模塊六專題十三物理實(shí)驗(yàn)

模塊六實(shí)驗(yàn)?zāi)K概覽

模塊定位：實(shí)驗(yàn)為歷年來高考必考內(nèi)容，高考力圖通過在筆試的形式下考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的使用、實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)步驟的掌握、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等能力，同時(shí)也希望通過考查一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)考生獨(dú)立解決新問題的能力、“遷移”能力．在物理實(shí)驗(yàn)的第二輪復(fù)習(xí)中，要注重以下幾方面：(1)要進(jìn)一步熟悉基本儀器，掌握它們的性能、使用方法，會(huì)按照有效數(shù)字的規(guī)則讀數(shù)．(2)對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?，搞清楚?shí)驗(yàn)原理，理解和掌握實(shí)驗(yàn)的方法，并會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求來設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)．(3)要會(huì)從實(shí)驗(yàn)原理及方法的要求出發(fā)，再結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)條件來考慮實(shí)驗(yàn)器材的選取．要知道實(shí)驗(yàn)器材選取的一般原則．(4)要理解每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中操作程序的安排用意，自己會(huì)科學(xué)合理地安排設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的步驟．(5)掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的常用方法，如列表法、圖象法、逐差法及其他一般計(jì)算方法．知道系統(tǒng)誤差及一些實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因．(6)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能通過對(duì)雜亂無章的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析來找出規(guī)律性的東西．要以科學(xué)的態(tài)度對(duì)待實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，要正確地看待誤差，不可拼湊數(shù)據(jù)．(7)會(huì)根據(jù)中學(xué)物理中學(xué)過的知識(shí)、物理實(shí)驗(yàn)中學(xué)過的方法、用過的器材，來設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)．要達(dá)到這一層次，只有真正悟懂學(xué)生實(shí)驗(yàn)中思想、方法的真諦，才有可能將這些思想方法靈活地遷移應(yīng)用，只靠死記硬背實(shí)驗(yàn)是絕對(duì)做不到這一點(diǎn)的．近幾年高考對(duì)實(shí)驗(yàn)的考查，多以一大帶一小，小的為力學(xué)實(shí)驗(yàn)或儀器的使用，大的、也是重點(diǎn)的是電學(xué)實(shí)驗(yàn)，且以電學(xué)中滑動(dòng)變阻器的分壓限流、電流表的內(nèi)接外接以及伏安法測(cè)電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)為考查重點(diǎn)．對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查以紙帶數(shù)據(jù)的處理、機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證為主．預(yù)測(cè)2011年高考仍以電阻的測(cè)量(多種測(cè)量方法，電路設(shè)計(jì)、伏安曲線等)、電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的測(cè)量為重點(diǎn)考查對(duì)象，側(cè)重于考查電路的設(shè)計(jì)、儀器的選擇．力學(xué)實(shí)驗(yàn)則考查紙帶數(shù)據(jù)的處理和游標(biāo)卡尺或螺旋測(cè)微器的讀數(shù)的可能性較高．知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：專題十三物理實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)知識(shí)歸納一、測(cè)量讀數(shù)類儀器使用1．游標(biāo)卡尺(1)各種游標(biāo)卡尺的有關(guān)參數(shù)如下表所示：游標(biāo)尺(mm)精確度(mm)刻度格數(shù)刻度總長(zhǎng)度(mm)每小格與1毫米差(mm)1090.10.120190.050.0550490.020.02(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：①以游標(biāo)零刻度線位置為準(zhǔn)，在主尺上讀取整毫米數(shù)；②看游標(biāo)上哪一條刻度線與主尺上的某一刻度線(此某一刻度線不需讀出)對(duì)齊，由游標(biāo)上對(duì)齊的刻度數(shù)(即格數(shù))乘以游標(biāo)卡尺的精確度得出毫米以下的小數(shù)；③總的讀數(shù)為毫米整數(shù)加上毫米以下的小數(shù)．