本文題目：高三物理教案：第二輪專題備課復(fù)習(xí)教案

　　〓專題〓 高考物理實(shí)驗(yàn)全攻略

　　知識(shí)結(jié)構(gòu)：

　　自然科學(xué)是實(shí)驗(yàn)性科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的重要組成部分.理科綜合對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岢隽嗣鞔_的要求，即是“設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力”，它包含兩個(gè)方面：

　�、�.獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力.

　　(1)理解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙��?

　　實(shí)驗(yàn)原理

　　中學(xué)要求必做的實(shí)驗(yàn)可以分為4個(gè)類型：練習(xí)型、測(cè)量型、驗(yàn)證型、探索型.對(duì)每一種類型都要把原理弄清楚.

　　應(yīng)特別注意的問(wèn)題：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中不需要選擇第一個(gè)間距等于2mm的紙帶.這個(gè)實(shí)驗(yàn)的正確實(shí)驗(yàn)步驟是先閉合電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作穩(wěn)定后，再釋放重錘，使它自由落下，同時(shí)紙帶打出一系列點(diǎn)跡.按這種方法操作，在未釋放紙帶前，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器已經(jīng)在紙帶上打出點(diǎn)跡，但都打在同一點(diǎn)上，這就是第一點(diǎn).由于開(kāi)始釋放的時(shí)刻是不確定的，從開(kāi)始釋放到打第二個(gè)點(diǎn)的時(shí)間一定小于0.02s，但具體時(shí)間不確定，因此第一點(diǎn)與第二點(diǎn)的距離只能知道一定小于2mm(如果這段時(shí)間恰等于0.02s，則這段位移s=gt2/2=(10×0.022/2)m=2×10-3m=2mm)，但不能知道它的確切數(shù)值，也不需要知道它的確切數(shù)值.不論第一點(diǎn)與第二點(diǎn)的間距是否等于2mm，它都是從打第一點(diǎn)處開(kāi)始作自由落體運(yùn)動(dòng)的，因此只要測(cè)量出第一點(diǎn)O與后面某一點(diǎn)P間的距離h，再測(cè)出打P點(diǎn)時(shí)的速度v，如果：

　　gh≈ ( )，

　　就算驗(yàn)證了這個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒.

　　(2)掌握實(shí)驗(yàn)方法步驟;

　　(3)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件和使用實(shí)驗(yàn)儀器，會(huì)處理實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題;

　　實(shí)驗(yàn)儀器

　　要求掌握的實(shí)驗(yàn)儀器主要有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器(千分尺)、天平、停表(秒表)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(電火花計(jì)時(shí)儀)、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱，等等。對(duì)于使用新教材的省市，還要加上示波器等。對(duì)這些儀器，都要弄清其原理、會(huì)正確使用它們，包括測(cè)量?jī)x器的正確讀數(shù)。

　　實(shí)驗(yàn)裝置

　　對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)主要指電路圖。

　　下面幾個(gè)是應(yīng)特別注意的：

　�、衮�(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)，如何平衡摩擦力是關(guān)鍵。

　　②研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)及碰撞中的動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都要使用斜槽軌道，讓小球從軌道上端無(wú)初速滾下，然后平拋出去，在安裝裝置時(shí)要注意保證軌道末端必須水平，如果實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行多次，每次小球應(yīng)從同一高度處下落，因此應(yīng)有一個(gè)擋板。

　�、垓�(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，要用鐵架臺(tái)并用夾子固定紙帶，這樣在開(kāi)啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器而未釋放重錘前，能保證打出的點(diǎn)跡在同一點(diǎn)上，若像課本上的實(shí)驗(yàn)裝置圖那樣，用手握住紙帶，開(kāi)啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器而未釋放紙帶前，會(huì)由于手的抖動(dòng)而打出一“堆”點(diǎn)，從而無(wú)法準(zhǔn)確找出第一個(gè)點(diǎn)(即自由落體運(yùn)動(dòng)起始位置)。

　�、苡脝螖[測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)，在安裝單擺時(shí)要注意懸點(diǎn)的固定，隨便拴一個(gè)結(jié)系在鐵架臺(tái)的橫梁上是不可取的，因?yàn)閼尹c(diǎn)不確定，就不是單擺，并且擺長(zhǎng)值也無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。

　�、萦嘘P(guān)電路的電學(xué)實(shí)驗(yàn)要注意安培表的外接與內(nèi)接，制流與分壓電路的選擇，電表內(nèi)阻的影響，等等。

　　(4)會(huì)觀察、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);

　　(5)會(huì)分析和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理

　　重要的有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶的處理方法(如分析是不是勻速運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)、如果是勻變速運(yùn)動(dòng)，如何求某時(shí)刻的速度、如何求加速度等);解方程求解未知量、用圖像處理數(shù)據(jù)(把原來(lái)應(yīng)該是曲線關(guān)系的通過(guò)改變坐標(biāo)軸的量或單位而變成線性關(guān)系，即變成直線，是重要的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。

　　實(shí)驗(yàn)誤差的定性分析

　　中學(xué)階段不要求進(jìn)行定量的誤差分析，但對(duì)主要誤差的產(chǎn)生原因、系統(tǒng)誤差是偏大還是偏小等，應(yīng)能理解。在電路的實(shí)驗(yàn)中，粗略地看，認(rèn)為電流表是短路、電壓表是斷路，但精確一點(diǎn)看，電流表和電壓表的內(nèi)阻的影響都不能忽略，定性地討論電表電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響是我們應(yīng)該掌握。

　　2課本重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)(下詳解)

　　3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力.

　　能根據(jù)要求靈活運(yùn)用已學(xué)過(guò)的物理理論、實(shí)驗(yàn)方法和儀器，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案并處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題.?

　　【注】幾種重要的實(shí)驗(yàn)方法

　　下面幾種實(shí)驗(yàn)方法是我們中學(xué)階段物理實(shí)驗(yàn)中用過(guò)的，從方法的角度整理、復(fù)習(xí)一下，有助于我們提高認(rèn)識(shí)水平和能力。

　　(1)累積法：在“用單擺測(cè)重力加速度”測(cè)周期時(shí)我們用的是累積法，即我們不直接測(cè)一個(gè)周期的時(shí)間，而是測(cè)30～50個(gè)周期的總時(shí)間，再除以周期數(shù)即得周期T的值.用累積法的好處是：①相當(dāng)于進(jìn)行多次測(cè)量而后取平均值，這樣可以減少偶然誤差;②增加有效數(shù)字的位數(shù).以測(cè)單擺的周期為例，我們實(shí)驗(yàn)時(shí)單擺的擺長(zhǎng)大約是1m或不到1m，用停表(最小分度值是0.1s)直接測(cè)1個(gè)周期的值，只能讀出兩位有效數(shù)字(機(jī)械停表的指針是跳躍式前進(jìn)的，因此不能估讀)，如1.8s、2.0s等，而測(cè)30個(gè)周期總時(shí)間，則可讀出至少3位有效數(shù)字。

　　用累積法的實(shí)驗(yàn)還有很多，如測(cè)一張紙的厚度、用刻度尺測(cè)金屬絲的直徑…

　　(2)替代法：在“互成角度兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中我們就用到了替代法，第一次我們用兩個(gè)彈簧秤成角度地拉橡皮筋，把結(jié)點(diǎn)拉到某一位置，再換成一個(gè)彈簧秤，同樣拉這個(gè)橡皮筋，也把結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置，這說(shuō)明后一個(gè)彈簧秤的拉力與前面兩個(gè)彈簧秤的拉力效果相等因此右以互相替代.對(duì)于“等效”這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)正確理解：所謂效果相等，是對(duì)某一方面說(shuō)的，并不是在所有方面都等效，仍以合力與分力來(lái)說(shuō)，它們只是在改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)上等效，而在其他方面，例如在產(chǎn)生形變上，二者并不等效。

　　用替代法的例子還有很多，如用天平稱物物體的質(zhì)量，電阻測(cè)量等都可以用替代法，我們古代三國(guó)時(shí)期曹沖稱象的故事就是替代法的典型實(shí)例。

　　(3)測(cè)量量的轉(zhuǎn)換：例如在“碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，把測(cè)物體的速度轉(zhuǎn)換為測(cè)物體平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移，即把測(cè)速度轉(zhuǎn)換為測(cè)長(zhǎng)度。

　　又如在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，本應(yīng)測(cè)量入射角和折射角，再根據(jù)折射率n=sini/sinr求出折射率，但角度不容易測(cè)準(zhǔn)確(一般所用的量角器的最小分度是1°，并且測(cè)角度時(shí)頂點(diǎn)很難對(duì)得特別準(zhǔn)確)，而通過(guò)做輔助線的方法可以把測(cè)角度轉(zhuǎn)換為測(cè)線段的長(zhǎng)度，從而增加了有效數(shù)字的位數(shù)，即提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。

　　(4)比較法：用天平稱物體的質(zhì)量，就是把物體與砝碼進(jìn)行比較，砝碼的質(zhì)量是標(biāo)準(zhǔn)的，把被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)的量進(jìn)行比較，就是比較法.天平是等臂杠桿，因此用天平測(cè)物體質(zhì)量時(shí)，不用再進(jìn)行計(jì)算，而是直接讀出砝碼的質(zhì)量，它就等于物體的質(zhì)量。一般情況下，被測(cè)物跟標(biāo)準(zhǔn)量并不相等，而是要根據(jù)某種關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，最常用的是二者間滿足一定的比例關(guān)系，通過(guò)一定的比例計(jì)算即可得出結(jié)果，因此常常稱為比例法。用比例法測(cè)電阻是常見(jiàn)的，當(dāng)兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，通過(guò)的電流相等，因此兩電阻兩端的電壓跟它們的電阻成正比，如果其中的一個(gè)電阻是標(biāo)準(zhǔn)電阻，另一個(gè)電阻的阻值就可測(cè)出.同樣，兩電阻并聯(lián)時(shí)，由于兩端電壓相等，通過(guò)兩支路的電流跟電阻成反比，只要一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)電阻，另一個(gè)電阻的阻可測(cè)出。

　　Ⅰ-1、基本儀器的使用

　　[方法歸納]

　　1.要求會(huì)正確使用的儀器?

　　刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、示波器.?

　　2.在力學(xué)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，常需要利用測(cè)量工具直接測(cè)量基本物理量.

　　基本物理量 測(cè)量?jī)x器

　　力學(xué) 長(zhǎng)度 刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器

　　時(shí)間 秒表(停表)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

　　質(zhì)量 天平

　　電學(xué) 電阻(粗測(cè)) 歐姆表、電阻箱

　　電流 電流表

　　電壓 電壓表

　�、倏潭瘸摺⒚氡�、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表的讀數(shù)

　　使用以上儀器時(shí)，凡是最小刻度是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，但是是有效數(shù)字的不可缺少的組成部分)。凡是最小刻度不是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。

　　例如

　　⑴讀出上左圖中被測(cè)物體的長(zhǎng)度。

　�、粕嫌覉D用3V量程時(shí)電壓表讀數(shù)為多少?用15V量程時(shí)電壓表度數(shù)又為多少?

　�、怯覉D中秒表的示數(shù)是多少分多少秒?

