电压表是学生常见的（J0408）型号的电压表，上课时每两个学生一只该型号的电压表。教师先介绍表头的工作原理，给出表头参数（满偏电流Ig=1mA、电流计的内阻Rg约100Ω）再设置问题串：

提问：表头能测电压吗？能测多大（引导学生估算：Ug=IgRg≈1×10-3×100V=0.10V）？它是不是大家面前的这个电压表？

引导问：表头只能承受小电压，要测量较大的电压时，怎么办？

引导学生设计方案并筛选：

方案1：增大Rg以增大Ug可行吗？

方案2：在表头串联一个分压电阻（该方案由学生提出并达成共识）。

追问：（J0408）型号的电压表中量程为3V的含义是什么？

其分压电阻值多大？（请学生自行计算，并评价其中一种简约方法：RV==Ω=3000Ω，RV=Rg+R分。

拓展提问：0～15V量程又该怎么设计？如何实现双量程？

（对双量程中两个分压电阻的设置上，肯定了一位学生有效利用分压电阻的优化重组设计，教师同时展示电压表中电阻器的实物摆布和说明书中的电路图以印证，学生欣喜。）

点评：使用能够直接对问题进行调查研究的方法。

实验中创设的问题情境，应尽量做到“以疑激思”、“以疑诱思”，不断为实验创设悬念、正疑，激发主体思维最大限度地参与实验探究过程中。教学实践表明，疑质探究在于通过学生自己感受论证的思维过程，体验发现的乐趣，帮助学生形成积极探索的精神，培养创新思维方法和科学精神。

（3）增加探索性实验——探索活动的补充。

在实验教学中，要尽量创造机会，方式方法很多，如让学生改进实验、拆装旧仪器；再如，中学物理实验大部分是验证性实验，我们在教学中可以把一些验证性的实验变为探索性的实验，要尽量再现实验的设计过程，让学生多想想：“为什么这样做？”，“换种方法行不行？”“器材为什么这样设计”，以此渗透物理思想，启迪学生的思路。在“大气压的测定”一节教学中，如果把这一实验改成探索性实验，可引导学生探索型的提问：

ⅰ.将一开口玻璃管插入水银槽中，为什么管内外水银面相平？

ⅱ.把玻璃管中安上一活塞，向上拉动活塞，为什么水银柱能上升？

ⅲ.当玻璃管足够长，不断向上提拉活塞时，水银柱是否能不断上升？

ⅳ.在水银柱不随活塞的上升而上升时，你能从中悟出什么？

ⅴ.怎样使管内水银面以上部分达到真空状态，从而精确地测得大气压值？

按此实验、探索、解疑不断深化的探索方式进行教学，有利于调动学生思维的积极性，激发灵感，产生顿悟；学生自己在“探索”物理规律的实验过程中，加深了对知识的理解和运用，也培养了自己的创新能力。

3.实践导向

（1）开放实验室——实验与理论相结合。

学校创设专门的自学实验室，给有兴趣的学生提供实验的条件，学生自己安排时间去做实验，手脑并用，通过定量或半量的测量，以理解理论课上讲授的内容。实验课题可以教师提供，也可学生自己拟定（经教师审核）。如在物理选修3—4《单摆》一节中，从理论上推导出在摆角条件下的单摆的周期公式，但对同一个单摆，它的周期是否受摆角的影响？总有学生心存疑问。那么就让部分学生到实验室测量单摆周期和其摆角的关系，实验装置如右图1。量角器用以测量摆角（精确度不太高，但不影响实验结果），单摆周期用图1右下的FB213型数显计时计数毫秒仪测量（时间测量可精确到毫秒）。有位学生经过实验得出如下数据：

这个测量结果极大的激发了学生探索的热情，继而有学生用T—图像处理数据。从上表数据中得到的图像如图2所示，拟合后结果见图3.

图2

图3

学生自己分析图像，初步认识单摆的周期规律：摆角θ≤50时，其周期基本不变（摆角为10、20时，摆球的摆动不易控制在一个平面内，形成圆锥摆，导致周期测量偏差大），摆角超过120后周期随摆角增大才有明显的变化。

虽然该实验精度并不是很高，在摆角测量上是比较粗略的，但学生通过该实验探究体会到，单摆作为一个运动模型，摆角和周期的关系并不是人为规定的，它可以通过科学实验得到：在摆角足够小时，周期和摆角可认为无关，此时也可将单摆的运动视为简谐运动，从而得到其周期公式；当摆角太大时，便不能将其视为简谐运动，同时其周期也将和摆角有关，使学生对单摆形成科学有效的认识，感受研究问题的科学方法。

（2）实验活动与社会相结合。

创设学以致用的平台，给学生原创性的研究机会。

如举办科技工程大赛，让高一、二的学生有动手实践。在工程大赛中，体验各个环节：设计（原理与计算）、电脑模拟、实验、评价。

篇（5）

    轨道电路是列车运行控制系统信息传输的通道,它对保证列车运行安全,提高运输效率起着重要的作用。为保证轨道电路工作正常或使其尽可能在最优状态下工作,就需要对轨道电路参数做出调整。目前,现场对轨道电路调整主要根据轨道电路调整表来完成。但是由于现有的轨道电路调整表本身存在一些问题,如调整范围较大、与轨道电路实际情况不符合等,因而在实际应用时存在较大误差。

