專題十 中學(xué)物理實驗

專題十中學(xué)物理實驗第1課時力學(xué)實驗重點熱點透析題型1基本儀器的使用力學(xué)中考查的基本測量儀器有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、打點計時器、螺旋測微器、天平、秒表、彈簧秤．要熟悉各種基本儀器的構(gòu)造及其原理，其次對于儀器讀數(shù)問題，要掌握有效數(shù)字的有關(guān)知識和估讀方法，一般來說，除游標(biāo)卡尺、秒表外，其它測量儀器都需要估讀．【例1】(2022·山東調(diào)研)一種游標(biāo)卡尺，它的游標(biāo)尺上有50個小的等分刻度，總長度為49mm．用它測量某物體長度示數(shù)如圖10一1—1所示，則該物體的長度是cm．規(guī)律總結(jié)1．游標(biāo)卡尺在讀數(shù)時注意先確定各尺的分度，把數(shù)據(jù)讀成以毫米為單位，先讀主尺數(shù)據(jù)，再讀游標(biāo)尺數(shù)據(jù)，最后兩數(shù)相加。2．游標(biāo)卡尺讀數(shù)時不需要估讀【強化練習(xí)1】(2022·南通模擬)如圖10一1—2所示游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為．【例2】(2022·海南·13)某同學(xué)用螺旋測微器測量一金屬絲的直徑，測微器的示數(shù)如圖10一1—3所示，該金屬絲直徑的測量值為mm．規(guī)律總結(jié)螺旋測微器讀數(shù)時，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度線是否已經(jīng)露出，由可動刻度的O位置判定，要準(zhǔn)確到0.01mm，估讀數(shù)0.001mm，即結(jié)果若用mm做單位，則小數(shù)后必須保留三位?！緩娀毩?xí)2】(2022·南通模擬)圖10一1—4中給出的是用螺旋測微器測量一金屬薄板厚度時的示數(shù)，此讀數(shù)應(yīng)為_____mm題型2驗證性實驗【例3】在做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時，下列敘述中錯誤的是A．同一次實驗，結(jié)點的位置必須都拉到同一位置O點，不能隨意變動B．用兩只彈簧秤拉橡皮條時，應(yīng)使兩細繩之間的夾角總為90o，以便于算出合力的大小C．兩個分力F1和F2間的夾角盡量大些，大小要適當(dāng)大些D．實驗中，彈簧秤必須與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度誤區(qū)點撥本實驗結(jié)果有明顯偏差的原因很多，但歸納起來可分為兩類：一類是在實驗操作過程中所產(chǎn)生的，如O點位置變動，彈簧測力計與木板平面不平行，彈簧測力計的使用和讀數(shù)不正確（讀數(shù)時要注意彈簧測力計零刻度的位置）等；另一類是在處理實驗數(shù)據(jù)時所產(chǎn)生的，如力的方向的標(biāo)注，力的圖示（平行四邊形作圖）的不準(zhǔn)確等，所以一定要注意有可能產(chǎn)生這偏差的原因，另外，用作圖法來處理實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論時，規(guī)范的作圖，至關(guān)重要，要養(yǎng)成平推三角板畫平行線的作圖習(xí)慣。【強化練習(xí)3】(2022·威海模擬)用平木板、細繩套、橡皮條、測力計等做“驗證力的平行四邊形法則”的實驗，為了使實驗?zāi)軌蝽樌M行，且盡量減小誤差，你認(rèn)為下列說法或做法能夠達到上述目的的是A．使用測力計前應(yīng)將測力計水平放置，然后檢查并矯正零點B．用測力計拉細繩套時，拉力應(yīng)沿彈簧的軸線，且與水平木板平行C．兩細繩套必須等長D．用測力計拉細繩套時，拉力應(yīng)適當(dāng)大些，但不能超過量程E．同一次實驗兩次拉細繩套須使結(jié)點到達同一位置【例4】(2022·山東調(diào)研)某同學(xué)想用平板小車裝置驗證牛頓第二定律．他將左端帶滑輪的長木板固定在水平桌面上，小車后面接好紙帶，紙帶穿過打點計時器．設(shè)小車質(zhì)量為M，滑輪另一端懸掛的砝碼質(zhì)量為M他用mg作為小車在運動方向受到的合外力F，用紙帶計算出對應(yīng)的加速度(1)他這樣做實驗的系統(tǒng)誤差主要有哪兩個因素引起?這兩種系統(tǒng)誤差分別使小車在運動方向受到的合外力F的測量值比真實值偏大還是偏小?怎樣盡量減小這種系統(tǒng)誤差?(2)為了驗證∝，應(yīng)該保持不變．該同學(xué)按照正確的操作步驟得到了5組和M的數(shù)據(jù)并填在了下表中．為了用圖象法驗證關(guān)系∝，還需要做什么工作?請你繼繼完成(m/s)2M(kg)(3)在做上步實驗時，砝碼的質(zhì)量大約是多少?拓展探究在研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，為什么要用為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，描繪圖象，而不是描繪圖象？【強化練習(xí)4】（2022·佛山模擬）實驗室給同學(xué)們提供了如下實驗器材：滑輪小車、小木塊、長木板、秒表、砝碼、彈簧稱、直尺，要求同學(xué)們用它們來粗略驗證牛頓第二定律。（1）實驗中因涉及的物理量較多，彩采用控制變量的方法來完成該實驗，即：先保持__________不變，驗證物體__________越小加速度越大；再保持__________不變，驗證物體越大，加速度越大。（2）某同學(xué)的做法是：將長木板的一端放在小木塊上構(gòu)成一斜面，用小木塊改變斜面的傾角，保持滑輪小車的質(zhì)量不變，讓小車沿不同傾角的斜面由頂端無初速釋放，用秒表記錄小車滑到斜面底端的時間，實驗裝置如圖10－1－5所示，試回答下列問題：①改變斜面傾角的目的是：．