高中物理學(xué)生基礎(chǔ)型、拓展型實(shí)驗(yàn)參考資料

1、高中物理學(xué)生基礎(chǔ)型、拓展型實(shí)驗(yàn)參考資料基礎(chǔ)型學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一用 dis 測定位移和速度1實(shí)驗(yàn)二用 dis 測定加速度2實(shí)驗(yàn)四研究共點(diǎn)力的合成2實(shí)驗(yàn)五用 dis 研究加速度與力的關(guān)系，加速度與質(zhì)量的關(guān)系2實(shí)驗(yàn)六用 dis 研究機(jī)械能守恒定律3實(shí)驗(yàn)七用單分子油膜估測分子的大小3實(shí)驗(yàn)八用 dis 研究溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系4實(shí)驗(yàn)十用多用電表測電阻、電壓和電流4實(shí)驗(yàn)十一設(shè)計、組裝簡單的模塊式電路4實(shí)驗(yàn)十二用 dis 研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度5實(shí)驗(yàn)十三測定直流電動機(jī)的效率5實(shí)驗(yàn)十四探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件5非課標(biāo)規(guī)定：實(shí)驗(yàn)三用 dis 探究自由落體運(yùn)動的規(guī)律、實(shí)驗(yàn)九探究太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

2、的效率拓展型學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一描繪平拋運(yùn)動的軌跡6實(shí)驗(yàn)二研究有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件6實(shí)驗(yàn)三用單擺測定重力加速度7實(shí)驗(yàn)四觀察水波的干涉現(xiàn)象7實(shí)驗(yàn)五用 dis 描繪電場的等勢線8實(shí)驗(yàn)六用 dis 測定電源的電動勢和內(nèi)阻8實(shí)驗(yàn)七研究磁通量變化時感應(yīng)電流的方向9實(shí)驗(yàn)八用 dis 研究回路中感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化快慢的關(guān)系9實(shí)驗(yàn)九觀察光的干涉現(xiàn)象10實(shí)驗(yàn)十觀察光的衍射現(xiàn)象10實(shí)驗(yàn)一 用 dis 測定位移和速度實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1）熟悉 dis 的使用方法；（2）用 dis 測定位移，并研究變速直線運(yùn)動物體的s-t 圖像；（3）測量變速直線運(yùn)動物體的平均速度；（4）測定變速直線運(yùn)動的瞬時速度。實(shí)驗(yàn)原理 利

3、用位移傳感器測定物體距位移傳感器接收器之間的距離，及其隨時間的變化關(guān)系。測定位移、得出 s-t 圖，測量平均速度 vst 。注：位移傳感器的工作原理教參 p27，課本sp28。利用光電門測量擋光片通過光電門的時間，計算出小車通過光電門的平均速度vt （t 很?。?。注：光電門傳感器的介紹教參p27，課本 p32。實(shí)驗(yàn)器材 位移傳感器（發(fā)射器、接收器）、光電門傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)、刻度尺、軌道、小車、擋光片。實(shí)驗(yàn)步驟 （二）用dis 測定位移（ 1）將位移傳感器的發(fā)射器固定在小車上，接收器固定在軌道右端（軌道稍傾斜，使小車能做勻速直線運(yùn)動） ，將數(shù)據(jù)采集器相連。（ 2）開啟計算機(jī)和數(shù)據(jù)采集器

4、電源，運(yùn)行 dis 應(yīng)用軟件，選擇“教材專用”點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“測量運(yùn)動物體的位移和速度” ，出現(xiàn)相應(yīng)的界面。（ 3）點(diǎn)擊“開始記錄” ，放開小車使其運(yùn)動，計算機(jī)界面的表格內(nèi)，將出現(xiàn)小車的位移隨時間變化的取樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時在 s-t 圖中將出現(xiàn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，從點(diǎn)的走向可大致看出小車位移隨時間的變化的規(guī)律。（ 4）點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)點(diǎn)連線” ，得出位移隨時間變化的曲線。（ 5）改變軌道的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察不同形狀的圖線與小車運(yùn)動狀態(tài)的關(guān)系。小車做變速直線運(yùn)動時，對應(yīng)的圖線是怎樣的？（三）用 dis 測變速直線運(yùn)動的平均速度（ 1）實(shí)驗(yàn)裝置同（二） ，按照前述學(xué)生實(shí)驗(yàn)的步驟，使載有位移傳感器發(fā)射器的小車做

5、變速直線運(yùn)動，獲得的s-t 圖界面。（2）點(diǎn)擊“選擇區(qū)域” ，取 a 、 d 兩點(diǎn)，圖中直角三角形水平邊為兩點(diǎn)的時間間隔t，s，其斜邊的斜率s豎直邊為兩點(diǎn)位移的變化量t 即為平均速度值， 實(shí)驗(yàn)下方速度窗口中將顯示該速度的值。（ 3）將類似于上述實(shí)驗(yàn)界面圖中“ ad ”“ ac ”“ab ”選定為研究區(qū)域，觀察實(shí)驗(yàn)界面下方速度窗口中顯示的數(shù)據(jù)，并將數(shù)值填入表格內(nèi)。（四）用 dis 測變速直線運(yùn)動的瞬時速度1（ 1）將光電門傳感器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端，使固定有擋光片的小車能夠順利通過并能擋光。（ 2）開啟電源，運(yùn)行dis 應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“用dis 測定瞬時速度” ，出現(xiàn)相應(yīng)軟

