專題十四-實驗(講解部分)課件

專題十四實驗高考物理專題十四實驗高考物理考點一力學實驗考點清單一、測量做直線運動物體的瞬時速度1.紙帶的選取:一般實驗應選取點跡清晰、無漏點且有足夠多點的紙帶。

在“驗證機械能守恒定律”實驗中還要求紙帶包含第一、二兩計時點,并

且第一、二兩計時點距離接近2.0mm。2.根據(jù)紙帶上點的密集程度選取計數(shù)點:打點計時器每打n個點取一個計數(shù)

點,則相鄰計數(shù)點間時間間隔為n個打點時間間隔。3.測量計數(shù)點間距離:為了測量、計算方便和減小偶然誤差,測量距離時不

要分段測量,盡可能一次測量完畢,即測量計數(shù)起點到其他各計數(shù)點的距

離。如圖所示,則由圖可得:考點一力學實驗考點清單一、測量做直線運動物體的瞬時速度24.判定物體運動的性質(zhì)(1)若sⅠ、sⅡ、sⅢ、sⅣ、sⅤ、sⅥ基本相等,則可判定物體在實驗誤差范圍內(nèi)

做勻速直線運動。(2)設(shè)Δs1=sⅡ-sⅠ,Δs2=sⅢ-sⅡ,Δs3=sⅣ-sⅢ,Δs4=sⅤ-sⅣ,Δs5=sⅥ-sⅤ若Δs1、Δs2、Δs3、Δs4、Δs5基本相等,則可判定物體在實驗誤差范圍內(nèi)做

勻變速直線運動。sⅠ=s1,sⅡ=s2-s1,sⅢ=s3-s2,sⅣ=s4-s3,sⅤ=s5-s4,sⅥ=s6-s54.判定物體運動的性質(zhì)sⅠ=s1,sⅡ=s2-s1,sⅢ=s3(3)測定第n點的瞬時速度物體做勻變速直線運動時,在某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時

速度。即測出第n點的相鄰前、后兩段相等時間T內(nèi)的位移,由平均速度公

式即可求得第n點的瞬時速度,如圖中第4點的瞬時速度為:v4=

=

。(4)測定做勻變速直線運動物體的加速度一般用逐差法求加速度。將如圖所示的連續(xù)相等時間間隔T內(nèi)的位移sⅠ、

sⅡ、sⅢ、sⅣ、sⅤ、sⅥ分成三組,利用Δs=aT2可得:a1=

、a2=

、a3=

,再算出a1、a2、a3的平均值,即:a=

,就是所測做勻變速直線運動物體的加速度。(3)測定第n點的瞬時速度4二、探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系實驗原理用懸掛法測量彈簧的彈力運用的是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的

重力相等。彈簧的長度可以用刻度尺直接測出,伸長量可以由拉長后的長

度減去彈簧原來的長度進行計算。實驗步驟1.把彈簧懸吊在鐵架臺上,讓彈簧自然下垂,在彈簧不掛鉤碼時測量彈簧的

原長L0。2.將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端,在平衡時測量彈簧的總長并計算鉤

碼的重力,并將彈簧所受拉力F(等于所掛鉤碼的重力),填寫在記錄表格

里。然后改變所掛鉤碼的質(zhì)量,重復前面的實驗過程多次。二、探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系53.根據(jù)所測數(shù)據(jù),在已經(jīng)準備好的坐標紙上描點,以力為縱坐標,以彈簧

的長度L為橫坐標。4.作圖得到的是如圖甲所示的圖像。盡管是直線,也是一次函數(shù),但不夠簡

潔,即不是剛好反映函數(shù)間的正比關(guān)系。處理的辦法是將坐標軸平移,就可

以得到一個從原點出發(fā)的函數(shù)圖像(圖乙)。平移后將橫坐標由彈簧的長

度改為彈簧的伸長量ΔL。5.寫出實驗得到的曲線所代表的函數(shù),即彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。

12345678F/N

L/cm

ΔL/cm

3.根據(jù)所測數(shù)據(jù),在已經(jīng)準備好的坐標紙上描點,以力為縱坐標,6注意事項1.懸吊彈簧時要讓它自然下垂,別忘了測量彈簧的原長L0。2.每改變一次拉力的大小就要做一次測量記錄。為了探究彈力和彈簧伸

長的關(guān)系,要盡可能多測幾組數(shù)據(jù),以便在坐標紙上能描出更多的點。3.實驗時拉力不要太大(即鉤碼不能過多),以免彈簧超出彈性限度。6.運用表中的數(shù)據(jù)驗證所得到的函數(shù)關(guān)系。注意事項6.運用表中的數(shù)據(jù)驗證所得到的函數(shù)關(guān)系。74.在坐標紙上嘗試描畫一條平滑曲線(包括直線)時,要順著各點的走向來描,描出的點不一定正好在曲線上,但要注意在曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同。5.寫出曲線所代表的函數(shù)時,建議首先嘗試用一次函數(shù),如果不行再考慮其

他函數(shù)。4.在坐標紙上嘗試描畫一條平滑曲線(包括直線)時,要順著各點8三、探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律實驗原理結(jié)點受三個共點力作用處于平衡狀態(tài),則F1、F2的合力必與F3平衡,改用一

個拉力F'使結(jié)點仍到O,則F'必與F1、F2的合力等效,與F3平衡,以F1、F2為鄰

邊作平行四邊形求出合力F,比較F'與F的大小和方向,以驗證力合成時的平

行四邊形定則。實驗步驟1.用圖釘把白紙釘在放于水平桌面的方木板上。2.用圖釘把橡皮條的一端固定在A點,橡皮條的另一端拴上兩個細繩套。3.用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套,互成角度地拉橡皮條,將結(jié)點拉到某

一位置,如圖,記錄兩彈簧測力計的讀數(shù),用鉛筆描下O點的位置及此時兩個

細繩套的方向。三、探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律94.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細繩套方向畫直線,按選定的標度作出

這兩只彈簧測力計的讀數(shù)F1、F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三

角板作平行四邊形,過O點畫出平行四邊形的對角線,即合力F的圖示。5.只用一只彈簧測力計鉤住細繩套,把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O,記

下彈簧測力計的讀數(shù)F'和細繩套的方向,用刻度尺從O點按選定的標度沿

記錄的方向作出這只彈簧測力計的拉力F'的圖示。6.比較力F'與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向,得出結(jié)論。4.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細繩套方向畫直線,按選定的標10注意事項1.同一實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是:將兩只彈簧測力計鉤好后

對拉,若兩只彈簧測力計在對拉的過程中,讀數(shù)相同,則可選,若不同,應另換,

直至相同為止,使用時彈簧測力計與板面平行。2.在滿足合力不超過彈簧測力計量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條

件下,應使拉力盡量大一些,以減小誤差。3.在同一次實驗中,橡皮條拉長的結(jié)點O位置一定要相同。4.由作圖法得到的F與實際測量得到的F'不可能完全符合,但在誤差允許范

圍內(nèi)可認為F和F'符合。注意事項11四、探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系實驗原理實驗中,研究的參量有F、m、a,在驗證牛頓第二定律的實驗中,可以控制參

量m一定,研究a與F的關(guān)系;控制參量F一定,研究a與m的關(guān)系。實驗步驟1.將一端附有滑輪的長木板放在水平桌面上,取兩個質(zhì)量相等的小車,放在

光滑的水平長木板上,示意圖如圖所示。2.在小車的前端各系上細繩,繩的另一端跨過定滑輪各掛一個砝碼盤,在盤四、探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系2.在小車的前端各系12內(nèi)分別放數(shù)目不等的砝碼,而在兩小車上放質(zhì)量相等的砝碼,使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量,分別用天平測出兩個砝

碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量M1和M2,把數(shù)值記錄下來。此時,小車所受的水

