探究實(shí)驗(yàn)名稱：對蠟燭及其燃燒的探究

　　探究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩ο灎T在點(diǎn)燃前、點(diǎn)燃時和熄滅后的三個階段進(jìn)行細(xì)致的觀察，學(xué)會完整地觀察物質(zhì)的變化過程及其現(xiàn)象。

　　實(shí)驗(yàn)用品：一支新蠟燭、火柴、一支干凈燒杯、水、水槽、澄清的石灰水、一把小刀。

　　實(shí)驗(yàn)步驟與方法：

　　1．觀察蠟燭的顏色、形狀、狀態(tài)、硬度；嗅其氣味。

　　現(xiàn)象：蠟燭是白色、較軟的圓柱狀固體，無氣味，由白色的棉線和石蠟組成。

　　2．用小刀切下一塊石蠟，放入水槽，觀察其在水中的現(xiàn)象。

　　現(xiàn)象：石蠟漂浮在水面上，不溶于水。

　　結(jié)論：石蠟是一種密度比水小，不溶于水的固體。

　　3．點(diǎn)燃蠟燭，觀察其變化及其火焰和其各層溫度的比較。

　　現(xiàn)象：石蠟受熱時熔化、蠟燭燃燒時發(fā)光、冒黑煙、放熱。

　　燭焰分三層：外焰、內(nèi)焰、焰心，外焰溫度最高，焰心最低。

　　結(jié)論：石蠟受熱會熔化，燃燒時形成炭黑。

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　　4．干燥的燒杯罩在燭焰上方，觀察燒杯壁上的現(xiàn)象片刻，取下燒杯，倒入少量石灰水。振蕩，觀察其現(xiàn)象。

　　現(xiàn)象：干燥的燒杯壁上出現(xiàn)了許多小水珠。取下燒杯后迅速倒入澄清石灰水，振蕩，石灰水變得渾濁。

　　結(jié)論：蠟燭燃燒時產(chǎn)生了水和能使石灰水變渾濁的二氧化碳兩種物質(zhì)。

　　5．熄滅蠟燭，觀察其現(xiàn)象，用火柴點(diǎn)燃剛熄滅時的白煙，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。

　　現(xiàn)象：熔化的石蠟逐漸凝固，白色棉線燭心變黑，易碎。用火柴點(diǎn)燃剛熄滅時的`白煙，蠟燭會重新燃燒。

　　結(jié)論：石蠟遇冷凝固，燃燒時產(chǎn)生炭黑，棉線炭化，白煙由細(xì)小的石蠟顆粒構(gòu)成，有可燃性。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

　　蠟燭在空氣中能夠燃燒，在燃燒過程中和過程后能產(chǎn)生許多新的物質(zhì)。

　　問題和建議：

　　蠟燭為什么能夠燃燒？蠟燭在什么樣的條件下才能燃燒？像這樣物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生新物質(zhì)的變化是化學(xué)變化還是物理變化？

實(shí)驗(yàn)報(bào)告 12

　　高亮度發(fā)光二極管（LED）在各種領(lǐng)域應(yīng)用普及，并要求LED具備有調(diào)光功能。在現(xiàn)在的幾種調(diào)光技術(shù)中，從簡單的可變電阻負(fù)載到復(fù)雜的脈沖寬度調(diào)制（PWM）開關(guān)，每一種方法均有其利弊。PWM調(diào)光的效率最高，電流控制也最精準(zhǔn)。本文以LED驅(qū)動器LM3405為例，論述LED在調(diào)光時的特性，例如亮度與正向電流的關(guān)系、波長的變化（色移）和控制器的工作周期限制等。

