高中物理知识精讲10_专题十七-实验

专题十七实验５３专题十七实验??考点1力学实验考向二探究弹簧弹力与形变量的关系??考向一研究匀变速直线运动原型实验??实验原理实验装置数据处理方法原型实验?实验原理?１．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法?如图所示，０、１、２、…为时间间隔相等的各计数点，ｘ１、ｘ２、?Ｆ＝ｋｘｘ３、…为相邻两计数点间的距离，若Δｘ＝ｘ２－ｘ１＝ｘ３－ｘ２＝ｘ４－ｘ３＝Ｃ?（常量），即若两连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与?纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。??注意事项?（１）安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。２．由纸带求物体运动加速度的方法?（２）不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太（１）用“逐差法”求加速度?－ｘ＝ｘ－ｘ＝ｘ－ｘ＝３ａＴ２多，以免超过弹簧的弹性限度。即根据ｘ４１５２６３（Ｔ为相邻两计数点间的?（３）尽量多测几组：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组时间间隔）求出?数据。ｘ－ｘｘ－ｘｘ－ｘ４１５２６３ａ１＝２、ａ２＝２、ａ３＝２，?（４）观察所描点的走向：不要画折线。３Ｔ３Ｔ３Ｔ?（５）注意刻度尺的读数统一单位，记录数据时要注意弹力及再算出平均值?弹簧伸长量的对应关系及单位。ｘ＋ｘ＋ｘ－ｘ－ｘ－ｘ４５６１２３即ａ＝２?（６）注意与弹簧接触的物体的运动状态，一般为静止状态９Ｔ?（平衡状态）。（２）用图像法求加速度?ｘ＋ｘｎｎ＋１考向三探究两个互成角度的力的合成规律即先根据ｖｎ＝求出所选的各计数点对应的瞬时速度，?２Ｔ?后作出ｖ－ｔ图像，图线的斜率即物体运动的加速度。?原型实验注意事项?实验原理实验装置数据处理方法１．细绳尽可能与木板平行，以确保细绳对小车的拉力不变；?作图法２．开始释放小车时，小车应尽量靠近打点计时器；?３．小车的加速度应适当大一些，以能在纸带长约５０ｃｍ的范?两力的作围内清楚地取７～８个计数点为宜；?用效果与４．为防止钩码落地和小车跟定滑轮相撞，应采取一些防范?一力相同措施；?５．要区别计时器打出的点与人为选取的计数点（一般２个?计数点间有４个计时点），选取的计数点不少于６个；?６．不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕（可先统?注意事项一量出到计数起点０的距离）。读数时估读到分度值的下一位。?（１）同一实验中的两个弹簧测力计的选取方法是：将两个弹?簧测力计钩好后对拉，若两个弹簧测力计在对拉的过程中，读数?相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止。使用时弹簧测力?计与板面平行。?（２）在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超?过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差。?（３）画力的图示时，应该选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外，要严格按力的图示要求和几何 ５４５年高考３年模拟Ｂ版高考物理?作图法作出合力。?（５）注意区分理论值的合力和实际的合力。（４）在同一次实验中，拉长的橡皮条的结点Ｏ位置一定要?（６）任何一个三力平衡的问题都可以设计为一个实验题出相同。现，可以前面研究三力平衡问题的方法来处理。考向四探究加速度与力、质量的关系原型实验?注意事项?准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会造成误差。１．实验方法：控制变量法。?２．平衡摩擦力：不悬挂小盘，但小车连着纸带。保证细绳拉?实验探究力等于小车合外力。若实验中小车所受合外力等于拉力减去摩?随着科学技术的发展，传感器的应用越来越广泛，利用传感擦力，则不需要平衡摩擦力。?器来改进实验，可以使实验更方便，测量结果更精确。下表列出３．不重复：不重复平衡摩擦力。?几种对实验装置的改进。４．实验条件：Ｍ≫ｍ。此时小盘和砝码的总重力才可视为小?实验装置图创新／改进点车受到的拉力。若实验中小车受到的拉力直接测量出来，则不?１．实验方案的改进：系统总质量不需要Ｍ≫ｍ这个条件。?变化，改变拉力得到若干组数据５．一先一后一按住：先接通电源，后放小车，且在小车到达?２．用传感器（图中未画出）记录小滑轮前按住小车。?车运动的时间ｔ与位移ｘ，直接绘６．作图：作图时两轴标度比例要适当，各量须采用国际单位?制ｘ－ｔ图像制单位。?３．利用牛顿第二定律求解实验中误差分析?的某些参量，确定某些规律１．因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的?总重力ｍｇ代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小?盘和砝码的总重力。?２．摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不 专题十七实验５５?续表?实验装置图创新／改进点?１．用传感器与计算机相连，直接得?出小车的加速度?２．图像法处理数据时，用钩码的质?量ｍ代替合力Ｆ，即用ａ－ｍ图像?代替ａ－Ｆ图像?１．用光电门代替打点计时器，遮光?条结合光电门测得物块的初速度如图丙所示，将白纸和复写纸固定在竖直放置的平抛运动?和末速度，由运动学公式求出加?实验仪器上，在复写纸和白纸上描下抛出点和竖直方向，让小球速度?每次从斜槽同一位置由静止释放，逐渐将水平放置的倾斜挡板２．结合牛顿第二定律，该装置可以?Ｎ往下移动，小球每次落到挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸测出动摩擦因数?上记录平抛运动过程的一些位置，将这些位置用平滑的曲线连实验方案的改进：弹簧测力计测?起来，就得到了平抛运动的轨迹，如图丁所示。量小车所受的拉力，钩码的质量不需要远小于小车质量，更无需?测钩码的质量??１．气垫导轨代替长木板，无需平衡摩擦力?２．力传感器测量滑块所受的拉力，?钩码的质量不需要远小于滑块质?量，更无需测钩码的质量?３．用光电门代替打点计时器，遮光?若Ｏ点为平抛运动的抛出点，水平方向为匀速直线运动，竖条结合光电门测得滑块的末速?１度，由刻度尺读出遮光条中心初直方向为自由落体运动，竖直方向：ｙ＝ｇｔ２，水平方向：ｘ＝ｖｔ?０２始位置与光电门之间的距离，由?运动学公式求出加速度ｇ２２?ｖ０＝ｘ，ｖＡ＝ｖ０＋（ｇｔ）２ｙ?考向五探究平抛运动的特点若无法确定Ｏ点是否为抛出点，水平方向为匀速直线运动，?竖直方向为匀加速直线运动，在ｘ方向取两段相等的水平位移?原型实验ｘ１，则这两段的时间是相同的，都是ｔ；而对应的竖直位移分别为?ｙ－ｙ实验原理２２１?ｙ１、ｙ２，如图戊所示，竖直方向：ｙ２－ｙ１＝ｇｔ，ｔ＝ｇ１．探究平抛运动的竖直分运动是自由落体运动?????????ｘ１ｇ如图甲所示，ａ球做平抛运动，ｂ球做自由落体运动，两运动?水平方向：ｖ０＝＝ｘ１ｔｙ－ｙ２１同时进行，观察两球同时落地，从而判断平抛运动竖直方向的分?ｙ＋ｙ运动是自由落体运动。２２２１?合速度：ｖＢ＝ｖ０＋ｖＢｙ竖直方向：ｖＢｙ＝２ｔ２．探究平抛运动的水平分运动是匀速直线运动?如图乙所示，在两个相同倾斜轨道上，１球和２球在相对于?注意事项水平段的高度相同位置同时由静止释放，１球离开水平段后做平?１．保证平抛运动实验仪的板面是在竖直平面，注意重垂线抛运动，２球沿水平轨道做匀速直线运动，观察到１球能击中２?能正常使用。球，从而判断平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动。?２．保证轨道末端是水平的，以保证小球离开轨道的速度沿３．由平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度和某点的速度?水平方向。３．同一个平抛运动的实验保证每次释放的位置相同，以保?证平抛运动的水平初速度相同。 ５６５年高考３年模拟Ｂ版高考物理?实验探究??创新实验设计?实验装置图创新点?移动相同的水平距离，而水平?方向做匀速直线运动，所以两?由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计段时间相等；小球打在纸上的?时器测出，也可以用其他方法测出。这样，进行若干次测量，就印迹记录了竖直方向的位置，?得到若干组功和速度的数据。根据竖直方向非抛出点时为匀?以橡皮筋对小车做的功Ｗ为纵坐标，小车获得的速度ｖ（或加速直线运动，可按前面非抛?２３出点的方法求解ｖ，ｖ，ｖ）为横坐标，以第１次实验时的功Ｗ０为单位，作出图像。?分析图像，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的?定量关系。?注意事项?当把合力对小车做的功认定为等于橡皮筋对小车做的功用频闪照相机记录平抛运动的?时，木板的倾斜程度应满足重力使小车沿斜面下滑的分力等于轨迹，利用拍照间隔时间相同，?小车受到的阻力。按前面的分析方法求解??考向七验证机械能守恒定律??原型实验?实验原理?用计算机描绘平抛运动的轨迹?在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动如下图，根据描绘的图线求解能可以互相转化，但总的机械能守恒，利用打点计时器在纸带上?记录下物体自由下落的高度ｈ并计算出瞬时速度ｖ，从而验证物?体在自由下落过程中，重力势能的减少量ΔＥｐ＝ｍｇｈ与物体动能?１＝２?的增加量ΔＥｋｍｖ相等。２?测定某点瞬时速度的方法是：物体做匀变速直线运动，在某?段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。?考向六探究动能定理?注意事项?１．组装实验装置时，重物与纸带、限位孔必须在同一竖直线原型实验?上，以减小摩擦阻力；实验设计思路?２．实验时必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能?松开纸带让重物下落；?３．纸带上端最好不要悬空提着，而要用手按在墙上，这样可?保证下落的初速度为零，并且纸带上打出的第一个点是清晰的?一个小点；?４．