平拉力的大小F1和F2可以認為等于砝碼盤和盤內(nèi)砝碼所受重力的大小。3.在小車的后端也分別系上細繩,用一只夾子夾住這兩根細繩,便于同時控

制兩輛小車,使它們同時開始運動和同時停止運動。4.打開夾子,讓兩輛小車同時從靜止開始運動。小車走過一段距離后,夾上

夾子,讓它們同時停下來。分別用刻度尺測出兩輛小車在這一段相同時間

內(nèi)通過的位移大小x1和x2,并記錄下來。5.分析所得到的兩輛質(zhì)量相等的小車在相同時間內(nèi)通過的位移與小車所

受的水平拉力的大小的關(guān)系,從而得到質(zhì)量相等的物體運動的加速度與物

體所受作用力大小的關(guān)系。并將結(jié)論記在實驗結(jié)論中。內(nèi)分別放數(shù)目不等的砝碼,而在兩小車上放質(zhì)量相等的砝碼,使砝碼136.在兩個相同的砝碼盤內(nèi)放質(zhì)量相等的砝碼,而在兩輛小車上放質(zhì)量不等的砝碼,使兩輛小車的質(zhì)量不等,而所受的拉力相等。仍保證砝碼盤和盤內(nèi)

砝碼的總質(zhì)量遠小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量,分別用天平測出兩輛小車

和車上砝碼的總質(zhì)量m1和m2,把數(shù)值記錄下來。7.讓兩輛小車同時從靜止開始運動。小車走過一段距離后,夾上夾子,讓它

們同時停下來。分別用刻度尺測出兩輛小車在這一段相同時間內(nèi)通過的

位移大小x1'和x2',并記錄下來。8.分析所得到的受相同拉力作用的兩輛小車在相同時間內(nèi)通過的位移大

小與質(zhì)量大小的關(guān)系,從而得到所受拉力相等的物體運動的加速度與物體

質(zhì)量大小的關(guān)系。并將結(jié)論記在實驗結(jié)論中。6.在兩個相同的砝碼盤內(nèi)放質(zhì)量相等的砝碼,而在兩輛小車上放質(zhì)14注意事項1.在實驗中,小車所受的摩擦力是造成系統(tǒng)誤差的一個重要因素。因此利

用小車重力沿斜面方向的分力平衡摩擦力。2.為使所作的a-F圖像和a-

圖像更精確,每個圖像都要求至少取5條以上的紙帶。3.改變小車的質(zhì)量或拉力的大小時,改變量應盡可能大一些,但應滿足砝碼

盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量。一般來說,砝碼

盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量不超過小車和車上砝碼總質(zhì)量的10%。注意事項15五、探究平拋運動的特點實驗原理使小球做平拋運動,利用描跡法描繪小球的運動軌跡,建立坐標系,測出軌

跡曲線上某一點的坐標x和y,由公式:x=v0t和y=

gt2,可得v0=x

實驗步驟(以斜面小槽法為例)(1)按圖甲所示安裝實驗裝置,使斜槽末端水平。五、探究平拋運動的特點16(2)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上的投影點為坐標原點O,用重

垂線畫出過O點的豎直線作為y軸,畫出水平的x軸。(3)使小球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下,把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置

上,如果小球運動中碰到筆尖,就用鉛筆在該位置畫上一點,用同樣方法,在

小球運動路線上描下若干點。(4)將白紙從木板上取下,將白紙上各點用平滑曲線連起來,如圖乙所示。(2)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上的投影點為坐標原點17注意事項(1)固定斜槽時,要保證斜槽末端的切線水平,保證小球的初速度水平;(2)固定木板時,木板必須處在豎直平面內(nèi)且與小球運動軌跡所在的豎直平

面平行,固定時要用重垂線檢查坐標紙豎線是否豎直;(3)小球每次從斜槽上的同一位置由靜止釋放,為此,可在斜槽上某一位置

固定一個擋板;(4)要在斜槽上適當高度釋放小球,使它以適當?shù)乃匠跛俣葤伋?其軌跡

由木板左上角到達右下角,這樣可以減小測量誤差;(5)坐標原點不是槽口的端點,而是球心在木板上的投影點。(6)計算小球的初速度時,應選距拋出點稍遠一些的點為宜,以便于測量和

計算。注意事項18六、驗證機械能守恒定律實驗原理在只有重力做功的自由落體運動中,物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,但總的機

械能守恒,利用打點計時器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度h及計算

出瞬時速度v,從而驗證物體在自由下落過程中,重力勢能的減少量ΔEp=

mgh與物體動能的增加量ΔEk=

mv2相等。實驗步驟1.將實驗裝置按要求裝好,將紙帶固定在重物上,讓紙帶穿過打點計時器的

限位孔。2.先用手提起紙帶,使重物靜止在靠近打點計時器的地方。3.接通電源,松開紙帶,讓重物自由下落,這樣打點計時器就在紙帶上打下一

系列點。六、驗證機械能守恒定律194.重復以上步驟,多做幾次。5.從已打出的紙帶中,選出第一、二點間的距離接近2mm且點跡清晰的紙

帶,并對其進行測量。6.利用公式v中=

分別求出物體在打下點2、3、4…時的瞬時速度v2、v3、v4…7.把得到的數(shù)據(jù)填入表格,算出重物運動到點2、3、4…時減小的重力勢能

mgh2、mgh3、mgh4…再算出物體運動到點2、3、4…時增加的動能m

/2、m

/2、m

/2…根據(jù)機械能守恒定律比較m

/2與mgh2、m

/2與mgh3、m

/2與mgh4…結(jié)果是否一致。4.重復以上步驟,多做幾次。20注意事項1.組裝實驗裝置時,重物與紙帶、限位孔必須在同一豎直線上,以減小摩擦

阻力。2.實驗時必須先接通電源,讓打點計時器正常工作后才能松開紙帶讓重物

下落;3.因不需要知道動能的具體數(shù)值,所以不需要測出重物的質(zhì)量m。注意事項21實驗原理在一維碰撞中,測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v、v',找出碰撞前

的總動量p=m1v1+m2v2及碰撞后的總動量p'=m1v1'+m2v2',看碰撞前后動量是否

守恒。實驗步驟

1.先用天平測出小球質(zhì)量m1、m2。2.在地面上鋪一張白紙,白紙上鋪放復寫紙。3.在白紙上記下重垂線所指的位置O,它表示入射小球碰前的位置。4.先不放被碰小球,讓入射小球從斜槽上同一高度處滾下,重復10次,用圓規(guī)

畫盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面。圓心就是入射小球不碰時

的落地點P。七、驗證動量守恒定律實驗原理七、驗證動量守恒定律225.把被碰小球放在小支柱上,讓入射小球從同一高度滾下,使它們發(fā)生正碰,重復10次,仿步驟4找出入射小球落點的平均位置M和被碰小球落點的平

均位置N。6.過O、N在紙上作一直線,取OO'=2r,O'就是被碰小球碰撞時的球心投影

位置(用刻度尺和三角板測小球直徑2r)。7.用刻度尺量出線段的長度OP、OM、O'N,把兩小球的質(zhì)量和相應的線段

長度代入m1·OP=m1·OM+m2·O'N看是否成立。注意事項

1.碰撞的兩小球應保證“水平”和“正碰”。2.入射小球的質(zhì)量m1大于被碰小球的質(zhì)量m2。5.把被碰小球放在小支柱上,讓入射小球從同一高度滾下,使它們23一、長度的測量及其測量工具的選用(一)螺旋測微器(千分尺)1.原理:利用螺旋轉(zhuǎn)動,將微小的直線位移轉(zhuǎn)化為角度變化,并在較大的圓周上對其進行顯示。取螺紋的螺距為0.5mm,即測微螺桿旋轉(zhuǎn)一周時前進或后退0.5mm,將螺旋分成50等份,每一等份表示直線位移變化

mm=0.01mm,即螺旋測微器分度值是0.01mm。測量時要估讀到千分位,故而得名“千分尺”。2.讀數(shù)規(guī)則(1)以鼓輪邊緣為準在固定刻度上讀出整毫米數(shù)。(2)從可動刻度上讀出毫米以下的小數(shù)。(3)測量長度為上述二者之和。(4)如果半毫米刻線露出,還要加上0.5mm。考點二電學實驗一、長度的測量及其測量工具的選用考點二電學實驗24(二)游標卡尺1.原理:在同樣長度的主尺和游標尺上分成不同的等份,利用它們每一等份

