还剩58页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
宿城一中2012届高三物理实验复习手册高三物理备课组
2012.5物理是以实验为基础的科学,实验能力是物理学科的重要能力,物理高考历来重视考查实验能力
一、基本实验的复习要应对各类实验试题,包括高层次的实验试题,唯一正确的方法是把要求必做的学生实验真正做懂、做会,特别是在实验原理上要认真钻研,对每一个实验步骤都要问个___,即不但要记住怎样做,更应该知道___要这样做.对基本的实验,复习过程中要注意以下六个方面的问题
(1)实验原理中学要求必做的实验可以分为4个类型练习型、测量型、验证型、探索型.对每一种类型都要把原理弄清楚.应特别注意的问题验证机械能守恒定律中不需要选择第一个间距等于2mm的纸带.这个实验的正确实验步骤是先闭合电源开关,启动打点计时器,待打点计时器的工作稳定后,再释放重锤,使它自由落下,同时纸带打出一系列点迹.按这种方法操作,在未释放纸带前,打点计时器已经在纸带上打出点迹,但都打在同一点上,这就是第一点.由于开始释放的时刻是不确定的,从开始释放到打第二个点的时间一定小于
0.02s,但具体时间不确定,因此第一点与第二点的距离只能知道一定小于2mm(如果这段时间恰等于
0.02s,则这段位移s=gt2/2=10×
0.022/2m=2×10-3m=2mm),但不能知道它的确切数值,也不需要知道它的确切数值.不论第一点与第二点的间距是否等于2mm,它都是从打第一点处开始作自由落体运动的,因此只要测量出第一点O与后面某一点P间的距离h,再测出打P点时的速度v,如果gh≈,就算验证了这个过程中机械能守恒.
(2)实验仪器要求掌握的实验仪器主要有刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器(千分尺)、天平、停表(秒表)、打点计时器(电火花计时仪)、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱,等等对于使用新教材的省市,还要加上示波器等对这些仪器,都要弄清其原理、会正确使用它们,包括测量仪器的正确读数
(3)实验装置对电学实验主要指电路图下面几个是应特别注意的
①验证牛顿第二定律的实验,如__衡摩擦力是关键
②研究平抛物体的运动及碰撞中的动量守恒的实验,这两个实验都要使用斜槽轨道,让小球从轨道上端无初速滚下,然后平抛出去,在__装置时要注意保证轨道末端必须水平,如果实验要进行多次,每次小球应从同一高度处下落,因此应有一个挡板
③验证机械能守恒定律的实验,要用铁架台并用夹子固定纸带,这样在开启打点计时器而未释放重锤前,能保证打出的点迹在同一点上,若像课本上的实验装置图那样,用手握住纸带,开启打点计时器而未释放纸带前,会由于手的抖动而打出一“堆”点,从而无法准确找出第一个点(即自由落体运动起始位置)
④用单摆测重力加速度的实验,在__单摆时要注意悬点的固定,随便拴一个结系在铁架台的横梁上是不可取的,因为悬点不确定,就不是单摆,并且摆长值也无法准确测量
⑤有关电路的电学实验要注意安培表的外接与内接,制流与分压电路的选择,电表内阻的影响,等等
(4)实验步骤复习实验步骤时不能靠死背结论,而要与实验原理__起来,要多问问自己,___要按这样的步骤操作?把某些实验步骤交换一下是否可以?省掉某个步骤行不行?等等
(5)实验数据的处理重要的有打点计时器纸带的处理方法(如分析是不是匀速运动或匀变速直线运动、如果是匀变速运动,如何求某时刻的速度、如何求加速度等);解方程求解未知量、用图像处理数据(把原来应该是曲线关系的通过改变坐标轴的量或单位而变成线性关系,即变成直线,是重要的实验能力)
(6)实验误差的定性分析中学阶段不要求进行定量的误差分析,但对主要误差的产生原因、系统误差是偏大还是偏小等,应能理解在电路的实验中,粗略地看,认为电流表是短路、电压表是断路,但精确一点看,电流表和电压表的内阻的影响都不能忽略,定性地讨论电表电阻对测量结果的影响是我们应该掌握
二、几种重要的实验方法下面几种实验方法是我们中学阶段物理实验中用过的,从方法的角度整理、复习一下,有助于我们提高认识水平和能力
(1)累积法在“用单摆测重力加速度”测周期时我们用的是累积法,即我们不直接测一个周期的时间,而是测30~50个周期的总时间,再除以周期数即得周期T的值.用累积法的好处是
①相当于进行多次测量而后取平均值,这样可以减少偶然误差;
②增加有效数字的位数.以测单摆的周期为例,我们实验时单摆的摆长大约是1m或不到1m,用停表(最小分度值是
0.1s)直接测1个周期的值,只能读出两位有效数字(机械停表的指针是跳跃式前进的,因此不能估读),如
1.8s、
2.0s等,而测30个周期总时间,则可读出至少3位有效数字用累积法的实验还有很多,如测一张纸的厚度、用刻度尺测金属丝的直径…
(2)替代法在“互成角度两个共点力的合成”的实验中我们就用到了替代法,第一次我们用两个弹簧秤成角度地拉橡皮筋,把结点拉到某一位置,再换成一个弹簧秤,同样拉这个橡皮筋,也把结点拉到同样位置,这说明后一个弹簧秤的拉力与前面两个弹簧秤的拉力效果相等因此右以互相替代.对于“等效”这个问题,应正确理解所谓效果相等,是对某一方面说的,并不是在所有方面都等效,仍以合力与分力来说,它们只是在改变物体的运动状态上等效,而在其他方面,例如在产生形变上,二者并不等效用替代法的例子还有很多,如用天平称物物体的质量,电阻测量等都可以用替代法,我们古代三国时期曹冲称象的故事就是替代法的典型实例
(3)测量量的转换例如在“碰撞中的动量守恒”的实验中,把测物体的速度转换为测物体平抛运动的水平位移,即把测速度转换为测长度又如在“测定玻璃的折射率”的实验中,本应测量入射角和折射角,再根据折射率n=sini/sinr求出折射率,但角度不容易测准确(一般所用的量角器的最小分度是1°,并且测角度时顶点很难对得特别准确),而通过做辅助线的方法可以把测角度转换为测线段的长度,从而增加了有效数字的位数,即提高了测量的准确度
(4)比较法用天平称物体的质量,就是把物体与砝码进行比较,砝码的质量是标准的,把被测量与标准的量进行比较,就是比较法.天平是等臂杠杆,因此用天平测物体质量时,不用再进行计算,而是直接读出砝码的质量,它就等于物体的质量一般情况下,被测物跟标准量并不相等,而是要根据某种关系进行计算,最常用的是二者间满足一定的比例关系,通过一定的比例计算即可得出结果,因此常常称为比例法用比例法测电阻是常见的,当两个电阻串联时,通过的电流相等,因此两电阻两端的电压跟它们的电阻成正比,如果其中的一个电阻是标准电阻,另一个电阻的阻值就可测出.同样,两电阻并联时,由于两端电压相等,通过两支路的电流跟电阻成反比,只要一个是标准电阻,另一个电阻的阻可测出
一、误差和有效数字
1.误差测量值与真实值的差异叫做误差误差可分为系统误差和偶然误差两种⑴系统误差的特点是在多次重复同一实验时,误差总是同样地偏大或偏小⑵偶然误差总是有时偏大,有时偏小,并且偏大和偏小的机会相同减小偶然误差的方法,可以多进行几次测量,求出几次测量的数值的平均值这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值
2.有效数字带有一位不可靠数字的近似数字,叫做有效数字⑴有效数字是指近似数字而言⑵只能带有一位不可靠数字,不是位数越多越好凡是用测量仪器直接测量的结果,读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值(可靠数字)后,再向下估读一位(不可靠数字),这里不受有效数字位数的限制间接测量的有效数字运算不作要求,运算结果一般可用2~3位有效数字表示
二、基本测量仪器及读数高考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
1.刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表的读数使用以上仪器时,凡是最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字,但是是有效数字的不可缺少的组成部分)凡是最小刻度不是10分度的,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读⑴读出上左图中被测物体的长度⑵上右图用3V量程时电压表读数为多少?用15V量程时电压表度数又为多少?⑶右图中秒表的示数是多少分多少秒?一般仪器的最小刻度是10分度的,在读到最小刻度后还要再往下估读一位⑴
6.50cm⑵
1.14V15V量程时最小刻度为
0.5V,只读到
0.1V这一位,应为
5.7V⑶秒表的读数分两部分小圈内表示分,每小格表示
0.5分钟;大圈内表示秒,最小刻度为
0.1秒不要往下估读了当分针在前
0.5分内时,秒针在0~30秒内读数;当分针在后
0.5分内时,秒针在30~60秒内读数因此图中秒表读数应为3分
48.7秒即可(不要往下估读,因为每个尺隙时间即为
0.1s)
2.游标卡尺⑴10分度的游标卡尺游标上相邻两个刻度间的距离为
0.9mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小
0.1mm读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出
0.1毫米位的数值游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,
0.1毫米位就读几其读数准确到
0.1mm⑵20分度的游标卡尺游标上相邻两个刻度间的距离为
0.95mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小
0.05mm读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出毫米以下的数值游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,毫米以下的读数就是几乘
0.05毫米其读数准确到
0.05mm⑶50分度的游标卡尺游标上相邻两个刻度间的距离为
0.98mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小
0.02mm这种卡尺的刻度是特殊的,游标上的刻度值,就是毫米以下的读数这种卡尺的读数可以准确到
0.02mm如右图中被测圆柱体的直径为
2.250cm要注意游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的,所以都不再往下一位估读
