广义相对论的实验验证（精选8篇）
1.广义相对论的实验验证 篇一
探究性实验与验证性实验的比较实验专项1．探究性实验
指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。2．验证性实验
指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。3．二者的比较
【典例示范】
请你根据下列材料设计一个证明唾液淀粉酶是蛋白质的实验。
材料用具：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液、质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液、鸡蛋蛋清、人的口腔唾液（酶）、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、镊子、脱脂棉。
实验原理：__________________________________________。
方法步骤：第一步：制备蛋清液：取出鸡蛋一个，打破蛋壳（不要破坏蛋黄）。取少许蛋清注入小烧杯中，加入30 mL的清水，用玻璃棒调匀，备用。
第二步：取唾液：用清水将口漱净，口含一块脱脂棉，片刻后用镊子取出脱脂棉，将其中的唾液挤到小烧杯中，备用。
第三步：_____________________________________________；
_________________________________。
预期结果：振荡均匀后，静置一会儿，可看到2支试管中都呈现出紫色。
实验推论：__________________________________________。
思路分析：本题为验证性实验题，应设计对照组，蛋清液为对照组，唾液组为实验组。若实验组和对照组加入双缩脲试剂后都呈现紫色，则证明唾液淀粉酶为蛋白质，否则不是蛋白质。
答案：蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色
取两支试管，记为甲、乙，分别加入等量的蛋清液、唾液，再加入适量的NaOH溶液，最后加入等量的CuSO4溶液
唾液中的唾液淀粉酶的化学本质为蛋白质
【实战演练】
1．（2009·四川非延考区，30Ⅱ）为确定人体在运动时呼出气体中的CO2浓度是否比静止时高，某同学进行了如下探究：
作出假设：人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高。
实验过程：
①在3个烧杯中，分别注入100 mL蒸馏水，测定其pH。
②实验者在安静状态（静坐2 min）、中度运动（步行2 min）以及剧烈运动（跳绳2 min）后，立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等量气体，测定pH。经多次重复实验，所得平均数据如下表：
请回答：
（1）作出上述假设的依据是_________________________________
（2）该实验的原理是___________________________________
（3）从表中数据可以看出__________越大，__________下降幅度越大，由此可以得出结论：__________________________________，从而可以验证上述假设。
（4）人体代谢产生的CO2，正常情况下来自三大类有机物的分解，这三大类物质是
______________________________。人体糖代谢产生CO2的细胞器是__________。
解析：（1）由于运动需要更多的能量，这些能量来自细胞的呼吸作用，因此运动时呼吸作用加强，产生的CO2增加。（2）为维持内环境的相对稳定，产生的多余CO2将及时排出，故人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高。CO2溶于水生成碳酸，碳酸呈酸性，可以通过测定pH来推断出
CO2排出的多少。（3）表中的数据显示，运动强度越大，pH越小，即pH下降幅度越大，从而推断出排出的CO2量越多。（4）人体内的糖类、脂肪、蛋白质都能被氧化分解产生CO2和水，糖类在线粒体中彻底氧化分解产生CO2。
答案：（1）由于人体在运动时耗能增加，呼吸作用加强，产生CO2的量增加，所以呼出CO2的浓度增加
（2）CO2在水中溶解后使水的pH下降，人在不同运动状态下产生的CO2不同，溶于水后也会导致pH不同，通过测定水pH的变化可以推测呼出气体中CO2浓度的变化
（3）运动强度 pH 随着运动强度的增加，呼出的CO2浓度增加
（4）糖类、脂肪和蛋白质 线粒体
2．设计一个实验，证明ATP是生物生命活动的直接能源物质。要求：（1）自选材料、试剂（选择实验材料要注意选实验结果明显的）；（2）设计对照实验；（3）写出实验步骤；（4）预测实验结果。解析：这是一道设计型实验题，难度较大，需要认真分析题目要求，结合自己的生活常识和知识积累方能完成。尤其要注意“实验结果要明显”这一要求。答案：（1）材料和试剂：培养皿，试管，活萤火虫（摘下其尾部发光器备用），ATP制剂，0.1%葡萄糖溶液，生理盐水，蒸馏水。
（2）实验步骤（见下表，也可以分段叙说）
对照实验：B．C为对照实验组。实验结果预测：A恢复发光，B不再发光，C不再发光。
