專題十七實驗高考物理江蘇省專用考點一力學實驗一、誤差1.誤差測量值與真實值的差異叫誤差。誤差存在于一切測量之中,而且貫穿測量

過程的始終。實驗中,誤差是不可避免的,但可以減小。2.誤差分析按誤差的性質和來源劃分,可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種。(1)系統(tǒng)誤差:來源于儀器誤差、理論誤差、環(huán)境誤差。減小系統(tǒng)誤差的方

法有校準測量儀器、改進實驗方法等?？键c清單從分析數(shù)據(jù)看,誤差分為絕對誤差和相對誤差。(1)絕對誤差:絕對誤差是測量值與真實值之差的絕對值。即絕對誤差=|測

量值-真實值|,它反映測量值偏離真實值的大小。(2)相對誤差:相對誤差等于絕對誤差與真實值之比,常用百分數(shù)表示,即相

對誤差=

×100%。相對誤差反映了實驗結果的精確程度。對于兩個測量值的評價,必須考慮相對誤差。絕對誤差大者,其相對誤差不

一定大。(2)偶然誤差:來源于各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物體的影

響。減小偶然誤差的方法有多次測量取平均值。3.絕對誤差與相對誤差三位、四位有效數(shù)字。數(shù)3.6表示最末一位數(shù)字6是不可靠的,而數(shù)字3.6

0、3.600則表示最末一位數(shù)字0是不可靠的。二、有效數(shù)字1.當用毫米刻度尺測量書本時,量得的長度為184.2mm,最末一位數(shù)字2是

估計出來的,是不可靠數(shù)字,但是仍然有意義,仍要寫出來。這種帶有一位

不可靠數(shù)字的近似數(shù)字,叫有效數(shù)字。2.在有效數(shù)字中,數(shù)3.6、3.60、3.600的含義是不同的,它們分別代表兩位、等效法概念等效思維的方法是將復雜(或抽象)的物理問題等效為熟知(或形象)的物理問題的方法實例驗證力的平行四邊形定則的實驗中,用合力與分力效果相同來檢驗定則是否成立;在測量微小長度的儀器中,螺旋測微器利用等效的思想把微小的直線位移轉化為角位移并在較大的圓周上對其進行顯示等三、實驗的主要思想方法控制變量法概念控制變量法是在研究和解決問題的過程中,對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制,使其中一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化實例驗證牛頓第二定律四、刻度尺(米尺)1.常用于測量的刻度尺分度值為1mm,量程不等。測量時要估讀到毫米的

下一位。2.用刻度尺測量時需要注意:(1)要使刻度尺的刻線緊貼被測物體。(2)用零刻線在端頭的刻度尺測量時,為了防止因端頭磨損而產生誤差,常

選擇刻度尺的某一刻線為測量起點,測量的長度等于被測物體的兩個端點

在刻度尺上的讀數(shù)之差。五、打點計時器1.認識“兩種儀器”2.作用:計時儀器,接頻率為50Hz交變電流,每隔0.02s打一次點。3.工作條件

4.計時點和計數(shù)點的比較計時點是打點計時器打在紙帶上的實際點,兩相鄰點間的時間間隔為0.02

s;計數(shù)點是人們根據(jù)需要按一定的個數(shù)選擇的點,兩個相鄰計數(shù)點間的時

間間隔由選擇的個數(shù)而定,如每5個點取一個計數(shù)點和每隔4個點取一個計

數(shù)點,時間間隔都是0.1s。紙帶上相鄰的兩點的時間間隔均相同,速度越大,紙帶上的計數(shù)點越稀疏。六、實驗數(shù)據(jù)的處理方法1.列表法在記錄和處理數(shù)據(jù)時,為了簡單而明確地表示出有關物理量之間的對應關

系,將數(shù)據(jù)填寫在適當?shù)谋砀駜?稱為列表法。列成表格不但可以減少或避

免錯誤,便于發(fā)現(xiàn)問題和分析問題,而且有助于找出各物理量之間的變化規(guī)

律。分析表格中的數(shù)據(jù)時一般找出相同量,分析各個量間的關系。2.平均值法現(xiàn)行教材中只介紹了算術平均值,即把測定的若干組數(shù)據(jù)相加求和,然后除