3.螺旋测微器固定刻度上的最小刻度为
0.5mm(在中线的上侧);可动刻度每旋转一圈前进(或后退)
0.5mm在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线,所以相邻两条刻线间代表
0.01mm读数时,从固定刻度上读取整、半毫米数,然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度,所以在最小刻度后应再估读一位),再把两部分读数相加,得测量值右图中的读数应该是
6.702mm
4.打点计时器打点计时器是一种特殊的计时仪器,电源用50Hz的交流电,所以打相邻两个点的时间间隔是
0.02s
5.天平天平使用前首先要进行调节调节分两步调底座水平和横梁水平(在调节横梁水平前,必须把游码移到左端零刻度处,左端与零刻线对齐,如图中虚线所示)测量读数由右盘中砝码和游标共同读出横梁上的刻度单位是毫克(mg)若天平平衡时,右盘中有26g砝码,游码在图中所示位置,则被测物体质量为
26.32g(最小刻度为
0.02g,不是10分度,因此只读到
0.02g这一位)
6.多用电表使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到相应的位置使用前应先进行机械调零,用小螺丝刀轻旋调零螺丝,使指针指左端零刻线使用欧姆挡时,还应进行欧姆调零,即将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指右端零刻线处欧姆挡的使用⑴选挡一般比被测电阻的估计值低一个数量级,如估计值为200Ω就应该选×10的倍率⑵调零⑶将红黑表笔接被测电阻两端进行测量⑷将指针示数乘以倍率,得测量值⑸将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡用欧姆挡测电阻,如果指针偏转角度太小,应增大倍率;如果指针偏转角度太大,应减小倍率
7.电阻箱右图中的电阻箱有6个旋钮,每个旋钮上方都标有倍率,将每个旋钮上指针所指的数值(都为整数)乘以各自的倍率,从最高位依次往下读,即可得到这时电阻箱的实际阻值图中最左边的两个黑点是接线柱若指针所示如图,则阻值为
84580.2Ω实验一 研究匀变速直线运动
一、实验目的1.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法.2.会利用纸带测定匀变速直线运动的速度和加速度.
二、实验装置与器材打点计时器1.作用计时仪器,每隔
0.02s打一次点.2.工作条件1电磁打点计时器6V以下交流电源.2电火花计时器220V交流电源.3.纸带上点的意义1表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置;2通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动情况.
三、实验原理1.判断物体运动情况1如果x1=x2=x3=…,则物体做匀速直线运动.2如果x2-x1=x3-x2=x4-x3=k常数,则物体做匀变速直线运动.2.“平均速度法”求速度即vn=,如图1-4-2所示3.求加速度1“逐差法”求加速度,即a1=,a2=,a3=,然后取平均值,即=,这样使所给数据全部得到利用,以提高准确性.2“图象法”求加速度,即由“平均速度法”求出多个点的速度,画出v-t图,直线的斜率即加速度.
四、实验过程把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面;把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端,连接好电路;把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码;接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完后关闭电源;多打几条纸带.
五、纸带处理从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数始点,并标明
0、
1、
2、
3、4…,测量各计数点到0点的距离d,计算出相邻的计数点之间的距离x
1、x
2、x3…,求出各计数点的速度vn,由vn数据作出v-t图象.
六、注意事项1.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.2.应该先接通电源,再释放小车,当小车到达滑轮前及时用手按住.3.先断开电源,再取下纸带.4.对于电磁打点计时器,如打出的点较轻或是短线时,应调整振针距复写纸的高度.5.选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点注意计数点与计时点的区别,弄清楚所选的时间间隔T等于多少.6.每打好一条纸带,将定位轴上的复写纸换个位置,以保证打点清晰注意此项只对于电磁打点计时器.7.不要分段测量各段位移,应一次测出各计数点与第0个计数点的距离,再逐个计算x
1、x
2、x3…,读数时应估读到
0.1mm.8.尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是1细绳尽可能与板面保持平行;2滑轮和车轮灵活;3长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致.
七、误差分析1.小车拉着纸带所做的加速运动中加速度不恒定,这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度.2.纸带运动时打点不稳定引起测量误差.3.纸带上计数点间距离测量带来偶然误差如距离较小时的测量误差.4.计数点间距离测量应从所标出的
0、
1、
2、3…中的0点开始,分别测出0~
1、0~
2、0~3…之间的距离,然后计算0~
1、1~
2、2~3…间的距离分别表示为x
1、x
2、x3…,这样可以减小因测量带来的偶然误差.5.小车运动中所受摩擦力变化产生误差.
八、数据处理1.在用打点计时器测速度的实验中,打点计时器在纸带上打下一系列的点,可得到如下数据小车运动的位移及对应的时间,这些数据有下列三个方面的应用.1计算某段时间内的平均速度.2用某点附近的平均速度代替该点的瞬时速度,从而估算小车在某位置或某时刻的瞬时速度.3通过比较不同时间段的平均速度,或作vt图象,判断小车的运动情况.2.在探究小车速度随时间变化规律的实验中,能根据连续相等的时间内位移差为恒量,判断物体在做匀变速直线运动.实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
一、实验目的1.探究弹力和弹簧伸长的关系.2.学会用图象处理物理量之间的关系.
二、实验原理弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的伸长量,可以用拉长后的长度减去原来的长度.
三、实验器材铁架台、弹簧、砝码、刻度尺、坐标纸.
四、实验步骤1.测量弹簧的伸长或总长及所受的拉力或所挂钩码的质量,列表作出记录,要尽可能多测几组数据.2.根据所测数据在坐标纸上描点,以力为纵坐标,以弹簧的伸长为横坐标.3.按照在图中所绘点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线包括直线,所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同.4.以弹簧的伸长为自变量,写出曲线所代表的函数,首先尝试一次函数,如果不行再考虑二次函数.
五、注意事项1.每次增减钩码测量有关长度时,均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态,否则,弹簧弹力将可能与钩码重力不相等.2.弹簧下端增加钩码时,注意不要超过弹簧的弹性限度.3.建立平面直角坐标系时,两轴上单位长度所代表的量值要适当,不可过大,也不可过小.4.描线的原则是,尽量使各点落在描画出的线上,少数点应均匀分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是平滑的曲线.
5.测量弹簧长度时,不要用手拉弹簧,在弹簧自然竖直状态去测量.
六、误差分析1.本实验的误差来源之一是因弹簧拉力大小的不稳定造成的,因此,使弹簧的悬挂端固定,另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力,可以提高实验的准确度.2.弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源,所以,测量时尽量精确地测量弹簧的长度.3.在F-x图象上描点、作图不准确.
七、实验改进1.在实验中,也可以不测量弹簧的自然长度,而以弹簧的总长作为自变量,弹力为函数,作出弹力与弹簧长度的关系图线.这样可避免因测弹簧的自然伸长而带来的误差.2.实验中也可以用弹簧秤拉弹簧,通过弹簧秤读出弹簧的弹力.实验三 验证力的平行四边形定则
一、实验目的1.运用力的图示法验证力的合成的平行四边形定则.2.理解等效替代思想在物理中的应用.
二、实验原理互成角度的两个力与一个力产生相同的效果,看它们用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等.
三、实验器材木板,白纸,图钉若干,橡皮条,细绳,弹簧秤两个,三角板,刻度尺,量角器.
四、实验步骤1.用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上.2.用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.3.用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧秤的读数.4.只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳套的方向.5.改变两弹簧秤拉力的大小和方向,再重做两次实验.
五、数据处理1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示.2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧秤时的拉力F′的图示.3.比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则.