2.广义相对论的实验验证 篇二
美国国家航空航天局和有关研究人员, 已经证实了爱因斯坦广义相对论中两项重要预测, 从而为这项史上延续时间最长的空间项目画上了句号。研究人员是通过对“引力探测器B (GP-B) ”卫星数据的分析得出上述结论的。引力探测器B使用了4个超高精度的回转仪来测量地球自身质量以及自转给回转仪所处时空造成的弯曲和扭曲效应。
验证的第一个理论是测地线效应, 也称短程线效应。该理论认为时间和空间会因为地球等大质量物体的存在而弯曲。通俗地说, 如果把时空结构想象为一张平坦的床单, 把地球等大质量的物体看做是一个保龄球的话, 当“保龄球”被放在“床单”上时, 床单就会发生凹陷。
验证的第二个理论是惯性系拖曳效应, 该理论认为, 大质量物体的旋转会拖动周围时空结构发生扭曲。这时可以把地球等大质量物体想象为一个橡皮球, 把物体周围的时空结构看做是一碗黏稠的蜂蜜, 当“橡皮球”在“大碗”中转动时, 就会带动碗中的“蜂蜜”跟着“橡皮球”一起运动。
3.溴乙烷水解实验产物的验证 篇三
检验反应产物中Br-的存在，进而证明溴乙烷在NaOH水溶液中发生了取代反应。
二、实验原理
CH3CH2Br+NaOH水△CH3CH2OH+NaBr
三、实验用品
铁架台、试管3支、具支试管1支、胶头滴管、酒精灯、导管、橡胶管、溴乙烷、NaOH溶液、稀硝酸、硝酸银溶液。
四、实验过程
图1如图1所示将溴乙烷和NaOH的水溶液混合于具支试管中，用力振荡，用铁架台固定好，右侧用橡胶管与试管A相连，点燃酒精灯，小火加热，防止溴乙烷的挥发，继续加热，溴乙烷挥发至试管A中，停止加热。待具支试管冷却后，用胶头滴管吸取上层清液于试管B中，加入过量硝酸，再加入硝酸银溶液。另取NaOH溶液于试管C中，滴加硝酸银溶液。
实验现象：试管A中无沉淀，试管B中出现淡黄色沉淀，试管C中出现褐色沉淀。
实验结论：溴乙烷水解反应中有Brˉ的生成，属于取代反应。
五、实验说明
1.试管A和C中实验为对照实验，由于溴乙烷水解产物中有少量挥发出的溴乙烷、NaOH溶液和NaBr溶液，直接加硝酸银溶液进行检验无法排除溴乙烷、NaOH溶液对实验的干扰，通过对照实验验证溴乙烷、NaOH溶液不能与硝酸银溶液产生淡黄色沉淀进而说明淡黄色沉淀只能是Br-与Ag+作用的结果，实验更严谨。
2.由于溴乙烷沸点为38.4℃且有毒，因此加热具支试管时应注意：试管开始分层时便应停止加热，防止溴乙烷的逸出。
(收稿日期：2013-11-12)效果更好，这是因为I2在苯中具有更大的溶解度。此外，以C6H6作萃取剂还能起到液封的作用，防止溶液中的Fe2+被空气中氧气氧化。
2.KSCN溶液浓度的探究
取50 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，加入10 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，振荡使其充分反应，静置。取分别用20 mL苯萃取3次，取萃取后的溶液2 mL分别置于试管中。分别滴加5%、15%、20%的KSCN溶液，观察现象，结果见表2。
表2
实验编号123KSCN浓度5%15%20%V（KSCN）5滴～6滴5滴～6滴5滴～6滴实验现象溶液为微红色，放置后颜色无明显变化溶液为浅红色，放置后颜色无明显变化溶液为血红色，放置后颜色无明显变化实验研究发现，KSCN溶液的溶度影响KI与FeCl3溶液反应检验效果，这是因为SCN-与Fe3+的反应存在下列平衡：
Fe3++nSCN-2Fe(SCN)(n-3)-n
较大浓度的SCN-，有利于Fe(SCN)(n-3)-n的形成。当KSCN的溶液质量分数达到20%时，就能达到理想的效果。
三、实验结论与启迪
通过对“证明KI与FeCl3溶液的反应是可逆反应”的实验探究，我们发现，获得明显实验效果的条件为：
（1）取5 mL 0.1 mol/LKI溶液与1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液反应。
（2）取2 mL苯萃取3次。
（3）加20%KSCN溶液于萃取后溶液中显色。
4.对实验能力验证的认识[推荐] 篇四
能力验证是利用实验室间比对确定实验室的检测能力。所谓实验室间比对是按照预先规定的条件，组织两个或多个实验室对相同或类似的样品进行检测或测量，并且评定其结果。能力验证计划包含测量比对计划、实验室间检测计划、分割样品检测计划、定性计划、已知值计划、部分过程计划等六种类型。认可机构、法定机构和其他组织在检测领域应用能力验证时，通常采用实验室间检测计划。
能力验证的组织和运作
为组织和运作一个能力验证计划，能力验证提供者首先应成立技术和统计专家组，负责对能力验证计划方案的设计、样品的制备、均匀性及稳定性检验;负责能力验证数据处理的统计设计和能力验证结果的评定。
2.1 能力验证方案设计
能力验证计划的方案设计是能力验证计划能否取得成功的基础。经能力验证提供者专家组探讨后，应将具体方案文件化，作为整个能力验证计划组织和运作过程的指导。
2.2 样品的制备
样品是能力验证的基础，应与实验室日常检测的样品相同或相似。为保证能力验证计划结果的准确性，计划所提供测试样品的均匀、稳定是利用实验室间比对进行能力验证的关键。只有保证测试样品的均匀性、稳定性合乎要求，才能估算参加实验室在测试过程中产生的测量不确定度。才能客观反映出实验室的真实损0量能力。因此，应严格控制能力验证计划的样品制备过程。