　　凡儀器的最小刻度是10分度的，在讀到最小刻度后還要再往下估讀一位。⑴6.50cm。⑵1.14V。15V量程時(shí)最小刻度為0.5V，只讀到0.1V這一位，應(yīng)為5.7V。⑶秒表的讀數(shù)分兩部分：小圈內(nèi)表示分，每小格表示0.5分鐘;大圈內(nèi)表示秒，最小刻度為0.1秒。當(dāng)分針在前0.5分內(nèi)時(shí)，秒針在0~30秒內(nèi)讀數(shù);當(dāng)分針在后0.5分內(nèi)時(shí)，秒針在30~60秒內(nèi)讀數(shù)。因此圖中秒表讀數(shù)應(yīng)為3分48.75秒(這個(gè)5是估讀出來(lái)的)。

　�、谟螛�(biāo)卡尺

　�、�10分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.9mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.1mm。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo)讀出0.1毫米位的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對(duì)齊，0.1毫米位就讀幾(不能讀某)。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.1mm。

　�、�20分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.95mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.05mm。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo)讀出毫米以下的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對(duì)齊，毫米以下的讀數(shù)就是幾乘0.05毫米。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.05mm。

　　⑶50分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.98mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.02mm。這種卡尺的刻度是特殊的，游標(biāo)上的刻度值，就是毫米以下的讀數(shù)。這種卡尺的讀數(shù)可以準(zhǔn)確到0.02mm。如右圖中被測(cè)圓柱體的直徑為2.250cm。

　　要注意：游標(biāo)卡尺都是根據(jù)刻線對(duì)齊來(lái)讀數(shù)的， 所以都不再往下一位估讀。

　�、勐菪郎y(cè)微器

　　固定刻度上的最小刻度為0.5mm(在中線的上側(cè));可動(dòng)刻度每旋轉(zhuǎn)一圈前進(jìn)(或后退)0.5mm。在可動(dòng)刻度的一周上平均刻有50條刻線，所以相鄰兩條刻線間代表0.01mm。讀數(shù)時(shí)，從固定刻度上讀取整、半毫米數(shù)，然后從可動(dòng)刻度上讀取剩余部分(因?yàn)槭?0分度，所以在最小刻度后應(yīng)再估讀一位)，再把兩部分讀數(shù)相加，得測(cè)量值。右圖中的讀數(shù)應(yīng)該是6.702mm。

　　④天平

　　天平使用前首先要進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)分兩步：調(diào)底座水平和橫梁水平(在調(diào)節(jié)橫梁水平前，必須把游碼移到左端零刻度處，左端與零刻線對(duì)齊，如圖中虛線所示)。測(cè)量讀數(shù)由右盤(pán)中砝碼和游標(biāo)共同讀出。橫梁上的刻度單位是毫克(mg)。若天平平衡時(shí)，右盤(pán)中有26g砝碼，游碼在圖中所示位置，則被測(cè)物體質(zhì)量為26.32g(最小刻度為0.02g，不是10分度，因此只讀到0.02g這一位)。

　�、荻嘤秒姳�

　　使用多用電表時(shí)首先應(yīng)該根據(jù)被測(cè)物理量將選擇開(kāi)關(guān)旋到相應(yīng)的位置。使用前應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，用小螺絲刀輕旋調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。使用歐姆擋時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行歐姆調(diào)零，即將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線處。歐姆擋的使用：⑴選擋。一般比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)，如估計(jì)值為200Ω就應(yīng)該選×10的倍率。⑵調(diào)零。⑶將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量。⑷將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值。⑸將選擇開(kāi)關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。用歐姆擋測(cè)電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小，應(yīng)增大倍率;如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大，應(yīng)減小倍率。

　�、揠娮柘�

　　右圖中的電阻箱有6個(gè)旋鈕，每個(gè)旋鈕上方都標(biāo)有倍率，將每個(gè)旋鈕上指針?biāo)�指的�?shù)值(都為整數(shù))乘以各自的倍率，從最高位依次往下讀，即可得到這時(shí)電阻箱的實(shí)際阻值。圖中最左邊的兩個(gè)黑點(diǎn)是接線柱。若指針?biāo)�示如圖，則阻值為84580.2Ω。

　　【特別提示】 一般來(lái)說(shuō)，除游標(biāo)卡尺、秒表、電阻箱外，其他測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)都需要估讀，即讀到精度的下一位.?

　　Ⅰ-2.獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)

　　[方法歸納]

　　1.常見(jiàn)間接測(cè)量的物理量及其測(cè)量方法?

　　有些物理量不能由測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量，這時(shí)，可利用待測(cè)量和可直接測(cè)量的基本物理量之間的關(guān)系，將待測(cè)物理量的測(cè)量轉(zhuǎn)化為基本物理量的測(cè)量.

　　待測(cè)物理量 基本測(cè)量方法

　　力學(xué) 速度 ①利用紙帶， ;②利用平拋，

　　加速度 ①利用紙帶，逐差法 ;②利用單擺

　　力 根據(jù)F=ma轉(zhuǎn)化為測(cè)量m、a

　　功 根據(jù) 轉(zhuǎn)化為測(cè)量m、S、v

　　電學(xué) 電阻(精確測(cè)量) ①根據(jù) 轉(zhuǎn)化為測(cè)量U、I(伏安法);②電阻箱(半偏、替代)

　　電功率 根據(jù)P=IU轉(zhuǎn)化為測(cè)量U、I

　　電源電動(dòng)勢(shì) 根據(jù)E=U+Ir轉(zhuǎn)化為測(cè)量U、I

　　2.處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的常用方法?(前有)

　　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進(jìn)行處理.?

　　(1)多次測(cè)量求平均值;(2)圖象法?

　　3.實(shí)驗(yàn)誤差的分析?

　　中學(xué)物理中只要求初步了解系統(tǒng)誤差和偶然誤差、絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差的概念;能定性分析某些實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因;知道用平均值法、圖象法減小偶然誤差;但不要求計(jì)算誤差.?

　　(1)系統(tǒng)誤差和偶然誤差：測(cè)量值總是有規(guī)律的朝著某一方向偏離真值(總是偏大或總是偏小)的誤差，稱為系統(tǒng)誤差.系統(tǒng)誤差的主要來(lái)源是儀器本身不夠精確，或?qū)嶒?yàn)原理、方法不夠完善.由于偶然因素的影響，造成測(cè)量值的無(wú)規(guī)則起伏稱為偶然誤差.偶然誤差是由于各種偶然因素對(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，多次測(cè)量偏大和偏小的機(jī)會(huì)相同，因此，多次測(cè)量求平均值可減小偶然誤差.?

　　(2)絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差：設(shè)某物理量的真值為A0，測(cè)量值為A，則絕對(duì)誤差 ，相對(duì)誤差為 .真值A(chǔ)0常以公認(rèn)值、理論值或多次測(cè)量的平均值代替.

　　(3)有效數(shù)字帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字，叫做有效數(shù)字。⑴有效數(shù)字是指近似數(shù)字而言。⑵只能帶有一位不可靠數(shù)字，不是位數(shù)越多越好。

　　凡是用測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量的結(jié)果，讀數(shù)一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數(shù)值(可靠數(shù)字)后，再向下估讀一位(不可靠數(shù)字)，這里不受有效數(shù)字位數(shù)的限制。

　　間接測(cè)量的有效數(shù)字運(yùn)算不作要求，運(yùn)算結(jié)果一般可用2~3位有效數(shù)字表示。

　�、�、重點(diǎn)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)

　　1.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

　　右圖為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶。選點(diǎn)跡清楚的一條，舍掉開(kāi)始比較密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的地方取一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)O，然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D …。測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s1、s2、s3 … 利用打下的紙帶可以：

　　⑴求任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v：如 (其中T=5×0.02s=0.1s)

　�、评���“逐差法”求a：

　�、抢�用上圖中任意相鄰的兩段位移求a：如

　　⑷利用v-t圖象求a：求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的即時(shí)速度，畫(huà)出如右的v-t圖線，圖線的斜率就是加速度a。

　　2.探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系(胡克定律)

　　利用右圖裝置，改變鉤碼個(gè)數(shù)，測(cè)出彈簧總長(zhǎng)度和所受拉力(鉤碼總重量)的多組對(duì)應(yīng)值，填入表中。算出對(duì)應(yīng)的彈簧的伸長(zhǎng)量。在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，根據(jù)點(diǎn)的分布作出彈力F隨伸長(zhǎng)量x而變的圖象，從而發(fā)確定F-x間的函數(shù)關(guān)系。解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義及其單位。

　　該實(shí)驗(yàn)要注意區(qū)分彈簧總長(zhǎng)度和彈簧伸長(zhǎng)量。對(duì)探索性實(shí)驗(yàn)，要根據(jù)描出的點(diǎn)的走向，嘗試判定函數(shù)關(guān)系。(這一點(diǎn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不同。)

　　3.互成角度度兩個(gè)力的合成

　　該實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個(gè)力和另一個(gè)力產(chǎn)生相同的效果，看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個(gè)力是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了力的合成的平行四邊形定則。

　　4.研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)(用描跡法)

　　該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理：平拋運(yùn)動(dòng)可以看成是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成：一個(gè)是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度等于平拋物體的初速度;另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。利用有孔的卡片確定做平拋運(yùn)動(dòng)的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)的若干不同位置，然后描出運(yùn)動(dòng)軌跡，測(cè)出曲線任一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，利用

　　、 就可求出小球的水平分速度，即平拋物體的初速度。

　　注意事項(xiàng)：

　�、判辈勰┒说那芯�必須水平。

　　⑵用重錘線檢驗(yàn)坐標(biāo)紙上的豎直線是否豎直。

　�、且孕辈勰┒怂�在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。

　�、热绻�是用白紙，則應(yīng)以斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，在斜槽末端懸掛重錘線，先以重錘線方向確定y軸方向，再用直角三角板畫(huà)出水平線作為x軸，建立直角坐標(biāo)系。

　�、擅看涡∏驊�(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開(kāi)始下滑。

　　5.驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

　　由于v1、v1/、v2/均為水平方向，且它們的豎直下落高度都相等，所以它們飛行時(shí)間相等，若以該時(shí)間為時(shí)間單位，那么小球的水平射程的數(shù)值就等于它們的水平速度。在右圖中分別用OP、OM和O /N表示。因此只需驗(yàn)證：m1?OP=m1?OM+m2?(O /N-2r)即可。

　　注意事項(xiàng)：

　　⑴必須以質(zhì)量較大的小球作為入射小球(保證碰撞后兩小球都向前運(yùn)動(dòng))。

　�、菩∏蚵涞攸c(diǎn)的平均位置要用圓規(guī)來(lái)確定：用盡可能小的圓把所有落點(diǎn)都圈在里面，圓心就是落點(diǎn)的平均位置。

　�、撬�用的儀器有：天平、刻度尺、游標(biāo)卡尺(測(cè)小球直徑)、碰撞實(shí)驗(yàn)器、復(fù)寫(xiě)紙、白紙、重錘、兩個(gè)直徑相同質(zhì)量不同的小球、圓規(guī)。

　　⑷若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么兩小球?qū)⒉辉偻瑫r(shí)落地，但兩個(gè)小球都將從斜槽末端開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)，于是驗(yàn)證式就變?yōu)椋簃1?OP=m1?OM+m2?ON，兩個(gè)小球的直徑也不需測(cè)量了。

　　6.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

　　驗(yàn)證自由下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，圖示紙帶的左端是用夾子夾重物的一端。

　　注意事項(xiàng)：

　�、乓�多做幾次��(shí)驗(yàn)，選點(diǎn)跡清楚，且第一、二兩點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶進(jìn)行測(cè)量。

