重庆大学材料力学教案实验七 切变模量G的测定

第一篇：重庆大学材料力学教案实验七 切变模量G的测定

实验七 切变模量G的测定

一、实验目的要求

在比例极限内验证扭转虎克定律,测定切变模量G

二、实验设备和仪器

扭转试验机、游标卡尺、扭角仪等

三、实验原理

在低碳钢试件上安装扭角仪（图7-1）以测量扭转角，按选的标距L0，将扭角仪的A、B两个环分别固定在标距的两端截面上，若这两截在发生相对转动，千分表就表示出标距，试件中心轴线为b分别在A（或B）截面上点的相位移故A、B横截面的相对扭转角为：

bdL图7-1 在材料的剪切比例极限内，扭转角公式为： M0L0GJp

式中M0为扭矩，Jp为圆截面的极惯性矩。同样采取增量法，逐级加载，如每增同样大小的扭矩M0，扭转角的增量基本相等，这就验证了虎克定律，根据测得的各级扭转角增量，可用下式算出相应的切变模量：GMnL0iIp 式中下标i为加载级数（i=1,2n）。

四、实验步骤

1)用划线机在试件两端划标距为L0的圆周线，用游标卡尺在标距两端及中间三处互垂方向各测量试件直径，并记在试件尺寸表中。

2)根据材料的剪切比例极限p和扭角仪量程拟定加载方案，确定最终扭矩值，加载次数和扭矩增量Mn。

3)根据拟定的加载方案，选择测扭矩度盘的量程。

4)安装试件和扭角仪将试件装入试验机夹头，然后把A、B环固定在标距两端的圆周线上，将千分表固定在A环上，最后用游标卡尺测量试件轴线到千分表顶杆的实际距离b。

5)预加一定的载荷（略小于最终载荷），卸载检查试验机和扭角仪是否处于正常状态。6)用手摇逐级加载，每增加一级Mn，读一次扭角仪读数，并记录直至最终载荷。

第二篇：材料切变模量G的测定

材料切变模量G的测定

实验

（一）用百分表扭角仪法测定切变模量G

一、目的

在比例极限内验证扭转时的剪切虎克定律，并测定材料的切变模量G。

二、仪器设备

1、多功能组合实验台

2、百分表

三、试件

空心圆管：材料为不锈钢、内径d= 40.2 mm、外径D= 47.14 mm、长度L=420mm

四、预习要求：

1、阅读第二章中多功能组合实验台工作原理、使用方法以及百分表的工作原理。

五、实验原理与方法

实验装置如图3-13所示，加载示意图见图3-14。试件的一端安装在圆管固定支座上，该端固定不动，另一端可以转动，并在可动端装有一滚珠轴承支座加以支承。靠近轴承安装一横杆AB，在A点通过加载手轮加载。这样试件在荷载作用下，仅仅受到纯扭转的作用。可动端只能产生绕空心圆管轴线方向的角位移。当试件受到扭转作用时，可动端的横截面转动，此时横杆也转动。通过百分表（或千分表）测定B点的位移（由于B点转动角很小，B点的位移约等于B点的弧长），这样便可以计算出试件可动端的转角大小（见图3-15）。

图3-13

扭转实验装置

图3-14扭转加载示意图

图3-15圆管转角示意图

根据扭转变形公式

BTL

式中：；

△T=△P×a

bGIP可计算出切变模量

IP32(D4d4)

GTL IP施加载荷△P时，试件便受到扭矩△T=△P×a的作用，对试件分级加载，由于各级荷载相等,故相应于每级加载后的读数增量△B也应基本相等（即相等），从而验证了剪切虎克定律。根据实验中测得的扭转角增量，便可以求出切变模量G。

六、实验步骤

1、打开测力仪电源，如果此时数字显示不为“0000”，用螺丝刀将其调整为“0000”。

2、旋转百分表外壳，使大指针指到“0”。

3、顺时针转动加载手轮加载，分四级加载，每级加载200N，一直加到800N（200N→400N→600N→800N）。每加一级荷载后，读取百分表的读数并记录。为了保证实验数据的可靠性，须重复进行三次实验，取一组线性较好的（也就是读数差基本相等的）数据进行计算。