六、注意事项1.同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是将两只弹簧秤调零后互钩对拉,若两只弹簧秤在对拉过程中,读数相同,则可选;若读数不同,应另换,直至相同为止.2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点O位置一定要相同.3.用两只弹簧秤钩住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~100°之间为宜.4.读数时应注意使弹簧秤与木板平行,并使细绳套与弹簧秤的轴线在同一条直线上,避免弹簧秤的外壳与弹簧秤的限位卡之间有摩擦.读数时眼睛要正视弹簧秤的刻度,在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些.5.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉细绳套后,再将所标点与O点连接,即可确定力的方向.6.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.
七、误差分析1.读数误差减小读数误差的方法选择相同的弹簧秤并调整好零刻度;弹簧秤数据在允许的情况下,尽量大一些,读数时眼睛一定要正视,要按有效数字正确读数和记录.2.作图误差减小作图误差的方法作图时两力的对边一定平行.两个分力F
1、F2间的夹角越大,用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大,所以实验中不要把F
1、F2间的夹角取得太大.实验四 验证牛顿运动定律
一、实验目的验证牛顿第二定律;学会用控制变量法研究物理规律;学会利用图象处理数据.
二、实验原理保持作用力不变,确定加速度与质量的大小关系;保持质量不变,探究加速度跟合外力的关系;作出a-F图象和a-图象,确定其关系.
三、实验器材小车,砝码,小盘,砂,细线,附有定滑轮的长木板,垫木,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,复写纸,托盘天平,米尺.
四、实验步骤1.用天平测出小车、砝码的质量M和小盘与砝码的总质量m,把数据记录下来.2.把实验器材__好,平衡摩擦力.3.保持小车和砝码的质量不变,改变小盘和砝码的总质量m做5次实验.4.算出每条纸带对应的加速度的值.5.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力F,即小盘与砝码的总重力mg,根据实验结果在坐标平面上描出相应的点,作图线.6.保持小盘和砝码的质量不变,在小车上加砝码,重复上面的实验用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数,在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作出图线.
五、实验结论加速度与合外力成正比,与质量成反比.
六、注意事项1.在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着打点的纸带运动.2.每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出.只有如此,小车受到的拉力才可视为等于小盘和砝码的总重力.3.改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.4.作图象时,要使尽可能多的点分布在所作直线上,不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧.5.作图时两轴标度比例要选择适当,各量须采用国际单位.这样作图线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些.
七、误差来源1.质量的测量误差,纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差,拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差.2.因实验原理不完善造成误差本实验中用小桶和砂的总重力代替小车受到的拉力实际上小车受到的拉力要小于小桶和砂的总重力,存在系统误差.小桶和砂的总质量越接近小车的质量,误差就越大;反之,小桶和砂的总质量越小于小车的质量,误差就越小.3.平衡摩擦力不准造成误差在平衡摩擦力时,除了不挂小桶外,其他的都跟正式实验一样比如要挂好纸带、接通打点计时器,匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点的距离相等.实验五探究动能定理
一、实验目的探究功与物体速度变化的关系.
二、实验原理小车在橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行.当我们用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致,那么,第2次、第3次……实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次的2倍、3倍……如果把第一次实验时橡皮筋所做的功记为W,以后各次做的功就是2W、3W….
三、实验器材橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等.
四、实验步骤1.按图组装好实验器材,由于小车在运动中会受到阻力,把木板略微倾斜,作为补偿.2.先用一条橡皮筋进行实验,把橡皮筋拉伸一定长度,理顺纸带,接通电源,放开小车.3.换用纸带,改用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都相同.4.由纸带算出小车获得的速度,把第1次实验获得的速度记为v1,第2次、第3次……记为v
2、v3…….5.对测量数据进行估计,大致判断两个量可能的关系,然后以W为纵坐标,v2或v、v
3、为横坐标作图.
五、注意事项1.平衡摩擦力很关键,将木板一端垫高,使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡.方法是轻推小车,由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动,找到木板的一个合适的倾角.2.测小车速度时,纸带上的点应选均匀部分的,也就是选小车做匀速运动状态的.3.橡皮筋应选规格一样的.力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值.4.小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些.
六、误差分析1.误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一,使橡皮筋的拉力做的功W与橡皮筋的条数不成正比.2.没有完全平衡摩擦力倾角小或平衡摩擦力过度倾角过大也会造成误差.3.利用打上点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来误差.
七、数据处理1采用计算的方法处理实验数据即根据测得的速度分别按W∝v
2、W∝v
3、W∝、…算出相应的功的值,实际测得的速度与哪一种最接近,它们之间就具有哪一种关系.2用图象法处理实验数据我们也可根据实验测得的数据,分别作出W-v曲线、W-v2曲线、W-v3曲线、…分析这些曲线,得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得的速度的定量关系.如果哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线,功与速度之间就是哪一种正比关系.用图象法处理数据,要比计算法更简捷而直观.实验六 探究平抛运动的规律
一、实验原理1.将平抛运动看作两个分运动的合运动一是水平方向的匀速直线运动;二是竖直方向的自由落体运动.2.通过描迹,建立坐标,利用公式求出v0x=v0t y=gt2 v0=x
二、实验目的1.用实验方法描出平抛物体的运动轨迹.2.从实验轨迹求平抛物体的初速度.
三、实验器材仪器器材可有所不同1.斜槽、铁架台、木板、铅笔.2.白纸、小球、图钉.3.有孔的卡片、刻度尺、重垂线.
四、实验装置如图4-5-1所示
五、实验步骤1.__仪器,调整斜槽末端水平.2.调整木板.3.确定坐标原点O.4.让球多次从同一高度下滑,描迹.5.处理数据,计算初速度.
六、实验结论1.平抛物体的运动轨迹是抛物线.2.平抛物体运动在水平方向速度不变,竖直方向为自由落体运动.
七、注意事项1.保证斜槽末端的切线水平,使木板竖直.2.小球每次从斜槽上同一位置由静止滚下.3.注意记下斜槽末端O.
八、误差分析1.__斜槽时,其末端切线不水平.2.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点,实际上应是末端端口上的小球球心位置为坐标原点.3.空气阻力使小球不是真正的平抛.实验七验证机械能守恒定律
一、实验目的验证机械能守恒定律.
二、实验原理通过实验,求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量,若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律.
三、实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台附夹子、导线两根.
四、实验步骤1.__仪器.2.将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器限位孔.3.用手提着纸带,让重物靠近打点计时器并处于静止状态,然后接通电源,松开纸带,让重物自由落下,纸带上打下一系列小点.
一、实验目的验证机械能守恒定律.
二、实验原理通过实验,求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量,若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律.
三、实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台附夹子、导线两根.
四、实验步骤1.__仪器.2.将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器限位孔.3.用手提着纸带,让重物靠近打点计时器并处于静止状态,然后接通电源,松开纸带,让重物自由落下,纸带上打下一系列小点.4.从几条打下点的纸带中挑选点迹清楚的纸带进行测量.5.计算对比.
五、注意事项1.打点计时器要稳定地固定在铁架台上,打点计时器平面与纸带限位孔调整到竖直方向,以减小摩擦阻力.2.重物要选用密度大、体积小的物体,这样可以减小空气阻力的影响,从而减小实验误差.3.实验中,需保持提纸带的手不动,且保证纸带竖直,待接通电源,打点计时器工作稳定后,再松开纸带.4.速度不能用vn=gtn或vn=计算.
