轉(zhuǎn)換法教案資料

1、轉(zhuǎn)換法二、轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用二、轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用 1.1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度, ,是一個(gè)不易直接測(cè)是一個(gè)不易直接測(cè)量的物理量量的物理量, ,但通但通過轉(zhuǎn)換測(cè)位移和時(shí)間過轉(zhuǎn)換測(cè)位移和時(shí)間, ,根據(jù)任根據(jù)任意兩意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差可測(cè)得加速度個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差可測(cè)得加速度. . 2. 2.在在“傳感器的傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用簡(jiǎn)單應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)中, ,將非電學(xué)量轉(zhuǎn)將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量進(jìn)行測(cè)量換為電學(xué)量進(jìn)行測(cè)量. . 【例例1 1】用如圖用如圖1 1所示的裝置可測(cè)水的作用力所示的裝置可測(cè)水的作用力, ,質(zhì)量質(zhì)量為為m m的小鉛球的小鉛球P P系在細(xì)金屬絲下系在細(xì)金屬

2、絲下, ,懸掛在懸掛在O O點(diǎn)點(diǎn), ,BCBC為在為在水平方向固定的一根粗細(xì)均勻的電阻絲水平方向固定的一根粗細(xì)均勻的電阻絲, ,C C端在端在O O點(diǎn)點(diǎn)正下方正下方, ,且且OCOC= =h h, ,BCBC長(zhǎng)為長(zhǎng)為l l, ,BCBC與金屬絲接觸良好與金屬絲接觸良好, ,接接觸點(diǎn)為觸點(diǎn)為D D, ,不計(jì)接觸點(diǎn)不計(jì)接觸點(diǎn)D D處的摩擦和金屬絲的電阻處的摩擦和金屬絲的電阻. .將將小鉛球小鉛球P P放入水平流動(dòng)的水中時(shí)放入水平流動(dòng)的水中時(shí), ,球向左擺起一定的球向左擺起一定的角度角度 時(shí)時(shí), ,水流速度越大水流速度越大, , 越大越大. .現(xiàn)取一電動(dòng)勢(shì)為現(xiàn)取一電動(dòng)勢(shì)為E E、內(nèi)阻不計(jì)的電源和一只

3、電壓表、內(nèi)阻不計(jì)的電源和一只電壓表, ,用這些器材連成用這些器材連成測(cè)量電路測(cè)量電路, ,使水不流動(dòng)時(shí)使水不流動(dòng)時(shí), ,電電壓表示數(shù)為零壓表示數(shù)為零, ,水流速度水流速度增大時(shí)增大時(shí), ,電壓表示數(shù)增大電壓表示數(shù)增大. . (1) (1)畫出電路圖畫出電路圖( (B B、C C、O O均可接線均可接線).). (2) (2)若小球平衡時(shí)若小球平衡時(shí), ,電壓表讀數(shù)為電壓表讀數(shù)為U U, ,用用m m、l l、h h、E E、U U表示水的作用力表示水的作用力F F, ,F F= = .(.(重力加速度為重力加速度為g g) )圖圖1 1解析解析 (1)(1)電路圖如下圖所示電路圖如下圖所示 (

4、2)(2)由平衡條件得由平衡條件得 =tan ,=tan ,而而tan =tan = 根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理, ,有有 聯(lián)立上述三式得水流作用力聯(lián)立上述三式得水流作用力F F= ,= ,因因F FU U故從電壓表讀數(shù)的大小便知水流作用力的大小故從電壓表讀數(shù)的大小便知水流作用力的大小. .答案答案 (1)(1)見解析圖見解析圖 (2)(2)mgFhCDCDUlFEhmglUEhmglU 【例例2 2】某同學(xué)為了測(cè)量一物體的質(zhì)量某同學(xué)為了測(cè)量一物體的質(zhì)量, ,找到一個(gè)找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器力電轉(zhuǎn)換器, ,該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓受壓面的壓力力( (比

5、例系數(shù)為比例系數(shù)為k k),),如圖如圖2 2中的裝置所示中的裝置所示, ,測(cè)量時(shí)先調(diào)測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入電壓節(jié)輸入電壓, ,使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為零使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為零, ,而后而后在其受壓面上放一個(gè)物體在其受壓面上放一個(gè)物體, ,即可測(cè)得與物體的質(zhì)量即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓成正比的輸出電壓U U. .現(xiàn)有下列器材現(xiàn)有下列器材: :力電轉(zhuǎn)換器、力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為質(zhì)量為m m0 0的砝碼、電壓表、滑的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測(cè)物體一個(gè)、開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測(cè)物體( (可置于力電轉(zhuǎn)可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上換器的受壓面上).)

6、.請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量. . (1) (1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路設(shè)計(jì)一個(gè)電路, ,要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)調(diào), ,并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大, ,在圖在圖2 2所示的方所示的方框中畫出完整的測(cè)量電路圖框中畫出完整的測(cè)量電路圖. . (2) (2)簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量步驟簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量步驟, ,求出比例系數(shù)求出比例系數(shù)k k, ,并測(cè)出待并測(cè)出待測(cè)物體的質(zhì)量測(cè)物體的質(zhì)量m m. . (3) (3)請(qǐng)?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問題請(qǐng)?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問題. .圖圖2 2解析解析 (1)(1)由變阻器可組成調(diào)壓電路由變阻器

7、可組成調(diào)壓電路, ,其中調(diào)節(jié)范圍大其中調(diào)節(jié)范圍大的是由電源與滑動(dòng)變阻器組成分壓式電路的是由電源與滑動(dòng)變阻器組成分壓式電路; ;而電壓的而電壓的測(cè)量只需一只電壓表即可測(cè)量只需一只電壓表即可. .電路如下圖所示電路如下圖所示. . (2) (2)測(cè)量步驟與結(jié)果如下測(cè)量步驟與結(jié)果如下: :調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器, ,使使力電轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零力電轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零; ;將已知質(zhì)量的砝碼將已知質(zhì)量的砝碼m m0 0放在力電轉(zhuǎn)換器上放在力電轉(zhuǎn)換器上, ,記下輸出電壓記下輸出電壓U U0 0; ;將待測(cè)物將待測(cè)物放在力電轉(zhuǎn)換器上放在力電轉(zhuǎn)換器上, ,記下輸出電壓記下輸出電壓U U. . 由由U U0 0= =kmkm0 0g g得得k k= ;= ;又又U U= =kmgkmg, ,所以所以m m= = (3) (3)待測(cè)物體質(zhì)量超出力電轉(zhuǎn)換器量待測(cè)物體質(zhì)量超出力電轉(zhuǎn)換器量程程; ;電源電源電壓不夠而輸出電壓一開始