　　⑵用刻度尺量出從0點(diǎn)到1、2、3、4、5各點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5，利用“勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的即時(shí)速度等于該段位移內(nèi)的平均速度”，算出2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v2、v3、v4，驗(yàn)證與2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能減少量mgh和動(dòng)能增加量 是否相等。

　�、怯捎谀Σ梁涂諝庾枇Φ挠绊�，本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差總是使

　　⑷本實(shí)驗(yàn)不需要在打下的點(diǎn)中取計(jì)數(shù)點(diǎn)。也不需要測(cè)重物的質(zhì)量。

　　7.用單擺測(cè)定重力加速度

　　擺長(zhǎng)的測(cè)量：讓單擺自由下垂，用米尺量出擺線長(zhǎng)L/(讀到0.1mm)，用游標(biāo)卡尺量出擺球直徑(讀到0. 1mm)算出半徑r，則擺長(zhǎng)L=L/+r

　　注意事項(xiàng)：

　　開(kāi)始擺動(dòng)時(shí)需注意：擺角要小于5°(保證做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng));不要使擺動(dòng)成為圓錐擺。

　　必須從擺球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)出單擺做50次全振動(dòng)所用時(shí)間，算出周期的平均值T。

　　改變擺長(zhǎng)重做幾次實(shí)驗(yàn)，計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)得到的重力加速度，再求這些重力加速度的平均值。

　　8用描跡法畫(huà)出電場(chǎng)中平面上等勢(shì)線

　　實(shí)驗(yàn)所用的電流表是零刻度在中央的電流表，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先測(cè)定電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系：將電流表、電池、電阻、導(dǎo)線按圖1或圖2 連接，其中R是阻值大的電阻，r是阻值小的電阻，用導(dǎo)線的a端試觸電流表另一端，就可判定電流方向和指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。

　　該實(shí)驗(yàn)是用恒定電流的電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)。與電池正極相連的A電極相當(dāng)于正點(diǎn)電荷，與電池負(fù)極相連的B相當(dāng)于負(fù)點(diǎn)電荷。白紙應(yīng)放在最下面，導(dǎo)電紙應(yīng)放在最上面(涂有導(dǎo)電物質(zhì)的一面必須向上)，復(fù)寫(xiě)紙則放在中間。

　　9.測(cè)定玻璃折射率

　　實(shí)驗(yàn)原理：如圖所示，入射光線AO由空氣射入玻璃磚，經(jīng)OO1后由O1B方向射出。作出法線NN1，則折射率

　　n=Sinα/Sinγ

　　注意事項(xiàng)：手拿玻璃磚時(shí)，不準(zhǔn)觸摸光潔的光學(xué)面，只能接觸毛面或棱，嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺畫(huà)玻璃磚的界面;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變;大頭針應(yīng)垂直地插在白紙上，且玻璃磚每一側(cè)的兩個(gè)大頭針距離應(yīng)大一些，以減小確定光路方向造成的誤差;入射角應(yīng)適當(dāng)大一些，以減少測(cè)量角度的誤差。

　　10.伏安法測(cè)電阻

　　1伏安法測(cè)電阻有a、b兩種接法，a叫(安培計(jì))外接法，b叫(安培計(jì))內(nèi)接法。外接法的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的，測(cè)量值總小于真實(shí)值，小電阻應(yīng)采用外接法;內(nèi)接法的系統(tǒng)誤差是由電流表的分壓引起的，測(cè)量值總大于真實(shí)值，大電阻應(yīng)采用內(nèi)接法。如果無(wú)法估計(jì)被測(cè)電阻的阻值大小，可以利用試觸法：如圖將電壓表的左端接a點(diǎn)，而將右端第一次接b點(diǎn)，第二次接c點(diǎn)，觀察電流表和電壓表的變化，若電流表讀數(shù)變化大，說(shuō)明被測(cè)電阻是大電阻，應(yīng)該用內(nèi)接法測(cè)量;若電壓表讀數(shù)變化大，說(shuō)明被測(cè)電阻是小電阻，應(yīng)該用外接法測(cè)量。(這里所說(shuō)的變化大，是指相對(duì)變化，即ΔI/I和ΔU/U)。

　　(1)滑動(dòng)變阻器的連接

　　滑動(dòng)變阻器在電路中也有a、b兩種常用的接法：a叫限流接法，b叫分壓接法。分壓接法被測(cè)電阻上電壓的調(diào)節(jié)范圍大。當(dāng)要求電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，或要求電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大時(shí)應(yīng)該用分壓接法。用分壓接法時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用阻值小的;用限流接法時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用阻值和被測(cè)電阻接近的。

　　(2)實(shí)物圖連線技術(shù)

　　無(wú)論是分壓接法還是限流接法都應(yīng)該先把伏安法部分接好;對(duì)限流電路，只需用筆畫(huà)線當(dāng)作導(dǎo)線，從電源正極開(kāi)始，把電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來(lái)即可(注意電表的正負(fù)接線柱和量程，滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處)。

　　對(duì)分壓電路，應(yīng)該先把電源、電鍵和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來(lái)，然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，根據(jù)伏安法部分電表正負(fù)接線柱的情況，將伏安法部分接入該兩點(diǎn)間。

　　(3)描繪小電珠的伏安特性曲線

　　因?yàn)樾‰娭?即小燈泡)的電阻較小(10Ω左右)所以應(yīng)該選用安培表外接法。

　　小燈泡的電阻會(huì)隨著電壓的升高，燈絲溫度的升高而增大，所以U-I曲線不是直線。為了反映這一變化過(guò)程，燈泡兩端的電壓應(yīng)該由零逐漸增大到額定電壓。所以滑動(dòng)變阻器必須選用分壓接法。在上面實(shí)物圖中應(yīng)該選用右面的那個(gè)圖，開(kāi)始時(shí)滑動(dòng)觸頭應(yīng)該位于左端(使小燈泡兩端的電壓為零)。

　　由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的I-U曲線如右，說(shuō)明燈絲的電阻隨溫度升高而增大，也就說(shuō)明金屬電阻率隨溫度升高而增大。(若用U-I曲線，則曲線的彎曲方向相反。)

　　若選用的是標(biāo)有“3.8V 0.3A”的小燈泡，電流表應(yīng)選用0-0.6A量程;電壓表開(kāi)始時(shí)應(yīng)選用0-3V量程，當(dāng)電壓調(diào)到接近3V時(shí)，再改用0-15V量程。

　　11.把電流表改裝為電壓表

　�、拧⒂脠D(a)測(cè)定電流表內(nèi)阻rg，方法是：先斷開(kāi)S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R，使電流表滿偏;然后閉合S2，調(diào)節(jié)R/，使電流表達(dá)到半滿偏。當(dāng)R比R/大很多時(shí)，可以認(rèn)為rg=R/。(當(dāng)R比R/大很多時(shí)，調(diào)節(jié)R/基本上不改變電路的總電阻，可認(rèn)為總電流不變，因此當(dāng)電流表半滿偏時(shí)，通過(guò)R/的電流也是滿偏電流的一半，兩個(gè)分路的電阻相等)。實(shí)際上，S2閉合后，總電阻略有減小，總電流略有增大，當(dāng)電流表半滿偏時(shí)，通過(guò)R/的電流比通過(guò)電流表的電流稍大，即R/比rg稍小，因此此步測(cè)量的系統(tǒng)誤差，總是使rg的測(cè)量值偏小。其中R不必讀數(shù)，可以用電位器，R/需要讀數(shù)，所以必須用電阻箱。

　　根據(jù)rg、Ig和擴(kuò)大后的量程，計(jì)算出需要給電流表串聯(lián)的電阻R1的值。

　　⑵、用(b)圖把改裝的電壓表和標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行校對(duì)。校對(duì)要每0.5V校對(duì)一次，所以電壓要從零開(kāi)始逐漸增大，因此必須選用分壓電路。

　　百分誤差的計(jì)算：

　　如果當(dāng)改裝電壓表示數(shù)為U時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)為U / ，則這時(shí)的百分誤差為|U-U / | / U /。

　　如果校對(duì)時(shí)發(fā)現(xiàn)改裝電壓表的示數(shù)總是偏大，則應(yīng)該適當(dāng)增大R1的阻值(使表頭的分壓減小一些)，然后再次重新進(jìn)行校對(duì)。

　　12.測(cè)定金屬的電阻率

　　被測(cè)電阻絲的電阻較小，所以選用電流表外接法;本實(shí)驗(yàn)不要求電壓調(diào)節(jié)范圍，可選用限流電路。因此選用上面左圖的電路。開(kāi)始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)該在右端。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)的電流不宜太大，通電時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免電阻絲發(fā)熱后電阻率發(fā)生明顯變化。

　　13用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻

　　根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實(shí)驗(yàn)電路中電壓表的示數(shù)是準(zhǔn)確的，電流表的示數(shù)比通過(guò)電源的實(shí)際電流小，所以本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個(gè)系統(tǒng)誤差， 電阻R的取值應(yīng)該小一些，所選用的電壓表的內(nèi)阻應(yīng)該大一些。

　　為了減小偶然誤差，要多做幾次實(shí)驗(yàn)，多取幾組數(shù)據(jù)，然后利用U-I圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：將點(diǎn)描好后，用直尺畫(huà)一條直線，使盡量多的點(diǎn)在這條直線上，而且在直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相等。這條直線代表的U-I關(guān)系的誤差是很小的。它在U軸上的截距就是電動(dòng)勢(shì)E(對(duì)應(yīng)的I=0)，它的斜率的絕對(duì)值就是內(nèi)阻r。(特別要注意：有時(shí)縱坐標(biāo)的起始點(diǎn)不是0，求內(nèi)阻的一般式應(yīng)該是r=|ΔU/ΔI |)。

　　為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些。(選用使用過(guò)一段時(shí)間的1號(hào)電池)

　　14.用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件

　　設(shè)定黑箱上有三個(gè)接點(diǎn)，兩個(gè)接點(diǎn)間最多只能接一個(gè)元件;黑箱內(nèi)所接的元件不超過(guò)兩個(gè)。

　　測(cè)量步驟和判定：

　　⑴用直流電壓擋測(cè)量，A、B、C三點(diǎn)間均無(wú)電壓;說(shuō)明箱內(nèi)無(wú)電源。

　�、朴脷W姆擋測(cè)量，A、C間正、反接阻值不變，說(shuō)明A、C間有一個(gè)電阻。⑶用歐姆擋測(cè)量，黑表筆接A紅表筆接B時(shí)測(cè)得的阻值較小，反接時(shí)測(cè)得的阻值較大，說(shuō)明箱內(nèi)有一個(gè)二極管，可能在AB間，也可能在BC間，如右圖中兩種可能。

　�、扔脷W姆擋測(cè)量，黑表筆接C紅表筆接B測(cè)得阻值比黑表筆A紅表筆接B時(shí)測(cè)得的阻值大，說(shuō)明二極管在AB間。所以黑箱內(nèi)的兩個(gè)元件的接法肯定是右圖中的上圖。

　　四、重要的演示實(shí)驗(yàn)

　　1.用油膜法估測(cè)分子的大小

　　實(shí)驗(yàn)前應(yīng)預(yù)先計(jì)算出每滴油酸溶液中純油酸的實(shí)際體積：先了解配好的油酸溶液的濃度，再用量筒和滴管測(cè)出每滴溶液的體積，由此算出每滴溶液中純油酸的體積V。

　　油膜面積的測(cè)量：油膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上，將油膜的形狀用彩筆畫(huà)在玻璃板上;將玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以1cm邊長(zhǎng)的正方形為單位，用四舍五入的方法數(shù)出油膜面積的數(shù)值S(以cm2為單位)。

　　由d=V/S算出油膜的厚度，即分子直徑的大小。

　　2加速度和力的關(guān)系 加速度和質(zhì)量的關(guān)系

　　兩個(gè)相同的小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細(xì)線，線的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤(pán)，盤(pán)里分別放有不同質(zhì)量的砝碼。小車所受的水平拉力F的大小可以認(rèn)為等于砝碼(包括砝碼盤(pán))的重力大小。小車后端也系有細(xì)線，用一只夾子夾住兩根細(xì)線，控制兩輛小車同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)和結(jié)束運(yùn)動(dòng)。

　　由于兩個(gè)小車初速度都是零，運(yùn)動(dòng)時(shí)間又相同， s= at2∝a，只要測(cè)出兩小車位移s之比就等于它們的加速度a之比。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：當(dāng)小車質(zhì)量相同時(shí)，a∝F，當(dāng)拉力F相等時(shí)，a∝1/m。

　　實(shí)驗(yàn)中用砝碼(包括砝碼盤(pán))的重力G的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做會(huì)引起什么樣的系統(tǒng)誤差?怎樣減小這個(gè)系統(tǒng)誤差?