六、误差分析1.本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力空气阻力、打点计时器阻力做功,故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减少量ΔEp,即ΔEk<ΔEp,这属于系统误差.改进的办法是调整器材的__,尽可能地减少阻力.2.本实验的另一个误差来源于长度的测量,属于偶然误差.【测电阻方法种种】电阻的测量是恒定电路问题中的重点,也是学生学习中的难点这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识并能够灵活运用电阻测量的六种方法,从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力一.欧姆表测电阻
1、欧姆表的结构、原理它的结构如图1由三个部件组成G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流计R是可变电阻,也称调零电阻,电池的电动势为E,内阻为r欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的当红、黑表笔接上待测电阻Rx时,由闭合电路欧姆定律可知I=E/(R+Rg+Rx+r)=E/(R内+RX)由电流的表达式可知通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比,但存在一一对应的关系,即测出相应的电流,就可算出相应的电阻,这就是欧姆表测电阻的基本原理2.使用注意事项
(1)欧姆表的指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反,即左大右小;电流表、电压表刻度是均匀的,而欧姆表的刻度是不均匀的,左密右稀,这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系
(2)多用表上的红黑接线柱,表示+、-两极黑表笔接电池的正极,红表笔接电池的负极,电流总是从红笔流入,黑笔流出
(3)测量电阻时,每一次换档都应该进行调零
(4)测量时,应使指针尽可能在满刻度的__附近(一般在中值刻度的1/3区域)
(5)测量时,被测电阻应和电源、其它的元件断开
(6)测量时,不能用双手同时接触表笔,因为人体是一个电阻,使用完毕,将选择开关拨离欧姆档,一般旋至交流电压的最高档或OFF档二.伏安法测电阻1.原理根据部分电路欧姆定律2.控制电路的选择控制电路有两种一种是限流电路(如图2);另一种是分压电路(如图3)
(1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的其优点是节省能量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先考虑限流电路
(2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻的两个接线柱引出导线如图3,其输出电压由ap之间的电阻决定,这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势在下列三种情况下,一定要使用分压电路
①要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线
②滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多
③电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小3.测量电路由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种即电流表内接和电流表外接
(1)电流表内接和电流表外接的电路图分别见图
4、图5
(2)电流表内、外接法的选择,
①、已知RV、RA及待测电阻RX的大致阻值时若>,选用内接法,<,选用外接法
②不知RV、RA及待测电阻RX,采用尝试法,见图6,当电压表的一端分别接在a、b两点时,如电流表示数有明显变化,用内接法;电压表示数有明显变化,用外接法
(3)误差分析内接时误差是由于电流表分压引起的,其测量值偏大,即R测>R真;外接时误差是由于电压表分流引起的,其测量值偏小,即R测<R真4.伏安法测电阻的电路的改进如图
7、图8的两个测电阻的电路能够消除电表的内阻带来的误差,___?怎样测量?三.桥式电路测电阻1.原理如图9的电路称为桥式电路,一般情况下,电流计中有电流通过,但满足一定的条件时,电流计中会没有电流通过,此时,称为电桥平衡处于电桥平衡时,图中A、B两点电势相等,因此电路结构可以看成R1R2和R3R4分别串联,然后并联;或R1R3和R2R4分别并联,然后再串联2.电桥平衡的条件R1×R4=R2×R3(自己推导)3.测量方法如图10,连接电路,取R
1、R2为定值电阻,R3为可变电阻箱(能够直接读出数值),Rx为待测电阻调节R3,使电流计中的读数为零,应用平衡条件,求出Rx四.半偏法测电阻1.半偏法测电流表内阻
(1)测量方法电流表半偏法测电阻的电路图如图11,R为滑动变阻器,R0为电阻箱,G为待测电流表内阻实验时,先合上S1,断开S2,调节R使电流计的指针满偏;再合上S2,调节R0使电流计的读数为满刻度的一半,这时,电阻箱的数值即为电流计的内阻(注意实验前,变阻器的阻值应放在最大位置;调节R0时,R不动)
(2)测量原理S2打开时,设电流表满偏电流Ig=,因为R》Rg,R》r,所以Ig≈E/R,当S2闭合时,R0和Rg并联,并联后总阻值R并<Rg《R,故S2闭合后,电路中总电流几乎不变,即Ig≈E/R,调节R0使电流表半偏为Ig/2,所以流过R0的电流也为Ig/2,所以R0=Rg
(3)器材选择从上述原理可知,S2打开与闭合,近似认为干路中电流不变,前提是R》Rg故实验器材选择应满足
①电源电动势尽可能大,
②R尽可能大
(4)误差分析(略)2.半偏法测电压表的内阻电路如图12实验时,将R1的滑动片P放在左边,合上S1和S2,调节R1,使电压表的读数满偏;保持R1不变,断开S2,调节R0,使电压表的读数为满刻度的一半则RV=R0请同学们自己分析其实验原理、器材选择与误差分析五.等效替代法测电阻1.等效替代法就是在测量的过程中,让通过待测电阻的电流(或电压)和通过电阻箱的电流(或电压)相等电路如图13,将单刀双掷开关调到a,闭合S1调节R,使安培表读数为I0,保持R不动,将单刀双掷开关打到b,调节R0使安培表读数仍为I0,则电阻箱的读数就是待测电阻的数值2.测量原理图14是用伏特表完成的实验,同学们自己分析测量原理3.注意主要元件为电阻箱和单刀双掷开关虚线框内可用分压控制电路六.公式计算法测电阻公式计算法主要是应用串并联电路的特点和全电路的知识进行分析,并求出待测电阻的数值图15是测量电阻Rx的电路,Rx为待测电阻,R为保护电阻,其阻值未知,R1为已知的定值电阻,电源电动势为E未知,S
1、S2均为单刀双掷开关,A为电流表,其内阻不计
(1)测量Rx的步骤为S2向d闭合,S1向a闭合,记下电流表的读数I1,再将S2向c闭合,S1向b闭合,记下电流表读数I2
(2)计算Rx的公式为Rx=分析解答当S2接dS1接a时,Rx的电压Ux=I1Rx当S2接cS1接b时,R1上的电压U1=I2R2在不改变电阻R的情况下,Ux=U1所以I1Rx=I2R1,
七、安安发测电阻___.ks5u.com
八、伏伏法测电阻
九、实验八测定金属的电阻率同时练习使用螺旋测微器
一、实验目的1.用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率.2.练习使用螺旋测微器.
二、实验原理1螺旋测微器内部测微螺杆的螺距是
0.5mm,则圆周上的点转一周,螺杆前进或后退
0.5mm.将大圆周分成50等分,则圆周上的点转过一等份,螺杆前进或后退
0.01mm.固定刻度的最小分度对应螺距,即
0.5mm,可动刻度的最小分度对应螺距的1/50,即
0.01mm.读数时先读出固定刻度示数,然后读出可动刻度示数,二者相加得出最后测量结果.如图所示测量结果为
1.602mm.2电阻的测量由部分电路欧姆定律得R=U/I,只要测出在电压U下通过导体的电流I,就可算出导体的电阻.3电阻率的测量由电阻定律得ρ=RS/L,可见,在电阻已经测定的条件下,只要测出导体的长度L、横截__S,即可算出某温度时的电阻率ρ.
三、实验器材被测金属导线,低压直流电源3V,电流表0~
0.6A,电压表0~3V,滑动变阻器50Ω,开关,导线若干,螺旋测微器,米尺.
四、实验方法伏安法.
五、实验步骤1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d.2.接好用伏安法测电阻的实验电路.3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量三次,求出其平均值L.4.把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置.5.改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入记录表格内.6.将测得R、L、d的值,代入公式中,计算出金属导线的电阻率.
六、注意事项1.测量直径应在导线连入电路前进行,测量金属导线的长度,应该在连入电路之后在拉直的情况下进行.2.本实验中被测金属导线的电阻值较小,故须采用电流表外接法.3.开关S闭合前,滑动变阻器的阻值要调至最大.4.电流不宜太大电流表用0~
0.6A量程,通电时间不宜太长.5.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成干路,然后再把电压表并联在待测金属导线的两端.
七、误差分析1.金属导线的横截__是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一.2.采用伏安法测量金属导线的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小.3.金属导线的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差.4.由于金属导线通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差.
八、数据处理1将各次测量的电流、电压值代入公式R=,算出电阻值,求出各次电阻的平均值.2算出金属丝的截__S,将实验测出的L、S、R代入公式ρ=,求出金属丝的电阻率.实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线
一、实验目的描绘小电珠的伏安特性曲线.
二、实验原理1.测多组小灯泡的U、I,并绘出I-U图象.2.由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系.
三、实验器材小灯泡“
3.8V
0.3A”、电压表“0~3~15V”、电流表“0~
0.6~3A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.
四、实验步骤1.按照图7-5-1所示__电路.2.滑动滑动变阻器滑片,读出多组U、I值,填入表格.3.在坐标纸上作出U-I图线,观察U-I曲线特点.
五、注意事项1.电路的连接方式电流表应采用外接法,滑动变阻器应采用分压式连接.2.闭合开关前,滑片应移到使小电珠的电压为0的一端.3.在U-I图线弯曲处,绘点要密.
4.U-I图线上各点要用平滑曲线连接.
六、误差分析1.由于电压表、电流表不是理想电表,电表内阻对电路的影响会带来误差.2.电流表、电压表的读数带来误差,要严格按照读数规则读数.3.在坐标纸上描点,作图带来误差.
七、数据处理实验中,在调节滑动变阻器的滑片位置改变灯泡两端电压时,尽量使灯泡的电压变化有规律,然后再对应地读电流值.在根据所取的电压、电流的最大值,选取适当的横纵坐标分度,描点画图,这样可以使所取的点在坐标平面内分布的尽量大而且点分布疏密程度均匀一些.实验十 测定电源的电动势和内阻
一、实验目的1.测电源的电动势和内电阻.2.加深对闭合电路欧姆定律的理解.
二、实验原理1.闭合电路的欧姆定律.2.两次计算法和U-I图象法.
三、实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺.