②用秒表記錄小車下滑相同距離(從斜面頂端到底端)所花的時間，而不是記錄下滑相同時間所對應(yīng)的下滑距離，這做的好處是：(3)如果要較準(zhǔn)確地驗證牛頓第二定律，則需利用打點計時器來記錄滑輪小車的運動情況．某同學(xué)得到一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7個記數(shù)點(圖10－1－6中每相鄰兩個記數(shù)點間還有4個打點計時器打下的點未畫出)，打點計時器接的是50Hz的低壓交流電源．他將一把毫米刻度尺放在紙上，其零刻度和記數(shù)點O對齊．①下表是某同學(xué)從刻度尺上直接讀取數(shù)據(jù)的記錄表，請你幫他完成．線段OAOBOCODOEOF數(shù)據(jù)(cm)………………②由以上數(shù)據(jù)可計算出打點計時器在打A、B、C、D、E各點時物體的瞬時速度，其中打E點時的速度vE是m/s，(取三位有效數(shù)字)③如某同學(xué)已求得A、B、C、D四點的瞬時速度分別為0.0.119m／s、0.點速度在10—1—7所給的坐標(biāo)中，作出v－t圖象．要求標(biāo)明坐標(biāo)及其單位，坐標(biāo)的標(biāo)度值(即以多少小格為一個單位)大小要取得合適，使作圖和讀數(shù)方便，并盡量充分利用坐標(biāo)紙．從圖象中求得物體的加速度=m／s2(取兩位有效數(shù)字)．【例5】(2022·江蘇·11)某同學(xué)利用如圖10－1—8所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，弧形軌道末端水平，離地面的高度為H，將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為．(1)若軌道完全光滑，2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足2＝(用H、h表示)．H(10-1mx2(10-1m(2)該同學(xué)經(jīng)實驗測量得到一組數(shù)據(jù)，如下表所示：請在圖10－1－9給出的坐標(biāo)紙上作出x2-h關(guān)系圖。（3）對比實驗結(jié)果與理論計算得到的關(guān)系圖線（圖中已畫出），自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率_____________（填“小于”或“大于”）理論值。（4）從關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是_________________【強化練習(xí)5】(2022·南京模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖10－1—10(a)所示裝置驗證機械能守恒定律．讓一個擺球由靜止開始從A位置擺到B位置，若不考慮空氣阻力，小球的機械能應(yīng)該守恒，即。直接測量擺球到達B點的速度比較困難．現(xiàn)讓小球在B點處脫離懸線做平拋運動，利用平拋的特性來間接地測出。如圖(a)中，懸點正下方P點處放有水平放置熾熱的電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出作平拋運動．在地面上放上白紙，上面覆蓋著復(fù)寫紙，當(dāng)小球落在復(fù)寫紙上時，會在下面白紙上留下痕跡．用重錘線確定出A、B點的投影點N、M重復(fù)實驗10次(小球每一次都從同一點由靜止釋放)，球的落點痕跡如圖(b)所示，圖中米尺水平放置，零刻度線與M點對齊．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B兩點的豎直距離，再量出M、C之間的距離，即可驗證機械能守恒定律．已知重力加速度為，小球的質(zhì)量為m．(1)根據(jù)圖(b)可以確定小球平拋時的水平射程cm.(2)用題中所給字母表示出小球平拋時的初速度=_______________(3)用測出的物理量表示出小球從A到B過程中，重力勢能的減少量_______,動量的增加量，_________題型3探究性實驗【例6】(2022·廣東·16)某實驗小組采用圖10－1－11所示的裝置探究“動能定理”，圖中小車中可放置砝碼．實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點計時器工作頻率為50Hz．（1）實驗的部分步驟如下：①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼。②將小車停在打點計時器附近，_______，______，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，____________；③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作。（2）圖10－1－12是鉤碼質(zhì)量為0.03kg，砝碼質(zhì)量為0.02kg時得到一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D和E五個計數(shù)點，可獲得計數(shù)點到O的距離x及時應(yīng)時刻小車的瞬時速度v，請將C點的測量結(jié)果在表I中的相應(yīng)位置。（3）在小車的運動過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)，_______做正功，____________做負功。（4）實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖10－1－13中的圖線（其中），根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是__________。