以測量次數(shù)。必須注意:(1)求取平均值時應該按原來測量儀器的準確度決定保留的位數(shù);(2)什么情況下取平均值,例如在“測定玻璃折射率”的實驗中,應分別求

出各入射角對應的折射率再求平均值,而不是將各入射角及折射角取平均

值后再求折射率。3.作圖法用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)是物理實驗中最常用的方法之一。用作圖法處理

數(shù)據(jù)的優(yōu)點是直觀、簡便,有取平均值的效果,由圖線的斜率、截距、包圍

面積等可以研究物理量之間的變化關系,找出規(guī)律。作圖的規(guī)則:(1)要標明軸名、單位、數(shù)值。(2)連線時不一定通過所有的數(shù)據(jù)點,而要使數(shù)據(jù)點在線的兩側合理地分

布。(3)在圖上求直線的斜率時,要選取線上相距較遠的兩點,不一定要取原來

測的數(shù)據(jù)點。(4)作圖時常設法使圖線線性化,即“將曲改直”。例如:在驗證牛頓第二

定律的實驗中,將a-m圖像改畫成a-

圖像后,就可將不易看出二者關系的曲線改畫成關系明朗的直線?？键c二電學實驗一、長度的測量及其測量工具的選用1.游標卡尺(1)構造和用途:如圖所示。(2)原理:利用游標尺每小格長度和主尺每小格長度的微小差值,把微小長度積累起來進行測量。(3)讀數(shù):如表所示游標尺(mm)精度(mm)測量結果(游標尺上第n個格與主尺

上的某刻線對齊時)(mm)刻度格數(shù)刻度總長度每小格與1毫米的差1090.10.1主尺上讀的毫米數(shù)+0.1n20190.050.05主尺上讀的毫米數(shù)+0.05n50490.020.02主尺上讀的毫米數(shù)+0.02n2.螺旋測微器(1)構造原理:螺旋測微器是測量長度的儀器之一。在實驗中常用它測量小

球的直徑、金屬絲的直徑和薄板的厚度等。用它測量長度,可以精確到0.0

1mm,還可以估讀到0.001mm(即毫米的千分位),因此螺旋測微器又稱為千

分尺。如圖所示是常用的螺旋測微器。它的測砧A和固定刻度B固定在框架C上,

旋鈕D、微調旋鈕D'和可動刻度E、測微螺桿F連在一起,通過精密螺紋套

在B上。精密螺紋的螺距是0.5mm,即D每旋轉一周,F前進或后退0.5mm。

因此,從可動刻度旋轉了多少個等份就知道長度變化了多少個0.01mm。(2)讀數(shù):測量值=固定刻度整毫米數(shù)+半毫米數(shù)+可動刻度讀數(shù)(含估讀數(shù))×

0.01mm。注意:半毫米線露出時,半毫米數(shù)為0.5mm,否則為零;測量值的

最后一位一定在毫米的千分位上。(3)游標卡尺與螺旋測微器讀數(shù)方法的比較:①游標卡尺和螺旋測微器原理不同,使用和讀數(shù)也不盡相同,可加強對比記

憶。②游標卡尺讀數(shù)時要以游標尺的左邊緣為基準讀取主尺上的示數(shù);而螺旋

測微器讀數(shù)時要注意固定刻度的半毫米線是否露出。③游標卡尺讀數(shù)時不需向后估計一位,而螺旋測微器讀數(shù)時要準確到0.01

mm,估計到0.001mm,即測量結果若以mm為單位,小數(shù)點后必須保留三

位。二、電學實驗器材的選取原則1.安全性原則:實驗中要保證電流、電壓值既不超過儀表的量程,又不超過

變阻器、小燈泡、電阻箱等器材所允許的最大值。2.精確性原則:在不違反安全性原則的前提下,盡量使測量結果更精確。3.簡便性原則:在不違反前兩個原則的前提下,盡量使測量電路簡單好接,測

量中的調節(jié)控制操作方便。三、電路的實物連線1.總的原則:先串后并,接線到柱,注意量程和正負。2.對限流電路,在開關閉合前,滑動變阻器的滑片應調到阻值最大處。3.對分壓電路,應該先把電源、開關和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用

