高考物理实验 31页

物理实验n高考要求：1、长度的测量1、要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，等等。2、要求知道肯效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果2、互成角度的两个力的合成3、练习使用打点记时器4、测定匀变速直线运动的加速度5、验证牛顿第二定律·6、碰撞中的动量守恒7、研究平抛物体的运动8、验证机械能守恒定律9、用单摆测重力加速度10、用描迹法画出电场中平面上的等势线11、测量金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）12、用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻13、练习使用多用电表测电阻14、传感器的简单应用15、测定玻璃的折射率16、探索弹力和弹簧伸长的关系17、用油膜法估测分子的大小18、描绘小电珠的伏安特性曲线19、把电流表改装为电压表20、练习使用示波器21、用多用电表探索黑箱内的电学元件22、用双缝干涉测光的波长第一节：仪器的使用n误差与有效数字1、误差：测量的数值与真实值的差异称为误差。误差分系统误差和偶然误差两种。系统误差是指仪器本身不精确或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的。它使测量值要么都偏大要么都偏小。比如在安培表内接法测电阻时，测量值总是比真实值大，这就是实验原理不完善而产生的。而偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被侧量物的影响而产生的，它有时偏大有时偏小，而且偏大和偏小的概率是相同的，我们可以多进行测量几次取平均值来解决这类问题。2、有效数字：　用毫米刻度尺量书本时，量得长度为184.2mm，最末一位字2是估计出来的，是不可靠数字，但仍然有意义，仍要写出来。这种带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。有效数字中，数2.7、2.70、2.700的含义是不同的，它们分别代表二位、三位、四位有效数字，数2.7表示最末一位数这7是不可靠的，而数2.70和2.700则表示最末一位数字0是不可靠的，因此，小数最后的0是有意义的，不能随便舍去或添加。但是，小数的第一个非零数字前面的零是用来表示小数点位置的，不是有效数字，例如，0.92、0.085、0.0063都是两位有效数字，大的数目，如36500Kｍ，如果是三位有效数字，就写成3.65×104Kｍ。在物理实验中有估读要求的仪器（如螺旋测微器）一定要有估读。实际计算时取二到三位有效数字即可。注意在平时的估算题中，了解有效数字的计算规则是有好处的：它们是（1\n）有效数字与别的数相加减、相乘除，所得的结果是不可靠的（2）计算结果只能保留一位不可靠数字，n常用仪器的使用1、要估读的仪器中学阶段对仪器的估读，一般来讲，就是把最小刻度十等分，对于最小刻度是以1结尾的，应估读到最小刻度的1／10位，比如米尺的最小刻度是1mm，就要估读到0.1mm。对于最小刻度是以2、5等数字结尾的，方法较杂，可以把最小刻度十等分，观察指针指在第几等分，就是第几等分乘上最小刻度的1／10，不过最后数字肯定是2或5的倍数；不过也有就估读到最小刻度这一位上的。我认为为防止出错，同学们可以统一使用把最小刻度十等分这种方法。常用仪器中要估读的仪器有刻度尺、螺旋测微器、天平、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表。（1）螺旋测微器：螺旋测微器(又叫千分尺)是比游标卡尺更精密的测长度的工具．用它测长度可以准确到0.01毫米．这是因为测微螺杆前进或后退0.5毫米．可动刻度正好转一周，而一周分成50等分，每一等分表示0.01毫米，所以能精确到0.01毫米，但要估计到毫米的千分位。在使用时，在测微螺杆快靠近被测物体时，应停止使用旋钮，改用微调旋钮．这样就不致在测微螺杆和被测物体间产生过大的压力，既可以使测量结果精确，又可以保护螺旋测微器．螺旋测微器读数时先读固定部分露出的部分，这部分与一般刻度尺差不多，但多了个半毫米的刻度，再读可动的螺旋部分的刻度，要估计一位，并乘上0.01ｍｍ，二者相加就行。左图螺旋测微器的读数为0.5ｍｍ＋40.0×0.01ｍｍ＝0.900ｍｍ（2）电压表与电流表：这是分别用来测电压和电流的仪器，电流表常用的量程有0.6A和3A两个量程，而电压表常用的量程有3V和15V两种量程。当然选择量程要考虑安全性与准确性相结合的原则，不是量程越大越好。如果实验过程中指针所指的最大位置不到三分之一，说明量程选的太大了。比如一个用电器得到的最大电压是4V，那么我们应选用3V量程的档位，也许有同学认为不安全了，其实电路中有滑动变阻器的保护不会损坏电表的，这样的话测量电压就准确多了。另处电压表和电流表都有电阻的，必要时我们可以把它们看成是一个能知道自己电压或电流的的电阻而已。若电表的内阻知道了，电表还可以反串使用，即电压表可以知道流过自已的电流，而电流表可以知加在自已上面的电压。使用时外部的电源正极要接电表的“＋”极，外部电源的负极要接电表的“－”极。读数要参考有效数字的要求，如上图电压表（3V档）读数为2.50V或2.51V，而电流表（0.6A档）的读数为0.320A（如果向右再偏一点可读0.322不可读作0.321）或0.32A。（3）多用电表：它一般可测交流电压（用符号“～”\n表示），、直流电压、直流电流（用符号“—”表示）和电阻四样，它的电阻刻度是不均匀的，而且左边是最大的，右边是0，这与电流和电压表的标法相反。测量前，应先检查表针是否停在左端的“0”位置，否则，要用小螺丝刀轻轻地转动表盘下边中间的调整定位螺丝，使指针指零。万用表有两根测试笔，将红表笔和黑表笔分别插入正（＋）、负（－）测试笔插孔测量时，应把选择开关旋到相应的项目和量程上。读数时，要看跟选择开关的挡位相应的刻度。A)测量电流时，跟电流表一样，应把万用表串联在被测电路里；对于直流电，还必须使电流从红表笔流进万用表，从黑表笔流出来。+B)测量电压时，跟电压表一样，应把万用表和被测部分并联；对于直流电，必须用红表笔接电势较高的点，用黑表笔接电势较低的点。C)测量电阻时，在选择好选择开关的挡位后（它常见有×1、×10、×100、×1K四档，以指针指在当中为最佳），要先把两根表笔相接触，调整欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上（注意，电阻刻度的零位在表盘的右端）。然后再把两表笔分别与待测电阻的两端相接，进行测量（别忘了读数要乘上档位）。换用欧姆挡的另一量程时，需要重新调整欧姆挡的调零旋钮，才能进行测量。应当注意，测量电阻时待测电阻要跟别的元件和电源断开。测量时，注意手不要碰到表笔的金属触针，以保证安全和测量的准确；使用后，要把表笔从测试笔插孔拔出，并且不要把选择开关置于欧姆挡，以防电池漏电；长期不使用时，应把电池取出。一这要特别注意的是红表笔内接电源的负极，而黑表笔内接电源的正极，即测电阻时电流是从黑表笔流出的，这对判定未知元件是二极管还是电阻有重要作用。2、不要估读的仪器：不用估读的仪器有游标卡尺（其实也要估读，只是高中段不要求）、秒表、电阻箱。（1）游标卡尺：游标卡尺是比较精密的测量长度的仪器，它可测外径（下测脚）、内径（上测脚）与深度（窄片）。用它来测量长度可以准确到0.1mm（游标10等分）、0.05mm（游标20等分，总长19mm）和0.02mm（游标50等分，总长49mm）。对精度为0.1mm的游标尺而言，游标尺上有10个小的等分刻度，它们的总长等于9毫米．因此游标尺的每一分度比主尺的最小分度相差0.1毫米．精度就是0.1mm。在测量大于1\n毫米的长度时，整的毫米数由主尺上读出，十分之几毫米从游标上读出．例如，如第一幅图所示的被测的长度就.2.9厘米＋8×0.1毫米＝2.98厘米(8是精确的)。