样品的均匀性检验通常在样品被分装成最小包装单元后，加以编号。随机抽取10个或10个以上的样品，在重复性条件下至少测试2次;选择有代表性和对不均匀性敏感的特性量进行均匀性检验;均匀性检验所用的测试方法其精密度和灵敏度不应低于能力验证计划预定测试方法的精密度和灵敏度;均匀性检验所用的取样量不应大于能力验证计划预定测试方法的取样量;在尽可能短的时间内，由同一实验室、同一人员、采用同一方法、同一设备，完成样品的均匀性检验;对均匀性检验结果，可采取单因子方差分析法(F检验法)或ISO 13528i 2005中介绍的S ≤0.36-准则;若样品之间无显著性差异，则表明样品是均匀的。
稳定性检验对校准能力验证计划以及性质相对不稳定的样品，尤为重要。至少，从能力验证样品发放的开始至收回参加实验室的反馈结果期间，在一定的贮存条件下，对样品的稳定性进行检验。当稳定性检验期间，测定结果的偏差不超过测试方法的精密度时，则认为该样品在测试时间内是稳定的。当样品有多个特性值时，可选择易变的和有
代表性的特性值进行检验;由进行均匀性检验的同一实验室、同一人员，采用同一方法、同一设备，完成样品的稳定性检验;对稳定性检验结果的统计可采用t检验法、平均值一致性检验法或0.36-准则等方法。
为保证提供给参加者均匀一致的测试样品，能力验证提供者还应保证样品具有适当的存储设施和条件、适当的运输和分发管理途径。
2.3 能力验证的运作
在完成能力验证计划方案后，应由能力验证提供者中负责协调参加者的人员发出能力验证报名表，包括：能力验证项目、计划范围、参加费用等。能力验证提供者在完成样品的均匀性检验后，可向能力验证的参加者提供验证试验具体日程安排，让参加实验室做好准备。
能力验证提供者按规定的日期向能力验证参加者分发测试样品时，同时应提供能力验证作业指导书，包括：接收样品时的注意事项、样品保管注意事项、详尽的检测方法要求、数据处理、修约要求，结果反馈要求、检测日程、申述途径等。
能力验证提供者可要求参加者使用规定的测试方法，在允许参加者使用其他方法时要求参加者提供所用方法的细节。以利于比较和评价不同测试方法得到的结果。
在能力验证计划的实施过程中，能力验证的提供者应及时解答参加者未理解、表示质疑的程序环节，但不应涉及与能力验证测试过程及结果有关的内容，以免误导能力验证参加者。
2.4 能力验证数据的统计处理
稳健统计技术是目前能力验证常采用的数据处理方法。它无需剔除极端数据结果，而将极端结果对统计结果的影响减至最小。对能力验证数据的处理需要计算以下七个稳健总计统计量：结果数量、中位值、标准四分位数间距(NIQR)、稳健变异系数CV、最小值、最大值和变化范围。
为统计和评定参加实验室的结果，需计算稳健z比分数。对于单一样品的检测设计，需计算稳健Z比分数：
Z= [X-中位值(X)]/ NIQR(X)式中，X为测试结果;中位值(X)为测试结果的中位值;NIQR(X)为测试结果的标准四分位数间距。
对于分割水平设计的样品(样品A与B)的检测结果，稳健Z比分数分为实验室问Z比分数ZB和实验室内Z比分数ZW：
测试结果判定原则：
︱Z︱≤2 为满意结果。
2<︱Z︱<3 为可疑或有问题结果。
︱Z︱≥3 为不满意结果。
Z 比分数可以衡量某一测试结果在一组数据中的相对于中位值的偏离程度，Z绝对值越小，表明该结果的偏离程度越低。对于分割水平设计的检测样品的ZB值反映了实验室测试结果的系统误差;而ZW值反映了实验室测试结果的随机误差，更有利于分析实验室的检测能力，寻找可能存在的问题。
2.5 能力验证结果报告
在完成能力验证计划的数据处理后，应以中期报告的形式提供给参加者与之相关的统计结果，允许参加者对可疑或有问题结果、不满意结果提出解释。如在我单位设计实施的能力验证计划过程中，某参加者报送的结果由于未符合作业指导书要求的有效数字位数，而导致测试结果与中位值偏离1000倍。因此，发送中期报告可以提供给参加者一个解释可疑或有问题结果、不满意结果的机会。便于能力验证提供者对结果进行准确处理和评价。
同时，能力验证结果报告要尽可能分析出参加者产生可疑或有问题结果、不满意结果的原因，以利于实验室提高技术水平。
3.检验机构参加能力验证的程序及意义
实验室必须对参加能力验证的过程进行严格的控制和管理。首先，在确定参加能力验证计划后，就应组织相关技术人员检验所用仪器设备（如玻璃仪器、检测设备等）是否符合此次能力验证计划的要求。同时认真研究检验方法，组织实验室内部人员模拟能力验证计划过程，自行制备样品，进行内部比对。对模拟过程中出现的问题提前解决，为参加能力验证计划做好充分准备。
在收到能力验证计划样品后，参加者需仔细检查样品包装状态，如样品出现破损等异常情况，应及时与能力验证提供者联系。样品应按要求妥善保存。组织相关技术人员认真学习作业指导书的具体要求。按要求完成测试工作。由有经验的人员审核检验报告。由于能力验证通常要求在较短时间内完成少量样品的测试工作，因此，可为评价实验室的真实检测能力提供依据。
CNAL/AR07：2003{能力验证规则》明确规定，要求已认可实验室和申请认可的实验室必须参加能力验证活动，同时也欢迎其他机构参加CNAL组织的能力验证活动。能力验证计划强制规定了参加计划的实验室范围，同时鼓励计划外的实验室踊跃参加，这是由我国目前实验室能力验证发展水平所决定的。
