第一篇：物理數字化實驗講稿(許顯紅)
DIS數字化實驗系統(tǒng)在物理教學中的應用
講稿
（ALT+TAB進行PPT和軟件之間的切換）
各位領導、各位專家、各位同行，下午好！很榮幸為大家介紹我校DIS數字化實驗在物理教學中的應用，借此拋磚引玉，如有不當之處，還請多多指教！
一、介紹PPT第1頁——第7頁
二、介紹DIS的特點 1．實驗過程“可視化”
實驗過程可視化包括實驗過程空間可視性和實驗過程時間可視性。
物理實驗中，空間上細微過程人眼難以觀察，一般借助于顯微鏡可以實現細致的觀察。時間上細微過程難以捕捉，難以記錄，是物理實驗的一個難點，瞬間變化的可視化尤其是難點。例如初中的路程和時間的關系，響度、頻率、音色不同的聲波圖象特點；高中階段的碰撞與緩沖、彈簧振子的運動，電容充、放電電流i-t關系等等，這類實驗以往一般只能定性講述，或者用多媒體軟件進行模擬演示。
怎樣突破這個難點呢？傳統(tǒng)的實驗儀器由于人眼觀察與手工記錄的斷續(xù)性，確實難解決這個問題。數字化實驗通過與計算機連接的傳感器實時采集數據，記錄數據，實現了時間上細微過程的實驗過程數據自動記錄，相當于用傳感器和計算機代替人眼、手、紙和筆記錄數據，實現了數據記錄的時間連續(xù)性，實現了瞬間變化“可視化”。例如將傳感器技術引入聲波圖象教學，就可以在很短的時間內清晰地記 錄下各種響度、頻率和音色的圖像，同時組合到一張圖片中，便于讓學生直觀地看到它們的特點。當然用傳統(tǒng)的示波器也能研究聲波的特點，實際教學中，往往有很多老師嫌麻煩，而用課件來展示，失去了物理實驗的可信度。
（教師演示操作過程，注意“保存圖象”是指在同一個圖中重合多個對比圖，“保存為”是將每一次的圖保存為圖
1、圖
2、圖3等，自動組合到實驗報告中。）
2．數據采集“智能化”（1）表現之一是“自動化”
系統(tǒng)配置的軟件可以設置采集器的各種參數，實現數據采集的自動化。功能強大的數據采集器可以自動把整個實驗過程中物理量的變化完整的記錄下來，存儲在數據文件中。
（2）表現之二是“實時化”
由于采用計算機自動控制，系統(tǒng)能夠在很短的時間內采集和處理大量的數據，同時將數據反映成圖象，使實驗結果更加直觀。
（3）表現之三是“并行化”
數據采集器能同時接入四只相同的傳感器或四個不同的傳感器，能同時采集多個相同或不同種類的物理量，實現數據的同步并行采集。
實例：海波與石蠟的熔化實驗：本實驗極不容易成功，對管內外溫度的控制要求較高；另外很難同時讓兩個實驗共同進行；用常用溫度計測出的數據誤差也較大。所以我采用了數字化實驗，使實驗得到了很好的控制。（展示：海波實驗的圖片）3．數據處理“智能化”（1）“智能化”地進行實驗重演
軟件提供了回放功能，只要調用相應的實驗模板和數據文件，就能夠實現實驗的重演，學生可以隨意定格展示、隨意縮放DIS實驗圖線。
（軟件界面操作演示文件的保存、坐標的縮放）（2）“智能化”地進行數據擬合
軟件不但提供了對數據求平均值、求最大值、求最小值的功能，而且提供了數據擬合功能，圖線面積求法──積分運算功能，和自定義運算功能。
（軟件演示）
（3）“智能化”地創(chuàng)建實驗報告
軟件可以創(chuàng)建各種文檔，如實驗指導文檔、實驗報告文檔、數據處理結果文檔等。
（軟件演示）
三、DIS反思：
（一）優(yōu)點： 1．教學內容廣泛．
物理學中的力、熱、聲、光、電、磁等方面均有相應的探頭進行相關實驗，甚至化學、生物等學科均有相應的探頭和軟件。
（點擊軟件中的“初中物理”、“初中化學”等按鈕，展示各個實驗名稱。）2．教學方式創(chuàng)新：增添了一種現代化實驗教學手段。數據采集器已在實際的現代生產、生活中得到了廣泛的應用。數據采集器在中學物理實驗的應用，使學生能提早接觸和熟悉數據采集器，適應時代要求。
3．教學效果顯著
數字化實驗設備的使用使原來不容易實現的實驗或者無法定量分析的實驗均能順利完成，大大激發(fā)了學生的興趣，活躍了課堂氣氛，提高了教學效率。
4．教學真實性強
以傳感器為主的數字化實驗室仍以學生的真實實驗為基礎，很好地抓住了信息處理的三個重要環(huán)節(jié)（采集、處理和表達），從而有效實現了信息技術與理科學科實驗的整合。
（二）缺點：
1．設計數據采集和處理軟件時，沒能完全了解中學理科教學實驗的要求。系統(tǒng)只一味地突出現代化特點和數據處理的智能化。
2．傳感器的精確度、采樣率問題。
如距離傳感器，它的原理都是基于測量超聲波脈沖傳播的時間，然后根據聲速算出距離．據我所知，這里所用的超聲波，波長都是厘米級的，那么分辨率應該不可能比厘米還小很多。曾設想用它來反映物體表面的微小形變，結果失敗。
再比如：不少產品的最高采樣率（每秒采集的數據個數）是1000個/s，以這樣的采樣率用聲音傳感器來記錄一支頻率384Hz的A調音叉的聲音振動圖線，就完全不可能了。
四、結束語
現在的數字化實驗系統(tǒng)有這樣強大的數據采集和處理能力，幾乎可以完成中學理科教學中的大部分實驗。但我個人認為，對一種新的技術，應該既看到它的長處，也看到它的不足；既要弄清楚它適合做什么，也要弄清楚它不適合做什么．例如做力的合成分解實驗，力的大小用彈簧秤來測量就比用力的傳感器來測量要方便且直觀得多
又如穩(wěn)恒電路中電流、電壓的分布，而且只是采集少量的數據，也沒有必要用電流、電壓傳感器來代替普通的指針式電表。
再如在中學這樣一個基礎教育的階段，傳統(tǒng)實驗方法的訓練對學生實驗能力、科學素質的培養(yǎng)是必不可少的．盡管數字化實驗系統(tǒng)有強大的數據處理功能，學生仍應首先學會設計實驗圖表，在圖表中手工標定數據點，正確地作出實驗圖線。
總之，數字化實驗室對轉變學生的學習方式、提高實踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神等方面是值得肯定的。數字化實驗設備的在中學物理教學中的運用，無疑是一場新的革命，對于教學理念、教學過程、教學內容、教學方式、教學效果等都會產生深刻的影響。
第二篇：物理數字化實驗中出現的待解決問題
物理數字化信息系統(tǒng)實驗過程中存在的問題
一、教師端和學生端的控制轉換操作如何進行？（上次來的專家沒給我們演示
一下，我們還是操作出現困難）
主要問題是：
1、教師主機對學生分機控制與交流，2、學生提交作業(yè)和批閱
3、教師端給學生反饋的信息回復
4、如何在大屏幕上展示學生提交的作業(yè)出現的問題
二、通過幾個實驗的操作發(fā)現的問題：
實驗1 靜摩擦力研究
【實驗裝置示意圖】
【實驗中出現的問題】
1、實驗采集的數據圖像比較粗糙，是一簇糾纏在一起的“麻繩”狀粗線條，如圖：
2、實驗配套的摩擦塊只有2塊（各為100g的金屬扁盤），這樣得到的f-FN圖像數據點只有