要驗證“動能定理”，還需測量的物理量是摩擦力和________________表1紙帶的測量結(jié)果測量點x/cmv/(m·s-1)OABCDE【強化練習(xí)6】(2022·連云港、徐州、淮安、宿遷四市聯(lián)考)科學(xué)探究活動通常包括以下幾個環(huán)節(jié)：①提出問題，②猜想與假設(shè)，③制定計劃與設(shè)計實驗．④進行實驗與收集證據(jù)，⑤分析與論證，⑥評估，⑦交流與合作等．一位同學(xué)在學(xué)習(xí)了滑動摩擦力之后，認(rèn)為滑動摩擦力的大小可能與兩物體接觸面積的大小有關(guān)，于是他通過實驗探究這個問題．(1)這位同學(xué)認(rèn)為，滑動摩擦力的大小與兩物體的接觸面積的大小成正比，這屬于上述科學(xué)探究的——環(huán)節(jié)(填序號)．(2)為完成本實驗，需要自己選用器材。其中他選用的木塊應(yīng)是下列選項中的A．各面粗糙程度相同的正方體B．各面粗糙程度不同的正方體C．各面粗糙程度相同，長、寬、高不同的長方體D．各面粗糙程度不同，長、寬、高不同的長方體(3)在本實驗中，該同學(xué)設(shè)計了兩種實驗方案：方案一：木板水平固定，通過彈簧秤水平拉動木塊，如圖10一1—14甲所示．方案二：木塊與彈簧秤相連，彈簧秤水平固定，通過細繩水平拉動木板,如圖乙所示．①上述兩種方案中，你認(rèn)為更合理、更易于操作的是__________(填“方案一”或“方案二”)②該實驗應(yīng)該記錄的數(shù)據(jù)有__________________________________③如何根據(jù)數(shù)據(jù)分析并判斷原來的猜想？____________________________________備考能力提升1．(2022．寧夏·22Ⅱ)物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．實驗裝置如圖10一1—15所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接．打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實驗時，在托盤中放人適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點．（1）圖10－1－16給出的實驗中獲取的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點間的距離如圖所示，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度＝__________（保留三位有效數(shù)字）（2）回答下列兩個問題：①為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的有___________（填入所選物理量前的字母）A．木板的長度B．木板的質(zhì)量C．滑板的質(zhì)量D．托盤和砝碼的總質(zhì)量E．滑塊運動和時間②測定①中所選定的物理量時需要的實驗器材是______________（3）滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)＝____________（用被測物理量的字母表示，重力加速度為）。與真實值相比，測量的動摩擦因數(shù)_________（填“增大”或“偏小”）。寫出支持你的看法的一個論據(jù)：_____________________________________2．(2022·南通、揚州、泰州模擬)(1)如圖10一1—17圖所示，甲圖中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm。乙圖中螺旋測微器的讀數(shù)為mm．(2)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，圖10—1—18甲為實驗裝置示意圖，小車放在光滑水平軌道上，一端掛有鉤碼的細線跨過定滑輪與小車相連(圖中未畫出)，打點計時器接頻率為50Hz的交流電，接通電源，讓小車由靜止開始運動．實驗中得到了一條紙帶，紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，經(jīng)測量第6個和第7個計數(shù)點間的距離為7.29cm，第7個和第8個計數(shù)點間的距離為8.31cm，則打第7個計數(shù)點時小車的瞬時速度=m／s．實驗中用同樣方法測出其它各點的瞬時速度，描點作出其v-t圖象(如圖乙所示)，根據(jù)圖象算得小車0～s時間內(nèi)加速度大小=m／s2；在圖線右部分發(fā)生明顯彎曲，你認(rèn)為產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是3．(2022·南京模擬)某同學(xué)在實驗室用如圖10一1—19所示的裝置來研究牛頓第二定律和有關(guān)做功的問題．(1)為了盡可能減少摩擦力的影響，計時器最好選用(填“電磁式打點計時器”或“電火花式計時器”)，同時需要將長木板的右端墊高，直到在沒有沙桶拖動下，小車拖動紙帶穿過計時器時能．(2)在條件下，可以認(rèn)為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，在控制不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系．(3)在此試驗中，此同學(xué)先接通計時器的電源,再放開紙帶,如圖10-1-20是在m=100g，M=1kg情況下打出的一條紙帶，0為起點，A、B、C為過程中的三個相鄰的計數(shù)點，相鄰的計數(shù)點之間有四個點沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖10--1--20所示，則小車的加速度為m／s2，打B點時小車的動能Ek=J，從開始運動到打出B點時，繩的拉力對小車做功W=J．