国家认证认可监督管理委员会2006年第9号公告《实验室能力验证实施办法》中说明：国家认监委定期公布能力验证满意结果的实验室名单;达到满意结果的实验室和能力验证的提供者，在规定时间内接受实验室资质认定、实验室认可评审时，可以免于该项目的现场试验;鼓励各有关方面利用能力验证的结果，优先推荐或者选择达到满意结果的实验室承担政府委托、授权或者指定的检验检测任务。另外，参加能力验证对于实验室还具有以下几点作用：
1）确保实验室维持较高的检测、校准或检定工作水平，有利于实验室的自我评定;
2）识别实验室存在的问题并制定相关的补救措施，这些措施可能涉及诸如人员行为、方法或仪器的校准等问题，以此，对实验室的质量控制及管理起到补充、纠正和完善的作用;
3）加强了客户对实验室可持续出具可靠的检测和校准结果能力的信任;
4）增强了实验室的自信心。
对出现不满意结果的实验室，认可机构可能要求实验室采取纠正措施。参加者应在纠正过程中认真查找原因，通过参加能力验证真正提高检测、校准和检定水平。
5.广义相对论的实验验证 篇五
一、实验目的1.验证基尔霍夫定律和叠加定理的正确性，加深对基尔霍夫定律和叠加定理的理解。
2.学会用电流插头、插座测量各支路电流。
二、原理说明
基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。
叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。
线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。
运用上述定律原理时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。
三、实验内容
（一）基尔霍夫定律的验证
(a)DGJ-
2(b)TX型设备实验电路图
型设备实验电路图
图2-1验证基尔霍夫定律和叠加定理实验电路图
DGJ-2型设备实验线路如图2-1(a),用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。TX型设备实验线路如图2-1(b),需要自行连接电路。
1.实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图2-1中的I1、I2、I3的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。
2.分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝12V，U2＝6V。
3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。4.将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。
（二）叠加定理的验证
DGJ-2型设备实验线路如图2-1(a),用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。TX型设备实验线路如图2-1(b),需要自行连接电路。
1.将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。
2.令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表2-1。
3.令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表2-1。
4.令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入表2-1。
5.将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表2-1。
五、实验注意事项
1．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。
2.防止稳压电源两个输出端碰线短路。
3.用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，可读得电压或电流值。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。
六、预习思考题
1.根据图2-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。
2.实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可能出现指针反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？
3.在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？
4.实验电路中，若添加一个二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？
七、实验报告
1.根据实验数据，选定节点A，验证KCL的正确性。
