高考物理綜合復(fù)習(xí)7

1、高考綜合復(fù)習(xí)：光學(xué)實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)專題 要點(diǎn)精析典型實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：測定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)原理：如圖所示，入射光線AO由空氣射入玻璃磚，經(jīng)OO后由OB方向射出。作出法線NN，則折射率n=Sin1/Sin2 注意事項(xiàng)：手拿玻璃磚時(shí)，不準(zhǔn)觸摸光潔的光學(xué)面，只能接觸毛面或棱，嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺畫玻璃磚的界面；實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變；大頭針應(yīng)垂直地插在白紙上，且玻璃磚每一側(cè)的兩個(gè)大頭針距離應(yīng)大一些，以減小確定光路方向造成的誤差；入射角應(yīng)適當(dāng)大一些，以減少測量角度的誤差。重要演示實(shí)驗(yàn)：1. 加速度和力的關(guān)系 加速度和質(zhì)量的關(guān)系兩個(gè)相同的小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細(xì)線，線的另一端跨過定

2、滑輪各掛一個(gè)小盤，盤里分別放有不同質(zhì)量的砝碼。小車所受的水平拉力F的大小可以認(rèn)為等于砝碼（包括砝碼盤）的重力大小。小車后端也系有細(xì)線，用一只夾子夾住兩根細(xì)線，控制兩輛小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)和結(jié)束運(yùn)動(dòng)。 由于兩個(gè)小車初速度都是零，運(yùn)動(dòng)時(shí)間又相同，S=at2a，只要測出兩小車位移S之比就等于它們的加速度a之比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：當(dāng)小車質(zhì)量相同時(shí)，aF，當(dāng)拉力F相等時(shí)，a 。實(shí)驗(yàn)中用砝碼（包括砝碼盤）的重力G的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做會(huì)引起什么樣的系統(tǒng)誤差？怎樣減小這個(gè)系統(tǒng)誤差？2. 卡文迪許實(shí)驗(yàn)下圖是卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)的示意圖。其中固定在T形架上的小平面鏡起著非常大的作用。利用光的反射定律可以把T形

3、架的微小轉(zhuǎn)動(dòng)放大到能夠精確測量的程度。設(shè)小平面鏡到刻度尺的距離為L，T形架兩端固定的兩個(gè)小球中心相距為l，設(shè)放置兩個(gè)大球m/ 后，刻度尺上的反射光點(diǎn)向左移動(dòng)了x，那么在萬有引力作用下，小球向大球移動(dòng)了多少？ 3. 描繪單擺的振動(dòng)圖象對同一個(gè)單擺，如果兩次拉出木板得到的圖形分別如a、b所示，說明兩次拉木板的速度之比為32。對擺長不同的單擺，如果兩次拉木板的速度相同，說明擺的周期之比為32，擺長之比為94。 4. 波的疊加在一根水平長繩的兩端分別向上抖動(dòng)一下，就分別右兩個(gè)凸起狀態(tài)1和2在繩上相向傳播。它們在相遇后，彼此穿過，都保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播，彼此都沒有受到影響。 觀察一下：在它們相遇過

4、程中，繩上質(zhì)點(diǎn)的最大位移出現(xiàn)在什么位置？每個(gè)點(diǎn)都有可能達(dá)到這個(gè)位移嗎？在同一根繩子上，各種頻率的波傳播速度都是相同的。5. 擴(kuò)散現(xiàn)象裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開。抽去玻璃板，過一段時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)，兩種氣體混合在一起，上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致。擴(kuò)散現(xiàn)象也證明分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。從熱力學(xué)第一定律分析一下：設(shè)環(huán)境溫度不變，在擴(kuò)散過程中，瓶中氣體將吸熱還是放熱？這個(gè)實(shí)驗(yàn)也證明擴(kuò)散現(xiàn)象有方向性。6. 平行板電容器的電容。靜電計(jì)是測量電勢差的儀器。指針偏轉(zhuǎn)角度越大，金屬外殼和上方金屬小球間的電勢差越大。在本實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)指針和A板等電勢，靜電計(jì)

5、金屬殼和B板等電勢，因此指針偏轉(zhuǎn)角越大表示A、B兩極板間的電壓越高。 本實(shí)驗(yàn)中，極板帶電量不變。三個(gè)圖依次表示：正對面積減小時(shí)電壓增大；板間距離增大時(shí)電壓增大；插入電介質(zhì)時(shí)電壓減小。由 知，這三種情況下電容分別減小、減小、增大。因此可以確定C和S、d、的關(guān)系是 。思考：如何測量電容器兩極板間的電壓？7. 研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象首先要查明電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系（方法與畫電場中平面上等勢線實(shí)驗(yàn)相同）。電鍵閉合和斷開時(shí)、電鍵閉合后滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)過程中、電鍵閉合后線圈A在B中插入、拔出時(shí)，都會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明有電流產(chǎn)生。而電鍵保持閉合、滑動(dòng)觸頭不動(dòng)、線圈A 在B中不動(dòng)時(shí)，電

6、流表指針都不動(dòng)，說明無電流產(chǎn)生。 結(jié)論：閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的充要條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。8. 單縫衍射從圖中看出：當(dāng)狹縫寬度在0.5mm以上時(shí)，縫越窄亮斑也越窄；當(dāng)狹縫寬度在0.5mm以下時(shí)，縫越窄中央亮條越寬，整個(gè)亮斑范圍越寬，亮紋間距越大。 9. 小孔衍射和泊松亮斑小孔衍射和泊松亮斑的中心都是亮斑。區(qū)別是：泊松亮斑中心亮斑周圍的暗斑較寬。 10. 倫琴射線管 電子被高壓加速后高速射向?qū)﹃帢O，從對陰極上激發(fā)出X射線。在K、A間是陰極射線即高速電子流，從A射出的是頻率極高的電磁波，即X射線。X射線粒子的最高可能的頻率可由Ue=h計(jì)算。11. 粒子散射實(shí)驗(yàn) 全部裝置放在真空中。