注意事项：

1、切勿超载，所加荷载最大不能超过。．．．．．．．．．．．．．．1000N，否则将损坏试件．．．．．．．

2、保护好百分表，防止其脱落摔坏。．．．．．．．．．．．．．

七、预习思考题

1、试件在可动端为什么要加装滚动轴承支座？

2、在实验中是怎样验证剪切虎克定律的？怎样测定和计算G？ 实验

（二）电测法测定切变模量G

一、实验目的

用应变电测法测定材料的切变弹性模量G。

二、实验设备与仪器

(1)多功能组合实验台。(2)静态电阻应变仪。

三、实验原理和方法

在剪切比例极限内，切应力与切应变(γ)成正比，这就是材料的剪切胡克定律，其表达式为

G

式中，比例常数G即为材料的切变模量。由上式得

G

 式中的τ和γ均可由实验测定，其方法如下：

(1)τ的测定：图3-23所示装置，试件贴应变片处是空心圆管，横截面上的内力如图3-16(a)所示。试件贴片处的切应力为

式中，Wt为圆管的抗扭截面系数。

T Wt(2)γ的测定：在圆管表面与轴线成±45°方向处各贴一枚规格相同的应变片(见图3-16(a))，组成图3-16(b)所示的半桥接到电阻应变仪上，从应变仪上读出应变值。由电测原理可知(见指导书第2章2..4节)，读数应变应当是45°方向线应变的2倍，即

r245

另一方面，圆轴表面上任一点为纯剪切应力状态(见图3-16(c))。根据广义胡克定律有

451(1u3)E1 ()E1E2G2即

245 r

图3-16

GT Wt实验采用等量逐级加载法：设各级扭矩增量为△Ti，应变仪读数增量为i，从每一级加载中，可求得切变模量为

GiTi Wti同样采用端直法，材料的切变模量是以上Gi的算术平均值，即

1nGGi

ni

1四、实验步骤

(1)测量并记录有关尺寸。(2)组桥接线。

(3)加载分四级进行，每级加载200N（200 N→400 N→600 N→800 N)，分别记录每级载荷下的应变值。

注意事项：

1、切勿超载，所加荷载最大不能超过。．．．．．．．．．．．．．．1000N，否则将损坏试件．．．．．．．

2、测试过程中，不要震动仪器、设备和导线，否则将影响测试结果，造成较大的误差。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

3、注意爱护好贴在试件上的电阻应变片和导线，不要用手指或其它工具破坏电阻应变片的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．防潮层，造成应变片损坏。．．．．．．．．．．

五、实验结果处理

从三组实验数据中，选择较好的一组，按实验记录数据求出切变模量Gi，即

Gi采用端直法，材料的切变模量为G，即

Ti

Wti1nGGi

ni1

第三篇：《实验：测定电池的电动势和内阻》示范教案

2.9实验：测定电池的电动势和内阻

教学目标

一、知识与技能

1、理解闭合电路欧姆定律内容

2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。

3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。

4、使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。

二、过程与方法

1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。

2、学会利用图线处理数据的方法。

三、情感态度与价值观

使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。

教学重点

利用图线处理数据

教学难点

如何利用图线得到结论以及实验误差的分析

教学工具

电池，电压表，电流表，滑线变阻器，开关，导线

教学方法

实验法，讲解法

教学过程

（一）引入新课

回顾上节所学内容，引入新内容

教师： 上堂课我们学习了闭合电路的欧姆定律，那么此定律文字怎么述？公式怎么写？ 学生： 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，这就是闭合电路的欧姆定律。

提出问题：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？

学生讨论后，得到的大致答案为：由前面的闭合电路欧姆定律I=E/（r+R）可知E=I（R＋r），或E=U＋Ir，只需测出几组相应的数值便可得到，可以采用以下的电路图：