6、件界面。（ 3）點(diǎn)擊“開始記錄” ，依次將與軟件中s 對應(yīng)的擋光片固定在小車上，讓小車從軌道的同一位置由靜止開始下滑，分別記錄下四次擋光的時間， dis 實(shí)時計算出小車通過光電門時的平均速度。（ 4）將上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中： 注意事項 （ 1）位移傳感器的接受器和發(fā)射器要正對，發(fā)射器固定在小車上，接收器固定在軌道的右端。發(fā)射器的電源開關(guān)要打開。（ 2）擋光片上邊沿應(yīng)和小車運(yùn)動軌道平行。（ 3）注意點(diǎn)擊“開始記錄”和釋放小車的先后順序?qū)?shí)驗(yàn)的影響。實(shí)驗(yàn)二用 dis 測定加速度 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測定沿軌道下滑小車的加速度。 實(shí)驗(yàn)原理 利用位移傳感器測出運(yùn)動物體的位移隨時間的變化關(guān)系，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到s

7、-t 圖的斜率v-t 圖，根據(jù) avv 隨時間的變化關(guān)系，即得到t 得到運(yùn)動物體的加速度。 實(shí)驗(yàn)器材 小車、軌道、量角器、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)。 實(shí)驗(yàn)步驟 （ 1）將位移傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連。并將軌道墊高。（ 2）開啟電源，運(yùn)行dis 應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“用dis 測定加速度” ，出現(xiàn)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)界面。（ 3）點(diǎn)擊“開始記錄”并釋放小車，得到v-t 圖像。（ 4）觀察得到小車在軌道上運(yùn)動的v-t 圖線，思考分析速度隨時間的變化規(guī)律。（ 5）點(diǎn)擊“選擇區(qū)域” ，移動光標(biāo)，在圖像上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)a （ t1， v1）與 b （ t2，v2 ），求出它們所在直線上的斜率， 即可求

8、出加速度， 即 avv2v1tt2t1 ，并記錄 a1=_m/s2。（ 6）不改變軌道的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，多次（5 次）測量加速度a 值，并做好相應(yīng)的記錄。a2=_m/s2 ， a3=_m/s2， a4=_m/s2， a5=_m/s2。選做：（ 7）改變軌道的傾角，測量加速度值，并做好相應(yīng)的記錄。重復(fù)實(shí)驗(yàn)5 次。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 當(dāng)斜面傾角為 _時，小車下滑的加速度平均值為a_ m / s2。（選做）當(dāng)斜面的傾角越大，下車下滑的加速度越_ 。注意事項 （ 1）小車的輪子應(yīng)在軌道的卡槽內(nèi)，位移傳感器的接收器和發(fā)射器要正對。（ 2）注意連接時，各接口不要松動，并打開數(shù)據(jù)采集器的電源。（ 3）實(shí)驗(yàn)過程中和多

9、次測量同一傾斜角時，斜面角度不要改變。實(shí)驗(yàn)四研究共點(diǎn)力的合成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究合力與分力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)原理 用一個力與同時用兩個力使橡皮筋發(fā)生相同形變效果（伸長相同的長度），合力與兩個分力的大小和方向的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)器材 圖板、圖釘、白紙、橡皮筋、彈簧測力計（兩個）、刻度尺、量角器等。實(shí)驗(yàn)步驟 （1）用兩個彈簧秤互成角度地拉繩套，使橡皮筋伸長到一定的位置，記下橡皮筋與繩套結(jié)點(diǎn)的位置o，畫出兩繩套的方向，記錄兩彈簧秤的示數(shù)f1 和 f2。（ 2）用一個彈簧秤將橡皮筋拉伸，使結(jié)點(diǎn)仍到達(dá)位置o，畫出繩套的方向，記錄彈簧秤示數(shù)。（ 3）用相同標(biāo)度作出兩個分力f1、 f2 與合力 f，以 f1 和 f2 為鄰邊作出

10、平行四邊形，得到其對角線f，看 f和 f 是否完全重合（研究的話應(yīng)連接各力的頂點(diǎn)看是否平行四邊形）。選做：（ 4）改變兩力的夾角再做幾次。數(shù)據(jù)處理 用相同標(biāo)度作出兩個分力與合力 f，用平行四邊形定則作出兩個分力的合力 f，再比較f和 f。實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在誤差范圍內(nèi)，如果用表示兩個共點(diǎn)力f1 和 f2 的線段為鄰邊作平行四邊形，那么合力f 的大小和方向就可以用 f1 和 f2 所夾的對角線來表示。即符合力的合成符合平行四邊形定則。注意事項 ：（ 1）彈簧秤水平放時調(diào)零，彈簧秤與細(xì)線平行與木板平行。（ 2）彈簧秤示數(shù)要估讀。實(shí)驗(yàn)五 用 dis 研究加速度與力的關(guān)系，加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2（ 1

11、）研究小車在質(zhì)量一定的情況下，加速度與作用力的關(guān)系。（ 2）研究小車在受力一定的情況下，加速度與質(zhì)量的關(guān)系。 實(shí)驗(yàn)器材 帶滑輪的軌道、小車、鉤碼、小車的配重片、天平、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)等 實(shí)驗(yàn)步驟 （一）用dis 研究加速度與力的關(guān)系（ 1）用天平測量小車的質(zhì)量（含位移傳感器的發(fā)射器）。（ 2）測量鉤碼的重力（作為對小車的拉力）。（ 3）將位移傳感器的接收器固定在軌道的一端，并連接到數(shù)據(jù)采集器。將發(fā)射器固定在小車上，同時打開其電源。（ 4）開啟數(shù)據(jù)采集器電源，運(yùn)行 dis 應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“牛頓第二定律” ，出現(xiàn)軟件界面。（ 5）用細(xì)線連接小車，跨過滑輪系住鉤碼。點(diǎn)擊“開

