一种采用电阻分选测量电路的教具及其教学方法技术

本发明专利技术公开了一种采用电阻分选测量电路的教具及其教学方法，包括电源，单臂桥式电路；所述电源向所述单臂桥式电路提供电压，所述单臂桥式电路输入端还串接有开关和滑动变阻器，所述单臂桥式电路的一臂由电阻箱构成第一电阻(R1,R2)，其另一臂由电阻支架与模块电阻组合构成第二电阻(R3,R4)，所述第一电阻(R1,R2)与所述第二电阻(R3,R4)之间并接有检流计，该教具及其教学方法能够激发学生对电阻测量知识学习兴趣，促进学生不断寻求对电阻测量知识创新，有效地保证了学生的学习效果，增加了学生承担挑战性学习的信心。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对电阻测量的教具及教学方法，尤其涉及一种采用电阻分选测量电路的教具及其教学方法。
技术介绍
教学实验中，万用表和直流电桥是对学生进行电阻的测量的常用教学工具。特别是直流单臂电桥，以其简单原理、启发性强，能帮助学生对电阻测量知识进行清楚地认知等优点被广泛地采用在教学中。但该教具在激发学生的创新热情和挑战性方面有所不足。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种采用电阻分选测量电路的教具及其教学方法，该教具及其教学方法能够激发学生对电阻测量知识学习兴趣，促进学生不断寻求对电阻测量知识创新，有效地保证了学生的学习效果，增加了学生承担挑战性学习的信心。为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种采用电阻分选测量电路的教具，包括电源，单臂桥式电路；所述电源向所述单臂桥式电路提供电压，所述单臂桥式电路输入端还串接有开关和滑动变阻器，所述单臂桥式电路的一臂由电阻箱构成第一电阻(R1,R2)，其另一臂由电阻支架与模块电阻组合构成第二电阻(R3,R4)，所述第一电阻(R1,R2)与所述第二电阻(R3,R4)之间并接有检流计。所述第二电阻为所述模块电阻以分组形式并联或串联到所述电阻支架上。所述电阻支架为9孔板。为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术可以通过采用教学方法进行实现：一种采用权利要求1所述电阻分选测量教具的教学方法,其步骤如下：第一，首先接通电阻分选测量教具电源，同时调节滑动变阻器和检流计，保证所述电阻分选测量教具测量过程准确性；第二，调节所述电阻分选测量教具中第一电阻(R1,R2)，使R1＝R2，同时对所述第二电阻(R3,R4)进行比较；第三，将所述步骤二中的所述第二电阻(R3,R4)按照1～6个进行分组，；第四，通过观察所述检流计偏转的方向获知所述第二电阻(R3,R4)的大小。将所述步骤二中的所述第二电阻(R3,R4)按照4个为一组，根据电桥平衡比较其中两组电阻串联或并联阻值的大小，至少比较三次就可以把其中特殊电阻分选出来并获知其值相对与另外两组值的大小。所述步骤二中第第一电阻(R1,R2)采用电阻箱。所述步骤二中第第一电阻(R1,R2)中的两个电阻箱用两个阻值相同的电阻替代。所述步骤二中第第一电阻(R1,R2)中的两个电阻箱可以采用被测电阻替代。本专利技术有意效果：第一，本专利技术提供的教具及教学方法能够有效帮助学生对电阻分选测量学习，通过教具演示再结合教学方法使学生快速理解所学内容，达到事半功倍效果。第二，本专利技术提供的教具及教学方法是通过巧妙的操作程序向学生传递复杂的逻辑判断，极大地激发学生的创新能力，锻炼了学生动手能力，增强了接受挑战性学习的信心。附图说明图1是本专利技术一种采用电阻分选测量电路的教具。图2是本专利技术一种利用电阻分选测量电路的教具实验电阻R3＝R4操作流程图。图3是本专利技术一种利用电阻分选测量电路的教具实验电阻R3>R4操作流程图。图4是本专利技术一种利用电阻分选测量电路的教具实验电阻R3<R4操作流程图。附图标记具体实施方式：下面结合附图对本专利技术作进一步详细地说明：如图1所示，本专利技术提供一种采用电阻分选测量电路的教具，包括电源21，单臂桥式电路；所述电源21向所述单臂桥式电路提供电压，所述单臂桥式电路输入端还串接有开关22和滑动变阻器23，所述单臂桥式电路的一臂由电阻箱24构成第一电阻(R1,R2)，其另一臂由电阻支架25与模块电阻26组合构成第二电阻(R3,R4)，所述第一电阻(R1,R2)与所述第二电阻(R3,R4)之间并接有检流计27。所述第二电阻(R1,R2)为所述模块电阻以分组形式串联或并联到所述电阻支架上。