这几种方法均可测量，今天我们这节课选择用

（二）主要教学过程

1.实验原理：闭合电路欧姆定律E=U＋Ir 2.实验器材： 学生回答： 测路端电压；

测干路电流，即过电源的电流。需测量的是一节干电池，测量的这一种。

电动势约为1.5V，内电阻大约为零点几欧。

电流表、电压表及滑动变阻器的规格要根据实验的具体需要来确定，看看我们用到的电路图里面、各需测的是什么？

接在外面，原则上也是可以的，那么我们在做实验时提出问题：选用电路图时，还可将是否两个都可以，还是哪一个更好？为什么？ 学生回答：两种方式测量都会带来误差。采用图1 采用图2 示数准确 示数准确

示数偏小 示数偏小

选用哪种方式，要根据实际测量的需要确定，现在要想测出电源的内阻，如果采用图2方式，最后得到的结果相当于电源内阻与电流表内阻的总和，而两者相差又不太多，这样一来误差就会比较大，所以应采用图1的电路图。明确各仪器的规格： 电流表0～0.6A量程，电压表0～3V量程。滑动变阻器0～50Ω。此外，开关一个，导线若干。3.数据处理：

原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，我们可以多测几组求平均，也可以将数据描在图上，利用图线解决问题。

明确：

①图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流I增大时，路端电压U将随之减小，U与I成线性关系，U=E—Ir。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。②电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U－I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化。

实验中至少得到5组数据，画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。

讨论：将图线延长，与横纵轴的交点各代表什么情况？ 归纳：将图线两侧延长，分别交轴与A、B点。A点意味着开路情况，它的纵轴截距就是电源电动势E。

说明：

①A、B两点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。②由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。4.误差分析：

实验中的误差属于系统误差，请同学们进一步讨论，得到的数值是偏大还是偏小？（提示：利用图线及合理的推理）

可以请几位同学发言，最后得到结论。因为 电压表的分流作用 所以 I真=I测＋Iv

即（I真—I测）↑，反映在图线上：

当 U=0时，Iv→0 I→I真 故 r真＞r测 E真＞E测 5.布置作业：

认真看书，写好实验报告。

（三）课后小结

利用图线进行数据处理是物理实验中常用的一种方法。最好是利用直线来解决，如力学中“用单摆测重力加速度”的实验就可以利用T2－l图线来求g。

第四篇：化学实验设计教案——制备、测定和探索性实验方案设计

化学实验方案的设计

——制备、定量测定、探索实验

学习目标：

(1)化学实验方案设计的基本要求；

(2)一个相对完整的化学实验方案应包括的主要内容；(3)制备实验方案的设计方法和要求；(4)性质实验方案的设计方法和要求；

(5)运用学过的铝和氢氧化铝的性质及强碱弱酸盐和强酸弱碱盐水解反应的相互促进关系，分析并评价氢氧化铝制备的最佳途径；

(6)应用乙二醇的性质，设计完整的化学实睑方案；

(7)运用铜和铜的化合物知识，设计性质实验方案验证铜与铜的化合物的性质。1．化学实验设计时应遵循：

①科学性，实验原理，准确，实验流程合理。②安全性，保护人身、保护环境、保护仪器。③可行性，条件允许，效果明显，操作正确。

④简约性，做到步骤少，时间短、效果好等基本要求。2．如何迅速、准确地解答综合实验设计题呢?(1)明确目的原理

首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。(2)选择仪器药品

根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。

(3)设计装置步骤

根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。(4)记录现象数据

根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)分析得出结论

根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。

以上只是解答综合实验设计题的一般思考方法。在解答过程中，应根据实验设计题的具体情况和要求，作出正确的回答。

(6)设计实验时还要考虑以下因素：

①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等)；③防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等)；④防吸水(如实验、取用、制取易吸水、潮解、水解宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；⑤冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置(如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；⑥易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；⑦仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；⑧其他(如实验操作顺序、试剂加人顺序、实验方法使用顺序等)。3．制备实验方案的设计

制备实验方案的设计，对巩固元素化合物知识和掌握好各类有机物之间的相互转化关系，全面训练实验技能，培养分析问题和解决问题的能力是有益的。

制备实验方案的设计，应遵循以下原则：

①条件合适，操作方便；

②原理正确，步骤简单；

③原料丰富，价格低廉；

④产物纯净，污染物少。

即从多种路线中优选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学食品与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。