12、始記錄”并釋放小車，讓其在外力f 的作用下運(yùn)動，界面實(shí)時顯示小車的運(yùn)動狀態(tài)的圖像。當(dāng)小車到達(dá)終點(diǎn)時，點(diǎn)擊“停止記錄”，得到 v-t 圖。（ 6）拖動滾動條，將需要的圖像顯示在窗口中，點(diǎn)擊“選擇區(qū)域”，用鼠標(biāo)在圖線中選擇“開始點(diǎn)”和結(jié)束點(diǎn)“”，計算機(jī)自動計算出所選區(qū)域的加速度值。（ 7）將加速度a 和外力 f 記錄在表格中內(nèi)相應(yīng)的位置。（ 8）保持小車的質(zhì)量不變，改變鉤碼的大小重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到一組數(shù)據(jù)（至少5 組）。 數(shù)據(jù)處理 （ 1）將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中。（ 2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪出a-f 圖像。 實(shí)驗(yàn)步驟 （二）研究小車在受力一定的情況下，加速度與質(zhì)量的關(guān)系。（ 1） -（ 6）同上。（ 7）

13、將加速度 a 和質(zhì)量 m 記錄在表格中相應(yīng)的位置。（ 8）保持鉤碼的大小不變，改變小車質(zhì)量并重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到一組數(shù)據(jù)（至少5 組）。（ 9）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出a-m 圖，并通過重新設(shè)置變量，使圖像成為一條線。 數(shù)據(jù)處理 （ 1）將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中。（ 2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪出 a-m 圖像，通過重新設(shè)置變量，使圖像成為一條直線 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 注意事項 （ 1）軌道應(yīng)保持水平。 （ 2）小車與軌道的摩擦力要小。（ 3）鉤碼的質(zhì)量也應(yīng)小些。實(shí)驗(yàn)六用 dis 研究機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究動能和重力勢能轉(zhuǎn)化中遵循的規(guī)律；實(shí)驗(yàn)原理 利用光電門傳感器測量物體的瞬時速度，動能ek1 mv2 ，勢能 e p

14、mgh2實(shí)驗(yàn)器材 機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)器、光電門傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)等實(shí)驗(yàn)步驟 （一）觀察由同一位置釋放的擺錘，當(dāng)擺線長度不同時錘上升的最大高度。（1）實(shí)驗(yàn)裝置中，卸下“定位擋片”和“光電門傳感器” 。將擺錘置于大標(biāo)尺盤的a 點(diǎn)并釋放，觀察它擺到左邊最高點(diǎn)時的位置，用筆記下這個位置，看看這個高度與a 點(diǎn)位置是否相同？（ 2）裝上定位擋片并調(diào)整到 p 點(diǎn)位置，它對擺線有阻擋作用。再次釋放擺錘，同樣觀察擺錘向左擺起的最大高度，記下這個位置。（ 3）依次將定位擋片下移至 q、 r 等位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。作類似觀察、記錄。（二）測定擺錘在某一位置的瞬時速度，從而求得擺錘在該位置的動能，進(jìn)而研究勢能和動

15、能轉(zhuǎn)化時的規(guī)律。（ 1）卸下“定位擋片”和“小標(biāo)尺盤” ，安裝光電門傳感器并接入數(shù)據(jù)采集器。（ 2）開啟電源，運(yùn)行 dis 應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“研究機(jī)械能守恒定律” ，出現(xiàn)相應(yīng)的界面。（ 3）測量擺錘的直徑 s 及其質(zhì)量 m，將數(shù)據(jù)輸入軟件界面內(nèi)，把光電門傳感器放在大標(biāo)尺盤最低端的 d 點(diǎn)，并以此作為零勢能點(diǎn)。 a 、b、c 點(diǎn)相對于 d 點(diǎn)的高度已事先輸入，作為計算機(jī)的默認(rèn)值。（4）擺錘置于a 點(diǎn)，點(diǎn)擊“開始記錄” ，同時釋放擺錘，擺錘通過d 點(diǎn)的速度將自動記錄在表格的對應(yīng)處。（5）點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)計算” ，計算 d 點(diǎn)的勢能、動能和機(jī)械能。（6）依次將光電門傳感器放在標(biāo)尺盤的c、b 點(diǎn)，

16、重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論 注意事項 注意安裝要豎直。實(shí)驗(yàn)七用單分子油膜估測分子的大小實(shí)驗(yàn)?zāi)康?估測油酸分子的直徑。實(shí)驗(yàn)原理 形成單分子油膜，d=vs實(shí)驗(yàn)器材 油酸、酒精、滴管、痱子粉、量筒、刻度尺、蒸發(fā)皿。實(shí)驗(yàn)步驟 3（ 1）用已知濃度的油酸酒精溶液滴入量筒，記下滴數(shù)，測量并計算出每滴溶液中油酸的體積。（ 2）在蒸發(fā)皿內(nèi)盛放一定量的水，再把痱子粉均勻地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開。（ 3）用透明的方格紙（把方格復(fù)印在透明薄膜上） ，測量油膜的面積。 （可用玻璃蓋在蒸發(fā)皿上畫出油膜的輪廓，再把透明方格紙墊在玻璃板下數(shù)格子）v（ 4）用 d= s ，就可估算出油酸分子的大小