四、实验步骤1.电流表用
0.6A量程,电压表用3V量程,按图7-6-1所示连接好电路.2.把变阻器的滑片移到使阻值最大的一端.3.闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数I、U,用同样方法测量几组I、U值,记录在自己设计的表格中.4.断开开关,整理好器材.5.处理数据,用公式法和作图法两种方法求出电动势和内阻的值.
五、注意事项1.实验中电流不宜过大,每次读完U和I的数据后应立即断开电源.2.测量数据不少于6组,且变化范围要大些.3.画U-I图线时,要注意连线原则.4.若电压变化范围较小,画图线时,纵轴的刻度可不从零开始,此时要注意E和r的确定.
六、误差分析
1.由读数视差和电表线性不良引起误差.
2.由于导线未焊接在电池的正负极上因此接触不良造成电池内阻不稳定单掷开关接触不良造成电池内阻增大.
3.每次读完电表示数没有立即断电而是长时间闭合开关S甚至改变滑动变阻器阻值全过程中始终通电造成电池里电动势E下降内阻r增大.
4.测量电路存在系统误差I真=I测+IV中未考虑电压表的分流作用.
5.用图象法求E和r时由于作图不准确造成的偶然误差.
6.系统误差分析与比较 在中学物理实验室里,测定电源电动势和内阻的方法有多种,可以用一只电压表和一只电流表,也可以用一只电流表和一只电阻箱,或者用一只电压表和一只电阻箱,它们的测量原理都是闭合电路欧姆定律这在《普通高中课程标准实验___物理》(选修3-1)中都提到但由于电表有内阻,以上方法都存在一定的系统误差,但是误差的情况不一样,下面就这几种测定方法的误差进行分析和比较 1.电流表外接法 这是课本上的学生实验电路图,只要测出两组U、I的值,就能算出电动势和内阻对电路的接法可以这样理解因为要测电源的内阻,所以对电源来说用的是电流表外接法 图1 【分析方法1】计算法 根据闭合电路欧姆定律,其测量的原理方程为 其中U、I分别是电压表和电流表的示数,通过调节滑动变阻器,改变路端电压和电流,这样就得到多组数据,每两组数据就可以求出电动势和内阻设某两组U、I的值的大小关系为U1U2,I1I2 解得, 由于电压表的分流作用,电流表的示数I不是流过电源的电流I0,有II0,那么测得的电动势E和内阻r与真实值比较是偏大还是偏小呢? 设电压表的内阻为RV,用E0表示电动势的真实值,r0表示内阻的真实值,则方程应修正为 解得, 可见电动势和内阻的测量值都小于真实值 【分析方法2】图像法 以上是定量计算分析,还可以利用电源的伏安特性曲线来定性分析 如图2所示,直线
①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线,由于II0,而且U越大,I和I0之间的误差就越大,而电压表的示数U就是电源的路端电压的真实值U0,除了读数会有误差外,可以认为U=U0,经过修正后,直线
②就是电源真实值反映的伏安特性曲线,由图线可以很直观的看出EE0,rr0 【分析方法3】等效法 把电压表和电源等效为一新电源,如图1虚线框所示,这个等效电源的内阻r为r0和RV的并联电阻,也就是测量值,即 等效电源的电动势为电压表和电源组成回路的路端电压,也就是测量值,即 由以上分析还可以知道,要减小误差,所选择的电压表内阻应适当大些,使得 【实验方法拓展】 ___上介绍了用电压表和电阻箱测电源电动势和内阻,电路如图3所示 图3 调节R,测出两组U、R的值,就能算出电动势和内阻,其测量的原理方程为 其中U是电压表示数,R是电阻箱示数这种方法产生的系统误差和图1是一样的,因为上式中的就相当于图1中的电流表所测的流过变阻器的电流I,误差产生的原因还是由于电压表的分流,的值并不是流过电源的电流,而只是流过R的电流所以最终测得的电动势和内阻的测量值也都小于真实值 2.电流表内接法 既然以上方法都存在系统误差,那么将电流表接到如图4所示的位置,即对电源来说是电流表内接,这种接法行吗? 【分析方法1】计算法 根据闭合电路欧姆定律,其测量的原理方程为 其中U、I还是电压表和电流表的示数,通过调节滑动变阻器,同样可以得到多组数据,每两组数据就可以求出电动势和内阻设某两组U、I的值的大小关系为U1U2,I1I2 解得, 由于电流表的分压,电压表的示数U不是电源的路端电压U0,有UU0,设电流表的内阻为RA,用E0表示电动势的真实值,r0表示内阻的真实值,则方程应修正为 解得, 可见电动势的测量值等于真实值,而内阻的测量值大于真实值 【分析方法2】图像法 以上是定量计算分析,也可以利用电源的伏安特性曲线来定性分析 如图5所示,直线
①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线,由于UU0,而且I越大,U和U0之间的误差就越大,而电流表的示数I就是流过电源的电流的真实值I0,除了读数会有误差外,可以认为I=I0,经过修正后,直线
②就是电源真实值反映的伏安特性曲线,由图线可以很直观的看出E=E0,rr0 【分析方法3】等效法 把电流表和电源等效为一新电源,如图4虚线框所示,这个等效电源的内阻r为r0和RA的串__电阻,也就是测量值,即 等效电源的电动势为电流表和电源串联后的路端电压,也就是测量值,即 由以上分析还可以知道,要减小误差,电流表的内阻需很小,使得,这个要求在实验室测定干电池的内阻时是很难满足的 虽然第二种实验方法电动势的测量值等于真实值,但由于电源本身内阻较小,而这种方法得到的内阻的测量值,实验相对误差很大,所以综合考虑,还是采用第一种实验方法较好【测定电源电动势和内电阻的其他方法】 1.用一只电流表和电阻箱测量 如图1所示,改变电阻箱R的阻值,测出不同阻值时对应的电流表的示数,设分别为R
1、I1和R
2、I2设被测电源的电动势和内阻分别为E、r,电流表的内阻为RA,则由闭合电路欧姆定律可得 E=I1(R1+r+RA), E=I2(R2+r+RA), 解得 , 若采用图象法处理实验数据,则由闭合电路欧姆定律得 E=I(R+r+RA),
①
(1)将
①式转化变为 , 即要求作出图线,见图2所示,此直线的斜率为电源电动势E,对应纵轴截距的绝对值为电源的内阻r
(2)或将
①式转化变为 , 即要求作出图线,见图3所示,此直线的斜率为电源电动势E,对应纵轴截距的绝对值与电流表内阻RA的差为电源的内阻r
(3)或将
①式转化变为 , 即要求作出图线,见图4所示,此直线的斜率的倒数为电源电动势E,对应纵轴截距除以斜率再与电流表内阻RA的差为电源的内阻r
(4)或将
①式转化变为 , 即要求作出图线,见图5所示,此直线的斜率的倒数为电源电动势E,对应纵轴截距除以斜率为电源的内阻r 2.用一只电压表和电阻箱测量 如图6所示,改变电阻箱R的阻值,测出不同阻值时对应的电压表的示数,设分别为R
1、U1和R
2、U2设被测电源的电动势和内阻分别为E、r,电压表的内阻为RV,则由闭合电路欧姆定律可得 , , 解得 , 若采用图象法处理实验数据,则由闭合电路欧姆定律得 ,
②
(1)将
②式转化变为 , 即要求作出图线,见图7所示,此直线对应纵轴截距的绝对值的倒数为电源的内阻r,该直线的斜率除以对应纵轴截距的绝对值为电源电动势E
(2)将
②式转化变为 , 即要求作出图线,见图8所示,此直线对应纵轴截距的绝对值减去电压表内阻的倒数再倒数为电源的内阻r,该直线的斜率乘以电源的内阻r为电源电动势E
(3)将
②式转化变为 , 即要求作出图线,见图9所示,此直线对应纵轴截距的倒数为电源的电动势E,该直线的斜率除以对应纵轴截距为电源的内阻r
(4)将
②式转化变为 , 即要求作出图线,见图10所示,此直线对应纵轴截距为,该直线的斜率为,利用上述两结论可解得电源的电动势E和内阻r 3.用两只电压表测量 测量电路如图11所示,断开K时,测得两电压表的示数分别为U
1、U2,再闭合K,此时电压表V1的示数为U1′设被测电源的电动势和内阻分别为E、r,电压表V1的内阻为RV,则由闭合电路欧姆定律可得 , , 解得 , 通过上面分析可知,在物理实验备考复习过程中,要重视实验原理和方法的迁移,学会用多种方法处理实验数据在物理高考考纲中涉及与实验有关能力要求有
①能__完成“知识内容表”中所列的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题
②能够根据具体问题列出物理量之间的关系式,进行推导和求解,并根据结果得出物理结论,必要时能运用几何图形,函数图像进行表达、分析实验十一 练习使用多用电表
一、实验目的1.了解多用电表的构造和原理,掌握多用电表的使用方法.2.会使用多用电表测电压、电流及电阻.3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件.