    1 轨道电路参数的传统测量方法

    轨道电路参数测量的目的是通过测量确定轨道电路的一次参数和二次参数,检查轨道电路是否符合钢轨阻抗和道碴电阻的标准,以保证轨道电路的正常工作,并且为轨道电路的研究和设计提供依据。

    1.1开路、短路相位表示法

    选取需要测量的轨道电路区段,设长度为l,将电流表A、电压表U、相位表接在轨道电路上,测得开路阻抗Zk和闭路阻抗ZB的模值,并用相位表读出Zk和ZB的相角 Φk和ΦB。然后推导出规定电路的一次参数和二次参数。开路、短路相位表法长期以来被用于50Hz轨道电路的一次参数测量工作,这种方法对相位表要求不高,对电压表、电流表要求比较高。

    1.2三电压表法

    选取需要测量的轨道电路区段,设长度为l,按照图 所示方法连接三个电压表,测得交流轨道电路的开路电压U1k、U2k、U3k和短路电压U1B、U2B、U3B,通过计算推导出电压与电流之间的相角关系,从而也能算出开路阻抗和短路阻抗的有关相角,再通过上述相位表法中的有关公式计算求得轨道电路的基本参数。值得注意的是,测量时应调节R或者轨道变压器次级线圈电压,尽量使得U2=U3。

    2 轨道电路参数优化测量方法

    2.1轨道电路干扰分析

    (1)由于两条钢轨的阻抗,对地电阻,传输通路中连接设备的接触电阻都不尽相同,必然造成牵引电流不平衡,工频50Hz及其谐波对轨道电路和机车信号造成干扰。

    (2)当有电力机车通过时,牵引网有电流通过,在它周围会产生电磁场,对附近的传输线产生干扰,这是一种电磁感应干扰。

    (3)运动中的电力机车上的电动力系统对下面的轨道电路的感应性干扰

    (4)相邻线路机车信号之间存在相互干扰,本线机车会收到邻线轨道电路发送的机车信号,从而影响到本线机车信号的显示。

    2.2轨道电路的在线测量

    使用传统的开路短路等方法测量轨道电路参数时,需要停止行车,要时间,"要点"进行,俗称为"开天窗"的测量方法,即将被测区段上方的电力牵引电网电源断电,再进行一系列的信号参数测量。此种测量方法给行车带来了严重干扰,在运输繁忙的区段,这项工作很难进行;在电力牵引区段,构成开路的条件十分麻烦,考虑不周会给行车带来危险;道碴电阻大小受环境影响十分明显,比如天气或者温度变化都会随着变化,而“开天窗”以及“要点”进行测量的方法会导致错过较好的测量时机;为了构成开路条件需断开被测区段的牵引电流,这样测得的参数与有实际上牵引电流时的参数势必有偏差。加上所有测量仪表均为机电工业用仪表,这既影响测量结果的准确度,又没有反映出电气化铁路有电力机车牵引时的牵引电流干扰情况下的各种电参数的大小及其相互关系,而且要经过一系列复杂的运算过程。所以研究在线测量轨道电路参数仪表是一项非常重要的工作。所谓"在线"测量,是指测量过程中,尽量不给轨道电路的正常工作带来影响,或者是与传统测量方法相比,大大减少了对轨道电路正常工作的影响,比如说避免"开天窗"情况的出现等。

    2.3轨道电路的调整

篇（6）

 

《物理课程标准》指出：“应当重视将信息技术应用到物理教学中。”在物理教学中，教师通过运用信息技术手段和方法把容易混淆或是难以理解的物理概念加以展示，使静态的知识生动化，促使学生动手、动脑，不断揭示概念所反映的客观世界的多种矛盾，分清主次、搞清楚各种矛盾的相互依存关系及发展方向，让学生既获得了知识、又掌握了方法，培养能力，从而真正实现物理概念教学的目的。

一、呈现物理情景，引入概念

建构主义认为：“学生的知识不是通过教师传授获得的，而是学生在一定的情境中，借助教师和同学的帮助，利用必要的学习资源，通过一定建构的方式获得的。”因此，在物理概念引入教学中，运用信息技术呈现物理情景，能使学生在视觉、听觉等多种感官上全方位地受到刺激，从而有效激发学生的好奇心，点燃学生的思维火花。

如，“动能”教学时，我把龙卷风、海啸、水库放水等动态视频组合在一起加以呈现，学生看到大树拔起、车辆掀翻、堤坝冲毁、房屋倒塌的画面后非常震感，也提了许多问题：“龙卷风怎么形成的?力量怎么样厉害?” “水狂泻下怎么会如此厉害?这是什么能量?”……这样以信息技术呈现物理现象，无论是视觉效果还是听觉效果，都能给学生深刻的印象，让学生对自然界物体具有的某种“能力”获得一种强烈的感受和直观的认识，从而为建立“动能”的概念打下基础。

因此，在物理概念教学中初中物理，创设与形成物理概念有关的生动的、新颖的情境，使学生感知大量的感性材料，对物理现象有一个明晰的印象，有利于学生形成正确的物理概念，加深理解物理规律。