長度上的差異,來讀出較精確的測量數(shù)據(jù)。譬如,50分度游標尺上50個分度

只有主尺的49mm長,則游標尺上每個分度比主尺上每個分度短

mm=0.02mm,將這個差異稱為精度,即它的測量精度為0.02mm。根據(jù)游標尺上

的分度格數(shù),常把游標卡尺分為10分度的、20分度的和50分度的三種,它們

的精度分別為0.1mm、0.05mm、0.02mm。2.讀數(shù)規(guī)則(1)以游標尺零刻線位置為準,在主尺上讀取整毫米數(shù)。(2)若游標尺上第n條刻線與主尺上某一刻線(不管是第幾條刻線)對齊,則

由游標尺上讀出毫米以下的小數(shù)為n×精度(0.1mm、0.05mm或0.02mm)。(二)游標卡尺25二、觀察電容器的充、放電現(xiàn)象實驗原理(1)電容器的充電過程如圖所示,當開關(guān)S接1時,電容器接通電源,在電場力的作用下自由電子從正極板經(jīng)過電源向負極板移動,正極板因失去電子而帶正電,負極板因獲得電子而帶負電。正、負極板帶等量的正、負電荷。電荷在移動的過程中形成電流。在充電開始時電流比較大,以后隨著極板上電荷的增多,電流逐漸減小,當電容器兩極板間電壓等于電源電壓時電荷停止移動,電流I=0。(3)總的讀數(shù)為毫米整數(shù)加上毫米小數(shù)。不管是10分度游標卡尺,還是20分度、50分度游標卡尺,在讀數(shù)時均不需要

向后估讀一位。二、觀察電容器的充、放電現(xiàn)象(3)總的讀數(shù)為毫米整數(shù)加上毫米26(2)電容器的放電過程如圖所示,當開關(guān)S接2時,電容器的兩極板直接用導線連接起來,電容器

正、負極板上電荷發(fā)生中和。在電子移動過程中,形成電流。放電開始時

電流較大,隨著兩極板上的電荷量逐漸減小,電路中的電流逐漸減小,兩極

板間的電壓也逐漸減小,最后減小到零。實驗器材6V的直流電源、單刀雙擲開關(guān)、平行板電容器、電流表、電壓表、小燈泡。(2)電容器的放電過程27實驗步驟(1)按圖連接好電路。

(2)把單刀雙擲開關(guān)S接1,觀察電容器的充電現(xiàn)象,并將結(jié)果記錄在表格中。(3)將單刀雙擲開關(guān)S接2,觀察電容器的放電現(xiàn)象,并將結(jié)果記錄在表格中。實驗步驟28(4)記錄好實驗結(jié)果,整理好器材。實驗記錄和分析:注意事項(1)電流表要選用小量程的靈敏電流計。(2)要選擇大容量的電容器。(3)實驗要在干燥的環(huán)境中進行。(4)在做放電實驗時,在電路中串聯(lián)一個電阻,以免燒壞電流表。(4)記錄好實驗結(jié)果,整理好器材。注意事項29三、測量金屬絲的電阻率實驗原理用毫米刻度尺測一段金屬絲的長度L,用螺旋測微器測金屬絲的直徑d,用

伏安法測金屬絲的電阻R,由R=ρ

,得ρ=

=

。實驗步驟1.用螺旋測微器在金屬絲的三個不同位置上各測一次,取直徑d的平均值,

然后計算出金屬絲的橫截面積S。2.將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空掛直,用毫米刻度尺測量接入電路的

金屬絲長度(即有效長度),反復測量三次,求出平均值L。三、測量金屬絲的電阻率304.實驗時,讀出幾組相應的電流表、電壓表的I和U的值,記入記錄表格內(nèi),

斷開開關(guān)S,求出電阻R的平均值。5.將測得的R、L、d值,代入電阻率計算公式ρ=

=

中,計算出金屬絲的電阻率。3.依照圖示連好電路,并把滑動變阻器的阻值調(diào)至最大。4.實驗時,讀出幾組相應的電流表、電壓表的I和U的值,記入記31注意事項1.本實驗中被測金屬絲的電阻值較小,為了減小實驗的系統(tǒng)誤差,必須采用電流表外接法。2.測量被測金屬絲的有效長度,是指測量待測金屬絲接入電路的兩個端點

之間的長度。3.在用伏安法測電阻時,通過待測金屬絲的電流I應從小到大變化且不宜過

大(電流表用0~0.6A量程),通電時間不宜過長,以免金屬絲的溫度過高,造

成其電阻率在實驗過程中增大。4.求R的平均值可用兩種方法:第一種是算出各次的測量值,再取平均值,第

二種是用U-I圖像(圖線)的斜率來求出。注意事項32誤差分析——誤差來源1.直徑的測量。2.長度的測量。3.測量電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響。4.通電電流的大小不同,通電時間的長短不同,致使金屬絲發(fā)熱而溫度不同,

電阻率隨之變化。由于本實驗采用電流表外接法,所以R測<R真,由ρ=

,可知ρ測<ρ真。誤差分析——誤差來源33四、測量電源的電動勢和內(nèi)阻實驗原理如圖所示,改變R的阻值,從電壓表和電流表中讀出幾組U、I值,利用閉合電

路歐姆定律U=E-Ir求出幾組E、r值,最后分別算出它們的平均值。用作圖法來處理數(shù)據(jù):即在坐標紙上以I為橫坐標、U為縱坐標,用測出的四、測量電源的電動勢和內(nèi)阻34幾組I、U值畫出U-I圖像。如圖所示,所得直線跟縱軸的交點即電動勢的

值,圖線斜率的絕對值即內(nèi)阻r的值。幾組I、U值畫出U-I圖像。如圖所示,所得直線跟縱軸的交點即352.把滑動變阻器的滑片移到使阻值最大的一端。3.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表有明顯示數(shù),記錄一組數(shù)據(jù)(I、U),用

同樣方法測量幾組I、U值,記錄在自己設(shè)計的表格中。4.斷開開關(guān),整理好器材。5.處理數(shù)據(jù),用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)阻的值。注意事項1.為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過一段

時間的干電池)。實驗步驟1.電流表用0.6A量程,電壓表用3V量程,按實驗電路圖連接好電路。2.把滑動變阻器的滑片移到使阻值最大的一端。實驗步驟362.畫出U-I圖像,要使較多的點落在這條直線上,不在直線上的點均勻分布

在直線的兩側(cè),個別偏離直線太遠的點可舍去不考慮。這樣,就可減小偶然

誤差,提高精確度。3.計算內(nèi)阻時,要在直線上任取兩個相距較遠的點,用r=

計算出電源的內(nèi)阻r。誤差分析測量電路存在系統(tǒng)誤差,未考慮電壓表的分流,使得電流的測量值小于真實

值,則電動勢的測量值小于真實值,內(nèi)阻的測量值小于真實值。2.畫出U-I圖像,要使較多的點落在這條直線上,不在直線上的37五、用多用電表測量電學中的物理量實驗原理1.測電阻的依據(jù)是閉合電路歐姆定律;測電流和電壓的依據(jù)是串聯(lián)和并聯(lián)

的特點及部分電路歐姆定律。2.二極管的特性是單向?qū)щ娦?當二極管加上一定的反向電壓時,它的電阻

值變得很大,就像斷開的開關(guān)一樣。實驗步驟1.多用電表的使用(1)觀察多用電表,認識多用電表的表盤、選擇開關(guān)及其量程。(2)測量前,檢查表頭的機械零點,正常情況下表針應停在左端零刻線上,否

則要用小螺絲刀輕輕轉(zhuǎn)動表盤下邊中間部位的調(diào)零螺絲,使表針指零。(3)測量時,把選擇開關(guān)旋到相應的測量項目上。五、用多用電表測量電學中的物理量38使用電壓擋時,應使多用電表同用電器并聯(lián)。測量直流電壓時,還要讓紅表

筆接在用電器電勢較高的一端。使用電流擋時,要使多用電表與用電器串

聯(lián),且要讓電流從紅表筆流入,從黑表筆流出。2.用多用電表探測黑箱內(nèi)的元件(1)了解二極管的導電特性。(2)將多用電表的選擇開關(guān)置于直流電壓擋,將兩表筆分別與黑箱上的A、

B、C三個點中的兩個點連接,判斷黑箱內(nèi)有無電源。(3)將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋,將兩表筆分別與黑箱上的A、B、C