2.根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。3.根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。
4.各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？ 试用上述实验数据，进行计算并作结论。
5.通过实验步骤6及分析表格2-2的数据，你能得出什么样的结论？心得体会及其他。
实验二 日光灯电路及功率因数的提高
一、实验目的1．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。2.掌握日光灯线路的接线。
3.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
二、原理说明图6-1RC串联电路
1.在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得 各支路的电流值，用交流电压表测得回路各元件两 端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔 霍夫定律，即ΣI＝0和ΣU＝0。
2.图6-1所示的RC串联电路，在正弦稳态信 R阻值改变时，UR的相量轨迹是一个半园。U、UC与UR三者形成一个直角形的电压三 角形，如图6-2所示。R值改变时，可改 变φ角的大小，从而达到移相的目的。
3.日光灯线路如图6-3所示，图中 A
是日光灯管，L 是镇流器，S是启辉器，图6-3 日光灯线路原理图
RUc
号U的激励下，UR与UC保持有90º的相位差，即当图6-2相量图
C 是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（cosφ值）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
三、实验设备
图
四、实验内容
经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器输出(即U)调至220V。记录U、UR、UC值，验证电压三角形关系。
1.按图6-1 接线。R为220V、40W的白炽灯泡，电容器为4.7μF/450V。
2.图6-4日光灯电路图
按图6-4接线。经指导老师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器的输出调至220V，记录功率表、电压表读数。通过一只电流表和三个电流插座分别测得三条支路的电流。改变
注：表中C0为功率因数最大时的电容值。
五、实验注意事项
1.本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全。2.功率表要正确接入电路。
3.线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。
六、预习思考题
1.参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。
2.在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮（DGJ-04实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做试验。）；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？
3.为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？
4.提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？
七、实验报告
1.完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。
6.广义相对论的实验验证 篇六
一、实验目的1、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律普遍性的理解。
2、进一步学会使用电压表、电流表。
二、实验原理
基本霍夫定律是电路的基本定律。
1)基本霍夫电流定律
对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。即 ∑
I=0
2)基本霍夫电压定律
在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。即 ∑U=0
三、实验设备
四、实验内容
实验线路如图2-1所示
图 2－
11、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，2、按原理的要求，分别将两路直流稳压电源接入电路。
3、将电流插头的两端接至直流数字毫安表的“+，－”两端。
4、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，记录电流值于下表。
5、用直流数字电压表分别测量两路电源及电元件上的电压值，记录于下表。
五、基尔霍夫定律的计算值：
I1+I2=I3„„（1）
根据基尔霍夫定律列出方程（510+510）I1 +510 I3=6„„（2）