测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错，为了?减小测量ｈ值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远些，?纸带也不宜过长，有效长度可在６０～８０ｃｍ；?５．因不需要知道动能的具体数值，故不需要测出重物的质实验原理?量ｍ；如图，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行。当我们用?６．铁架台上固定打点计时器的夹子不可伸出太长，以防铁２条、３条……同样的橡皮筋进行第２次、第３次……实验时，每?架台翻倒。次实验中橡皮筋被拉伸的长度都保持一致，那么，第２次、第３?误差分析次……实验中橡皮筋对小车做的功就是第１次的２倍、３倍……?１．实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的如果把第１次实验时橡皮筋所做的功记为Ｗ０，以后各次做的功?增加量必定稍小于势能的减少量，这属于系统误差。减少空气阻就是２Ｗ０、３Ｗ０……?力影响的方法是：使纸带下挂的重物重力大些，且体积要小。?２．打点计时器产生的误差?（１）由于交流电周期的变化，引起打点时间间隔变化而产生误差； 专题十七实验５７?（２）计数点选择不好、振动片振动不均匀、纸带放置方法不?正确引起摩擦，造成实验误差；?（３）打点时的阻力对纸带的运动性质有影响，这也属于系统?误差。?３．由于测长度带来的误差属偶然误差，减小办法一是测距?离时都应从起始点量起，二是多测几次取平均值。?考向八验证动量守恒定律??（１）测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小原型实验?球为入射小球。?实验方案（２）安装：如图所示安装实验装置，调整固定斜槽使斜槽底?方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验（如图所示）端水平。?（３）铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺好，记下重?垂线所指的位置Ｏ。?（４）放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某?固定高度处自由滚下，重复１０次，用圆规画尽量小的圆把所有（１）测质量：用天平测出滑块质量。?的小球落点圈在里面，圆心Ｐ就是小球落点的平均位置。（２）安装：正确安装好气垫导轨。?（５）碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球（３）实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块?从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验１０次，用各种情况下碰撞前、后的速度（①改变滑块的质量；②改变滑块?步骤４的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置Ｍ和被撞小的初速度大小和方向）。?球落点的平均位置Ｎ，如图所示。（４）验证：一维碰撞中的动量守恒。?方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验?（１）测质量：用天平测出两小球的质量ｍ１、ｍ２。?（２）安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。?（６）验证：连接Ｏ、Ｎ，测量线段ＯＰ、ＯＭ、ＯＮ的长度。将测量（３）实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下后它们?数据填入表中，最后代入ｍ１·ＯＰ＝ｍ１·ＯＭ＋ｍ２·ＯＮ，验证在误相碰。?差允许的范围内此式是否成立。（４）测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前?对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应?小球的速度。?考点2电学实验（５）改变条件：改变碰撞条件，重复实验。?考向一伏安法测电阻电路的应用（６）验证：一维碰撞中的动量守恒。?方案三：在光滑木板上两车完成一维碰撞实验（如图所示）?一、伏安法测电阻两种方法的比较?电流表内接法电流表外接法?（１）测质量：用天平测出两小车的质量。?电路图（２）安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带??电流表分压电压表分流穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上误差原因Ｕ＝Ｕ＋ＵＩ＝Ｉ＋Ｉ?测ｘＡ测ｘＶ撞针和橡皮泥。ＵＵＲＲ（３）实验：接通电源，让小车Ａ运动，小车Ｂ静止，两车碰撞?测测ｘＶ电阻Ｒ＝＝Ｒ＋Ｒ＞ＲＲ＝＝＜Ｒ测ｘＡｘ测＋ＲｘＩＩＲ?测测ｘＶ时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成整体运动。测量值测量值大于真实值测量值小于真实值Δｘ?（４）测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由ｖ＝Δｔ?