　　????

　　4.描繪單擺的振動(dòng)圖象

　　對(duì)同一個(gè)單擺，如果兩次拉出木板得到的圖形分別如a、b所示，說(shuō)明兩次拉木板的速度之比為3∶2。

　　對(duì)擺長(zhǎng)不同的單擺，如果兩次拉木板速度相同，說(shuō)明擺的周期之比為3∶2，擺長(zhǎng)之比為9∶4。

　　在同一根繩子上，各種頻率的波傳播速度都是相同的。

　　8.平行板電容器的電容

　　靜電計(jì)是測(cè)量電勢(shì)差的儀器。指針偏轉(zhuǎn)角度越大，金屬外殼和上方金屬小球間的電勢(shì)差越大。在本實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)指針和A板等電勢(shì)，靜電計(jì)金屬殼和B板等電勢(shì)，因此指針偏轉(zhuǎn)角越大表示A、B兩極板間的電壓越高。

　　本實(shí)驗(yàn)中，極板帶電量不變。三個(gè)圖依次表示：正對(duì)面積減小時(shí)電壓增大;板間距離增大時(shí)電壓增大;插入電介質(zhì)時(shí)電壓減小。由 知，這三種情況下電容分別減小、減小、增大。因此可以確定C和S、d、ε的關(guān)系是 。

　　思考：如何測(cè)量電容器兩極板間的電壓?

　　[典型分析]

　　【例1】多用電表表頭的示意圖如右。

　　⑴當(dāng)指針位置如圖中灰三角箭頭所示,則測(cè)量的是______,測(cè)量結(jié)果為_(kāi)__________.

　�、飘�(dāng)指針位置如圖中白三角箭頭所示,則測(cè)量的是______,測(cè)量結(jié)果為_(kāi)__________.

　�、钱�(dāng)指針位置如圖中黑三角箭頭所示,則測(cè)量的是______,測(cè)量結(jié)果為_(kāi)__________.

　�、犬�(dāng)指針位置如圖中黑三角箭頭所示,正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小,那么接下來(lái)的操作步驟應(yīng)該依次為:①_________________,②_________________,③__________________.

　　測(cè)量結(jié)束后應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)撥到__________或者_(dá)___________.

　�、蔁o(wú)論用多用電表進(jìn)行何種(直流)測(cè)量，電流都應(yīng)該從______表筆經(jīng)______插孔流入電表。

　　【例1】 解析：.⑴電流，3.2mA ⑵電壓，16.0V ⑶電阻，3.4×103Ω ⑷①該用×1kΩ倍率;②重新調(diào)零;

　　③將紅、黑表筆分別接被測(cè)電阻兩根引線，從表盤(pán)讀數(shù)乘以倍率;OFF，交流電壓最高擋;⑸紅，正。

　　[典型分析]

　　【例1】 一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)器的紙帶從斜面上滑下，如圖5-1甲所示，圖5—1乙是打出的紙帶的一段.?

　　圖5—1

　　(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，利用圖乙給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a=____________.

　　(2)為了求出小車在下滑過(guò)程中所受的阻力，還需要測(cè)量的物理量有___________，用測(cè)得的量及加速度a表示阻力的計(jì)算式為f =_________________.?

　　【例1】 解析： (1)利用逐差法求小車的加速度.由紙帶可知，任意兩相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.04s，

　　由逐差法可得

　　則

　　=4.00m/s2

　　(2)為了求出小車下滑過(guò)程中所受到的阻力，還需要測(cè)量小車的質(zhì)量m，斜面上任意兩點(diǎn)間距離l和這兩點(diǎn)間的高度差h.?

　　小車的受力情況如圖5—2所示.根據(jù)牛頓第二定律，? 而

　　所以， .

　　【點(diǎn)評(píng)】 (1)逐差法充分利用了紙帶的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而減小了數(shù)據(jù)測(cè)量引起的偶然誤差.本題中所給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為奇數(shù)(9個(gè))，處理時(shí)常舍掉正中間的一個(gè)數(shù)據(jù).?

　　(2)小車下滑過(guò)程中所受到的阻力無(wú)法直接測(cè)量，但根據(jù)牛頓第二定律可轉(zhuǎn)化為測(cè)量m，a，h和l.與此相類似，你能求出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打紙帶上的兩記數(shù)點(diǎn)的過(guò)程中小車克服阻力所做的功嗎?

　　【例2】 一個(gè)有一定厚度的圓盤(pán)，可以繞通過(guò)中心且垂直于盤(pán)面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng).用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度.

　　實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，米尺，紙帶，復(fù)寫(xiě)紙.?

　　實(shí)驗(yàn)步驟：?

　　(1)如圖5—3所示，將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后，固定在待測(cè)圓盤(pán)的側(cè)面上，使圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紙帶可以卷在圓盤(pán)側(cè)面上.?

　　(2)啟動(dòng)控制裝置使圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn).

　　(3)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量.

　�、儆梢阎�量和測(cè)得量表示角速度的表達(dá)式為ω=________________，式中各量的意義是___________.

　�、谀炒螌�(shí)驗(yàn)測(cè)得圓盤(pán)半徑r =5.50×10-2m，得到的紙帶的一段如圖5—4所示，求得角速度為_(kāi)_______.

　　【例2】 解析： ①本實(shí)驗(yàn)測(cè)量角速度的原理是：圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其線速度 ，又角速度 ，所以，其原理式為 .?

　　在紙帶上選定兩點(diǎn)，設(shè)它們?cè)诿壮呱蠈?duì)應(yīng)的刻度值分別為x1、x2，數(shù)出這兩點(diǎn)間(含這兩點(diǎn))的打點(diǎn)數(shù)n，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T(mén)，則打這兩點(diǎn)的時(shí)間間隔t=(n-1)T，這段時(shí)間內(nèi)圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)S=x2-x1，若測(cè)得圓盤(pán)的半徑為r，由已知量和測(cè)得量表示的角速度的表達(dá)式為 .

　　②若取 cm，則n=9，又 cm.

　　代入可得

　　【點(diǎn)評(píng)】 實(shí)驗(yàn)原理是完成實(shí)驗(yàn)的依據(jù)和關(guān)鍵.雖然該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有做過(guò)，但所用到的實(shí)驗(yàn)方法并不陌生，要結(jié)合題給實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)步驟通過(guò)聯(lián)想和遷移，弄清實(shí)驗(yàn)原理和所需測(cè)量的物理量，進(jìn)而得出待測(cè)量的表達(dá)式.

　　【例3】 小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓)：?

　　I/(A) 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50

　　U(V) 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

　　(1)在左下框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器(變化范圍0～10Ω)、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若于.?

　　(2)在圖5—5中畫(huà)出小燈泡的U—I曲線.

　　圖5—5

　　(3)若將該小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)是1.5V，內(nèi)阻是2.0Ω的電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是多少?(簡(jiǎn)要寫(xiě)出求解過(guò)程，若需作圖，可直接畫(huà)在圖中)

　　【例3】 解析： (1)由于小燈泡燈絲的電阻值遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻(如：電壓為2.00V時(shí)，其阻值R燈= )，為減少由于電表接入電路引起的系統(tǒng)誤差，應(yīng)采用電流表外接法.為使小燈泡兩端的電壓的變化范圍盡可能大，滑線變阻器應(yīng)連接成分壓電路，實(shí)驗(yàn)電路如圖5—6所示.?

　　圖5—6 圖5—7??

　　(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)在U—I坐標(biāo)系中描點(diǎn)，并將這些數(shù)據(jù)點(diǎn)連接成一條平滑的曲線，如圖5—7所示.?

　　(3)根據(jù) 作出電源的U—I圖線，它與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)就是小燈泡的工作點(diǎn)，即工作電流I=0.35A，工作電壓U=0.08V，故小燈泡的實(shí)際功率P=IU=0.28W.

　　【點(diǎn)評(píng)】 本題主要考查獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力.主要包括①實(shí)驗(yàn)原理及電路;②用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.其中利用圖線確定小燈泡與電源連接后的工作點(diǎn)是解答本題第(3)問(wèn)的關(guān)鍵.?

　�、�、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　[專題精講]

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)把重點(diǎn)放在力學(xué)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)上，力學(xué)以打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為中心展開(kāi)，電學(xué)以電阻測(cè)量為中心展開(kāi).?

　　1.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的總體原則?

　　(1)精確性：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能選擇誤差較小的方案.?

　　(2)安全性：實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，不會(huì)對(duì)器材造成損害，且成功率高.?

　　(3)可操作性：實(shí)驗(yàn)應(yīng)便于操作和讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.?

　　2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路?

　　.

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)，它是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的依據(jù)和起點(diǎn)，它決定了應(yīng)選用(或還需)哪些實(shí)驗(yàn)器材，應(yīng)測(cè)量哪些物理量，如何編排實(shí)驗(yàn)步驟.而實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)又往往依賴于所提供的實(shí)驗(yàn)器材(條件)和實(shí)驗(yàn)要求，它們相輔相成，互為條件.?

　　以測(cè)量電表的內(nèi)阻為例：

　　縱向：伏安法及變式

　�、匐娏鞅怼㈦妷罕砀饕恢�，可以測(cè)量它們的內(nèi)阻

　�、趦芍煌�種電表，若知道一只的內(nèi)阻，就可以測(cè)另一只的內(nèi)阻

　　③兩只同種電表內(nèi)阻都未知，則需要一只電阻箱才能測(cè)定電表的內(nèi)阻

　　橫向：除伏安法外，還常用替代法、半偏法和閉合電路歐姆定律(計(jì)算法)

　　①替代法

　�、诎肫���

　�、坶]合電路歐姆定律(計(jì)算法)

　　3.電學(xué)實(shí)驗(yàn)的器材選擇和電路設(shè)計(jì)?

　　(1)電路結(jié)構(gòu)?

　　完整的實(shí)驗(yàn)電路包括三個(gè)部分：①測(cè)量電路，②控制電路(變阻器、開(kāi)關(guān))，③電源.