第二幅图这个游标尺是50个刻度的，精度是0.01mm的，仔细观察可知，目前的读数是52mm＋6×0.02mm=52.12mm（1）秒表：机械秒表使用前要上发条，不同秒表使用方法不同。老式秒表第一次按压，秒表开始记时；第二次按压，指针停止走动，秒表此时显出两次按表之间的时间；第三次按压，指针均回零刻度处。秒表外面大刻度显示的是秒针的刻度，每圈是30秒，内部小圆是分针的刻度，每格是1分种，中间有一小格显示半分种的位置。在所测时间超过0.5分时，0.5分的整数部分由分针读出，不足0.5分的部分由秒针读出，总时间为两针读数之和，右图中分针的读数1.5分，就是90秒，秒针的读数为11.2秒，不需要估读，共是101.2秒。（2）电阻箱：电阻箱有插入式和开关式(又叫筒式)两种，下面左图中的是插入式电阻箱，这里的铜塞起短路作用，如果把3、5两个铜塞拔起，电流就必须通过4欧姆与6欧姆两个电阻，则该电阻箱的电阻值是10欧姆。右图中就是开关式电阻箱，它的读数应该是各开关上旋转后与指针对应的数字乘上相应的量程再相加就成。比如此图中的电阻大小就是1×1000＋4×100＋0×10＋3×1＝1403（Ω）。另外电阻箱的调节很有讲究，无论从小阻值调到大阻值还是从大阻值调到小阻值都要先让电阻变大再变小，这样可以有效防止短路。比如要从目前的阻值变为900欧姆，先不要急着把1000档的旋扭转到0位，因为这样电阻一下子从1403欧变为403欧，电流突然增加也许会超过限度，所以应先把100档的旋扭调至9，使电阻先变为1903欧，再变为900欧，这样会安全多了。1、打点计时器的使用：打点计时器分电磁打点计时和电火花打点计时器，在接50Hz交流电时，它们都是每0.02秒打一点的，不过电火花打点计时器使用的是220V交流电源，用二条纸带拉（一条上有点），而电磁打点计时器使用低压（4～6V）交流电源，用一条纸带拉。这是用来配合运动学公式间接测速度与加速度的这是一种计时仪器。下面是使用时要注意的方面：A)要先打点后拉动纸条\nA)不能用直流电源B)振针过长会使点迹出现拖痕，过短会使点迹不清C)纸带上出现的是计时点，若每5个计时点取1点，取来的这些点叫计数点。此时计数点的时间间隔为0.1秒。接下来看看打点计时器是怎样求匀变速直线运动的速度与加速度的，我们在完成了匀变速直线运动的纸带上任意选取几个连续计数点0、1、2、3、4、5……．用尺量出相邻计数点间的距离S1，S2，S3，S4……，再算出相邻的距离之差△S1=S2-S1，△S2=S3-S2，△S3=S4-S3……，由于在匀变速直线运中某段时间内的平均速度就等于中间时刻的瞬时速度，所以有相应1号点的速度，2号点的速度为，这里的T是指两计数点间的时间间隔。其它点的速度依次类推……至于加速度用公式，这里的△S就是上面的△S1、△S2……，再取平均值。当然为了精确起见，我们主要采用、……等遂差法手段求加速度再取平均值，比如我们假设上面这图中的计数点是每5个计时点取一个记数点的，同量测得s１＝5.18cm，ｓ２＝4.40cm，ｓ３＝3.62cm，ｓ４＝2.78cm，ｓ５＝2.00cm，ｓ６＝1.22cm.则相邻两记数点间的时间间隔为0.1ｓ.物体的加速度大小为0.80m/s２，当然正在做减速运动，打点计时器打记数点3时，物体的速度大小0.32m/S。注意一定要防止用计算速度，因为一般而言，第一个计数点并不是速度为0的点。1、滑动变阻器的使用：它有四个接头，实际上只有三个有用，如图C、D是同一点，它是靠改变电阻丝的长度来达到改变电阻大小的，在电路中起限制电流安全保护和调节电压与电流的作用，它常用有两种接法，分别叫分压法和限流法（下面有详细介绍）。所谓限流法是指上接一个（C、D当中接一个），下接一个（A、B当中接一个）。而分压法是三个接头都要用的，下面两个接头连电源，上面取一个接头和用电器相连再与下面一个接头相连。使用滑动变阻器之前，要弄清楚它的最大电阻值和允许通过的最大电流值．使用时任何一部位都不得超过允许通过的最大电流值另外还要正确连入电路．滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。注意不要接成固定电阻（把电路两端分别接到A、B）或接成短路（把电路两端分别接到C、D），也要防止损伤电阻丝表面的绝缘层，以免造成匝间短路n配套练习1.图中，游标卡尺甲的读数是________，乙的读是________。\n2.读出螺旋测微器的读数：⑴读数为________mm。⑵读数为__________m。3.下图为电压表和电流表示意图，指针位置如图所示。⑴若使用的是0-3V量程，读数为________V。若使用的是0-15V量程，读数为________V。⑵若使用的是0-0.6A量程，读数为________V。若使用的是0-3A量程，读数为________V。0123051015V00.20.40.6012301002003004005006007008009001000mg4.天平在使用前必须进行调节，包括调节底座水平和调节横梁水平。在调节______水平前，必须把游码移到左端零刻线处。在某次测量中，达到平衡时，右盘中砝码总质量为28g，游码位置如上图，则被测物体质量为_________g。ABCDE5.在研究匀变速直线运动实验中，在打点计时器打下的纸带上，每5个点取一个计数点，如图ABCDE所示。所用交流电的频率为50HZ。用刻度尺量得A到B、C、D、E各点的距离依次为：1.23cm、3.71cm、7.44cm和12.42cm，那么该匀变速直线运动的加速度的大小为_______m/s2，图中D点对应的速度大小为________m/s（答案都保留3位有效数字）。6、用多用电表的欧姆挡测电阻和电压时，下列操作正确的是：[]A.测阻值约为150Ω的电阻，应选用R×100Ω挡B.用R×10Ω档测电阻时如果指针偏转太小，应改用R×100Ω档，调零后再测010200123外测量爪内测量爪深度尺C.用直流电压表测电池电压时，应将黑表笔接电池正极，红表笔接电池负极D.多用电表用完后，应将选择开关拨到OFF或直流电压最高挡7、右图是一个瓶盖形的有底的中空圆柱形工件，要求用游标卡尺测量其体积。工件的内径、外径、高和孔深分别用d、D、H、h表示，它们应依次用游标卡尺的_______、_______、_______、_______部分来测量。体积的表达式为V=__________\n8、右图是示波器面板，左上图是一个信号源。⑴若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形的应将信号源的a端与示波器面板上的______接线柱相连，b端_____接线柱相连。⑵若示波器显示的输入波形如左下图所示，要将波形上移，应调节面板上的__________旋钮；ab要使此波形横向展宽，应调节__________旋钮；要使屏上能够显示3个完整的波形，应调节_________旋钮。9、某人用万表按正确步骤测量一电阻阻值，指针指示位置如右图，则这电阻阻值是________。如果要用这万用表测量一个约200Ω的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆档是________。10、用电阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，在上图的甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为____Ω，真实值是____Ω，R2的测量值为____Ω，真实值是____Ω。11、有“用单摆测定重力加速度”的实验中：如果某同学用秒表记录下单摆做40次全振动所用时间，秒表示数如图所示，则这单摆的振动周期是________s。