17、。 數(shù)據(jù)處理 油酸酒精溶液的濃度_滴數(shù) _量筒體積 _每滴溶液中油酸的體積v=_油膜的面積s=_ 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 油酸分子的直徑d=_ 。 注意事項 ：必須保證是單分子層實(shí)驗(yàn)八用 dis 研究溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系。 實(shí)驗(yàn)器材 注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī) 實(shí)驗(yàn)步驟 （ 1）將壓強(qiáng)傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連。（ 2）開啟電源，運(yùn)行 dis 應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“研究溫度不變時，一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系” ，出現(xiàn)相應(yīng)軟件界面。（ 3）點(diǎn)擊“開始記錄” ，觀察壓強(qiáng)傳感器所測得的大氣壓強(qiáng)值。（ 4）

18、將注射器的活塞置于初始位置（如15cm 處），并與壓強(qiáng)傳感器探測口連接。（ 5）在數(shù)據(jù)表格中輸入活塞初始位置所對應(yīng)的氣體體積值。點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)”，記錄此刻針筒中密閉氣體的壓強(qiáng)值。（ 6）連續(xù)改變注射器活塞得位置使氣體體積發(fā)生變化，將變化后的體積輸入到表格中，同時記錄該體積所對應(yīng)的壓強(qiáng)值，獲得多組壓強(qiáng)數(shù)據(jù)。（ 7）點(diǎn)擊“ p-v 繪圖”，計算機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)繪出“壓強(qiáng)體積”關(guān)系圖線。1（ 8）點(diǎn)擊“ p-v 繪圖”計算機(jī)繪出“壓強(qiáng)體積的倒數(shù)”關(guān)系圖線。 數(shù)據(jù)處理 請在圖表中記錄壓強(qiáng)和體積的數(shù)據(jù)，并描繪出p 和 v 的關(guān)系圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)論 略注意事項 ：（ 1）不能用手握住注器；實(shí)驗(yàn)時緩慢推動注射器；等壓

19、強(qiáng)值穩(wěn)定后再記錄。（ 2）活塞涂潤滑油防止漏氣。（ 3）注射器與壓強(qiáng)傳感器連接處有一定的體積。實(shí)驗(yàn)十用多用電表測電阻、電壓和電流實(shí)驗(yàn)?zāi)康?練習(xí)用多用電表測電阻、電壓和電流實(shí)驗(yàn)原理 閉合電路歐姆定律實(shí)驗(yàn)器材 多用電表、待測電阻、電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟 （1）按如圖所示的電路把待測電阻、電源、開關(guān)連接成電路。（2）斷開開關(guān) s，用多用表電阻擋測出待測電阻r 的阻值。（3）合上開關(guān)s，用多用表電壓擋測出電阻兩端的電壓值u 。（ 4）斷開開關(guān) s，用多用表串聯(lián)接入電路，再合上開關(guān) s，用多用表電流擋測出流過電阻的電流值。數(shù)據(jù)錄處理 （ 1）待測電阻 r=_ ；電阻兩端電壓 u=_ ；流過電阻的

20、電流 i=_ 。（2）根據(jù)測出的電壓和電流值，計算出待測電阻值r=_ 。問題討論 比較電阻測量值與計算值的大小，分析產(chǎn)生差異的原因有哪些？注意事項 （ 1）待測電阻必須從電路中斷開（ 2）手不能接觸兩表筆（ 3）換倍率擋后必須重新調(diào)零實(shí)驗(yàn)十一設(shè)計、組裝簡單的模塊式電路實(shí)驗(yàn)?zāi)康?練習(xí)使用傳感器、控制器和執(zhí)行器組裝成簡單模塊機(jī)器人實(shí)驗(yàn)器材 4（ 1）傳感器：光敏電阻、熱敏電阻、聲傳感器、觸發(fā)傳感器。（ 2）控制器：與門控制器、非門控制器、或門控制器。（ 3）執(zhí)行器：小燈泡、小風(fēng)扇、蜂鳴器。電池、滑線變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等。 實(shí)驗(yàn)步驟 （ 1）用多用表歐姆擋測量光敏電阻的電阻值，比較在有光照和遮光的不

21、同條件下，它的電阻值有何變化？（ 2）按照課本圖 9-43 連接電路。當(dāng)光敏電阻被遮蓋和移去遮蓋物時，小燈泡的發(fā)光情況發(fā)生什么變化？（ 3）用多用電表歐姆擋測量熱敏電阻的阻值，比較在溫度升高和降低的不同條件下，它的電阻值有何變化？（ 4）選用合適的器材，設(shè)計一個用熱敏電阻控制小燈泡的電路（畫在右面的框內(nèi)） ，要求溫度升高時小燈泡發(fā)光，溫度降低時小燈熄滅。（ 5）用兩個觸發(fā)傳感器器、與門控制器、電動機(jī)組裝成能控制洗衣機(jī)的模塊機(jī)器人，要求只有當(dāng)電源開關(guān)和洗衣機(jī)蓋子同時合上時，電源才能接通。（ 6）用光傳感器、溫度傳感器，或門控制器、小風(fēng)扇組裝成一個類似自動控溫裝置的模塊機(jī)器人，要求在有光照或溫度升