　　1、LED驅(qū)動器工作原理

　　由于LED的功率低于1 W，所以可用任何類型的電壓源（開關(guān)器、晶體管）和串串聯(lián)電阻建構(gòu)一個電流源。對于少數(shù)光線輸出端電流的改變而造成亮度和顏色的變化，人的肉眼是不容易察覺出來。不過，一旦將多個LED串聯(lián)，該穩(wěn)壓器便必需擔(dān)當(dāng)電流源的角色。這是因?yàn)長ED的正向電壓VF會隨正向電流IF變化，圖1是LED波長隨著正向電流IF變化圖，而該變化對于每個LED都不相同的，即使是同一批產(chǎn)品也有區(qū)別。在較大的電流下，光線的強(qiáng)度變化通常約為20%。而 LED制造商一般都會采用較大的VF范圍來增加亮度和顏色，因此上述情況尤其突出。然而，除了電流外，正向電壓還會受到溫度影響。假如只采用鎮(zhèn)流電阻器，則光源的顏色和亮度變化很大，而唯一可確保色溫穩(wěn)定的方法是穩(wěn)定前正向電流IF。

　　大部分設(shè)計(jì)人員只習(xí)慣為LED設(shè)計(jì)穩(wěn)壓器，但在設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器方面顯然有不同的要求。電壓輸出必須要配合固定的輸出電流。雖然在大多數(shù)應(yīng)用中， LED驅(qū)動器的輸出電流可容許誤差±10%，而直流電流的輸出紋波更可高達(dá)20%，一旦紋波超出20%，人的肉眼便會察覺到亮度的變化，假如輸出紋波進(jìn)一步增加到40%，肉眼就無法承受。

　　2、器件和設(shè)計(jì)實(shí)例

　　一般而言，電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)都需使用比較大的電感以使電感電流IL的變化少于20%。這里可采用LM3405，即使電感由于1.6 MHz的高開關(guān)頻率而變得較小，仍可發(fā)揮很好的效用。LM3405性能參數(shù)如下：

　　控制方法：

　　封裝：電流模式 TSOT-6

　　最大輸入電壓： 15V

　　應(yīng)用：工業(yè)照明 1A 1~22uF 4.7~10uH 驅(qū)動電流： 輸出電容： 電感：

　　3、脈沖寬度調(diào)制調(diào)光技術(shù)

　　PWM控制是降低LED光線輸出的最佳方法。這種控制方法可在保持控制器2高效工作的同時，提供一個相對穩(wěn)定的顏色輸出。在衡量調(diào)光質(zhì)量方面，對比度CR是一個重要的'指標(biāo)，數(shù)值越大，表示光線輸出的控制越精準(zhǔn)。現(xiàn)今，有些驅(qū)動電路制造商聲稱其產(chǎn)品的調(diào)光頻率可以高至開關(guān)頻率的50%，因而可獲得良好的對比度。理論上，這是有可能的，但這要求穩(wěn)壓器必須在不連續(xù)導(dǎo)電模式（DCM）和連續(xù)導(dǎo)電模式（CCM）之間正常工作，而這種工作對于設(shè)計(jì)而言未必是最好的方法。然而，設(shè)置PWM頻率比開關(guān)頻率高一級，其穩(wěn)定性最好。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，采用LM3045，調(diào)光頻率為5 kHz時，穩(wěn)定性最好。

　　設(shè)置最低調(diào)光頻率下限是基于:當(dāng)開關(guān)頻率低于100 Hz時，肉眼便可看到抖動或閃爍。至于最高頻率上限是調(diào)光脈沖施加器件后，電路所需的啟動時間。以LM3405為例，器件首先會經(jīng)歷一個通電重設(shè)，之后進(jìn)入軟啟動。整個延遲直到LED電流被完全建立約為100μs，而額外調(diào)光脈沖的上升時間（tSU）和下降時間（tSD）會跟隨最低調(diào)光脈沖到達(dá)。

　　DDIM（min）=（tD+tSU）/T

　　計(jì)算對比度，假設(shè)fDIM=1 000 Hz、TDIM=1 ms， 從LM3405數(shù)據(jù)資料中得知tSU=20μs，則對比度CR為:

　　DDIM（min）=（20μs+100μs）/1 ms=0.12，則對比度CR=1/DDIM（min）=8.3

　　從上式可明顯看出，若要得到較佳的對比度，則降低調(diào)光頻率fDIM。在調(diào)光頻率100 Hz下，對比度CR為83。但效果比起LM3404并不算高，因?yàn)長M3404是專為高對比度而設(shè)計(jì)的，在500 Hz下LM3404的對比度可達(dá)655:1，適用于顯示器背光燈和機(jī)器顯示。對于一般的照明應(yīng)用而言，對比度接近100即可。然而，LM3405可提供最簡單和最小型的1 A LED調(diào)光驅(qū)動器解決方案。將關(guān)機(jī)和調(diào)光功能結(jié)合到一個引腳上，封裝尺寸縮少70%（比較PSOP-8與TSOT-6封裝），但啟動時間卻增加至100μs。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告 13

　　霉菌在適宜的環(huán)境條件下才能生活。環(huán)境中影響霉菌生活的因素分為非生物因素和生物因素。其中非生物因素主要包括水、溫度、氧氣、食物種類等；生長在同一塊食物上的霉菌之間的相互影響則屬于生物因素。在這個活動中我們主要探究溫度對霉菌生活的影響。實(shí)驗(yàn)以課外活動形式，由學(xué)生在家庭完成。 【活動目標(biāo)】

　　1．嘗試通過探究活動解決問題的過程；

　　2．學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)簡單的表格用以記錄活動中觀察到的現(xiàn)象；

　　3．練習(xí)通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的過程，解釋溫度是否影響霉菌的生活。 【材料器具】

　　饅頭2塊(或面包)、干凈的食品袋2個、冰箱。 【方法步驟】

　　1．提出問題：霉菌的生活受哪些非生物因素的影響呢2．嘗試對問題做出合理的解釋――作出假設(shè)。

　　你認(rèn)為影響霉菌生活的是： 。3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行研究

　　影響霉菌生活的'非生物因素很多，每個實(shí)驗(yàn)通常只研究一個可變因素。本實(shí)驗(yàn)首先探究的可變因素是： 。（溫度或濕度）

　　4．實(shí)施實(shí)驗(yàn)并記錄

　　每天用放大鏡仔細(xì)觀察兩組食品表面的變化，直至最初長出的霉菌變色。要堅(jiān)持每天做好觀察和記錄：

　　注意：(1)你們可以用文字或繪圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也可以配以照片。(2)記錄應(yīng)真實(shí)，并盡可能詳細(xì)。

　　海陽中學(xué)20xx—20xx學(xué)年度第一學(xué)期七年級

　　(4)請用繪圖或照片的方式展示兩組實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果。

　　5．分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

　　檢驗(yàn)預(yù)期與實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否完全一致，如果存在差異，你們的解釋是：

　　你們對最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋是：

　　實(shí)驗(yàn)中你們遇到了哪些困難你們是如何克服的

　　6．你們得出的結(jié)論是： 【討論】

　　1．你們認(rèn)為選用什么樣的食品容易長出霉菌

　　2．你們的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和其他組的一致嗎

　　【思考】

　　1．如果想要“探究不同食品對霉菌生活的影響”，你將如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步解決這一問題呢

　　2．你如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究其他條件(如濕度、氧氣等)對霉菌生活的影響

實(shí)驗(yàn)報(bào)告 14

　　一、試驗(yàn)?zāi)康?/strong>

　　1、學(xué)會互感電路同名端、互感系數(shù)以及耦合系數(shù)的測定方法。

　　2、理解兩個線圈相對位置的轉(zhuǎn)變，以及用不同材料作線圈鐵芯時對互感的影響。

　　二、原理說明

　　1、推斷互感線圈同名端的方法

　　（1）直流法

　　如圖19-1所示，當(dāng)開關(guān)S閉合瞬間，若毫安表的指針正確，則可斷定“1”，“3”為同名端；指針反偏，則“1”，“4”為同名端。

　　（2）溝通法

　　如圖19-2所示，將兩個繞組N1和N2的任意兩端（如2，4端）聯(lián)在一起，在其中的一個繞組（如N1）兩端加一個低電壓，用溝通電壓分別測出端電壓U13、U12和U34。若U13是兩個繞組端壓之差，則1，3是同名端；若U13是兩個繞組端壓之和，則1，4是同名端。