规律方法总结：伏安法测电阻的电路选择算出速度。?（１）阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表（５）改变条件：改变碰撞条件，重复实验。?的内阻进行比较，若Ｒｘ较小，宜采用电流表外接法；若Ｒｘ较大，（６）验证：一维碰撞中的动量守恒。?宜采用电流表内接法。方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律（如图所示）?（２）临界值计算法?Ｒｘ＜ＲＶＲＡ时，用电流表外接法。?Ｒｘ＞ＲＶＲＡ时，用电流表内接法。?（３）实验试探法：按图接好电路，让电压表接线柱Ｐ先后与?ａ、ｂ处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的?示数变化不大，则采用电流表外接法；如果电流表示数有较大的变化，而电压表示数变化不大，则采用电流表内接法。 ５８５年高考３年模拟Ｂ版高考物理?２．注意事项?（１）本实验中被测金属丝的电阻值较小，为了减小实验的系?统误差，必须采用电流表外接法；?（２）电路连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开?二、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），?然后再把电压表并联在待测金属丝的两端；?（３）测量被测金属丝的有效长度，是指测量待测金属丝接入?电路的两个端点之间的长度，即电压表两并联接入点间的部分?待测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直；?（４）闭合开关Ｓ之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效?负载Ｒｘ上电负载Ｒｘ上电流电阻值最大的位置；相同条件下电路?压调节范围调节范围（５）在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流Ｉ的值不消耗的总功率?（忽略电源内阻）（忽略电源内阻）宜过大（电流表用０～０．６Ａ量程），通电时间不宜过长，以免金属?ＲＥＥ丝的温度过高，造成其电阻率在实验过程中增大；ｘ?限流接法Ｅ≤Ｕｘ≤Ｅ＋Ｒ≤Ｉｘ≤ＥＩｘ（６）求Ｒ的平均值可用两种方法：第一种是算出各次的测量Ｒｘ＋Ｒ０Ｒｘ０Ｒｘ?值，再取平均值，第二种是用Ｕ－Ｉ图线的斜率来求出。若采用图Ｅ?分压接法０≤Ｕｘ≤Ｅ０≤Ｉｘ≤Ｅ（Ｉｘ＋ＩａＰ）像法，在描点时，要尽量使点间的距离拉大一些，连线时要让各Ｒｘ?点均匀分布在直线两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑；分压电路调节分压电路调节限流电路能耗?比较（７）连接实物图时，所连的导线不要交叉，且要接到接线范围较大范围较大较小?柱上；?规律方法总结：滑动变阻器两种连接方式的选择（８）电流表与电压表的读数，注意有效数字的位数。?（１）下列三种情况必须选用分压式接法３．误差分析——误差来源①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续?（１）直径的测量；调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），?（２）长度的测量；即大范围内测量时，必须采用分压接法。?（３）测量电路中电流表和电压表对电阻测量的影响；②当用电器的电阻Ｒｘ远大于滑动变阻器的最大阻值Ｒ０，且?（４）通电电流的大小不同，通电时间的长短不同，致使金属实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须?丝发热而温度不同，电阻率随之变化。采用分压接法。??四、描述小灯泡伏安特性曲线③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍?１．实验设计思路超过Ｒｘ的额定值时，只能采用分压接法。（２）下列情况可选用限流式接法?①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只?是小范围内测量，且Ｒｘ与Ｒ０接近或Ｒｘ略小于Ｒ０，采用限流式??２．注意事项接法。?（１）因本实验要作出Ｉ－Ｕ图线，要求测出一组包括零在内的②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满电压值、电流值，则变阻器要采用分压接法；足分压式接法的要求时，采用限流式接法。?（２）本实验中，因被测小灯泡电阻较小，则实验电路必须采③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均?用电流表的外接法；可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法。?（３）开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡两端的电?三、测量金属丝电阻率?压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如０．５Ｖ）时，读１．实验设计思路?