4．探索性实验、性质实验方案的设计

分析其结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。5．验证性实验性质实验方案的设计

对物质具备的性质去求证，关键设计出简捷的实验方案，操作简单，简便宜行，现象明显，且安全可行。

一、物质制备实验方案的设计（习题及解析）

1、用含有NaCl、MgCl2、MgS04的钠盐制备漂白精(次氯酸钠)。按各反应的先后顺序写出各有关化学反应方程式。

2+2+2-[解析] 此题思路：原料→纯净物→产物。需除去的杂质离子有Ca、Mg、SO4，应

2+注意除杂试剂的加入顺序，以便有利于除去过量试剂引来的新杂质。例如，除Ca的Na2C032-2+放在除SO4的BaCl2试剂之后加入，可达到除去过量Ba的目的。

答案

①BaCl2+MgSO4=BaSO4↓+MgCl

2②MgC12+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl ③CaCl2+Na2C03=CaCO3+2NaCl ④BaCl2+2Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl ⑤NaOH+HCl=NaCl+H20 ⑥Na2C03+2HCl=2NaCl+CO2↑+H20 ⑦2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑ ⑧Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

2、下图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是

A．铜屑和浓硝酸 B．二氧化锰和浓盐酸 C.电石和水

D.碳酸钙和稀盐酸

3、按下述实验方法制备气体，合理而又实用的是

A.锌粒与稀硝酸反应制备H2 B.向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HCl C．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2 D．大理石与浓硫酸反应制备CO2

4、试用空气；焦炭、水为原料制备硝酸。

5、实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气，怎样用实验方法证明二氧化锰作催化剂?氯酸钾中含钾、氯，氧三种元素?试设计出实验的简单步骤。

解析：催化剂能加快反应速率，而反应前后的质量和化学性质保持不变。因此，设计的实验应能证明加入二氧化锰后反应速率加快，反应前后二氧化锰质量不变及化学性质不变。要证明氯酸钾中含钾、氯、氧三种元素，可设计实验证明产物中含钾元素、氯离予和氧气。

答案(1)将等质量的氯酸钾分别加入两支试管中，向其中一支试管中加人少量一定质量的二氧化锰，用酒精灯分别加热，用排水法收集产生的气体。根据收集的氧气多少，可判断反应速率。

(2)用水溶解反应后的混合物，过滤并洗涤沉淀，干燥后称量，与最初加入量比较，可证明质量是否变化。

(3)将上述不溶物与浓盐酸混合加热，检验是否有氯气生成，可证明二氧化锰化学性质是否发生变化。

(4)将收集的气体用带火星的木条检验，可证明氯酸钾含氧元素。(5)将(2)步骤作的滤液做焰色反应，可证明氯酸钾中是否含钾元素。

(6)将(2)步操作的滤液中加入用硝酸酸化的硝酸银溶液可证明氯酸钾中是否含氯元素。习题：

1．设计实验，验证有机物CH2=CHCHO中所含的官能团。2．不用焰色反应，鉴别NaCl和KCl两种无色晶 3．设计实验，证明一种金属粉末是铁粉

4．设计一个实验证明油酸C17H33COOH具有不饱和性和酸性。5．根据下图实验，填空和回答问题：

(1)烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式 是______________装置(Ⅱ)的烧杯中冷水所起的

作用是 ____________装置(Ⅲ)的烧杯中液体的作用是

(2)进行此实验时，烧瓶内的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相

互紧靠，这是因为______________(3)装置(Ⅲ)的烧杯中使用倒置漏斗可防止

液体倒吸，试简述其原因。

答：__________________________ 6．在加热条件下用NH3还原CuO可以制得纯

净的N2和活性铜粉(途径Ⅰ)，用该活性铜粉与空气反应又可制得较纯净的N2(途径Ⅱ)。

由于N2在实验室里制备常需要用有毒和易使人致癌的NaNO2，上述方法因Cu与CuO的循环使用．且制出的N2可基本满足要求，故倍受人们关注。下图给出了按Ⅰ和Ⅱ制N2必需的几种实验仪器，其他必要的仪器如铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、酒精灯等仪器均未列出。请按下列要求填写空白。