2．螺旋測(cè)微器(千分尺)量程一般為0～25mm，精確度是0.5mm÷50＝0.01mm.圖13－1螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法：①?gòu)墓潭?biāo)尺上讀出整毫米數(shù)，要注意半毫米刻度線是否露出，如果露出再加上0.5mm.②0.5mm以下的讀數(shù)則等于與固定標(biāo)尺上橫線對(duì)準(zhǔn)的可動(dòng)圓周上的讀數(shù)(要估讀一位)乘以精度0.01mm.③測(cè)量長(zhǎng)度為上述二者之和．如圖13－1中所示讀數(shù)為6mm＋0.5mm＋20.2×0.01mm＝6.702mm.特別提醒螺旋測(cè)微器的使用要注意兩點(diǎn)：(1)半毫米刻度線；(2)估讀，末位估讀的“0”不要漏掉．3．電流表、電壓表(1)電流表、電壓表使用時(shí)量程選擇的規(guī)則：根據(jù)被測(cè)電流或電壓值的大小選擇量程．測(cè)量時(shí)最好使指針偏轉(zhuǎn)超過所選量程的2/3，至少超過1/2.在不知道被測(cè)電流或電壓大小的情況下，應(yīng)選用電表的較大量程，然后再根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)情況選取合適的量程．(2)讀數(shù)方法：讀數(shù)時(shí)應(yīng)使視線垂直于刻度盤表面．凡儀器最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字)；凡儀器最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀．4．電阻箱電阻箱是按照各個(gè)數(shù)量級(jí)上指針的對(duì)應(yīng)數(shù)值讀數(shù)的，指針必須指向某一個(gè)確定的數(shù)值，不能在兩個(gè)數(shù)值之間，因此電阻箱測(cè)量結(jié)果的各位讀數(shù)都是從電阻箱上指針?biāo)肝恢弥苯幼x出的，不再向下估讀．如圖13－2所示的電阻箱的阻值為84580.2Ω.圖13－25．多用電表(1)使用多用電表測(cè)電壓、電流時(shí)，應(yīng)根據(jù)選擇的量程確定最小刻度值，然后讀數(shù)．(2)使用歐姆擋時(shí)，注意以下幾個(gè)方面：①用多用電表測(cè)電阻時(shí)，測(cè)量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)的阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷唬捎跉W姆擋刻度的非線性，使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差，通常只使用表盤中間一段刻度范圍為測(cè)量的有效范圍，否則要變換倍率．譬如，J0411型多用電表歐姆擋的R中＝15Ω，當(dāng)待測(cè)電阻約為2kΩ時(shí)，則應(yīng)采用R×100擋．②每更換一次倍率，都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．③由于歐姆擋表盤刻度不均勻，難于估讀，測(cè)量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字．計(jì)數(shù)時(shí)不要忘記乘上相應(yīng)擋位的倍率．④測(cè)量時(shí)待測(cè)電阻要跟其他元件和電源斷開，不然就不能得到正確的測(cè)量結(jié)果，甚至還可能損壞電表．⑤多用電表使用完畢后，應(yīng)將選擇開關(guān)撥離歐姆擋，旋至OFF擋或交流電壓最高擋上．特別提醒要區(qū)分開“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”：“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤刻度左側(cè)“0”位置．調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲．“歐姆零點(diǎn)”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕．二、力學(xué)實(shí)驗(yàn)1．“紙帶類”實(shí)驗(yàn)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它接在頻率為50Hz的交流電源上使用時(shí)，每隔0.02s打一次點(diǎn)，因此，紙帶上的點(diǎn)就表示了和紙帶相連的運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置．通過研究紙帶上點(diǎn)跡間的距離，就可以確定物體的運(yùn)動(dòng)情況．(2)紙帶的應(yīng)用①利用紙帶計(jì)算瞬時(shí)速度圖13－3②當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度．在“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)中，就是據(jù)此求得物體最終獲得的速度大小．因此要選取紙帶上打點(diǎn)間隔基本相等的部分進(jìn)行測(cè)量．(3)利用紙帶計(jì)算加速度2．“胡克定律類”實(shí)驗(yàn)(1)原理：利用橡皮條或彈簧在彈性限度內(nèi)、力與形變量成正比，計(jì)算(測(cè)量)其長(zhǎng)度的變化分析力的變化情況或建立F－x坐標(biāo)系，描點(diǎn)畫圖研究力的變化規(guī)律．(2)應(yīng)用：①根據(jù)平行四邊形定則驗(yàn)證力的合成與分解．②探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系．三、電學(xué)實(shí)驗(yàn)1．