電壓表設計論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇電壓表設計論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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）

 

電表的反常規用法是近幾年高考的熱點問題，相對學生來講也恰恰是一個難點問題。電表的反常規用法一般有這么兩種設計方案，其一就是用電流表來測電壓，題目里往往把已知確定阻值的電流表當作電壓表使用或把一個電流表和一個定值電阻改裝為電壓表適用；其二就是用電壓表來測電流，解題時需要把確定阻值的電壓表當作電流表使用。

例1、現有一塊靈敏電流表 ，量程為200，內阻約為1000，要精確測出其內阻R1教育學論文教育論文，提供的器材有：

電流表 (量程為1mA，內阻R2=50)；電壓表(量程為3V，內阻RV約為3k)；

滑動變阻器R(阻值范圍為0~20)；定值電阻R0(阻值R0=100)；

電源E(電動勢約為4.5V，內阻很小)；單刀單擲開關S一個，導線若干。

(1)請將上述器材全部用上，設計出合理的便于多次測量的實驗電路圖，并保證各電表的示數超過其量程的1/3，將電路圖畫在圖示的虛框內。

(2)在所測量的數據中選一組，用測量量和已知量來計算 表的內阻，表達式為R1=I2(R0+R2)/I1，表達式中各符號表示的意義是I1表示 表的示數，I2表示表的示數，R2表示 表的內阻，R0表示定值電阻的阻值畢業論文開題報告。

解析：此題目的本意是要考查學生對伏安法測電阻原理的掌握情況，但是該題目中所給出的電壓表量程過大，只能用于保護電路使用。因此沒有合適的電壓表可以直接利用教育學論文教育論文，這時候我們必須依照伏安法測電阻的基本原理做出適當的改進，將電流表 和定值電阻R0改裝成電壓表，題目就迎刃而解了。

例2、從下面所給出的器材中選出適當的實驗器材，設計一電路來測量電流表A1的內阻r1。要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數據。

電流表A1(量程100mA，內阻r1約40，待測)

電流表A2(量程50，內阻r2=750)； 電壓表V(量程10V，內阻r3=10k)；

電阻R1(阻值約100，作保護電阻用)； 滑動變阻器R2(總阻值約50)

電源E(電動勢1.5V，內阻很小)；電鍵S，導線若干

(1)在虛線方框中畫出電路圖，標明所用器材的代號。

(2)若選測量數據中的一組來計算r1，寫出所用的表達式并注明式中各符號的意義。

r1=r2I2/ I1 其中I1和I2分別表示A1和 A2的電流。

解析：本題給出了電壓表和電流表，若采用下圖所示的電路進行測量時教育學論文教育論文，電壓表的示數不到滿量程的1/20，測量值不準確，因為電表的示數沒有接近量程的一半或一半以上。

因此，用上圖所示的電路不能較準確的測量A1的內阻。這時候我們可以把已知電阻的電流表A2當做電壓表來使用，電流表A2兩端的電壓可以由其示數和內阻推算出來，A2兩端的電壓也就是A1兩端的電壓，這樣就可以較準確的測量出A1的內阻了畢業論文開題報告。

例3、使用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值(900-1000)。電源E，具有一定內阻，電動勢約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內阻r1=750；電壓表V2，量程為5V，內阻r2=2500；滑動變阻器R，最大阻值約為100；單刀單擲開關K，導線若干。

(1)測量中要求電壓表的讀數不小于其量程的1/3,試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖。

或

(2)若電壓表V1的讀數用U1表示，電壓表V2的讀數用U2表示教育學論文教育論文，則由已知量和測得量表示Rx的公式為Rx= U1r1 r2/( U2 r1—U1 r2)或(U2—U1 )r1/U1

解析：該題目還是測未知電阻Rx的阻值的，顯然本題目并沒有給出電流表，我們不難發現本題里面已知兩個電壓表，而且電壓表的內阻都是已知的，用電壓表的讀數除以本身的內阻就可得到通過自身的電流了，因此，我們完全可以把電壓表當電流表來使用。

總而言之，類似的實驗都是考查伏安法測電阻的基本原理，只要實驗目的明確，充分利用題目所給出的器材，不難找出解題思路。

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）

 