導線連接起來,然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭,比較該接

頭和滑動頭的電勢高低,根據(jù)“伏安法”部分電表正負接線柱的情況,將

“伏安法”部分接入該兩點間。(注意滑動變阻器的滑片應調到使“伏安

法”部分所接兩點間阻值最小處)

電流表電壓表符號

參數(shù)量程:0~0.6A,0~3A內阻:小于1Ω量程:0~3V,0~15V內阻:3kΩ,15kΩ讀數(shù)方法視線垂直于刻度盤表面,一般都需估讀,3A量程估讀到分度值的

,0.6A量程估讀到分度值的

視線垂直于刻度盤表面,一般都需估讀,3V量程估讀到分度值的

,15V量程估讀到分度值的

四、電流表、電壓表的讀數(shù)五、電流表的內接法和外接法的比較

內接法外接法電路圖

誤差原因電流表分壓U測=Ux+UA電壓表分流I測=Ix+IV電阻測量值R測=

=Rx+RA>Rx測量值大于真實值

R測=

=

<Rx測量值小于真實值適用條件RA?RxRV?Rx適用于測量大電阻小電阻兩種電路的選擇方法1.阻值比較法:先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻進行比較,若

Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內接法。簡單概括為

“大內偏大,小外偏小”。2.臨界值計算法Rx<

時,用電流表外接法。Rx>

時,用電流表內接法。3.實驗試觸法:按圖接好電路,讓電壓表一根接頭P先后與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表外接法;如果電流表的示數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化不大,則

可采用電流表內接法。六、滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法

限流式接法分壓式接法對比說明兩種接法電路圖

串、并聯(lián)關系不同負載R上電壓調節(jié)范圍

≤U≤E0≤U≤E分壓電路調節(jié)范圍大負載R上電流調節(jié)范圍

≤I≤

0≤I≤

分壓電路調節(jié)范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為了保護電路元

件必須選用分壓式的3種情況1.若采用限流式接法不能控制電流滿足實驗要求,即若滑動變阻器阻值調

到最大時,待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程,或

超過待測電阻的額定電流(或電壓),則必須選用分壓式接法。2.若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多,以致在限流電路中,滑動

變阻器的滑片從一端滑到另一端時,待測電阻上的電流或電壓變化不明顯,

此時,應改用分壓電路。3.若實驗中要求電壓從零開始調節(jié),則必須采用分壓式接法?？键c三選考實驗一、模型的建立1.通過掃描隧道顯微鏡我們知道分子(原子)并不是一個個的小球,把分子

看成小球是對分子建立的一種理想化物理模型,模型都是人們根據(jù)研究的問題而建立的,理想模型在一定場合、一定條件下突出客觀事物的某種主

要因素,忽略次要因素而建立起來的。將分子看成小球,與力學中的質點、

電學中的點電荷一樣,都是理想化的模型。實際分子的結構是很復雜的,我

們所計算出的分子大小只是一個粗略的數(shù)量級的概念。2.單擺的運動也可以看成一個理想化的運動模型,但擺球不能看成質點,在

測擺長時應從球心開始算起。3.在幾何光學中,不應把光看成電磁波,而應看成光能量傳播方向的幾何線,

表示光的傳播方向的直線稱為光線,光線是一種幾何的抽象。在實際當中

不可能得到一條光線。測量玻璃的折射率利用了光線的模型,光線也是為

了研究問題而建立起來的物理模型。二、研究微小量的方法可以通過一些實驗的設計來通過測量較大的量來研究較小的量。1.比如測量金屬絲的直徑采用累積法,把金屬絲纏繞起來,測其長度再除以

匝數(shù)從而得到其直徑。2.再比如我們可以用量筒和刻度尺估測一粒綠豆的直徑,先用量筒測出一

定的綠豆的體積V,再將這些綠豆平攤在水平桌面上,不要重疊,測出所占的

面積S,則綠豆的直徑d=

。3.油膜法測分子直徑的大小也利用了這一思想,讓油酸分子在水面形成單

分子層,如圖,則其體積與面積兩個宏觀量的比即其分子直徑。知能拓展一、研究勻變速直線運動拓展一力學實驗實驗原理1.由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法如圖所示,0、1、2…為時間間隔相等的各計數(shù)點,x1、x2、x3…為相鄰兩計