(保留2位有效數(shù)字，g＝9.8m(4)在第(3)中繩的拉力對小車做功Ⅳ和小車獲得的動能Ek不相等，請你舉出導(dǎo)致不等的可能原因4．(2022·鹽城模擬)某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實驗前，提出了以下幾種猜想：①W∝，②W∝2，③W∝,他們的實驗裝置如圖10－1—21甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器(用來測量物體每次通過Q點的速度)．在剛開始實驗時，有位同學(xué)提出，不需要測出物體質(zhì)量，只要測出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了，大家經(jīng)過討論采納了該同學(xué)的建議．(1)請你簡要說明為什么不需要測出物體的質(zhì)量?(2)讓小球分別從不同高度無初速釋放，測出物體初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4……，讀出小球每次通過Q點的速度、、、……，并繪制了如圖乙所示的L-v圖象．若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)怎么做?（3）在此實驗中，木板與物體間摩擦力的大小會不會影響探究出的結(jié)果，為什么？5．某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲以圖10－1－22裝置中的滑塊為對象驗證“動能定理”，它們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細沙。當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放木桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：（1）你認(rèn)為還需要的實驗器材有___________________________________（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是，實驗時首先要做的步驟是（3）在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小（），則對滑塊，本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為_________________________________________________（用題中的字母表示）（4）如果實驗時所用滑塊質(zhì)量為M，沙及沙桶總質(zhì)量為m，讓沙桶帶動滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小()．要探究滑塊與沙及沙桶組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，則最終需驗證的數(shù)學(xué)表達式為(用題中的字母表示)．6．(2022·聊城模擬)在利用重錘下落驗證機械能守恒定律的實驗中（1）某同學(xué)在實驗中得到的紙帶如圖10一1—23所示，其中A、B、C、D是打下的相鄰的四個點，它們到運動起始點O的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm．已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m／s2，打點計時器所用電源頻率為50Hz，重錘質(zhì)量為1.00kg請根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算重物由O點運動到C點的過程中，重力勢能的減少量為J，動能的增加量為J．(取三位有效數(shù)字)（2）甲、乙、丙三位同學(xué)分別得到A、B、C三條紙帶，它們前兩個點間的距離分別是1.0mm、1.9mm、4.00mm．那么一定存在操作錯誤的同學(xué)是，錯誤原因是(3)某同學(xué)上交的實驗報告顯示重錘增加的動能略大于重錘減少的勢能，則出現(xiàn)這一問題的原因可能是(填字母代號)．A．重錘的質(zhì)量測量錯誤B．交流電源的頻率不等于50HzC．重錘下落時受到的阻力過大D．處理數(shù)據(jù)時，g取為10m／s2第2課時電學(xué)實驗題型1基本儀器的使用和讀數(shù)電學(xué)實驗中考查的基本儀器有：電火花計時器或電磁打點計時器、電流表、電壓表、多用電表、示波器、滑動變阻器、電阻箱、傳感器等．【例1】(2022·寧夏·22I)圖10―2―1為一正在測量中的多用電表表盤．（1）如果是用×10Ω擋測量電阻，則讀數(shù)為Ω．（2）如果是用直流10mA擋測量電流，則讀數(shù)為mA（3）如果是用直流5V擋測量電壓，則讀數(shù)為V．規(guī)律總結(jié)萬用表表盤由刻度線、指針和機械調(diào)零釘組成，在高中階段主要用來測量交、直流電壓；交直流電流和電阻，使用萬用表測電阻時，要注意以下幾個問題：（1）使用前首先要對電表進行機械調(diào)零，再對電表進行歐姆調(diào)零。（2）選擇合適的倍率，指指針指示在中間位置附近，最好不使用刻度左邊三分之一的部分，這部分刻度密集，讀數(shù)誤差較大。（3）不能帶電測量（4）被測電阻不能有并聯(lián)支路（5）由于多用電表的歐姆擋表盤刻度不均勻，難于估讀，測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字即可。在對電流表或電壓表進行讀數(shù)時，要注意選擇電流表、電壓表的不同量程時，其最小刻度不同，其讀數(shù)規(guī)則也相應(yīng)不同。①最小分度是“1”的儀器，測量誤差出現(xiàn)在下一位，下一拉按十分之一估讀。②最小分度是“2”或“5”的儀器，測量誤差出現(xiàn)在同一位上，估讀時同一位上估讀，同一位分別按二分之一或五分之一估讀，不是半小格的舍去，超過半小格的按一個格估讀?！