取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；?（４）开关闭合前变阻器滑片移到使灯泡两端电压为零的?一端；?（５）在坐标纸上建立坐标系，横、纵坐标所取的分度比例应?该适当，尽量使由测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定?要用平滑的曲线，不能画成折线。?３．误差分析?（１）测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测?得的Ｉ值比真实值偏大；?（２）描绘Ｉ－Ｕ图线时作图不准确造成的偶然误差。?? 专题十七实验５９?五、测量电阻的创新方法?坐标，用测出的几组Ｉ、Ｕ值画出Ｕ－Ｉ图像。如图所示。所得直１．半偏法测电阻?线跟纵轴的交点即电动势值，图线斜率的绝对值即内阻ｒ的值。利用电流表半偏测○Ｇ的内阻?实验原理（如图）：???????注意事项实验步骤：①Ｒ１调至阻值最大，闭合Ｓ１，调Ｒ１阻值使○Ｇ示?１．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些（选数达满偏值。?用已使用过一段时间的干电池）；②保持Ｒ１阻值不变，闭合Ｓ２，调Ｒ２使○Ｇ示数达满偏值一?２．电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势Ｅ会明显?下降，内阻ｒ会明显增大，故长时间放电不宜超过０．３Ａ，短时间半，同时记录Ｒ２的值。?放电不宜超过０．５Ａ，因此，实验中不要将Ｉ调得过大，电表读数③Ｒ＝Ｒ。ｇ测２?要快，每次读完后应立即断电；误差分析：闭合Ｓ２后，Ｒ２与Ｒｇ的并联值Ｒ并＜Ｒｇ，所以Ｉ总＞?３．测出不少于６组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大些，用方程组１１Ｉｇ，而此时○Ｇ的示数为２Ｉｇ，所以ＩＲ２＞２Ｉｇ，所以Ｒ２＜Ｒｇ，所以?求解，要将测出的Ｉ、Ｕ数据中，数据①和数据④为一组，数据②?和数据⑤为一组，数据③和数据⑥为一组，分别解出Ｅ、ｒ值再求Ｒｇ测＜Ｒｇ。?平均值；只有当Ｒ１≫Ｒｇ（Ｒ１≫Ｒ２）时，Ｒｇ测≈Ｒｇ。?４．画出Ｕ－Ｉ图线，要使较多的点落在这条直线上或使各点说明Ｒ１≫Ｒｇ、Ｒ１≫Ｒ２为选器材提供依据，即Ｒ１应选阻均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考值大的电阻；在安全范围内电源应选电动势大的。?虑，这样，就可减小偶然误差；２．替代法测电阻?｜ΔＵ｜实验原理（如图）：?５．计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用ｒ＝｜ΔＩ｜?计算出电源的内阻ｒ。??误差分析?１．测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，使得测量?电流小于电源的真实电流值。实验步骤：Ｓ先与２接，记录○Ａ的示数，再与１接，调Ｒ值?２．由于电压表的分流使电动势的测量值小于真实值，内阻?的测量值小于真实值。使○Ａ示数不变，则Ｒｘ＝Ｒ。??实验探究说明对○Ａ的要求，只要有示数且不超过量程即可，与?实验拓展———其他方法测电源的电动势和内阻２?指针偏转是否超满刻度的无关，因为电流表示数不参与运算。３?实?验考向二测定电源的电动势和内阻电?路?原型实验Ｕ?１Ｅ＝Ｕ＋ｒ＋ｒ）１实验原理?Ｅ＝Ｉ１（Ｒ１Ｒ１如图所示，改变Ｒ的阻值，从电压表和电流表中读出几组?Ｅ＝Ｉ２（Ｒ２＋ｒ）Ｕ２实Ｅ＝Ｕ２＋ｒＵ、Ｉ值，利用闭合电路欧姆定律Ｕ＝Ｅ－Ｉｒ求出几组Ｅ、ｒ值，最后?验Ｉ１Ｉ２（Ｒ１－Ｒ２）Ｒ２Ｅ＝原Ｉ－ＩＵＵ（Ｒ－Ｒ）分别算出它们的平均值。?２１１２１２理Ｅ＝?Ｉ１Ｒ１－Ｉ２Ｒ２Ｕ２Ｒ１－Ｕ１Ｒ２ｒ＝Ｉ－ＩＲＲ（Ｕ－Ｕ）?２１１２１２ｒ＝ＵＲ－ＵＲ?２１１２????用作图法来处理数据：即在坐标纸上以Ｉ为横坐标、Ｕ为纵 ６０５年高考３年模拟Ｂ版高考物理?续表小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的“正”、“负”极。??三、数据处理?１．测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。?２．测电压和电流时，如果所读表盘的分度值最后一位数字?为１，读数时应读到分度值的下一位；若表盘的分度值最后一位１１１?数字为２或５，读数时只读到与分度值位数相同即可。＝Ｒ＋ｒ图ＩＥＥ?像四、误差分析?１．电池用旧后，电动势会减小，内电阻会变大，致使电阻测１ｒ１１?＝·＋ＵＥＲＥ?量值偏大，要及时更换新电池。２．欧姆表表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左?１?密右疏的特点，选用恰当挡位，尽可能使指针指向表盘的中值Ｒ＝Ｅ·－ｒＩ附近。?３．测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压?考向三练习使用多用电表?值均小于真实值。４．读数时易产生偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。?一、用多用电表测电阻的步骤?五、探索黑箱内的电学元件１．