1 問題的提出

油膜法測分子大小實驗實質是以用粉膜法測量出單分子油膜面積為核心，這是因為油酸分子大小是根據單分子油膜面積計算而得。根據測量技術的一般規律，要測量物體的面積，必須要先知道被測面積的范圍或大約值，然后根據測量范圍或大約值選擇或設計制作一個恰當量程的測量儀器，這樣才能正確地測量出被測面積。但是，現行教材編寫的“油膜法”實驗指導中沒有提及應作為測量（實驗）條件之一的被測單分子油膜面積范圍或大約值，更未提及其重要作用，造成測量（實驗）條件的缺失，也沒有提及需要設計制作恰當量程的實驗器，這也許是受測量目標是分子的直徑的影響所致，以致在實驗方法上對教師和學生產生了誤導，造成現行實驗方法的盲目。畢業論文，被測大約值。那么，被測單分子油膜面積的大約值應如何得出？撒有痱子粉的淺水盤是否能成為一個可設計制作面積量程的實驗器？解決了這二個問題就能改變原有實驗方法的盲目性，極大地提高實驗的成功率。

2 實驗觀察及分析

通常所說痱子粉的“厚度”其實是痱子粉單個微粒在水表面排列的緊密程度，簡稱粉膜密度。

從成功的實驗中可觀察到淺水盤里粉膜和液膜的物理變化過程：用放大鏡可觀察到粉膜是由痱子粉微粒及微粒之間的間隙組成，間隙越小，粉膜密度越大。當油酸溶液滴入淺水盤后，浮在水面上的油酸溶液迅速向四周擴展，形成以酒精為主的多分子層薄膜，壓迫粉膜使微粒之間的間隙迅速減小直至微粒幾乎緊密排列（在淺盤面積有限條件下），此時油酸溶液薄膜擴展到最大面積，也就是粉膜內空擴展到最大面積，其等效圓直徑稱粉膜內空最大擴展直徑，此時粉膜密度最大。隨著酒精的快速揮發油酸溶液薄膜面積快速減小，最后形成面積比油酸溶液薄膜的最大擴展面積有適度減少的單分子油膜。同時，隨著油酸溶液薄膜面積的減小，因水表面張力的作用粉膜隨之擴張，粉膜內空輪廓隨之收縮，最后粉膜緊緊包圍著所形成的單分子油膜。由上述的實驗觀察及分析得出的概念和結論在下面的論述中將引用到。

3 被測單分子油膜直面積（直徑）大約值的得出

被測單分子油膜直面積大約值（簡稱被測面積大約值）的得出似乎有點隱蔽，不像一張白紙的面積大約值可以直接用經驗來估計或粗測而得。（如果字數太多，這句可以刪去）

眾所周知，學生做實驗都必須先由實驗教師進行實驗設計，所以作為實驗條件的被測面積大約值需要由實驗教師在設計實驗時確定。建議在設計實驗時，按一滴油酸溶液擴展成單分子油膜的面積占淺水盤面積的30~40%來配制油酸溶液，這里把由實驗設計得出的并加以實驗驗證的由一滴油酸溶液擴展成單分子油膜的面積看作為被測單分子油膜直面積大約值，其等效圓直徑簡稱被測直徑大約值，作為學生分組實驗的實驗條件。當然也可以給出一個被測面積的范圍。

4 實驗器的量程及量程的設計制作

為了能清楚地說明測量單分子油膜直徑（面積）的實驗器（下簡稱實驗器）的量程，將實驗器與電壓表比較，并忽略次要因素，即假定粉膜內空為圓形并且在收縮時以圓形向淺水盤中心收縮。

根據上述假設，可以想象，如果過淺水盤的盤底中心畫上有毫米刻度的直角坐標，就可以透過液面從刻度上讀出粉膜內空的直徑。畢業論文，被測大約值。與電壓表比較，有刻度的淺水盤的盤底相當于電壓表的刻度盤；直徑會隨著油酸溶液薄膜面積的縮小而變小的粉膜內空輪廓相當于電壓表的表針；粉膜內空最大擴展直徑（面積）就是實驗器的量程，如同電壓表的滿偏值（量程）。