12個，理論上無法嚴格證明滑動摩擦力f和正壓力FN的線性關系。（我們解決的方案是在扁盤上加放50g的砝碼，從1個加到3個，這樣可以增加數據點的個數）。
3、根據實驗表格中的數據，通過電腦自動擬合得到的f-FN圖像雖然符合很好的線性關系，但是直線并沒有過原點，這樣就無法解釋f＝μFN的正比例關系。如圖：
實驗2 從v-t圖求加速度
【實驗裝置示意圖】
【實驗中出現的問題】
1、試驗采集的數據圖像不夠平滑，一開始有反向圖線，或者有突然“跳動”的圖線。跟說明書上示范的圖像有很大差距。
實驗說明中的示范數據圖像
我們實際操作的數據圖像
實驗3 分壓與限流
【實驗中出現的問題】
按照說明書上此實驗需要兩個電壓傳感器，但是實際只給配了一個電壓傳感器，所以該實驗無法正常操作。
實驗4測定小燈泡的伏安特性和測定電源電動勢內電阻，實驗過程中存在問題：
1、質量不穩(wěn)定：
2013年9月實驗的過程中，有大部分電流傳感器和電壓傳感器質量不穩(wěn)定，用一下就出問題了，使用過程中發(fā)現實驗時有時存在一些莫名的錯誤提示，有時只能用重啟電腦來解決，有時重裝那個系統(tǒng)實驗文件才能解決問題，所以在實驗過程中可能會出現一些不確定因素影響實驗的進行。
2、用傳感器做實驗就象用電腦一樣偶然因素太多，可能因軟件或其他原因導致實驗過程中出錯或死機。
3、傳感器在操作中有時會出現不計數現象，不是接觸不良的問題，需要把程序重新啟動就計數了，是什么原因？
4、電學實驗歐姆定律的實驗中，在計數和處理圖像擬合時，有時圖像會跑到第三象限調不過來？
實驗5利用雙縫干涉實驗測定波長
在雙縫干涉實驗中，在得到干涉圖樣后，根據公式計算波長時數據輸入不進去，得不到最終數值結果
實驗6《平拋運動》的實驗
實驗質量不穩(wěn)定：2013年4月實驗的過程中，有時數據采集不到 在數據采集和操作上需培訓
實驗7《運動的合成和分解》的實驗
實驗裝置組裝不成功，裝置樣本圖太簡單，老師們裝不起來
第三篇：實驗講稿
總論、鏈霉素毒性、肝臟在藥物代謝中的作用
一、藥理學實驗課的目的和要求：
（一）目的：
（1）
使學生掌握進行藥理學實驗的基本方法，了解獲得藥理學知識的科學途徑
（2）
驗證藥理學中的重要基本理論，更牢固地掌握藥理學的基本概念。
（3）
培養(yǎng)對科學工作的嚴肅的態(tài)度、嚴格的要求、嚴密的工作方法和實事求是的作風，并初步具備客觀地對事物進行觀察、比較、分析、綜合和解決問題的能力。
（二）要求：
（1）
實驗前做好預習工作，結合實驗內容，復習有關藥理學、生理學和生物化學等方面的理論知識，并領會實驗設計的原理。
（2）
實驗時認真操作，仔細觀察，并做好實驗記錄。
（3）
實驗后整理實驗結果，并進行分析思考，認真書寫實驗報告，并做好實驗室的清潔衛(wèi)生，關好水、電。
二、實驗設計的基本原則
（1）
重復性
（2）對照性（3）隨機性
三、藥理學實驗的一般方法和技術
（一）實驗動物選擇的原則和方法
1、首先要根據實驗的目的選擇實驗動物
2、選用來源清楚、遺傳背景明確的實驗動物
3、選用容易獲得、價格便宜、易于飼養(yǎng)與管理的實驗動物
4、必須注意實驗動物種類、品系的質量及健康狀況是否良好
5、選用人畜共患疾病的實驗物物和傳統(tǒng)應用的實驗動物
（二）實驗動物的選擇：
常用的實驗動物有蛙、蟾蜍、小白鼠、大白鼠、豚鼠、家兔、貓、狗。常根據不同的實驗目的和要求選用不同的實驗動物，所選用的動物必須能較好地反映試驗藥物的選擇性作用并符合節(jié)約的原則。
蛙和蟾蜍：離體心肌，觀察藥物對心臟的作用。坐骨神經和腓腸肌，觀察藥物對周圍神經肌肉或橫紋肌的作用。
小白鼠：
1.小鼠屬于脊椎動物門，哺乳綱，嚙齒目，鼠科，小鼠屬動物。2.成熟早，繁殖力強。3.體形小，易于飼養(yǎng)管理。4.性情溫順，膽小怕驚。5.對外來刺激極為敏感。6.便于提供同胎和不同品系動物。7.喜居于光線較暗的安靜環(huán)境，習于晝伏夜動，喜歡啃咬。8.體小嬌嫩，不耐饑餓，不耐冷熱，對環(huán)境的適應性差。9.成年雌鼠在動情周期不同階段陰道粘膜可發(fā)生典型變化。適用于需要大量動物的實驗，如藥物篩選，半數致死量，藥物效價。大白鼠：與小白鼠相似，一些在小白鼠身上不便進行的實驗可用大白鼠。
豚鼠：易致敏，常用于平喘藥和抗組胺藥的實驗。
家兔：觀察藥物對心臟、呼吸的影響及農藥中毒和解救實驗。
貓：血壓穩(wěn)定，常用于血壓實驗。
狗：觀察藥物對心臟泵功能和血流動力學的影響，心肌細胞電生理研究、降壓及抗休克藥的研究
（三）常用的藥物給藥途徑
1、經口給藥（灌胃）
2、皮下注射
3、肌肉注射
4、腹腔注射
5、靜脈注射
（四）實驗動物的捉拿和給藥方法
小白鼠：
捉拿法：右手提起尾部，放在鼠籠或其他糊糙面上，向后上方輕拉，迅速用左手食指和拇指捏住小鼠頸背部皮膚并以小指和手掌尺側夾其尾根部固定于手中。給藥法：
（1）
灌胃法：左手捉拿小鼠后，使口朝上，頸部輕輕拉直，右手持吸有藥液的注射器，將灌胃針頭從口角插入口腔，沿上腭向食道輕輕推進，如遇阻力應抽出灌胃針管重插。當推進約2－3公分時，動物安靜，呼吸無異常，即可將藥液緩緩推入。0.1-0.3ml/10g。
（2）
腹腔注射法：左手捉拿小鼠后，使腹部朝上。右手持盛有藥液的注射器，自左腹下部插入，針頭與腹壁的角度呈45度。針頭進入腹腔時可有抵抗力消失感。先回抽一下無氣泡或血后，輕輕推入藥液。0.1-0.2ml/10g。
（3）
皮下注射法：左手捉拿小鼠固定頭部，然后用左手無名指及小指將小鼠左后肢及背部壓在掌面，右手持注射器，自頭側背部插入皮膚，注入藥液。拔針時，輕捏針刺部位片刻，以防藥液溢出。注射量0.05－0.25ml/10g。
（4）
肌肉注射法：將小鼠捉住，固定左后肢，將注射器插入大腿肌肉，在注射前，應回抽針栓，如無回血，則可給藥。注射量一般為0.2ml/次。
（5）
尾靜脈注射法：將小鼠置入特別鼠筒中，尾巴露出。用酒精棉球擦拭使尾血管擴張。以無名指和小指夾持尾尖，用中指托起尾巴，使之固定。選其一側尾靜脈穿刺。如針頭在血管內，推注藥液無阻力。否則皮膚隆起發(fā)白，阻力增大，此時應退回針頭重新穿刺。注射量0.05-0.2ml/10g。家兔：
捉拿法：以右手抓住頭頸部皮膚，左手托起臀部，使兔在實驗者手中呈自然匐狀即可。給藥法：
（1）
腹腔注射法：同小鼠。
（2）
靜脈注射法：一般采用耳緣靜脈給藥。先將家兔固定于兔箱內，拔去注射部位的兔毛，用酒精棉球涂擦耳緣靜脈皮膚使血管擴張。以左手食指放在耳下將兔耳墊起，并以拇指按住耳尖部。右手持帶有6號針頭的注射器，盡量從血管遠端刺入血管。注射時針頭先刺入皮下，向前推進少許，然后刺入血管。針頭刺入血管后再稍向前推進，輕輕推動針栓，若無阻力和局部皮膚發(fā)白隆起現象，即可注藥。否則應將針頭退出，再重新刺入血管。注射完畢，用棉球壓住針眼，拔去針頭。
（五）實驗動物的取血方法
（1）
小白鼠、大白鼠的取血方法:
頸動靜脈和股動靜脈取血：將動物麻醉，暴露相應的血管，用注射器從血管中抽血或剪斷血管，從血管外吸血。
心臟取血：動物仰臥位固定，用連接有4－5號針頭的注射器在左側第3－4肋間于心搏最強處穿刺，當針刺入心臟時，血液由心臟收縮的力量自動壓入注射器中。也可開胸直接將注射器針刺入心臟抽取血液。
尾尖取血：即剪斷尾尖，讓其自行流血，依取血量的多少與次數處理方法不同。量需要較多時采用麻醉動物并輔以尾部按摩或加溫浴。需多次采用時可分次剪尾。
眶動脈或眶靜脈取血：先將動物倒掛壓迫眼球，使眼球突出充血后，以止血鉗迅速摘取眼球后，眼眶內很快流出血液，將血滴入預先加有抗凝劑的玻璃器皿內，直至不流為止。一般可取動物體重的4%－5%血液量。用畢動物死亡，只適于一次使用。
斷頭取血：用剪刀剪掉鼠頭，立即將鼠頸向下，提取動物，并對準已準備好的盛血容器，則鼠血從頸部皮膚很快滴入容器內。
（2）
兔取血法：
心臟取血：在心搏最明顯處取血。部位是胸骨左緣第3肋間隙旁約3mm處進針。
耳緣靜脈取血：局部去毛，用酒精涂擦，使血管擴張，然后以粗大針頭插入耳緣靜脈取血。
頸動靜脈和股動靜脈取血：同在、小白鼠的方法。
（六）實驗動物的處死方法
實驗結束后，常須將動物處死，常用方法如下：
頸椎脫臼法：本法適用于小鼠，用手指壓住小鼠的后頭部，捏住鼠尾，用力向上牽拉，使之頸椎脫臼致死。
空氣栓塞法：用注射器將空氣急速注入靜脈，可使動物死亡。心臟取血法：用粗針頭一次大量抽取心臟血液，可到動物立即死亡。
大量放血法：處死狗時常用此法。操作用在股三角區(qū)橫切約10cm長的切口，切斷股動脈和股靜脈。血液立刻噴出。此時可同時用自來水沖洗。動物可在3－5分鐘死亡。其它方法：蛙類可斷頭處死，也可用探針經枕骨大孔破壞腦和脊髓處死動物。
四、處方
（一）處方的結構
處方包括下列幾項：
1、病人的姓名、年齡、科別、處方日期、門診或住院號
2、處方箋上常印有R的符號，它是拉丁文Recipe的縮寫，意思是“請取”。
3、藥名、劑型和份量：藥名和份量應一起寫，每藥寫一行。劑量和份量寫在藥名的右側。藥物的用量，固體以克（g）為單位，液體以毫升(ml)為單位。一般情況下，克(g)與毫升(ml)不必寫出，其它單位，如：毫克(mg)、微克(μg)、國際單位則須注明。藥量小于1單位時，在小數點前必須加零，整數后加小數點和零，以免出差錯。
4、調配方法和用法：必要時必須寫清調配方法。用法包括每次劑量、每日用藥次數、給藥途徑與給藥時間。
5、處方醫(yī)生簽名。
（二）處方的注意事項
1、處方必須認真、嚴肅。字跡要清楚，不得任意涂改。不得用鉛筆書寫。
2、藥品名稱一律使用經正式注冊的藥名或國際非專用藥品名稱，不可使用含義不清未經公認的藥名縮寫，以免造成誤解或藥名混淆。
3、用藥方法的文字說明應準確明了。藥量不應超過中國藥典的極量。因特殊需要超過的，應加簽醫(yī)生姓名，或用“！”號示意。
4、急診處方，須立即取藥的應在處方上寫“急”字。
5、處方開好，核對無誤后，才可交與病人。
6、開寫英文處方時，制劑名放于藥名后，而拉丁文處方時，制劑名置于藥名前，藥名一般用第二格。
肝臟功能狀態(tài)對藥物作用的影響
1、目的：觀察肝功能損害時戊巴比妥鈉作用的影響。
2、原理：四氯化碳是一種肝臟毒物，其中毒動物常被作為中毒性肝炎的動物模型，用于觀察肝臟功能狀態(tài)對藥物作用的影響。
3、材料：小鼠2只、鼠籠、天平、注射器、5%四氯化碳油溶液、0、25%戊巴比妥鈉溶液。
4、方法與步驟：
在實驗前48小時先取小鼠2只，皮下注射5%四氯化碳油溶液0.1ml/10g，造成肝臟損害。實驗課中取注射過四氯化碳的小鼠和正常小鼠各1只，同樣腹腔注射戊巴比妥鈉50mg/kg（即0.25%的溶液0.2 ml/10g）。觀察動物反應。記錄各鼠的翻正反射開始消失時間和恢復時間。注射過四氯化碳的小鼠與正常小鼠的麻醉作用開始時間及麻醉持續(xù)時間有無顯著差別。
5、結果
動物 甲鼠 乙鼠
給戊巴比妥時
間
麻醉開始時
間
麻醉恢復時
間
麻醉持續(xù)時
間
6、結論：肝損害鼠較正常鼠麻醉出現更早、持續(xù)時間更長。
7、實驗結束后進行討論，肝臟的功能狀態(tài)對藥物作用究竟產生什么樣的影響？為什么？
鏈霉素的毒性及氯化鈣的對抗作用
1、目的：觀察鏈霉素對小白鼠的毒性反應及氯化鈣的對抗作用。
2、器材：1ml注射器2副，鼠籠、天平、針頭4號或5號。
3、藥品：8%硫酸鏈霉素溶液，5%氯化鈣溶液。
4、動物：小白鼠
5、方法：取小白鼠兩只，稱重，編號。觀察小白鼠的正?；顒忧闆r，甲鼠皮下注射8%硫酸鏈霉素0.1 ml/10g，仔細觀察給藥后小鼠的反應（出現反應的時間與癥狀）；乙鼠先腹腔注射5%氯化鈣溶液0.2 ml/10g，接著皮下注射8%的硫酸鏈霉素0.1 ml/10g，觀察該鼠有哪些反應，并與甲鼠比較。
觀察項目
鼠號
處理階段
呼吸（次/分）
體位
四肢肌張力
甲
給藥前
給鏈霉素后
乙
給藥前
給氯化鈣、鏈霉素
6、結論：
鏈霉素的急性毒性為神經肌肉接頭阻滯作用，表現為小白鼠肌肉松馳、翻正反射消失、可用CaCL2解救。
7、討論：
8、實驗結束后進行討論。
劑型對藥物吸收作用的影響
目的：比較不同劑型烏拉坦液對小鼠作用之差別，認識膠漿劑的延緩藥物擴散作用。
材料：小鼠2只、8%烏拉坦水溶液、8%烏拉擔膠漿液（含2.5%羧甲基纖維素）
方法與步聚：性別相同、體重接近的小鼠，稱體重，觀察小鼠的一般情況，再分別給藥。
1號：皮下注射8%烏拉坦水溶液0.2ml/10g。2號：皮下注射8%烏拉坦膠漿液0.2ml/10g。
觀察小鼠對所注射藥物的反應。記錄小鼠出現步態(tài)蹣跚，俯伏不動或臥倒，翻正反射消失等反應的時間。結果：
組別
反應性質
起效時間
維持時間 8%烏拉坦水溶液 8%烏拉坦膠漿液
傳出神經系統(tǒng)藥物對小鼠胃腸蠕動的影響
目的：觀察新斯的明、阿托品對小鼠胃腸平滑肌的作用。材料：小鼠3只、量尺、0.05%硫酸阿托品溶液、0.002%新斯的明溶液、碳素墨水
方法與步聚：小鼠3只實驗前禁食12小時，稱重 1號：腹腔注射0.05%硫酸阿托品溶液0.1mg/10g 2號：腹腔注射0.002%新斯的明溶液0.1mg/10g 3號：腹腔注射生理鹽水0.1mg/10g
給藥10分鐘后，用碳素墨水0.2ml灌胃。15分鐘后，將動物處死，打開腹腔，輕輕剝離腸系膜并分離出小腸。從幽門和回盲部剪斷小腸，測量小腸全長和碳末運行距離，計算碳末在小腸的運行率。綜合全班的結果，計算平均值。（標明自己小組的結果。）碳末運行率=幽門至遠端碳末處距離（cm）/小腸全長（cm）×100% 結果
組別
小腸長度（cm）
碳末運行距離（cm）碳末運行率%
0.05%阿托品溶液
0.002%新斯的明溶液 生理鹽水
抗心絞痛藥的抗心肌缺氧作用
目的：觀察抗心絞痛藥的抗心肌缺氧作用。