调整指针定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。?２．将选择开关置于“Ω”挡的“×１”挡，短接红、黑表笔，调节判断目的应用挡位现象?欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向∞。电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源?３．将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出?电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。?二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大４．选择开关改置“×１００”挡，重新进行欧姆调零。?电容器欧姆挡指针先指“０”后逐渐增大到“∞”５．再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较。?电感线圈欧姆挡示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数?６．测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“ＯＦＦ”挡。?六、实验拓展——电表改装及矫正二、注意事项?１．Ｇ表改装为电流表的原理１．表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入?并联电阻反比分流。“＋”孔，黑表笔插入“－”孔，注意电流的实际方向。?如图所示为电流表的内部电路图：２．区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是刻度盘左侧?的“０”位置，对应调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆?零点是指刻度盘右侧的“０”位置，对应调整的是欧姆调零旋钮。?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。?Ｉ设电流表最大测量值为Ｉ，量程的扩大倍数ｎ＝，由并联电４．测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零。?Ｉｇ５．由于欧姆表盘刻度估读时误差较大，故测量结果通常只?Ｉｇ１路的特点得ＩｇＲｇ＝（Ｉ－Ｉｇ）Ｒ，Ｒ＝Ｒｇ＝Ｒｇ，电流表内阻ｒＡ＝需取两位有效数字，读数时注意乘倍率。?Ｉ－Ｉｇｎ－１６．使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测?Ｒ·ＲｇＲｇ＝，可知电流表最大测量值越大，Ｒ越小，其内阻也电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆。?Ｒ＋Ｒｇｎ７．测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不?越小。但影响测量结果，甚至可能损坏电表。?２．Ｇ表改装为电压表的原理８．如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出。?串联电阻正比分压。９．晶体二极管具有单向导电性（符号上的箭头表示允许电?如图所示是电压表的内部电路图：流通过的方向）。当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电?路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，?电路截止，如图丙所示。?Ｕ设电压表的最大测量值为Ｕ，量程的扩大倍数为ｎ＝，由串?Ｕｇ?ＵｇＵ－ＵｇＵ－ＵｇＵ联电路的特点得＝，Ｒ＝Ｒｇ＝（－１）Ｒｇ＝（ｎ－１）Ｒｇ。?ＲｇＲＵｇＵｇ?电压表内阻ｒＶ＝Ｒ＋Ｒｇ＝ｎＲｇ，可知电压表最大测量值越大，Ｒ越将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管?大，其内阻也越大。的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较注意（１）无论表头Ｇ改装成电压表还是电流表，它的 专题十七实验６１?三个特征量Ｕｇ、Ｉｇ、Ｒｇ是不变的。?亮，观察多用电表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况，并记录；（２）电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的（４）用手掌（或黑纸）遮光时，观察多用电表表盘指针显示?计算问题，只要把表头Ｇ看成一个电阻Ｒｇ即可，切记通过表头?光敏电阻阻值的情况，并记录。的满偏电流Ｉｇ是不变的。?４．数据处理：根据记录数据分析光敏电阻的特性。５．实验结论：（１）光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照?考向四传感器的简单应用射下电阻值很小；?（２）光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个?原型实验电学量。?一、研究热敏电阻的特性?