電路設(shè)計(jì)及儀器選取原則正確地選擇儀器和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，有一定的靈活性，應(yīng)遵循以下幾個(gè)基本原則：(1)正確性：實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理．(2)安全性：實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，實(shí)施過程中不應(yīng)對(duì)儀器及人身造成危害．要注意到各種電表均有量程、電阻等器件均有最大允許電流和最大功率，電源也有最大允許電流，不能燒壞儀器．(3)方便性：實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)便于操作，便于讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．(4)精確性：在實(shí)驗(yàn)方案、儀器、儀器量程的選擇上，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能的?。?．“伏安類”實(shí)驗(yàn)中電流表的內(nèi)、外接法特別提醒在RV、RA均不知的情況下，可采用試觸法．如圖13－4所示，分別將a端與b、c接觸，如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯，說明電壓表分流作用大，應(yīng)采用內(nèi)接法；如果前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯，說明電流表分壓作用大，應(yīng)采用外接法．圖13－43．滑動(dòng)變阻器的接法(1)若符合下列情況之一，則滑動(dòng)變阻器必須接成分壓式．①要求電表能從零開始讀數(shù)；②要求電表能有較大的調(diào)節(jié)范圍；③當(dāng)待測(cè)電阻Rx?R(滑動(dòng)變阻器的最大阻值)時(shí)．(2)當(dāng)待測(cè)電阻Rx?R(滑動(dòng)變阻器的最大阻值)時(shí)，既可接成分壓式、也可接成限流式．(3)滑動(dòng)變阻器連接的限流接法和分壓接法的對(duì)比四、實(shí)驗(yàn)誤差1．偶然誤差和系統(tǒng)誤差從性質(zhì)和來源看，誤差分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩種．(1)偶然誤差是由各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者、測(cè)量?jī)x器、被測(cè)物理量的影響而產(chǎn)生的誤差．其特點(diǎn)是多次重復(fù)做同一實(shí)驗(yàn)時(shí)，誤差總是時(shí)大時(shí)小，且偏大偏小的機(jī)會(huì)相同，所以減小偶然誤差的方法就是通過多次測(cè)量求平均值．(2)系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不精確，或?qū)嶒?yàn)方法粗略或?qū)嶒?yàn)原理不完善而產(chǎn)生的．它的特點(diǎn)是使測(cè)量總是偏大或總是偏小，不會(huì)出現(xiàn)這幾次偏大，另幾次偏小的現(xiàn)象．所以，采用多次測(cè)量求平均值的方法不能減小系統(tǒng)誤差．要減小系統(tǒng)誤差，必須校準(zhǔn)儀器，或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，或完善實(shí)驗(yàn)原理．2．有效數(shù)字(1)測(cè)量既然總有誤差，測(cè)量的數(shù)值就只能是近似數(shù)，如“174.2mm”最末的一位數(shù)字“2”是不可靠數(shù)字，但它仍有意義不能舍，因?yàn)樗砹艘粋€(gè)大概數(shù)量關(guān)系，比如這里174.2與174.8相比是接近174還是175就顯而易見了．像174.2mm這種帶一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字，有效數(shù)字的最后一位為誤差所在位．在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量時(shí)要按有效數(shù)字的規(guī)則來讀數(shù)．(2)確定有效數(shù)字時(shí)，應(yīng)注意以下問題：①有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)的位置無關(guān)．有效數(shù)字的位數(shù)與單位無關(guān)．②關(guān)于“0”在有效數(shù)字中的特殊性：0在前時(shí)，從左往右數(shù)第一個(gè)不為零的數(shù)字才是有效數(shù)字.0在后時(shí)，計(jì)入有效數(shù)字．③乘方不算有效數(shù)字；比如3.020×10－3m/s中的－3不是有效數(shù)字，10也不是．3．減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法為了減小由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而引起的偶然誤差，常需要采用以下方法控制實(shí)驗(yàn)誤差．(1)多次測(cè)量求平均值：這是所有實(shí)驗(yàn)必須采取的辦法，也是做實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有的基本思想．(2)累積法：一些小量直接測(cè)量誤差較大，可以累積起來測(cè)量，以減小誤差．(3)圖象法：作圖法是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的最常用方法，通過描點(diǎn)、畫線消除數(shù)據(jù)誤差，有取平均的效果．五、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)1．