原理：由于心肌耗氧量大，相對于其它器官組織更易缺氧，應用異丙腎上腺素后心肌耗氧量更為增加，故藥物提高動物全身抗缺氧能力可視為藥物的抗心肌缺氧作用。
材料：小鼠4只、磨口廣口瓶（250ml或125ml）、0.1%普萘洛爾溶液、0.1%異丙腎上腺素溶液、0.005%硝酸甘油溶液
方法：將鈉石灰10g（用小紗布包扎）放在廣口瓶的底層，用以吸收小鼠呼出二氧化碳和水分，并在瓶塞磨口處涂抹適量的凡士林，以便密閉，選用同性別、體重相近的小鼠3只，稱重。1號：腹腔注射生理鹽水0.2ml/10g
2號：腹腔注射0.005%硝酸甘油溶液0.1ml/10g 3號：腹腔注射0.1%普萘洛爾溶液0.2ml/10g
15分鐘后，再對各小鼠皮下注射0.1%異丙腎上腺素溶液0.2ml/10g，再過15分鐘，將小鼠放入磨口廣口瓶內，每瓶放1只，放入后立即將瓶密閉，并記錄時間，計算出各小鼠的存活時間，統(tǒng)計各組的實驗結果，分析藥物作用。注意事項：
1.實驗前先用水測廣口瓶的容量，選用容量相等的廣口瓶。2.動物的性別，體重及室溫對實驗影響較大，可雌雄各半，體重相差不得超過2g。
異戊巴比妥鈉的抗驚厥作用
[目的]觀察異戊巴比妥鈉對藥物性驚厥的對抗作用。[材料]5%尼可剎米溶液、0.5%異戊巴比妥鈉溶液、生理鹽水、小鼠2只 [方法]
小鼠2只，稱重
1號：腹腔注射生理鹽水0.1ml/10g
2號：腹腔注射0.5%異戊巴比妥鈉溶液0.1ml/10g
10分鐘后，各注射5%尼可剎米溶液0.1ml/10g。觀察各鼠有無驚厥（以后肢伸直為驚厥指標）及出現驚厥的速度和程度有何不同。結果：
組別
驚厥出現時間及程度 生理鹽水
0.5%異戊巴比妥鈉
全血水楊酸鈉二室模型藥動學參數測定
目的：用比色法測定水楊酸鈉血濃度，并利用測得的血藥濃度數據計算二室模型的藥動學參數。
器材：試管（10ml×9），離心管（10ml×11），刻度吸管，注射器，細塑料管，兔氣管插管，動脈夾，小玻棒，試管架，玻璃蠟筆，移液吸管，普通剪刀及手術刀，彎血管鉗，線，天平，分光光度計，離心機，電腦。
藥品：10%及0.04%水楊酸鈉溶液，三氯化鐵和三氯醋酸混合液，3%戊巴比妥鈉溶液，0.5%肝素，生理鹽水，0.2%肝素生理鹽水。
動物：兔
方法：1.術前準備：取離心管11支，編0－10號，各加入三氯化鐵和三氯醋酸混合液2ml，9號管再加入0.04%水楊酸鈉標準溶液0.6ml，10號管再加蒸餾水0.6ml。
2.稱重，麻醉（3%戊巴比妥鈉靜脈注射，1ml/kg或25%烏拉坦腹腔麻醉，1ml/kg），固定，分離左側頸總動脈，在耳緣靜脈注射1%肝素生理鹽水（0.5ml/kg）后再做動脈插管供采血用。
3.用干燥注射器從頸總動脈取血0.6ml加入0號管。
4.從已分離出的左頸總動脈對側的耳緣靜脈注射10%水楊酸鈉溶液2ml/kg（彈丸式注射）在給藥完畢后的第1、3、5、10、20、50、80和110分鐘從頸總動脈分別取血0.6ml，依次加入第1－8號管中，振蕩。每次采血后洗凈注射器，用肝素生理鹽水濕潤備用。
5.用小玻棒攪拌0－8號管各1分鐘，分別加入蒸餾水5ml再攪拌1分鐘，3000轉/分，離心10分鐘，移液管取上清液6ml備用，9、10號管各加蒸餾水5ml，搖勻備用。
6.在分光光度計上，以波長510nm，1cm光徑比色皿，10號管調零，測0－9號管光密度d0-d10。
7.將所得數據依次輸入電腦，可得相應二室模型的藥動學參數及曲線。
注意事項：
1、10%水楊酸鈉溶液注射要快，準確（使Vmax=0）。
2、每次取血前放掉一些血，采血準確及時，采血后應洗凈注射器，用肝素生理鹽水濕潤備用。
3、攪拌順序應從低濃度向高濃度。
扭體法和藥物劑量、給藥途徑對藥物作用的影響及錄像
一、扭體法：
1、目的：觀察鎮(zhèn)痛藥的鎮(zhèn)痛作用并聯(lián)系其臨床應用。
2、動物：小白鼠，同性別，健康鼠。
3、器材：燒杯、鑷子、天平、1ml注射器、鼠籠
4、藥品：0.2%哌替啶生理鹽水溶液、生理鹽水、2%苦味酸、0.6%冰醋酸溶液。
5、方法和步驟：取體重相近同性別小鼠2只，分別稱重，標記，分成2組。腹腔注射給藥，甲組給生理鹽水0.1ml/10g，乙組給哌替啶20mg/kg(0.2%，0.1ml/10g)，20分鐘或30分鐘后，每只鼠腹腔注射0.5%冰醋酸溶液0.1ml/10g，觀察15分鐘內小鼠是否出現扭體反應（痛苦癥狀，表現為伸展后肢，收縮腹部、軀體扭曲、使腹肌間歇性地收縮等癥狀）并記錄10分鐘或15分鐘內出現扭體反應次數，綜合全實驗室結果，求甲、乙二組各鼠10或15分鐘內出現的平均扭體反應次數，并計算藥物鎮(zhèn)痛的百分率。
甲組平均扭體反應次數－用藥組平均扭體反應次數
藥物鎮(zhèn)痛百分率＝
×100%
甲組平均扭體反應次數
組別
鼠別
藥物及劑量
15分鐘內平均扭
鎮(zhèn)痛百分率
體反應次數
甲
乙
二、給藥途徑對藥物作用的影響
1、目的：觀察以不同給藥途徑給予同劑量的尼可剎米時，所引起藥理作用的差別。
2、材料：小鼠4只、鼠籠、天平、注射器、小鼠灌胃針頭、注射針頭、0.25%硫噴妥鈉溶液。
3、方法與步驟：取性別相同、體重相近的小鼠4只，以1、2、3、4編號，分別稱重，觀察各鼠的一般情況，依次給藥。1號鼠 以灌胃法給予0.25%硫噴妥鈉溶液(0.2ml/10g)。2號鼠 以皮下注射法給予0.25%硫噴妥鈉溶液(0.1ml/10g)。3號鼠 以腹腔注射法給予0.25%硫噴妥鈉溶液(0.2ml/10g)。
4號鼠 4號鼠 腹腔注射0.025 %氯丙嗪0.1 ml/10g，10分鐘后腹腔注射硫賁妥鈉0.2mg/10g(0.25%溶液0.2ml/10g)
每次給藥后立即記下當時時間，密切觀察小鼠的反應。動物首次出現驚厥時，也立即記下時間。從給藥到首次出現驚厥的一段時間為藥物作用的潛伏期。比較4只小白鼠結果的差別。
鼠號 性別
體重 硫噴妥鈉劑量
給藥途徑 作用潛伏期最后結果
4、對實驗結果進行討論。
抗心律失常及血壓實驗
一、目的：
1、觀察酚妥拉明、腎上腺素、心得安對血壓的影響
2、觀察酚妥拉明對腎上腺素的升壓翻轉作用
3、觀察大劑量腎上腺素所到的心律失常及心得安的對抗作用。
4、觀察中毒劑量強心苷所致心律失常及利多卡因的抗心律失常作用。
二、原理：略
三、步驟：
1、取一只家兔，稱重，腹腔注射烏拉坦（20%烏拉坦5ml/kg）。麻醉后將兔仰臥固定于手術臺上。
2、剪去兔頸部正中毛，切開正中頸部皮膚，分離左側頸總動脈，耳緣靜脈注射0.1%肝素1ml/kg。進行動脈插管，在其遠心端用絲線結扎，近心端用動脈夾夾住，向心方向插與換能器相聯(lián)的充滿抗凝劑的塑料插管，絲線結扎固定。
3、記錄正常血壓變化，然后依次給藥（每次給藥后要注入少量生理鹽水以沖洗管內殘留藥物，待血壓等指標恢復到原水平或平穩(wěn)后再給下一藥物）觀察血壓變化
給藥順序：1/10000 腎上腺素0.1% ml/kg →1%酚妥拉明0.1% ml/kg →