实验探究１．实验原理：用多用电表欧姆挡进行测量和观察。?有关设计实验的基本问题２．实验器材：多用电表、半导体热敏电阻、温度计、铁架台、?１．设计实验的一般原则烧杯、凉水和热水。?科学性设计的方案有科学的依据，符合物理学的基本原理?按设计方案实施时，应安全可靠，不会对人身、器材造成损?可行性害；所需装置和器材要易于置备，且成功率高?在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，?精确性尽可能选用误差较小的方案?简便、设计方案应便于操作、读数，便于进行数据处理，便于实验?直观性者直观、明显地观察甲?２．设计实验的思维流程?３．实验步骤：（１）按图甲连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；?（２）把多用电表置于欧姆挡，按欧姆挡的使用方法并选择适?当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值，并记下温度计?的示数；?（３）向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，?记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值；?３．设计实验的一般步骤说明（４）将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的?（１）明确实验目的。阻值，并记录。?（２）掌握基本的物理规律和原理。这是实验的关键。４．数据处理：粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。?（３）基本仪器的使用知识是实验的基础。因此，必须掌握基本仪器的功能、特点、使用方法、量程等，对某些仪器还要掌握其?结构和原理。?（４）能够根据一定的实验方法设计实验，选择、组装仪器，按?实验步骤进行操作，做好数据的测量和记录。?乙（５）能正确处理实验数据，发现规律，得出实验结论。?５．实验结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度（６）会分析实验误差，提出减少误差的方法，对某些实验还?的降低而增大。要能够分析误差的范围。?６．注意事项：实验时，加热水后要等一会儿再测热敏电阻阻?值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。?考点3其他实验二、研究光敏电阻的光敏特性?１．实验原理：用多用电表欧姆挡进行测量和观察。?考向一用油膜法估测分子的大小２．实验器材：光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导?线、电源。?原型实验?实验目的?１．会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜?的面积；?２．会计算分子的大小，正确处理实验数据。丙?３．实验步骤：（１）将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器?实验原理按图丙所示电路连接好，其中多用电表置于欧姆挡“×１００”挡；?实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测（２）先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录?分子的大小。把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸数据；?就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形（３）打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变成近似圆形的一层纯油酸薄膜。 ６２５年高考３年模拟Ｂ版高考物理?实验中如果算出一定体积Ｖ的油酸在水面上形成的单分子?Ｖ考向三测量玻璃的折射率油膜的面积为Ｓ，即可算出油酸分子的大小，直径ｄ＝。?Ｓ?注意事项原型实验?１．油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度，产?实验原理生误差；?如图所示，当光线ＡＯ以一定的入射角θ１射向两面平行的２．从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀。待测油酸?玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线ＡＯ对应的出射光线Ｏ′面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。ｓｉｎθ?１Ｂ，从而找出折射光线ＯＯ′和折射角θ２，再根据ｎ＝或ｎ＝误差分析?ｓｉｎθ２ＰＮ１．油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度容易改变，?算出玻璃的折射率。ＱＮ′会给实验带来较大误差。?２．纯油酸体积的计算误差。?３．油膜面积的测量误差?①油膜形状的画线误差；?②数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差。??