數(shù)點間的距離,若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=C(常量),即若兩連續(xù)相等的時間間隔

里的位移之差為恒量,則與紙帶相連的物體的運動為勻變速直線運動。

2.由紙帶求物體運動加速度的方法(1)用“逐差法”求加速度根據(jù)a=

求加速度。(2)用圖像法求加速度先根據(jù)vn=

(T為相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔)求出所選的各計數(shù)點對應的瞬時速度,后作出v-t圖像,圖線的斜率的絕對值即物體運動的加速

度。實驗器材電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙

帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、電源、復寫紙片。實驗步驟1.按圖把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,把打

點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路2.把細繩的一端固定在小車上,跨過滑輪后在另一端掛上適量的鉤碼,讓紙帶穿過打點計時器的限位孔后一端固定在小車上,用手拉住小車。3.先接通電源,后放開小車,讓小車運動,這樣打點計時器就在紙帶上打下一

系列點,取下紙帶,更換新紙帶,至少重復3次。4.選打點清晰的紙帶進行研究,舍去開頭比較密集的點,確定好計數(shù)始點,每

隔4個計時點取一個計數(shù)點,使時間間隔為T=0.1s。5.用毫米刻度尺量出相鄰兩計數(shù)點之間的距離x1、x2、x3、…xn。用逐差法

計算加速度的值,最后求其平均值。(或計算出各計數(shù)點對應的瞬時速度,

作出v-t圖像,求得小車運動的加速度)注意事項1.細繩盡可能與木板平行,以確保細繩對小車的拉力不變;2.開始釋放小車時,小車應盡量靠近打點計時器;3.小車的加速度應適當大一些,以能在紙帶長約50cm的范圍內清楚地取7~

8個計數(shù)點為宜;4.要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點(一般把打點計時器打

出的點中每5個點取1個計數(shù)點),選取的計數(shù)點不少于6個。數(shù)據(jù)處理1.分析物體的運動性質——測量相鄰計數(shù)點間的距離,計算相鄰計數(shù)點距

離之差,看其是否為常數(shù),從而確定物體的運動性質。2.利用逐差法求解平均加速度a1=

,a2=

,a3=

?a=

=

3.利用平均速度求瞬時速度:vn=

=

4.利用速度-時間圖像求加速度(1)作出速度-時間圖像,通過圖像的斜率求解物體的加速度;(2)剪下相鄰計數(shù)點間的紙帶,然后將紙帶緊排在一起求解加速度。例1研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖(a)所示,其中斜面傾角θ可

調。打點計時器的工作頻率為50Hz。紙帶上計數(shù)點的間距如圖(b)所示,

其中每相鄰兩點之間還有4個點未畫出。

圖(a)圖(b)①部分實驗步驟如下:A.測量完畢,關閉電源,取出紙帶。B.接通電源,待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車。C.將小車?？吭诖螯c計時器附近,小車尾部與紙帶相連。D.把打點計時器固定在平板上,讓紙帶穿過限位孔。上述實驗步驟的正確順序是:

(用字母填寫)。②圖(b)中標出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T=

s。③計數(shù)點5對應的瞬時速度大小計算式為v5=

。④為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計算式應為a=

。解析①按常規(guī)實驗步驟排序即可,先安裝再操作后整理,所以正確順序是

DCBA。②因相鄰兩計數(shù)點間有4個點沒有畫出,所以相鄰兩計數(shù)點的時間

間隔有5個0.02s,共計0.1s。③由

=

可知,v5=

。④由Δx=aT2,結合逐差法可得a=

。答案見解析二、驗證力的平行四邊形定則實驗原理互成角度的兩個力F1、F2與另外一個力F'產生相同的效果,看F1、F2用平行

四邊形定則求出的合力F與F'在實驗誤差允許范圍內是否相同。實驗器材木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細繩、彈簧測力計兩只、三角板、刻

度尺。實驗步驟1.用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上。2.用兩只彈簧測力計分別鉤住兩個細繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條

伸長,結點到達某一位置O,如圖甲所示。3.用鉛筆描下結點O的位置和兩個細繩套的方向,并記錄彈簧測力計的讀數(shù),利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F。4.只用一只彈簧測力計,通過細繩套把橡皮條的結點拉到相同的位置O,記