二、实验原理1.多用电表电路图2.欧姆表1内部电路2表头
三、实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干,小灯泡、二极管,定值电阻大、中、小三个.
四、实验步骤1.对多用电表进行机械调零.2.用多用电表电压挡、电流挡测电压、电流.3.用多用电表欧姆挡测三个定值电阻,注意选择挡位和电阻挡调零.4.研究二极管的正负极.5.探索黑箱内的电学元件.
五、注意事项1.表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔,注意电流的实际方向.2.区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮.3.测电压时,多用电表应与被测元件并联;测电流时,多用电表应与被测元件串联.4.测量电阻时,每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零.5.由于欧姆表盘难于估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应量程的倍率.6.使用多用电表时,手不能接触测试笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触测试笔的金属杆.7.测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表.8.如果__不用欧姆表,应把表内电池取出.
六、误差分析1.欧姆表的电池用久后电动势要变小,内电阻要变大,此时会引起较大的测量误差.2.电流挡和电压挡的表盘刻度均匀,欧姆挡的表盘刻度不均匀,读数时的估读容易带来误差 .实验十二用单摆测量当地重力加速度
一、实验目的用单摆测定当地的重力加速度.
二、实验原理当单摆偏角很小时α10°,单摆的运动为简谐运动,根据单摆周期得,因此,只需测出摆长L和周期T,便可测定g.
三、实验器材中心有小孔的金属小球、长约1米的细线、铁架台带铁夹、刻度尺、秒表、游标卡尺.
四、实验操作1.实验步骤1做单摆让细线的一端穿过小球的小孔,并打一个比小孔大一些的结,然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上,并把铁架台放实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自然下垂.且在单摆平衡位置处做标记,如图实-1所示.2测摆长用米尺量出摆线长L′,精确到毫米,用游标卡尺测出小球的直径D,也精确到毫米,则单摆长L=L′+.3测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度小于10°,然后释放小球,记下单摆做30~50次全振动的总时间,算出平均每次全振动的时间,即为单摆的振动周期.反复测量三次,再算出测得周期数值的平均值.4改变摆长,重做几次实验.2.数据处理1公式法利用多次测得的单摆周期及对应摆长,借助公式求出加速度g,然后算出g的平均值.2图象法由公式,分别测出一系列摆长l对应的周期T,作出L-T2的图象,如图实-2所示,图象应是一条通过原点的直线,求出图线的斜率k,即可求得g值.g=4π2k,
五、注意事项1.选择材料时应选择1细、轻又不易伸长的线,长度一般在1m左右;2密度较大的金属球,直径应较小,最好不超过2cm.2.单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上,应夹紧在铁夹中,以免摆球摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象.3.注意控制单摆摆动时摆线偏离竖直方向的夹角不能太大一般不超过10°,可通过估算振幅的办法掌握.4.摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形成圆锥摆.5.计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低位置时开始计时,以后摆球从同一方向通过最低位置时进行计数,且在数“零”的同时按下秒表,开始计时计数.
六、误差分析1.本实验的系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求,即悬点是否固定,球、线是否符合要求,振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内的振动等.2.本实验的偶然误差主要来自时间的测量,因此,要从摆球通过平衡位置时开始计时,不能多计或漏计振动次数.附2012年全国各地百套模拟试题电学实验精选试题
1.【2012•安徽高考信息交流__】多用电表测电阻时,下列操作中正确的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网是()A.测量前检查表针是否停在左端的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网“O”位置,如不在则要进行欧姆调零B.用“×1”欧姆挡,若指针恰好在刻度30~50的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网正中,则待测电阻为40ΩC.用“×1K”挡,若指针偏转角度太大,应换成“×100”或“×10”或“×1”D.每次换挡后都要重新欧姆调零2.【2012•浙江期末】如图所示探究影响平行板电容器电容的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网因素的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验设两极板正对__为S,极板间的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网距离为d静电计指针偏角为θ实验中,极板所带电荷量不变,若A.保持S不变,增大d则θ变大B.保持S不变,增大d则θ变小C.保持d不变,减小S则θ变小D.保持d不变,减小S则θ不变3.【2012•__静安区一模】在研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验中,所需的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验器材已用导线连接成如图所示的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验电路将线圈A插入线圈B中,闭合开关的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网瞬间,线圈B中感应电流与线圈A中电流的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网绕行方向相反;某同学设想使一线圈中电流逆时针流动,另一线圈中感应电流顺时针流动,可行的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验操作是A.抽出线圈L1B.插入软铁棒C.使变阻器滑片P左移D.断开开关4.【2012•四川期末】现给出两个阻值不同的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻R1和R2,用多用电表按正确的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网操作程序分别测出它们的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值,测量R1时选用“×100”欧姆挡,其阻值如下图中指针
①所示,R1=Ω;测量R2时选用“×10”欧姆挡,其阻值如下图中指针
②所示,R2=Ω将某一小量程的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电流表改装成大量程的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电流表,其中改装后量程较大的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网是电流表与(填“R1”或“R2”)联(填“串”或“并”)的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网5.【2012•山东调考】如图甲为多用电表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网示意图,现用它测量一个阻值约为20Ω的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻,测量步骤如下
(1)调节,使电表指针停在指针对准的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网“0”刻线(填“电阻”或“电流”)
(2)将选择开关旋转到“Ω”档的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网位置(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”)
(3)将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,并将两表笔短接,调节,使电表指针对准的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网“0”刻线(填“电阻”或“电流”)
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如下图乙所示,该电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值为Ω
(5)测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置6.【2012•江苏期末】如下图所示是电子拉力计的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网示意图,金属弹簧右端和滑动触头P固定在一起(弹簧的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻不计,P与R1之间的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网摩擦不计)定值电阻R0;电阻R1是用均匀电阻丝密绕在瓷管上做成的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网(类似于滑动变阻器),其长度为10cm,阻值R1=300Ω,电源电动势E=3V,内阻不计理想电流表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网量程为0~100__当拉环不受拉力时,触头P刚好不与电阻R1接触(即电路断开)弹簧的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网劲度系数为_____N/m
(1)电路中连入的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网R0阻值至少应为Ω
(2)设计中需要将电流表上的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电流数值改为拉力的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网数值,那么在原电流表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网40__处应改为N分析可知,拉力计的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网刻度是否均匀(填写“均匀”或“不均匀”)
(3)为了使拉力计的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网量程增大应采用的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网措施是(只填写一条)7.【2012•广东潮州期末】某同学用如图所示电路来测定电池的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电动势和内阻
①实验开始时,滑片P应位于____________端填A或B
②该同学测得如下表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网五组数据根据数据在答题http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网卷相应图中作出U-I图线,从图象可得电池的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电动势E=________V,内阻r=___________Ω结果均保留二位小数12345U/V
1.
371.
321.
241.
101.05I/A
0.
120.
200.
310.