二、揭示本质属性，理解概念

物理概念的建立过程是在物理环境中学生通过观察、实验获取必要的感性知识，并与自己认知结构中原有的概念相联系的基础上，通过同化或顺应不断加深认识和理解概念的。因此，在教学中运用信息技术为学生提供充分的感性认识的基础上，引导学生进行分析、综合、抽象，摒弃现象和过程中那些表面的、偶然的、次要的等非本质的东西，以揭示现象和过程的本质属性。

如，“重力”教学时，我先播放铅球和跳高比赛的视频录像，然后提出问题：奋力投出的铅球和跃过横杆的运动员最终会处于怎样的状态？这样的竞技项目挑战的是人类的什么极限？问题的提出，激起了学生浓厚的兴趣。待学生回答之后，再播放神舟七号航天飞船成功升上太空和宇航员在飞船舱内的生活和工作情景的视频，再一次提出问题让学生思考：在远离地球的太空中，宇航员可以用任意的姿势“漂浮”在船舱中，这又是什么原因呢?

这样，借助信息技术展示现实生活中的重力现象，丰富了学生的感知，激发了学生积极思维，在鲜明对比的情境中，抽象概括出重力概念的本质属性，使学生深刻认识到:重力是由于地球的吸引而产生的。

三、突破教学难点，深化概念

将物理学科教学与信息技术整合，利用信息技术辅助教学无疑为课程目标的实现提供了近乎完美的渠道。信息技术独有的“模拟”作用，不仅能真实生动地再现各种难以理解的、抽象的物理知识，激励学生参与教学过程，而且可以有效突破物理教学中的重点和难点问题，深化概念规律的理解。

如，“电流”一节，难点是学生无法观察到电流的形成与方向，因此，电流的概念理解起来比较困难。在教学时，我利用Flash软件进行仿真“模拟”，把电池组、小灯泡、开关、导线连成实物电路。然后闭合开关，电流(用红色线条表示)从电源正极(用“+”表示)流出，通过小灯泡时，灯泡发光，最后回到负极(用 “一”表示)，形象、直观一目了然。师生通过对这一直观模拟实验的观察、分析、归纳和总结，很快就能够理解电流的形成、方向这一重点、难点，对“电流”的概念也就有了更深层次的理解。

因此，在物理教学中，教师应充分利用信息技术教学手段，根据教学内容精心设计，把抽象的、枯燥的物理知识原理转化为生动的、具体的图像，帮助学生在头脑中建立正确模型。从而有效突破教学难点，加深对物理概念的理解。

四、动态分析过程，活化概念

物理概念与规律的教学是物理教学的核心。物理现象、物理过程的相互联系及其发展趋势是靠物理规律建立的。在物理规律教学中拓展概念教学，运用信息技术的动态变化功能，进一步揭示和理解相关概念之间的相互关系，形象直观地“顿悟”概念的内涵。这有利于概念知识沿网状同化，从而达到活化概念的目的。

如，有关滑动变阻器的滑片移动时初中物理，电流表、电压表示数变化情况的判断以及变化范围的计算问题，一直是历年中考物理试题和各种物理竞赛中的热点。而学生普遍感到此类题难度大，得分率也较低。

如右图所示的电路中，滑动变阻器R2的滑片P向右移动。请分析电流表和电压表的变化情况。教师在引导学生分析时，可充分利用信息技术的动态变化功能，制成课件进行以下动态分析：把电压表和电流表等效替换，电压表等效于开路，电流表等效于一条导线。由此不难看出，电路中的电流只有一条道路，即串联电路，电压表测量的事滑动变阻器的电压。

这样，运用信息技术对电路进行动态分析，既让学生充分理解了电路的规律，也加深学生对电学部分相关概念的具体认识，深化和活化了物理概念，收到良好的教学效果。

五、加强练习反馈，巩固概念

课堂练习的检测与反馈是打造高效课堂的重要环节。通过反馈练习可以使学生深化概念，提高学习效率，加强对所学概念的理解和巩固。利用现代信息技术贮量大、速度快的特点，对学生进行有针对性的训练和检测，为学生创造了一种悦目、悦耳、悦心的效果，高效率地提高理解概念的程度。

如，九年级“惯性”一节复习检测中，我用多媒体播放飞机正确投掷救灾物质的动画视频，同时提出问题：飞机投掷救灾物质为什么要提前投掷?让学生用本堂课所学知识来回答。这样就把学生思维引向深入，不仅培养了学生分析问题和解决问题的能力，而且通过练习深化了对“惯性”概念的理解。

因此，利用多媒体信息技术图文并茂、生动直观的特点巧设练习，不仅突出了联系的针对性、有效性，而且还能极大地激发学生学习的积极性、主动性和创造性，为培养学生的创新精神和实践能力开辟了广阔途径。

【参考文献】

[1]物理课程标准(实验稿).[M].北京师范大学出版社，2001.7

[2]李韶峰.信息技术与物理概念、物理规律整合的探讨.技术物理教学，2011.1

篇（7）

 