（1000+330）I3+510 I3=12„„（3）解得：I1 =0.00193AI2 =0.0059AI3 =0.00792A
UFA=0.98VUBA=5.99VUAD=4.04VUDE=0.98VUDC=1.98V
六、相对误差的计算：
E(I1)=（I1（测）-I1（计））/ I1（计）*100%=（2.08-1.93）/1.93=7.77%
同理可得：E(I2)=6.51%E(I3)=6.43%E(E1)=0%E(E1)=-0.08%
E(UFA)=-5.10%E(UAB)=4.17%E(UAD)=-0.50%E(UCD)=-5.58%E(UDE)=-1.02%
七、实验数据分析
根据上表可以看出I1、I2、I3、UAB、UCD的误差较大。
八、误差分析
产生误差的原因主要有：
（1）电阻值不恒等电路标出值，（以510Ω电阻为例，实测电阻
为515Ω）电阻误差较大。
（2）导线连接不紧密产生的接触误差。（3）仪表的基本误差。
九、实验结论
数据中绝大部分相对误差较小，基尔霍夫定律是正确的
十、实验思考题
2、实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行时，则会有什么显示呢？
7.验证“向心力”实验装置的改进 篇七
向心力是描述圆周运动的基本物理量,在普通高中课程标准实验教科书物理必修二( 人教版) 第五章第七节中,演示实验“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”。其实验装置如图1所示:
该装置在验证向心力大小与质量、速度及半径关系时有几点不足:
( 1) 小球易做椭圆运动,控制小球做圆周运动有难度。
( 2) 实验操作时,很难做到小球运动的圆周与白纸上的圆周重合,半径的准确测量有困难。
( 3) 为较准确测量小球圆周运动周期,一般需测量较长时间,小球在运动过程中半径逐渐变小,周期测量误差较大。
( 4) 可见度小,学生不易观察,实验不具备可重复性。
鉴于以上问题,根据教学实际,笔者结合数字化实验自制了验证“向心力”实验装置的教具,比较有效的解决了上述问题,从而实现了对向心力的准确测量,突破了“准确”验证向心力表达式这一教学难点。现将该实验装置的制作和实验过程介绍如下。
一、实验材料和实验器材
40×70cm钢板一块、固定螺母3个、调平螺丝4个、0. 3mm的漆包线、半径2cm,长为60cm的镀锌铁管2根; 宽10cm长60cm的横板一块; 宽2.5cm,长为60cm的镀锌方管一根。导线若干,开关一个,电源、细绳、橡皮筋、小圆柱体( 96. 8g) 、力传感器、光电门传感器,数据采集器、计算机等。
二、实验装置制作
将两根镀锌铁管与一根方管焊接成“门”字型支架,钢板打孔,用固定螺母把“门”字型支架固定在钢板上; 在钢板底部四角安装用以调节水平的底角螺丝,在钢板中央黏合水平仪; 将0. 3mm的漆包线绕成电磁继电器与电源开关相连并固定于铁管一侧; 用细线把小圆柱体与力传感器相连,把传感器固定于“门”字型支架上; 两竖杆间架一宽10cm,长60cm的镀锌薄板,两端打孔套于铁管上可沿铁管上下移动,辅以紧固螺丝加以固定; 将光电门置于横板上并固定; 整个实验装置如图2所示:
三、实验原理
调节力传感器的数据使小圆柱体静止在竖直方向时力传感器的示数为0,这样小圆柱体在摆至最低点时力传感器显示的数值即是摆球在最低点时的向心力。用光电门测出小圆柱体在最低点时经过光电门的时间t。用游标卡尺测出小圆柱体的直径d和高h,用刻度尺测出悬线的长度l。小圆柱体经过最低点时的速度v表示为d /t,小圆柱体圆周运动的半径r表示为l + h/2。小圆柱体的质量m用天平测量。
四、实验过程
按装置图连接好实验装置; 调节力传感器的示数使摆球静止在竖直方向时为0; 打开电磁继电器开关,把小圆柱体拉到电磁继电器上被其吸附;断开电磁继电器开关,让小圆柱体在竖直平面内自由摆动; 记录小圆柱体摆动稳定后,小圆柱体通过最低点时的力F与时间t的数值; 用游标卡尺测出小圆柱体的直径d和高h,用刻度尺测出悬线的长度l; 圆柱体经过最低点时的速度v = d/t,小圆柱体圆周运动的半径r = l + h/2; 最后用朗威软件来处理数据,如图3所示,得出的结论为: 细线的拉力与重力的合力在最低点时与mv2/ r相等。
五、教学体会
本实验装置用物体在竖直平面内的圆周运动来代替水平面内的圆锥摆运动,增强了实验的可操作性及可重复性,实验准确验证了向心力的表达式。将物体由电磁继电器吸附,断电使其自由释放,消除了由实验者人工操作时带来的圆周运动的不稳定。本装置采用力传感器、时间传感器可以对F、v进行精确测量,利用数字化实验强大的数据采集能力和灵活的数据处理能力使复杂繁难的实验变得简单易行,有效地突破了教学难点。
传感器、计算机信息技术设备都是物理学发展和进步的成果,将其应用到物理实验教学当中,与时俱进,且能开阔学生的视野,另外学生借助于先进的实验手段,在实验中收获到意想不到的成功,能够激发学生的兴趣和对科学的探索精神。
摘要：在圆周运动的教学中,难点是对向心力的精确测量。通常情况下教师在教学中只对向心力进行定性研究,教学难点难于有效突破,为此,笔者结合数字化实验,自制了验证“向心力”演示仪,在教学中收到了很好的效果。
8.广义相对论的实验验证 篇八
关键词：氢气制取；性质验证；家庭趣味实验；实验设计；实验改进
