探究實(shí)驗(yàn)名稱：對(duì)蠟燭及其燃燒的探究

　　探究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?duì)蠟燭在點(diǎn)燃前、點(diǎn)燃時(shí)和熄滅后的三個(gè)階段進(jìn)行細(xì)致的觀察，學(xué)會(huì)完整地觀察物質(zhì)的變化過(guò)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(wú)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(shí)熔化、蠟燭燃燒時(shí)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(huì)熔化，燃燒時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)的`白煙，蠟燭會(huì)重新燃燒。

　　結(jié)論：石蠟遇冷凝固，燃燒時(shí)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(guò)程中和過(guò)程后能產(chǎn)生許多新的物質(zhì)。

　　問(wèn)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(jiǎn)單的可變電阻負(fù)載到復(fù)雜的脈沖寬度調(diào)制（PWM）開(kāi)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(dòng)器LM3405為例，論述LED在調(diào)光時(shí)的特性，例如亮度與正向電流的關(guān)系、波長(zhǎng)的變化（色移）和控制器的工作周期限制等。

　　1、LED驅(qū)動(dòng)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(kāi)關(guān)器、晶體管）和串串聯(lián)電阻建構(gòu)一個(gè)電流源。對(duì)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(jué)出來(lái)。不過(guò)，一旦將多個(gè)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(zhǎng)ED的正向電壓VF會(huì)隨正向電流IF變化，圖1是LED波長(zhǎng)隨著正向電流IF變化圖，而該變化對(duì)于每個(gè)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(huì)采用較大的VF范圍來(lái)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(huì)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L(zhǎng)ED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(dòng)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(huì)察覺(jué)到亮度的變化，假如輸出紋波進(jìn)一步增加到40%，肉眼就無(wú)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(kāi)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(dòng)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(shí)，提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的顏色輸出。在衡量調(diào)光質(zhì)量方面，對(duì)比度CR是一個(gè)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(dòng)電路制造商聲稱其產(chǎn)品的調(diào)光頻率可以高至開(kāi)關(guān)頻率的50%，因而可獲得良好的對(duì)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(duì)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(kāi)關(guān)頻率高一級(jí)，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(shí)，穩(wěn)定性最好。

　　設(shè)置最低調(diào)光頻率下限是基于:當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率低于100 Hz時(shí)，肉眼便可看到抖動(dòng)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(dòng)時(shí)間。以LM3405為例，器件首先會(huì)經(jīng)歷一個(gè)通電重設(shè)，之后進(jìn)入軟啟動(dòng)。整個(gè)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(shí)間（tSU）和下降時(shí)間（tSD）會(huì)跟隨最低調(diào)光脈沖到達(dá)。

　　DDIM（min）=（tD+tSU）/T

　　計(jì)算對(duì)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(duì)比度CR為:

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

　　從上式可明顯看出，若要得到較佳的對(duì)比度，則降低調(diào)光頻率fDIM。在調(diào)光頻率100 Hz下，對(duì)比度CR為83。但效果比起LM3404并不算高，因?yàn)長(zhǎng)M3404是專為高對(duì)比度而設(shè)計(jì)的，在500 Hz下LM3404的對(duì)比度可達(dá)655:1，適用于顯示器背光燈和機(jī)器顯示。對(duì)于一般的照明應(yīng)用而言，對(duì)比度接近100即可。然而，LM3405可提供最簡(jiǎn)單和最小型的1 A LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)器解決方案。將關(guān)機(jī)和調(diào)光功能結(jié)合到一個(gè)引腳上，封裝尺寸縮少70%（比較PSOP-8與TSOT-6封裝），但啟動(dòng)時(shí)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(zhǎng)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(gè)活動(dòng)中我們主要探究溫度對(duì)霉菌生活的影響。實(shí)驗(yàn)以課外活動(dòng)形式，由學(xué)生在家庭完成。 【活動(dòng)目標(biāo)】

　　1．嘗試通過(guò)探究活動(dòng)解決問(wèn)題的過(guò)程；

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

　　3．練習(xí)通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的過(guò)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(gè)、冰箱。 【方法步驟】

　　1．提出問(wèn)題：霉菌的生活受哪些非生物因素的影響呢2．嘗試對(duì)問(wèn)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(gè)實(shí)驗(yàn)通常只研究一個(gè)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(zhǎng)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(yáng)中學(xué)20xx—20xx學(xué)年度第一學(xué)期七年級(jí)

　　(4)請(qǐng)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(duì)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(zhǎng)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(duì)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(wèn)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(duì)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(huì)互感電路同名端、互感系數(shù)以及耦合系數(shù)的測(cè)定方法。

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

　　二、原理說(shuō)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(kāi)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?lè)雌�，則“1”，“4”為同名端。

　　（2）溝通法

　　如圖19-2所示，將兩個(gè)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(gè)繞組（如N1）兩端加一個(gè)低電壓，用溝通電壓分別測(cè)出端電壓U13、U12和U34。若U13是兩個(gè)繞組端壓之差，則1，3是同名端；若U13是兩個(gè)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(cè)定。

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

　　3、耦合系數(shù)K的測(cè)定

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

　　先在N1側(cè)加低壓溝通電壓U1，測(cè)出N1側(cè)開(kāi)路時(shí)的電流I1；然后再在N2側(cè)加電壓U2，測(cè)出N1側(cè)開(kāi)路時(shí)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(cè)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(guò)N1側(cè)的電流不超過(guò)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(lái)判定N1和N2兩個(gè)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(gè)很低的電壓（約2V左右），使流過(guò)電流表的電流小于1.5A，然后用0~20V量程的溝通電壓表測(cè)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(shuō)明2的步驟測(cè)出U1，I1，U2，計(jì)算出M。

　　3、將低壓溝通加在N2側(cè)，N1開(kāi)路，按步驟2測(cè)出U2，I1，U1。

　　4、用萬(wàn)用表的R×1檔分別測(cè)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(duì)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(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，留意流過(guò)線圈N1的電流不超過(guò)1.5A，流過(guò)線圈N2的電流不得超過(guò)1A。

　　2、測(cè)定同名端及其他測(cè)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(shí)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(shí)所加的電壓只有2~3V左右。因此調(diào)整時(shí)要特殊認(rèn)真，當(dāng)心，要隨時(shí)觀看電流表的讀數(shù)，不得超過(guò)規(guī)定值。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告 15