如本文第一部分所述，實驗器量程的設計制作必須使得實驗器的量程適度大于被測單分子油膜面積大約值，這猶如用一個A表頭設計制作一個量程適度大于被測電壓大約值的電壓表。

那么實驗器的量程即粉膜內空最大擴展直徑（面積）與什么有關？顯然與粉膜密度即撒粉量有關，即一定的撒粉量對應著確定的量程，所以可設想這樣制作實驗器的量程：我們最好能夠一邊撒粉一邊測量實驗器的量程，直至量程適度大于被測單分子油膜直徑（面積）大約值為止，但這又是不可能的，因為粉膜內空最大擴展直徑（面積）是在擴展的油酸溶液薄膜條件下反映出來，但是我們又必須在不滴油酸溶液情況下制作出量程，這是一個矛盾。

經多次探索和試驗，發現可以用氣膜來代替液膜來制作實驗器的量程，具體原理和操作如下：

對正淺水盤中心垂直吹氣，吹出的氣體在水面上形成氣膜將痱子粉膜推開，在淺水盤中央形成被粉膜包圍的圓形氣膜區。吹氣時要逐漸加力，直至氣膜區不再擴展為止，即吹氣氣壓要超過最大擴展面積對應的最小氣壓，此時粉膜幾乎被氣膜壓迫到密度最大狀態，氣膜區亦擴展到最大面積，簡稱最大擴展面積，其直徑稱最大擴展直徑。

實驗證明，在直徑10~20厘米范圍內，在粉膜中氣膜區的最大擴展面積是油酸溶液薄膜形成的粉膜內空最大擴展面積的1~0.96倍左右，所以可近似認為這二個最大擴展面積相等，因此可認為氣膜區最大擴展直徑就是實驗器的量程。

所以在撒粉過程中，只要不斷地測量氣膜區的最大擴展直徑（用比較法測量，在下面介紹），當最大擴展直徑適度大于被測單分子油膜直徑大約值時，即可停止撒粉，從而得到恰當的量程，此時粉膜的密度就恰到好處，就能有效地測出單分子油膜的面積。

在設計制作實驗器的量程時，考慮到各種因素的影響，一般取量程是被測直徑大約值的1.08~1.3倍。

5 實驗方法

1、分組實驗前，實驗教師根據實驗設計先給出被測單分子油膜直徑大約值。

2、采用在盤中心撒粉的方法撒痱子粉。畢業論文，被測大約值。畢業論文，被測大約值。在中心印有十字線的透明淺水盤里注入適量的清水，在淺水盤的中心不停地撒痱子粉，由于水表面張力的作用痱子粉會均勻地向四周擴散，待痱子粉向中心合攏穩定后，即可形成密度均勻的粉膜。

3、制作恰當量程的實驗器。

先在一張白紙上畫上二個同心圓，一個直徑為被測直徑大約值的1.08倍，一個直徑為被測直徑大約值的1.3倍，并過圓心劃十字線，在未撒粉之前將白紙放進淺盤底部中心位置，透過淺水盤可看到同心圓。

在痱子粉撒放到一定程度且痱子粉向中心合攏穩定后，用嘴或用直徑為6毫米的塑料軟管垂直對著淺水盤中心吹氣，如果氣膜區最大擴展直徑大于外同心圓，則在粉膜末合攏之前繼續撒痱子粉，如此反復數次直至氣膜區圓周介于二個同心圓之間，即可停止撒粉。此時實驗器的量程就適度大于被測直徑大約值，粉膜的密度恰到好處。然后按常規進行后幾步的操作，如果所形成的油膜面積比油酸溶液薄膜的最大擴展面積略有收縮，則實驗成功。由于所形成的單分子油膜輪廓并非圓形，仍然要用坐標紙測量其面積。如果撒粉過量導致氣膜區最大擴展直徑小于內同心圓，可在粉膜中心舀去少量痱子粉。

最后說明一下使用痱子粉的注意問題：要使用新開啟包裝的痱子粉，使用后要密封，以保證粉膜的擴張趨勢。畢業論文，被測大約值。（如果字數太多，這句可以刪去）

綜上所述，看似簡單的撒痱子粉的操作其實是實驗器量程的設計制作的過程，所以學生做油膜法測分子大小實驗，首先要進行實驗器的直徑量程的設計制作，這是整個實驗中最為關鍵的一步。畢業論文，被測大約值。新的實驗方法增大了學生的動手和動腦程度，并且有一定的趣味性，容易激發學生的學習興趣。

（參考文獻可以不要）

1陳守仁，工程檢測技術，中央廣播電視大學出版社，1984.