7、熒光屏可以沿著圖中虛線轉(zhuǎn)動(dòng)，用來統(tǒng)計(jì)向不同方向散射的粒子的數(shù)目。觀察結(jié)果是，絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進(jìn)，但是有少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。12. 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)把一塊擦得很亮的鋅板連接在靈敏驗(yàn)電器上，用弧光燈照鋅板，驗(yàn)電器的指針就張開一個(gè)角度，表明鋅板帶了電.進(jìn)一步檢查知道鋅板帶( )電。這表明在弧光燈的照射下，鋅板中有一部分( )從表面飛了出去鋅板中少了( )，于是帶( )電。 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：所謂設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，就是題目要求學(xué)生運(yùn)用學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法，自行設(shè)計(jì)一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)方案。它要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理，選擇實(shí)驗(yàn)器材，安排實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理的方法及分析實(shí)驗(yàn)誤差。主要考查學(xué)生是否理解實(shí)驗(yàn)原

8、理和實(shí)驗(yàn)儀器的工作原則，是否具有靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)知識(shí)的能力，是否具有在不同情況下遷移知識(shí)的能力，這些對學(xué)生的能力要求都較高。設(shè)計(jì)方案涉及到對實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)識(shí)和理解，包括選擇的合理實(shí)驗(yàn)方法、配置合適的實(shí)驗(yàn)器材，安排正確的實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法，采用客觀的誤差分析方法，最后給予總結(jié)和評價(jià)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的原理、方法、器材都滲透在“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”、“演示實(shí)驗(yàn)”和課本教材或習(xí)題中，能有效地考查學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識(shí)處理新情景中提出問題的遷移能力、創(chuàng)新意識(shí)，是近幾年高考命題中較具活力的領(lǐng)域。一、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)概述1設(shè)計(jì)原則(1)科學(xué)性：實(shí)驗(yàn)方案所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)正確，符合物理學(xué)的基本規(guī)律。(2)安全性：實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)

9、施要安全可靠，不會(huì)對儀器、器材及人身造成危害。(3)準(zhǔn)確性：實(shí)驗(yàn)的誤差應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。若有多種可能的實(shí)驗(yàn)方案，應(yīng)盡可能選擇誤差較小的方案。(4)簡便性：實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)便于操作、讀數(shù)及數(shù)據(jù)處理。2設(shè)計(jì)思想(1)理想化：實(shí)際物理現(xiàn)象中的研究對象，外部因素往往復(fù)雜多變，為此研究時(shí)?？刹捎煤雎阅承┐我蛩鼗蚣僭O(shè)一些理想條件的辦法，以便能突出現(xiàn)象的本質(zhì)因素，取得實(shí)際情況下合理的近似結(jié)果。如單擺實(shí)驗(yàn)中假設(shè)擺線不可伸長、質(zhì)量遠(yuǎn)小于擺球質(zhì)量，擺球?yàn)閯蛸|(zhì)小球，懸點(diǎn)的摩擦和空氣阻力均不計(jì)等；用油膜法估測分子直徑實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)形成的是單分子的油膜，分子與分子緊密挨著排列。(2)平衡：一個(gè)物理系統(tǒng)中，常存在著對立的矛盾雙方

10、，當(dāng)雙方使系統(tǒng)中彼此偏離的因素（或作用）互相抵消時(shí)，系統(tǒng)就取得了暫時(shí)的平衡。于是根據(jù)矛盾雙方使系統(tǒng)偏離的因素，就可得出使系統(tǒng)平衡的條件，列出相應(yīng)的平衡方程式。在物理中常根據(jù)這種思想指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。用天平測量質(zhì)量，就是根據(jù)待測的物體和砝碼使天平橫梁兩側(cè)偏離的因素互相抵消時(shí)天平取得了暫時(shí)平衡的條件設(shè)計(jì)的；用電流表測電流強(qiáng)度就是根據(jù)磁力矩和彈簧游絲的扭轉(zhuǎn)力矩相平衡的條件設(shè)計(jì)的；在研究牛頓第二定律的演示實(shí)驗(yàn)中巧妙地運(yùn)用了將長木板一端墊起，讓小車重力的分力將摩擦阻力平衡。(3)放大：物理實(shí)驗(yàn)中對于某些直接測量的微小量，或觀察、顯示某些極細(xì)微的現(xiàn)象和圖景，常采用物理方法加以放大。常用的放大法有累積放大法、

11、機(jī)械放大法、光學(xué)放大法、電學(xué)放大法等。如螺旋測微器就是機(jī)械放大裝置，把測微螺桿的微小進(jìn)退，通過有較大周長的可動(dòng)刻度盤表示出來；游標(biāo)卡尺也是在放大思想支配下的產(chǎn)物；許多電表都是利用一根較長的指針將通電后線圈的偏轉(zhuǎn)角顯示出來；另外卡文迪許實(shí)驗(yàn)及顯示微小形變的裝置，都是光學(xué)放大方法的應(yīng)用；利用電磁感應(yīng)原理可制成交流互感器，對交流電流和交流電壓進(jìn)行放大或縮小，以便于讀數(shù)和操作。(4)轉(zhuǎn)換：根據(jù)物理量間的各種關(guān)系、物理現(xiàn)象及規(guī)律中存在的各種效應(yīng)，運(yùn)用變換原理進(jìn)行測量的方法。對于某些不易直接測量（或顯示）的量或現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中常借助于力、熱、電、光、機(jī)械等方法之間的轉(zhuǎn)換，用某些直接測量（或顯示）的量來代替

12、，或者根據(jù)研究對象在一定條件下可以有相同的效果作用，間接地觀察、測量。常用的有熱電換測、力電換測、光電換測等方法。例如：利用熱敏電阻的溫度特性將溫度的測量轉(zhuǎn)換成金屬電阻的測量；把流逝的時(shí)間轉(zhuǎn)換成指針周期性的振動(dòng)；話筒和揚(yáng)聲器是用傳感器將力學(xué)量和電學(xué)量相互轉(zhuǎn)換；把對電壓、電流、電阻的測量轉(zhuǎn)換成指針偏角的測量；在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，通過位移和時(shí)間的測量得出加速度和速度；在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，用從等高處水平拋出的兩球水平位移代替速度；在用油膜法估測分子直徑實(shí)驗(yàn)中，通過對面積的測量得分子直徑；光敏電阻是利用半導(dǎo)體的電阻在光照時(shí)大大減小，光電管是利用光電效應(yīng)將光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量；布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