　　(2)思路?

　　(3)方法?

　�、匐姳磉x擇：為了減小電表讀數(shù)引起的偶然誤差，選擇電表時(shí)應(yīng)先估算待測(cè)電流或電壓的最大值，同時(shí)要考慮電表間、電表與電源間的配置是否合理，測(cè)量時(shí)各電表的最大偏轉(zhuǎn)量都應(yīng)接近量程.?

　�、诜謮�、限流電路選擇?

　　(4)在下列情況下應(yīng)選擇分壓電路?

　�、賹�(shí)驗(yàn)要求待測(cè)電阻兩端電壓從零開(kāi)始連續(xù)變化。?

　�、谙蘖鞑荒鼙ＷC安全，即限流電路中的最小電流超過(guò)電表量程或用電器的額定電流.常見(jiàn)于變阻器全電阻遠(yuǎn)小于測(cè)量部分電阻的情況.?

　�、巯蘖髂鼙ＷC安全，但變阻器調(diào)節(jié)過(guò)程中，電表讀數(shù)變化不明顯，不滿足實(shí)驗(yàn)測(cè)量多組數(shù)據(jù)的要求.常見(jiàn)于變阻器全電阻遠(yuǎn)小于測(cè)量部分電阻的情況.?

　�、茉谙蘖�、分壓兩種電路都滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，由于限流電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，損耗的電功率小，應(yīng)優(yōu)先選用.?

　�、苫瑒�(dòng)變阻器的粗調(diào)和微調(diào).?

　　在限流電路中，對(duì)測(cè)量電路而言，全電阻較大的變阻器起粗調(diào)作用，全電阻較小的變阻器起微調(diào)作用;在分壓電路中，變阻器的粗、微調(diào)作用正好與限流電路相反.?

　　[典型分析]

　　【例4】 如圖5—8所示，水平桌面上固定著斜面體A，有小鐵塊B.斜面體的斜面是曲面，由其截面圖可以看出曲線下端的切線是水平的.現(xiàn)提供的實(shí)驗(yàn)測(cè)量工具有：天平、直尺. 其它的實(shí)驗(yàn)器材可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要自選.現(xiàn)要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出小鐵塊B自斜面頂端由靜止下滑到底端的過(guò)程中，小鐵塊B克服摩擦力做的功.請(qǐng)回答下列問(wèn)題：?

　　(1)除題中供給的器材處，還需要選用的器材是：

　　____________________________________________________________.

　　(2)簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量(要求在圖上標(biāo)明)：

　　_____________________________________________________________.

　　(3)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)式(重力加速度g已知)：

　　____________________________________________________________.

　　【例4】 解析：本實(shí)驗(yàn)測(cè)定小鐵塊克服摩擦力所做功的原理是動(dòng)能定理和平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

　　小鐵塊自斜面頂端由靜止下滑到底端的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理 …………①?

　　離開(kāi)曲面后，小鐵塊做平拋運(yùn)動(dòng)，直到落地，

　　則

　　所以， …………②?

　　將②代入①得

　　顯然，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量是：斜面高度H、桌面高度h，小鐵塊平拋的水平距離S、小鐵塊質(zhì)量m.如圖5—9所示，其中S需用重錘線和白紙、復(fù)寫(xiě)紙來(lái)確定.

　　【答案】 (1)重錘線、鋪在地面上的白紙和復(fù)寫(xiě)紙 (2)斜面高度H、桌面高度h，小鐵塊平拋的水平距離S，小鐵塊質(zhì)量m (3)

　　【點(diǎn)評(píng)】 題給實(shí)驗(yàn)器材對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)有一定的限制作用.本題沒(méi)有給足實(shí)驗(yàn)器材，首先要根據(jù)題給實(shí)驗(yàn)條件和要求，構(gòu)思相關(guān)的物理情景，從而確定實(shí)驗(yàn)原理，然后根據(jù)原理式確定需要測(cè)量的物理量和還需選用的實(shí)驗(yàn)器材.

　　【例5】 用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻的阻值，備用器材如下 ：?

　　待測(cè)電阻Rx (阻值約為25kΩ)

　　電流表A?1：(量程100 A，內(nèi)阻2kΩ)

　　電流表A2：(量程500 A，內(nèi)阻300Ω)

　　電壓表V1：(量程10V，內(nèi)阻100kΩ)

　　電流表V??2：(量程50V，內(nèi)阻500kΩ)

　　電源E：(電動(dòng)勢(shì)15V，允許最大電流1A)

　　滑動(dòng)變阻器R：(最大阻值1kΩ)

　　電鍵S，導(dǎo)線若干?

　　為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，要求測(cè)多組數(shù)據(jù).?

　　(1)電流表應(yīng)選________________，電壓表應(yīng)選__________________.?

　　(2)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.?

　　【例5】 解析：(1)器材選擇(測(cè)量電路)

　　從減小電表讀數(shù)引起的偶然誤差的角度考慮，兩電表及電表與電源間的配置要合理.注意到電源電動(dòng)勢(shì)遠(yuǎn)小于電壓表V2的量程，而跟電壓表V1的量程較接近，若選用電壓表V2來(lái)測(cè)量電壓，其最大偏轉(zhuǎn)量達(dá)不到量程的 ，讀數(shù)時(shí)偶然誤差太大，所以選用V1較恰當(dāng); 而此時(shí)通過(guò)電流表的最大電流 ，因此，電流表A2與V1配置較好.?

　　(2)電路選擇(控制電路)?

　　電路選擇主要從滑動(dòng)變阻器對(duì)電路的控制和調(diào)節(jié)的角度考慮.若采用限流電路控制，注意到測(cè)量部分的總電阻約為20kΩ，遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總電阻(1kΩ)，要保證電表安全，變阻器分得的電壓至少為5V，阻值應(yīng)調(diào)到10kΩ，顯然，限流不能起到保證電表安全的作用，更不能進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，所以，只能采用分壓電路控制，實(shí)驗(yàn)電路如圖5—10所示.?

　　【點(diǎn)評(píng)】 伏安法是測(cè)量電阻的一種最基本方法，其原理是部分電路歐姆定律，原理式為 .分析這類問(wèn)題的關(guān)鍵是從電表配置要合理選擇器材，從對(duì)電路的控制和調(diào)節(jié)選擇控制電路.并聯(lián)分流和串聯(lián)分壓原理是伏安法測(cè)電阻原理的遷移和延伸，下例是這類問(wèn)題的變式.

　　【變式】 用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值(900～1000Ω)：?

　　電源E，具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約為9.0V;

　　電壓表V1，量程為1.5V，內(nèi)阻r1=750Ω;?

　　電壓表V??2，量程為5V，內(nèi)阻r?2=2500Ω;?

　　滑線變阻器R，最大阻值約為100Ω;

　　單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干.

　　(1)測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的 ，試畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中的相應(yīng)的英文字母標(biāo)注).?

　　(2)根據(jù)你所畫(huà)的電路原理圖在題給的實(shí)物圖5—11上畫(huà)出連線.?

　　(3)若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示，電壓表v2的讀數(shù)用U2表示，則由已知量和測(cè)得量表示Rx的公式為Rx=____________________.?

　　變式：【點(diǎn)撥】 (1)本題中測(cè)量電阻的原理是并聯(lián)分流或串聯(lián)分壓.由于滑動(dòng)變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于測(cè)量部分的阻值，且電源電動(dòng)勢(shì)大于兩電壓表的量程，在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的過(guò)程中，為保證電壓表的安全，且其讀數(shù)有明顯的改變，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式控制電路，電路原理圖如圖5—12甲或乙所示.?

　　圖5—12

　　(2)實(shí)物連線如圖5—13甲或乙所示?

　　圖5—13

　　(3)若采用甲電路，根據(jù)并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系，

　　解得 .?

　　若采用乙電路，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系，

　　解得 .?

　　【點(diǎn)評(píng)】 本題主要考查電阻測(cè)量的原理、電路設(shè)計(jì)、實(shí)物連線等知識(shí)，測(cè)試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案的能力.①對(duì)于內(nèi)阻已知的電壓表，可作電流表使用.使用電表時(shí)，必須考慮電表間的量程配置，本題要求電壓表讀數(shù)不小于量程的 ，因此，電壓表V2與V1的位置不能互換.②進(jìn)行實(shí)物連線時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：a.直流電表的正、負(fù)接線柱(正接線柱應(yīng)連接在電路電勢(shì)高端，負(fù)接線柱應(yīng)連接在電路電勢(shì)低端);b.電表的內(nèi)外接法;c.滑動(dòng)變阻器的接法(限流或分壓，接通電路后，應(yīng)使電表讀數(shù)最小);d.開(kāi)關(guān)的連接(應(yīng)在干路上，閉合前電表讀數(shù)為零).?

　　【例6】 為了測(cè)定電流表A1的內(nèi)阻，采用如圖5—14所示的電路.其中：A1是待測(cè)電流表，量程為300 A，內(nèi)阻約為100Ω;A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程為200 A;R1是電阻箱，阻值范圍是0～999.9Ω;R2是滑動(dòng)變阻器;R3是保護(hù)電阻;E是電池組，電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻不計(jì);S1是單刀擲開(kāi)關(guān).S2是單刀雙擲開(kāi)關(guān).?

　　圖5—14 圖5—15

　　(1)根據(jù)電路圖，請(qǐng)?jiān)趫D5—15中畫(huà)出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路.?

　　(2)連接好電路，將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處，接通開(kāi)關(guān)S1，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2使電表A?2的讀數(shù)是150 A;然后將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，保護(hù)R2不變，調(diào)節(jié)電阻R1，使A2的讀數(shù)仍為150 A.若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如圖5—16所示，電阻箱的阻值是_______Ω，則待測(cè)電流表A1的內(nèi)阻R1=______Ω.

　　(3)上述實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論怎樣調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)端位置，都要保證兩塊電流表的安全.在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R3應(yīng)選用：_____________________(填寫(xiě)阻值相應(yīng)的字母).

　　?A.200kΩ B.20kΩ C.15k D.20Ω

　　(4)下面提供最大阻值不同的四個(gè)滑動(dòng)變阻器供選用.既要滿足上述實(shí)驗(yàn)要求，又要調(diào)整方便，滑動(dòng)變阻器___________________(填寫(xiě)阻值相應(yīng)的字母)是最佳選擇.?

　　?A.1kΩ B.5kΩ C.10kΩ D.25kΩ??

　　【例6】 解析： (1)實(shí)物連線如圖5—17所示.?

　　(2)電阻箱的阻值R1=0×100Ω+8×10Ω+6×1Ω+3×0.1Ω=86.3Ω.

　　本題測(cè)量電流表的內(nèi)阻的方法是“替代法”.即用電阻箱的阻值替代電流表A1的內(nèi)阻值，其條件是：開(kāi)關(guān)S2分別扳到a處和b處時(shí)，保持滑動(dòng)變阻器R2不變，且使電流表A2讀數(shù)相同.所以，待測(cè)電流表A1的內(nèi)阻 Ω.

　　圖5—17

　　(3)當(dāng)R2調(diào)為零時(shí)，要使電路中的電流I不超過(guò)電流表A?2的量程，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路總電阻R總至少為： Ω=20kΩ.由于電流表A?1、A2的內(nèi)阻(約為100Ω)遠(yuǎn)小于R總,故保護(hù)電阻R3應(yīng)選用20kΩ的電阻，但若選用200kΩ的電阻，則電路中電流太小，電流表A1、A2指針偏轉(zhuǎn)量太小，讀數(shù)不明顯，實(shí)驗(yàn)誤差太大.所以,正確的選項(xiàng)為B.