三個點中的兩個點連接,讀出歐姆表上的讀數(shù)。將表筆反接后,根據(jù)歐姆表

示數(shù)是否變化來判斷黑箱中是否有二極管。使用電壓擋時,應使多用電表同用電器并聯(lián)。測量直流電壓時,還要39注意事項1.使用多用電表前,應觀察指針是否指在左端的零刻線上,若有偏差,應用螺絲刀調(diào)節(jié)多用電表中間的調(diào)零螺絲,使多用電表的指針指在左端的零刻線

處。2.測電阻時,待測電阻要跟別的元件和電源斷開,不能用手接觸表筆的金屬

桿。3.合理選擇歐姆擋的量程,使指針盡量指在表盤中央位置附近。4.換用歐姆擋的另一倍率時,一定要重新進行歐姆調(diào)零,才能進行測量。5.歐姆表讀數(shù)時,應將表針所指示數(shù)乘選擇開關(guān)所指的倍率。6.測量完畢時,要把表筆從測試孔中拔出,選擇開關(guān)應置于交流電壓最高擋

或OFF擋,若長期不用時,還應把電池取出。注意事項40六、利用傳感器制作簡單的自動控制裝置1.研究熱敏電阻的特性實驗原理閉合電路歐姆定律,用歐姆表進行測量和觀察。實驗步驟(1)將熱敏電阻與多用電表接成電路,如圖所示。

(2)把多用電表置于“歐姆”擋,并選擇適當?shù)谋堵蕼y出燒杯中沒有熱水時

熱敏電阻的阻值,并記下溫度計的示數(shù)。六、利用傳感器制作簡單的自動控制裝置41(3)向燒杯中注入少量的冷水,使熱敏電阻浸沒在冷水中,記下溫度計的示

數(shù)和多用電表測量的熱敏電阻的阻值。(4)將熱水分幾次注入燒杯中,測出不同溫度下熱敏電阻的阻值,并記錄。注意事項實驗時,加熱水后要等一會兒再測熱敏電阻阻值,以使電阻溫度與水的溫度

相同,并同時讀出水溫。2.研究光敏電阻的特性實驗原理閉合電路歐姆定律,用歐姆表進行測量和觀察。實驗步驟(1)將光敏電阻、多用電表、小電珠、滑動變阻器、開關(guān)、學生電源按如

圖所示電路連接好,其中多用電表置于歐姆擋“×100”擋。(3)向燒杯中注入少量的冷水,使熱敏電阻浸沒在冷水中,記下溫42(2)先測出室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值,并記錄數(shù)據(jù)。(3)打開電源,讓小電珠發(fā)光,調(diào)節(jié)小電珠的亮度使之逐漸變亮,觀察表盤指

針顯示電阻阻值的情況,并記錄。(4)測出用手掌(或黑紙)遮光時電阻的阻值,并記錄。注意事項(1)如果效果不明顯,可將電阻部分電路放入帶孔的紙盒中,通過蓋上小孔

改變射到光敏電阻上的光照強度。(2)歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零。(2)先測出室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值,并記錄數(shù)據(jù)。43一、有效數(shù)字與誤差1.有效數(shù)字:帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字,而這位不可靠數(shù)

字往往是產(chǎn)生于測量時的估讀,有效數(shù)字位數(shù)是從數(shù)字左邊第一位不為零

的數(shù)字算起的,如0.012為兩位有效數(shù)字;有效數(shù)字與物理量的單位無關(guān),如1000mm與1.000m均為4位有效數(shù)字;乘方不算有效數(shù)字,如1.00×102m為3位有效數(shù)字。拓展一儀器的使用與誤差分析知能拓展一、有效數(shù)字與誤差拓展一儀器的使用與誤差分析知能拓展44

系統(tǒng)誤差偶然誤差來源由于儀器本身不精密,實驗方法粗略或?qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的由于各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的特點多次實驗,誤差總是偏大或總是偏小多次實驗,誤差有時偏大,有時偏小,而且偏大、偏小的機會相同減小方法校準儀器,改進實驗方法和設(shè)計原理多次測量求平均值2.誤差:測量值與真實值的差異叫誤差(1)從產(chǎn)生原因看:系統(tǒng)誤差偶然誤差來源由于儀器本身不精密,實驗方法粗略或?qū)嶒?5(2)從數(shù)據(jù)分析看:

絕對誤差相對誤差(又叫百分誤差)表達式測量值-真實值

×100%意義反映測量值偏離真實值的大小反映實驗結(jié)果的精確程度注意對于兩個測量值的評價,必須考慮相對誤差,絕對誤差大,其相對誤差不一定大

(2)從數(shù)據(jù)分析看:絕對誤差相對誤差(又叫百分誤差)表46二、基本儀器的使用1.游標卡尺和螺旋測微器的原理及讀數(shù)(1)原理a.游標卡尺的種類很多,但其設(shè)計和讀數(shù)原理基本相同,設(shè)計時一般是游標

尺上的n條刻線的總長度與主尺上的(n-1)條刻線的總長度相等。如果游標

尺上的分度值為x,相應主尺上的分度值為y,則有nx=(n-1)y,可得游標尺與

主尺兩者分度值差k=y-x=

,把k=

叫游標卡尺的精確度,簡稱精度。若主尺上的分度值長度y=1mm,當n=10時,其精度為0.1mm;當n=20時,其精度為

0.05mm;當n=50時,其精度為0.02mm。b.螺旋測微器的精密螺紋的螺距是0.5mm,即每旋轉(zhuǎn)一周,螺桿前進或后退

0.5mm,可動刻度分成50等份,每一份表示0.01mm,即可動刻度每轉(zhuǎn)過一等二、基本儀器的使用47份,螺桿前進或后退0.01mm,從可動刻度旋轉(zhuǎn)了多少個等份,就知道長度變化了多少個0.01mm。(2)讀數(shù)規(guī)則a.游標卡尺的讀數(shù)(不需要估讀)份,螺桿前進或后退0.01mm,從可動刻度旋轉(zhuǎn)了多少個等份48b.螺旋測微器的讀數(shù)(需要估讀)測量值=固定刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)(含估讀)×0.01,單位為mm。2.打點計時器注意:每隔四個點取一個計數(shù)點或每五個點取一個計數(shù)點時,相鄰計數(shù)點的時間間隔均為0.1s。b.螺旋測微器的讀數(shù)(需要估讀)點的時間間隔均為0.1s。49三、電表的讀數(shù)方法在實驗中,測量時要按照有效數(shù)字的規(guī)律來讀數(shù)。測量儀器的讀數(shù)規(guī)則為:

測量誤差出現(xiàn)在哪一位,讀數(shù)就相應讀到哪一位,在中學階段一般可根據(jù)測

量儀器的分度值來確定讀數(shù)誤差出現(xiàn)的位置,對于常用的儀器可按下述方

法讀數(shù)。(1)分度值是“1”的儀器,測量誤差出現(xiàn)在下一位,下一位按十分之一估讀,

如分度值是1mm的刻度尺,測量誤差出現(xiàn)在毫米的十分位上,估讀到十分

之幾毫米。(2)分度值是“2”或“5”的儀器,測量誤差出現(xiàn)在同一位上,同一位分別

按二分之一或五分之一估讀。如學生用的電流表0.6A量程,分度值為0.02A,誤差出現(xiàn)在安培的百分位,只讀到安培的百分位,估讀半小格,不足半小

三、電表的讀數(shù)方法50格的舍去,超過半小格的按半小格估讀,以安培為單位讀數(shù)時,百分位上的數(shù)字可能為0、1、2、…、9;學生用的電壓表15V量程,分度值為0.5V,測

量誤差出現(xiàn)在伏特的十分位上,只讀到伏特的十分位,以伏特為單位讀數(shù)