13、是通過分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效果來間接探測分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律；在粒子散射實(shí)驗(yàn)中通過粒子穿過金箔后的偏轉(zhuǎn)情況來推測原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也是一種間接的探測方法。生活中也有一些現(xiàn)象對我們的發(fā)明創(chuàng)造會(huì)有啟示作用，例如，胸前掛著監(jiān)考牌時(shí)，當(dāng)陽光照在塑封過的牌子上，會(huì)明顯地看到牌子的反射光隨著心臟的跳動(dòng)周期性運(yùn)動(dòng)，這難道不是一種將力現(xiàn)象轉(zhuǎn)換為光現(xiàn)象并且具有放大功能的例子嗎？是不是可以發(fā)明這樣一個(gè)測心跳速度的儀器呢？(5)模擬：是一種間接測量方法，它不直接研究物理現(xiàn)象或過程本身，而是用與該現(xiàn)象或過程相似的模型來研究和測量。在進(jìn)行物理研究時(shí)，有時(shí)受客觀條件的限制，無法對某些物理現(xiàn)象和物理過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，此時(shí)人為地創(chuàng)造一定的條件和

14、因素，使之于物理現(xiàn)象或物理過程有一定的相似特點(diǎn)，從而在模擬的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。采用模擬法的基本條件是模擬量與被模擬量必須是等效或相似的。如用穩(wěn)恒電流場模擬靜電場；夏季雨后陽光下的天空常出現(xiàn)霓虹現(xiàn)象，雖然無法直接研究，但可以用棱鏡對光的色散來模擬彩虹，從而達(dá)到研究目的；更逼真的模擬是用噴霧器對著陽光噴出霧狀的水滴（更簡單一些，可以口含一口水噴出），同樣可看到七彩的霓虹；可用水流模擬電流演示串聯(lián)電路的電流強(qiáng)度相等，理解電流的微觀解釋IneSv中，S越小v越大（將軟管捏細(xì)時(shí)）。(6)等效替代：當(dāng)被測物（如待測電阻）被一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件（如電阻箱）代替時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中所起的作用（例如對電流的阻礙作用）完全相同，則

15、標(biāo)準(zhǔn)件的相應(yīng)值（電阻）就是被測物的值。(7)改變相關(guān)量，用方程組求不變量：當(dāng)用轉(zhuǎn)換法間接測量某個(gè)量時(shí)，如果一個(gè)方程求不出所求量，則改變相關(guān)量，用方程組求解。例如在測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)一個(gè)閉合回路歐姆定律方程求不出電動(dòng)勢和內(nèi)阻兩個(gè)未知量，于是保持電源(E、r)不變，改變外電路電阻，用兩組數(shù)據(jù)解方程組或多組數(shù)據(jù)圖象法求解。又如，用單擺測重力加速度實(shí)驗(yàn)中，若只有天花板上掉著的重物（線很長，大于1米），一個(gè)沒有刻度的米尺（無法精確量出擺長），秒表，就可用縮短擺長1米，兩個(gè)方程解方程組求出重力加速度。3設(shè)計(jì)方法(1)物理量測量方法：是指對某個(gè)物理量具體的測定方法，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想的手段。換測法

16、：根據(jù)一個(gè)物理量與其他物理量的函數(shù)關(guān)系，將不易直接測量的物理量轉(zhuǎn)化為另一個(gè)易測的物理量進(jìn)行測量的方法，也叫間接測量法。這是最常用的一種設(shè)計(jì)方法，大多數(shù)物理實(shí)驗(yàn)都是采用這種方法。如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測加速度，測定玻璃的折射率，用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，測定金屬的電阻率，伏安法測電阻，測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，測玻璃的折射率，用雙縫干涉測定光的波長。累計(jì)測量法：將微小量累計(jì)后測量。其目的在于減小微小量測量的相對誤差。如單擺實(shí)驗(yàn)中，通過若干次全振動(dòng)的時(shí)間，測出單擺全振動(dòng)一次的時(shí)間（周期）；在測定金屬電阻率實(shí)驗(yàn)中，沒有螺旋測微器時(shí)，可將金屬絲在鉛筆上密繞十幾圈，由線圈的總長度測出金屬絲的直徑；油膜法測分子直徑時(shí)

17、，先測1mL溶液中所含油滴數(shù)，就可知一滴溶液的體積；雙縫干涉測光的波長實(shí)驗(yàn)中，測n條亮紋間的距離a，就可算出條紋間距x。(2)實(shí)驗(yàn)的操作方法：控制變量法：實(shí)際的物理現(xiàn)象總是錯(cuò)綜復(fù)雜的，常受多種因素支配，為了研究物理現(xiàn)象的發(fā)生、演變，進(jìn)而確定其遵循的客觀規(guī)律，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的操作上常采用先控制某些因素不變，依次研究每一個(gè)因素的方法。如，在研究牛頓第二定律的演示實(shí)驗(yàn)中，先保持物體的質(zhì)量一定，研究加速度和力的關(guān)系，再保持對物體的作用力一定，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后綜合得出物體加速度與它所受的外力及物體的質(zhì)量之間的關(guān)系。又如，在單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，也都采用了控制某種因素不變的方法。留跡法：利用

18、物理現(xiàn)象，把瞬時(shí)即逝的現(xiàn)象（位移，軌跡、圖象）直接記錄下來，以便能直觀的和能較長時(shí)間的保留、比較、研究。通過紙帶上打出的小點(diǎn)，記錄小車運(yùn)動(dòng)過程中不同時(shí)刻的位置；研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，利用多次重復(fù)同一的運(yùn)動(dòng)留下的該運(yùn)動(dòng)的軌跡；研究碰撞中的動(dòng)量守恒，留下的是該運(yùn)動(dòng)的特殊位置；用描跡法畫出電場中平面上等勢線實(shí)驗(yàn)中，則是用探索的方式留下了電場中某一狀態(tài)下各等勢點(diǎn)的痕跡；在粒子物理探測中，云霧室、氣泡室都留下了粒子的蹤跡。復(fù)制法：在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，人們有時(shí)希望通過兩個(gè)完全相同的物理儀器產(chǎn)生兩個(gè)完全相同的效果，可用到復(fù)制法。在光的干涉實(shí)驗(yàn)中，利用自然光想得到相干光源不容易，托馬斯楊巧妙地從一個(gè)光源復(fù)制出兩個(gè)

