(1)利用逐差法计算每增加1千克力钢丝的伸长量△x;(2)计算所测钢丝的杨氏模量E的平均值和不确定度,写出完整表达式(只计算自已采用的测量方法)(3)和同组另外的方法测量结果比较,分析测量结果参考资料7.思考题与习题(1)误差的主要来源?(2)夹持圆柱带来的误差和消除方法?(3)直尺倾斜带来的后果?(4)狭缝倾斜对测量的影响?(5)狭缝错位对测量的影响?8.参考文献(1)《大学物理实验》,汪涛,陶纯匡等,机械工业出版社,2012年。(2)《物理综合实验》,汪涛,自编教材,2019年。(3)《大学物理实验》,何光宏,汪涛,韩忠,科学出版社,2017年。(4)《大学物理实验学习指导与题解》,牟其伍等编,2012年。(5)《物理实验》,潘人培编,高等教育出版社,1990年。(6)《大学物理实验》,吴泳华等,北京:高等教育出版社,2001年。12
12 (1) 利用逐差法计算每增加 1 千克力钢丝的伸长量x; (2) 计算所测钢丝的杨氏模量 E 的平均值和不确定度,写出完整表达式(只计算自己采 用的测量方法); (3) 和同组另外的方法测量结果比较,分析测量结果参考资料 7. 思考题与习题 (1) 误差的主要来源? (2) 夹持圆柱带来的误差和消除方法? (3) 直尺倾斜带来的后果? (4) 狭缝倾斜对测量的影响? (5) 狭缝错位对测量的影响? 8. 参考文献 (1) 《大学物理实验》,汪涛,陶纯匡等,机械工业出版社,2012 年。 (2) 《物理综合实验》,汪涛,自编教材,2019 年。 (3) 《大学物理实验》,何光宏,汪涛,韩忠,科学出版社,2017 年。 (4) 《大学物理实验学习指导与题解》,牟其伍等编, 2012 年。 (5) 《物理实验》,潘人培编,高等教育出版社, 1990 年。 (6) 《大学物理实验》,吴泳华等,北京:高等教育出版社,2001 年
实验2.用直流电桥测量电阻温度系数1.教学目标及基本要求1.1知识目标(1)电阻温度系数的物理含义:(2)桥的概念、电桥的模型及电桥的平衡条件;(3)电桥的电路及仪器的使用方法:(4)利用电桥准确测定导体的电阻;(5)作图法求导体电阻温度系数;1.2能力目标(1)利用给定器材完成用直流电桥测量材料电阻的实验方案设计;(2)能正确分析实验中的问题并解决问题;(3)和小组成员高效沟通,相互讨论学习对方的实验经验;(4)严谨规范开展实验操作和记录。1.3思政目标激发学生兴趣,培养工匠精神与科学精神,培养合作与分享的团队精神。2.教学内容及学时分配2.1实验原理部分(0.7学时)(1)导体电阻温度系数的物理意义:(2)与电桥有关的术语,电桥平衡及使用方法等(3)作图法简介。2.2实验操作部分(2.3学时)(1)熟悉电桥的使用规则及电路:(2)待测电阻的估计,电桥比率臂的选择:(3)利用电桥测不同温度下导体的电阻:(4)规范记录各类数据。3.教学内容的重点与难点3.1重点13
13 实验2. 用直流电桥测量电阻温度系数 1. 教学目标及基本要求 1.1 知识目标 (1)电阻温度系数的物理含义; (2)桥的概念、电桥的模型及电桥的平衡条件; (3)电桥的电路及仪器的使用方法; (4)利用电桥准确测定导体的电阻; (5)作图法求导体电阻温度系数; 1.2 能力目标 (1)利用给定器材完成用直流电桥测量材料电阻的实验方案设计; (2)能正确分析实验中的问题并解决问题; (3)和小组成员高效沟通,相互讨论学习对方的实验经验; (4)严谨规范开展实验操作和记录。 1.3 思政目标 激发学生兴趣,培养工匠精神与科学精神,培养合作与分享的团队精神。 2. 教学内容及学时分配 2.1 实验原理部分(0.7 学时) (1)导体电阻温度系数的物理意义; (2)与电桥有关的术语,电桥平衡及使用方法等; (3)作图法简介。 2.2 实验操作部分(2.3 学时) (1)熟悉电桥的使用规则及电路; (2)待测电阻的估计,电桥比率臂的选择; (3)利用电桥测不同温度下导体的电阻; (4)规范记录各类数据。 3. 教学内容的重点与难点 3.1 重点