篇（5）

 

實驗復習是初中物理教學的重點和難點。根據多年來數百份中考物理試卷抽樣分析得知，在學生的實驗能力考核中，實驗題得分率較低，原因是多方面的，但大多數是復習時單純重復課本中的幾大實驗，淡化了實驗復習效果。事實表明，實驗復習應在原有基礎上，根據不同實驗要求創設出新的實驗環境，調動學生積極性，挖掘和拓展概念規律的內涵和外延，增大實驗容量，有效利用實驗復習時間，更好地培養和發展學生的發散思維能力和操作能力，達到事半功倍的復習效果。

一.創設實驗環境，展示實驗通性

分析近幾年來全國各地中考物理試卷可知，中考物理實驗題型基本要求大致為：能分清實驗儀器的名稱、用途及裝置結構；熟悉實驗原理、目的及實驗器材；能根據實驗目的設計實驗方案、步驟和有關表格；會畫有關示意圖；掌握操作過程；會讀各種儀表示數；會填寫實驗報告；會根據原理公式進行相關的計算；會判斷實驗過程中的操作錯誤或裝置錯誤；會分析處理實驗數據；會分析和排除實驗中的故障；會根據條件設計探究性實驗。實驗復習圍繞上述內容進行強化訓練大有裨益。創造性是中考物理實驗題的靈魂，實驗復習著重體現實驗內容與創造性緊密聯系，突出學以致用的原則，有效促進學生運用學科知識解決實際問題的能力。比如復習用刻度尺測物體長度實驗時，設置這樣一些情景：用刻度尺能估測礦泉水瓶的容積嗎？用刻度尺還能做哪些實驗？引導學生積極思考，反饋出多種信息：聲學中，驗證音調與頻率有關；熱學中，鋼尺和木尺測同一物體的長度不等，說明不同材料的熱脹冷縮程度不同；電學中，塑料尺、木尺可做摩擦起電實驗、絕緣體實驗；力學中，尺可當簡易杠桿使用教育學論文，與報紙配合可驗證大氣壓是很大的，可制作蹺蹺板，特殊長度測量中離不開刻度尺。可謂“一尺激起千層浪”，使之形成科學思維方法，讓學生把手里的“冷粑團”加工成美味佳肴。

二.創設實驗環境，豐富實驗內涵

素質教育替代“應試教育”，旨在全面發展和提高學生的創新能力。新課標的落實給中學物理實驗教學帶來了生機，為初中物理實驗復習創設了有利條件。在實驗復習課中，應充分發揮實驗室的功效，比如復習電阻和電功率的測量，實驗室仍擺出伏安法測電阻的器材，而黑板上的實驗要求卻大有變化：①若將電流表換成一個已知電阻的小燈泡，能否測出未知電阻和電功率？②將電壓表換成已知電阻的小燈泡，能否測出未知電阻和電功率？③伏安法測電阻中，電流表無示數，如何用電壓表檢查其斷路位置?④測小燈泡額定功率時，電源電壓為6伏，燈泡額定電壓為3.8伏，電壓表15伏量程已壞不能使用，其余器材完好，不能換用其他儀器，如何測出小電燈泡的額定功率呢？畫出電路圖并加以說明。⑤電源電壓為4.5伏，現只有一個電流表，一只標有“0.2A”的小燈泡，一個開關和一只“20Ω 2A”的變阻器，若干導線，估計小燈泡的電阻為12.5歐左右，能否測出小燈泡的額定功率？⑥用電能表，秒表如何從測出一個用電器的功率？⑦上述測量中用了哪些近似條件？通過布障設疑，加深知識橫向和縱向聯系，豐富了實驗內涵，又如測量密度實驗時，可列出下列條件：①不規則小金屬塊、細線及輕彈簧、刻度尺、盛有適量水的容器，測金屬塊的密度。②細杠桿和支架、盛水容器、砝碼、細線、刻度尺，測量金屬塊和密度中國學術期刊網。③彈簧秤、盛水容器、細線、小金屬塊、未知液體，測量小金屬塊的密度和未知液體密度。④一些金屬粒、燒杯和水、天平、砝碼，測量金屬粒的密度。⑤壓強計、刻度尺，測待測油的密度。⑥U型管和水、刻度尺，測量菜油密度。到此，學生對密度測量有了較深認識，對密度內涵形成豐富認識，復習其他它演示實驗及學生實驗進亦如此。