19、完全相同的光源；薄膜干涉實(shí)驗(yàn)和菲涅爾雙棱鏡實(shí)驗(yàn)也是同樣的思想，將一束光通過反射和折射分成兩束相干光。在沒有電量概念時(shí)，庫侖就用了完全相同的兩個(gè)導(dǎo)體接觸而平分凈余電荷而復(fù)制了兩個(gè)電量完全相同的帶電體；現(xiàn)在的激光技術(shù)更是復(fù)制術(shù)的重要應(yīng)用。篩選法：在物理實(shí)驗(yàn)中，我們需要對某些量進(jìn)行選擇。如用旋轉(zhuǎn)圓筒法選擇分子、原子的速度，用電場與磁場速度選擇器選擇帶電粒子的速度，用質(zhì)譜儀選擇粒子的質(zhì)量，利用共振和電諧振選擇頻率等。4誤差分析和減小誤差的方法實(shí)驗(yàn)中，對偶然誤差，主要是進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，求出平均值，用平均值來代替測量值就更接近真實(shí)值。誤差分析，更多的是對系統(tǒng)誤差的分析。(1)從實(shí)驗(yàn)原理分析：系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原

20、因是多方面的，其中實(shí)驗(yàn)原理的不完善是產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因之一分析這類系統(tǒng)誤差應(yīng)從實(shí)驗(yàn)原理入手，運(yùn)用有關(guān)物理規(guī)律進(jìn)行定性或定量剖析。例如，在測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)原理時(shí)，把電壓表的讀數(shù)當(dāng)成路端電壓、把電流表的讀數(shù)當(dāng)成是干路電流，而學(xué)生實(shí)驗(yàn)的電路圖中，安培表測的并不是干路電流，則原理誤差出現(xiàn)在電壓表分去了一部分電流。(2)從實(shí)驗(yàn)器材分析：由于實(shí)驗(yàn)器材本身的缺陷也會(huì)使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，如器材本身的精度（彈簧秤的最小刻度、游標(biāo)卡尺的精度，電表的等級(jí)等）就是一個(gè)重要因素，在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，電表的內(nèi)阻使測量結(jié)果產(chǎn)生的誤差也屬這種情況。分析這類系統(tǒng)誤差應(yīng)從實(shí)驗(yàn)器材結(jié)構(gòu)人手，運(yùn)用有關(guān)物理規(guī)律進(jìn)行定性

21、或定量剖析。(3)另外，根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)情況，還應(yīng)從實(shí)驗(yàn)的控制條件，實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理上進(jìn)行分析。(4)減小系統(tǒng)誤差的方法等效替代法：用一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)件”去替代原被測對象保持效果不變的一種方法。例如用伏安法測電阻時(shí)，無論是安培表內(nèi)接還是外接，都會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，為了減少這種誤差，用開關(guān)的通斷將電阻箱作為“標(biāo)準(zhǔn)件”替代原待測電阻的位置，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，當(dāng)產(chǎn)生的效果相同時(shí)（電路中的電壓或電流相同），則電阻箱此時(shí)的電阻就是待測電阻值。圖7-1是用替代法測電阻的電路圖，具體操作是先將開關(guān)接到a處，調(diào)節(jié)變阻器的阻值，使電流表有一個(gè)適當(dāng)?shù)氖緮?shù)，然后再將開關(guān)接到b處，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表與原先有相同的

22、值，則此時(shí)電阻箱的示數(shù)就等于待測電阻的阻值。 比較法：用一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)件”與被測對象作比較測量的方法。如圖72（甲），為測量電阻的電路，Rx為待測電阻，R的阻值已知，R為保護(hù)電阻，阻值未知，電源E的電動(dòng)勢未知，S1、S2均為單刀雙擲開關(guān)，A為電流表，其內(nèi)阻不計(jì)。測量Rx的步驟為：將S2向d閉合，S1向a閉合時(shí)，Rx與R并聯(lián)，I1是流過Rx的電流；當(dāng)S2向c閉合，S1向b閉合，Rx與R并聯(lián)，I2是流過R的電流。R是保護(hù)電阻，阻值應(yīng)該很大，才能保證電路結(jié)構(gòu)變化時(shí)起保護(hù)作用，也就是說Rx和R并聯(lián)電路兩端電壓可以看作恒定，有I1RxI2R，所以RxI2R/I1 如圖72（乙），可用一已知內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電流表與

23、一被測電流表并聯(lián)，通過電流的分配與電阻成反比求得被測電阻的阻值，有時(shí)也用標(biāo)準(zhǔn)電阻與被測電阻比較。差值法：當(dāng)兩次測量的絕對誤差相同時(shí)，將兩次測量的結(jié)果相減就可得到真實(shí)值。例如在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶分析中，若一段一段地量，則可能量前一段時(shí)零刻度位置在起始記數(shù)點(diǎn)之后一點(diǎn)，而量后一段時(shí)零刻度在這段起始記數(shù)點(diǎn)之前一點(diǎn)，計(jì)算兩段位移的差值時(shí)誤差就會(huì)更大。若用刻度尺一次性對準(zhǔn)測量，只讀出各記數(shù)點(diǎn)的相對于第一記數(shù)點(diǎn)的坐標(biāo)值，再將各坐標(biāo)值相減則可得到各段位移的較精確值，至少消除了零刻度對得不齊的操作誤差。二、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法的選擇解決設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)問題關(guān)鍵在于選擇實(shí)驗(yàn)原理，它是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本依據(jù)和起點(diǎn)，它決定應(yīng)當(dāng)

24、測量哪些物理量，如何安排實(shí)驗(yàn)步驟，如何正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，以及如何正確分析實(shí)驗(yàn)誤差從而評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)原理的選擇和確定，一是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的，二是根據(jù)問題的條件一旦實(shí)驗(yàn)原理確定下來，就可根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皢栴}的條件，選擇實(shí)驗(yàn)方法，擬定實(shí)驗(yàn)方案。三、實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)裝置的選擇根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，合理地選擇實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)裝置是完成實(shí)驗(yàn)的前提。實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)裝置選擇恰當(dāng)，不僅可以保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，而且可能使實(shí)驗(yàn)更便利，實(shí)驗(yàn)誤差更小。正確地選擇實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)裝置，概括起來必需遵循以下幾個(gè)原則：1安全性原則在實(shí)驗(yàn)過程中，不產(chǎn)生由于器材或裝置選擇不當(dāng)，使儀器發(fā)生損壞等不良后果