12、练习使用打点计时器实验中，关于计数点间时间间隔，下列说法中正确的是(A)每隔4个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s(B)每隔4个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s(C)每隔5个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s(D)每隔5个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为1.00s\n答案：1、　51．62mm109．3mm　2、⑴2.17，10.8；⑵0.16、0.813、1.25、6.2　4、横梁、28.47　5、1.25、0.436　6、B　7、内测量爪，外测量爪，外测量爪，深度尺　8、.⑴Y输入，地⑵6，X增益，扫描范围和扫描微调。9、1200Ω；×10Ω　10、00290300333　　11、2.57　12、BC第二节：分组实验n分组实验原理与仪器每个学生分组实验都有自己的实验原理，理解并掌握好这些实验原理，可以触类旁通，用于今后设计其它的没做过的实验。至于实验仪器，也不必去死记，一来记不住，二来实在没必要。其实实验仪器很好处理的，同学们先回顾一下实验的装置，画个草图，把草图上的仪器写出来，草图上没有的仪器都是些测量仪器，看看本实验要哪些数据要测量，而这些数据各要什么测量工具，这样就行了。下面我们介绍部分实验的原理与仪器。其它类推。1、验证牛顿第二定律＊：原理：验证ａ与F成正比，ａ与ｍ成反比（1）用控制变量法处理ａ、F、ｍ三者关系，先让ｍ不变，改变F测ａ如何变；然后让F不变，改变ｍ看ａ如何变。（2）用遂差法处理纸带的点，求出ａ（3）用图像法处理数据，针对ａ与ｍ成反比，在设计坐标轴时，建立ａ－1／ｍ的坐标轴，若描出的点的连线是直线证明ａ与ｍ成反比。（4）实验时为减少误差，用抬高木板一端方式以重力下滑分力抵消摩擦力，以砂与砂桶的质量远小于小车的质量使砂与砂桶的重力约等于绳子的拉力。仪器：（1）回忆实验时情景，画个草图，上有打点计时器、低压交流电源、纸带、复写纸、导线、附有滑轮的长木板、小车、砂和砂桶；（2）而在数据测量时要用到天平、若干砝码、刻度尺。2、动量守恒的验证:原理：验证碰撞时的动量守恒，碰前一球先静止则有m1v1=m1v1/+m2v2/（1）用平抛方法测水平速度，借等效替代法用水平射程代替速度（因为空中飞行的时间一样）OP-----m1以v1平抛时的水平射程OM----m1以v1’平抛时的水平射程O‘N-----m2以V2’平抛时的水平射程验证的表达式：m1OP=m1OM+m2O/N（2）用描迹法得到落点，同样情况做10次，用最小的圆把它们圈起来，取圆心为平均落点。仪器：（1）回忆实验时情景，画个草图，上有斜槽、重锤、白纸、复写纸、入射小球、被碰小球、（2）而在数据测量时要用到米尺、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。3、用单摆测定重力加速度：\n原理：用公式g=测当地的重力加速度（1）用米尺测线长，用游标尺测小球直径，摆长是线长加直径的一半（2）用累积法多测几次全振动的时间（比如30次或50次），然后用测得的时间除上振动的次数就是振动一次的时间。可减少误差。（3）改变线长，再重复几次测ｇ，最后用平均值法测ｇ仪器：（1）回忆实验时情景，画个草图，上有长约1m的细线、小铁球、铁架台（2）而在数据测量时要用到米尺、游标卡尺、秒表1、用油膜法测量分子的大小　原理：利用油酸分子C17H33COOH的特性，它分两部分，一部分即C17H33不受水的吸引，而另一部分COOH它对水有很强的亲和力。。当一滴经过苯（酒精）稀释的油酸滴到水面上时，油酸就在水面上散开形成一个油膜，而苯会挥发。其中C17O33冒出水面，而COOH却留在水中，所以油酸分子是直立在水面上的，只要知道油酸体积和相应水面上的面积就行了。（1）0.1毫升的纯油酸在水面上要形成80至90平方米的区域，所以必须用量要少，而太少却不利于测量准确，所以用稀释法处理，经过苯（酒精）稀释后，一滴溶液的体积可知，而所含的极少量油酸体积也可计算得到。（2）一滴溶液的体积仍难测定，所以先测1毫升的溶液经滴定管能滴几滴，通过此法可知一滴溶液的体积。（3）油膜面积测量是个难点，因为它的形状是不规则的，可用格子法算面积，就是把油膜形状画出来，用坐标纸（1大格是1平方厘米）计算轮廓中正方形格数，不足一格的用互补方法去处理来研究面积。仪器：（1）回忆实验时情景，画个草图，上有浅盘、有机玻璃、容量瓶、苯（酒精）、油酸、水、粉笔灰（石膏粉、痱子粉）（2）量面积时要用到坐标纸、水彩笔；量体积用到滴定管2、用伏特表和安培表测电源的电动势和内电阻：原理：用伏特表测路端电压、用安培表测总电流，两次数据代入闭合电路欧姆定律解方程可得。（1）采用如图电路（此电路测电动势和内电都　有误差但不大），如果把安培表放在电源边的主干路上，测的内阻实际上是安培表内阻与电源内阻之和，误差太大。（2）用安培表和伏特表测出两组以上电流和路端电压，再用闭合电路的欧姆定律ε=U1＋I1r、ε=U2＋I2r来求出电动势和内电阻（3）可多测几组数据再取平均值法，也可用作图法求ε、r。（4）实验的U值不宜过小（否则内压太大烧毁电源），在用作图法时纵坐标U的起点可以不要从零开始。仪器：画出电路图，找出相应的仪器如电源、电键、导线、伏特表、安培表、滑动变阻器。\nn实验步骤与注意事项1、实验步骤的处理：实验步骤不要死记，仔细体会所有学生实验的步骤，可以把一个实验步骤分成三大块，第一块是准备工作，这主要是安装调试仪器和测量那些只需一次性测量的物理量；第二块是具体实验操作过程；最后一块是数据处理过程。如果给我们一个被打乱的实验步骤，让我们重新正确排序，我们可以给每个步骤前标上它属于哪一块，再根据这一块的合理操作过程排序。当然平时一些重要的实验规则是必须遵守的，比如对于打点计时器是先打点后动纸带及对于多用电表欧姆档每换档一次就要重新调零一次等等。下面看一个典型例子：碰撞中的动量守恒：1)用天平测出2个小球质量ｍ1、ｍ2，和直径ｄ（一次性测量量）2)安装好实验装置，斜槽固定在桌边，并使末端水平，并调节装置使两小球等高（安装调试仪器）3)在地上铺白纸，白纸上放复写纸（安装调试仪器）4)在白纸上记下重垂线的位置O，表示入射球的位置。（一次性测量量）5)先不放被碰球，让入射球ｍ1从斜槽上某一固定高度多次滚下，用尺可能小的圆把它们圈起来，圆心就作为落点P。（具体实验操作过程）6)把被碰小球放在小支柱上，让入射球从斜槽上同一固定高度多次滚下发生碰撞，用上面同样方法标出入射球ｍ1的落地点M和被碰球ｍ2的落地点N。（具体实验操作过程）7)用刻度尺量出线段OM、OP、ON。（具体实验操作过程）8)算出ｍ1×OP与ｍ2×（ON－ｄ）＋ｍ1×OM看两者在实验误差范围内是否相等（数据处理过程）2、注意事项：为了让实验准确与安全，我们在具体操作时有许多要注意的方面（1）互成角度的两个共点力的合成A)测力计使用前要校准零点B)弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致,并与木板平行C)在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同D)两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取600---1200为宜.（2）测定匀变速直线运动的加速度A)去掉前面几个不稳定的计时点B)在无法知第一个计算点的速度是否为0时。