现行高中物理教材中有三个学生分组实验：《测定金属的电阻率》、《测定电池的电动势和内阻》和《描绘小灯泡的伏安特性曲线》都要选用滑动变阻器，前两者选用滑动变阻器的限流式接法，后者选用滑动变阻器的分压式接法。高考电学设计性实验命题对其多次直接或渗透考查。教材对此又没有理论的讲解，学生分组实验又没有实际的指导，学生感到无从下手。学生主要对以下两个问题有疑问：1.对这两种接法的电路结构和实物连线的差异存在混淆；2.遇到具体问题根本不知该如何选用哪种接法。下面就学生的这两点疑问谈谈自己方法。

一、两种接法的电路比较

图一电路为滑动变阻器的限流式接法，被控电阻Rx和滑动变阻器右侧的有效电阻RPB串联，在开关闭合前触头置于A端。

图二电路为滑动变阻器的分压式接法，被控电阻Rx和滑动变阻器左侧电阻RPA并联，再与右侧电阻RPB串联，在开关闭合前触头也置于A端。

两者电路的唯一差异就是前者没有导线AC，滑动变阻器只有一部分是有效的；后者有导线AC，滑动变阻器两部分都是有效的。

二、两种接法的选用

为使问题简化，分析中电源电动势均取，内阻不计。

1.限流式接法

图一电路中，开关闭合后，流过被控电阻Rx的电流为

令，，则有

为了形象简便起见，利用几何画板分别画出各值对应的图象，称为限流式接法的特性曲线。如图三所示，对这些曲线进行分析。

（1）无论k取何值，通过调节滑动变阻器，都无法使流过被控电阻的电流取到零。

（2）当k很大时，曲线接近水平直线，对应的物理含义是当很大时，在滑动变阻器有明显滑动，而流过被控电阻Rx的电流无明显变化且很大，这时滑动变阻器对电流的调控作用不大，称为对电流的调控范围过小论文范文。

（3）当k很小时，曲线非常弯曲，对应的物理含义是当很小时，在滑动变阻器接近零附近滑动，流过被控电阻Rx的电流变化异常大，这时的滑动变阻器不易控制，给调节带来很大困难；在其他位置滑动，电流无明显变化且很小，这时的滑动变阻器实际上对电流的调控作用不大且电表读数很小，偶然误差很大不宜记录数据，称为对电压的要么调控精度过低，要么调控范围过小。

（4）当k≈1时，曲线介于上述两种曲线之间限流式，避开了对电流的调控范围过小和调控精度过低的两种缺陷，发现∈[0.2,2]，调控效果较合适。

2.分压式接法

图二电路中，开关闭合后，被控电阻Rx两端的电压为

令，，则有

同样分别画出分压式接法的特性曲线。如图四所示，对这些曲线进行分析。

（1）无论k取何值，通过调节滑动变阻器，被控电阻两端的电压都在零到电源电动势之间变化。

（2）当k很小时，曲线非常弯曲，也就是说，出现与图三中当k很小时的类似情况，这时滑动变阻器对电压的要么调控范围过小，要么调控精度过低。

（3）k越大，曲线的线性程度越高，也就是说，越大，被控电阻两端的电压U随滑动变阻器的滑动而均匀变化，这时的滑动变阻器对电压的调控精度高且调控范围大。值得注意的是，并不是越大越好，在因为在被控电阻一定情况下，当很大时，电流几乎从变阻器上流过且干路电流很大，电能主要消耗在变阻器和内阻上,这不是我们使用变阻器所希望的。根据图四发现，当时，特性曲线的线性程度已经相当不错，完全没有必要再提高了，发现∈[0.2,10]，调控效果较合适。

根据上述分析，我们可以总结出选用两种接法的原则：

1.要求被控电阻的电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式接法；否则，可采用限流式接法。

2.被控电阻的阻值远大于滑动变阻器的总阻值，但没必要太大，须用分压式接法；被控电阻的阻值与滑动变阻器的总阻值差不多，须用限流式接法。

3.两种接法均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为在电路完全一样的情况下，限流式接法总功率，分压式接法总功率，前者功率较小。

4.特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流来综合考虑。

【参考文献】

［1］杨述武，赵立竹，沈国士主编．《普通物理实验（电磁学部分）》．高等教育出版社．2007年12月

［2］曹广卫．《选用限流式电路还是分压式电路》．中学物理教学参考．2003年第6期

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[中图分类号]TU8[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)03-0085-02

1 概述

随着无线电技术通讯技术和单片机技术的发展,无线智能远传水表系统以其安装便利、维护快捷、不受安装环境和布线限制等优点,成为了水表行业智能管理的主导系统。无线智能远传水表是整个系统的基础部分,是信息的产生单元,其参数的准确度决定了整个系统的性能指标。无线智能远传水表参数的测试是根据GB/T 778.3―2007封闭管道中水流量的测量---饮用冷水水表和热水水表第3部分--试验方法和试验设备的要求进行。无线智能远传水表的技术指标应符合表1.1的要求

2 无线智能远传水表的测试

2.1 供电参数(静态工作电流)的测试

(1)测试仪器要求:

电流表:测量范围0μA～200μA,准确度等级1.0级;