1%酚妥拉明0.1% ml/kg ＋1/10000 腎上腺素0.1% ml/kg →0.1%普萘洛爾0.5ml/kg →0.1%普萘洛爾0.5ml/kg＋1/10000 腎上腺素0.1% ml/kg
4、在家兔的四肢皮下插入心電電極。(紅—右前，藍—左前，黑—右下)
5、觀察心電圖變化。
給藥順序：1/5000 腎上腺素1ml/kg →(竇律恢復5分鐘后)0.1%普萘洛爾0.5ml/kg(記錄1分鐘后)→1/5000 腎上腺素1ml/kg6、觀察強心苷對心臟毒性及利多卡因的抗心律失常作用：快速推注去乙酰毛花苷4~7支/只，一出現心律失常立即停止給藥，并馬上緩慢靜推0.3%利多卡因2~3ml/只。
四、對實驗結果進行討論。
氯丙嗪對乙醚麻醉的影響
【目的】
觀察氯丙嗪對中樞抑制劑乙醚麻醉的影響，了解乙醚吸入麻醉方法?！静牧稀?/p>
密閉玻璃麻醉箱（或玻璃罩）、秒表、注射器（2ml）.【藥品】
0.5%氯丙嗪、麻醉乙醚、生理鹽水?！緦嶒瀯游铩?/p>
200～300g的大鼠?！痉椒ê筒襟E】
(1)體重相近之大鼠兩只，觀察一般生活狀況后一只腹腔注射氯丙嗪5ml/100g；另一只作為對照給予相同容量的生理鹽水腹腔注射。30min后觀察一般活動狀態(tài)并進行麻醉實驗。
(2)兩只大鼠分別放入兩只等體積的密閉玻璃麻醉箱(或玻璃罩)內，觀察和記錄兩只大鼠有關興奮、興奮期的持續(xù)時間和進入麻醉的時間。
【實驗結果】
自行列表記錄結果 【注意事項】
（1）
藥液一定要注入腹腔，避免溢出。（2）
氯丙嗪和生理鹽水注射器避免混用。
腎上腺素對普魯卡因毒性的影響
【目的】觀察腎上腺素對皮下注射普魯卡因毒性的影響，了解血管收縮藥對預防局麻藥中毒的作用。
【器材】小白鼠、2%鹽酸普魯卡因注射液，含1：20000腎上腺素的2%鹽酸普魯卡因、注射器2付
【方法與步驟】取性別相同、體重相近的健康小白鼠2只，稱重后分別標記。甲鼠皮下注射2%普魯卡因0.2ml/10g，乙鼠皮下注射含腎上腺素之普魯卡因0.2ml/10g。觀察兩鼠發(fā)生驚厥的潛伏期及死亡率（綜合全班實驗結果）。
口服與腹腔注射硫酸鎂的作用比較
【目的】觀察硫酸鎂口服與注射給藥的作用有何不同，掌握硫酸鎂口服與注射給藥對機體的作用。
【動物】小鼠2只?！舅幤贰?2%MgSO4。
【器材】大燒杯、天平、1ml注射器、小鼠灌胃器。
【方法】取小鼠2只，1只由腹腔注射12%MgSO4 0.1ml/10g（1.2g/kg），另一只灌胃給予同樣劑量（1.2g/kg）的MgSO4。觀察并記錄動物出現的癥狀。
【注意事項】被灌胃給藥的小鼠如果也出現抑制，甚至呼吸麻痹而死亡，系由技術操作失誤，可能是將灌胃針頭穿透食管或胃臟，使MgSO4進入胸腔或腹腔所致。應及時補作。
第四篇：實驗專題講稿
第一課時
同學們好，今天我們來復習實驗專題。
實驗是物理這門學科的基礎，它幾乎貫穿在初中所有章節(jié)的內容當中，研究近年來全國各地中考實驗題的變化，我們發(fā)現，現在的中考實驗題的考查重點：
1、基本儀器的使用
2、實驗的原理、實驗方法和操作過程
3、探究能力、分析能力和應用能力
初中物理課堂實驗大體可以分成兩類，一類是測量性實驗，這類實驗的主要目的是完成對物體的某一物理量的測量工作。如測量物體的運動速度、測物質的密度、測力的大小、測量物體的溫度、測定值電阻的阻值、測燈泡的電阻、測燈泡的電功率等。另一類是探究性實驗，其目的是通過實驗來探尋某一方面的物理規(guī)律。如：探究杠桿的平衡條件、影響摩擦力大小的因素、液體內部壓強的規(guī)律、二力平衡因條件、影響動能大小的因素、影響電阻大小的因素、歐姆定律、焦耳定律、電磁鐵的磁性強弱影響因素、磁場對電流的作用等。這一講我們重點來復習一下測量性實驗。
測量性實驗可以分為直接測量和間接測量。有些物理量可以通過我們已經學過的實驗器材直接測量得到，如：長度測量、溫度測量等。同學們復習時應重點把握測量工具的正確使用和讀數方法、減小誤差的方法。而有些物理量在初中階段我們無法直接測量出來，必需通過其它量的測量再利用所學的物理知識計算得到我們所需要的這個物理量。這樣的測量方法屬于間接測量。主要的實驗有：測量物體的運動速度、測量物質的密度、測導體的電阻、燈泡的電功率、滑輪組的機械效率等等。關于這類測量同學們應該抓住其中的重點：就是測量的原理。以上實驗測量原理的共同點是，通過另兩個相關量的測量再利用公式計算完成測量任務。
復習中我們除了要注重對實驗原理的復習，同時還要重點復習實驗的過程。尤其要注意實驗中某些特殊器材的使用和操作中的細節(jié)。我們來看這道例題：
這道題綜合考查了電路的連接、滑動變阻器的使用方法、滑動變阻器的作用以及滑片的移動會對電表示數造成什么樣的影響等。整個實驗中滑動變阻器起到了非常重要的作用，有它在，才使得我們的實驗教程更科學，實驗結果更準確。縱觀初中的電學實驗，我們發(fā)現很多電學實驗中都要用到滑動變阻器，那它在不同的電路中又分別起到了什么作用呢？我們一起來復習一下，一共有四個電學實驗都用到了滑動變阻器，它們分別是：探究電流與電壓和電阻關系即歐姆定律的實驗、測量定值電阻阻值的實驗、測量燈泡電阻的實驗和測燈泡電功率的實驗。這四個實驗中，滑動變阻器都有一個共同的作用就是“保護電路”。具體來講就一是保護用電器不會被燒壞；二是保護電表的示數不能超過相應的量程。
歐姆定律的探究實驗是從兩個方面來進行的，當探究電流與電壓的關系時，應該使用同一個電阻同時改變定值電阻兩端的電壓再看電壓改變時電流會發(fā)生什么樣的變化。當探究電流與電阻的關系時，應該更換不同阻值的電阻，同時控制定值電阻兩端電壓一定，再看電流會發(fā)生什么樣的變化。最終綜合得出結論。這兩方面的探究都是用滑動變阻器來調節(jié)電壓表的示數，但一次是為了改變它的示數，而另一次是為了控制它的示數不變，而且都是利用滑動變阻器實現多次實驗從而找到普遍規(guī)律。在測量定值電阻阻值的實驗中通過調節(jié)滑片同樣可以改變待測電阻兩端電壓，這樣做是為了多次測量取平均值，從而減小實驗誤差。而測燈泡電阻時，滑動變阻器可以改變燈泡兩端電壓，多次實驗后我們發(fā)現每次測得的燈泡電阻間的差距比較大，從而發(fā)現燈泡電阻受溫度的影響比較明顯。而定值電阻則不同，它的阻值比較穩(wěn)定，當電壓改變時電阻幾乎沒有明顯地變化，所以我們用多次測量取平均值的方式來減小測量誤差，但測燈泡電阻時，由于電壓的改變改變了燈泡的亮度，我們實驗用的燈泡是白熾燈，它屬于熱光源，亮度改變本身就因為它的溫度發(fā)生明顯變化所造成的，所以這就導致它的電阻在電壓不同時發(fā)生明顯的變化，因而這個實驗不能多次測量取平均值。而這就是我們在做這個實驗時多次測量后發(fā)現的問題。在測燈泡電功率的實驗中，同樣當燈泡兩端電壓發(fā)生改變時，我們也發(fā)現燈泡的亮度發(fā)生了改變，同時通過計算也發(fā)現燈泡的實際功率也有明顯的改變，從而發(fā)現燈泡的亮度是由實際功率決定的，實際功率越大，燈泡越亮。這個實驗中也不能取平均值。