不可用V＝ａｔ计算速度C)先打点后拉纸带（3）验证牛顿第二定律＊A)平衡摩擦力时，应取下砂和砂桶，使细线不受拉力B)实验前要调整滑轮的高度使拉小车的细线与木板平行C)小车和码砝的质量之和必须远远大于砂和砂桶的总质量D)小车开始释放时应尽量靠近打点记时器，而且先通电再放小车（4）动量守恒的验证A)入射小球的质量要大于被碰小球的质量B)入射球半径等于被碰球半径C)入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下\nA)斜槽未端的切线方向水平B)两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上C)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变（1）研究平抛物体的运动A)固定白纸的木板要竖直B)斜槽未端要切线水平，要在白纸上准确记下槽口位置C)小球每次从槽上同一位置由静止滑下（2）验证机械能守恒定律A)打点计时器应该竖直固定在铁架台，纸带也应竖直悬挂，B)纸带上最初两点间的距离约为2毫米最佳C)不必测重锤的质量，但重锤越重越好D)先合上电源，再松开纸带（3）用单摆测定重力加速度A)小球摆动时，最大偏角应小于100B)小球应在竖直面内振动，不要转成圆锥摆C)应从摆球通过平衡位置时开始计时D)摆长应为悬点到球心的距离（4）电场中等势线的描绘A)这不是真的静电场，而是电流场模拟B)只能用灵敏电流计，不能用量程太大的安培表C)从下到上依次铺放白纸、复写纸、导电纸D)导电纸的导电面应朝上，电极与导电纸的相对位置不要改变（5）测定金属的电阻率A)此金属丝电阻较小，用安培表外接法B)测L时应测接入电路的电阻丝的有效长度C)闭合开关前，应把滑动变阻器的滑动触头置于使电路处于最安全位置D)电流不宜过大，防止升温（6）用伏特表和安培表测电源的电动势和内电阻A)电路应采用安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联B)闭合开关前，应把滑动变阻器的滑动触头置于使电阻最大处（7）测定玻璃的折射率A)玻璃砖两个界面不平行，不影响实验测定B)插大头针要垂直纸面；入射角一般300—600之间C)在确定光路时，两枚大头针不宜插得太近（13）探索弹力和弹簧伸长的关系A)实验前应并不知道弹力和弹簧伸长的长度的关系B)应研究弹力与弹簧长度、弹簧伸长的长度的一次或二次函数关系，从中找出有或无规律来。（14）用油膜法估测分子的大小A)粉笔粉要均匀散在水面上B)滴定管中下降1毫升有几滴要数清（15）传感器的简单应用测热敏电阻时应在其温度稳定时再测（16）描绘小电珠的伏安特性曲线\nA)合上开关前，应调节滑动变阻器，使小电珠的电压为0，自然要用分压法B)调节过程中不要超过额定功率和电表量程C)小电珠的电阻太小，用安培表外接法（13）把电流表改装为电压表A)测内电阻时，干路上的滑动变阻器的电阻要比支路上的电阻箱的电阻大得多B)测内电阻时，合上开关前，干路上的滑动变阻器的电阻置于最大处（14）练习使用示波器A)亮度不要太大，光点不应长期停留在一点上，以免烧坏荧光屏B)打开电源时，预热1－2分钟C)输入电压不要太大。以免损害仪器（15）用双缝干涉测光的波长为减少误差，测相邻两条明（暗）纹间距ΔX时不直测，而是测出ｎ条明（暗）纹的间距ｄ，取平均值ΔX＝ｄ／（ｎ－1）（20）用多用电表探索黑箱内的电学元件A)每次换档必须重新电阻调零B)选择合适的倍率档，使指针在中值电阻附近时误差较小C)测电阻前，必须把待测电阻同其它电路断开，不能用两手同时握住两表笔金属部分测电阻。D)测量电阻时，若指针偏角过小，应换倍率较大的档进行测量；若指针偏角过大，应换倍率较小的档进行测量。E)测完电阻，要拔出表笔，并把选择开关置于“OFF”档或交流电压最高档n典型例题例1：.在测定电源的电动势和内阻的实验中某同学所用的电路图和测得的数据如下：123456U/V1.421.361.081.211.141.07I/A0.040.080.120.160.200.240.2001.00U/VI/A1.50⑴实验误差分系统误差和偶然误差两种。该实验的系统误差主要是由___________________引起的。用画U-I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的_______误差。⑵在下面给出的U-I坐标系中用给出的数据画出U-I图线（横、纵坐标的起点已经规定好），从图象中可以发现该同学记录的第____组数据有误。0.2001.00U/VI/A1.50⑶求得电动势E=____V，内阻r=___Ω。（均保留2位有效数字）。分析与解：⑴电压表的分流作用，偶然⑵（图象见右），3⑶1.5，1.8。\n例2：某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中。(弹力始终未超过弹性限度)弹簧长度L（ｍ）2.503.013.494.04.504.99砝码重力N00.51.01.52.02.5⑴试根据这些实验数据在坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L和伸长的长度X之间的函数关系图线，比较它们之间的区别。。⑵上一问所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度k是多大?分析与解答：⑴根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上。可以判定F和L间是不过原点的一次函数关系，但与X却是正比例函数。F跟弹簧总长L该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长。⑵图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比。由可得k=100N/m。例3：在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，在下列所给出的器材中，应该选用的是______（用器材前的字母表示）。A.6V的交流电源B.6V的直流电源C.100V的直流电源D.量程0～0.5V，零刻度在刻度盘中央的电压表E.量程0～300mA，零刻度在刻度盘中央的电流表在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序（自上而下）是①____，②_____，③______。在实验中，按下电键，接通电路。若一个探针与基准点O接触，另一探针已分别在基准点O的两侧找到了实验所需要的某点a。则当此探针与a点接触时，电表的指针应________（填“偏左”、“指零”、“偏右”）。解答：模拟静电场描绘电场等势线的实验要求的电压为6V的直流电，所以器材应选电源B。根据实验原理电表必须要灵敏，所以应选电流表E。实验所需放置的顺序是导电线、复写纸、白纸。由于a点是实验所需要的点，由实验原理可知，当探针与a点接触时，电流表指针应为零。n配套练习1、用多用电表测电阻时，若选择“×100”的欧姆档测量发现（）A、指针指在电阻刻度较靠近0Ω的某刻度线上，则应换用“×k”的欧姆档测量B、指针指在电阻刻度较靠近0Ω的某刻度线上，则应换“×10”或“×1”欧姆档测量C、指针指在电阻刻度较靠近∝的某刻度线上，则应换用“×1k”的欧姆档测量D、针指在电阻刻度较靠近∝的某刻度线上，则应换用“×10”或“×1”的欧姆档测量\n2、在验证牛顿第二定律的实验中，当作用力一定时，加速度与质量关系的实验中，以下做法错误的是（）A、平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细线通过定滑轮系在小车上B、每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C、实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源3、在用电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，所用的器材除了木板、白纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、电键外，还必须有、和.4、用伏安法测定两节干电池组成的电源的电动势ε和内电阻r。实验中共测出五组数据，如下表所示：12345U（V）2．802．602．502．202．00I（A）0．480．801．001．601．