三.創設實驗環境，拓展實驗內容

簡單的重復，平鋪直敘的講述不利于實驗復習。實驗復習課靈活多變，舊題型新包裝，使學生有耳目一新的感覺。可以將近幾年中考物理實驗題型加以整理，梳理成型，歸納成類，通過訓練操作逐步形成規律，在新、趣、奇中享受成功的喜悅。如復習密度測量時，附加條件不同，解決方法也各異：①一大池鹽水體積為V，給一質量為M的量筒教育學論文，天平和砝碼，估測池中鹽水里含鹽的總質量，寫出簡要的步驟和最后表達式。②一塊堅硬巖石質量約1千克，要求在一般家庭條件下用桿秤為主要測量工具，粗略測量這塊巖石的密度，請簡要寫出測量密度的主要過程。③給你一支彈簧秤、空瓶、水、油，如何測出油密度？④一個量筒，水和金屬盒，用這些工具能測出該金屬盒的密度嗎？若能測出，寫出方法和最后的表達式；若不能，還需哪些器材？金屬盒能放入量筒內嗎？⑤為測石蠟塊的密度，無天平量筒，只有兩個杯子和一桶水，一根大頭針還有一根自行車胎氣門芯用的細長橡皮筋，請寫出實驗原理，操作步驟和最后密度表達式，蠟塊可放進杯里。⑥用天平、刻度尺可以測出地圖上某地的面積嗎？把知識拓展，避免學生背實驗步驟、畫實驗圖的呆板復習方法。

篇（6）

    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（7）

做好物理實驗，對于物理學習是有很大幫助的，做好物理實驗是需要一定的物理實驗器材，但物理實驗有時是用簡單的器材就能說明問題，例如學習力的作用是相互的這部分內容時，就讓學生通過拍桌子感到手疼來體會。我經常用學生身邊的物品做實驗，如用鉛筆和小刀做壓強實驗，用雪碧瓶做液體壓強與深度關系的實驗，用汽水瓶做大氣壓實驗，用小藥瓶做物體的浮沉實驗，用水和玻璃做光的色散實驗等，這樣有利于培養學生的創新意識，即充分利用資源開發新產品。

二、創設實驗情景，培養學生的創新精神

（教學實例）在“變壓器”教學中，為了探索“變壓器原、副線圈匝數與電壓、電流的關系”時，設計了一系列小實驗先定性后定量研究。實驗步驟為：a. 利用可拆式變壓器，副線圈用漆包線繞成，并連接一個小燈泡，先加入一組線圈，請學生觀察小燈泡是否變亮；b. 再逐個增加副線圈的匝數，讓學生進一步觀察小燈泡是否變亮。此時學生的注意力充分集中，使燈變亮的欲望進一步加強，最后燈終于變亮了。在學生的情感意識中更加想知道“輸出電壓與匝數”到底是什么關系呢？接下來再與學生一起探索。實驗2步驟為：a. 利用可拆式變壓器實驗裝置，在原、副線圈二端各接一個電壓表；b. 記錄原、副線圈的匝數及兩個電壓表的示數；c. 改變原、副線圈的匝數再記錄兩個電壓表的示數；d. 根據數據分析請學生得出“電壓與匝數成正比”的規律。接下來進一步探索，實驗3的步驟為：a. 在實驗2的電路中接入二個電流表；b、測出各表的示數；c. 計算U1I1、U2I2的值，并提出問題為何U1I1＞U2I2呢？d. 進一步實驗，將可拆式變壓器的鐵芯向右移動，變壓器的輸出功率變得更小，從而說明實驗中總有鐵損、磁損，再抽象出理想變壓器的工作原理即U1I1=U2I2。這樣由實驗步步深入，層層設置問題情景，圍繞問題師生共同探索，有利于學生探索能力的培養。同時也符合高中生從定性到定量研究的認知規律。