(1)电桥模型、电桥分类及电桥平衡条件等知识。(2)比率臂的合理选择(使所有可变电阻都起作用,从而测量数据有最多的有效数字)。(3)应使导体处于热平衡状态下时才能进行测量。(4)电桥平衡条件的意义。(5)作图法的知识及用作图法求电阻温度系数的方法。3.2难点(1)作图法的有关知识(2)电桥的灵敏度和哪些因素有关?4.教学内容的深化和拓宽4.1电桥在工业中的应用电桥是精密测量导体电阻的仪器,电桥在工业自动化在线检测中的例子不少,教师应在实验原理和仪器介绍中有意识地介绍电桥的引伸与拓展实例,例如电桥在工业中的应用,这有助于提高学生的学习兴趣和积极性。4.2平衡电桥与非平衡电桥的拓展研究引导学生查阅更多的资料,了解电桥的分类,研究(非)平衡电桥的应用。5.教学方式及应注意的问题5.1教学方式(1)采用探究式教学法,不详细讲解实验原理和步骤:(2)教学过程围绕重点、难点,以讨论的方式开展:(3)结合课堂派、雨课堂等开展教学,讨论以弹幕、投票、抢答、随机点名提问等方式开展;(4)设置一个中间节点验收:(5)仪器调节及测量由学生在教师指导下独立操作完成。5.2应注意的问题(1)时间控制,课堂原理、方案讨论控制在25分钟以内:(2)在课堂50分钟左右应该做一次小结,以提高后续实验的开展水平:(3)在落单的情况下,学生分组可以3人1组;(4)实验中必须保持系统的稳定性。6.具体教学过程6.1课前安排14
14 (1) 电桥模型、电桥分类及电桥平衡条件等知识。 (2) 比率臂的合理选择(使所有可变电阻都起作用,从而测量数据有最多的有效数字)。 (3) 应使导体处于热平衡状态下时才能进行测量。 (4) 电桥平衡条件的意义。 (5) 作图法的知识及用作图法求电阻温度系数的方法。 3.2 难点 (1) 作图法的有关知识 (2) 电桥的灵敏度和哪些因素有关? 4. 教学内容的深化和拓宽 4.1 电桥在工业中的应用 电桥是精密测量导体电阻的仪器,电桥在工业自动化在线检测中的例子不少,教师应在 实验原理和仪器介绍中有意识地介绍电桥的引伸与拓展实例,例如电桥在工业中的应用,这 有助于提高学生的学习兴趣和积极性。 4.2 平衡电桥与非平衡电桥的拓展研究 引导学生查阅更多的资料,了解电桥的分类,研究(非)平衡电桥的应用。 5. 教学方式及应注意的问题 5.1 教学方式 (1) 采用探究式教学法,不详细讲解实验原理和步骤; (2) 教学过程围绕重点、难点,以讨论的方式开展; (3) 结合课堂派、雨课堂等开展教学,讨论以弹幕、投票、抢答、随机点名提问等方式 开展; (4) 设置一个中间节点验收; (5) 仪器调节及测量由学生在教师指导下独立操作完成。 5.2 应注意的问题 (1) 时间控制,课堂原理、方案讨论控制在 25 分钟以内; (2) 在课堂 50 分钟左右应该做一次小结,以提高后续实验的开展水平; (3) 在落单的情况下,学生分组可以 3 人 1 组; (4) 实验中必须保持系统的稳定性。 6. 具体教学过程 6.1 课前安排
(1)通过课堂派上传资料,包括:①“利用Origin处理测金属电阻温度系数实验数据.pdf”②“惠斯通电桥测电阻及电阻温度系数的教学探讨.pdf”③“实验仪器、器材说明.pdf”“用直流电桥测电阻温度系数-仪器操作.avi”(2)课前3天在课堂派发布预习测试,截止时间为课前10分钟(3)课前关注学生测试结果,了解学生预习情况6.2预习总结根据课堂派课前预习结果总结讲解。(1)总体情况分析(2)主要问题讲解(3)特别关注题目①直流电桥平衡条件:②比率臂选择的题目;6.3课堂导入(1)结合PPT,讨论直流电桥的应用,重点:①直流电桥的工业应用。(2)课堂派弹幕提问:①你对直流电桥有何了解?②电桥平衡时,实验有何现象?③金属、热敏材料的电阻值和温度有何关系?6.4方案讨论(1)讨论导体电阻温度系数的定义;(2)理解导体电阻温度系数的定义和应用;(3)课堂派随机提问(根据情况抽取以下问题中的1-2个)①如何利用直流电桥来测量电阻?②电源E和检流计G的位置能否互换,对电桥平衡有无影响?如何快速判断检流计指针偏转和c、R大小的关系?R/R=RIR,引出问题:(4)结合公式①R,如何测量?②R/R2的比值如何选择?(5)电桥平衡讨论:①如何选取合适的比率臂;②明确需要测量的量;③课堂派随机点名提问:电桥平衡时需满足什么条件?15