96（1）将图中所给的器材连接成测量ε、r的电路，并用箭头标出电键闭合前滑动变阻器滑动触头的位置。　　　　　　　　　　　（2）在图中作U－I图线，根据图线求出：电动势ε＝________V，内电阻r＝________。（3）若考虑电流表、电压表内阻对测量结果的影响，则ε测________ε真。5、用落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的？()(A)天平(B)弹簧秤(C)刻度尺(D)秒表（2）图是实验中得到的一条纸带。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g＝9．80m／s2，测得所用重物的质量为1．00kg，纸带上第0、1两点间距离接近2mm，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到O点的距离如图所示，则由图中数据可知，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量小于________J，动能的增加量等于________J（取三位有效数字）。动能增量小于重力势能的减少量的原因主要是_________________________6、有“用单摆测定重力加速度”的实验中：有如下器材可供选用，你认为应选用的器材的序号是________。\n(A)约1m长的细线(B)约0．3m长的细线(C)约0．8m长的粗线(D)直径约1cm实心铁球(E)直径约1cm的实心木球(F)毫米刻度尺(G)游标卡尺(H)螺旋测微器(I)秒表(J)手表(K)铁架台7、甲乙两个学生分别按课本的实验步骤做“验证牛顿第二运动定律”实验时，各自得到如图甲乙所示的两图线，对出现甲乙两图线原因的解释以下说法正确的是(A)出现图甲这种情况的原因可能是因为带滑轮的木板倾角过大，平衡摩擦过分所造成(B)出现图乙这种情况的原因可能是没有接通电源，让小车拖着纸带做匀速运动(C)出现图乙这种情况的原因可能是没有事先平衡摩擦(D)出现图甲这种情况的原因可能是没有事先平衡摩擦8、如图所示为某人所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置。在图示状态下，他开始做实验，该人在装置和操作上的主要错误是：____________________9、在“验证牛顿第二定律”的实验中，图为实验装置示意图。（1）除图中所示仪器外，还需要下列哪些仪器？()(A)秒表(B)天平(C)带毫米刻度的刻度尺(D)弹簧测力计(E)低压直流电源(F)低压交流电源（2）为了保证实验验证的条件和减小误差，以下哪些措施是必要的？()(A)将木板一端垫高，使之与水平方向有一倾角使小车不受拉力时恰能在板上做匀速运动(B)每次改变小车的质量后，都要做平衡摩擦力的工作(C)尽量使沙与沙桶的总质量比小车质量小很多(D)同一条件下分打几条纸带10、练习用万用电表测电阻的实验有关欧姆表的使用和连接，下列说法中正确的是（）(A)黑表笔与表内电源正极相连，红表笔与表内电源负极相连(B)测电阻时，表针偏转角度越大，所测电阻越小(C)两表笔短接调零时，指针不能指在零位，可在读数时将原来的阻值扣除(D)读出表面指示数值，即得测量值11、在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20kΩ，电流表的内阻约为10Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示。（1）根据各点表示的数据描出I－U图线，由此求得该电阻的阻值Rx为____Ω（保留两位有效数字）；（2）画出此实验的电路原理图。\n12、图所示为测量电源电动势ε和内电阻r的电路图.图中R1和R2为阻值已知的定值电阻、由于没有考虑安培表的电阻、因此测定的结果与真实值比较，（A）ε和r都不准确；（B）ε准确、r偏小；（C）ε偏小、r准确；（D）ε准确、r偏大；（E）ε偏大、r准确。13、测定玻璃的折射率的实验在测定玻璃的折射率时，实验步骤如下所述，请你在空白处填入适当文字，并按正确顺序排列为____（各步骤中的文字符号的意义见图）(A)用____量出入射角β和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，将这些数据记入表格中；(B)用图钉把白纸钉在平木板上，在白纸上画一直线aa′作为________，通过aa′上的一点O画出________NN′，并画一条线段AO作为________然后把玻璃砖在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一表面bb′；(C)移去大头针和玻璃砖，过P3P4引一直线O′B，连接OO′就是____光线的方向；(D)用同样的方法求出入射角是30°、45°、60°、75°时的折射角，查出正弦值并记入表中；(E)在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1P2，透过玻璃砖观察大头针的像，直到P1的像________，再在观察的这一边插上大头针P3P4，使P4挡住________，记下________的位置；(F)用公式________算出不同入射角时的折射率，看是否近于一个常数，求出几次实验中测得的n的平均值14、甲、乙两同学做《测定玻璃折射率》实验.甲同学将所画bb′界面向下偏离了一小角度，如图中的b′b1.乙同学则向下平移了一小段，如图中b1b2.其他操作步骤都正确，则他们测出的玻璃砖折射率与真实值比较n甲________n真，n乙________n真.15、做“验证动量守恒定律”（1）为了避免碰撞后入射的小球反弹到斜槽上，而引起系统误差，入射小球的质量m1与被撞小球的质量m2的关系是m1_____于m2。两小球大小相等，直径已量出为d。（2）为了保证入射小球水平抛出，必须调整斜槽，使________。（3）现提供以下实验步骤：（A）确定铅锤对应点O（B）不放m2，让m1从斜槽滚下，确定它落地点的位置P（地上有复写纸白纸）（C）放m2于立柱上，让m1从斜槽滚下，与m2正碰后，确定m1，m2落地点的位置M，N（D）量OM、OP、ON（E）看与是否相等，以验证动量守恒定律指出上述步骤的不完善之处。答：________________。16、杨氏双缝干涉实验中，设置单缝的目的是：(A)使得作为光源的双缝都是由它形成的相干光源；(B)控制光的强度；(C)控制光的照射范围；(D)使光先发生衍射。17、今有一段镍铬合金电阻丝，阻值约为3Ω，要测出此电阻丝的电阻率，可供选择的实验器材如下：\n  （A）量程为15V、内阻15kΩ的电压表；  （B）量程为3V、内阻3kΩ的电压表；  （C）量程为3A、内阻0.05Ω的电流表；  （D）量程为0.6A，内阻0.2Ω的电流表；  （E）20Ω的滑线变阻器；  （F）3V的干电池组；  （G）6V的蓄电池；  （H）电键、导线若干。  （1）实验中应选用的器材是       ，还需要的器材有       。  （2）在方框中画出你所设计的实验电路图。  （3）实验中应测量的物理量有    ，由此得出电阻率计算式ρ=     18、某同学在做"验证机械能守恒定律"的实验时，不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了，剩下的一段纸带上各点间的距离，他测出并标在纸带上，如图10-10所示。已知打点计时器的周期为0.02s，重力加速度g=9.8m/s2。利用纸带说明重锤通过2、5两点时机械能守恒。19、在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n,，又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V,，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上(如右图)测得油膜占有的小正方形个数为m。