25、。這一原則對電學(xué)實(shí)驗(yàn)十分重要，主要體現(xiàn)在電表量程的選擇及通過變阻器、電阻的最大電流不超過其額定電流等。2可行性原則選擇的儀器必須適用可行，能保證實(shí)驗(yàn)正常順利地進(jìn)行，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)測量范圍符合實(shí)際要求。3準(zhǔn)確性原則根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，選用精度合適的測量工具。如在“測定金屬電阻率”實(shí)驗(yàn)中，為保證測量結(jié)果的有效數(shù)字位置合適，測金屬絲的直徑要用螺旋測微器，而測金屬絲長度用毫米刻度尺即可（因測量結(jié)果與直徑的平方有關(guān)，而只與長度的一次方有關(guān)，且直徑很小，用刻度尺測直徑的相對誤差會(huì)很大）。讓測量數(shù)據(jù)適當(dāng)大一些，從而減少讀數(shù)或操作中的相對誤差。例如讓電表的指針偏角超過滿偏的1/3，在插針法測折射率的實(shí)驗(yàn)中讓針適當(dāng)相隔遠(yuǎn)一

26、些，驗(yàn)證力的平行四邊形法則實(shí)驗(yàn)中讓細(xì)線適當(dāng)長一些，描方向的點(diǎn)距離結(jié)點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)一些，這些都是為了減少相對誤差。4方便性原則在保證實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行的條件下，恰當(dāng)?shù)剡x擇器材或裝置，使實(shí)驗(yàn)操作方便易行。如滑動(dòng)變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮阻值范圍，在兩者都能滿足實(shí)際要求的條件下，還要考慮阻值大小對實(shí)驗(yàn)操作是否方便等因素。四、實(shí)驗(yàn)操作程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作程序即實(shí)驗(yàn)步驟，正確的實(shí)驗(yàn)程序是實(shí)驗(yàn)成功的重要環(huán)節(jié)。一般說，正確的實(shí)驗(yàn)程序設(shè)計(jì)必須注意以下兩點(diǎn)：1確保實(shí)驗(yàn)順利完成與成功實(shí)驗(yàn)的操作程序是有先后順序的，某一項(xiàng)操作往往是后一項(xiàng)操作的必要條件，如果操作顛倒可能會(huì)使實(shí)驗(yàn)不能順利進(jìn)行，甚至無法完成實(shí)驗(yàn)。2保

27、證實(shí)驗(yàn)器材的安全在很多實(shí)驗(yàn)中，如果操作步驟不妥或遺漏，將危及實(shí)驗(yàn)器材的安全，甚至?xí)p壞實(shí)驗(yàn)器材，這一點(diǎn)必須引起重視。如實(shí)驗(yàn)中使用歐姆表測電阻時(shí)，其最后一個(gè)步驟必須將選擇開關(guān)旋至交流電壓最高擋或OFF擋，就是為了保證歐姆表的安全，這一步驟顯然不能遺漏。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法數(shù)據(jù)處理是對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、研究的依據(jù)，也是原始實(shí)驗(yàn)觀察和記錄的一種科學(xué)加工。它不僅是每個(gè)實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而且也是學(xué)生必需掌握的一項(xiàng)重要的實(shí)驗(yàn)技能。對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、處理，有許多方法，在高中物理實(shí)驗(yàn)中只要求了解和掌握其中最簡單的幾種方法。1列表法把被測物理量用表格的形式分類列出的方法。記錄表格一般應(yīng)包括表號(hào)、標(biāo)題、主欄

28、、賓欄、數(shù)據(jù)、備注等。這里，表號(hào)即表的編號(hào)，凡實(shí)驗(yàn)記錄中列出兩個(gè)或兩個(gè)以上表格時(shí)，一般都應(yīng)標(biāo)出表號(hào)；標(biāo)題即記錄表的目的要求；主欄一般為被測物理量的名稱或公式；賓欄為不同情況下對應(yīng)的測量值，記錄數(shù)據(jù)排列習(xí)慣上先原始記錄，后計(jì)算結(jié)果；備注欄供必要時(shí)實(shí)驗(yàn)做有關(guān)的說明之用，通常都列于表尾。列表法大體反應(yīng)某些因素對結(jié)果的影響效果或變化趨勢，常用來作為其他數(shù)據(jù)處理方法的一種輔助手段。2算術(shù)平均值法將待測物理量的若干次測量值相加后除以測量次數(shù)，即得該待測量的算術(shù)平均值。將多次測量的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，一般會(huì)比單獨(dú)一次觀察值可靠，并且重復(fù)次數(shù)的增加，其可靠性也更為提高，因?yàn)橐粋€(gè)物理量的真實(shí)值是無法知道的，

29、所以實(shí)際應(yīng)用上往往用多次測量值的平均值代替真實(shí)值。求取算術(shù)平均值時(shí)，必需按原來測量儀器的準(zhǔn)確度決定應(yīng)該保留的有效數(shù)字的位數(shù)。4圖像法把實(shí)驗(yàn)測得的量按自變量和應(yīng)變量之間的關(guān)系在直角坐標(biāo)平面上用圖線表示出來的方法。用作圖法對物理現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，可以直觀的反應(yīng)各物理量之間的相互依賴的變化關(guān)系，能較方便的從圖像中找出實(shí)驗(yàn)所需要的某些結(jié)果或規(guī)律。尤其是在某些物理規(guī)律和結(jié)果還沒有完全掌握或還沒有找到明確的函數(shù)表達(dá)式時(shí)，用作圖法表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，利用作圖法還可以減小實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差，提高測量的準(zhǔn)確性，因此，作圖法是高中物理實(shí)驗(yàn)中需要重點(diǎn)掌握的一種數(shù)據(jù)處理的方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上作圖的原