文章编号：1005–6629（2015）7–0057–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
新课程倡导鼓励化学教师开发研究成本低、污染少、现象明显、安全性高和操作方便的化学实验。同时也鼓励教师和学生充分利用生活中的常见物品和废弃物，设计富有特色的实验和实践活动。开发的化学实验仪器或实验装置应有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观[1]。
作为初中教材中三大重要气体之一，氢气的制取及性质实验在教学和考查中有重要地位。但教材中氢气制取及性质实验的器材、药品选择，不适用于学生进行家庭实验，且制取气体的操作相对复杂，有些性质验证实验安全性欠缺，教师做实验容易产生畏难情绪，学生做实验也会有心理压力。同时，由于实验内容较多，在教材中比较零散，缺乏整体性，容易产生遗忘等。结合新课程倡导的要求和相关知识的重要地位以及相关知识在教材中的分布情况，我们有必要在传承的基础上，以“生活化”为基础，“绿色、安全、实用”为主要目标，进行二次创新设计，以期达到最佳的实验效果[2]。为此，我们进行了实验创新设计。主要设计思路：我们用大注射器作为制取氢气的反应装置，用低泡洁厕液和废旧电池上锌片作为反应药品，用眼药水瓶收集氢气进行验纯，用粗针头作为燃烧尖嘴管，以带打火机点火器的小注射器作为不纯氢气爆炸装置，以自制酒精打火机作为热源等，所用物品皆来源于生活中。改进后的实验装置简单，实验现象明显；所有实验完成仅需要4分钟，极大地缩短了实验时间；同时，改进后的实验降低了操作的难度，提高了实验的成功率和实用性。其中，爆炸实验安全且有震撼力，能激发学生学习兴趣，便于学生进行家庭实验。2014年12月，我们将此设计在江苏省初中化学实验教学技能大赛上代表盐城地区参加展评，获省一等奖。
1 设计理念
实验用品选用和设计体现“生活化”理念；实验装置设计反映“一体化”理念；实验过程凸显“绿色化”理念。
2 实验用品
注射器、眼药水瓶、输液管、打火机点火器、玻璃管、打火机（装酒精）、一次性水杯、洁厕灵（低泡型）、废电池、肥皂液、铜丝等
3 设计方案
3.1 制取氢气
氢气发生装置见图1。
3.1.1 实验步骤
（1）打开注射器活塞。
（2）装锌片。
（3）吸取洁厕液。
（4）固定装置。
3.1.2 注意事项
（1）锌片要清洗干净，去除表面杂物。若有杂物或一些碱性物质会影响反应的速度。
（2）洁厕灵要选择低泡型的，高泡型的在反应过程中会产生大量泡沫，影响实验效果。
（3）发生装置的注射器不可太小，经过多次实验发现，完成后续实验采用50mL的注射器较为可行。
3.1.3 实验说明
（1）下方一次性水杯为溢水杯，为后续排水法收集气体作准备。
（2）药品以洁厕灵为酸液，与废电池的锌片反应制取氢气；洁厕灵有一定的腐蚀性，使用时应避免碰到皮肤，若不小心碰到皮肤上，要及时用水冲洗，并用肥皂进行擦洗。
（3）将锌片预先装入注射器，需要反应时吸取洁厕液，实验结束推出酸液，实验可以反复进行。
3.2 排水法收集氢气并检验氢气纯度
实验装置见图2。
3.2.1 实验步骤
（1）药水瓶吸满水。
（2）倒置套在注射器口。
（3）检验氢气纯度。
3.2.2 注意事项
（1）选择口径较小但能套在注射器口的药水瓶（眼药水瓶较好），口径稍大会收不住水，就无法完成排水法收集。
（2）排尽水后，要用手指压住瓶口，口向下移近火焰，才能确保验纯的可靠性。
3.2.3 实验说明
（1）其收集原理是利用大气压压住水的原理，倒置时水不流出，气体进入，水被排出来。
（2）移近火焰，氢气不纯有爆鸣声，气体纯净则声音很小。
（3）该实验安全可靠，实验效率高。
3.3 点燃氢气
点燃氢气的装置见图3。
3.3.1 实验步骤
（1）插上针头。
（2）点燃氢气。
（3）拔下针头。
3.3.2 注意事项
（1）验纯后插上针头，待约5秒后点燃，防止针头内残留少量空气，点燃引起爆炸。
（2）实验过程中不可以移动注射器活塞，防止吸入空气，引起爆炸。
（3）针头要粗一点，出气量大，火焰明显。
（4）要采用拔下针头的方法熄灭火焰，这种灭火方法比较安全可靠。不可以用嘴吹灭，防止将火焰吹进反应容器，或者没有熄灭，引起安全事故。
3.3.3 实验说明
（1）作为家庭实验，该实验现象明显，但如果作为课堂演示实验，由于氢气量较小，其现象不易观察，这时可以用火柴头靠近火焰，证明燃烧。
（2）指导学生做该实验时，严格按照操作要求来完成，即：先验纯，装针头后过2～5秒，再点燃，其安全性是肯定有保障的。
3.4 发射“火箭”
不纯氢气点燃爆炸实验见图4。
3.4.1 实验步骤
（1）排水法收集氢气。
（2）换装带电子打火的活塞。
（3）按动打火按钮。
3.4.2 注意事项
（1）收集气体的注射器预先吸入半注射器水为宜，实践得出作为家庭实验，此量对于学生来说比较好把握，其效果也非常好。
（2）换装带电子打火的活塞时，要将活塞推进到堵住小孔，形成密封空间。
（3）电子打火是从电子打火机拆卸下来，打火前端要用两根铜丝焊接加长，以确保能伸到注射器内。焊接后，要测试一下，确保打火质量，然后安装到注射器活塞上，并用胶带固定。
（4）由于爆炸后有较强的冲击力，因此点火时，不能对着人或易碎物品，以确保安全。
3.4.3 实验说明
（1）图4中间部分为排水法收集氢气装置（原理同实验二）。收集前，预先在注射器活塞末端打一小孔，用手按住小孔，吸入半注射器水，用封闭的针尖头封住注射器口，再用排水法收集氢气。