從以上所講到的一系列問題我們應該注意到，滑動變阻器在不同的實驗中的作用既有相同點，也有不同點，看似都是為了多次實驗，但最終目的又各有不同?？v觀初中所有的物理實驗，也有很多實驗也是要多次實驗的，它們的目的有的是為了尋找普遍規(guī)律，有些是為了多次測量取平均值減小誤差，還有的是為了多次實驗彼此進行比較看能否有所發(fā)現。同學們在復習時也應該注意進行這方面的歸納和總結。同時，一些實驗中的特殊器材為什么要用它，怎樣用好它，使用時應該注意哪些問題，也應該成為同學們復習的重點。
好，下面請同學們完成以下幾道習題。
同學們，我們下一講再見！
第二講
同學們好，上一講我們重點復習的是測量性實驗，這一講我們來進行探究性實驗的復習。這一類實驗的目的是通過實驗來探尋物理規(guī)律，并以此來學習探究物理問題的基本方法，培養(yǎng)同學們的科學的探究能力、對實驗信息的處理分析能力和應用實驗結論解決實際問題的能力。同學們復習時應該重點積累探究的基本方法，包括控制變量法、轉換法、等效替代法、實驗推理法等。同學們應該注意每一個實驗各自使用了哪一種或哪幾種實驗方法，同時還應該注意每一種探究方法具體的操作要求、注意事項。
首先我們來看什么是控制變量法。物理學中在探究某一物理現象與多個因素（多變量）間的關系時，把多因素的問題變成多個單一因素問題分別探究，每一次只改變其中的某一個因素，同時控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別研究之后再綜合分析，這種探究方法叫控制變量法。這種方法也是近年來中考的熱點，同時也是我們以后探究其它物理問題所常用的方法之一。這種方法在很多實驗中都被用到，比如：探究液體蒸發(fā)的快慢與哪些因素有關、探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關、探究液體壓強的大小與哪些因素有關等等。
第二種常用的探究方法是轉換法。有些實驗中我們發(fā)現，有些物理現象不容易觀察，或有些物理量不便于直接測量出來，于是我們就用容易觀察到的物質或現象，來顯示不易觀察到的物質和現象，或者用容易測量的物理量來顯示不易測量的物理量之間的關系。這樣的方法就叫轉換法。
下面我們來看這道例題。本題的前兩問考的就是控制變量法，當探究動能與速度的關系時就應該控制小球的質量不變而只改變小球滾到水平桌面的速度。同時在本實驗中，小球到達水平桌面的速度是通過小球靜止釋放時的高度來控制的。所以，如果探究動能與物體質量的關系時，就要保持小球滾到水平面的速度相同，也就是小球釋放的高度相同，而改變小球的質量。在這個實驗中，小球的動能大小我們是沒法測量，不便于直接比較的，所以就通過小球撞擊木塊后，比較木塊滑行的距離來判斷小球動能的大小。這里就用到了轉換法。當然這也不是唯一可以轉換的方式，同學們也可以想想還有沒有其它方式可以用來衡量小球動能的大小呢？同樣，也可以思考一下，還有沒有其它方式可以控制小球的速度大??？例如就有人想到了用一跟壓縮的彈簧來推動小球，彈簧的壓縮程度不同時，小球被推出的速度就不同，我們課堂上的實驗方法并不是唯一的，大家可以把視野放得更開闊一些。第三種常用的探究方法是等效替代法。在保證某種效果相同的前提下，將復雜的物理問題和物理過程轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程，這種探究方法我們稱之為等效替代法。例如在探究平面鏡成像實驗時就用到了等效替代法。請看例題。
實驗中我們用到了一支等大的蠟燭來代替像，而只有等大的蠟燭并且只在放在適當的位置才能使它與點燃蠟燭的像完全重合。此時，該蠟燭在大小和位置上就與像是等效的。
透過玻璃觀察蠟燭A/其實看到的也是光穿過玻璃板折射后形成的虛像，這種虛像的位置跟實際蠟燭的位置會出現錯位現象，是必對實驗的等效性造成影響。玻璃板越厚，這種錯位現象就越明顯，因此這兩種玻璃應該選擇薄一些的。當玻璃板背后的蠟燭與像完全重合時，就說明平面鏡所成的像與物體的大小相等。當玻璃板放置得不夠豎直時，蠟燭的像將成顯在空中，另一支蠟燭在桌面上無論移動到什么位置都無法與像完全重合，就不能起到替代像的作用。
第四種探究方法：實驗推理法。一些物理規(guī)律，由于受實驗條件限制，無法直接用實驗驗證，需要先進行實驗，再根據實驗發(fā)展趨勢進行合理推理得出結論，這探究方法叫實驗推理法。如牛頓第一定律的得出、真空不能傳聲等。
針對近年來中考實驗題的考查重點和變化趨勢，同學們在復習時應該抓住以下重點：
1、注重對實驗的方法和原理的復習。
2、重點復習實驗的操作過程，實驗的操作規(guī)范，特殊器材的使用方法和它在實驗中的作用。
3、注重知識間的遷移與整合，利用所學知識解決在實驗中遇到的問題。
4、培養(yǎng)科學的探究能力、對實驗信息的處理分析能力和應用實驗結論解決實際問題的能力。
下面請同學們完成以下幾道習題。今天的課就上到這里，同學們，再見！
第五篇：數字化實驗技術在物理實驗中的應用
數字化實驗技術在物理實驗中的應用
戴儒京（江蘇省特級教師）
所謂數字化實驗技術，是以數字化設備為實驗數據采集處理的工具、配套其它實驗器材構建的現代化實驗技術。數字化數據采集處理系統(tǒng)，由傳感器、數據采集器和計算機組成。
以數字化實驗技術為基礎的物理實驗，就是建立在上述實驗儀器、實驗技術、實驗方法基礎上的物理學實驗。
數字化實驗，是課程標準教科書的要求和需要，也是新高考和中考的要求和需要。也是物理學科發(fā)展的要求和需要。
實驗是學習和研究物理學的最基本的內容、方法和手段。實驗，包括學生實驗和演示實驗以及小實驗等，要把傳統(tǒng)實驗和數字化實驗結合起來。只有實驗，才能學到真知識；只有實驗，才能培養(yǎng)真人才；只有實驗，才能真正提高教學質量。
數字化實驗，是計算機輔助實驗。課程標準教科書專門安排了一些電子計算機輔助實驗，如：借助傳感器用計算機測速度（教科書《物理》必修1 P25）、用傳感器觀察電容器的充電和放電（選修3-1 P31）等等。電子計算機，是現代化的標志和體現，學生通過用計算機做實驗，不僅學了物理學，也學了計算機，可謂一舉兩得。
數字化實驗，是新實驗，不僅是新儀器，也是新方法。例如霍爾元件、斯密特觸發(fā)器等實驗。一些教師開始接觸，不太了解，不太熟悉，往往有把數字化實驗室閑置或充當門面。通過做實驗，他們熟悉實驗、熟悉儀器，并可能在應用的過程中有所創(chuàng)新，使數字化實驗室充分發(fā)揮作用，以物盡其用。
1.數字化實驗：傳感器的應用實驗