电压表:测量范围0V～10V,准确度等级1.0级;

稳压电源:电压0V～5V连续可调,输出电流0A～1A。

(2)测试过程:

取出被测设备内电池,按图2.1连接,将电源调至被测设备所标明的工作电压3.6V,接通电源,当电流表在大部分时间呈现较小读数且静止不变时,其读数即为静态工作电流实测值。

2.2 无线电性能测试

2.2.1无线远传水表发射功能测试

(1)测试仪器要求:

频谱仪:测量范围10kHz～1000MHz;

综合测试仪:0.4MHz～1000MHz。

(2)测试过程:

按图2.2连接被测设备和测试仪器,并使被测设备处于发射状态。使用频谱仪显示被测设备发射的无线信号的频谱。测上、下限频率值在规定使用频率范围之内(433.00MHz～434.79MHz)即可。计算其中心频率,设定指配频率,计算带宽BW,主要满足BW≤200kHz的要求即可。频谱仪工作在发射功率测量模式,在显示区读取和记录被测设备的发射功率,实测值≤10mW满足设计要求即可。测将测算得出的中心频率与指配频率相比较,计算相对误差≤10×10-6满足设计要求即可。杂散发射功率是指落在占用带宽之外的发射功率,实测值≤10μW即可满足设计要求。

2.2.2 无线水表的接收灵敏度测试

(1)测试仪器要求

频谱仪:测量范围10kHz～1000MHz;

综合测试仪:0.4MHz～1000MHz;

示波器:模拟带宽40MHz,灵敏度2mV/格。

(2)测试过程:

按图2.3连接被测设备和测试仪器,并使被测设备处于接收状态。通过天线接口输入10kHz方波调制高频信号,在被测设备的输出端应有方波输出,通过示波器显示。逐步减少输入高频信号的幅值,直至被测设备的输出消失。方波刚刚消失时指示的高频信号强度,即为该被测设备的接收灵敏度,其值应优于90dBm。

2.3 信号输出测试

2.3.1 数据的保持与恢复测试

(1)测试仪器要求

电流表:测量范围0mA～200mA;准确度等级1.0级;

电压表:测量范围0V～10V;准确度等级1.0级;

稳压电源:电源0V～5V连续可调,双输出,输出电流0A～1A。

(2)测试过程:

按图2.4连接,调整稳压电源至被测设备额定电压,通入适当水量,使无线远传水表系统正常工作。然后下调无线远传水表和集中器的电源电压使其中断工作。再下调抄表器的电源电压使其中断工作。10min后恢复正常供电,系统应能正常工作,此时各被测设备存储的数据应与断电前保持一致。

2.3.2 电源欠压提示测试

按图2.4连接,调整稳压电源至被测设备额定电压,通入适当水量,使被测设备正常工作。然后下调稳压电源使输出电压至被测设备欠压值,此时:无线远传水表和集中器的欠压提示信息通过抄表器下载,在抄表器显示屏上显示;抄表器的欠压提示信息在抄表器显示屏上显示。

2.3.3 断线保护测试

当发讯水表与电子控制单元之间连线断开时,电子控制单元应发出报警信号。

2.4 控制功能测试

2.4.1 磁保护功能测试

将无线远传水表安装在试验台上,使其正常工作。用符合CJ/T 133-2007《IC卡冷水水表》中规定的磁环贴近发讯水表信号输出部位时,无线远传水表仍可正常工作。当使用大于上述磁环磁力的磁钢重复上步操作时,无线远传水表发出报警信号,根据设计要求可自动关闭阀门。

2.4.2 电控阀门执行功能试验

按照图2.4连接,并使控制式无线远传水表正常工作,然后按非正常用水的设定发出关闭电控阀门指令,阀门驱动装置正常工作,使阀门关闭,并且能够检测到关阀门的限位电平信号。

2.5 水表性能测试

2.5.1 电源电压影响测试

将无线远传水表按照图2.4连接,在电源电压为2.7V及4.2V时,在常用流量(qp)下,控制无线远传水表按指令正常开关电控阀门5次,无线远传水表能正常工作。

2.5.2 电子计数精度测试

(1)测试仪器要求:

脉冲发生器:9999脉冲±1脉冲。

(2)测试过程:

按图2.5连接,使脉冲发生器发出1000个脉冲给被测设备,读取抄表器显示的水量,按公式(1) 计算,被测设备计数精度在范围即为合格。

计数精度计算公式:

(1)

式中:a―被测设备转换系数(L/脉冲);V―抄表器显示的水量(L)。

3 结语

无线智能远传水表依照以上设计的测试方法进行测量,满足规定参数指标要求的水表,在安装后工作状态稳定,水表数据采集准确,质量均为合格。以上测量仪器仪表常用、测试方法简单高效、值得同类企业学习和借鉴,具有推广和应用价值。

[参考文献]

[1] 刘金生.水表性能参数的分析及规范性表述.科技资讯,2009 35.