時,十分位上的數(shù)字可能為0、1、2、…、9。(3)歐姆表的讀數(shù):待測電阻的阻值應為表盤讀數(shù)乘上倍率。為減小讀數(shù)誤

差,指針應指表盤較中間的部分,否則需換擋,換擋后,需要重新進行歐姆調(diào)零。格的舍去,超過半小格的按半小格估讀,以安培為單位讀數(shù)時,百分51四、多用電表的使用測量前:機械調(diào)零,選擋(電流、交直流電壓或歐姆擋)測量時:測量后:應將選擇開關(guān)撥離歐姆擋,并旋至OFF擋或交流電壓最高擋上。四、多用電表的使用測量后:應將選擇開關(guān)撥離歐姆擋,并旋至OF52例1某同學測定一金屬桿的長度和直徑,示數(shù)如圖甲、乙所示,則該金屬

桿的長度和直徑分別為

cm和

mm。解析刻度尺的分度值為1mm,要估讀到0.1mm。游標卡尺讀數(shù)=4mm+10×0.02mm=4.20mm。答案60.104.20

例1某同學測定一金屬桿的長度和直徑,示數(shù)如圖甲、乙所示,則53拓展二測量電阻和描繪小燈泡的伏安特性曲線1.電流表的內(nèi)外接法

電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖

誤差原因電流表分壓U測=Ux+UA電壓表分流I測=Ix+IV電阻測量值R測=

=Rx+RA>Rx測量值大于真實值R測=

=

<Rx測量值小于真實值適用條件RA?Rx(大電阻用內(nèi)接法測量,測量值偏大)RV?Rx(小電阻用外接法測量,測量值偏小)拓展二測量電阻和描繪小燈泡的伏安特性曲線電流表內(nèi)接法電流542.伏安法測電阻的電路選擇方法(1)阻值比較法:先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表的內(nèi)阻進行比

較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內(nèi)接法。(2)臨界值計算法:Rx<

時,用電流表外接法。Rx>

時,用電流表內(nèi)接法。(3)實驗試探法:按圖接好電路,讓電壓表接線柱P先后與a、b處接觸一下,

如果電壓表的示數(shù)有較大的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表外接法;如果電流表示數(shù)有較大的變化,而電壓表示數(shù)變化不大,可采用電流表內(nèi)接法。2.伏安法測電阻的電路選擇方法(3)實驗試探法:按圖接好電路553.描繪伏安特性曲線應注意的事項(1)電流表外接法:本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小,因此測量電路

必須采用電流表外接法。(2)滑動變阻器應采用分壓式連接本實驗要作出I-U圖線,要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值,故控制

電路必須采用分壓接法。(3)保護元件安全:為保護元件不被燒毀,開關(guān)閉合前變阻器滑片應位于有

效阻值為零的一端。加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定電壓。3.描繪伏安特性曲線應注意的事項56例2

(2017課標Ⅰ,23,10分)某同學研究小燈泡的伏安特性。所使用的器

材有:小燈泡L(額定電壓3.8V,額定電流0.32A);電壓表

(量程3V,內(nèi)阻3kΩ);電流表

(量程0.5A,內(nèi)阻0.5Ω);固定電阻R0(阻值1000Ω);滑動變阻器R(阻值0~9.0Ω);電源E(電動勢5V,內(nèi)阻不計);開關(guān)S;導線若干。(1)實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0~3.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量,畫出

實驗電路原理圖。例2

(2017課標Ⅰ,23,10分)某同學研究小燈泡57

圖(a)

圖(b)

(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。 圖(a) 圖(b)

(2)實驗測得該小燈泡伏安58由實驗曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻

(填“增大”

“不變”或“減小”),燈絲的電阻率

(填“增大”“不變”或

“減小”)。(3)用另一電源E0(電動勢4V,內(nèi)阻1.00Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電

路,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關(guān)S,在R

的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為

W,最大功率為

W。

(結(jié)果均保留2位小數(shù))由實驗曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻

(填59解析本題考查電路設(shè)計及伏安特性曲線的應用。(1)先考慮測量電路,由于小燈泡的額定電壓為3.8V,而電壓表的量程只有3V,但其內(nèi)阻已知,由給定器材規(guī)格可知,可串聯(lián)固定電阻R0將其改裝為量

程4V的電壓表。因小燈泡的電阻較小,采用電流表外接法。再考慮控制

電路,由于實驗中電壓需從0開始變化,故控制電路需采用分壓式。(2)由R=

知I-U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),故隨著電流的增加小燈泡電阻逐漸增大。再由R=ρ

可知,在L、S不變的情況下,R增大的原因只能是電阻率ρ增大。(3)當R全部電阻接入電路時,通過燈泡的電流最小,燈泡實際消耗的功率最

小。設(shè)此時燈泡兩端電壓為U、通過的電流為I,由閉合電路歐姆定律得E0

=U+I(R+r),代入數(shù)據(jù)得I=0.4-0.1U,在燈泡的伏安特性曲線坐標系中作出I=解析本題考查電路設(shè)計及伏安特性曲線的應用。600.4-0.1U的圖線,兩圖線的交點坐標即此時燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流,有U=1.75V、I=225mA,故最小功率為Pmin=IU=0.39W。當R接入電路

中的阻值等于0時,電路中電流最大、燈泡實際消耗的功率最大。同理可

得Pmax=1.17W。答案(1)實驗電路原理圖如圖所示(2)增大增大(3)0.391.17

0.4-0.1U的圖線,兩圖線的交點坐標即此時燈泡兩端電壓與61方法技巧伏安特性曲線的應用當將伏安特性曲線已知的器件接入電路時,器件兩端電壓與通過器件的電

流之間的關(guān)系既要受到伏安特性曲線的限制,又要受到閉合電路歐姆定律

的限制,從數(shù)學角度說,器件兩端電壓與通過器件的電流是兩方程組成的方

程組的解,而從圖線角度說,即兩圖線交點的坐標,故在求解非線性元件的

阻值、功率時,可通過作圖解決。方法技巧伏安特性曲線的應用當將伏安特性曲線已知的器件62拓展三測電源電動勢(E)和內(nèi)阻(r)的常見方法1.伏安法:其電路如圖所示。①測量原理:E=U+I·r②數(shù)據(jù)處理:Ⅰ.計算法:解方程組

,解得E、r。拓展三測電源電動勢(E)和內(nèi)阻(r)的常見方法1.伏安法:63Ⅱ.圖像法:將原理公式變形得U=-r·I+E,以路端電壓U為縱軸,以干路電流I為橫軸,作U-I圖線,圖線在縱軸

(U)上的截距代表電源的電動勢E,斜率的絕對值代表電源的內(nèi)阻r。定標

度時,縱軸可以不從零開始。2.一表一箱法(1)用電壓表

和電阻箱R來測量,如圖所示。Ⅱ.圖像法:將原理公式變形得64①測量原理:E=U+

·r②數(shù)據(jù)處理:Ⅰ.計算法:解方程組

,解出E、r。①測量原理:E=U+?·r65Ⅱ.圖像法:將原理公式變形為:

=

·

+

,以路端電壓的倒數(shù)(

)為縱軸,以電阻箱接入電路中的阻值的倒數(shù)(

)為橫軸,作

-

圖線。圖線在縱軸(

)上的截距代表電源電動勢的倒數(shù)(

),斜率代表電源內(nèi)阻與電動勢的比值(

)。也可將原理公式變形為

=

·

-

,作

-

圖線。Ⅱ.圖像法:將原理公式變形為:?=?·?+?,以路端電壓的倒66(2)用電流表

和電阻箱R來測量,如圖所示。①測量原理:E=IR+Ir②數(shù)據(jù)處理Ⅰ.計算法:解方程組

,解出E、r。(2)用電流表?和電阻箱R來測量,如圖所示。①測量原理:E=67Ⅱ.圖像法:將原理公式變形為

=

·R+

,以干路電流的倒數(shù)(

)為縱軸,以電阻箱接入電路中的阻值(R)為橫軸,作出

-R圖線,圖線的斜率代表電動勢的倒數(shù)(

),圖線在縱軸(

)上的截距代表電源內(nèi)阻與電動勢的比值(

)。也可以將原理公式變形為R=E·

-r,作R-

圖線。Ⅱ.圖像法:將原理公式變形為?=?·R+?,以干路電流的倒數(shù)683.用一只電壓表粗測電動勢,直接將電壓表接電源兩端,所測得的數(shù)值近似

認為是電源的電動勢。如圖所示,

=

,U=

。當RV?r時,U≈E。3.用一只電壓表粗測電動勢,直接將電壓表接電源兩端,所測得的69例3

(2018江蘇單科,10,8分)一同學測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻。(1)如圖所示是該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗

電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處。(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計算的

數(shù)據(jù)見下表:R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26

/A-16.76.05.34.53.8例3

(2018江蘇單科,10,8分)一同學測量某干電70根據(jù)表中數(shù)據(jù),在方格紙上作出R-

關(guān)系圖像。由圖像可計算出該干電池的電動勢為

V;內(nèi)阻為

Ω。

(3)為了得到更準確的測量結(jié)果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學將一只量程為根據(jù)表中數(shù)據(jù),在方格紙上作出R-?關(guān)系圖像。71100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱,當電流表的示數(shù)為0.33A時,電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動勢應為

V;

內(nèi)阻應為

Ω。100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱,當電流表72解析本題考查測量干電池的電動勢和內(nèi)阻。(1)在連接電路過程中,要求開關(guān)處于斷開狀態(tài);在閉合開關(guān)前,要求電阻箱

接入電路的電阻最大。(2)依照表中數(shù)據(jù),描點連線,如答案圖所示。由閉合電路歐姆定律可得I=

,整理可得R=E·

-r,與圖像對應,則E=1.4V,r=1.2Ω。(3)由題圖可知電壓表的讀數(shù)為66mV,由歐姆定律可得電流表的內(nèi)阻r'=U/

I=0.2Ω,則由閉合電路歐姆定律可得I=

,整理可得R=E·

-(r+r'),與圖像對應,則E=1.4V,r=1.0Ω。解析本題考查測量干電池的電動勢和內(nèi)阻。73答案(1)①開關(guān)未斷開;②電阻箱阻值為零。(2)如圖所示1.4(1.30~1.44都算對)1.2(1.0~1.4都算對)(3)1.4[結(jié)果與(2)問第一個空格一致]1.0[結(jié)果比(2)問第二個空格小0.2]

答案(1)①開關(guān)未斷開;②電阻箱阻值為零。74應用一探究測速度和加速度的方法實踐探究方法1測速度的方法應用一探究測速度和加速度的方法實踐探究方法1測速度的方法75專題十四-實驗(講解部分)課件76方法2測加速度的方法方法2測加速度的方法77例1

(2017課標Ⅱ,22,6分)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速

度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不

同的矩形擋光片、光電計時器。實驗步驟如下:①如圖(a),將光電門固定在斜面下端附近;將一擋光片安裝在滑塊上,記下

擋光片前端相對于斜面的位置,令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑;②當滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時,用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間Δt;例1

(2017課標Ⅱ,22,6分)某同學研究在固定斜78③用Δs表示擋光片沿運動方向的長度[如圖(b)所示],

表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時間內(nèi)的平均速度大小,求出

;④將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與①中位置相同,令滑

塊由靜止開始下滑,重復步驟②、③;⑤多次重復步驟④;⑥利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出

-Δt圖,如圖(c)所示。圖(c)③用Δs表示擋光片沿運動方向的長度[如圖(b)所示],?表示79

完成下列填空:(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達光電門時滑

塊的瞬時速度大小,則

與vA、a和Δt的關(guān)系式為

=

。(2)由圖(c)可求得,vA=

cm/s,a=

cm/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)解題導引

解題導引

80解析本題考查勻變速直線運動中平均速度、瞬時速度和加速度之間的

關(guān)系。擋光片通過光電門的平均速度

等于Δt時間段的中間時刻的速度由v=v0+at可知

=vA+a

即

=vA+

a·Δt,由圖像的截距可知vA=52.12cm/s≈52.1cm/s其斜率k=

a,故物體的加速度a=2k=16.3cm/s2

答案(1)vA+

Δt(2)52.116.3

解析本題考查勻變速直線運動中平均速度、瞬時速度和加速度之間811.半偏法測電阻利用電流表半偏測○G的內(nèi)阻實驗原理(如圖):

實驗步驟:①R1調(diào)至阻值最大,閉合S1,調(diào)R1阻值使○G示數(shù)達滿偏值。②保持R1阻值不變,閉合S2,調(diào)R2使○G示數(shù)達滿偏值一半,同時記錄R2的值。應用二探究測量電阻的方法1.半偏法測電阻應用二探究測量電阻的方法82③Rg測=R2。誤差分析:閉合S2后,R2與Rg的并聯(lián)值R并<Rg,所以I總>Ig,而此時○G的示數(shù)為

Ig,所以

>

Ig,所以R2<Rg,所以Rg測<Rg。只有當R1?Rg(R1?R2)時,Rg測≈Rg。說明

R1?Rg、R1?R2為選器材提供依據(jù),即R1應選阻值大的電阻;在安全

范圍內(nèi)電源應選電動勢大的。2.替代法測電阻實驗原理(如圖):③Rg測=R2。83實驗步驟:S先與2接,記錄○A的示數(shù),再與1接,調(diào)R值使○A示數(shù)與原值相

等,則Rx=R。說明對○A的要求,只要有刻度且不超過量程即可,與指針是否超

無關(guān),因為電流表示數(shù)不參與運算。實驗步驟:S先與2接,記錄○A的示數(shù),再與1接,調(diào)R值使○84例2某同學在進行擴大電流表量程的實驗時,需要知道電流表的滿偏電

流和內(nèi)阻。他設(shè)計了一個用標準電流表G1來校對待測電流表G2的滿偏電

流和測定G2內(nèi)阻的電路,如圖所示。已知G1的量程略大于G2的量程,圖中R1

為滑動變阻器,R2為電阻箱。該同學順利完成了這個實驗。①實驗過程包含以下步驟,其合理的順序為

(填步驟的字母代號);A.合上開關(guān)S2B.分別將R1和R2的阻值調(diào)至最大C.記下R2的最終讀數(shù)D.反復調(diào)節(jié)R1和R2的阻值,使G1的示數(shù)仍為I1,使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半,此時R2的最終讀數(shù)為rE.合上開關(guān)S1例2某同學在進行擴大電流表量程的實驗時,需要知道電流表的滿85F.調(diào)節(jié)R1使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度,此時G1的示數(shù)為I1,記下此時G1的示數(shù)②僅從實驗設(shè)計原理上看,用上述方法得到的G2內(nèi)阻的測量值與真實值相

比

(填“偏大”、“偏小”或“相等”);③若要將G2的量程擴大為I,并結(jié)合前述實驗過程中測量的結(jié)果,寫出需在G

2上并聯(lián)的分流電阻R分的表達式,R分=

。F.調(diào)節(jié)R1使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度,此時G1的示數(shù)為I1,86解析①實驗首先要保證G1、G2不被燒壞,應先將R1、R2的阻值調(diào)至最

大。實驗中應保持合上S2與斷開S2兩種情況下G1的示數(shù)I1為G2的滿偏電流

Ig2,當合上S2時,G2示數(shù)為

=

,此時流過R2的電流也為

,得R2=RG2。綜上所述可知步驟為BEFADC。②這種方法測量的G2的內(nèi)阻與真實值相等。

③擴大G2量程時原理如圖所示,有(I-I1)R分=I1r,解得R分=

。答案①BEFADC②相等③

解析①實驗首先要保證G1、G2不被燒壞,應先將R1、R2的87專題十四實驗高考物理專題十四實驗高考物理考點一力學實驗考點清單一、測量做直線運動物體的瞬時速度1.紙帶的選取:一般實驗應選取點跡清晰、無漏點且有足夠多點的紙帶。

在“驗證機械能守恒定律”實驗中還要求紙帶包含第一、二兩計時點,并

且第一、二兩計時點距離接近2.0mm。2.根據(jù)紙帶上點的密集程度選取計數(shù)點:打點計時器每打n個點取一個計數(shù)

點,則相鄰計數(shù)點間時間間隔為n個打點時間間隔。3.測量計數(shù)點間距離:為了測量、計算方便和減小偶然誤差,測量距離時不

要分段測量,盡可能一次測量完畢,即測量計數(shù)起點到其他各計數(shù)點的距

離。如圖所示,則由圖可得:考點一力學實驗考點清單一、測量做直線運動物體的瞬時速度894.判定物體運動的性質(zhì)(1)若sⅠ、sⅡ、sⅢ、sⅣ、sⅤ、sⅥ基本相等,則可判定物體在實驗誤差范圍內(nèi)