考向二用单摆测定重力加速度??原型实验?实验原理?数据处理当偏角很小时，单摆做简谐运动，其运动周期为Ｔ＝?１．计算法：用量角器测量入射角θ１和折射角θ２，并查出其２πｌ，它与偏角的大小及摆球的质量无关，由此得到ｇ＝?ｓｉｎθ１ｇ?正弦值ｓｉｎθ１和ｓｉｎθ２，算出不同入射角时的，并取平均值。ｓｉｎθ２２４πｌ?。因此，只要测出摆长ｌ和振动周期Ｔ，就可以求出当地重２．图像法：改变不同的入射角θ１，测出不同的折射角θ２，作２Ｔ?ｓｉｎθ１力加速度ｇ的值。?ｓｉｎθ１－ｓｉｎθ２的图像，由ｎ＝可知，图像应为过原点的倾斜直ｓｉｎθ２注意事项?线，如图，其斜率为折射率。?１．构成单摆的条件：细线的质量要小、弹性要小，选用体积?小、密度大的小球，摆角不超过５°。?２．要使摆球在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，方法是?将摆球拉到一定位置后由静止释放。?３．测周期的方法：（１）要从摆球过平衡位置时开始计时，因?３．“单位圆”法：以入射点Ｏ为圆心，以一定的长度Ｒ为为此处速度大、计时误差小，而最高点速度小、计时误差大。?半径画圆，交入射光线ＡＯ于Ｅ点，交折射光线ＯＯ′于Ｅ′点，过Ｅ（２）要测多次全振动的时间来计算周期，如在摆球过平衡位置时开始计时，且在数“零”的同时按下秒表，以后每当摆球从同?作ＮＮ′的垂线，交ＮＮ′于Ｈ，过Ｅ′作ＮＮ′的垂线，交ＮＮ′于Ｈ′，如一方向通过最低位置时计数１次。?＝ＥＨ＝Ｅ′Ｈ′ｓｉｎθ１＝图所示，ｓｉｎθ１，ｓｉｎθ２，ＯＥ＝ＯＥ′＝Ｒ，则ｎ＝?ＯＥＯＥ′ｓｉｎθ２数据处理?ＥＨ。只要用刻度尺量出ＥＨ、Ｅ′Ｈ′的长度就可以求出ｎ。１．公式法：测出摆长ｌ和３０次或５０次全振动的时间ｔ，利?Ｅ′Ｈ′ｔ?用Ｔ＝求出周期；不改变摆长，反复测量三次，算出三次测得的Ｎ?２４πｌ周期的平均值Ｔ，然后代入公式ｇ＝求重力加速度。?２Ｔ?ｇ２２．图像法：由单摆周期公式不难推出ｌ＝Ｔ，因此，测出?２４π?２一系列摆长ｌ对应的周期Ｔ，作ｌ－Ｔ图像，图线应是一条通过原?点的直线，求出图线的斜率，即可求得重力加速度值。?注意事项误差分析?１．用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触１．系统误差的主要来源：悬点不固定，球、线不符合要求，振?摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边ｂｂ′。动是圆锥摆而不是在同一竖直平面内的振动等。?２．实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。２．偶然误差主要来自时间的测量上，因此，要从摆球通过平?３．大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖两侧两枚大头针衡位置时开始计时，不能多计或漏计振动次数。Ｐ１与Ｐ２间、Ｐ３与Ｐ４间的距离应大一点，以减小确定光路方向 专题十七实验６３?时造成的误差。４．测量多组数据，求λ的平均值。?４．实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜?注意事项过大，否则在ｂｂ′一侧将看不到Ｐ１、Ｐ２的像。?１．调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的考向四用双缝干涉实验测量光的波长?光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。?２．放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒原型实验?的轴线上。?３．调节测量头时，应使分划线中心刻线和亮条纹的中心对实验原理?齐，记清此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另用灯丝为线状的灯泡作光源，光源发出的光，经过滤光片后?一亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就变成单色光，再经过单缝Ｓ时发生衍射，这时单缝Ｓ相当于一个?表示这两条纹间的距离。单色光源，衍射光波同时到达双缝Ｓ１和Ｓ２之后，Ｓ１、Ｓ２双缝相当?４．不要直接测Δｘ，要测多个亮条纹的间距再计算得Δｘ，这于两个步调完全一致的单色相干光源，相邻两条明（暗）条纹间?样可以减小误差。ｌ的距离Δｘ＝λ，因此，只要测出Δｘ、ｄ、ｌ，即可测出波长λ。?ｄ误差分析数据处理?１．双缝到屏的距离ｌ的测量存在误差。１．条纹间距的计算：移动测量头的手轮，分划板中央刻线在?２．测条纹间距Δｘ带来的误差第１条亮纹中央时读数为ａ１，在第ｎ条亮纹中央时读数为ａｎ，则?（１）干涉条纹没有调整到最清楚的程度。ａ－ａ?（２）误认为Δｘ为亮（暗）条纹的宽度。ｎ１Δｘ＝。?ｎ－１（３）分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于２．用米尺测量双缝到光屏的距离ｌ（双缝间距ｄ是已知的）。?条纹中心。ｌｄ?（４）测量多条亮条纹间的距离时读不准确，此间距中的条纹３．根据条纹间距与波长的关系Δｘ＝λ得λ＝Δｘ，代入ｄｌ?数未数清。数据求出光的波长λ。