22、高時，小風(fēng)扇都能啟動。（ 7）用溫度傳感器、非門控制器、蜂鳴器組裝一臺類似火警報警器的模塊機(jī)器人。 問題討論 （ 1）模塊機(jī)器人有那幾部分組成？（ 2）利用上列實(shí)驗(yàn)器材，除了洗衣機(jī)控制器、自動溫控裝置、火警報警器外，你還以設(shè)計、組裝多少種模塊機(jī)器人。實(shí)驗(yàn)十二用 dis 研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測定通電螺線管內(nèi)部磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 實(shí)驗(yàn)器材 長螺線管、滑動變阻器、穩(wěn)壓電源、導(dǎo)線、磁傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī) 實(shí)驗(yàn)步驟 （ 1）如課本圖 10-29 所示，將磁傳感器連接到數(shù)據(jù)采集器的輸入口。（ 2）螺線管接入電源后放置在水平面上，調(diào)節(jié)傳感器的高度，使它的探管正好在螺線管的軸線上。（

23、3）點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)菜單上的“研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”，顯示屏上將出現(xiàn) b-d 坐標(biāo)及數(shù)據(jù)表格等（課本10-30 ）。其中 b 為通電線圈產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，d 為磁傳感器探管端部插入線圈的長度。（4）改變 d 值，點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)” ，可得到多組不同的d、b 值。數(shù)據(jù)處理 （1）在表格中記下傳感器探管端部在不同位置測得的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。（2）啟動“繪圖”功能，在顯示屏上可觀察到b-d 圖線。注意事項 （ 1）螺線管接入穩(wěn)定的直流電源電壓小于6v 。（ 2）調(diào)節(jié)電源的正負(fù)極，使磁傳感器的讀數(shù)為正值。（ 3）傳感器使用前需預(yù)熱 4 分鐘。（ 4）傳感器測量的為平行長管方向的磁場強(qiáng)度分量。實(shí)驗(yàn)十三測定

24、直流電動機(jī)的效率實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測定在一定電壓下工作的直流電動機(jī)的效率。實(shí)驗(yàn)原理 在右面方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。為了測定直流電動機(jī)的效率 ，必須先測出電動機(jī)的輸出功率p 出和輸入功率p 入 。輸出功率p 出 =_ ，輸入功率p 入=_ 。則直流電動機(jī)的效率 =_。由此可知，本實(shí)驗(yàn)要測定的物理量是_ 。實(shí)驗(yàn)器材 直流電動機(jī)（帶長軸，額定電壓4.5 伏）、電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、砝碼盤（已知質(zhì)量） 、砝碼若干、停表、刻度尺、細(xì)繩一根、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟 （ 1）將電動機(jī)與電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)接成實(shí)驗(yàn)電路。（ 2）將盛砝碼的小盤用細(xì)繩系住，細(xì)繩上端繞在電動機(jī)長軸上，調(diào)節(jié)盤中

25、的砝碼數(shù)使小盤上升的運(yùn)動為勻速運(yùn)動，記下小盤與盤中砝碼的總質(zhì)量。（ 3）接通開關(guān)，測出小盤上升所用時間及上升高度，并記下電流、電壓表的示數(shù)。（ 4）計算電動機(jī)的效率。 （至少測量三次）數(shù)據(jù)處理 電壓、電流、高度、時間、輸入功率、輸出功率、效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)論 注意事項 小盤上升的運(yùn)動要勻速。mgh 小于 iut i2rt實(shí)驗(yàn)十四探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件實(shí)驗(yàn)?zāi)康?5v 0，利用dis 平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)裝置。探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。 實(shí)驗(yàn)器材 條形磁鐵、靈敏電流計、線圈a 和 b、滑動變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線等。 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計（包括原理、電路、步驟和觀察記錄）方案一（供參考）將靈敏電流計和線圈b 按課本圖11

26、-7 連接成閉合回路；線圈 a 與電源、 開關(guān)、變阻器串聯(lián)成另一個閉合回路。合上開關(guān)，這時通電螺線管a 相當(dāng)于一根條形磁鐵。（ 1）線圈 a 在線圈 b 中靜止不動，靈敏電流計指針不偏轉(zhuǎn)。（ 2）線圈 a 在線圈中拔出或插入時，靈敏電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。方案二方案三 注意事項 （ 1）必須用靈敏電流計g；（ 2）有兩個電流回路，副線圈回路只有靈敏電流計g。拓展型實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一描繪平拋運(yùn)動的軌跡 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（ 1）利用有連拍功能的數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)獲得平拋運(yùn)動的軌跡；（ 2）利用 dis 實(shí)驗(yàn)研究平拋物體的飛行時間t 與下落高度 h 、初速度 v 0 之間的關(guān)系；平拋物體的射程d 與 v 0、 t 之間

27、的關(guān)系。 實(shí)驗(yàn)器材 有連拍功能的數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)，以及由斜面滑槽和支架、金屬小球、光電門傳感器、碰撞傳感器等組成的 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)裝置如圖1 所示。（ 1 ）控制斜槽導(dǎo)軌的水平槽口高度，讓小球從斜槽的不同高度處滾下， 以4 種不同的速度沖出水平槽口在空中做平拋運(yùn)動。利用安置在槽口的光電門傳感器測量小球平拋運(yùn)動的初速度安裝在底板上的碰撞傳感器測量小球的飛行時間 t 0 并顯示在計算機(jī)屏幕上。落地點(diǎn)的水平距離d 由底座上的標(biāo)尺讀出，物體拋出時的高度h 由直尺測量。 將這些數(shù)據(jù)記錄在預(yù)先設(shè)計好的表格中。圖 1（ 2）改變斜槽水平槽口的高度，重復(fù)步驟 (1) 中的實(shí)驗(yàn)，將顯示在計算機(jī)屏幕上的這些數(shù)據(jù)記