篇（9）

 

真题一（2011年山东省济宁市）电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。李明同学要通过实验探究电功跟电压的关系，他选用的器材如图1所示。其中甲、乙两容器完全相同，电阻丝R1的阻值大于电阻丝R2的阻值。

(1)请你用笔画线代替导线，帮他把实验电路连接完整。

(2)他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝，其目的是。

（3）在这个实验中，李明是通过观察比较来比较电流做功多少的。电流通过电阻丝做的功多（填R1或R2）。

（4）由这个实验可以得到的结论是：。

解析：（1）在已知电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关的前提下，要探究电流做功与电压的关系，就要保证通过电阻的电流和通电时间相等，改变加在电阻两端的电压。要想到到这个目的，两个电阻必须串联。为了比较两个电阻两端的电压不同，我们还要在电阻两端分别并联一个量程合适的电压表，电路连接如图2所示；（2）在探究过程中，我们要让两个电阻两端的电压不等，而两个电阻又是串联在电路中初中物理论文，所以必须选择两个阻值不等的电阻接入电路；（3）实验中我们是通过观察两个相同容器中所装的质量和初温相等的煤油的温度升高度数来比较电流做功的多少的。因为R1>R2，所以实验的结果是电流通过电阻丝R1做的功多；（4）该实验的结论就是对他就问题的回答。

答案：（1）如图2所示。

（2）使R1、 R2两端的电压不同。

（3）温度计示数的变化 R1

（4）在电流一定、通电时间一定时，电压越高，电流做的功越多。

真题二（2011年山东省威海市）在“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的实验中，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计，如图3所示，电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过　显示电流产生的热量变化；上述实验中采用这种电路连接方式的目的是　。

解析：电流通过电热丝（电阻）做功（发热）的多少是看不见的，因此我们要设法将看不见的电功转化为看得见的物理量或者现象，本实验中是通过温度计的读数变化来显示电流通过电热丝做功（发热）的多少的论文服务。本实验中将两个电阻连接成串联电路，是为了保证通过两个电阻的电流和通电时间相等。

答案：温度计示数上升（改变）保证通过两个电阻的电流相等（串联电流相等）

真题三（2011年上海市）在图4（a）所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，电阻R1的阻值为30欧。闭合电键S，电流表的示数如图4（b）所示。

①求通过电阻R1的电流I1。

②求电阻R2的阻值。

③若一段时间内电流对电阻R1做的功为30焦，求这段时间内电流对电阻R2做的功W2。

解析：两个电阻并联，所以两个电阻两端的电压都等于电源电压，根据I1=U1/R1= U/ R1可以解决问题①：I1=U1/ R1= U/ R1=6V/30Ω=0.2A；要想计算R2的阻值，还要知道通过电阻R2的电流I2的大小，电流表在干路，所以I2的大小等于电流表读数I与I1的差值，再根据R2=U2/ I2=U/ I2即可解决问题②：因为此时通过R1的电流为0.2A，所以电流表接入电路的是大量程，因此读数为I=0.8A，I2=I-I1=0.8A-0.2A=0.6A，R2=U2/ I2=U/ I2=6V/0.6A=10Ω；要计算电流对电阻R2做的功W2初中物理论文，还要知道电流做功的时间t2，t2=t1，所以t2的解决要从W1开始，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

考题对比分析：

真题一全面考查了“探究电流做功与哪些因素有关”的探究实验的电路图连接、控制变量法的具体设计、观察对象的确定以及根据实验现象进行分析归纳得出结论等等细节。这就要求我们要全面掌握书本上这个探究实验。

真题二考查了“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的探究实验中转化法显示热量的方法和对于电路连接目的的分析。

真题三考查了我们应用欧姆定律及其变形公式、电功计算公式及其变形公式进行相关计算的能力。

真题一是书本实验的全面再现，真题而是书本实验的一个变换角度考查，真题三是在实验探究明确电功计算公式的基础上，结合前面相关知识解决实际问题。因此这三道真题一步步推进，让我们在解题中深化对知识的认识和应用。

考题命题趋势分析：

“探究电流做功与哪些因素有关”是电学知识的一个重点部分，这个知识点具有承前启后的意义。一方面，它是前面所学的电路电流电阻知识的综合应用，另一方面它有开启了电学与能量的联系之门，后续的电功电功率和电热知识都是围绕着这个知识点展开的，因此它也毫无争议地成为各地中考命题的热点。新一年的中考中，关于这方面的知识，将以对电流做功过程能量转化的分析、实验探究、电路分析与设计、相关物理量的计算的形式出现，而且很容易出现与实际情景中的电灯、电热器等等家用电器相结合的题目出现。

练习：

⒈电炉接通电源后，电流做功的过程是将（）

A．电能转化为机械能 B．电能转化为化学能

C．电能转化为内能 D．电能转化为动能

⒉ 如图5所示的实验电路中，R1、R2是两个电阻圈，R1的阻值大于R2的阻值，电阻圈上各夹一根火柴. 接通电路，一会儿观察到两电阻圈上的火柴先后被点燃，这说明电流通过电阻时会产生热，将 能转化为 能. 若继续进行以下实验：

图5

(1)断开开关，待两个电阻圈完全冷却，再重新各夹一根火柴，使变阻器接入电路的阻值较大. 接通电路，经历时间t1初中物理论文，R1上的火柴先被点燃. 这说明，在电流和通电时间相同的情况下， __________越大，产生的越多.

