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.勻變速直線運動的加速度勻變速直線運動的加速度, ,是一個不易直接測是一個不易直接測量的物理量量的物理量, ,但通但通過轉(zhuǎn)換測位移和時間過轉(zhuǎn)換測位移和時間, ,根據(jù)任根據(jù)任意兩意兩個連續(xù)相等的時間里的位移之差可測得加速度個連續(xù)相等的時間里的位移之差可測得加速度. . 2. 2.在在“傳感器的傳感器的簡單應(yīng)用簡單應(yīng)用”實驗中實驗中, ,將非電學(xué)量轉(zhuǎn)將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量進(jìn)行測量換為電學(xué)量進(jìn)行測量. . 【例例1 1】用如圖用如圖1 1所示的裝置可測水的作用力所示的裝置可測水的作用力, ,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點點, ,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點點正下方正下方, ,且且OCOC= =h h, ,BCBC長為長為l l, ,BCBC與金屬絲接觸良好與金屬絲接觸良好, ,接接觸點為觸點為D D, ,不計接觸點不計接觸點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放入水平流動的水中時放入水平流動的水中時, ,球向左擺起一定的球向左擺起一定的角度角度 時時, ,水流速度越大水流速度越大, , 越大越大. .現(xiàn)取一電動勢為現(xiàn)取一電動勢為E E、內(nèi)阻不計的電源和一只

3、電壓表、內(nèi)阻不計的電源和一只電壓表, ,用這些器材連成用這些器材連成測量電路測量電路, ,使水不流動時使水不流動時, ,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增大時, ,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)若小球平衡時若小球平衡時, ,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)為了測量一物體的質(zhì)量某同學(xué)為了測量一物體的質(zhì)量, ,找到一個找到一個力電轉(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, ,測量時先調(diào)測量時先調(diào)節(jié)輸入電壓節(jié)輸入電壓, ,使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為零使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為零, ,而后而后在其受壓面上放一個物體在其受壓面上放一個物體, ,即可測得與物體的質(zhì)量即可測得與物體的質(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、滑動變阻器、干電池各動變阻器、干電池各一個、開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測物體一個、開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測物體( (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、.請完成對該物體質(zhì)量的測量請完成對該物體質(zhì)量的測量. . (1) (1)設(shè)計一個電路設(shè)計一個電路, ,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量電路圖框中畫出完整的測量電路圖. . (2) (2)簡要說明測量步驟簡要說明測量步驟, ,求出比例系數(shù)求出比例系數(shù)k k, ,并測出待并測出待測物體的質(zhì)量測物體的質(zhì)量m m. . (3) (3)請設(shè)想實驗中可能會出現(xiàn)的一個問題請設(shè)想實驗中可能會出現(xiàn)的一個問題. .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變阻器組成分壓式電路的是由電源與滑動變阻器組成分壓式電路; ;而電壓的而電壓的測量只需一只電壓表即可測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)測量步驟與結(jié)果如下測量步驟與結(jié)果如下: :調(diào)節(jié)滑動變阻器調(diào)節(jié)滑動變阻器, ,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; ;將待測物將待測物放在力電轉(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)待測物體質(zhì)量超出力電轉(zhuǎn)換器量待測物體質(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