創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，一般應(yīng)遵循以下四條原則(1)科學(xué)性原則：實(shí)驗(yàn)方案所依據(jù)的原理要簡(jiǎn)明正確；(2)可靠性原則：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要安全可靠；(3)方便性原則：在保證實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘＿M(jìn)行的情況下，應(yīng)便于操作，便于讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；(4)準(zhǔn)確性原則：要盡可能選用準(zhǔn)確度、可靠性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)方案．2．設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路3．常見實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新舉例(1)可否設(shè)計(jì)一種游標(biāo)卡尺，游標(biāo)尺20分格，總長(zhǎng)為9mm？游標(biāo)卡尺原理可否移置到電表的讀數(shù)中去？可否移置到角度的測(cè)量讀數(shù)中去？(2)驗(yàn)證力的平行四邊形定則用一個(gè)測(cè)力計(jì)怎么完成？(3)勻變速直線運(yùn)動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器數(shù)據(jù)處理．(4)可否驗(yàn)證物體在光滑斜面上下滑時(shí)機(jī)械能守恒？(5)重力加速度g有多種測(cè)量方法：用單擺的周期公式測(cè)量；根據(jù)頻閃照相測(cè)量；由物體自由下落過程中打出的紙帶測(cè)量．(6)多種電場(chǎng)的模擬方法：在導(dǎo)電紙上平行放兩根直導(dǎo)體棒作電極可模擬勻強(qiáng)電場(chǎng)；用一個(gè)環(huán)形電極和圓柱形電極，圓柱形電極正好放在圓環(huán)中心，可模擬點(diǎn)電荷電場(chǎng)．(7)電阻測(cè)量的方法舉例：用一塊電表和一個(gè)電阻箱、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，采用等效替代法；沒有合適的電流表時(shí)，可用已知內(nèi)阻的電壓表作電流表用，沒有合適的電壓表時(shí)，可用已知內(nèi)阻的電流表作電壓表用．(8)電學(xué)實(shí)驗(yàn)中利用圖象處理數(shù)據(jù)時(shí)，兩坐標(biāo)軸的物理意義及斜率、截距代表的物理量，如利用電阻或電流的倒數(shù)作為坐標(biāo)軸．高考熱點(diǎn)示例熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的讀取例1(2010年高考安徽理綜卷)(1)在測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖13－5所示，讀數(shù)為________mm.(2)在用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)中，用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量擺球的直徑，示數(shù)如圖13－6所示，讀數(shù)為________cm.圖13－5圖13－6【自主解答】(1)固定刻度部分讀數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度部分讀數(shù)為11.7×0.01mm＝0.117mm，則螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0.5mm＋0.117mm＝0.617mm(0.616mm～0.619mm都對(duì))．(2)主尺上的讀數(shù)為0.6cm游標(biāo)尺上的第15條刻線與主尺的某一刻線對(duì)齊，游標(biāo)尺讀數(shù)為15×0.05mm＝0.75mm，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為0.6cm＋0.075cm＝0.675cm.【答案】(1)0.617mm(0.616mm～0.619mm)(2)0.675cm強(qiáng)化訓(xùn)練1．(2009年高考上海卷)用多用表的歐姆擋測(cè)量阻值約為幾十千歐的電阻Rx，以下給出的是可能的實(shí)驗(yàn)操作步驟，其中S為選擇開關(guān)，P為歐姆擋調(diào)零旋鈕．把你認(rèn)為正確步驟前的字母按合理的順序填寫在下面的橫線上．a(chǎn)．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)P使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的0刻度，斷開兩表筆b．將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端，讀出Rx的阻值后，斷開兩表筆c．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋×1kd．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋×100e．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)交流500V擋，并拔出兩表筆__．根據(jù)圖13－7所示指針位置，此被測(cè)電阻的阻值約為___Ω.圖13－7解析：使用歐姆表時(shí)，指針指在“中值”附近較為準(zhǔn)確．由圖知中值電阻為30Ω，而被測(cè)電阻Rx為幾十千歐，故選用×1k擋．測(cè)量前必須調(diào)零，實(shí)驗(yàn)完畢后，將選擇開關(guān)撥至交流最高擋，故操作順序應(yīng)為：c、a、b、e.答案：c、a、b、e