緩娀毩?xí)1】（2022·南通模擬）圖10－2－2中電流表和電壓表的讀數(shù)是：________、___________。題型2測定性實驗【例2】（2022·山東調(diào)研）某同學(xué)在實驗室測汽車電熱器Rx的電功率，此電熱器額定電壓為12V(車用蓄電池輸出高直流電壓)，該同學(xué)用學(xué)生電源代替蓄電池，輸出電壓為16V，導(dǎo)線、開關(guān)等已經(jīng)備齊，供選擇的器材還有：A．電流表(0～3A，Ω)B．電流表(0～0.6A，10Ω)C．電壓表(0～3V，1kΩ)D．電壓表(0～15V，30kΩ)E．滑動變阻器(0~10Ω，0.5A)F．滑動變阻器(0~10Ω，2A)該同學(xué)測量的數(shù)據(jù)記錄如下U/V0I/A0（1）合理選擇使用的器材：電流表選，電壓表選，滑動變阻器選．(填序號)（2）畫出合理的測量電路圖．（3）在圖10－2－3中的坐標(biāo)紙上作出U－I圖象。（4）電熱器的額定功率為__________W規(guī)律總結(jié)電學(xué)實驗器材主要是電表、滑動變阻器、電源等器材，選擇實驗器材一般要考慮四個方面因素：1．安全因素：通過電源、電阻和電表的電流不能超過其允許的最大電流；2．誤差因素：選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時盡可有使指針接近滿量程，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/3以上；使用歐姆表時宜選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位。3．便于操作，選用滑動變阻器時應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍要既能滿足實驗要求，又便于調(diào)節(jié)，在實驗過程中，應(yīng)使其大部分電阻線都用到。4．實驗要求，除以上三個因素外，還應(yīng)注意實驗實際，如電壓是否能從零開始起調(diào)，所給電源與用電器是否匹配等?！緩娀毩?xí)2】（2022·西安模擬）一只小燈泡，標(biāo)有“3V，”字樣，現(xiàn)用圖10－2－4給出的器材測量該小燈泡正常發(fā)光時的電阻R1.（滑動變阻器最大阻值為10Ω，電源電動勢為12V，電阻為1Ω；電流表內(nèi)阻為1Ω，電壓表的內(nèi)阻為10kΩ）。（1）在設(shè)計電路的過程中，為了盡量減小實驗誤差，電流表應(yīng)采用__________（選填“內(nèi)接”或“外接”）法，滑動變阻器的連接方式應(yīng)采用_____________（選填“分壓式”或“限流式”）。（2）將你所設(shè)計的實驗電路圖（盡量減小實驗誤差）畫在下面的虛線框中。（3）用筆畫線當(dāng)導(dǎo)線，根據(jù)設(shè)計的電路圖將實物圖連成完整的電路（圖中有三根導(dǎo)線已經(jīng)接好）。開始時，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)該移到最___________端）（選填“

左”或“右”）（4）若小燈泡發(fā)光暗時的電阻為R2，你根據(jù)所學(xué)的知識可判斷出R1與R2的大小關(guān)系為：R1_______R2（選填“大于”、“等于”或“小于”）【例3】在一次研究性學(xué)習(xí)活動比賽中，李明同學(xué)利用如圖10－2－5所示的電路，精確測出電池的電動勢E和內(nèi)阻。圖中A是電流表，其內(nèi)阻很小，V為電壓表，其內(nèi)阻很大，R是一個限流電阻，阻值未知，3個開關(guān)S1、S2、S3都處于斷開狀態(tài)。（1）寫出測量電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗步驟，用適當(dāng)?shù)姆媳硎驹摬襟E中應(yīng)測的物理量。（2）用所測得的物理量表示電池電動勢的表達式為E＝_____________；電阻的表達式為＝_________________規(guī)律總結(jié)仔細審題研究電路的連接情況，看一下各個開關(guān)的作用，接通一個是什么樣的電路，接通另外幾個是什么樣的電路，弄清這些之后，對各種情況下電路測量的量根據(jù)歐姆定律列出算式計算，求解時注意銷掉非直接測量量?！緩娀毩?xí)3】甲同學(xué)設(shè)計了如圖10－2－6所示的電路測電源電動勢E及電阻R1和R2的阻值，實驗器材有：待測電源E（不計內(nèi)阻），待測電阻R1，待測電阻R2，電壓表eq\o\ac(○,V)（量程為，內(nèi)阻很大），電阻箱R（0~Ω），單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干。（1）先測電阻R1的阻值，請將甲同學(xué)的操作補充完整：閉合S1，將S2切換到，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U1，保持電阻箱示數(shù)不變，_______________________________，讀出電壓表的示數(shù)U2，則電阻R1的表達式為R1＝________________（2）甲同學(xué)已經(jīng)測得電阻R1=Ω，繼續(xù)測電源電動勢E和電阻R2的阻值，該同學(xué)的做法是：閉合S1，將S2切換到，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖10－2－7所示的圖線，則電源電動勢E＝____________V，電阻R2＝___________Ω。（3）利用甲同學(xué)設(shè)計的電路和測得的電阻R1，乙同學(xué)測電源電動勢E和電阻R2的阻值的做法是：閉合S1，將S2切換到b，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了相應(yīng)的圖線，根據(jù)圖線得到電源電動勢E和電阻R2，這種做法與甲同學(xué)的做法比較，由于電壓表測得的數(shù)據(jù)范圍____________（選填“較大”、“較小”或“相同”），所以_________同學(xué)的做法更恰當(dāng)些。