⑴用以上字母表示油酸分子的大小d。⑵从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m=______。20、）图中为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。（1）若要增大显示波形的亮度，应调节旋钮。（2）若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节旋钮。（3）若要将波形曲线调至屏中央，应调节与旋钮。21、（12分）在《测定玻璃砖的折射率》的实验中：（1）有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算，根据他们设计的表格所反应的信息，判断他们论证做得是否正确。甲同学设计的表格是：次数入射解isini折射角rsinrn130°0.5520.9°0.3571.40 1.40245°0.70730.5°0.5081.39\n360°0.86638.0°0.6161.41乙同学设计的表格是：次数123角平均值正弦值入射角i30°45°60°45°0.7071.42折射角20.9°30.5°38.0°28.8°0.497答：上述二位同学做得正确的是_______________。（填甲或乙）（2）如图16所示，某平行玻璃砖的厚度为L，现测得该玻璃砖拆射率为n=，若光线从上表面射人时的入射角=60，求光线从下表面射出时相对于入射光线的侧移d。22、.在“验证机械能守恒”的实验中,下列出了A、B、C、D、E、F、G、Ｈ共八个实验步骤，请按合理顺序将这些步骤的编号填写在下面空格中：   A.取出纸带,在纸带上不同部位选取五个点，测出纸带上这些点跟第一个点的距离,d1d2d3……   B.把求得的数据填写在自己设计的表格里   C.接通电源,松开纸带让重物自由下落   D.,利用公式计算重物在这五个点所对应时刻的即时速度　   E.查出当地的g值,算出动能和相应减少的重力势力能mghn看看它们是否相等   F.让纸带穿过打点计时器   G.用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器处   H.把重物固定在纸带上   (1)　H　　,(2)　F　　,(3)　G　　,(4)C　　　,　　(5)　　A　,(6)　　　B,(7)D　　　,(8)　　E　.　答案：1、BC　2、A、C、D　3、导电纸，探针，灵敏电流计　4、（1）见图.（2）见图3．00V0．50Ω　（3）＜　　5、(1)C（2）7．627．56重物下落时受到空气阻力和打点针与纸带间的阻力作用。　　6、ADFGIK　　7翰、ACD　8、①长木板右端未垫高以平衡摩擦力②电源应改用6伏交流电源③\n牵引小车的细线不与木板平行④开始实验时,小车离打点计时器太远　9、（1）BCF（2）ACD10、AB　11、（1）2.4×103（2.3×103或2.5×103）（2）见图12、D　13、BECADF，量角器，玻璃砖的上表面，法线，入射光线，玻璃砖内的折射，被P2的像挡住，P3和P2、P1的像，P3、P4，14、＜,＜　15、（1）大（2）出口水平（3）B、C两步骤都应是：让m1从同一位置由静止释放，重复10次，……确定m1(m2)落地点的平均位置E步骤应是看：……　16、A　17、（1）BDEFH；米尺螺旋测微器（2）如图（3）I、u、d、L，ρ=π2d2u/4LI　18、计算知ΔEK=1.03JΔEP=-1.06JΔEK+ΔEP=0，机械能守恒。　19、⑴；　⑵58　　20、．（1）辉度（或写为）（2）聚焦（或写为○）垂直位移（或写为↑↓）水平位移（或写为→←）21、（1）甲（2）没光从空气进入玻璃时的折射角γ，则（2分）即所以光线的侧移距离∴　　22、(1)H(2)F(3)G(4)C　(5)A(6)B(7)D（8)E　第三节：实验方法与设计型实验n重要实验方法与思路1、安培表内接法与外接法：要想精确测量电阻，选用好的实验方法很重要，如果电压表或电流表都是理想化电表，两种方法都能准确地测量出电阻的大小，但如果电压表和电流表都有电阻，选择好的方法能大大减少误差。下面我们以伏特表内阻为RV，安培表内阻为RA，待测电阻为RX。待测电阻RX的测量值为R测＝U测／I测。准确度取决于电压表与电流表读数。安培表内接法安培表外接法\n当RX＞＞RA时采用误差小或当时采用当RV＞＞RX时采用误差小或当时采用电压表读数偏大，电流表准确电流表偏大电压表准确测量值大于真实值（多了安培表内阻）R测＝R真＋RA测量值小于真实值（与电压表内阻并联值）1／R测＝1／R真＋1／RV试触法：通过改变电表的连接方式，观察两个电表的读数变化情况，如果电流表变化明显的，应采用安培表内接法，这样可以避免在外接法中读数偏离真实值太多；如果电压表变化明显的，应用安培表外接法，这样电压表读数会精确些1、分压法与限流法：为保证用电器的安全以及读数的精确性，滑动变阻器有两种接法，它们各有优缺点，选用哪种接法很有讲究，以安全第一、准确第二、能耗小第三的顺序考虑问题，这是高考实验考察的重点内容。下面我们假设用电器电阻为RX，滑动变阻器的最大电阻为R，电源电动势为ε，内电阻为ｒ。限流法分压法合上电键前要使滑动变阻器的电阻处于最大值，对应图中应是滑动头移至最下端合上电键前要使用电器受到的电压最小，对应图中滑动变阻器的滑动头应移到最左端实物图中只用到上下两个接头实物图中用到上面一个下面两个接头用电器方的电压调节范围用电器方的电压调节范围滑动变阻器的电阻与用电器的电阻差不多大时电压调节作用最理想滑动变阻器的电阻越小调节用电器的电压作用越好选法精析：有下列几种情况的一定要用分压法：1、被调节的用电器的电压或电流一定要从0开始连续调节2、采用限流电路时，电路中的最小电流仍超过电表量程或超过元件允许的最大电流时3、在给予的滑动变阻器的电阻远小于用电器的电阻时。在可用分压法也可用限流法时，用限流法一般节省能耗，连线方便。不过在不强调能耗情况下，绝大多数都可用分压法。不过分压法更要考虑变阻器的最大电流不得超过其限度2、电学仪器（和电路）选择法：以“安全性”、“精确性”、“方便性”为前提，综合考虑。选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件。（1）选择电表以不使电表受损和尽量减少误差的原则，即加在电表上的最小电压或电流不得超过最大量程，实验过程中指针可移动范围最好在三分之一至三分之二量程这一段。\n（1）选择滑动变阻器要考虑它的额定电流，然后对采用分压法的选小阻值，对采用限流法的滑动变阻器的阻值选比电路中的电阻稍大些为好。对于滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的，不宜采用。（2）对器材的选择的一般步骤是：①找出唯一性的器材；②草画电路图（暂不把电表接入）；③估算电流最大值和最小值④考虑电表安全否，（及该用分压法还是限流法），以及能否使电表达到满偏的1/3以上。（3）在“伏安法测电阻”和“伏安法测电池电动势和内电阻”的实验中，一般选用总阻值较小的滑动变阻器，前者可方便调节，因为电阻丝的电阻很小；后者可减少误差。因为它与大阻值的电压表并列，使流过电压表的电流较小，电流表测的值更接近干路上的总电流。另处这两个实验的电压与电流都不大，电表量程一般取3V与0.6A的量程。2、作图法：用平均值法或列表格法处理实验数据时，对有些有较大偶然误差引起的数据难以有效甄别，不太理想，而用作图法就不一样了，如果有一组数据有明显问题，它所描绘的点与其它点就有明显区别，从而及时排除，所以用作图法处理数据有优势。不过也只有直线是最简单直观的，所以在处理反比关系上时，要把其中一个量的坐标轴用该量的倒数表示，这样反比关系画出的线也是直线了。在做过的学生实验中，可以用作图法处理数据的有很多，比如：验证牛顿第二定律的实验的ａ－F、ａ－1／ｍ图、求重力加速度的4π2L－T2图（斜率是重力加速度）、测电动势和内电阻的I－U图、测电阻的I－U图。