(1)按途径I制N2时用浓氨水作原料至少需要用到上述仪器中的哪些仪器?(请按气流从左到右的顺序列出仪器的序号):__________________(2)按途径Ⅱ制N2时，至少需要用到上述仪器中的哪些仪器?(请按气流从左到右的顺序列出仪器的接口顺序)：______________。

(3)用途径I制N2，按你选用的仪器组装的装置中，实验时需要加热的仪器序号是______________(4)用途径Ⅱ制N2，原料气空气是向仪器中加入 _______而送人反应器的。(5)为了保证I制得的N2比Ⅱ制得的N2纯净，是在仪器_______中加入_______以除去杂质气体。

(6)写出在途径I中发生反应的化学方程式 ____________________________某化学小组用下列装置制取氢气，再用制得的氢气还原氧化铜，最后根据氧化铜质量的减少和无水氯化钙质量的增加来测定水的质量组成。

(1)如果制得的H2从左向右流向，上述必要仪器的连接顺序_______接 _______，_______接_______ _______接 _______接 _______、_______接 _______(碱石灰)。

(2)简要说明实验装置最后连接碱石灰干燥管的目的是______________。(3)装入药品后，进行实验时有如下操作步骤。①打开活塞，产生氢气；②点燃D处酒精灯；③检查装置的气密性；④关闭活塞，停止产生氢气；⑤待氧化铜变红后撤去酒精灯；⑥通人氢气，使D中物质冷却；⑦称量C管和D管的质量。正确的操作顺序是_______→_______→_______ _______→_______→_______→_______⑦

(4)若测得原质量为W1g的硬质玻管D反应后质量变为W2g；U形管在实验后质量增加 mg，则水中氢、氧两元素的质量比可表示为 ______________(5)若实验中有部分氧化铜还原不彻底，未生成铜而是被还原为红色的氧化亚铜(Cu2O)，对实验结果有无影响(偏大、偏小、无影响)_______。

二、定量测定实验方案

维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性)，它的分子式是C6H806，人体缺乏这种维生素易得坏血症，所以维生素C又称抗坏血酸。维生素C易被空气中的氧气氧化。在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素C，如新鲜橙汁中维生素C的含量在500mg／L左右。

校课外活动小组测定了某晶牌的软包装橙汁中维生素C的含量。下面是测定实验分析报告，请填写有关空白。(1)测定目的：测定X X牌软包装橙汁维生素C含量。

C6H606+2HI(2)测定原理：C6H806+I2(3)实验用品及试剂：

①仪器和用品：自选，略。

-3 ②试剂：指示剂_______________(填名称)、浓度为7.5×10mol／L标准碘溶液、蒸馏水等。

(4)实验过程： ①洗涤仪器，检查滴定管是否漏液，润洗后装好标准碘溶液待用。

②打开橙汁包装，目测：颜色_______________橙黄色，澄清度好。用_______________(填仪器名称)向锥形瓶中移人20.00mL待测橙汁，滴人2滴指示剂。

③用左手控制滴定管的_______________(填部位)，右手摇动锥形瓶，眼睛注视_______________直到滴定终点。滴定至终点的现象是________________.(5)数据记录与处理。(设计数据记录和数据处理的表格，不必填数据)若经数据处理，滴定中消耗标准碘溶液的体积是重5.00mL，则此橙汁中维生素C的含量是_______________mg／L。

(6)问题讨论：

①滴定时能否剧烈摇动锥形瓶?为什么

答_______________ ②从分析数据看，此软包装橙汁是否是纯天然橙汁?__________(填编号)A.是 B.可能是 C不是

制造商可能采取的做法是_______________.B.加水稀释天然橙汁 B.橙汁已被浓缩

C.将维生素C作为添加剂

对于上述做法，你的意见是_______________.A.同意 B.不同意

C.调查后再作结论

(答案)(3)②淀粉溶液(4)②酸式滴定管活塞 锥形瓶中溶液颜色的变化和滴定管中液体流下的速率 溶液变蓝色且在半分钟内不退去(5)990 mg／L(6)①不能剧烈摇动锥形瓶。因为若摇动会增大溶液与空气的接触面积，使之被氧化响测定结果 ②C C C