28、錄在預(yù)先設(shè)計好的第二張表格中。（ 3 ）利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能（或攝像機(jī)） ，在上述兩組實(shí)驗(yàn)中，各選一次實(shí)驗(yàn)，拍攝小球做平拋運(yùn)動的過程，將所攝得的一組照片輸入計算機(jī)中，然后進(jìn)行處理，并將這些照片圖像疊合在一起，以獲得小球做平拋運(yùn)動的軌跡。分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論 (1)根據(jù)表中物體拋出時的高度h 和初速度 v 0 的數(shù)據(jù)， 分別計算出射程和飛行時間的理論值，然后與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，進(jìn)行分析，得出結(jié)論。(2)考察由數(shù)碼相機(jī)所得到的小球做平拋運(yùn)動的軌跡圖像，分析由此得到的某些信息，如水平分速度、豎直分速度等。 注意事項 數(shù)碼相機(jī)大多具有攝像功能，每秒鐘拍攝約15 幀照片，可用它拍攝小球從水平桌面飛

29、出后做平拋運(yùn)動的幾張連續(xù)照片。如果用數(shù)學(xué)課上畫函數(shù)圖像的方格黑板做背景，就可根據(jù)照片上小球的位置在方格紙上畫出小球的軌跡。也可將拍攝的照片輸入計算機(jī)，把多張圖片合成一張，從而顯示出小球做平拋運(yùn)動的軌跡。注意：如果小球從高度大約為1.5m 處水平拋出，則小球從拋出到落地大約為0.5s，所以要選擇連續(xù)曝光間隔小于0.1s 的數(shù)碼相機(jī)，以便能得到小球在空中時的45 張照片。實(shí)驗(yàn)二研究有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件。實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺、力矩盤、彈簧秤、一組鉤碼、帶套環(huán)的橫桿、釘子、細(xì)線、刻度尺等。探究思路 作用在有固定轉(zhuǎn)動軸物體上的力矩可引起物體沿不同方向轉(zhuǎn)動。

30、從沿著轉(zhuǎn)動軸的某一個方向上看，力矩的作用效果不外乎有兩種可能：引起物體沿逆時針方向轉(zhuǎn)動或者沿順時針方向轉(zhuǎn)動。于是我們要通過實(shí)驗(yàn)來探究的問題是， 為了使一個有固定轉(zhuǎn)動軸的物體處于平衡狀態(tài)，施加在該物體上的能引起它沿逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩和能引起它沿順時針方向轉(zhuǎn)動的力矩之間究竟需滿足怎樣的定量關(guān)系。實(shí)驗(yàn)步驟 （1）如圖 2 所示，將力矩盤的金屬軸o 固定在鐵架臺上， 把力矩盤套在軸上并使盤面保持豎直。同時在鐵架臺上固定一根橫桿。 力矩盤上畫出的同心圓供確定力臂時參考。（ 2）將釘子固定在力矩盤的四個任意位置上，其圖 2中三枚釘子上用細(xì)線懸掛不同個數(shù)的鉤碼，第四個釘子6用細(xì)線與測力計的鉤子相連，測力計

31、的另一端則掛在水平橫桿的套環(huán)上。（ 3）當(dāng)力矩盤在這四個力的作用下處于平衡狀態(tài)時，測出各個力的大小及它們的力臂。將力和力臂的數(shù)據(jù)記錄在預(yù)先設(shè)計的表格中。（ 4）改變釘子的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)一次。（ 5）分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。 注意事項 （ 1）為了使實(shí)驗(yàn)條件具有普遍性，可用測力計對圓盤施加非豎直方向的力。原盤所受的幾個力的作用點(diǎn)不要和轉(zhuǎn)動軸在同一水平線上。測力計向左上方的拉力的作用點(diǎn)最好在軸的右側(cè)，這有助于提高學(xué)生正確找出力矩、判斷力矩方向的能力。（ 2）實(shí)驗(yàn)前須對圓盤進(jìn)行檢查和調(diào)整。若圓盤不能隨遇平衡，表明盤的重心偏離軸心，實(shí)驗(yàn)時重心處所受的重力矩會引起誤差，這時可用圖釘作配重進(jìn)行校正。軸桿要保持

32、水平，圓盤與軸桿之間的間隙要小，避免圓盤受力時向前傾斜而偏離豎直平面。軸上要加些機(jī)油潤滑，使圓盤轉(zhuǎn)動靈活，盡可能減小摩擦力矩。（ 3）測力計的精度通常低于鉤碼，事前應(yīng)對測力計仔細(xì)校準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)時為避免測力計因自重下垂而造成測量誤差，可用手扶住測力計，使它與所拉細(xì)繩在同一直線上時再讀數(shù)。每條細(xì)線都應(yīng)掛在釘子的根部，橫梁的位置也應(yīng)前后適當(dāng)，使圓盤受到的各個力均在同一平面內(nèi)。各力矩的力臂應(yīng)盡量取大些，以減小用尺測量的誤差。各力矩應(yīng)盡量大些，以減小軸上摩擦力矩的影響。平衡后輕輕地敲幾下圓盤，這樣的振動可減小軸上摩擦力矩的影響。（ 4）實(shí)驗(yàn)時可在圓盤上貼一張白紙，供作圖用。在紙上標(biāo)記力的作用線時，要使視線通