3、等效法：有些实验要求较高，实验设备难以达到，或者有些数据测量麻烦，但如果可以用一些简单的设备和简单的方法来代替，而且理论上也行得通的话，这样的处理方法叫等效替代法。比如我们在验证动量守恒实验中用平抛的水平射程代替速度；在验证牛顿第二定律的实验中用砂与砂桶的重力大小代替拉力大小、用平衡摩擦力方法等效小车不受重力；用稳恒电流场代替静电场等等都是等效法的具体应用。n设计型实验1、设计型实验的一般性原则（1）原理科学：这包括有科学依据和正确公式，设计的方案实行时要安全，不会对实验者和仪器设备有危害。（2）仪器寻常：仪器的常用的易得到的，可以从一般性中学实验室取得或普通商店买到。（3）操作方便：易操作，易读数，无须技巧。2、实验常用方法（1）常用思维方法：等效法、控制变量法、累积法、留迹法、平均值法、列表法、作图法（2）常用仪器：测量质量有天平（测小质量）、杆秤、磅秤（测大质量）。测时间有秒表、手表。测长度有螺旋测微器、游标卡尺（以上两个为实验室中量小长度的）、米尺、卷尺（量大距离）。量电流有灵敏电流计（小电流）、安培表。量电压有伏特表。（3）常被引用的分组实验：物体的速度一般很难测，平抛运动测物体的初速度的方案简单有效，在涉及求速度的实验中常被引用。当然使用打点计时器也可测速度，但难以判定纸带上的某一点对应的是实际运动过程中的哪一点。\n1、开放型的实验设计如果不加限制，让我们设计一个实验方案测某一个量，答案将不是唯一的。比如让我们测量电阻，有许多种一些方法，当然伏安法是最重要方法，下面我们看一看其它一些较典型的方法：测量方法实验电路图过程说明替代法测电阻电键打上端时测得电流大小，再打下端，调电阻箱电阻使电流表读数刚好与先前一样，则说明目前的电阻箱阻值就等于待测电阻的阻值半偏法测电阻让R'＞＞R，这样连R与不连R对电路的电流几乎不影响。先不连R，调R'，使电流表满偏；合上电键连R，调节R使电流表半偏，说明R分去了一半电流。则R此时的电阻值就等于待测电阻的阻值电桥法测电阻　调R1使灵敏电流计无电流通过，则有RX：R2＝R1：R3，现已知定值电阻R3、R2。再读出R1，即可知RX同学们可以自己找找看，测重力加速度还有多少种方法、测滑动摩擦系数又有多少种方法，而测电源电动势和内电阻又有多少种方法。2、探索型实验这是一种新的实验方式，以摸索找出规律为目的，新教材中实验――探索弹力与弹簧伸长的关系就是一种，它是利用实验先列表得出弹力与弹簧长度、弹簧伸长的长度，再找出它们之间有无关系，可利用作图法研究。类似的实验还有研究有固定转动轴物体的平衡条件等的实验。n典型例题例1：为测定木块与斜面之间的滑动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速下滑运动，如图18—74所示。他使用的实验器材仅限于：①倾角固定的斜面（倾角未知）②木块③秒表④米尺。实验中应记录的数据是ｄ、L、ｈ、ｔ。计算摩擦因数的公式是。为了减小测量的误差，可采用的方法是多次测量取平均值。\n例2：.有小灯泡和各一只，定值电阻一只，电源一只（电动势，内阻不计），电键一只，导线若干，试设计一电路，使和都能正常发光。（a）（b）（1）将设计的电路图画在图1（a）的虚线框内，电路图中要标明各元件的代号。（2）按设计的电路图，用线（表示导线）完成图（b）所示仪器的连线。分析与解：（1）和的并联电阻值等于的电阻，把和的并联电路与串联起来，接到的电源上，均能正常工作，而此时通过的电流为小于允许通过的最大电流，所以电路如图。（2）实物连线（如图），先串一条电路，再把电阻并联接在电灯上。.例3：取一根轻弹簧，上端固定在铁架台上，下端系一金属小球。如图所示。让小球在竖直方向离开平衡位置放手后，小球在竖直方向做简谐运动（此装置也称为竖直弹簧振子）。一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期与小球质量的关系，为了探索出周期与小球质量的关系，需多次换上不同质量的小球并测得相应的周期。现将测得的六组数据标在以为横坐标，为纵坐标的坐标纸上，即图18—78中用“×”表示的点。（1）根据图18—78中给出的数据点作出与的关系图线。（2）假设图18—78中图线的斜率为，写出与的关系式为____________。（3）求得斜率的值是____________。（保留三位有效数字）\n分析与解：（1）作图如下，尽可能穿过各个点（2）T2与ｍ成正比，（3）1.25例4：一只小灯泡，标有“3V，0.6W”字样。用右图给出的器材（滑动变阻器最大阻值为10Ω；电源电动势为6V，内阻为1Ω；电流表有0.6A、3A两个量程；电压表有3V、15V两个量程）。要求测量小灯泡正常发光时的电阻R1和不发光时的电阻R2。AV⑴将实验电路图画在方框中。⑵电压表应选用________量程；电流表应选用________量程。⑶用笔画线当导线，将右图的实物连成所需电路（有三根导线已经接好）。开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最______端（左或右）。分析与解：电泡正常发光电阻15Ω，不发光时更小，电压表电阻约几千欧，电流表电阻约几欧，所以要用安培表外接法。灯不发光时电压必是0，所以滑动变阻器不可用限流法，而要用分压法。至于量程，考虑它的额定电流为0.2A，0.6A量程也太大，但只有这个选择了，电压表选3V恰好。例5：粗略测定玩具手枪子弹射出时的初速度。除玩具手枪外，所给的测量仪器为：⑴只有秒表；⑵只有米尺。v0v0hs分析与解：⑴若只有秒表，可如图(a)\n，将玩具手枪从地面竖直向上发射子弹，用秒表记下从发射到子弹落会地面所用的时间t，则子弹上升的时间为t/2，故子弹初速度v0=gt/2。⑵若只有米尺，可如图(b)，将玩具手枪子弹从某一高度处水平射出，用米尺测量射出时离地面的高度h和水平射程s，则子弹初速度。n配套练习1、研究小灯泡在电压从0增大到额定值的过程中的发光情况，可供选用的器材及代号如下：器材代号规格电池组电压表小灯泡滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器开关连接用导线若干电动热，内电阻约为量程，内阻额定电压，额定电流阻值范围，额定电流阻值范围，额定电流阻值范围，额定电流（1）在下边方框中画出原理电路。（2）为了使实验能正常进行和便于调节电压，应选用代号是_______的滑动变阻器。（3）按实验要求，将图所示器材用线（表示导线）连接起来（导线不得交叉） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2、.如图小灯泡，滑动变阻器，以及电源（）和开关各一只，导线若干。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　\n（1）设计一个电路，要求在电路中，和均正常发光，且电路中消耗的功率最小，把设计的电路图画在方框内。（2）按设计要求在图所示的实物上连线。3、从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。器材（代号）规格电流表（A1）电流表（A2）电压表（V）电阻（R1）滑动变阻器（R2）电池（E）电键（S）导线若干量程10mA，内阻r1待测（约40欧）量程500μA，内阻r1=750欧量程10V，内阻r3=10千欧阻值约100欧，作保护电阻用总阻值约50欧电动势1.5伏，内阻很小⑴在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。⑵若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1=――――――式中各符号的意义是――――――――――――――――4、图是“用单摆测重力加速度”实验中，测定不同摆长时单摆的周期所得到的T－图线，由此图可求出重力加速度g＝________m／s2。