500.578.【2012•山西期末】为了测量一节干电池的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电动势和内阻,某实验小组按下图甲所示的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电路图连好实验电路,合上开关,电流表和电压表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网读数正常,当将滑动变阻器的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网滑片由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网示数逐渐增大,而电压表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网示数接近
1.5V且几乎不变,直到当滑片滑至临近B端时电压表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网示数急剧变化,这种情况读出的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电压值、电流值在U-I坐标轴上分布不均匀,出现上述情况的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网原因是,改进方法是改进后,测出几组电流、电压的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网数值,并画出如下图乙所示的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网图象,由图象可知,这个电池的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电动势为E=V,内阻r=Ω9.【2012•浙江高三调考】用伏安法测量金属丝的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻(阻值在3至9Ω之间),现提供图7甲所示的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验器材.实验要求获得多组数据,且金属丝上所加的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电压须从零开始
(1)请在图甲中选择必要的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网器材,并进行连线
(2)某次实验测量时,两表均选用小量程表面刻度及指针如图7乙所示,则该金属丝的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻值为.10.【2012•安徽模拟】待测电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下A.电流表(量程150__,内阻约为10Ω)B.电流表(量程20__,内阻r2=30Ω)C.电压表(量程15V,内阻约为3000Ω)D.定值电阻=100ΩE.滑动变阻器,最大阻值为5Ω,额定电流为
1.0AF.滑动变阻器,最大阻值为5Ω,额定电流为
0.5AG.电源,电动势=4V(内阻不计)H.电键及导线若干
(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网,请从所给的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网器材中选择合适的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验器材_______________________(均用器材前对应的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网序号字母填写);
(2)根据你选择的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验器材,请你在虚线框内画出测量Rx的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网最佳实验电路图并标明元件符号;
(3)待测电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网表达式为Rx=________________,式中各符号的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网物理意义为________________________________________________________________________11.【2012•湖北重点中学联考】某待测电阻Rx(阻值约20Ω)现在要较准确地测量其阻值,且测量时要求两电表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网读数均大于其量程的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网1/3,实验室还有如下器材A.电流表A1(量程150__,内阻r1约为10Ω)B.电流表A2(量程20__,内阻r2=30Ω)C.定值电阻R0(100Ω)D.滑动变阻器R(0至10Ω之间)E.直流电源E(电动势约4V,内阻较小)F.开关S与导线若干
(1)在右图中虚线框内画出测量电阻Rx的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电路图,并将图中元件标上相应符号;
(2)用已知量和一组直接测得的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网量写出测量电阻Rx的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网表达式为12.【2012•湖南模拟】一微安表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网刻度盘只标注了表示量程Ig=100μA的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网刻度线,尚未标注其他分刻度线,请用下列全部器材测量微安表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网内阻待测微安表内阻Rg约为2kΩ毫伏表量程250mV,最小分度5mV,内阻约为1kΩ滑动变阻器R10至50Ω之间滑动变阻器R20至3kΩ之间直流电源E电动势E=
1.5V,内阻r约为1Ω单刀单掷开关S,导线若干
(1)在如右图所示的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验电路原理图上标明所选用的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网滑动变阻器
(2)下面是主要的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验操作步骤,将所缺的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网内容填写在横线上第一步断开S,按电路原理图连接器材,将两个滑动变阻器R
1、R2的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网触头分别置于合理的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网位置;第二步闭合S,分别调节R1和R2至适当位置,
(3)用已知量和测得量的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网符号表示微安表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网内阻Rg=13.【2012•河北省唐山市高三理综摸底】现要测定一个额定电压
4.2V,额定功率
1.5W的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网伏安特性曲线现有器材直流电源E(电动势4.5V,内阻不计);电压表(量程4.5V,内阻约4×l04Ω);电流表A1(量程250__,内阻约为2Ω);电流表A2(量程400__,内阻约为1Ω);滑动交阻器(最大阻值约10Ω),电键S,导线若干
(1)如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电流表是____;
(2)在空格内设计出实验电路图,要求电路图既要满足测量要求、又要误差较小;
(3)结合实验中所描述的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网图象,P点小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电功率为14.【2012•天津模拟】当小灯泡发光时其灯丝的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻会随着发光亮度的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网变化而发生变化某同学为研究这一现象,按照自己设计的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验电路测量小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电流I和电压U,得到如下表所示的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网数据I(A)
0.
120.
220.
290.
340.
380.
420.
450.
470.
490.50U(V)
0.
200.
400.
600.
801.
001.
201.
401.
601.
802.00
(1)请你根据上表数据的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网特点,在虚线框中画出实验电路图可用的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网器材有电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0~10Ω)、电源、小灯泡、电键、导线若干
(2)在图示坐标纸上画出小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网U-I曲线,并定性分析灯丝的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻与灯泡发光亮度的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网变化关系
(3)如果将上面实验中使用的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网小灯泡接在电动势是
1.5V,内阻是
2.0Ω的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电源两端,利用上面的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网U-I曲线可求出小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实际功率是W,电源效率为15.【2012•河北省正定中学调考】某兴趣小组为了测量一待测电阻Rx的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值,准备先用多用电表粗测出它的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值,然后再用伏安法精确地测量.实验室里准备了以下器材:A.多用电表B.电压表Vl,量程6V,内阻约10kΩC.电流表Al,量程0.6A,内阻约0.2ΩD.电流表A2,量程3A,内阻约0.02ΩE.电源电动势E=12VF.滑动变阻器Rl,最大阻值10Ω,最大电流为2AG.滑动变阻器R2,最大阻值50Ω,最大电流为0.1AH.导线、电键若干
(1)在用多用电表粗测电阻时该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡,其阻值如图甲中指针所示,为了减小多用电表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网读数误差多用电表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网选择开关应换用欧姆挡;
(2)按正确的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值时,其阻值如图乙中指针所示,则的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值大约是Ω;
(3)在用伏安法测量该电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值时,要求待测电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电压从0开始可以连续调节,则在上述器材中应选出电流表和滑动变阻器分别是(填器材前面的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网字母代号);
(4)在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值时的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验电路图.16.【2012•丹东四校协作体摸底调研】小灯泡灯丝的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻会随温度的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网升高而变大,因而引起功率变化一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网,实验室备有的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网器材是电压表(0-3V,约3kΩ),电流表(0-
0.6A,约
0.1Ω),电池,开关,滑动变阻器,待测小灯泡,导线若干实验时,要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压
(1)在虚线框内画出实验电路图
(2)根据实验测得数据描绘出如图乙所示的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网U-I图象,小灯泡电压随电流变化曲线,由此可知,小灯泡电阻R随温度T的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网关系是
(3)如果一电池的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电动势2V,内阻
2.5Ω请你根据上述实验的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网结果,确定小灯泡接在该电池的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网两端小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实际功率是______W
17.【2012•河南期中】如图所示为某同学实验得到的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网小灯泡灯丝电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网U-I关系曲线图
(1)在上框中画出实验电路图(根据该电路图可得到U-I关系的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网完整曲线),可用的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网器材有电压传感器、电流传感器、滑线变阻器(变化范围0—50Ω)、电动势为6V的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电源(不计内阻)、小灯泡、电键、导线若干
(2)如果将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路,如图所示,其中甲电路的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电源为一节干电池,乙电路的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电源为三节干电池,每节干电池的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电动势为
1.5V,内电阻为
1.5Ω,定值电阻R=18Ω,则接入_____(选填“甲”或“乙”)电路时,小灯泡较亮些
(3)在电路乙中,小灯泡消耗的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电功率为____________W
(4)若将电路乙中的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻R替换为另一个完全相同的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网小灯泡,其他条件不变,则此时电源内部的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网发热功率为____________W18.【2012•广东调研】2010年广州亚运盛会堪称是LED绿色照明技术、节能照明产品得到全面应用的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网照明科技博览会无论是海心沙、广州塔、广州中轴线城市景观照明等重点工程项目,还是亚运城、大学城等数十个场馆和设施,处处都闪耀着国产LED绿色照明、节能照明产品的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网光芒某实验小组要精确测定额定电压为3V的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网LED灯正常工作时的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500Ω左右,电学符号与小灯泡电学符号相同实验室提供的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网器材有电流表A1(量程为0至50__,内阻RA1约为3Ω)电流表A2(量程为0至3__,内阻RA2=15Ω)定值电阻R1=697Ω定值电阻R2=1985Ω滑动变阻器R(0至20Ω)一只电压表V(量程为0至12V,内阻RV=1kΩ)蓄电池E(电动势为12V,内阻很小)电键S一只
(1)在下边方框中画出应采用的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电路图
(2)写出测量LED灯正常工作时的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻表达式Rx,当表达式中的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网(填字母)达到,记下另一电表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网读数带入表达式,其结果为正常工作时电阻19.【2012•云南模拟】一只电流表头,其内电阻Rg=
299.7Ω当给表头并联上一个阻值为
0.3Ω的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻后,此电流表量程为I=1A
(1)求电流表头的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网满偏电流;
(2)若把此电流表头改装为一量程为U=3V的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电压表,需给其串联一个多大的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻?
(3)若用这只电流表头和一节干电池(E=
1.5V,r=
0.3Ω)组装成欧姆表,现有变阻器R1=1kΩ,R2=
1.5kΩ,应选用哪一个作调零电阻?___?