(2)断开开关，待两个电阻圈完全冷却，再重新各夹一根火柴，使变阻器接入电路的阻值较小. 接通电路，经历时间t2，R1上的火柴先被点燃，比较发现t2小于t1. 由此推理，在电阻和通电时间相同的情况下，_________越大，产生的 越多.

3．小虎家的微型风扇中的电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作，求电动机正常工作l min所消耗的电能。

参考答案

⒈ C

⒉ 电 内 （1）电阻热量 （2）电流 热量

篇（10）

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）11-0059-2

数字化实验（DIS）是信息技术与物理教学整合的重要基础。数字化实验室的设备主要由传感器、数据采集器、计算机、配套系统软件及配套教具等构成。它以真实实验为基础，通过各种传感器替代传统的仪表，通过数据采集器将采集到的实验数据送往计算机进行数据处理、图线分析，借助计算机平台更直观地显示物理现象，更深刻地揭示物理规律。传感器是数字化实验室的重要组成部分。传感器包括力传感器、位移传感器、声波传感器、电压传感器、电流传感器、温度传感器、压强传感器、磁感应强度传感器等。它能够快速、高精度地适时采集物理实验中力热声光电等各种变化着的物理量数据。基于传感器的计算机实时数据采集和基于计算机数据处理软件的计算机建模和图像分析等技术是开展物理探究教学的两大技术支撑。

下面列举两个笔者在初中物理教学中利用DIS数字化系统的实验创新教学实例。

案例1 探究电流与电压的关系

传统教学中，学生进行分组实验时利用滑动变阻器多次改变定值电阻两端的电压，分别用电压表和电流表测出电压值和对应的电流值，再在坐标系中描点作图，通过数据和图像得出结论。但一节课的时间里，学生既要设计实验方案，包括设计实验电路和实验表格，又要完成定值电阻的电压、电流值的多次测量，需要较长的时间。而且，如果电压值取得太接近或者不是倍数关系，测出的数据不容易得出结论。因此，在实验前，很多教师往往会提醒学生使电压成整数倍变化，这样做的结果是学生确实容易发现规律、总结出结论，但是“探究”的意味就淡了许多，原本生动有趣的实验也变得枯燥乏味了。若非如此，学生就需要更多时间来进行更多次的实验，一节课的内容又很难完成。

应用DIS数字化系统就很轻松地解决了这个矛盾。

实验过程和数据分析：

1.按电路图连接电路，为使结论具有普遍性，将一个5 Ω和一个10 Ω的定值电阻串联进电路进行实验，用电压传感器和电流传感器代替电压表和电流表分别测定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流。

2.将电压传感器和电流传感器分别接入数据采集器。

3.打开计算机，进入数字化信息系统软件，新建实验，设置电阻的电流-电压关系图线。

4.闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压，测量多组电压和电流值。计算机根据得到的电压值和电流值实时在界面上生成电流-电压关系图像，如图1所示。

⒌分析所得的实验数据和图像，得出结论。

从图像中能明显地看出通过定值电阻的电流与定值电阻两端的电压成正比。将电压、电流传感器引入测量小灯泡的电阻教学，就可以在很短的时间内清楚地记录下电流随电压变化的曲线。使教学手段更多样，促进教学目标的更好达成。使用数字传感器的好处一是时间短，通过设置，每隔0.1 s就会有一组电压电流数据对应的点描绘在坐标系中，因此在较短的时间（几秒钟）内就会有几十个点记录下来，同时生成I-U图像。二是数据多，结论更可靠。由于采集的数据较多，因此图像较为理想。

案例2 探究磁铁周围的磁场实验

实验装置如图2所示：

1.将磁传感器接入数据采集器。

2.打开数字化信息系统软件，新建实验，设置磁场强度-时间图线，时间设置为1 min，时间间隔设为10 ms。

3.将磁传感器探头向下，在条形磁体表面从条形磁体的中间开始匀速地向一个磁极移动（如图3），再从一个磁极匀速向另一个磁极移动，如此往复，测出磁场强度随时间的变化。

4.观察图像，总结条形磁铁周围的磁场分布特点。

应用磁感应传感器可以使学生明显地观察到电磁铁周围磁场强弱的变化，使我们肉眼看不见摸不着的磁场变得显而易见。

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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

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

引言：顺德位于广东省的南部，珠江三角洲平原中部，正北方是广州市，西北方为佛山市中心，东连番禺，北接南海，西邻新会，南界中山市，顺德地处北回归线以南。属亚热带海洋性季风气候，日照时间长，雨量充沛，常年温暖湿润，四季如春，景色怡人，随着佛山市的发展，城市建筑物越来越多，对建筑物的防雷装置的接地电阻也非常重要的。本文对防雷装置内接地电阻测量的方法写了几点要求，供大家参考。