30、則要求是：準(zhǔn)確、清楚、布局合理、便于應(yīng)用。還需注意： (1)合理選取坐標(biāo)原點(diǎn)。(2)兩坐標(biāo)軸的分度要恰當(dāng)。盡量使圖形布滿整個(gè)圖紙，以減少描點(diǎn)不準(zhǔn)確造成的相對誤差。(3)要有足夠多的描點(diǎn)數(shù)目（即在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)給出多組數(shù)據(jù)），才能達(dá)到取平均值的目的，減少偶然誤差的影響。(4)畫出的圖象應(yīng)盡可能穿過較多的描點(diǎn)，或是盡可能多的描點(diǎn)分布在圖線的兩側(cè)。（目測各點(diǎn)分布趨勢，將盡量多的點(diǎn)用平滑的曲線而不是折線連起來，不在曲線上的點(diǎn)要均勻地分布在圖線的兩側(cè)，有些偏離太遠(yuǎn)的點(diǎn)舍掉。）在利用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，畫出T242L圖象，就能利用斜率表示重力加速度。(5)采用置換變量法使非線性關(guān)系線性化。例如研究牛頓第二

31、定律中加速度隨質(zhì)量變化的關(guān)系時(shí)，由于二者成反比，如果我們以a1/m建立坐標(biāo)系就能化曲為直，只要證明圖線是過原點(diǎn)的直線就行了。4逐差法逐差法一般用于等間隔線性變化的測量中。在等間隔線性變化測量中，如果仍用一般的求平均值的方法，結(jié)果將發(fā)現(xiàn)只有第一次測量值和最后一次測量值有作用，其中間值全部抵消了。這樣就無法反映出多次測量能減小偶然誤差的特點(diǎn)。如在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量物體運(yùn)動(dòng)加速度時(shí)，一般采用逐差法求加速度值。六、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)分析的基本思路1根據(jù)問題的條件、要求，構(gòu)造相關(guān)的物理情景。 2確定實(shí)驗(yàn)原理，選擇實(shí)驗(yàn)方法。3明確所要測定的物理量，選好實(shí)驗(yàn)器材，確定實(shí)驗(yàn)步驟。4做好數(shù)據(jù)的記錄和處理，進(jìn)行誤差分析。精

32、題精講例題1. 用三棱鏡做測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)。先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針Pl和P2，然后在棱鏡的另一側(cè)觀察，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住Pl、P2的像，P4擋住P3和Pl、P2的像。在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如下圖所示。 (1)在圖上畫出所需的光路。(2)為了測出棱鏡玻璃的折射率，需要測量的量是_，在圖上標(biāo)出它們。(3)計(jì)算折射率的公式是n_。解析：根據(jù)插針確定的光線路徑畫出光路圖，如下圖所示。 過Pl、P2點(diǎn)作直線交AC邊于O點(diǎn)，過P3、P4點(diǎn)作直線交AB邊于O點(diǎn)，再連接OO，即光線傳播路徑。過O點(diǎn)作AC的法線FH，可量出i，r，根據(jù)

33、折射定律， ，用量角器量角度則誤差較大，可以轉(zhuǎn)化成量長度（這是常用的實(shí)驗(yàn)方法）。如果作圖時(shí)，使GO= EO，則結(jié)果更為簡化。 所以 。例題2. 如下圖所示，一個(gè)學(xué)生用廣口瓶和直尺測定水的折射率，填寫下述實(shí)驗(yàn)步驟中的空白。 (1)用_測出廣口瓶瓶口內(nèi)徑d；(2)在瓶內(nèi)裝滿水；(3)將直尺沿瓶口邊緣_插入水中；(4)沿廣口瓶邊緣向水中直尺正面看去，若恰能看到直尺的0刻度（即圖中A點(diǎn)），同時(shí)看到水面上B點(diǎn)刻度的像B恰與A點(diǎn)的像相重合；(5)若水面恰與直尺的C點(diǎn)相平，讀出_和_的長度；(6)由題中所給條件，可以計(jì)算水的折射率為_。解析：無論是不是學(xué)過的實(shí)驗(yàn)，首先是從題中找實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。此題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y水

34、的折射率。然后是聯(lián)系課本和課后習(xí)題或?qū)嶒?yàn)中與之相關(guān)的原理。顯然，根據(jù)敘述是要利用成像原理（虛像在折射光線和反射光線的反向延長線上）和折射定律(n = sini/sinr)。如上圖，由幾何關(guān)系可知： 例題3. 以單色光照射到0.2mm的雙縫上，雙縫隙與屏的垂直距離為1m。 (1)從第一級(jí)亮紋到同側(cè)第四級(jí)亮紋之間的距離為7.5mm，求單色光的波長；(2)若入射光波長為600nm，求相鄰兩條明紋之間的距離。解析：在光的干涉條紋中，中央亮條紋為第0級(jí)，兩側(cè)對稱分布第1級(jí)、第2級(jí)亮條紋。(1)根據(jù)雙縫干涉亮（暗）條紋的間距： 例題4. 一般認(rèn)為激光器發(fā)出的是頻率為的“單色光”，實(shí)際上它的頻率并不是真正單

35、一的，激光頻率是它的中心頻率，它所包含的頻率范圍是(也稱頻率寬度)。讓單色光照射到薄膜表面，一部分從內(nèi)表面反射回來（這部分稱為甲光），其余的進(jìn)入薄膜內(nèi)部，其中的一部分從薄膜后表面反射回來，并從前表面射出（這部分稱為乙光），甲、乙這兩部分光疊加而發(fā)生干涉。稱為薄膜干涉。乙光與甲光相比，要多在薄膜中傳播一小段時(shí)間t，理論和實(shí)際都證明，能觀察到明顯干涉現(xiàn)象的條件是：t的最大值與的乘積近似等于1，即只有滿足tm1才會(huì)觀察到明顯的穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象。已知紅寶石激光器發(fā)出的激光= 4.321014Hz，它的頻率寬度8.0109Hz，讓這束單色光由空氣斜射到折射率n的液膜表面，射入時(shí)與液膜表面成45，如下圖所示

36、。 (1)求從O射入薄膜中的光線的傳播方向及傳播速率；(2)估算在如圖所示的情景下，能觀察到明顯穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的液膜最大厚度d。解析：(1)設(shè)從O點(diǎn)射入薄膜中的光線的折射角為r，根據(jù)折射定律有r30 光在薄膜中的傳播速率v=c/n2.12108 m/s(2)如上圖所示，乙光在薄膜中經(jīng)過的路程：s2d/cosr，乙光通過薄膜所用的時(shí)間ts/v = 2d/(vcosr).當(dāng)t取最大值tm時(shí)，對應(yīng)薄膜厚度最大，由題意tm1，所以2d/（vcosr）1 解得dm1.15102 m.例題5. 如下圖所示的器材可用來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及確定感應(yīng)電流方向。(1)在給出的實(shí)物圖中，用實(shí)線作為導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)儀器連成實(shí)驗(yàn)