33、過細(xì)線垂直于紙面，然后在細(xì)線后面離力的作用點(diǎn)盡可能遠(yuǎn)處用筆畫一個點(diǎn)。確定軸心的辦法是，在紙上仔細(xì)地拓出軸的圓形橫截面，再取這個圓的圓心，最后將紙取下，放在桌上作圖，畫出各個力和力臂，并將測量結(jié)果記錄在預(yù)先設(shè)計的表格中，算出力矩，得出結(jié)論。（ 5）本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源： 鉤碼質(zhì)量誤差 （ 1%）、測力計精度產(chǎn)生的誤差 （ 2.5%），以及軸心定位偏差和作圖偏差等?？傮w誤差可控制在4%以內(nèi)。實(shí)驗(yàn)三用單擺測定重力加速度 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用單擺測出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?實(shí)驗(yàn)器材 單擺、停表、直尺、游標(biāo)卡尺、鐵架臺等。 實(shí)驗(yàn)原理 由單擺周期計算公式可得2l桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下垂，如圖3-1 所

34、示。用米尺量出擺線長度l ，精確到毫米；用游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑，然后算出擺球半徑，也精確到毫米；然后放開小球讓它擺動，用停表測出單擺做30 50 次全振動所用的時間。計算出平均擺動一次的時間，這個時間就是單擺的振動周期。再根據(jù)單擺的周期公式，計算出重力加速度。變更擺長，重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)，計算出每次實(shí)驗(yàn)測得的重力加速度。設(shè)計一個表格，把測得的數(shù)據(jù)和計算結(jié)果填入表中。最后，求出幾次實(shí)驗(yàn)得到的重力加速度的平均值，即可看作本地區(qū)的重力加速度。 注 意事項 圖 3-1圖 3-2（ 1）從擺球經(jīng)過平衡位置時開始計時。（ 2）擺長等于擺線的長度加擺球半徑。（ 3）多測幾次求平均值。補(bǔ)充說明 本實(shí)驗(yàn)也可用dis

35、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來做，其方法如下：應(yīng)用 dis 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)， 將圖 3-2 中的光電傳感器接到數(shù)據(jù)采集器的輸入口，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)菜單中的“用單擺測重力加速度” 。實(shí)驗(yàn)時，先量出擺球的半徑與擺線的長度，輸入計算機(jī)。單擺擺動后，點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)” ，顯示屏將得到一組單擺的周期與重力加速度的值。實(shí)驗(yàn)四觀察水波的干涉現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察兩列頻率相同的水波相遇時發(fā)生的干涉現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)器材 發(fā)波水槽、變頻電動機(jī)、電源等，如圖4 所示。g4t 2實(shí)驗(yàn)步驟 測出 l 、 t 就可以計算重力加速度g 。 實(shí)驗(yàn)步驟 選取一個擺線長約1m 的單擺，把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上，把鐵架臺放在實(shí)驗(yàn)（ 1）打開變頻電動機(jī)電源；（ 2）調(diào)節(jié)兩

36、小球擊水深度和頻率；（ 3）觀察兩列波疊加區(qū)域水面的波形；（ 4）改變實(shí)驗(yàn)條件，使兩個小球以不同的頻率擊7水，觀察不同頻率的兩列波疊加時，水面的波形。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 頻率及其他振動情況相同的兩列波疊加以后，某些圖 4區(qū)域質(zhì)點(diǎn)的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域質(zhì)點(diǎn)振動減弱；這些區(qū)域是互相間隔的；而且這些區(qū)域的分布是穩(wěn)定的。 注意事項 不同頻率的波在空間相遇也能疊加，各質(zhì)點(diǎn)的合位移也等于每列波引起的分位移的矢量和，但合位移的最大值不能保持不變，也就不能在相遇區(qū)域產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，當(dāng)然也就不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)五用 dis 描繪電場的等勢線 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用描跡法畫出電場中一個平面上的等勢線。 實(shí)驗(yàn)器材 dis（數(shù)字信

37、息系統(tǒng)） 、木板、白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙、圖釘若干、電池、電鍵、圓柱形電級兩個。 實(shí)驗(yàn)原理 用 dis的電壓傳感器探測等勢點(diǎn)，用描跡法把等勢點(diǎn)連接成等勢線。 實(shí)驗(yàn)步驟 （ 1）安裝實(shí)驗(yàn)裝置如圖 5-1 所示，在一塊平整的木板上，依次鋪放白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙。導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面向上，用圖釘將它們固定好。在導(dǎo)電紙上放兩個與它接觸良好的圓柱形電極，電極 a 與電源的正極相連作為“正電荷” ，電極 b 與電源的負(fù)極相連作為“負(fù)電荷” 。兩個電極之間的距離約為 10cm，電壓為 4 6v。將兩探針通過電壓傳感器連接到數(shù)據(jù)采集器的輸入口，點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)單”中的“電壓測量” ，開始實(shí)驗(yàn)。圖 5-1（2）實(shí)驗(yàn)測