做勻速直線運動。(2)設(shè)Δs1=sⅡ-sⅠ,Δs2=sⅢ-sⅡ,Δs3=sⅣ-sⅢ,Δs4=sⅤ-sⅣ,Δs5=sⅥ-sⅤ若Δs1、Δs2、Δs3、Δs4、Δs5基本相等,則可判定物體在實驗誤差范圍內(nèi)做

勻變速直線運動。sⅠ=s1,sⅡ=s2-s1,sⅢ=s3-s2,sⅣ=s4-s3,sⅤ=s5-s4,sⅥ=s6-s54.判定物體運動的性質(zhì)sⅠ=s1,sⅡ=s2-s1,sⅢ=s90(3)測定第n點的瞬時速度物體做勻變速直線運動時,在某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時

速度。即測出第n點的相鄰前、后兩段相等時間T內(nèi)的位移,由平均速度公

式即可求得第n點的瞬時速度,如圖中第4點的瞬時速度為:v4=

=

。(4)測定做勻變速直線運動物體的加速度一般用逐差法求加速度。將如圖所示的連續(xù)相等時間間隔T內(nèi)的位移sⅠ、

sⅡ、sⅢ、sⅣ、sⅤ、sⅥ分成三組,利用Δs=aT2可得:a1=

、a2=

、a3=

,再算出a1、a2、a3的平均值,即:a=

,就是所測做勻變速直線運動物體的加速度。(3)測定第n點的瞬時速度91二、探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系實驗原理用懸掛法測量彈簧的彈力運用的是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的

重力相等。彈簧的長度可以用刻度尺直接測出,伸長量可以由拉長后的長

度減去彈簧原來的長度進行計算。實驗步驟1.把彈簧懸吊在鐵架臺上,讓彈簧自然下垂,在彈簧不掛鉤碼時測量彈簧的

原長L0。2.將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端,在平衡時測量彈簧的總長并計算鉤

碼的重力,并將彈簧所受拉力F(等于所掛鉤碼的重力),填寫在記錄表格

里。然后改變所掛鉤碼的質(zhì)量,重復前面的實驗過程多次。二、探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系923.根據(jù)所測數(shù)據(jù),在已經(jīng)準備好的坐標紙上描點,以力為縱坐標,以彈簧

的長度L為橫坐標。4.作圖得到的是如圖甲所示的圖像。盡管是直線,也是一次函數(shù),但不夠簡

潔,即不是剛好反映函數(shù)間的正比關(guān)系。處理的辦法是將坐標軸平移,就可

以得到一個從原點出發(fā)的函數(shù)圖像(圖乙)。平移后將橫坐標由彈簧的長

度改為彈簧的伸長量ΔL。5.寫出實驗得到的曲線所代表的函數(shù),即彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。

12345678F/N

L/cm

ΔL/cm

3.根據(jù)所測數(shù)據(jù),在已經(jīng)準備好的坐標紙上描點,以力為縱坐標,93注意事項1.懸吊彈簧時要讓它自然下垂,別忘了測量彈簧的原長L0。2.每改變一次拉力的大小就要做一次測量記錄。為了探究彈力和彈簧伸

長的關(guān)系,要盡可能多測幾組數(shù)據(jù),以便在坐標紙上能描出更多的點。3.實驗時拉力不要太大(即鉤碼不能過多),以免彈簧超出彈性限度。6.運用表中的數(shù)據(jù)驗證所得到的函數(shù)關(guān)系。注意事項6.運用表中的數(shù)據(jù)驗證所得到的函數(shù)關(guān)系。944.在坐標紙上嘗試描畫一條平滑曲線(包括直線)時,要順著各點的走向來描,描出的點不一定正好在曲線上,但要注意在曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同。5.寫出曲線所代表的函數(shù)時,建議首先嘗試用一次函數(shù),如果不行再考慮其

他函數(shù)。4.在坐標紙上嘗試描畫一條平滑曲線(包括直線)時,要順著各點95三、探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律實驗原理結(jié)點受三個共點力作用處于平衡狀態(tài),則F1、F2的合力必與F3平衡,改用一

個拉力F'使結(jié)點仍到O,則F'必與F1、F2的合力等效,與F3平衡,以F1、F2為鄰

邊作平行四邊形求出合力F,比較F'與F的大小和方向,以驗證力合成時的平

行四邊形定則。實驗步驟1.用圖釘把白紙釘在放于水平桌面的方木板上。2.用圖釘把橡皮條的一端固定在A點,橡皮條的另一端拴上兩個細繩套。3.用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套,互成角度地拉橡皮條,將結(jié)點拉到某

一位置,如圖,記錄兩彈簧測力計的讀數(shù),用鉛筆描下O點的位置及此時兩個

細繩套的方向。三、探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律964.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細繩套方向畫直線,按選定的標度作出

這兩只彈簧測力計的讀數(shù)F1、F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三

角板作平行四邊形,過O點畫出平行四邊形的對角線,即合力F的圖示。5.只用一只彈簧測力計鉤住細繩套,把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O,記

下彈簧測力計的讀數(shù)F'和細繩套的方向,用刻度尺從O點按選定的標度沿

記錄的方向作出這只彈簧測力計的拉力F'的圖示。6.比較力F'與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向,得出結(jié)論。4.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細繩套方向畫直線,按選定的標97注意事項1.同一實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是:將兩只彈簧測力計鉤好后

對拉,若兩只彈簧測力計在對拉的過程中,讀數(shù)相同,則可選,若不同,應另換,

直至相同為止,使用時彈簧測力計與板面平行。2.在滿足合力不超過彈簧測力計量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條

件下,應使拉力盡量大一些,以減小誤差。3.在同一次實驗中,橡皮條拉長的結(jié)點O位置一定要相同。4.由作圖法得到的F與實際測量得到的F'不可能完全符合,但在誤差允許范

圍內(nèi)可認為F和F'符合。注意事項98四、探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系實驗原理實驗中,研究的參量有F、m、a,在驗證牛頓第二定律的實驗中,可以控制參

量m一定,研究a與F的關(guān)系;控制參量F一定,研究a與m的關(guān)系。實驗步驟1.將一端附有滑輪的長木板放在水平桌面上,取兩個質(zhì)量相等的小車,放在

光滑的水平長木板上,示意圖如圖所示。2.在小車的前端各系上細繩,繩的另一端跨過定滑輪各掛一個砝碼盤,在盤四、探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系2.在小車的前端各系99內(nèi)分別放數(shù)目不等的砝碼,而在兩小車上放質(zhì)量相等的砝碼,使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量,分別用天平測出兩個砝

碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量M1和M2,把數(shù)值記錄下來。此時,小車所受的水

平拉力的大小F1和F2可以認為等于砝碼盤和盤內(nèi)砝碼所受重力的大小。3.在小車的后端也分別系上細繩,用一只夾子夾住這兩根細繩,便于同時控

制兩輛小車,使它們同時開始運動和同時停止運動。4.打開夾子,讓兩輛小車同時從靜止開始運動。小車走過一段距離后,夾上

夾子,讓它們同時停下來。分別用刻度尺測出兩輛小車在這一段相同時間

內(nèi)通過的位移大小x1和x2,并記錄下來。5.分析所得到的兩輛質(zhì)量相等的小車在相同時間內(nèi)通過的位移與小車所

受的水平拉力的大小的關(guān)系,從而得到質(zhì)量相等的物體運動的加速度與物

體所受作用力大小的關(guān)系。并將結(jié)論記在實驗結(jié)論中。內(nèi)分別放數(shù)目不等的砝碼,而在兩小車上放質(zhì)量相等的砝碼,使砝碼1006.在兩個相同的砝碼盤內(nèi)放質(zhì)量相等的砝碼,而在兩輛小車上放質(zhì)量不等的砝碼,使兩輛小車的質(zhì)量不等,而所受的拉力相等。仍保證砝碼盤和盤內(nèi)