37、電路。 (2)將線圈L1插入L2中，合上開關(guān)。能使感應(yīng)電流與原電流的繞行方向相同的實(shí)驗(yàn)操作是（ ）A. 插入軟鐵棒 B. 拔出線圈L1C. 使變阻器阻值變大 D. 斷開開關(guān)解析：連線的關(guān)鍵是要清楚有兩個(gè)回路。一個(gè)是原線圈回路，用來產(chǎn)生引起感應(yīng)電流的磁場，另一個(gè)是副線圈回路，用來產(chǎn)生感應(yīng)電流。原線圈回路中有電源，滑動(dòng)變阻器以及控制電路通斷的開關(guān)。副線圈回路中只要有檢測是否有感應(yīng)電流的靈敏電流表就行了。連線如下圖。 當(dāng)原、副線圈的電路連接好以后，根據(jù)“楞次定律”，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化，可以判斷出原線圈中的電流應(yīng)該變小。即選擇BCD。例題6. 在下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，

38、平行板電容器的極板B與一靈敏的靜電計(jì)相接，極板A接地。若極板A稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，由觀察到的靜電計(jì)指針變化做出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是（ ） A. 兩極板間的電壓不變，極板上的電量變小B. 兩極板間的電壓不變，極板上的電量變大C. 極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變小D. 極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變大解析：極板上的電量幾乎不變，只是電量在極板與靜電計(jì)之間略有轉(zhuǎn)移。由C=Q/U 知，C變小，U變大。答案：D例題7. 某電壓表的內(nèi)阻在20k50k之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材：待測電壓表V(量程3V)電流表A1（量程200A）電流表A2（量程5mA）滑動(dòng)變阻

39、器R(最大阻值1k)電源E(電動(dòng)勢4V)開關(guān)S導(dǎo)線若干(1)所提供的電流表中，應(yīng)選用（填寫字母代號(hào)）；(2)為了盡量減小誤差，要求測多組數(shù)據(jù)，試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖。解析：此題為運(yùn)用伏安法測量電阻的基本原理測量電壓表的內(nèi)阻。測量電表的內(nèi)阻時(shí)，應(yīng)注意其顯示功能和安全性能，即在其電表的測量范圍內(nèi)進(jìn)行工作。運(yùn)用安全性原則進(jìn)行電流表的選擇，設(shè)在伏安法測電壓表的電阻時(shí)，電路中有最大電流為： 因此選擇電流表A1，就可以有效地進(jìn)行測量。電流表A2的量程太大，在測量時(shí)，其讀數(shù)不能超過滿偏的1/3，違背準(zhǔn)確測量的原則，被排除。接著是滑動(dòng)變阻器的連接問題，如果滑動(dòng)變阻器作限流式接法，則由于被測電壓表的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)

40、大于滑動(dòng)變阻器的阻值，因此無法進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)。為了有效地調(diào)節(jié)和多測幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用分壓式接法。其電路圖如下圖所示。 點(diǎn)評：注意滑動(dòng)變阻器的選擇。(1)安全性原則：即比較電路中可能出現(xiàn)的最大電流與滑動(dòng)變阻器的額定電流，保證變阻器不被損壞。(2)有效調(diào)節(jié)的原則：在安全原則被滿足的前提下，如果被測電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總阻值，則應(yīng)選用分壓式接法；而當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值與電路中其他的電阻比較接近時(shí)，則可用限流式進(jìn)行調(diào)控。例題8. 有一改裝的安培表A1需要與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)安培表A2進(jìn)行核對，采用如下圖所示電路，其中E為直流電源（三節(jié)蓄電池串聯(lián)而成），R0為一定值電阻，R為一滑動(dòng)變阻器，S為開關(guān)。實(shí)驗(yàn)

41、中已有的器材及規(guī)格如下：A. 定值電阻（阻值為8，額定電流2A）B. 定值電阻（阻值為15，額定電流2A）C. 滑動(dòng)變阻器（阻值020，額定電流2A）D. 滑動(dòng)變阻器（阻值0200，額定電流2A） 應(yīng)選用的器材為。已知兩個(gè)表的刻度盤上都將量程均分為6大格，要求以0.1 A起對每條刻度線一一進(jìn)行核對，為此從備用的電阻器中，定值電阻R0應(yīng)選用，滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用（用字母代號(hào)填寫）。解析：定值電阻R0在電路中稱為限流電阻，它的作用是限制電路中的最大電流，使之不超出安培表的量程，從而對安培表起保護(hù)作用?；瑒?dòng)變阻器R為調(diào)節(jié)電阻，它的作用是調(diào)節(jié)電路中的電流強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)電路中的電流強(qiáng)度起控制作用。從題中

42、給出的電阻器可知，電路中電阻的配伍共有四種方案，即A、C，A、D，B、C， B、D.選取哪種配置是適用可行的，需要進(jìn)行估算。方案是否可行的依據(jù)是，電路中電流強(qiáng)度的調(diào)節(jié)范圍能否滿足實(shí)驗(yàn)的要求。當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入的電阻為零時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度最大；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值最大時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度最小。因?yàn)殡娫词怯扇?jié)蓄電池串聯(lián)而成，所以電源電動(dòng)勢可認(rèn)為是6V。由歐姆定律可枯算出四種配里方案的電流強(qiáng)度范圍，如下表所示。 從表中數(shù)據(jù)可見。方案“一”不可行，因?yàn)镮n0.1A，方案“四”不可行，因?yàn)镮m0.6A；方案“三”不可行，因?yàn)镮mR3，他的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下： A. 把多用電表選擇開關(guān)旋至“1k”