三、探索性实验方案设计

分析其结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。

（一）问题的提出 1．有一同学在做乙醇催化氧化的实验过程中，把灼热螺旋状的铜丝伸进装有乙醇的试管里，如此反复几次，当其闻生成的乙醛气味时，他描述为：“有刺激性气味且伴有醋味”立即引起同学们的哄堂大笑，且有人讥讽说：“没看书?真破鼻子。”他却不服气。我说：“要弄清你的结论是否有误，只要滴加几滴石蕊试液便可见分晓”，他立即向溶液中滴加石蕊试液，溶液奇迹般地变红了，同学们个个目瞪口呆。

2．在做学生分组实验——氢氧化铜氧化乙醛时，有位同学向10％NaOH溶液中加入； 2％CuS04溶液，稍不注意CuS04溶液加多了，当他继续加入乙醛溶液，并加热至沸腾，却发现溶液的颜色发生了由“蓝色→黑色→红色”的变化。

（二）提出可能性假设

其原因可解释为：加热时发生了由 Cu(OH)2(蓝色)→CuO(黑色)→Cu2O(红色)的反应。

仔细分析以上两个非常意外的实验不难发现：CuO有氧化乙醛使之生成乙酸的可能。受乙醇催化氧化生成乙醛实验的启示，根据对醛、醇的官能团—醛基(-CHO)与醇羟基(-OH)结构比较发现，乙醛的还原性强于乙醇；理论分析知铜能作为乙醛氧化生成乙酸的催化剂；催化历程如下： 2Cu+O2=2CuO CH3CHO+Cu0→CH3COOH+Cu

（三）具体方案与步骤

1．铜催化氧化乙醛生成乙酸：

把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯火焰上加热，使铜丝表面生成一薄层黑色的氧化铜，立即把它伸进装有乙醛的试管里，观察铜丝表面的颜色变化，如此反复几次。2．乙酸的检验

①闻生成物乙酸的气味，⑧向反应后的溶液滴加几滴石蕊试液，溶液立即变成红

四、其它注意点

（一）定性、定量的测定

设计一个实验证明油酸C17H33COOH的酸性？如何用I2等物质测定分子中烃基的不饱度（I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI）指出实验原理即可 区别：MgCl2和CaCl2晶体

（二）实验方案的评价 淀粉的水解程度定性测定

（三）实验数据的客观性

分子量在300以下的某脂肪酸1.0g与2.7g碘可完全加成，也可被0.2g KOH所中和，则该脂肪酸的分子量的准确值是

A282

B280

C278

D无法确定

解题思路：

设该脂肪酸的分子式为R（COOH）n，其分子量为Ｍ。由反应关系式：R（COOH）n∽nKOH 1.0/Ｍ

0.2/56n M=280n，由于 M<300，n取正整数值，所以n只能为1；即脂肪酸的分子量为280，似乎应选B答案。

而由酸和I2加成反应关系式：R（COOH）n ∽Ω羧基I2（其中Ω羧基为烃基不饱和度）

1.0/M 2.7/254n 可得分子量的关系式M=94Ω羧基；由于M<300，Ω羧基为正整数，所以Ω羧基=3，M=282似乎应选A。上面两个途径求得的数值虽然很接近，但作为分子量的精确值，就近选那一个答案？

实际上，280、282都不一定是该脂肪酸分子量的准确值。因为实验数据有误差（如数据的精确度问题）。那么如何来修正这一误差呢？由题中提供的条件来看，只有用该脂肪酸的通式来进行修正。

脂肪酸一般通式为CnH2n+2-2ΩOz（Ω为分子不饱和，Z为氧原子数），由上面计算可知，烃基不饱和度Ω羧基=3和羧基数n=2，则分子总不饱和度Ω=Ω烃基+Ω羧基=3+1=4，氧原子数Z=2，所以该脂肪酸通式可写为CnH2n-6O2，将分子量实验值282、280分别代入公式CnH2n-6O2中进行修正，发现分子量282、280都不符合通式的要求，在此数值附近只有分子量为278符合通式要求。所以本题答案既不是A也不是B，而应选C答案。