　　2、兩線圈互感系數(shù)M的測定。

　　在圖19-2的N1側(cè)施加低壓溝通電壓U1，測出I1及U2。依據(jù)互感電勢E2M≈U20=MI；可算得互感系數(shù)為 M=U2I1

　　3、耦合系數(shù)K的測定

　　兩個互感線圈耦合松緊的程度可用耦合系數(shù)K來表示 K=M/L1L2

　　先在N1側(cè)加低壓溝通電壓U1，測出N1側(cè)開路時的電流I1；然后再在N2側(cè)加電壓U2，測出N1側(cè)開路時的電流I2，求出各自的自感L1和L2，即可算得K值。

　　三、試驗(yàn)設(shè)備

　　1、直流電壓、毫安表；

　　2、溝通電壓、電流表；

　　3、互感線圈、鐵、鋁棒；

　　4、EEL-06組件（或EEL-18）;100Ω/3W電位器，510Ω/8W線繞電阻，發(fā)光二極管。

　　5、滑線變阻器；200Ω/2A（自備）

　　四、試驗(yàn)內(nèi)容及步驟

　　1、分別用直流法和溝通法測定互感線圈的同名端。

　　（1）直流法

　　試驗(yàn)線路如圖19-3所示，將N1、N2同心式套在一起，并放入鐵芯。U1為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，調(diào)至6V，然后轉(zhuǎn)變可變電阻器R（由大到小地調(diào)整），使流過N1側(cè)的電流不超過0.4A（選用5A量程的數(shù)字電流表），N2側(cè)直接接入2mA量程的毫安表。將鐵芯快速地拔出和插入，觀看毫安表正、負(fù)讀數(shù)的變化，來判定N1和N2兩個線圈的'同名端。

　　（2）溝通法

　　按圖19-4接線，將小線圈N2套在線圈N2中。N1串聯(lián)電流表（選0~5A的量程）后接至自耦調(diào)壓器的輸出，并在兩線圈中插入鐵芯。

　　接通電路源前，應(yīng)首先檢查自耦調(diào)壓器是否調(diào)至零位，確認(rèn)前方可接通溝通電源，令自耦調(diào)壓器輸出一個很低的電壓（約2V左右），使流過電流表的電流小于1.5A，然后用0~20V量程的溝通電壓表測量U13，U12,U34,判定同名端。

　　拆去2、4聯(lián)線，并將2、3相接，重復(fù)上述步驟，判定同名端。

　　2、按原理說明2的步驟測出U1，I1，U2，計(jì)算出M。

　　3、將低壓溝通加在N2側(cè)，N1開路，按步驟2測出U2，I1，U1。

　　4、用萬用表的R×1檔分別測出N1和N2線圈的電阻值R1和R2。

　　5、觀看互感現(xiàn)象

　　在圖19-4的N1側(cè)接入LED發(fā)光二極管與510Ω串聯(lián)的支路。

　　（1）將鐵芯漸漸地從兩線圈中抽出和插入，觀看LED亮度的變化及各電表讀數(shù)的變化，記錄現(xiàn)角。

　　（2）轉(zhuǎn)變兩線圈的相對位置，觀看LED亮度的變化及儀表讀數(shù)。

　　（3）改用鋁棒代替鐵棒，重復(fù)(1),(2)的步驟，觀看LED的亮度變化，記錄現(xiàn)象。

　　五、試驗(yàn)留意事項(xiàng)

　　1、整個試驗(yàn)過程中，留意流過線圈N1的電流不超過1.5A，流過線圈N2的電流不得超過1A。

　　2、測定同名端及其他測量數(shù)據(jù)的試驗(yàn)中，都應(yīng)將小線圈N2套在大線圈N1中，并行插入鐵芯。

　　3、照實(shí)驗(yàn)室各有200Ω，2A的滑線變阻器或大功率的負(fù)載，則可接在溝通試驗(yàn)時的N側(cè)。

　　4、試驗(yàn)前，首先要檢查自耦調(diào)壓器，要保證手柄置在零位，因試驗(yàn)時所加的電壓只有2~3V左右。因此調(diào)整時要特殊認(rèn)真，當(dāng)心，要隨時觀看電流表的讀數(shù)，不得超過規(guī)定值。

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