（2）图4右边部分为点火装置。在换装点火器时，要确保点火器前端不能靠到注射器管壁，防止沾水影响打火质量，造成实验失败。
（3）告知学生，该实验操作方便，安全可靠，成功率高，现象明显，让学生克服恐惧心理，从而很好地完成该家庭实验。
3.5 还原氧化铜及吹肥皂泡
氢气还原氧化铜实验见图5。
3.5.1 实验步骤
（1）连接带玻璃管的导气管。
（2）插入表面氧化的铜片。
（3）通入氢气，加热。
（4）冷却，抽出铜片。
（5）用玻璃管口蘸取肥皂水，吹肥皂泡。
3.5.2 注意事项
（1）连接后，要通约5秒氢气，后预热，再集中加热，防止混有空气引起爆炸。
（2）现象明显后，先移去热源，在氢气流中冷却20秒左右，再拿出铜丝，防止还原后的铜在较高温度下又被氧化。
3.5.3 实验说明
（1）我们经过多次实践发现，铜片氧化后再还原，比用铜丝现象明显，且耗时要短；玻璃导管尽量细一点，用时会较短，现象较明显；对于热源，我们尝试用烛焰及煤油打火机，发现容易将玻璃管熏黑，影响实验现象的观察，我们将煤油打火机的燃料换成酒精，就解决了这个问题。
（2）铜片现场氧化，效果最佳；氧化铜片时要用灯外焰氧化，防止铜片被熏黑，影响实验结果。
（3）本实验按照操作要求完成，其安全性是完全有保证的。
4 价值与指导
我们将这个实验作为家庭实验布置给学生去完成，主要基于以下三个原因：一是，知识价值。有关氢气知识的系列实验是初中化学的重要实验之一，学生必须全面理解和掌握，通过自己动手完成家庭实验，学生对相关知识的理解会更加深刻；二是，实践价值。通过指导进行家庭实验，为学生动手、动脑提供了条件，这是课堂教学的一个重要补充。学生在家中利用身边常见的瓶瓶罐罐、废物废料，自己动手做家庭实验，其具有演示实验、分组实验所不能替代的作用，能弥补课堂教学的不足；三是，素养价值。我们发现，不管课程标准如何变化，但教材上的实验装置设计绝大部分还是传统的实验装置，多年没有变化，或者变化很小，学生头脑中形成固定思维，学习过程中不懂变化，也不敢变化，学生思维产生惰性，不利于学生创新能力培养。所以本实验在让学生熟练掌握传统装置的同时，教给了他们一种实验创意设计的意识，学会实验仪器、药品的迁移、联想，引导学生大胆突破原有的固定思维框架，多角度去发散创意思维，培养学生的创新能力[3]。
实践证明，本组家庭实验设计确实意义不凡。一是，实验用品的“生活化”培养了学生“因陋就简”的科学理念；二是，气体的产生、收集、验证等实验现象明显，爆炸实验安全且有震撼力，激发了学生的学习兴趣；三是，将氢气制取、收集和性质验证等零散实验“一体化”，简化了实验装置，学生容易整体把握相关知识；四是，本实验设计，节约了药品，实现化学实验过程的“绿色化”，需要反应时吸入酸液，需要反应停止就排出酸液。但创新不忘继承，如用吹肥皂泡说明氢气密度小的实验，操作简单，现象明显，我们设计时便加以吸收。
5 实践与收获
我们充分认识到，家庭实验有着演示实验、分组实验不可替代的作用，我们在家庭实验的开展方面做了有效的探索，并取得一些成效，本组实验只是其中一例。为达到最佳效果，我们认为：首先，要从思想上高度重视家庭实验，要有检查督促机制；其次，就是要有目的、有计划地开展家庭实验。一要拟好计划。家庭实验作为化学实验课的内容之一，必须按照教学计划执行实施，教师在开学前一定要吃透教材，对涉及的内容非常熟悉，根据教材中的内容，对家庭实验的开展拟定详细的研究计划，结合教材内容及当地情况对家庭实验进行适当增减，动员和组织培训学生，激发学生的热情。二要精选家庭实验。这个过程要考虑家庭实验的“时间性”，有些可以在所授课程内容之前布置，有些实验可以放在课程内容完成后才布置给学生做；要考虑“趣味性”，如上述实验学生兴趣会很浓的；要考虑“生活性”，学生用生活中的物品来完成实验，一方面便于学生取材，节约实验室的仪器和药品，另一方面让学生感受到生活中处处有化学，化学贴近生活。三要加强指导、督促和交流。特别是在交流过程中，学生参观、比较、评价他人“实验成果”的同时，会主动对照自己的实验结果，发现成功和不足，分析原因；再次，要取得家长配合。做家庭实验，用到一些实验物品、器材，需要有一定的经济基础作后盾，家长对家庭小实验的支持与否，是影响实验顺利进行的因素，教师应通过多种渠道与家长沟通交流，使家长了解家庭实验对学习化学的重要作用，力争得到家长的配合。除了物质支持外，家长还可以对实验的安全进行、学生完成实验的过程起到一定的督促作用。
通过实践，我们体会到家庭实验能弥补课堂教学的不足，是化学课堂教学很好的补充，它培养了学生的独立思维能力、独立实验技能和独立解决问题的能力，培养了学生善思、严肃、认真、务实的好习惯，提高了学生学习化学的积极性和主动性。更为重要的是培养了学生的创新思维能力和创造能力。虽然我们在学生家庭实验方面的实践还在路上，但我们已经尝到了甜头，在大力开展家庭实验后，我校学生学习化学的热情空前高涨，学生不仅在化学课堂上津津乐学，甚至课后谈论的话题也经常是实验，其直接体现就是化学成绩快速提升，我校化学抽测成绩已经跃居全市前列。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学，2011.
[2]祭彦加等.中学实验室管理与实验技术[M].南京：南京师范大学出版社，2007：229～244.