1影响接地电阻测量值的因素

1.1土壤电阻率的影响

土壤含水量为15％时，电阻率显著低。当土壤含水量增加时，电阻率急剧下降；当土壤含水量增加到20％－25％时，土壤电阻率将保持稳定；当土壤温度升高时，其电阻率下降。土壤电阻率这些特性在实际检测工作中有重要的实用意义。一年之中，在同一地点，由于气温和天气的变化，土壤中含水量和温度都不相同，土壤电阻率也不断的变化，其中以地表层最为显著。所以接地装置埋得深一些（湿度和温度变化小），对稳定接地电阻有利，通常最少埋深0.5-1.0m。至于是否应埋更深，那就要看更深得土壤电阻率是否突变，在均匀土壤电阻率的情况下，根据有些防雷专家的计算，埋得太深对降低接地电阻值不显著；在很多地方深层土壤电阻率很高，埋得太深反而会使接地电阻值增加，同时也增加接地工程成本。

1.2仪器自身的因素

在检测大型地网时，依据其工作原理，理论计算和实践证明：电压表内阻大于或等于电压辅助地极散流电阻的50倍时，误差则会小于2％，测量所用的电压表、电流表、电流互感器等的准确级，不应低于0.5级。测量时电压级引线的截面不应小于1.0-1.5mm2；电流极引线的截面积，以每平方毫米5A为宜，并要求接地体的引线需除锈处理，接触良好，以免测量误差。

1.3测量方法因素

一般情况下，三极法测试接地电阻中被测接地极、仪表的电压极和电流极三者间的相互位置和距离，对于接地电阻结果有很大影响。在施工现场，往往是哪里能打下电压极、电流极就往哪里打，这样就不能保证测量数据的准确性[1]

1.4环境因素的影响

早期建筑物结构比较混乱，接线零乱，有时零地电压差甚至在100V以上，被测试接地装置带有漏电流和杂散电流。由于地阻仪测量时回路一般为小电流，当测量回路中有干扰电流时，就会在测试线路上叠加交流信号，直接影响到接地电阻的测量误差。

检测接地电阻时的电压、电流极的放置方向和距离对测量值影响很大，通常表现为随着方向和距离不同，数值也不一样。在检测加油站及高层建筑物接地电阻及静电接地电阻时，埋入地下的金属（油、气）管道和接地装置以及金属器件的布置不是很正确的在建筑图纸上标出。由于地下金属管道的存在，实际上改变了测量仪各极的电流方向，如果同一场地存在不同的土壤电阻率，甚至会引起测量值出现负值的现象。

1.5 人为操作因素的影响

在检测高层建（构）筑物天面接闪器、电气设备或金属物体的接地电阻时，测试导线（接地线）从大楼顶接到地面的地阻仪上，测试线很长。除了要考虑增长的测试线所增加阻抗、感抗和线阻外，还应该考虑在很长的导线所包围面积里由于干扰信号电流引起的磁通量变化所产生的干扰电动势。接地导线接触不良也会影响接地电阻测量值。

1.6季节因素

接地电阻的测试应在土壤电阻率最大时期进行，即在夏季土壤最干燥时期和冬季土壤冰冻时期进行，且每次检查测试都要将情况逐点记录在册，不宜在雨天或雨后进行（土壤含水量增高），以免产生误差，接地电阻值在一年四季时，要用公式进行季节修订。

2排除方法

2.1由于接地电阻测试仪是通过铁钎发射和接收电流来测试地体的地电阻，所以两铁钎之间及两钎与接地体之间距离太近将产生相互干扰，并由此产生误差。因此，在测量时，接地体、电压极、电流极应顺序布置，三点成直线，彼此相距5－10m，尽量减小误差[2]。

2.2红黄铁钎插地深度应大于铁钎长度的1/4，否则，将产生测量误差。因此，在测量时应尽量将铁钎打深。

2.3被测接地极在“公用地”情况下，因设备绝缘不好或短路，引起接地装置对地产生一定的地电压。测量时可引起指针左右摆动，使读数不稳定。此时应断电进行检测，或有断接卡的地方断开进行检测，避免地电压对检测的影响。

2.4接触不良。被测物体生锈或者检测线折断时，检测时会发现时断时通或者电阻较大的现象。此时应首先除锈，如果仍不能排除，用万用表的电阻档检查检测线的导通性。

2.5检测高层建筑时，使用线过长、过粗，使线阻和感应电压增大而引起测量误差。此时应使用线阻比较低的导线，尽量减小测量误差。

2.6当所测的地方有垫土或沙石等材料时，因上下两层土壤电阻率不同而引起测量误差。此时应打深铁钎，使它和垫层下的土壤充分接触或避开垫土层，使测量误差减小。

2.7当所检测的接地装置和金属管道等金属物体埋地比较复杂时，可能会改变测量仪器各极的电流方向而引起测量不良或不稳。此时应首先了解接地体和金属管道的布局图，选择影响相对较小的地方进行测量。

2.8因地表存在电位差或强大电磁场而引起测量不准确。此时应尽量远离电位差大的地方或强大磁场的地方，如不可避免，应相对缩短检测线，减小测量误差。

2.9未按说明书操作，仪器有故障没有及时维修，仪器不准确或长期没有鉴定等因素，也会引起测量误差。

参考文献:

[1]董小丰.接地电阻值测试的影响因素.第六界中国国际防雷论坛论文摘编.2007:667.

[2]中国建筑东北设计研究院.民用建筑电气设计规范[M].北京.中华人民共和国建设部.2002：220.