砝碼的總質(zhì)量遠小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量,分別用天平測出兩輛小車

和車上砝碼的總質(zhì)量m1和m2,把數(shù)值記錄下來。7.讓兩輛小車同時從靜止開始運動。小車走過一段距離后,夾上夾子,讓它

們同時停下來。分別用刻度尺測出兩輛小車在這一段相同時間內(nèi)通過的

位移大小x1'和x2',并記錄下來。8.分析所得到的受相同拉力作用的兩輛小車在相同時間內(nèi)通過的位移大

小與質(zhì)量大小的關(guān)系,從而得到所受拉力相等的物體運動的加速度與物體

質(zhì)量大小的關(guān)系。并將結(jié)論記在實驗結(jié)論中。6.在兩個相同的砝碼盤內(nèi)放質(zhì)量相等的砝碼,而在兩輛小車上放質(zhì)101注意事項1.在實驗中,小車所受的摩擦力是造成系統(tǒng)誤差的一個重要因素。因此利

用小車重力沿斜面方向的分力平衡摩擦力。2.為使所作的a-F圖像和a-

圖像更精確,每個圖像都要求至少取5條以上的紙帶。3.改變小車的質(zhì)量或拉力的大小時,改變量應盡可能大一些,但應滿足砝碼

盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量。一般來說,砝碼

盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量不超過小車和車上砝碼總質(zhì)量的10%。注意事項102五、探究平拋運動的特點實驗原理使小球做平拋運動,利用描跡法描繪小球的運動軌跡,建立坐標系,測出軌

跡曲線上某一點的坐標x和y,由公式:x=v0t和y=

gt2,可得v0=x

實驗步驟(以斜面小槽法為例)(1)按圖甲所示安裝實驗裝置,使斜槽末端水平。五、探究平拋運動的特點103(2)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上的投影點為坐標原點O,用重

垂線畫出過O點的豎直線作為y軸,畫出水平的x軸。(3)使小球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下,把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置

上,如果小球運動中碰到筆尖,就用鉛筆在該位置畫上一點,用同樣方法,在

小球運動路線上描下若干點。(4)將白紙從木板上取下,將白紙上各點用平滑曲線連起來,如圖乙所示。(2)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上的投影點為坐標原點104注意事項(1)固定斜槽時,要保證斜槽末端的切線水平,保證小球的初速度水平;(2)固定木板時,木板必須處在豎直平面內(nèi)且與小球運動軌跡所在的豎直平

面平行,固定時要用重垂線檢查坐標紙豎線是否豎直;(3)小球每次從斜槽上的同一位置由靜止釋放,為此,可在斜槽上某一位置

固定一個擋板;(4)要在斜槽上適當高度釋放小球,使它以適當?shù)乃匠跛俣葤伋?其軌跡

由木板左上角到達右下角,這樣可以減小測量誤差;(5)坐標原點不是槽口的端點,而是球心在木板上的投影點。(6)計算小球的初速度時,應選距拋出點稍遠一些的點為宜,以便于測量和

計算。注意事項105六、驗證機械能守恒定律實驗原理在只有重力做功的自由落體運動中,物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,但總的機

械能守恒,利用打點計時器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度h及計算

出瞬時速度v,從而驗證物體在自由下落過程中,重力勢能的減少量ΔEp=

mgh與物體動能的增加量ΔEk=

mv2相等。實驗步驟1.將實驗裝置按要求裝好,將紙帶固定在重物上,讓紙帶穿過打點計時器的

限位孔。2.先用手提起紙帶,使重物靜止在靠近打點計時器的地方。3.接通電源,松開紙帶,讓重物自由下落,這樣打點計時器就在紙帶上打下一

系列點。六、驗證機械能守恒定律1064.重復以上步驟,多做幾次。5.從已打出的紙帶中,選出第一、二點間的距離接近2mm且點跡清晰的紙

帶,并對其進行測量。6.利用公式v中=

分別求出物體在打下點2、3、4…時的瞬時速度v2、v3、v4…7.把得到的數(shù)據(jù)填入表格,算出重物運動到點2、3、4…時減小的重力勢能

mgh2、mgh3、mgh4…再算出物體運動到點2、3、4…時增加的動能m

/2、m

/2、m

/2…根據(jù)機械能守恒定律比較m

/2與mgh2、m

/2與mgh3、m

/2與mgh4…結(jié)果是否一致。4.重復以上步驟,多做幾次。107注意事項1.組裝實驗裝置時,重物與紙帶、限位孔必須在同一豎直線上,以減小摩擦

阻力。2.實驗時必須先接通電源,讓打點計時器正常工作后才能松開紙帶讓重物

下落;3.因不需要知道動能的具體數(shù)值,所以不需要測出重物的質(zhì)量m。注意事項108實驗原理在一維碰撞中,測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v、v',找出碰撞前

的總動量p=m1v1+m2v2及碰撞后的總動量p'=m1v1'+m2v2',看碰撞前后動量是否

守恒。實驗步驟

1.先用天平測出小球質(zhì)量m1、m2。2.在地面上鋪一張白紙,白紙上鋪放復寫紙。3.在白紙上記下重垂線所指的位置O,它表示入射小球碰前的位置。4.先不放被碰小球,讓入射小球從斜槽上同一高度處滾下,重復10次,用圓規(guī)

畫盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面。圓心就是入射小球不碰時

的落地點P。七、驗證動量守恒定律實驗原理七、驗證動量守恒定律1095.把被碰小球放在小支柱上,讓入射小球從同一高度滾下,使它們發(fā)生正碰,重復10次,仿步驟4找出入射小球落點的平均位置M和被碰小球落點的平

均位置N。6.過O、N在紙上作一直線,取OO'=2r,O'就是被碰小球碰撞時的球心投影

位置(用刻度尺和三角板測小球直徑2r)。7.用刻度尺量出線段的長度OP、OM、O'N,把兩小球的質(zhì)量和相應的線段

長度代入m1·OP=m1·OM+m2·O'N看是否成立。注意事項

1.碰撞的兩小球應保證“水平”和“正碰”。2.入射小球的質(zhì)量m1大于被碰小球的質(zhì)量m2。5.把被碰小球放在小支柱上,讓入射小球從同一高度滾下,使它們110一、長度的測量及其測量工具的選用(一)螺旋測微器(千分尺)1.原理:利用螺旋轉(zhuǎn)動,將微小的直線位移轉(zhuǎn)化為角度變化,并在較大的圓周上對其進行顯示。取螺紋的螺距為0.5mm,即測微螺桿旋轉(zhuǎn)一周時前進或后退0.5mm,將螺旋分成50等份,每一等份表示直線位移變化

mm=0.01mm,即螺旋測微器分度值是0.01mm。測量時要估讀到千分位,故而得名“千分尺”。2.讀數(shù)規(guī)則(1)以鼓輪邊緣為準在固定刻度上讀出整毫米數(shù)。(2)從可動刻度上讀出毫米以下的小數(shù)。(3)測量長度為上述二者之和。(4)如果半毫米刻線露出,還要加上0.5mm?？键c二電學實驗一、長度的測量及其測量工具的選用考點二電學實驗111(二)游標卡尺1.原理:在同樣長度的主尺和游標尺上分成不同的等份,利用它們每一等份

長度上的差異,來讀出較精確的測量數(shù)據(jù)。譬如,50分度游標尺上50個分度

只有主尺的49mm長,則游標尺上每個分度比主尺上每個分度短

mm=0.02mm,將這個差異稱為精度,即它的測量精度為0.02mm。根據(jù)游標尺上

的分度格數(shù),常把游標卡尺分為10分度的、20分度的和50分度的三種,它們

的精度分別為0.1mm、0.05mm、0.02mm。2.讀數(shù)規(guī)則(1)以游標尺零刻線位置為準,在主尺上讀取整毫米數(shù)。(2)若游標尺上第n條刻線與主尺上某一刻線(不管是第幾條刻線)對齊,則

由游標尺上讀出毫米以下的小數(shù)為n×精度(0.1mm、0.05mm或0.02mm)。(二)游標卡尺112二、觀察電容器的充、放電現(xiàn)象實驗原理(1)電容器的充電過程如圖所示,當開關(guān)S接1時,電容器接通電源,在電場力的作用下自由電子從正極板經(jīng)過電源向負極板移動,正極板因失去電子而帶正電,負極板因獲得電子而帶負電。正