初中物理用到转换法的实验有哪些? 还有……控制变量法……

发布网友发布时间：2023-03-08 15:40

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热心网友时间：2023-10-09 18:22

在实验中,有很多物理量,由于其自身属性的关系,难于用仪器、仪表直接测量,或因条件所限,无法提高测量的准确度,就可以根据物理量之间的定量关系和各种效应把不易测量的物理量转化成可以（或易于）测量的物理量进行测量,之后再反求待测物理量的量值,这种方法就叫转换测量法（简称转换法）.由于物理量之间存在多种关系和效应,因此将会有多种不同的转换法,这恰恰反映了物理实验中最具启发性和开创性的一面.科学实验不断地向高精度、宽量程、快速测量、遥感测量和自动化测量的方向发展,这一切均与转换测量紧密相关.转换法一般可分为参量换测法和能量换测法两大类.1．参量换测法利用物理量之间的相互关系,实现各参量之间的变换,以达到测量某一物理量的目的 .通常利用这种办法将一些不能直接测量的或是不易测量的物理量转换成其它若干可直接测量或易测的物理量进行测量.例如金属丝杨氏模量的测量,即可根据虎克定律转换成应力与应变量的测量.2．能量换测法利用物理学中的能量守恒定律以及能量具体形式上的相互转换规律进行转换测量的方法.能量换测法的关键是传感器（或敏感器件）——用于把一种形式的能量转换成另一种形式的能量的器件.把能够实现接收由测量对象的物理状态及其变化所发出的激励（敏感部分）,并将此激励转化为适宜测量的信号（转换部分）的能量转换装置称为传感器.由于电磁学测量方便,迅速,容易实现,所以最常见的换能法是将待测物理量的测量转换为电学量的测量（亦称电测法）.下面着重介绍几种典型的能量换测法.（1）热电换测——将热学量通过热电传感器转换为电学量的测量.热电传感器的种类很多,它们虽然依据的物理效应各有不同,但都是利用了材料的温度特性.如利用材料的温差电动势,将温度测量转换成热电偶的温差电动势的测量.（2）压电换测——这是一种压力和电位间的变换,这种变换通常是利用材料的压电效应制造的器件来实现的.例如,将被极化的钛酸钡制成柱状器件,其极化方向为柱子的轴向 .器件在极化方向上受压力而缩短时,柱子就会产生与极化方向相反的电场,据此,可将压力变化变换成为相应的电压变化.话筒和扬声器也是人们所熟悉的一种压电换能器.（3）光电换测——利用光电元件将光信号的测量转换为电信号的测量.利用光电效应制造的光电管、光电倍增管、光电池、光敏二极管、光敏三极管等光电器件都可以实现光电转换.光电传感器可分为光电导传感器、光电发射管、光电池等类型.（4）磁电换测——利用电磁感应器件将磁学量的测量转换成电学量的测量.用于磁电转换的元器件可分为半导体式和电磁感应式两类.常用的霍尔元件、磁敏电阻等典型的磁敏元件,可直接用于磁场的测量,也可以利用与磁学量的关系,将位置、速度、旋转、压力等非电量信号转换成电学量测量.
物体发生形变或运动状态改变可证明一些物体受到力的作用；马德堡半球实验可证明大气压的存在；雾的出现可以证明空气中含有水蒸气；影子的形成可以证明光沿直线传播；月食现象可证明月亮不是光源；奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场；指南针指南北可证明地磁场的存在；扩散现象可证明分子做无规则运动；铅块实验可证明分子间存在着引力；运动的物体能对外做功可证明它具有能等.
控制变量法是为了研究物理量之间的关系所用.举例来说,s=vt 即位移=速度*时间,（如果你不能理解什么是位移,可以暂且认为它就是距离好了）.这个公式可以用控制变量法来研究,就是说,知道“速度”、“位移”、“时间”,但为了研究出“位移=速度*时间”这个公式,我们要采用控制变量法.
研究的方法是这样的,我们让一辆小车匀速行驶一段时间,然后看它的位移.为了研究位移跟“速度”、“时间”是什么关系,我们先让小车以不同的速度行驶相同的时间,比较两种情况下行驶的位移.例如：先以3m/s的速度行驶5秒,记下位移15m；接着以9m/s的速度行驶5秒,记下位移45m,这样,我们可以看到在同样的时间里,速度翻了几倍,位移也翻了几倍,即位移和速度成正比.注意在这个例子中,我们故意让小车两次行驶的时间保持一致（都是5秒）,从而就可以发现“位移和速度成正比”这个关系,因为是控制住“时间”这个变量,使其不变,来研究问题,所以这种方法叫“控制变量法”.同样的,如果我们控制住“速度”这个变量,也同样可以发现“位移和时间成正比”这个关系.（做法就是,让小车以相同的速度行驶不同的时间,比较两种情况下行驶的位移）.