30k(或30000)熱點(diǎn)二

“紙帶類”數(shù)據(jù)的處理例2

在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖13－8所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，本圖中沒有畫出)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接的是220V、50Hz的交變電源．他把一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計(jì)數(shù)點(diǎn)A對(duì)齊．圖13－8(1)按照有效數(shù)字的讀數(shù)規(guī)則讀出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)AB、BC、CD、DE、EF間的距離s1、s2、s3、s4、s5，它們依次為________cm、________cm、________cm、________cm、________cm.(2)由以上數(shù)據(jù)計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E各點(diǎn)時(shí)，物體的即時(shí)速度vB、vC、vD、vE依次是________m/s、________m/s、________m/s、________m/s.(3)根據(jù)以上結(jié)果，試用兩種不同的方法計(jì)算該物體的加速度a.(4)根據(jù)(2)中得到的數(shù)據(jù)，試在如圖13－9所示的坐標(biāo)系中，用作v－t圖象的方法，從圖象中求物體的加速度a.圖13－9(5)從圖象上求紙帶上的A、F點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度vA＝________m/s，vF＝________m/s.并由此計(jì)算：當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)的時(shí)刻，物體已經(jīng)從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)________s了．(6)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝49Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏________．理由是______________________．(4)圖象如圖13－10所示．圖13－10【答案】(1)1.00