題型3應(yīng)用型實驗【例4】（2022·山東·23）2022年諾貝爾物理學(xué)獎授予了兩位發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻”效應(yīng)的物理學(xué)家，材料的電阻隨磁場的增加而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，利用這種效應(yīng)可以測量磁感應(yīng)強度，若圖10－2－8為某種磁敏電阻在室溫下的電阻－磁感應(yīng)強度特性曲線，其中RB、R0分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值，為了測量磁感應(yīng)強度B，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB，請按要求完成下列實驗。（1）設(shè)計一個可以測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路，在圖10－2－9的虛線框內(nèi)畫出實驗電路原理圖（磁敏電阻及所處磁場已給出，待測磁場磁感應(yīng)強度大小約為~，不考慮磁場對電路其它部分的影響），要求誤差較小，提供的器材如下：A．磁敏電阻，無磁場時阻值R0=150ΩB．滑動變阻器R，全電阻約20ΩC．電流表eq\o\ac(○,A)，量程，內(nèi)阻約30ΩD．電壓表eq\o\ac(○,V)，量程3V，內(nèi)阻約3kΩE．直流電源E，電動勢3V，內(nèi)阻不計F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干（2）正確接線后，將磁敏電阻置入待測磁場中，測量數(shù)據(jù)如下表：123456U（V）I（mA）根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測量值RB=________Ω，結(jié)合圖10－2－8可知待測磁場的磁感應(yīng)強度B＝______T。（3）試結(jié)合圖10－2－8簡要回答，磁感應(yīng)強度在0~和~范圍內(nèi)磁敏電阻在一定溫度下的電阻－磁感應(yīng)強度特性曲線（關(guān)于縱軸對稱），由圖線可以得到什么結(jié)論？命題特點本題以當(dāng)前科技前沿問題為設(shè)題背景，新穎獨特，重點考查了伏安法測電阻的知識，在能力上重點突出了分析綜合能力和實驗與探究能力?！緩娀毩?xí)4】要測定一個自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻，實驗室提供下列器材：待測線圈L，阻值約為3Ω滑動變阻器R1：阻值約為0～10Ω滑動變阻器R2：阻值約為1～1kΩ電池E：電動勢6V，內(nèi)阻很小開關(guān)S兩個，導(dǎo)線若干（1）在如圖10—2—11所示的設(shè)計電路圖中，由題意知，電流應(yīng)選，電壓表應(yīng)選。滑動變阻器應(yīng)選（填代號）（2）根據(jù)本實驗電路測出L的阻值____________真實值。（填“大于”、“等于”或“小于”）（3）某學(xué)生進行的實驗步驟如下：A．按電路圖連接好實驗電路B．合上開關(guān)S2、S1，移動滑動變阻器的滑動觸頭到適當(dāng)位置，讀出電流表和電壓表的讀數(shù)I1、U1C．移動滑動變阻器的滑動觸頭到適應(yīng)位置，讀出電流表和電壓表的讀數(shù)I2、U2，重復(fù)三次D．先斷開開關(guān)S1，再斷開開關(guān)S2，拆除實驗裝置，整理好器材上述實驗步驟中有錯誤的一項為___________，應(yīng)改變_____________________________。備考能力提升1．(2022·威海模擬)某同學(xué)用一多用電表測量電阻時，他感覺測得的結(jié)果不夠準(zhǔn)確，經(jīng)過反復(fù)檢查、測量，認(rèn)為自己的測雖沒有任何問題，是多用電表的歐姆擋不準(zhǔn)，且表頭沒有問題，而是歐姆擋的中值電阻(即內(nèi)阻)不準(zhǔn)，他準(zhǔn)備用實驗測量一下它的中值電阻．該多用電表的歐姆擋的中間刻度為“30”A．電流表：有0.6A、B．電壓表：有3V、15V兩個量程C．滑動變阻器：最大阻值100ΩD．電源：電動勢VE．電阻箱：0～9ΩF．開關(guān)、導(dǎo)線(1)請你用最簡單的方法測量該多用電表×10擋的中值電阻，簡述測量方法．(2)若實驗測得的值為350n，則用該擋測量電阻時測得的值總是偏．2．(2022·汕頭模擬)（1）圖10—2—12中螺旋測微器的讀數(shù)是mm．（1）某研究性學(xué)習(xí)小組利用圖10—2—13甲所示電路測量某電池的電動勢E和內(nèi)阻r．由于該電池的內(nèi)阻r較小，因此在電路中接人了一阻值為Ω的定值電阻R0．閉合開關(guān)K，調(diào)整電阻箱的阻值，讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)，得到如下數(shù)據(jù)（R和U分別表示電阻箱讀數(shù)和電壓表讀數(shù))：為了比較準(zhǔn)確地得出實驗結(jié)論，該小組的同學(xué)準(zhǔn)備用圖象來處理實驗數(shù)據(jù)，圖象的縱坐標(biāo)表示電壓表讀數(shù)U，則圖象的橫坐標(biāo)表示的物理量應(yīng)該是計算出與各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的該物理量并填在表格中，在圖乙所示的圖象中作圖，利用圖象得到E=V，r=Ω．3．