　　(4)由于R3=20kΩ，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2時(shí)，要使電流表A2的讀數(shù)為150 ，則 -R3= Ω-2×104Ω≈7kΩ.若選用1kΩ或5kΩ滑動(dòng)變阻器，則不能滿足實(shí)驗(yàn)要求(A2讀數(shù)為150 );若選用25kΩ的滑動(dòng)變阻器，則調(diào)節(jié)范圍太小(不方便調(diào)節(jié))，所以，選用10kΩ的滑動(dòng)變阻器較合適，正確的選項(xiàng)為C.

　　【點(diǎn)評(píng)】 實(shí)驗(yàn)條件的控制是高考考查的重點(diǎn)之一.保護(hù)電阻和滑動(dòng)變阻器在電路中起著控制和調(diào)節(jié)的作用，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和要求進(jìn)行優(yōu)選，既要保證電表安全(不能太小)，又要方便調(diào)節(jié)(不能太大).

　　【例7】 現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表G(表頭)，滿偏電流為50 ，內(nèi)阻約為800～850Ω，把它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表，可供選擇的器材有：?

　　滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值20Ω;滑動(dòng)變阻器R?2，最大阻值100kΩ;?

　　電阻箱R′，最大阻值9999Ω;定值電阻R0，阻值1kΩ;?

　　電池E?1，電動(dòng)勢(shì)1.5V;電池E2，電動(dòng)勢(shì)3V;電池E3，電動(dòng)勢(shì)4.5V;(所有電池內(nèi)阻不計(jì))，標(biāo)準(zhǔn)電流表A，滿偏電流1.5mA;

　　單刀單擲開(kāi)關(guān)S1和S2;單刀雙擲開(kāi)關(guān)S3;電阻絲及導(dǎo)線若干.?

　　(1)采用如圖5—18(甲)所示電路測(cè)量表頭的內(nèi)阻，為提高測(cè)量精確度，選用的滑動(dòng)變阻器為_(kāi)___

　　______________，選用的電池為_(kāi)______________.?

　　甲 乙 丙

　　圖5—18

　　(2)將G改裝成兩量程電流表，現(xiàn)有兩種備選電路，如圖5—18(乙)、(丙)所示.圖_________為合理電路，另一電路不合理的理由是_______________________________.

　　(3)將改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表逐格進(jìn)行核對(duì)(僅核對(duì)1mA量程)，畫(huà)出所用電路圖，圖中待核對(duì)的電流表符號(hào)用 來(lái)表示.?

　　【例7】 解析： (1) 用此電路測(cè)量表頭內(nèi)阻的方法是半偏法. S2斷開(kāi)和S2閉合的兩次操作中要求干路電流(Ig)近似不變，而滿足這個(gè)條件必須使滑動(dòng)變阻器R的阻值遠(yuǎn)大于Rg，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2.而 ，顯然E越大，R2越大，實(shí)驗(yàn)條件滿足得越好，誤差越小，所以，電池應(yīng)選用E3.?

　　(2)圖5—18(乙)所示的電路較合理，因?yàn)閳D(丙)電路在通電狀態(tài)下，更換量程時(shí)會(huì)造成兩個(gè)分流電阻都未并聯(lián)在表頭兩端，以致通過(guò)表頭的電流超過(guò)其滿偏電流而損壞.?

　　(3)核對(duì)電路如圖5—19所示.為使改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)表在0～1mA之間逐格核對(duì)，應(yīng)選用分壓電路.由于○A和 滿偏電流和滿偏電壓都很小，為使滑動(dòng)變阻器便于調(diào)節(jié)，即有較大的調(diào)節(jié)范圍，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R1，電池應(yīng)選用E1，且在電流表所在的支路上串聯(lián)定值電阻R0，起保護(hù)作用.

　　【點(diǎn)評(píng)】 測(cè)量電阻的方法很多(包括伏安法、替代法、半偏法等)，但其原理總是部分電路歐姆定律或閉合電路歐姆定律.在具體問(wèn)題中，選用哪種測(cè)量方法應(yīng)根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)要求來(lái)確定.

　　【特別提示】 1.半偏法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)條件的控制直接影響測(cè)量精確度.?

　　2.在分壓電路中，為使實(shí)驗(yàn)便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選用全電阻較小的滑動(dòng)變阻器.

　　【例8】 (1)一個(gè)電壓表VA的內(nèi)阻RA=1000Ω，量程為1.0V，現(xiàn)要利用電阻箱擴(kuò)大它的量程，改裝成量程為3.0V的電壓表.改裝后，再用一量程為3.0V的精確的電壓表VB對(duì)改裝后的電壓表的所有刻度進(jìn)行校準(zhǔn).除了這兩個(gè)電壓表VA、VB外，還有下列一些器材：? 電源E(電動(dòng)勢(shì)約為6V，內(nèi)阻較小)

　　變阻器R(總電阻約10Ω)

　　電阻箱R0(0～9999Ω)

　　開(kāi)關(guān)S

　　導(dǎo)線若干

　�、偃鐖D5—20所示是以上器材和兩個(gè)電壓表VA、VB的實(shí)物示意圖，試在圖中畫(huà)出連線，連成進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路.

　　②圖中電阻箱的取值等于________________Ω.?

　　(2)用上述電壓表VB和改裝后并已校準(zhǔn)過(guò)的電壓表(以下稱之為VC)以及一個(gè)開(kāi)關(guān)和一些導(dǎo)線，去測(cè)量一個(gè)電動(dòng)勢(shì)大約為2V的電源的內(nèi)阻r.

　　①簡(jiǎn)要寫(xiě)出測(cè)量步驟.?

　�、谟脺y(cè)得的量表達(dá)r的公式應(yīng)為r=____________.?

　　【例8】 解析： (1)①實(shí)物連線如圖5—21所示，為了使改裝表與標(biāo)準(zhǔn)表在零到量程的范圍內(nèi)一一校對(duì)，應(yīng)采用分壓電路.?

　�、诟鶕�(jù)串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系，有

　　解得R0=2000Ω

　　(2)①先將電壓表VC通過(guò)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線與電源連接，讀出VC上的示數(shù)UC;再將電壓表VC和VB串聯(lián)，通過(guò)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線與電源連接，讀出VC上的示數(shù)UC′和VB上的示數(shù)UB.

　　②根據(jù)上述兩步操作可得 ①?

　�、�?

　　③?

　　由①②③三式解得 Ω

　　【點(diǎn)評(píng)】 本題綜合考查了電表改裝、電表校準(zhǔn)電路及測(cè)量電源內(nèi)阻的方法，測(cè)試設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力.用電壓表VB和VC測(cè)量電源的內(nèi)阻時(shí)，應(yīng)注意： 盡管兩電壓表的量程相同，但其內(nèi)阻并不一定相同(表頭可能不同).?

　　跟蹤練習(xí)

　　1.下列關(guān)于誤差的說(shuō)法正確的是(填字母)____________.

　　? A.誤差是實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的錯(cuò)誤

　　B.誤差都是由于測(cè)量不仔細(xì)產(chǎn)生的?

　　C.誤差都是由于測(cè)量工具不精密產(chǎn)生的

　　D.任何測(cè)量都存在誤差?

　　E.實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)真測(cè)量就可以避免誤差

　　F.采用精密儀器，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，可以消除誤差?

　　G.實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差是難免的，但可以想辦法盡量減小誤差?

　　H.多次測(cè)量取平均值可以減小偶然誤差

　　I.多次測(cè)量取平均值可以減小系統(tǒng)誤差

　　2.甲、乙、丙三位同學(xué)在使用不同的游標(biāo)卡尺測(cè)量同一物體的長(zhǎng)度時(shí)，測(cè)量的結(jié)果分別如下：?

　　甲同學(xué)：使用游標(biāo)為50分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm

　　乙同學(xué)：使用游標(biāo)為10分度的卡尺，讀數(shù)為12.04cm

　　丙同學(xué)：使用游標(biāo)為20分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm

　　從這些數(shù)據(jù)中可以看出讀數(shù)肯定有錯(cuò)誤的是____________同學(xué).

　　3.如圖5—22甲、乙所示，用同一套器材測(cè)量鐵塊P與長(zhǎng)金屬板間的滑動(dòng)摩擦力.甲圖使金屬板靜止在水平桌面上，用手通過(guò)彈簧秤向右用力F拉P，使P向右運(yùn)動(dòng);乙圖把彈簧秤的一端固定在墻上，用力F水平向左拉金屬板，使金屬板向左運(yùn)動(dòng).則鐵塊P與金屬板間的滑動(dòng)摩擦力的大小是__________N.

　　圖5—22 圖5—23

　　4.在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，得到的軌跡如圖5—23所示.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及圖中給出的數(shù)據(jù)，可計(jì)算出小球平拋的初速度v0=________m/s.

　　5.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，如圖5—24所示，相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s，長(zhǎng)度單位是cm，g取9.8m/s2.求：

　　圖5—24

　　(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度vB=________________(保留兩位有效數(shù)字).?

　　(2)從起點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，物體重力勢(shì)能減小量ΔEP=___________，動(dòng)能的增加量ΔE?k=_________________(保留兩個(gè)有效數(shù)字).?

　　(3)即使在實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、數(shù)據(jù)測(cè)量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實(shí)驗(yàn)求得的ΔEp也一定略大一

　　ΔEk，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因.

　　6.在測(cè)定一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為2Ω)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，變阻器和電壓表各有兩個(gè)供選：A電壓表量程為15V，B電壓表量程為3V，A變阻器為(20Ω，3A)，B變阻器為(500?Ω，0.2A).?

　　電壓表應(yīng)該選_______________ (填A(yù)或B)，這是因?yàn)開(kāi)___________________.變阻器應(yīng)該選_______________ (填A(yù)或B)，這是因?yàn)開(kāi)_________________________.

　　7.(圖像結(jié)合)利用如圖5—25所示的電路測(cè)量電流表mA的內(nèi)阻，閉合電鍵S，當(dāng)變阻器的滑片滑至c處時(shí)，測(cè)得電流表mA和電壓表V的示數(shù)分別是40mA、9V.已知圖5—25中熱敏電阻的I—U關(guān)系圖線如圖5—26所示，則電流表mA的內(nèi)阻為( )

　　A.0.14Ω ?B.85Ω C.140Ω ?D.225Ω

　　8.如圖5—27所示，一只黑箱有A、B、C三個(gè)接線柱，規(guī)定每?jī)蓚�(gè)接線柱間最多只能接一個(gè)電器元件.并且已知黑箱內(nèi)的電器元件是一只電阻和一只二極管.某同學(xué)利用多用電表的歐姆擋，用正確的操作方法依次進(jìn)行了6次測(cè)量，將每次紅、黑表筆的位置和測(cè)得的阻值都填入了下表.?

　　紅表筆接 A A B B C C

　　黑表筆接 B C A C A B

　　測(cè)得阻值(Ω) 100 10k 100k 10.1k 90 190

　　由表中的數(shù)據(jù)可以判定:?

　　(1)電阻接在_________________兩點(diǎn)間，阻值為_(kāi)________________Ω.