1.40

1.84

2.26

2.67(2)0.120

0.162

0.205

0.247(3)0.42m/s2(4)如圖13－10所示0.42m/s2(5)0.079

0.290

0.188(6)大實(shí)際周期大于0.02s，a＝Δs/T2∝1/T2，實(shí)際加速度小于測(cè)量加速度強(qiáng)化訓(xùn)練2．(2010年鄭州市預(yù)測(cè)卷)某同學(xué)用如圖13－11所示裝置測(cè)量重力加速度g，所用交流電頻率為50Hz.在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后每3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量數(shù)據(jù)(用符號(hào)表示)如圖乙所示．圖13－11(1)在實(shí)際操作中應(yīng)該先釋放紙帶還是先接通電源？________________________________________________________________________.(2)從數(shù)據(jù)處理方法看，選擇方法________(填“一”或“二”)更合適，這樣可以減少實(shí)驗(yàn)的________(填“系統(tǒng)”或“偶然”)誤差．(3)此實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是：(至少寫兩條)________________．解析：在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，這樣打出的點(diǎn)才準(zhǔn)確；兩種數(shù)據(jù)處理方法中，方法一只用了s1和s6，其他數(shù)據(jù)被消去了，而方法二，六個(gè)數(shù)據(jù)全部使用了，這樣減小了實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差．答案：(1)先接通電源(2)二偶然(3)重物下落受到阻力；長(zhǎng)度測(cè)量；交流電頻率波動(dòng)；數(shù)據(jù)處理方法(任寫兩條)熱點(diǎn)三“胡克定律類”實(shí)驗(yàn)的處理例3(2010年高考浙江卷)在“探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧．為測(cè)量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們?cè)谙鹌だK下端依次逐個(gè)掛上鉤碼(每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m＝0.1kg，取g＝10m/s2)，并記錄繩下端的坐標(biāo)X加i(下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個(gè)數(shù))，然后逐個(gè)拿下鉤碼，同樣記錄繩下端的坐標(biāo)X減i，繩下端坐標(biāo)的平均值Xi＝(X加i＋X減i)/2的數(shù)據(jù)如下表：掛在橡皮繩下端的鉤碼個(gè)數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)(Xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1)同一橡皮繩的X加i________X減i(大于或小于)；(2)________同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求(甲或乙)；(3)選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法求出該橡皮繩的勁度系數(shù)k(N/m)；(4)為了更好地測(cè)量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有哪些？【自主解答】(1)當(dāng)所掛鉤碼增加時(shí)，橡皮繩的形變量增加，橡皮繩的長(zhǎng)度變長(zhǎng)，但發(fā)生形變需要一定的時(shí)間，因而在剛剛掛上鉤碼時(shí)，橡皮繩的長(zhǎng)度應(yīng)小于掛上鉤碼平衡時(shí)的長(zhǎng)度；同理可知當(dāng)所掛鉤碼減小時(shí)，橡皮繩的長(zhǎng)度應(yīng)大于掛上鉤碼平衡時(shí)的長(zhǎng)度，而坐標(biāo)x即為橡皮繩的長(zhǎng)度，所以x加i小于x減i.(2)每增加一個(gè)鉤碼，橡皮繩的形變量應(yīng)相等，所以乙同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求．(3)根據(jù)題意，求出掛上不同鉤碼時(shí)，橡皮繩的形變量，鉤碼的重力等于橡皮繩的彈力F，做出彈力F隨形變量變化的圖線，圖線的斜率即為橡皮繩的勁度系數(shù)．(4)盡可能使橡皮繩的伸長(zhǎng)量在彈性范圍內(nèi)，同時(shí)要有足夠大的伸長(zhǎng)量，以減小長(zhǎng)度測(cè)量的誤差．【答案】(1)小于(2)乙(3)由所給數(shù)據(jù)得改變量如下表所示掛在橡皮繩下端的鉤碼個(gè)數(shù)改變量(Xi－X1)/mm甲乙1230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86245.584.5由上表作圖得圖13－12由圖13－12可得k乙＝57～70(N/m)或圖13－13對(duì)于甲同學(xué)的數(shù)據(jù)，因?yàn)橹挥星皫讉€(gè)數(shù)據(jù)可認(rèn)為在彈性范圍內(nèi)，由圖13－13中切線的斜率得k甲＝25～34(N/m)．(4)盡可能使伸長(zhǎng)量在彈性范圍內(nèi)，同時(shí)有足夠大的伸長(zhǎng)量，以減少長(zhǎng)度測(cè)量的誤差．強(qiáng)化訓(xùn)練3．(2010年高考天津卷)在探究求合力的方法時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩．實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條．(1)實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中，下列哪些說法是正確的________(填字母代號(hào))．A．將橡皮條拉伸相同長(zhǎng)度即可B．將橡皮條沿相同方向拉到相同長(zhǎng)度C．將彈簧秤都拉伸到相同刻度D．將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置(2)同學(xué)們?cè)诓僮鬟^程中有如下議論，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是________(填字母代號(hào))．A．兩細(xì)繩必須等長(zhǎng)B．彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行C．用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大D．拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些解析：(1)實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求是兩次拉伸橡皮條的作用效果要相同，故選項(xiàng)B、D正確．(2)要減小實(shí)驗(yàn)誤差，彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都必須與木板平行.用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)，彈簧秤的示數(shù)之差適當(dāng)大些即可，拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，故選項(xiàng)B、D正確．答案：(1)BD