所述电阻支架为9孔板。本专利技术还可以采用一种采用电阻分选测量教具的教学方法解决技术问题：其步骤如下：第一，首先接通电阻分选测量教具电源，同时调节滑动变阻器和检流计，保证所述电阻分选测量教具测量过程准确性；第二，调节所述电阻分选测量教具中第一电阻(R1,R2)，使R1＝R2，同时对所述第二电阻(R3,R4)进行比较，第三，将所述步骤二中的所述第二电阻(R3,R4)按照1～6个进行分组；最好，将步骤二中所述第二电阻(R3,R4)按照4个为一组，根据电桥平衡比较其中两组电阻串联或并联阻值的大小，至少比较三次就可以把其中特殊电阻分选出来并获知其值相对与另外两组值的大小。第四，通过观察所述检流计偏转的方向获知所述第二电阻(R3,R4)的大小。所述步骤二中第一电阻((R1,R2)采用电阻箱。所述步骤二中第一电阻((R1,R2)中的两个电阻箱用两个阻值相同的电阻替代。所述步骤二中第一电阻((R1,R2)中的两个电阻箱可以采用被测电阻替代。如图2、图3、图4所示，其中12个电阻被标号，A1～A4,B1～B4,C1～C4，每次操作根据R3、R4的大小关系进行判断，后续判断也要利用前面的R3、R4大小关系及每个电阻所处的位置。测量时，令R3＝A1+A2+A3+A4，R4＝B1+B2+B3+B4，合上开关S，根据检流计指示判断出R3＝R4、R3>R4、R3<R4三种情况。现在，我们利用本专利技术的教具，采用本专利技术的方法对学生进行电桥原理分选电阻的实验教学。组织学生对12个电阻中选择出一个为次品的电阻，阻值偏大或偏小很多，要求用最少的比较次数找出次品电阻并测量其阻值。实验方法是调节使R1＝R2，进行R3、R4的比较操作。最简单方法的是穷举，让R3、R4只是一个电阻，这样每次两个电阻进行比较，如果电桥平衡说明两个电阻是正品，不平衡说明两个电阻里面有次品，再和已判断出的正品电阻分别进行比较，最多8次就可以知道次品电阻是哪个并知道阻值偏大或偏小。具有挑战性的实验方法可以做到电桥比较3次就可以找出次品电阻并知其偏大偏小。(1)12个电阻分成三组A、B、C，每组4个。第一次AB两组各4个串联分别连入R3、R4处比较。如果不平衡，说明C组4个是正品，次品在AB组中。如果平衡，说明AB组是正品，C组中有次品。(2)经过比较，如果平衡，次品在C组，从C组取出2个串联连入R3，再取出C组和A组各1个串联连入R4，进行比较。如果平衡，C组留下的是次品，再和正品比较，3次即可解决问题；如果不平衡，取出R3位置的两个电阻分别连入R3、R4比较，如果大小关系没有改变，那么R3处的电阻是次品，否则R4处是次品，再根据大小关系判断次品的大小。(3)如果次品在A、B组中，记住目前的AB组的大小关系，然后取出ABC组各1个串联连入R3，B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用电阻分选测量电路的教具，包括电源，单臂桥式电路；其特征在于，所述电源向所述单臂桥式电路提供电压，所述单臂桥式电路输入端还串接有开关和滑动变阻器，所述单臂桥式电路的一臂由电阻箱构成第一电阻(R1,R2)，其另一臂由电阻支架与模块电阻组合构成第二电阻(R3,R4)，所述第一电阻(R1,R2)与所述第二电阻(R3,R4)之间并接有检流计。

【技术特征摘要】
1.一种采用电阻分选测量电路的教具，包括电源，单臂桥式电路；其特征在于，所述电源向
所述单臂桥式电路提供电压，所述单臂桥式电路输入端还串接有开关和滑动变阻器，所述单
臂桥式电路的一臂由电阻箱构成第一电阻(R1,R2)，其另一臂由电阻支架与模块电阻组合构成
第二电阻(R3,R4)，所述第一电阻(R1,R2)与所述第二电阻(R3,R4)之间并接有检流计。
2.根据权利要求1一种采用电阻分选测量电路的教具，其特征在于，所述第二电阻为所述模
块电阻以分组形式并联或串联到所述电阻支架上。
3.根据权利要求1一种采用电阻分选测量电路的教具，其特征在于，所述电阻支架为9孔板。
4.一种采用权利要求1所述电阻分选测量教具的教学方法,其步骤如下：
第一，首先接通电阻分选测量教具电源，同时调节滑动变阻器和检流计，保证所述电阻分选
测量教具测量过程准确性；
第二，调节所述电阻分选测量教具中第一电阻(R1,R2)，使R1＝R2，同时对所述第二电阻(R3,R4)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿志刚，耿越，王永祥，高宗慧，廖怡，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12