5、一位学生为了正确地设计测量电路，减少测量误差，先把电压表、电流表和待测电阻Rx接成如图所示电路，用电压表的另一端线头分别接触电流表的两个接线柱a、b，发现电压表示数无明显变化，而电流表示数有较显著变化，根据一这现象，以下判断正确的是（A）Rx是高电阻，应采用电流表内接为宜（B）Rx是低电阻，应采用电流表内接为宜（C）Rx是高电阻，应采用电流表外接为宜（D）Rx是低电阻，应采用电流表外接为宜6、用伏安法测量未知电阻Rx的数值，已知Rx约为几百欧，电压表内阻为5k，电流表内阻为0．05，为减少测量值Rx的误差，应选择的电路是图中的哪一个？()\n7、将电流表改装成伏特表的实验中，首先应测出电流表的内阻，一般用半偏法测定，电路如图所示，R1是阻值很大的变阻器，R2是电阻箱(阻值范围0～999欧或0～9999欧)。测量步骤为：(1)把___调到最大值，断开____，合上___，调节___使G的指针偏转为____。(2)再合上____，调节____，使指针正好停在满刻度的____，则电流表的内阻Rg=____8、如图所示的四块玻璃砖，可用来测定玻璃折射率的为（）9、试用插针法测出图所示半圆形玻璃砖的折射率。要求（1）画出实验光路示意图。（2）写出主要的实验步骤10、有A、B、C三个接线柱，A、B之间接有内阻不计的10伏电源，手头有四个阻值完全相同的电阻，将它们适当阻合，接在A、C和C、B之间，构成一个电路，使A、C间电压为6伏，C、B间电压为4伏，试设计两种方案，分别画在左图（a）（b）中。11、如图所示一个电学黑盒有A、B、C、D四个接线端。用万用表电压档和电阻档做三次测量，其结果如下：UAB=UAC=UAD=1.5v,UBC=UBD=UCD=0;RBC=3Ω,RBD=4Ω,RCD=5Ω.试判断盒内电路的最简结构12、如图所示。是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管，管长约。直径约。已知镀膜材料的电阻率为，管的两端有导电箍，现有实验器材：米尺、游标卡尺、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关、导线若干根，请你设计一个测定电阻膜膜层厚度的实验，实验中应该测定的物理量是　　　　　　　　　　　　　　计算镀膜膜层厚度的公式是13、要测量一块多用电表直流10档的内阻RA（约为40Ω），除此多用电表外，还有下列器材：直流电源一个（电动势E约为1.5V，内阻可忽略不计），电阻一个（阻值R约为150Ω），电键一个，导线若干。要求（1）写出实验步骤；（2）给出RA的表达式.14、\n实验装置如图1所示；一木块放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，木块右侧与打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数μ。要求写出主要的运算过程，结果保留2位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g＝10m/s2）15、用右图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验，力矩盘上各同心圆的间距相等。（1）在用细线悬挂钩码前，以下哪些措施是必要的（A）判断力矩盘是否处在竖直平面。（B）判断横杆MN是否严格保持水平。（C）判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小。（D）判断力矩盘的重心是否位于盘中心。[　　　　　]（2）在A、B、C三点分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡，如图所示，已知每个钩码所受的重力为1牛，则此时弹簧秤示数为　　　　　　　　　　　　牛。（3）现同时撤去B、C两处的钩码，而改用一根细线悬挂5牛的钩码，为使力矩盘仍然保持原平衡状态，且弹簧秤示数不变，试在图中用直线画出该细线在力矩盘上的悬挂位置。16、某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示序号A1示数(安)A2示数(安)V1示数(伏)V2示数(伏)10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。（1）电路中，分别为电源的电动势和内阻，，，为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）　　。（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。17、\n现有一根粗细均匀长约40厘米，两端开口的玻璃管，内有一小段水柱，一个弹簧秤，一把毫米刻度尺，一小块橡皮泥，一个足够高的玻璃容器，内盛有冰和水的混合物，选用合适的器材，设计一个实验，估测当时的室内温度，要求：（1）在右边方框中画出实验示意图；（2）写出要测定的物理量　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，写出可直接应用的物理量　　　　　　　　　　，（3）写出计算室温的表达式　　　　　　　　　　　　　　　。18、一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑动下，如图1所示.图2是打出的纸带的一段．　（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速　　度a=___________　（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，　　　还需测量的物理量有_______________________　　　用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f=_________________图25.125.746.417.057.488.338.959.6110.26答案 1、（1）原理图如图：（2）（3）参照原理图连接2、（1）      电路图如下：（2）实物图略3、（1）　如右图　　　　　（2）I2ｒ2╱I1　I1表示通过电流表A1的电流，I2表示通过电流表A2的电流，r2表示电流表A2的内阻。　　　　　　4、9.87　5、A　6、B　7、(1)R1K2K1R1满刻度(2)K2R2一半R2　8、ABCD　　　　　　　　　　9、　（1）见图（2）①在白纸上画直线作为界面；过上一点O作法线，画线段AO作为入射光线。②把半圆形玻璃砖的直径与对齐，圆心与O点对齐。\n③在AO上插两根大头针P1，P2④透过玻璃砖,观察P1、P2的像，插下大头针P3、P4，使P3、P4与P1、P2的像在一条直线上。⑤过P3、P4画线段，与半圆交于点。⑥拿开玻璃砖，连结，用量角器量出入射角i和折射角r⑦根据n＝sini／sinr计算玻璃的折射率。10、    11、12、用分压法，安培表外接法测电阻。管长L，管直径D，MN两端电压U及通过MN的电流，     13、（1）实验步骤：①用多用电表的直流电压档测量电源电动势E.②用多用电表的档测电阻阻值R.③将多用电表置于直流10mA档，与电阻R及电键串联后接在电源两端，合上电键，记下多用电表读数I.（2）　　14、．由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T内的位移分别是：以表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有重物落地后木块只受摩擦力的作用，以表示木块的质量，根据牛顿定律，有15、（1）A，C，D　（2）4　　　（3）见右图（悬线在转轴右侧竖直方向与第二圆环相切，16、（1），，　　（2）短路或断开　　　　20．（1）见右下图，　　　　　\n（2）玻璃管放在室温中时空气柱的长度，玻璃管浸在冰水内时空气柱的长度，冰水的温度（3）