課程標準教科書《物理》不僅把傳感器作為單獨的一章知識內容，而且把傳感器的應用實驗（選修3-2 P70）作為學生實驗和演示實驗，新的高考大綱中也把“傳感器的應用”實驗作為高考內容。傳感器在現代生活和工業(yè)、科技中也有廣泛的應用，學生在實驗中接觸和了解傳感器，對他們的高考和將來從事科學研究及工農業(yè)生產也不無幫助。
實驗1.傳感器的應用實驗——光控開關
簡單光控開關 背景資料： 在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當波長的光線照射時，電流就會隨光強的增加而變大，從而實現光電轉換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加直流電壓，也可以加交流電壓。當受到光照時，只要光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導帶，并在價帶中產生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產生的電子—空穴對增加了半導體材料中載流子的數目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產生的電子—空穴對將逐漸復合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復原值。施密特觸發(fā)器在數字電路及控制領域有廣泛的應用，它屬于電壓觸發(fā)方式，當輸入電壓達到某一閾值時，輸出電壓會發(fā)生突變，最重要的一點是，輸入電壓增加或減少時，電路有不同的閾值電壓。以下圖1為例 圖 1 當輸入電壓Vi，當輸入電壓由低電位開始增加，如果Vi
實驗原理：
圖 3
將電路按圖3連接，RG為光敏電阻，R1，R2為電阻箱，LED為發(fā)光二極管，A點為施密特觸發(fā)器的輸入端，Y點為施密特觸發(fā)器的輸出端。適當選擇R1，R2的阻值后，當外界光線很強時，RG上的電阻相對比較小，A點的電壓小于Vp，Y點輸出高電位，發(fā)光二極管兩端的電勢差很小，因此不能發(fā)光，當外界光線變弱時，RG上的電阻顯著增大，A點的電壓也顯著增大，當增大到Vp=3.0V時，Y點輸出低電位，發(fā)光二極管兩端有大約5V的電勢差，發(fā)光二極管開始正常發(fā)光，如果光線強度又進一步開始回升，RG上的電阻減小，A點的電壓也開始減小，當A點的電壓小于Vn=2.2V時，Y點又輸出高電位，發(fā)光二極管熄滅。
為了更直觀地了解整個電路工作過程，在分別用兩個電壓傳感器對A點和Y點的電壓進行實時測量，光強傳感器測量，顯示外界光線變化對電路的影響。實驗目的：
了解簡單光控電路，對自動控制有初步理解。實驗裝置：
計算機，數據采集器，光強傳感器，兩個電壓傳感器，兩個電阻箱，施密特觸發(fā)器，發(fā)光二極管，導線若干，學生直流電源。實驗步驟：
1．先按電路圖連接各個器件，并注意發(fā)光二極管的極性，和施密特觸發(fā)器的引腳，具體情況可以參照前面的示意圖，將VDD接到穩(wěn)壓電源的正極，VSS接到穩(wěn)壓電源的負極，i1接輸入電壓對應電路中A點，o1接輸出電壓對應電路中Y點。
2．調節(jié)R1，R2電阻箱的阻值，選擇合適的電阻，將兩個電壓傳感器與數據采集器的1，2通道連接，把光強傳感器連接到3或4通道，然后將數據采集器與計算機連接，開啟采集器電源，進入實驗專用界面。
3．把兩個電壓傳感器的兩個信號輸入端的分別導線短接，對電壓傳感器進行較零，然后把連接1通道電壓傳感器的信號正極接到電路中A點，同時把它的負極接到穩(wěn)壓電源的負極，也就是電路中的地，然后把2通道電壓傳感器的信號正極接到電路中Y點，同時把它的負極接到穩(wěn)壓電源的負極。
4．把光敏電阻的感應面朝上，將光強傳感器與光敏電阻放置在一起，在采集間隔和采集數量窗口輸入合適的數值，點擊開始按鈕。
5．用一塊大的擋光物將光敏電阻附近的光線慢慢擋住，觀察實驗數據曲線，同時注意二極管的發(fā)光情況，當它開始發(fā)光以后，再慢慢把擋光物撤掉，結束實驗。實驗數據記錄與分析： 1．輸出電壓與輸入電壓曲線
2．外界光強與輸出電壓數據關系
本次實驗中R1?1500?，R2?2000?，從圖上可以看出當光強為I?139lux時，發(fā)光二極管發(fā)光，而當光強為I?244lux時，發(fā)光二極管熄滅。
2.數字化實驗：探究性實驗
課程標準教科書不僅把原教科書的一些驗證性實驗改為探究性實驗，而且新安排了一些探究性實驗。這些探究性實驗，用數字化實驗儀器和方法去做，更為便捷。例如探究加速度與力、質量的關系（必修1 P75）、探究功與物體速度變化的關系（必修2 P17）等實驗。通過探究性實驗，提高學生研究、探究的能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新能力打好基礎。
實驗2.探究（恒力做）功與物體速度變化的關系動能定理）
（動能定理（恒力）實驗原理 牛頓第二定律講述的是力與加速度之間的瞬時關系，表達式為： F = m a（1）其中，F是作用在物體上的合外力，m是物體的質量，a是物體的加速度——速度的時間變化率，表達式為： a??vdv 或 a?（2）?tdt2把（2）式代入（1）式，并將（1）式兩邊對位移積分（由x1到x2），可以得到： W = ∫Fdx = mv2/2-mv1/2 = Δ(mv2/2)= Δ E k(3)2其中，W為從x1到x2的區(qū)間內，合外力F的功，v1 和v2分別為物體在x1和x2處的速度，E k為物體的動能。也就是說，合外力的空間積累效應表現為物體動能的改變。在本實驗中，我們探究在恒定拉力的作用下，小車的動能隨時間變化的關系。其中，拉力由力傳感器測得，速度由固定有擋光滑輪的光電門傳感器測得，動能由速度的平方乘以質量的一半得到。實驗目的 通過對（恒定）拉力和速度的測量，探究合外力的功與物體動能變化的關系。實驗裝置 SWRDISLab-100III數據采集器、光電門(Photogate)傳感器、力傳感器、動力學系統(tǒng)(包括導軌、小車、滑輪和支撐桿等)等。實驗步驟 1.按圖連接實驗裝置（注意平衡摩擦力）； 2.測量并記錄小車和鉤碼的質量（第1次：小車402.81g，鉤碼19.91g）； 3.打開SWRDISLab軟件，點擊“教學專用軟件”，進入“物理實驗列表”中的“力學”部分，選擇“動能定理（恒力—Photogate）”； 4.點擊“校零”按鈕，對力傳感器進行校零； 5.設置“采集間隔”為5ms，“采集200個暫停”，以及“共采集200條數據”； 6.讓小車靜止在靠近光電門傳感器的一側（鉤碼將細繩拉緊），點擊“開始”按鈕； 7.當“開始”按鈕的顏色變“灰”時，釋放小車； 8.當小車運動到靠近支撐桿時，使小車停止運動，然后點擊“結束”按鈕； 9.觀察“力—位移”、“速度—位移”和“動能—位移”關系曲線的特點；