(2022·煙臺模擬)從下列器材中選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑模O(shè)計一電路來測量“金屬絲的電阻率”．要求方法簡捷，有盡可能的測量精度，并能得到多組數(shù)據(jù)．金屬絲(L)長度為L0的直徑為D電阻10Ω左右電流表(A1)量程30mA內(nèi)阻r1=40Ω電流表(A2)量程2mA內(nèi)阻r2=100Ω電阻(R1)阻值為lkΩ滑動變阻器(R2)總阻值約20Ω電池(E)電動勢V內(nèi)阻很小開關(guān)(S)導(dǎo)線若干(1)在下列方框中畫出電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號．(2)若選測量數(shù)據(jù)中的一組數(shù)據(jù)計算電阻率，則=___________________，式中各未知符號的物理意義是4．(2022·南通、揚州、泰州聯(lián)考)一興趣小組通過實驗探究某金屬絲的電阻與溫度的關(guān)系．實驗中有如下器材：金屬絲R(常溫下，電阻約9Ω)，電壓表V(O～3V，內(nèi)阻約3kΩ)、電流表A(0～300mA，內(nèi)阻約1Ω)，溫控箱(能顯示溫度并可調(diào)節(jié)溫度)、直流電源(3V，內(nèi)阻可不計)、開關(guān)、導(dǎo)線若干．另有滑動變阻器Rl(10Ω，2A)和R2(200Ω，1A)供選用．（1）實驗中用伏安法測量金屬絲的電阻，要求電壓變化從零開始，多取幾組數(shù)據(jù)，通過圖象求出電阻的平均值．請在圖10一2—14中畫出實驗電路圖．上述器材中滑動變阻器應(yīng)選用(選填“R1”或“R2”)．(2)實驗中改變溫控箱的溫度，分別測出了金屬絲在不同溫度下的電阻值(如下表所示)．請在圖10—2—15坐標(biāo)圖中描點作出該金屬絲的R一t圖象．從圖象中可以發(fā)現(xiàn)金屬絲的電阻和溫度t的關(guān)系為R=5．(2022·連云港、徐州、淮安、宿遷四市聯(lián)考)現(xiàn)提供以下器材：①電壓表v1(量程6V，內(nèi)阻約為30kΩ)②電壓表V2(量程3V，內(nèi)阻約為3kΩ)③電池E(電動勢6V，內(nèi)阻不計)④定值電阻R1—3kΩ⑤滑動變阻器R2(最大阻值為20Ω)⑥電鍵S一個，導(dǎo)線若干（1）在所給的兩只電壓表中，能較準(zhǔn)確地測出電壓表的內(nèi)阻(選填“V1”或“V2（2）根據(jù)你的選擇，請在方框中畫出實驗電路原理圖(標(biāo)注所用器材符號)．（3）實驗中，要讀出的物理量有(寫出物理量名稱并用相應(yīng)字母表示)．（4）請用已知量和測量量對應(yīng)字母表示被測電壓表內(nèi)阻的表達式Rv＝．6．(2022·鹽城模擬)（1）一只標(biāo)有“18V，lOW”的燈泡，正常工作時的電阻為Ω；若用多用電表的歐姆擋來測量這只燈泡的電阻，則測出的阻值應(yīng)(填“大于”、“等于”或“小于”)正常工作時的電阻．（2）在測定小燈泡電阻的實驗中，得出小燈泡的伏安特性圖線如圖10一2—16所示，圖線上P點的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別為U1和I1．PN為圖線中P點的切線，P、N兩點橫坐標(biāo)之差和縱坐標(biāo)之差分別為△U和△I．則下列說法中正確的是()A．小燈泡的電阻隨著所加電壓的增大而增大B．小燈泡的電阻是定值，不隨所加電壓的增大而變化C．電流為I1時，小燈泡的電阻R=U1／I1D．電流為I1時，小燈泡的電阻R=△U／△I（3）請你用下列器材設(shè)計一個實驗，測定一只標(biāo)有“18V，8W”的燈泡L工作時的實際電阻值．A．輸出電壓為12V的交流電源B．單刀雙擲開關(guān)一只C．電阻箱一只(0～999Ω，額定電流1A)D．交流電流表一只(0～0.6AE．導(dǎo)線若干①請在圖10一2—17中畫出實驗電路圖．②簡要寫出實驗步驟．7．(2022·石景山模擬)如圖10一2—18甲所示為測量電阻Rx的電路，R為電阻可讀可調(diào)的電阻箱，為阻值適當(dāng)?shù)谋Ｗo電阻，電源E的電動勢未知，S為單刀雙擲開關(guān)，電流表為毫安表，請完成以下填空．(1)測量Rx的步驟為①將圖甲中S向端閉合，毫安表(接0～mA擋)的讀數(shù)圖乙ImA．②將圖甲中S向端閉合，適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱R使得毫安表的讀數(shù)mA，記下此時電阻箱圖丙的讀數(shù)Rx=Ω，那么，在本實驗中所測電阻Rx=Ω．(2)按圖甲所示的電路，在實物圖丁上用實線連好電路.8.(2022·山東調(diào)研)現(xiàn)測一個阻值約為25kΩ的電阻。備有下列器材jA．電流表(量程100A，內(nèi)阻2kΩ)B．電流表(量程500A，內(nèi)阻300Ω)C．電壓表(量程10V，內(nèi)阻100kΩ)D．電壓表(量程50V，內(nèi)阻500kΩ)E．直流穩(wěn)壓電源(電動勢15V，允許最大電流1A)F．滑動變阻器(最大電阻1kΩ，額定功率1w)G．導(dǎo)線若干(1)電流表應(yīng)選，電壓表應(yīng)選．(2)畫出測量電阻Rx的實驗原理圖．9·(2022。福州模擬)發(fā)光二極管是目前很多用電器的指示燈的電子元件，在電路中的符號是“”，只有電流從標(biāo)有“+”號的端流人，從標(biāo)有“一”號的一端流出時，它才能發(fā)光，這時可將它視為一個純電阻．現(xiàn)有某廠家提供的某種型號的發(fā)光二極管的伏安特性曲線如圖10一2—19所示．(1)已知該型號的發(fā)光二極管的正常工作電壓為．若用電動勢為9V，內(nèi)阻可以忽略不計的直流電源供電，為使該二極管正常工作，需要在電源和二極管之間串聯(lián)一只阻值為Ω的定值電阻．(2)已知該型號的發(fā)光二極管允許通過的最大電流為56mA，請用實驗證明這種元件的伏安特性曲線與廠家提供的數(shù)據(jù)是否一致．可選用的器材有：待測發(fā)光二極管直流電源E(電動勢4．