43、的歐姆擋上；B. 把表筆插入測試筆插孔中，進(jìn)行歐姆調(diào)零；C. 把兩表筆同時(shí)與R1的兩端接觸，發(fā)現(xiàn)這時(shí)指針偏轉(zhuǎn)適中，隨即記下歐姆數(shù)值；D. 把開關(guān)旋至“100”的歐姆擋，把兩根表筆同時(shí)與R3的兩端接觸，指針偏轉(zhuǎn)適中，隨即記下歐姆數(shù)值；E. 斷開電路開關(guān)，實(shí)驗(yàn)完畢。請說明這位同學(xué)的操作步驟中有哪些不合要求的地方：解析：本題所要測量的電阻處于工作電路中，因此需要將電路斷開，但只斷開S1是不行的。如S2閉合，將多用表表筆置于R1兩端時(shí)，測量的阻值是R2與R3串聯(lián)后再與R1并聯(lián)的總電阻，故在測量前應(yīng)將S1和S2都斷開。另外應(yīng)注意換檔后應(yīng)重新進(jìn)行調(diào)零；實(shí)驗(yàn)完畢后選擇開關(guān)應(yīng)處于空檔或交流電壓最高檔處。例題1

44、2. 為了測量一個(gè)量程為3.0 V的電壓表的內(nèi)阻RV（約為幾千歐），采用的電路如下圖所示。 (1)可供選擇的實(shí)驗(yàn)步驟有：A.閉合開關(guān)S；B.將電阻箱R0的阻值調(diào)到最大值；C.將電阻箱的阻值調(diào)到零；D.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值。使電壓表的示數(shù)為3.0 V；E.斷開開關(guān)S；F.把滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭P滑到a端；G.調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R0，使電壓表示數(shù)為1.5V，讀出此時(shí)電阻箱R0的阻值；H把滑動(dòng)變阻器的觸頭P滑到b端；I.按圖接電路，注意斷開開關(guān)S。將必要的步驟選出并按合理順序排列（填各操作步驟的代號(hào)）。(2)若在上述實(shí)驗(yàn)步驟G中，讀出R0的阻值為2600，則該電壓表的內(nèi)阻RV，由于系統(tǒng)誤差，測量值

45、（選填“偏小”、“偏大”）。解析：由于RVR0 RbP，所以可認(rèn)為b與P之間并聯(lián)電阻幾乎等于滑動(dòng)變阻器右端電阻Rb。當(dāng)增大電阻箱電阻R0時(shí)，并聯(lián)電阻幾乎不變，在不再調(diào)節(jié)電路中其他器材的情況下，即使調(diào)節(jié)電阻器R0，并聯(lián)電阻兩端電壓值幾乎不變。首先將電阻箱阻值調(diào)為零，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，使電壓表示數(shù)為3V；再調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表示數(shù)為1.5V，此時(shí)電阻箱電阻與電壓表內(nèi)阻相等。讀取電阻箱示數(shù)即得電壓表內(nèi)阻測量值。事實(shí)上，嚴(yán)格講：當(dāng)增大電阻箱阻值R0時(shí)，并聯(lián)電阻阻值略有增大、干路電流略有減小，導(dǎo)致并聯(lián)電阻兩端電壓略有增大。當(dāng)電壓表指針半偏（示數(shù)U1.5V）時(shí)，電阻箱電阻略大于電壓表內(nèi)阻，因此通過電阻箱

46、顯示的測量值偏大。(1)實(shí)驗(yàn)步驟合理順序?yàn)镮、H、C、A、D、G、E；(2)電壓表內(nèi)阻測量值為2600，由于系統(tǒng)誤差，測量值偏大。例題13. “伏安法”測電阻時(shí)，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，使得測量結(jié)果總存在誤差，而按如下圖所示電路進(jìn)行測量，則由電壓表、電流表內(nèi)阻所造成的誤差可消除。 (1)請你簡要寫出還未完成的主要操作步驟，并用字母表達(dá)出相應(yīng)的測量值。閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2接2，調(diào)節(jié)RP和RP，使電壓表讀數(shù)接近滿量程，讀出電流表和電壓表讀數(shù)I2 ，U2。保持RP不變。(2)請你推導(dǎo)出待測電阻R的表達(dá)式。解析：為了測定待測電阻Rx值，從實(shí)驗(yàn)電路圖和已進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟看，這時(shí)電壓表和電流表測得的是

47、： ，不難推出：在保持RP不變的情況下，S1閉合，將S2接1，調(diào)節(jié)RP，使電壓表和電流表盡量接近滿程，讀出此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)U1、I1，可得： 。 因此 點(diǎn)評：實(shí)驗(yàn)步驟科學(xué)的設(shè)計(jì)和安排，一點(diǎn)都不能離開實(shí)驗(yàn)原理的指導(dǎo)。為了消除電壓表和電流表內(nèi)阻造成的誤差，設(shè)置單刀雙擲開關(guān)前后分別接2和1，讓電壓表度量接近滿程，其目的就是通過這樣前后兩次測量達(dá)到消除電壓表和電流表內(nèi)阻的影響，因此實(shí)驗(yàn)步驟是實(shí)施實(shí)驗(yàn)原理必然的結(jié)果，只有弄懂實(shí)驗(yàn)原理，才有正確的實(shí)驗(yàn)步驟。例題14. 下表是某同學(xué)為彈簧彈力和伸長的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù)： (1)請你在圖的坐標(biāo)上作出Fx圖線。(2)寫出曲線所代表的函數(shù)式。(3)解釋函數(shù)

48、表達(dá)式中的常量的物理意義。(4)若彈簧的原長為40cm，并且以彈簧的總長為自變量，請你寫出它的函數(shù)式。解析：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，按照圖中各點(diǎn)的分布與走向，應(yīng)作出一條直線，使直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同，這樣可以減少誤差，如下圖所示。 (2)設(shè)直線料率為k，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知：F=kxc知，在直線上取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)（可以減小誤差），如點(diǎn)（9.8，2.0）與（2.3，0.5）。并代入上式，得A0.2N/m，c0.04N，所以函數(shù)表達(dá)式為F(0.2x0.04) N。(3)由Fkxc知，當(dāng)x0時(shí)Fc，式中常數(shù)c表示彈簧的重力為0.04N，若忽略彈簧的重力，則Fkx，因此式中常數(shù)kF/x表示使彈簧形變單位長度時(shí)彈簧的彈力，即勁度系數(shù)。(4)設(shè)彈簧的總長為Lx，則Fkxc，即：F=k(Lx40)c（0.2Lx7.96）N。點(diǎn)評：這里用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出相關(guān)結(jié)論。例題15. 利用下圖所示的電路可測出電壓表的內(nèi)阻。 電源的內(nèi)阻可以忽略，R為電阻箱。當(dāng)R取不同阻值