三、精心創設探索性實驗，培養學生的創新能力

在教學時，精心創設探索性實驗，首先需要教師進行創新設計，包括教具設計，實驗層次的安排，問題的設置及解決的辦法等。比如在學“超重和失重”時，指導學生自己設計一個失重實驗裝置并觀察失重現象，有些學生找了一根繩子系一個小球，然后剪斷繩子，小球做自由落體運動；有些學生找了一個用過的易拉罐，在靠近底部的側面打一個洞，用手指按住洞口，在里面裝上水，移開手指，水就從洞中噴射而出；如果放開手，讓易拉罐自由落下，在下落過程中，水將不再從洞中射出，甚至有些同學還搜集了有關宇航員在太空中處于超重和失重狀態生活的資料……這樣，在實驗教學中，教師精心創設實驗，鼓勵學生用自己的頭腦思考問題，勇于探索，不斷創新。

四、創造機會多做實驗，養成勤動手的好習慣，培養學生的創新理念

學生實驗能力的培養是一項長期的工作，應貫串在整個物理教學過程中，只要有可能就讓學生參與。在課堂教師演示實驗中也要盡可能創造機會讓學生動手，如測定電源的電動勢和內阻實驗、摩擦起電實驗等就請學生做；將其中的一些演示實驗改成學生分組實驗如描繪小電珠的伏安曲線實驗、決定導體電阻大小的因素實驗等；做好教材中的小實驗；讓學生參與教師準備和整理實驗器材，使學生有更多的接觸實驗器材的機會，以便了解器材的性能、用途。處理好實驗性的習題，準備好相關的實驗器材，讓學生親自動手做，進行觀察，從中得出結論。總之增加學生動手的機會，有利于調動了學生學習的積極性。

篇（8）

《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中國。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。

初中物理如，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。

篇（9）

[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（10）

“電功”是初中物理探究式教學中較難駕馭的內容，難就難在要探究的因素多，尤其是有個“電阻”的因素在里面作梗——電功的公式W＝UIt中并沒有電阻R，但學生總是無一例外地提出電阻是影響電功的因素，而教師不敢輕易地否定它，既怕違背探究式教學原則，更怕犯科學性錯誤。于是乎，有的教師便耍起了“小聰明”：

【場景1】

師電阻的大小與電流有關系嗎？

生電阻的有無與電流無關，而與長度、橫截面積、材料有關。

師同學們，我們的用電器是已經制作好了的，你們說，它的電阻會變化嗎？

生不會。

師那么在探究影響電功的因素時，是不是可以不考慮用電器的電阻呢？

生可以。

……

【場景2】

師同學們，你們開動腦筋猜想，提出了影響電流做功的因素有電壓、電流、電阻、時間，這很好。由于時間的關系，我們今天用控制變量法探究電流與電功的關系、電壓與電功的關系。至于電阻與電功的關系，作為同學們課后探究性學習的作業，好不好！

生好！

……

這樣,就成功地繞開了電阻。這兩招屢試不爽。

可是有一次，我正想回避掉電阻時，幾個好問的“執著型”學生卻揪著不放：“老師，為什么不讓探究電阻對電功的影響，不是可以用控制變量法一一排除嗎？”“現在許多用電器的電阻是可變可控的，如亮度變化的臺燈……”毫無準備的我，尷尬萬分……