(2)BD熱點(diǎn)四電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的選取及應(yīng)用例4(18分)(2010年高考北京卷)(1)甲同學(xué)要把一個(gè)量程為200μA的直流電流計(jì)G，改裝成量度范圍是0～4V的直流電壓表．圖13－14①她按圖13－14所示電路用半偏法測(cè)定電流計(jì)G的內(nèi)電阻rg，其中電阻R0約為1kΩ.為使rg的測(cè)量值盡量準(zhǔn)確，在以下器材中，電源E應(yīng)選用________，電阻器R1應(yīng)選用________，電阻器R2應(yīng)選用________(選填器材前的字母)．A．電源(電動(dòng)勢(shì)1.5V)B．電源(電動(dòng)勢(shì)6V)C．電阻箱(0～999.9Ω)D．滑動(dòng)變阻器(0～500Ω)E．電位器(一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻器相當(dāng))(0～5.1kΩ)F．電位器(0～51kΩ)②該同學(xué)在開關(guān)斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將R2的阻值調(diào)至最大．后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是：________，________，________，________，最后記錄R1的阻值并整理好器材．(請(qǐng)按合理的實(shí)驗(yàn)順序，選填下列步驟前的字母)A．閉合S1B．閉合S2C．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度D．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半E．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半F．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度③如果所得的R1的阻值為300.0Ω，則圖13－14中被測(cè)電流計(jì)G的內(nèi)阻rg的測(cè)量值為________Ω，該測(cè)量值________實(shí)際值(選項(xiàng)“略大于”、“略小于”或“等于”)．④給電流計(jì)G________聯(lián)(選填“串”或“并”)一個(gè)阻值為________kΩ的電阻，就可以將該電流計(jì)G改裝為量程為4V的電壓表．(2)乙同學(xué)要將另一個(gè)電流計(jì)G改裝成直流電壓表，但他僅借到一塊標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0、一個(gè)電池組E、一個(gè)滑動(dòng)變阻器R′和幾個(gè)待用的阻值準(zhǔn)確的定值電阻．①該同學(xué)從上述具體條件出發(fā)，先將待改裝的表G直接與一個(gè)定值電阻R相連接，組成一個(gè)電壓表；然后用標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0校準(zhǔn)．請(qǐng)你畫完圖13－15方框中的校準(zhǔn)電路圖．圖13－15②實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)定值電阻R選用17.0kΩ時(shí)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R′的阻值，電壓表V0的示數(shù)是4.0V時(shí)，表G的指針恰好指到滿量程的五分之二；當(dāng)R選用7.0kΩ時(shí)，調(diào)整R′的阻值，電壓表V0的示數(shù)是2.0V時(shí)，表G的指針又指到滿量程的五分之二．由此可以判定，表G的內(nèi)阻rg是________kΩ，滿偏電流Ig是________mA.若要將表G改裝成量程是15V的電壓表，應(yīng)配備一個(gè)________kΩ的電阻．【規(guī)范解答】(1)①考慮到減小誤差，電源應(yīng)選電動(dòng)勢(shì)較大的B；R1要選能讀出接入電路的電阻值的電阻箱；R2在電路中是限流連接，應(yīng)選用總阻值大于30kΩ的電位器F.(2分)②電流半偏法的具體操作順序是：a.S1斷開，S2閉合；b.調(diào)節(jié)R2，使電流計(jì)指針滿偏；c.閉合S1；d.保持R2不變，調(diào)節(jié)R1，使電流計(jì)指針半偏；e.讀出R1，即為電流計(jì)內(nèi)阻值．(4分)③根據(jù)半偏法原理，rg＝R1＝300Ω.由于閉合S1后，干路電流會(huì)略為變大，故半偏時(shí)，流過R1的電流略大于電流計(jì)的電流，故R1的阻值略小于電流計(jì)的內(nèi)阻．(8分)圖13－16【答案】(1)①B

C

F②B

C

A

E③300略小于④串19.7(2)①見解析②3.0

0.50

27.0強(qiáng)化訓(xùn)練4．(2009年高考福建理綜卷)某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件．圖13－17為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對(duì)其提出質(zhì)疑，現(xiàn)需進(jìn)一步驗(yàn)證該伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：圖13－17器材(代號(hào))規(guī)格電流表(A1)量程0～50mA，內(nèi)阻約為50Ω電流表(A2)量程0～200mA，內(nèi)阻約為10Ω電壓表(V1)量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ電壓表(V2)量程0～15V，內(nèi)阻約為25kΩ滑動(dòng)變阻器(R1)阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1A滑動(dòng)變阻器(R2)阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流100mA直流電源(E)輸出電壓6V，內(nèi)阻不計(jì)開關(guān)(S)導(dǎo)線若干(1)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用________；電壓表應(yīng)選用________；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________．(以上均填器材代號(hào))(2)為達(dá)到上述目的，請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)．(3)若發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請(qǐng)說明該伏安特性曲線與小燈泡的伏安特性曲線有何異同點(diǎn)？相同點(diǎn)：____________________________；不同點(diǎn)：______________________________.(2)待測(cè)元件的電阻滿足RA<Rx?RV，所以選擇電流表外接法，伏安特性曲線中要求電壓從零開始變化，所以選擇滑動(dòng)變阻器分壓式連接．(3)伏安特性曲線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所測(cè)出的伏安特性曲線是