38、量1選擇基準(zhǔn)點(diǎn)先將兩個電極的位置壓印在白紙上，然后在兩極的連線上，選取間距大致相等的5 個點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，并用探針把它們的位置壓印在白紙上。2探測等勢點(diǎn)將兩個探針分別拿在左、右手中，用左手中的探針跟導(dǎo)電紙上的某一基準(zhǔn)點(diǎn)接觸，然后用右手中的探針在導(dǎo)電紙平面上找若干個與基準(zhǔn)點(diǎn)的電勢差為零的點(diǎn)，用探針把這些點(diǎn)一一壓印在白紙上，照這樣的方法，在每個基準(zhǔn)點(diǎn)的兩側(cè)，各探測出五個等勢點(diǎn)，每個等勢點(diǎn)大約相距 1cm。3畫等勢線取出白紙，根據(jù)五組等勢點(diǎn)畫出五條平滑的曲線，它們就是等勢線（如圖5-2 ） 注意事項 圖 5-2（ 1 ）先用多用表的歐姆擋在各處測一下電阻是否均勻，以便選用厚薄均勻的導(dǎo)電紙，撳壓時注意不

39、要使紙破裂以免影響場的分布。（2）電極跟導(dǎo)電紙的接觸要良好，這是做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵?？梢赃x用10g 或 20g 的銅質(zhì)小砝碼做電極壓在導(dǎo)電紙上。（ 3）本實(shí)驗(yàn)為更好體現(xiàn)原理，選用電壓傳感器來探測等勢點(diǎn)。在找跟某一基準(zhǔn)點(diǎn)電勢相等的點(diǎn)時，不要盲目地移動探針，要根據(jù)電壓變化的趨勢來調(diào)整探針的位置。（ 4）用探針找到跟某一基準(zhǔn)點(diǎn)的電勢相等的點(diǎn)后， 在用探針把這些點(diǎn)一一壓印在白紙上，不可用力太大以免導(dǎo)電紙破裂。補(bǔ)充說明 這個實(shí)驗(yàn)裝置所形成的“電場”實(shí)際上不是正、負(fù)電荷間的靜電場而是恒定電流場，這是具有不同概念的兩種場，只是由于它們遵守的規(guī)律相似而用恒定的電流場模擬靜電場來做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)六 用 dis 測定電源

40、的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測量干電池的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)器材 dis（數(shù)字信息系統(tǒng)） 、電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路板、滑線變阻器、待測干電池、導(dǎo)線等。實(shí)驗(yàn)原理 改變電路的外電阻，通過電壓傳感器和電流傳感器測量不同工作狀態(tài)的端電壓和電流，輸入計算機(jī)，自動生成 u-i 圖線，由圖線得出電動勢和內(nèi)阻。電路圖和實(shí)物裝置圖見圖 6-1 和圖 6-2。8圖 6-1圖 6-2 實(shí)驗(yàn)步驟 （ 1）把電壓、電流傳感器分別接入數(shù)據(jù)采集器第一、二輸入口。（ 2）將實(shí)驗(yàn)電路板的開關(guān) s 斷開，電壓、電流傳感器的測量夾分別接入實(shí)驗(yàn)板的u 3 、 i端。（ 3）連接滑動變阻器 r，并把阻值調(diào)到最大，開關(guān)s 閉合。（ 4）打開“計算表格”

41、，改變滑動變阻器的觸點(diǎn)，使其阻值逐漸減小，同時點(diǎn)擊“手動”按鈕，記錄幾組不同的電壓、電流值。（ 5）打開“坐標(biāo)繪圖” 界面，設(shè) x軸 為“ i 2 ” , y 軸為“ u 1 ”, 點(diǎn)擊“直線擬合”，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6-3 所示。（ 6 ） 根 據(jù) 圖6-3 顯示，擬合直線方程為：_ ，測得圖 6-3電動勢為_ ，內(nèi)阻為 _。 注意事項 由于實(shí)驗(yàn)操作上難度不大，實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)應(yīng)放在對擬合圖線的分析上，要理解該圖線的意義，其代數(shù)表達(dá)式以及截距和斜率的含義等。實(shí)驗(yàn)七研究磁通量變化時感應(yīng)電流的方向 探究目的 探究感應(yīng)電流的方向與磁通量變化的關(guān)系。方案設(shè)計：方案 1實(shí)驗(yàn)原理 將條型磁鐵的n、 s 極分別插入

42、感應(yīng)線圈，或從感應(yīng)線圈中拉出，觀察檢流計指針的偏轉(zhuǎn)情況，然后歸納出判斷感應(yīng)電流方向 圖 7 的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)器材 條型磁鐵、檢流計、感應(yīng)線圈等。實(shí)驗(yàn)過程 如圖 7 中 (a)、(b) 、 (c)、(d)所示，將條型磁鐵插入或拉出，觀察并記錄檢流計指針的偏轉(zhuǎn)方向。實(shí)驗(yàn)記錄 （ 1）在圖 7 中畫出 (a)、 (b)、 (c)、 (d)四種情況下，線圈中感應(yīng)電流方向及感應(yīng)電流磁場的方向。（ 2）歸納出感應(yīng)電流的方向與磁通量變化的關(guān)系：_ 。方案 2（請同學(xué)自己設(shè)計）實(shí)驗(yàn)原理 _ 。實(shí)驗(yàn)器材 _實(shí)驗(yàn)過程 實(shí)驗(yàn)記錄 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：通過上述兩個實(shí)驗(yàn)，你得到的共同結(jié)果是什么？_實(shí)驗(yàn)八 用 dis 研究回路中感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化快慢的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探索影響感應(yīng)電動勢大小的有關(guān)因素。 實(shí)驗(yàn)器材 9導(dǎo)軌、小