痛定思痛，我認真地備課，積極地實踐，終于攻克了“電功”這個堡壘。課堂上，精彩紛呈、迭起：

一、發現問題

首先演示：打開開關電燈亮，用電池連接小燈泡亮，給小電水壺通電一段時間后水沸騰……

接著介紹：這些都是電流做功的結果。然后提問：電流做功的多少可能與哪些因素有關呢？

學生小組討論后匯報，我同步

在黑板上記錄：共有電壓、電流、電阻、時間4個因素。

二、提出猜想

我讓學生展開猜想：上述因素與電功是什么關系？

給足時間討論后，各小組匯報，我同步將各種猜想整理于黑板上，共有如下10種：

（1）同等時間、同樣電流，電壓高則電功多。

（2）同等時間、同樣電流，電阻大則電功多。

（3）同等時間、同樣電壓，電流大則電功多。

（4）同等時間、同樣電壓，電阻大則電功多（亦有學生說電阻大則電功少，但人數少）。

（5）同等時間、同樣電流、同樣電壓，電阻大則電功多。

（6）同等時間、同樣電流、同一電阻，電壓高則電功多。

（7）同等時間、同樣電壓、同一電阻，電流大則電功多。

（8）同一電阻、同樣電壓、同樣電流，時間長則電功多。

（9）同等時間、同一電阻，電壓高則電功多。

（10）同等時間、同一電阻，電流大則電功多。

我未置可否，沒有急于糾正學生提出的“荒謬”猜想，而讓學生在其后的活動中自我糾正，同時教導學生互相尊重——因為這時已有學生對一些猜想表現出不屑一顧的神情，或躍躍欲試想批駁。我可不能讓他們搶先“發作”，因為，對這些猜想，我早設計了專門的處理程序。

三、評估猜想

在全班范圍內，由各小組派代表對10個猜想進行評價。短暫的“爭鳴”后，第5～7個猜想很快被淘汰，理由是：根據歐姆定律，電壓、電流、電阻三位一體，其中兩者一旦確定，則第三者也就確定，不會再變化，所以這3個猜想是偽猜想。而第8個猜想是不言自明的，第9、10個猜想實為同一種猜想。此時，黑板上只留下了第1～4個猜想和第9個猜想。

在評估猜想的過程中，學生的發言對其他學生的正面影響大大超越了教師的直接講解，這是由于角色轉換使學生的專注力

得以提升的緣故。

四、實驗設計

我提供多節電池、一個電壓表、一個電流表、不同規格的小燈泡等器材，讓學生設計能驗證猜想的電路。

學生在小組內暢所欲言、商討爭論，很快達成

如下共識：采用串聯電路，可讓用于比較的小燈泡電流相同，對串聯的小燈泡分別測量電壓和觀測亮度，就可以驗證第1個猜想；采用并聯電路，則各個支路電壓相同，對不同支路上的小燈泡測量電流和觀測亮度，就可以驗證第3個猜想（這與蘇科版初中物理九年級下冊提供的實驗設計是完全一致的）。

此后,學生對驗證第2個猜想的實驗設計相當有創意：用3個規格相同的小燈泡串聯，以保證電流一樣——前兩個“合并”，就成為大電阻的用電器（圖1中的虛線框）；后一個就是小電阻的用電器。很顯然，在這種情況下，電功與電阻成正比，既不需要電壓表，也不需要電流表，甚至不必做實驗，就能得出可靠的結論。

同樣，學生認為：這種方法也可用于對第4個猜想的驗證：如圖2，觀察兩個支路上燈的亮度。

我不失時機地對學生表示自己的欽佩和欣賞。

學生設計的第9個猜想的驗證方案最簡單：分別用2節電池和1節電池對小燈泡供電，觀察亮度。對此，有學生說不必操作，這也是不言自明的事情。我還是保持了沉默，未作裁決。

很顯然，上述5個實驗方案的設計，既滿足了學生的求知欲望，更激發了學生的學習潛能，這對學生的實踐能力和探究能力的培養

大有裨益。

五、實驗探究

各個小組按照討論得到的實驗設計，動手操作，驗證評估通過的猜想。其間，我加強巡視，觀察各個小組的協作程度，并實時指導實驗操作。全班基本完成實驗探究后，小組匯報，師生共同把結果整理在黑板上：

（1）電流相同時，電壓高則燈泡亮，說明電功多（實際是電功率大），第1個猜想成立。

（2）電流相同時，電阻大則燈泡亮，說明電功多（實際是電功率大），第2個猜想成立。

（3）電壓相同時，電流大則燈泡亮，說明電功多（實際是電功率大），第3個猜想成立。

（4）電壓相同時，電阻小則燈泡亮，說明電功多（實際是電功率大），第4個猜想不成立(實驗現象與猜想相反——原先大多數學生以為2個燈泡一定比1個燈泡亮，現實證明他們錯了)。