　　(2)二極管接在_________________兩點(diǎn)間，其中正極接在_________________點(diǎn).二極管的正向阻值為_(kāi)___________Ω，反向阻值為_(kāi)_____________Ω.

　　9.(雙縫實(shí)驗(yàn))在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量頭示意圖如圖5—28所示，調(diào)節(jié)分劃板的位置，使分劃板中心剖線對(duì)齊某亮條紋的中心，此時(shí)測(cè)量頭的讀數(shù)為_(kāi)________________mm，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃線向一側(cè)移動(dòng)，到另一條亮條紋的中心位置，由測(cè)量頭再讀出一讀數(shù).若實(shí)驗(yàn)測(cè)得第一條到第五條亮條紋中心間的距離為Δx = 0.960mm，已知雙縫間距為d=1.5mm，雙縫到屏的距離為L(zhǎng)=1.00m，則對(duì)應(yīng)的光波波長(zhǎng) =_________________nm.

　　圖5—28 圖5—29

　　10.(測(cè)折射率)如圖5—29所示，畫(huà)有直角坐標(biāo)系Oxy的白紙位于水平桌面上.M是放在白紙上的半圓形玻璃磚，其底面的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)，直邊與x軸重合.OA是畫(huà)在紙上的直線，P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針，P3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針， 是直線OA與y軸正方向的夾角， 是直線OP3與y軸負(fù)方向的夾角.只要直線OA畫(huà)得合適，且P3的位置取得正確，測(cè)出角 、 ，便可求得玻璃的折射率.?

　　某學(xué)生在用上述方法測(cè)量玻璃的折射率時(shí)，在他畫(huà)出的直線OA上豎直地插上了P1、P2兩枚大頭針，但在y<0的區(qū)域內(nèi)，不管眼睛放在何處，都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2的像，他應(yīng)采取的措施是______________________________.若他已透過(guò)玻璃磚看到了P1、P2的像，確定P3位置的方法是___________________________________.若他已正確地測(cè)得了 、 的值，則玻璃的折射率n=________________.

　　11.(油膜實(shí)驗(yàn))在用“油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液為75滴.把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓形狀，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖5—30所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm.試求：

　　(1)油酸膜的面積是____________cm2.

　　(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______________mL.

　　(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子直徑為_(kāi)__________m.[(2)、(3)兩問(wèn)答案取一位有效數(shù)字]

　　12.在一次用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，圖5—31(甲)的O點(diǎn)是擺線的懸掛點(diǎn)，a、b點(diǎn)分別是球的上沿和球心，擺長(zhǎng)L=_____________m.??

　　圖5—31

　　圖(乙)為測(cè)量周期用的秒表，長(zhǎng)針轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間為30s，表盤(pán)上部的小圓共15大格，每一大格1min，該單擺擺動(dòng)n=50次時(shí)，長(zhǎng)、短針位置如圖所示，所用時(shí)間t=_____________s.

　　用以上直接測(cè)量的物理量的英文符號(hào)表示重力加速度的計(jì)算式為g=_____________(不必代入具體數(shù)值).

　　13.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)裝置，請(qǐng)根據(jù)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的相關(guān)實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題(電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz)：

　　(1)如圖5—32所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，在光滑水平面上，小車A的前端粘有橡皮泥，小車A受到瞬時(shí)沖量作用后做勻速運(yùn)動(dòng)，與原來(lái)靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng).?

　　圖5—32

　　實(shí)驗(yàn)得到的打點(diǎn)紙帶如圖5—33所示，小車A的質(zhì)量為0.4kg，小車B的質(zhì)量為0.2kg，則碰前兩小車的總動(dòng)量為_(kāi)_________________kg?m/s，碰后兩小車的總動(dòng)量為_(kāi)__________]kg?m/s.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

　　圖5—33

　　(2)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：?

　　①某同學(xué)用圖5—34所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如圖5—35所示的紙帶.測(cè)出點(diǎn)A、C間的距離為14.77cm，點(diǎn)C、E間的距離為16.33cm，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.8m/s2，重錘的質(zhì)量為m=1.0kg，則垂錘在下落過(guò)程中受到的平均阻力大小Ff =_____________

　　圖5—35

　�、谀惩瑢W(xué)上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告顯示重錘的動(dòng)能略大于重錘的勢(shì)能，則出現(xiàn)這一問(wèn)題的原因可能是_______(填序號(hào)).?

　　? A.重錘的質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤 ?B.該同學(xué)自編了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?

　　? C.交流電源的頻率不等于50Hz? D.重錘下落時(shí)受到的阻力過(guò)大

　　14.(能量)如圖5—36所示，A、B是兩個(gè)相同的小物塊，C是輕彈簧，用一根細(xì)線連接A、B使彈簧C處于壓縮狀態(tài)，然后放置在光滑的水平桌面上.提供的測(cè)量器材有天平和刻度尺.試設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定彈簧此時(shí)彈性勢(shì)能Ep的實(shí)驗(yàn)方案，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定的物理量(同時(shí)用相應(yīng)的字母表示)，并寫(xiě)出計(jì)算彈簧彈性勢(shì)能Ep的表達(dá)式(用測(cè)得物理量的字母表示).

　　圖5—36

　　15.圖5—37中E為直流電源，R為已知電阻，V為理想電壓表，其量程略大于電源電動(dòng)勢(shì)，S1和S2是開(kāi)關(guān).現(xiàn)要利用圖中電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，試寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果的表達(dá)式.

　　圖5—37

　　16(電阻率).在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，需要用刻度尺測(cè)出被測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，用電流表和電壓表測(cè)出金屬絲的電阻Rx.

　　圖5—38 圖5—39

　　(1)請(qǐng)寫(xiě)出測(cè)金屬絲電阻率的表達(dá)式： =_________________(用上述測(cè)量量的字母表示).

　　(2)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)量：金屬絲的長(zhǎng)度和直徑時(shí)，刻度尺和螺旋測(cè)微器的示數(shù)分別如圖5—38所示，則金屬絲長(zhǎng)度的測(cè)量值為l=_________________cm?，金屬絲直徑的測(cè)量值為d=_________________mm.

　　(3)用電流表和電壓表測(cè)金屬絲的電阻時(shí)，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響,不論使用電流表內(nèi)接法還是電流表外接法,都會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差.按如圖5—39所示的電路進(jìn)行測(cè)量,可以消除由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差.利用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主要操作過(guò)程是:

　　第一步：先將R?2的滑動(dòng)頭調(diào)到最左端,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2向1閉合，閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)變阻器R1和R2,使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些(不超過(guò)量程)，讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1.

　　第二步：保持兩滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭位置不變，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2向2閉合，讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2.?

　　請(qǐng)寫(xiě)出由以上記錄數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)電阻Rx的表達(dá)式Rx=__________________.

　　17.(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))某研究性學(xué)習(xí)小組為探究小燈泡燈絲電阻與溫度的關(guān)系，設(shè)計(jì)并完成了有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，以下是實(shí)驗(yàn)中可供選用的器材.?

　　?A.待測(cè)小燈泡(額定功率6W，額定電流0.5A)

　　?B.電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻0.1Ω)

　　?C.電壓表(量程0～5V，內(nèi)阻約5kΩ)

　　?D.電壓表(量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)

　　?E.滑線變阻器(最大阻值50Ω)

　　?F.滑線變阻器(最大阻值1kΩ)

　　?G.直流電源(電動(dòng)勢(shì)15V，內(nèi)阻可忽略)

　　H.開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干?

　　實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑線變阻器，小燈泡兩端電壓可以從零至額定電壓范圍內(nèi)變化，從而測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電流.?

　　(1)請(qǐng)?jiān)谔摼�框中畫(huà)出為完成上述實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的合理的電路圖.并在每個(gè)選用的器材旁標(biāo)上題目所給的字母序號(hào).?

　　圖5—40

　　(2)如圖5—40所示是該研究小組測(cè)得小燈泡的I—U關(guān)系圖線.由圖線可知，小燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而_________________(填“增大”、“減小”或“不變”);當(dāng)小燈泡兩端所加電壓為6V時(shí)，其燈絲電阻值約為_(kāi)________________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)

　　18.(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))有以下可供選用的器材及導(dǎo)線若干條,要求使用個(gè)數(shù)最少的儀器盡可能精確地測(cè)量一個(gè)電流表的滿偏電流.?

　　? A.被測(cè)電流表A1：滿偏電流約700～800 ，內(nèi)阻約100Ω，刻度均勻、總格數(shù)為N

　　? B.電流表A2：量程0.6A，內(nèi)阻0.1Ω

　　C.電壓表V：量程3V，內(nèi)阻3kΩ??

　　?D.滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值200Ω

　　?E.滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值1kΩ??

　　?F.電源E：電動(dòng)勢(shì)3V、內(nèi)阻1.5Ω

　　?G.開(kāi)關(guān)一個(gè)

　　(1)在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,并在每個(gè)選用的儀器旁標(biāo)上題目所給的字母序號(hào).

　　(2)測(cè)量過(guò)程中測(cè)出多組數(shù)據(jù),其中一組數(shù)據(jù)中待測(cè)電流表A的指針偏轉(zhuǎn)了n格，可算出滿偏電流Ig=___________，式中除N、n外,其他字母符號(hào)代表的物理量是______________.

　　19.(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有的器材如下：?

　　電池E (電動(dòng)勢(shì)約10V、內(nèi)阻r約1Ω)

　　標(biāo)準(zhǔn)電流表A1(量程300mA，內(nèi)阻r1約為5Ω)

　　電阻箱R1(最大阻值999.9Ω，阻值最小改變量為0.1Ω)

　　滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值10Ω)

　　開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干.?

　　要求設(shè)計(jì)—個(gè)測(cè)定電流表A2(量程250mA，內(nèi)阻r2約為5Ω)內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案.?

　　(1)在方框中畫(huà)出測(cè)量電路，并在每個(gè)儀器旁標(biāo)上英文代號(hào).?

　　(2)要直接測(cè)出的物理量是____________________，用這些物理量表示待測(cè)電流表A2內(nèi)阻的計(jì)算公式是______________.

　　20.(等勢(shì)線描繪)如圖5—41中給出的器材為：?

　　電源E(電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻不計(jì));

　　木板N(板上從下往上依次疊放白紙、復(fù)寫(xiě)紙、導(dǎo)電紙各一張);

　　兩個(gè)金屬條A、B(平行放置在導(dǎo)電紙上，與導(dǎo)電紙接觸良好，用作電極);?

　　滑線變阻器R(其總電阻值小于兩平行電極間導(dǎo)電紙的電阻);?

　　直流電壓表○V(量程為6V，內(nèi)阻很大，其負(fù)接線柱與B極相連，正接線柱與探針P相連);

　　開(kāi)關(guān)S.?

　　現(xiàn)要用圖中儀器描繪兩平行金屬條AB間電場(chǎng)中的等勢(shì)線.AB間的電壓要求取為6V.?

　　(1)在圖中連線，畫(huà)成實(shí)驗(yàn)電路原理圖.?