(4)当用这只组装__的欧姆表测某电阻时,欧姆表指针正好指在刻度__,求被测电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值是多少?20.【2012•湖北黄冈期中】实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网串联现在要测量实际电流表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网内阻供选择的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网仪器如下A.待测电流表(,内阻约300Ω)B.电流表(,内阻约100Ω)C.电压表V1(量程6V)D.电压表V2(量程15V)E.滑动变阻器(Ω)F.滑动变阻器(Ω)G.定值电阻(300Ω)H.定值电阻(10Ω)I.直流电源(E=3V)J.电键S及导线若干
(1)请选择合适的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网器材设计实验电路,并把电路图画在方框中(图中表明所选器材)
(2)根据测量所得物理量有=电学实验参考答案
1.【答案】CD【解析】要区分欧姆调零与机械调零,A错误,欧姆刻度不均匀,B错误,用“×1K”挡,若指针偏转角度太大,表明被测电阻很小,应换成“×100”或“×10”或“×1”挡,C正确;每次换挡后都要重新欧姆调零,D正确2.【答案】A【解析】由知保持S不变,增大d,电容减小,电容器带电能力降低,电容器电量减小,静电计所带电量增加,θ变大;保持d不变,减小S,电容减小,θ变大正确答案A3.【答案】BC【解析】根据磁通量的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网变化得选项BC正确.4.【答案】(每空2分)900300R2并【解析】用面板读数乘以倍率即为读数,故R1=900Ω,R2=300Ω把小量程的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电流表改装成大量程电流表,需要并联一个小电阻5.【答案】(除标注外,每空2分)
(1)调零螺丝电流
(2)×1
(3)调零旋钮(1分)电阻(1分)
(4)
19.0【解析】使用多用电表欧姆档,先机械调零中值电阻为15Ω,测量20Ω的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻时,要使用×1的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网倍率,然后进行欧姆调零;由刻度盘和倍率可知,测量电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值为
19.0Ω6.【答案】
(1)30
(2)850不均匀
(3)更换劲度系数更大的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网弹簧【解析】
(1)当P__到R1的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网最右端时,电流表恰好满偏,则有
(2),,解得x=
8.5cm,F=kx=850N;由于电流与拉力不成正比,所以刻度不均匀
(3)换劲度系数更大的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网弹簧,弹簧伸长相同的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网长度时,需要的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网拉力更大7.【答案】1
①A
②E=
1.43V-
1.48Vr=
0.64Ω-
0.78Ω,【解析】
①要使变阻器的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻值最大
②纵轴截距表示电动势E=
1.45V,斜率绝对值表示电源内阻r=
0.71Ω电路图如图所示8.【答案】变阻器的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值太大换用阻值较小的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网变阻器
1.44V至
1.48V之间
2.2Ω至
2.4Ω之间【解析】滑动变阻器阻值太大,滑片向B端__时,因开始电流值较小,电压表示数变化不明显,要改进这种现象,可以换用阻值较小的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网滑动变阻器由乙图可知,E=
1.48V,r==Ω=
2.4Ω9.【答案】
(1)2【解析】(1)如答图1所示(2)由图7乙可知,电压表示数为,电流表示数为由10.【答案】
(1)ABDEGH;
(2)如图所示;
(3);、分别为和表示数,与分别为定值电阻和内阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值.【解析】
(1)由于电源电动势为4V,电压表量程为15V,达不到其量程的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网三分之一,故电压表不能使用;可用电流表与定值电阻串联扩大其电压量程,当作电压表与电流表配合使用伏安法测量待测电阻阻值,由于改装的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电压表内阻已知,故电流表采用外接法,改装的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电压表电压量程为20__×130Ω=
2.6V,滑动变阻器最大阻值为5Ω,无法起到限流作用,故滑动变阻器采用分压式接法;此时考虑到干路最小电流约为=
0.8A,故滑动变阻器只能选择,经过估算当电流表满偏时,电流表也正好满篇,非常匹配,因此满足电表读数不得小于量程的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网三分之一.故器材选择ABDEGH.
(2)如答图2所示.
(3)待测电阻,其中、分别为和表示数,与分别为定值电阻和内阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值.11.【答案】
(1)如右图所示
(2)【解析】从题http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网给出的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网器材中知,这里对电阻Rx的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网测量可用伏安法来设计电路由于题http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网给出的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网器材中没有电压表,而电流表A2的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网内阻r2已知,因此电压表可由电流表A2和固定电阻R0(100Ω)串联通过计算我们不难发现,这种设计完全符合题http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网中的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网测量要求考虑到题http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网给出的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网其它器材规格与要求,控制电路宜采用分压式控制电路完整的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验电路设计成如右图所示进行实验时在某次合适的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网测量中,记下A1表与A2表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网示数分别为I1与I2,则有(I1-I2)Rx=I2(r2+R0),故12.【答案】
(1)如右图所示
(2)使微安表满偏,记下这时毫伏表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网示数U
(3)【解析】
(1)微安表内阻比较大,因而把阻值较小的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网滑动变阻器用作分压接法,从而粗调电压;而阻值较大的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网滑动变阻器用作限流接法,从而微调电压而微安表和毫伏表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网内阻比较接近,因而两者并联,所作电路图如右图所示
(2)因要使用微安表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网刻度,故而必须使微安表满偏,记下此时毫伏表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网示数
(3)根据欧姆定律可知,微安表的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网内阻为13.【答案】
(1)A2
(2)如右图所示
(3)
0.9W【解析】额定电压
4.2V,额定功率
1.5W的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网额定电流为I=P/U=
0.357A=357__,所以电流表需要选择量程为400__的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电流表A2描绘小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网伏安特性曲线应该设计为分压电路,由于小灯泡电阻不大,采用电流表外接P点小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电功率为P=UI=
3.0×
0.3W=
0.9W14.【答案】
(1)如下图a所示
(2)如下图b所示灯丝电阻随发光亮度增加而变大
(3)
0.2853%图a图b【解析】
(1)由表格数据可知,灯泡电阻约为2Ω~4Ω,远小于电压表内阻,应采用电流表外接法;由表格中的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网第一组数据可知,要取到
0.12A的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电流,滑动变阻器需用分压式接法
(1)做小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网U-I曲线时要先描点,用平滑的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网曲线将尽量多的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网点连在曲线上,连不上的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网尽量分布在曲线两侧;由描绘出的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网图象观察可得,U-I图象的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网斜率越来越大,故灯丝电阻随发光亮度增加而变大
(3)小灯泡和电源串联的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电路如上图所示,作出U=E-Ir的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网图线如图中倾斜直线,根据两图线交点的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网物理意义可知,此时电源和灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电流为
0.35A,灯泡工作电压为
0.80V,因此小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实际功率为P=UI=
0.28W电源效率为×100%=×100%=53%15.【答案】
(1)“×1”欧姆挡16.【答案】
(1)实验电路图如图所示
(2)小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻R随温度T升高而增大
(3)
0.44(
0.39—
0.48都得分)【解析】根据题http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网目要求,小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压,应该设计成分压电压;由于小灯泡电阻不大,电流表内接设计的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实验电路原理图如图所示由小灯泡电压随电流变化曲线可知,图线上点的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网纵横坐标比值随电流的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网增大而增大,说明小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻R随电流的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网增大而增大而电流增大则导致灯丝温度升高,所以小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻R随温度T升高而增大在题http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网给的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网小灯泡电压随电流变化曲线上作出电池的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网伏安特性曲线,该曲线与小灯泡电压随电流变化曲线的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网交点对应的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网纵横坐标值(
0.40,
1.10)即为小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电压和电流,小灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网实际功率是P=UI=
1.10×
0.40W=
0.44W
17.【答案】
(1)实验电路图如图所示18.【答案】
(1)如下图
(2)I
21.5__【解析】
(1)滑动变阻器比待测电阻阻值小很多,故供电电路采用分压式;可估算LED灯正常工作时的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电流为,故电流表A1不能用来测其电流,要精确测定其电阻就要排除电压表与电流表内阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网分流与分压,所以不能用电压表V测其电压与电流表A2测其电流的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网比值求电阻由于电流表A2内阻已知,与定值电阻串联可当做量程为0~6V的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电压表与灯泡并联测电压;电压表V内阻已知,可当电流表在干路中测电流与电流表A2示数的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网差值即为通过灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网真实电流电路图如上图所示
(2)由于灯泡的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网额定电压为3V,所以当I2(R2+RA2)=3V,灯泡达到额定电压,此时电流的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网值为I2=
1.5__19.【答案】
(1)1__
(2)
2700.3Ω
(3)R2
(4)
1.5kΩ【解析】
(1)设表头满偏电流为Ig,则并联电阻电流为(I-Ig)由Ig×
299.7=(I-Ig)×
0.3,得Ig=1__(4分)
(2)需串联的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网电阻Ω=
2700.3Ω(3分)
(3)由得,R=1200Ω故应选R2作为调零电阻(3分)
(4)中值电阻等于欧姆表头内阻由得,中值电阻R中=r+Rg+R==
1.5kΩ所以被测电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网阻值是
1.5kΩ(3分)20.【答案】
(1)如图所示
(2)【解析】按照伏安法测电阻的http://gk.canpoint.cn/\o全品高考网原理,用两个电流表测量待测电流表内阻,电路如图所示由I1r1=I2-I1R1解得r1=0123V0510150123456789100312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213140123456789001234567891050202515线圈振针振片永久磁铁限位孔01002003004005006007008009001000mg×
0.1×10×1×1K×10K×100176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890图1图2图3图6图4图5图80图70图9AB··图10GRR0S2图11S1S2图12VS1rER1R0P图15S1S2图14图13++++甲交流输出直流输出V乙图7图乙图甲UV321IA
00.
20.
40.654甲答图1答图2G1G2R1R4宿城一中2012届高三物理复习资料--第2页。