6.當“開始”按鈕的顏色變“灰”時，釋放小車；
7.當小車運動到靠近支撐桿時，使小車停止運動，然后點擊“結束”按鈕； 8.觀察“力—位移”、“速度—位移”和“動能—位移”關系曲線的特點；
9.任選一個位移區(qū)間，對力進行積分，并比較積分值和兩個區(qū)間端點處動能的差； 10.改變鉤碼和小車的質量，重復步驟6~10（第2次：小車402.81g，鉤碼30.35g）。
實驗數據的記錄與分析
a)“力、速度 vs.位移”圖表（小車402.81g，鉤碼19.91g）：
由圖可知，從靜止釋放到制動前（去掉對應制動過程的最后兩組讀數），隨著位移的增加，小車所受的拉力（中間的紅色曲線）幾乎不變，小車的速度（上方的綠色曲線）和動能（下方的藍色曲線）不斷增加，速度的變化率不斷減小，但是動能的變化率幾乎恒定。
b)力做的功與動能的變化（小車402.81g，鉤碼19.91g）： 如圖所示，在所選的位移區(qū)間內，力做的功為W?F?S?0.0630 J，兩個區(qū)間端點處動能的差為0.0594 J（= 0.0832－0.0238），力做的功略大于動能的變化，二者近似相等，相對誤差為5.71 %。
3．“力、速度 vs.位移”圖表（小車402.81g，鉤碼30.35g）：
由圖可知，從靜止釋放到制動前（去掉對應制動過程的最后4組讀數），隨著位移的增加，小車所受的拉力（中間的紅色曲線）幾乎不變，小車的速度（上方的綠色曲線）和動能（下方的藍色曲線）不斷增加，速度的變化率不斷減小，動能的變化率幾乎恒定。4． 力做的功與動能的變化（小車402.81g，鉤碼30.35g）：
如圖所示，在所選的位移區(qū)間內，力做的功為W?F?S?0.0911 J，兩個區(qū)間端點處動能的差為0.0870 J（= 0.1269－0.0399），力做的功略大于動能的變化，二者近似相等，相對誤差為4.50 %。
誤差分析
1． 滑輪與力傳感器掛鉤之間存在摩擦力，使得力傳感器測得的讀數大于小車拉力的二倍；
2． 隨著速度的增加，小車受到的（滾動）摩擦力略有增加； 3． 拉力做功的一部分轉化為兩個滑輪的轉動能。
關鍵點
1． 抵消摩擦力。
注意事項
1． 采集間隔取默認值5ms，如果使用更大的采集間隔，那么當小車的運動速度很快時，位移的測量有可能出錯；使用5ms作為采集間隔時，鉤碼與小車的質量比必須小于3/10。
3.數字化實驗：應用傳感器做實驗，有些傳統(tǒng)實驗，用數字化方法即用傳感器和計算機去做，也比傳統(tǒng)的方法更方便，數據處理更快、更準確，圖象更清晰、更迅速。
例如可以用位移傳感器或光電門代替打點計時器做探究小車速度隨時間變化的規(guī)律（必修1 P34）等實驗。用電流傳感器和電壓傳感器代替電流表和電壓表，做測定小燈泡的伏安特性曲線（選修3-1 P48）、測定電池的電動勢和內電阻（選修3-1 P72）等實驗。除“傳感器的應用”實驗外，還有許多用傳感器作為實驗儀器的實驗，例如用傳感器和計算機描繪簡諧運動的圖象（選修3-4P5）等等，我們統(tǒng)計有十幾個。可以說：幾乎所有的實驗都可以用數字化方法做。實驗3.測定電池的電動勢和內電阻
測定電池的電動勢和內電阻 背景資料：
通常的金屬導體都是以金屬鍵結合的晶體，處于晶格結點上的原子很容易失去外層的價電子，而成為正離子。脫離原子核束縛的價電子可以在整個金屬中自由運動，稱為自由電子，在不受外電場作用時，自由電子只做熱運動，沒有宏觀的電量遷移，因而金屬中各個部分都呈現電中性。當金屬中存在靜電場E時，金屬中的自由電子在外電場的作用下，相對于晶格離子作定向運動，電子運動中必然與晶格相碰撞，達到某種平衡后，金屬中電子有一個整體上的平均速度，導體中有穩(wěn)定的電流，前面的分析都建立在導體中的靜電場E是相對比較穩(wěn)定的前提上。
如果將一個已經充好電的電容器的兩個極板用導線連接起來，構成閉合回路，電路中就有電流通過，不過隨著極板上帶電量的減少，它們之間的電勢差也在減少，電流很快就消失了。在電池的兩個正極和負極上，分別帶有正電荷和負電荷，當接入電路回路后，導線中的電子在電極電荷產生的靜電場中開始運動，形成電流，如果兩極上的電荷量得不到補充，那就不可能形成穩(wěn)定的電流輸出，電源的作用，不管是化學的電池，還是像范德格拉夫起電機之類的電源，都是將電荷從負電極搬運到正電極，這種搬運工作只能靠某種非靜電力來完成，假設非靜電力在搬運過程中做功qu，那u就是電源電動勢，q為載流子的電荷量。實驗原理：
圖1 如圖1所示的閉合電路中，電源的電動勢為?，內電阻為r，負載電阻為R，電路中的電流為I??R?r，可以看出，當負載電阻R足夠大時，因為它和內電阻是串聯(lián)在一起的，它兩端的電壓將非常接近于電源電動勢?，當R??，即所謂開路或斷路時，I?0，U??；當R?0，即短路時，I?Imax?
負載電阻兩端的電壓為U??r，這時候的電流最大。
?R?rR，也可以寫為U????R?rr，而電流為I??R?r，因此有U???Ir，這個關系在伏安曲線上表現為Umax??，I?0，也就是R??時。如果R?0，U?0，Imax??r。在實驗中用滑動變阻器做負載電阻，改變它的電阻，以同時改變電流和電壓，在軟件中作伏安曲線圖后，取擬合線，線的斜率的絕對值就是r，曲線與縱軸的交點就是Umax??，I?0點，可以測出電動勢。實驗目的：
簡單測量電池電動勢和內阻。實驗裝置：
計算機，數據采集器，電池，滑動變阻器，電流傳感器，電壓傳感器，導線等。實驗步驟：
1．將數據采集器與電流傳感器，電壓傳感器連接，然后將數據采集器與計算機連接，開啟采集器電源，進入實驗專用界面。
2．把電流傳感器，電壓傳感器的兩個信號輸入端的導線分別短接，對電流傳感器、電壓傳感器進行校零。3．按實驗電路連接電路圖，在專用界面的底部輸入合適的采集間隔和采集數量，閉合開關，點擊開始按鈕，進行實驗測量。
4．將滑動變阻器從最大滑為最小，或者從最小滑到最大，得到伏安曲線，然后對伏安曲線進行線性擬合。實驗數據記錄與分析：
1．電壓變化：
2．電流變化：
3． 伏安曲線：
從圖象可以得出，電池的電動勢為E?7.003V，內阻為r?27.407?。
數字化實驗儀器，包括傳感器、數據采集器和實驗軟件，是新儀器、新器材、新設備。南京師范大學蘇威爾科技有限公司研發(fā)、生產的傳感器、數據采集器和實驗軟件，以及配套使用的實驗器材如動力學系統(tǒng)（包括滑輪、小車、滑軌、支架等），電磁學系統(tǒng)（如邏輯門電路、施密特觸發(fā)器、霍爾元件實驗等）等，是國內具有先進水平的數字化實驗儀器，可以滿足新課程對物理實驗的要求和需要，可以促進物理實驗教學質量的提高，可以促進物理實驗的數字化、現代化。
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