15 (1) 通过课堂派上传资料,包括: ①“利用 Origin 处理测金属电阻温度系数实验数据.pdf” ②“惠斯通电桥测电阻及电阻温度系数的教学探讨.pdf” ③“实验仪器、器材说明.pdf” ④“用直流电桥测电阻温度系数-仪器操作.avi” (2) 课前 3 天在课堂派发布预习测试,截止时间为课前 10 分钟 (3) 课前关注学生测试结果,了解学生预习情况 6.2 预习总结 根据课堂派课前预习结果总结讲解。 (1) 总体情况分析 (2) 主要问题讲解 (3) 特别关注题目 ① 直流电桥平衡条件; ② 比率臂选择的题目; 6.3 课堂导入 (1) 结合 PPT,讨论直流电桥的应用,重点: ① 直流电桥的工业应用。 (2) 课堂派弹幕提问: ① 你对直流电桥有何了解? ② 电桥平衡时,实验有何现象? ③ 金属、热敏材料的电阻值和温度有何关系? 6.4 方案讨论 (1) 讨论导体电阻温度系数的定义; (2) 理解导体电阻温度系数的定义和应用; (3) 课堂派随机提问(根据情况抽取以下问题中的 1-2 个) ① 如何利用直流电桥来测量电阻? ② 电源 E 和检流计 G 的位置能否互换,对电桥平衡有无影响? ③ 如何快速判断检流计指针偏转和 c、R3 大小的关系? (4) 结合公式 ,引出问题: ① R3 如何测量? ② R1/R2 的比值如何选择? (5) 电桥平衡讨论: ① 如何选取合适的比率臂; ② 明确需要测量的量; ③ 课堂派随机点名提问:电桥平衡时需满足什么条件?
州6.5实验安排(1)分组:2人一组(2)铜电阻验收点——测量完成(3)热敏电阻验收点一一测量完成(4)实验操作25分钟后进行阶段性小结(5)最后15分钟组内交流讨论6.6实验实施(阶段一)(1)解答学生问题;(2)观察学生操作中的问题,及时纠正,重点是:①电路连接是否正确:②比率臂选择是否正确;③温度范围设置是否正确;④检流计G是否采用跃接法:③是否同时记录电阻值和温度值:(3)抽查提问,作为过程化考核,同时引导学生思考,比如:①哪些因素影响测量精度?②如何恰当选择比率臂?③为什么G要用按钮开关,而不是一般的开关?6.7阶段小结(1)目的:总结阶段性考核中的问题,展示阶段性考核中的亮点,为下一阶段的操作提供指导,引导学生进一步理解实验原理、方法和技巧。(2)要点:①电桥平衡的调节要点;②温度的设置。6.8完成实验(1)解答学生问题(2)观察学生操作中的问题,及时纠正(3)抽查提问,作为过程化考核,同时引导学生思考(4)抽查学生的数据记录,并实时纠正(5)实验验收,重点关注:①数据的完整性②有效数字、单位③表格清楚、可读性强16
16 6.5 实验安排 (1) 分组:2 人一组 (2) 铜电阻验收点——测量完成 (3) 热敏电阻验收点——测量完成 (4) 实验操作 25 分钟后进行阶段性小结 (5) 最后 15 分钟组内交流讨论 6.6 实验实施(阶段一) (1) 解答学生问题; (2) 观察学生操作中的问题,及时纠正,重点是: ① 电路连接是否正确; ② 比率臂选择是否正确; ③ 温度范围设置是否正确; ④ 检流计 G 是否采用跃接法; ⑤ 是否同时记录电阻值和温度值; (3) 抽查提问,作为过程化考核,同时引导学生思考,比如: ① 哪些因素影响测量精度? ② 如何恰当选择比率臂? ③ 为什么 G 要用按钮开关,而不是一般的开关? 6.7 阶段小结 (1) 目的:总结阶段性考核中的问题,展示阶段性考核中的亮点,为下一阶段的操作提 供指导,引导学生进一步理解实验原理、方法和技巧。 (2) 要点: ① 电桥平衡的调节要点; ② 温度的设置。 6.8 完成实验 (1) 解答学生问题 (2) 观察学生操作中的问题,及时纠正 (3) 抽查提问,作为过程化考核,同时引导学生思考 (4) 抽查学生的数据记录,并实时纠正 (5) 实验验收,重点关注: ① 数据的完整性 ② 有效数字、单位 ③ 表格清楚、可读性强