5V，內(nèi)阻可以忽略不計)滑動變阻器R(最大阻值為20Ω)電壓表V1(量程10V，內(nèi)阻約50kΩ)電壓表V2(量程5V，內(nèi)阻約20kΩ)電流表A1(量程100mA，內(nèi)阻約50Ω)電流表A2(量程60mA，內(nèi)阻約100Ω)電鍵S、導(dǎo)線若干為準(zhǔn)確、方便地進行檢測，電壓表應(yīng)選用，電流表應(yīng)選用．(填字母符號)（3）畫出利用圖（2）中器材設(shè)計的實驗電路圖。專題過關(guān)測評1．在用圖10－1所示裝置做“探究動能定理”的實驗時，下列說法正確的是A．通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力的數(shù)值B．通過改變像皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值C．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度D．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度2．（2022·煙臺）在驗證牛頓第二定律的實驗中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出三條a－F圖線如圖10－2所示，下列說法正確的是A．三條傾斜直線所對應(yīng)的小車和砝碼的總質(zhì)量相同B．三條傾斜直線所對應(yīng)的小車和砝碼的總質(zhì)量不同C．直線1對應(yīng)的小車和砝碼的總質(zhì)量最大D．直線3對應(yīng)的小車和砝碼的總質(zhì)量最大3．（2022·江蘇·10）某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時，電阻與截面積的關(guān)系，選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線，進行了如下實驗：（1）用螺旋測微器測量某一導(dǎo)線的直徑如圖10－3所示，讀得直徑d＝_______mm。（2）該同學(xué)經(jīng)實驗測量及相關(guān)計算得到如下數(shù)據(jù)：請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，該種導(dǎo)線的電阻R與截面積S是否滿足反比關(guān)系？若滿足反比關(guān)系，請說明理由；若不滿足，請寫出R與S應(yīng)滿足的關(guān)系。（3）若導(dǎo)線的電阻率Ω·m，則表中阻值為Ω的導(dǎo)線長度＝_____m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）4．（2022·大連模擬）如圖10－4所示，某同學(xué)在做“研究勻變速直線運動”實驗中，由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上相鄰計數(shù)點的時間間隔為T＝，其中＝7.05cm、、、、、，則A點處瞬時速度的大小是________m/s，小車運動的加速度計算表達式為_______________________，加速度的大小是________m/s2(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)5．（2022·濰坊模擬）現(xiàn)有一特殊電池，它的電動勢E約為9V，內(nèi)阻r約為40Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50mA。為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖10－5甲所示的電路進行實驗，圖中電流表的內(nèi)阻RA已經(jīng)測出，阻值為5Ω，R為電阻箱，阻值范圍0－Ω，R0為定值電阻，對電路起保護作用。（1）實驗室備有的定值電阻共有以下幾種規(guī)格：A．10ΩB．50ΩC．150ΩD．500Ω本實驗應(yīng)選用規(guī)格為___________的定值電阻。（2）該同學(xué)接入符號要求的R0后，閉合開關(guān)K，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電流表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖線，則根據(jù)該同學(xué)作出的圖線可求得該電池的電動勢E＝_______________V，內(nèi)阻r＝_________Ω6．17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)：在彈性限度內(nèi)，彈簧的形變量與彈力成正比，這就是著名的胡克定律．受此啟發(fā)，一組同學(xué)研究“金屬線材料伸長量與拉力的關(guān)系”的探究過程如下：A．有同學(xué)認(rèn)為：橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)，其伸長量與拉力成正比，與截面半徑成反比．B．他們準(zhǔn)備選用一些“由同種材料制成的不同長度、不同半徑的線材”作為研究對象，用螺旋測微器、激光測距儀、傳感器等儀器測量線材的伸長量隨拉力變化的規(guī)律，以驗證假設(shè)．C．通過實驗取得如下數(shù)據(jù)：D．同學(xué)們對實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納后，對他們的假設(shè)進行了補充完善．(1)上述科學(xué)探究活動的環(huán)節(jié)中，屬于“制定計劃”和“收集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是(填字母代號)、(2)請根據(jù)上述過程分析他們的假設(shè)是否全部正確．若有錯誤或不足，請給予修正．(3)求出這種線材的伸長量