（5）電阻不變時，電壓高則燈泡亮，說明電功多（實際是電功率大），第9個猜想成立。

在此基礎上，我首先引導學生比較第1、2個猜想，學生恍然大悟：這原是一回事，電流相同時，電阻大的用電器分得的電壓多（即電壓值高）。繼續引導學生比較第3、4個猜想，學生發現這兩者也是一回事——電壓相同時，電阻小的用電器通過的電流大。經過分析、比較，學生明白了其中的原因。

我對學生在探究活動中的良好表現和取得的成績大大表揚了一番。

至此，一切水到渠成，我宣讀了結論：進一步的研究表明，如果將通過用電器的電流記作I，加在用電器兩端的電壓記作U，通電時間為t，電流對用電器所做的功記作W，則W＝UIt。

這個公式與5個猜想的實驗結果相容，我和學生都很滿意。

六、波瀾再起

有了公式W＝UIt，接著就是學以致用，讓學生做些練習。

忽然，有學生舉手說：“第2個猜想的表達式能不能直接用W=I2Rt？因為U=IR，所以W＝UIt=I2Rt。”這又一次刺激起了學生的探究欲望——學生在初中物理中第一次接觸到帶平方的公式，顯得比較興奮。

這時，學生的思維異常活躍起來。有學生提出：能不能說電阻不變，電功與電流的平方成正比？也有學生提出：在電阻不變的情況下，電功與電壓的平方成正比，能這樣說嗎？

我非常肯定地告訴他們：能！學生第一次接觸到3個可以連等、可以互換的公式，而且他們的探究成果就體現在公式里，怎能不興奮？

就在師生享受探究成功的歡樂時，有學生扔出一枚“重磅炸彈”，引發了軒然大波。他提出的問題是：雖然知道了電功的公式W＝UIt，但它只是關于電功的計算式，沒有回答“影響電流做功的因素是什么”的問題。

這大大出乎我的預料（當然更出乎其他學生的意料），教材上也就約定俗成地認為，電壓、電流和時間是影響電功的因素。

接著，他這樣陳述：影響電流做功多少的因素是電壓與電阻（及時間），電壓加在電阻上才有電流，有了電流才能對用電器做功，時間長則做功多。公式沒能回答這個問題，要將公式寫成

才是回答了這個問題。

沉默思索片刻后，我請他再復述一遍。

這次，他說得更加明白了：電壓是外因，電阻是內因，兩者結合才有電流，有電流就有電功，所以說電壓、電阻和時間才是影響電流做功的因素。

我除了佩服，還能有什么呢？真所謂“青出于藍而勝于藍”。至于公式W＝UIt的更廣泛、更深刻的意義，又何必現在就告之呢？等他們學習了電動機后，自然就明白了。

而探究式教學的魅力，不正在于此嗎？

需要說明的是，此次探究式教學，需要2節課（借用1節活動課）——表面上多用了時間，實際上不然，因為電流熱效應的探究過程也在其中了。

《教育研究與評論》（綜合版）

征 稿 啟 事

本刊綜合版面向大教育、立足高品位，主要發表以本土和當代教育為主體研究對象的文章，同時兼顧研究古今中外教育的學術論文、實證報告（包括田野工作報告）等，突出理論性、前瞻性、指導性和綜合性。

欄目設置如下：

（1）大家：教育家、教育學家或知名公共知識分子有關教育見解與主張的專稿。

（2）關注：聚焦和透視中國基礎教育現狀，尤其是基礎教育改革和探索的重大人物與事件。

（3）論衡：研究基礎教育的學校制度、教育管理、德育創新、課程開發、教學改革、教師專業成長等領域的學術佳作。

（4）情境：教育、教學、學校管理個案或案例的經驗研究、敘事研究或田野研究報告，注重描述性。

（5）視野：中外教育歷史的重要人物與事件的回眸與反思；中外教育經典和當代教育力作的推介、研讀與評論。

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