第五篇：选修3-1《实验：测定电池的电动势和内阻》教案

第二章 2.9 实验：测定电池的电动势和内阻

一、教材分析

“实验：测定电池的电动势和内阻”是人教版高中物理选修3-1第二章第九节的内容，它是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用，学生通过本节课的学习，既能巩固电学问题的分析思路，加深对闭合电路欧姆定律的理解，激发学生的学习兴趣，培养学生合作、探究、交流能力，具有很重要的实际意义。

二、教学目标

一、知识与技能

1、理解闭合电路欧姆定律内容

2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。

3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。

4、使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。

二、过程与方法

1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。

2、学会利用图线处理数据的方法。

三、情感态度与价值观

使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。

三、教学重点难点 重点：利用图线处理数据

难点：如何利用图线得到结论以及实验误差的分析

四、学情分析

1．知识基础分析：

①掌握了闭合电路欧姆定律，会利用该定律列式求解相关问题。

②掌握了电流表、电压表的使用方法。

2．学习能力分析：

①学生的观察、分析能力不断提高，能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。

②具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。

五、教学方法 实验法，讲解法

六、课前准备

1．学生的学习准备：预习学案。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：两人一组，实验室内教学。

七、课时安排：1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情景引入、展示目标 回顾上节所学内容，引入新内容

教师： 上堂课我们学习了闭合电路的欧姆定律，那么此定律文字怎么述？公式怎么写？ 学生： 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，这就是闭合电路的欧姆定律。

提出问题：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？

学生讨论后，得到的大致答案为：由前面的闭合电路欧姆定律I=E/（r+R）可知E=I（R＋r），或E=U＋Ir，只需测出几组相应的数值便可得到，可以采用以下的电路图：

这几种方法均可测量，今天我们这节课选择用

（三）合作探究、精讲点播

1.实验原理：闭合电路欧姆定律E=U＋Ir 2.实验器材： 学生回答： 测路端电压；

测干路电流，即过电源的电流。需测量的是一节干电池，电

测量的这一种。

动势约为1.5V，内电阻大约为零点几欧。

电流表、电压表及滑动变阻器的规格要根据实验的具体需要来确定，看看我们用到的电路图里面、各需测的是什么？

接在外面，原则上也是可以的，那么我们在做实验时是提出问题：选用电路图时，还可将否两个都可以，还是哪一个更好？为什么？ 学生回答：两种方式测量都会带来误差。采用图1 采用图2 示数准确 示数准确

示数偏小 示数偏小

选用哪种方式，要根据实际测量的需要确定，现在要想测出电源的内阻，如果采用图2方式，最后得到的结果相当于电源内阻与电流表内阻的总和，而两者相差又不太多，这样一来误差就会比较大，所以应采用图1的电路图。明确各仪器的规格： 电流表0～0.6A量程，电压表0～3V量程。滑动变阻器0～50Ω。此外，开关一个，导线若干。3.数据处理：

原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，我们可以多测几组求平均，也可以将数据描在图上，利用图线解决问题。

明确：

①图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流I增大时，路端电压U将随之减小，U与I成线性关系，U=E—Ir。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。②电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U－I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化。

实验中至少得到5组数据，画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。

讨论：将图线延长，与横纵轴的交点各代表什么情况？ 归纳：将图线两侧延长，分别交轴与A、B点。A点意味着开路情况，它的纵轴截距就是电源电动势E。

说明：

①A、B两点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。②由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。4.误差分析：

实验中的误差属于系统误差，请同学们进一步讨论，得到的数值是偏大还是偏小？（提示：利用图线及合理的推理）

可以请几位同学发言，最后得到结论。因为 电压表的分流作用 所以 I真=I测＋Iv

即（I真—I测）↑，反映在图线上：

当 U=0时，Iv→0 I→I真 故 r真＞r测 E真＞E测 5.布置作业：

认真看书，写好实验报告。

（四）反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）

（五）发导学案、布置预习。

九、板书设计

一、实验原理：

二、实验步骤：

三、数据处理： 计算： 图像：

四、误差分析：

十、教学反思：本节课重在数据处理、误差分析。