　　(2)下面是重要的實(shí)驗(yàn)操作步驟，將所缺的內(nèi)容填寫(xiě)在橫線上方.?

　　a.接好實(shí)驗(yàn)電路.?

　　b.____________________________________________.?

　　c.合上S，并將探針P與A相接觸.?

　　d.____________________________________________.?

　　e.用探針壓印的方法把A、B的位置標(biāo)記在白紙上，畫(huà)一線段連接AB兩極，在連線上選取間距大致相等的5個(gè)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，用探針把它們的位置壓印在白紙上.?

　　f.將探針與某一基準(zhǔn)點(diǎn)相接觸，________________________，這一點(diǎn)是此基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn).用探針把這一點(diǎn)的位置也壓印在白紙上.用相同的方法找出此基準(zhǔn)點(diǎn)的其他等勢(shì)點(diǎn).?

　　g.重復(fù)步驟f，找出其他4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)，取出白紙畫(huà)出各條等勢(shì)線.

　　21.(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：?

　　? A.干電池E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻小于1.0Ω)

　　B.電流表A1(滿偏電流3mA，內(nèi)阻r1=10Ω)

　　C.電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻0.1Ω)

　　D.滑線變阻器R1(0～20Ω，10A)?

　　E.滑線變阻器R2(0～100Ω，10A)

　　F.定值電阻R3(990Ω)?

　　G.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干?

　　(1)為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，其中應(yīng)選用的滑線變阻器是______________(填字母代號(hào))?

　　(2)請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)畫(huà)出利用本題提供的器材所設(shè)計(jì)的測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖.?

　　圖5—42

　　(3)如圖5—42為某一同學(xué)根據(jù)他所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)給出的I1、I2圖線(I1為A1的示數(shù)，I2為A2的示數(shù))，由圖線可求得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=______________V，內(nèi)阻r =_____________Ω.

　　22.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有一電壓表○mA，量程為150mV，內(nèi)阻約為150Ω.現(xiàn)要將其改成量程為10 mA的電流表，并進(jìn)行校準(zhǔn).為此，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：干電池E(電動(dòng)勢(shì)為1.5V)，電阻箱R，滑線變阻器R′，電流表○A (有1.5mA，15mA與150 mA三個(gè)量程)及開(kāi)關(guān)S.?

　　(1)對(duì)電表改裝時(shí)必須知道電壓表的內(nèi)阻.可用如圖5—43所示的電路測(cè)量電壓表○mA的內(nèi)阻.在既不損壞儀器又能使精確度盡可能高的條件下，電路中的電流表○A應(yīng)選用的量程是________________.若合上S，調(diào)節(jié)滑線變阻器后測(cè)得電壓表的讀數(shù)為150mV，電流表○A的讀數(shù)為1.05 mA，則電壓表的內(nèi)阻RmV為_(kāi)_____________.(取三位有效數(shù)字)?

　　圖5—43

　　(2)在對(duì)改裝成的電流表進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，把○A作為標(biāo)準(zhǔn)電流表，畫(huà)出對(duì)改裝成的電流表進(jìn)行校準(zhǔn)的電路原理圖(滑線變阻器作限流使用)，圖中各元件要用題中給出符號(hào)或字母標(biāo)注.圖中電阻箱的取值是_______(取三位有效數(shù)字)，電流表○A應(yīng)選用的量程是_____________________.

　　23.(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))一只量程為1V，內(nèi)阻RV約為900Ω的電壓表是由小量程電流表改裝而成的，現(xiàn)在要測(cè)量它的內(nèi)阻并對(duì)該表進(jìn)行校正.實(shí)驗(yàn)室提供了以下供選擇的器材：?

　　? A.待測(cè)電壓表

　　B.標(biāo)準(zhǔn)電壓表(量程1 V)

　　C.滑動(dòng)變阻器(最大阻值1 000Ω，額定電流1A)

　　D.滑動(dòng)變阻器(最大阻值10Ω，額定電流1A)

　　E.電阻箱(最大阻值999.9Ω，最小改變量0.1Ω)

　　F.電阻箱(最大阻值99.9Ω，最小改變量0.1 Ω)

　　G.電池組(電動(dòng)勢(shì)約3 V，內(nèi)阻約1Ω)

　　H.導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)若干.?

　　(1)為了用半偏法測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種電路，如圖5—44甲、乙所示，要使測(cè)量較精確，應(yīng)選擇___________________(填“甲”或“乙”)電路.在器材的選擇上，除了電池組、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)和待測(cè)電壓表外，還應(yīng)從提供的器材中選用___________________________________(用器材前的序號(hào)字母表示).?

　　用上述方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值RV_________(填“大于”、“等于”或“小于”)電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值.

　　圖5—44

　　圖5—45

　　(2)在對(duì)該電壓表進(jìn)行校正時(shí)，該同學(xué)已經(jīng)選擇好器材，如圖5—45所示.若要求對(duì)電壓表的每一條刻度線都進(jìn)行校正，請(qǐng)你將這些器材連接成測(cè)量電路，并標(biāo)出所選滑動(dòng)變阻器的序號(hào)字母.

　　24.(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))量程為3V的電壓表V內(nèi)阻約為3kΩ，要求測(cè)出該電壓表內(nèi)阻的精確值.實(shí)驗(yàn)中可供選用的器材有：?

　　電阻箱Ra(最大值9999.9Ω，阻值最小改變量0.1Ω)?

　　滑線變阻器Rb(最大阻值1000Ω，允許最大電流0.2A)?

　　電源E(開(kāi)路電壓約為5V，內(nèi)阻可忽略不計(jì))?

　　開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干?

　　(1)設(shè)計(jì)一個(gè)易于操作的測(cè)量電路，要求畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖并標(biāo)出所用器材符號(hào).?

　　(2)列出測(cè)量步驟，并寫(xiě)出計(jì)算電壓表內(nèi)阻的最后公式.

　　專題五 物理實(shí)驗(yàn)參考答案

　　跟蹤練習(xí)

　　1.DGH??

　　2.甲 50分度的游標(biāo)卡尺的精度為 mm=0.02mm，因此，讀數(shù)的最后一位數(shù)字應(yīng)是“2”的整數(shù)倍或“0”.

　　3.2.40 比較甲、乙兩圖可知，甲圖中彈力大于滑動(dòng)摩擦力，鐵塊P做勻加速直線運(yùn)動(dòng);乙圖中鐵塊P處于平衡狀態(tài)，彈力大小等于滑動(dòng)摩擦力大小.?

　　4.1.6 考察平拋物體的水平分運(yùn)動(dòng)，結(jié)合圖給數(shù)據(jù)可知，兩段時(shí)間之比為2︰1，若O點(diǎn)是平拋的起點(diǎn)，則豎直分位移y1︰y2= =4︰9，所以，O點(diǎn)是平拋的起點(diǎn).根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，有32.0×10-2=v0t，19.6×10-2= ，聯(lián)立解得v0=1.6m/s??

　　5.(1)0.97m/s (2)0.48J (3)0.47J?(3)重錘下落過(guò)程中受到阻力及紙帶受到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力作用，重錘的機(jī)械能減小.?

　　6.B A電壓表量程過(guò)大，讀數(shù)誤差太大 A B變阻器阻值太大，額定電流太小，調(diào)節(jié)時(shí)電表讀數(shù)變化不明顯.

　　7. B? 點(diǎn)撥：由熱敏電阻的I—U圖線知，工作電流I=40mA時(shí)，電壓U=5.6V，則此時(shí)加在電流表兩端電壓為(9-5.6)V=3.4V，所以 .

　　8.(1)AB 100Ω (2)AC A 90Ω 10kΩ??

　　9.1.630 360?

　　10.在白紙上另畫(huà)一條與y軸正方向的夾角較小的直線OA，把大頭針P1、P2豎直的插在所畫(huà)的直線上，直到在y<0的區(qū)域內(nèi)透過(guò)玻璃磚能看到P1、P2的像，插上P3后，P3剛好能夠擋住P1、P2的像. .

　　11.(1)110 (2)8×10-6 (3)7×10-10

　　12.0.9906，100.40，

　　13.(1)0.420 0.417 (2)①0.05N ②BC

　　14.應(yīng)測(cè)量的物理量有：小物塊的質(zhì)量m，兩小物塊的落地點(diǎn)之間的距離S，桌面的高度h，桌面的長(zhǎng)度d.?

　　15.實(shí)驗(yàn)步驟：(1)將S1閉合，S2斷開(kāi),電壓表直接和電源相連，記下電壓表讀數(shù)U，就是電源的電動(dòng)勢(shì);(2)S1、S2均閉合，記下電壓表讀數(shù)U2，即為電阻R兩端電壓.?

　　根據(jù)閉合電路歐姆定律，有 ，

　　即 ，解得

　　16.(1) (2)36.48～36.52 0.796～0.799

　　(3)

　　17. (1)如圖5—46所示

　　(2)增大，17Ω

　　18.(1)首先來(lái)分析電路的測(cè)量部分.由于電流表A2量程與待測(cè)電流表A1量程相差太大，從實(shí)驗(yàn)測(cè)量精度考慮，不能直接將電流表A2與電流表A1串聯(lián)來(lái)測(cè)量電流.注意到電壓表內(nèi)阻已知，而允許通過(guò)電壓表的最大電流為 ，跟待測(cè)電流表的量程接近，因此，可將電壓表與電流表A1串聯(lián)，利用其讀數(shù)來(lái)計(jì)算通過(guò)電流表A1的電流.?

　　再來(lái)分析電路的控制部分.若將滑動(dòng)變阻器接成限流式，則通過(guò)待測(cè)電流表的最小電流大約為 ，顯然，不能保證電表安全,也無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)量多組數(shù)據(jù).因此，應(yīng)采用分壓式控制電路，為了便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選用最大阻值20Ω的滑動(dòng)變阻器.?

　　綜合以上分析，選用的器材應(yīng)為A、C、D、F、G其實(shí)驗(yàn)電路如圖5—47所示.?

　　(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭，使待測(cè)電流表A1的指針偏轉(zhuǎn)n格，讀出此時(shí)電壓表V的示數(shù)U，則通過(guò)待測(cè)電流表的電流 由此可得,電流表的滿偏電流 ，式中U為電壓表的讀數(shù)，RV為電壓表的內(nèi)阻.

　　19.(1)如圖5—48所示?

　　(2)A1、A2兩電流表的讀數(shù)I1、I2和電阻箱R1的阻值 .

　　圖5—48

　　20.(1)連接線路如圖5—49所示.?

　　(2)把變阻器的滑動(dòng)觸頭移到靠近D端處.調(diào)節(jié)R，使電壓表讀數(shù)為6V.記下電壓表讀數(shù)，在導(dǎo)電紙上移動(dòng)探針，找出電壓表讀數(shù)與所記下的數(shù)值相同的另一點(diǎn).

　　21.(1)R1 (2) 電路如圖5—50所示 (3)1.4 8，0.8?

　　22.(1)當(dāng)電壓○mA滿偏時(shí)，通過(guò)其電流 1mA，故電流表選1.5mA量程.?

　　若合上S后， =143Ω.??

　　(2)可把電壓表○mA當(dāng)成量程為150mV、Rg=143Ω表頭處理，其改裝后量程為10mA，則通過(guò)○mA的滿偏電流為 =1.05mA.

　　由部分電路歐姆定律知 =16.8Ω.??

　　? ○A量程選15mA.?

　　圖5—51 圖5—52

　　23.(1)乙;D、E;大于 (2)如圖5—52所示.?

　　24.(1)如圖5—53所示?

　　(2)合上開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表指針在中央刻度處，記下電阻箱的阻值R1;再調(diào)節(jié)電阻箱電阻，便電壓表指針指在滿偏刻度處，記下電阻箱的阻值R2.?