下彈簧測力計的讀數(shù)F'和細繩套的方向,如圖乙所示。5.比較F‘與用平行四邊形定則求得的合力F,看它們在實驗誤差允許的范圍

內是否相同。注意事項1.位置不變:在同一次實驗中,使橡皮條拉長時結點O的位置一定要相同,這

是為了使合力的作用效果與兩個分力共同作用效果相同,利用了等效替代

的思想。2.角度合適:用兩只彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時,其夾角

不宜太小,也不宜太大,以60°~100°之間為宜。3.在合力不超過彈簧測力計量程及在橡皮條彈性限度內形變應盡量大一

些,以減小誤差。細繩套應適當長一些,這樣便于確定力的方向。4.統(tǒng)一標度:在同一次實驗中,畫力的圖示選定的標度要相同,并且要恰當?shù)?/p>

選定標度,使力的圖示稍大一些。誤差分析1.誤差來源:除彈簧測力計本身的誤差外,還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等。2.減小誤差的辦法:(1)實驗過程中讀數(shù)時眼睛一定要正視彈簧測力計的刻度盤,要按有效數(shù)字

位數(shù)要求和彈簧測力計的精度正確讀數(shù)和記錄。(2)作圖時使用刻度尺,并借助于三角板,使表示兩力的對邊一定要平行。例2某同學用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”。彈

簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用

細線系于O點,手持另一端向左拉,使結點O靜止在某位置。分別讀出彈簧

測力計A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的

方向。(1)本實驗用的彈簧測力計的單位為N,圖中A的示數(shù)為

N。(2)下列不必要的實驗要求是

。(請?zhí)顚戇x項前對應的字母)A.應測量重物M所受的重力B.彈簧測力計應在使用前校零C.拉線方向應與木板平面平行D.改變拉力,進行多次實驗,每次都要使O點靜止在同一位置(3)某次實驗中,該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程,請你提出兩

個解決辦法。解析(1)由圖知彈簧測力計A的分度值為0.2N,按“二分之一”估讀法可

知小數(shù)點后保留一位,故讀得結果為3.6N。(2)本實驗是利用平衡條件確定兩拉力的合力——與重物M所受重力等值

反向,故A是必要的。因彈簧測力計的零點誤差影響到各拉力的測量值,且

不能保證各拉力的真實值之比與測量值之比相等,故B也是必要的。因只

有拉線方向與木板平行時才能保證各力在豎直板上記錄的方向與真實方

向相同,故C是必要的。由于本實驗中只需測出兩拉力的大小和方向以及

重物的重力即可驗證平行四邊形定則,而測力計A的拉力不同時O點的位

置就不同,故不可能也無必要使O點靜止在同一位置,故D符合題意。(3)見答案。答案(1)3.6(2)D(3)①改變彈簧測力計B拉力的大小;②減小重物M的

質量。(或將A更換成較大量程的彈簧測力計、改變彈簧測力計B拉力的

方向等)實驗原理1.保持質量不變,探究加速度跟合力的關系。2.保持合力不變,探究加速度與質量的關系。3.作出a-F圖像和a-

圖像,確定其關系。三、驗證牛頓運動定律實驗器材小車、砝碼、小盤、細繩、一端附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時

器、低壓交流電源、導線兩根、紙帶、天平、米尺。實驗步驟1.測量:用天平測量小盤和砝碼的質量m'和小車的質量m。2.安裝:按照如圖所示裝置把實驗器材安裝好,只是不把懸掛小盤的細繩系

在小車上(即不給小車牽引力)。3.平衡摩擦力:在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊,使小車

能勻速下滑。4.操作:(1)小盤通過細繩繞過定滑輪系于小車上,先接通電源后放開小車,

斷開電源,取下紙帶并編上號碼。(2)保持小車的質量m不變,改變小盤和砝碼的質量m',重復步驟(1)。(3)在每條紙帶上選取一段比較理想的部分,計算出小車運動的加速度a。(4)描點作圖,作a-F的圖像。(5)保持小盤和砝碼的質量m'不變,改變小車質量m,重復步驟(1)和(3),作a-

圖像。注意事項1.平衡摩擦力:適當墊高木板的右端,使小車的重力沿斜面方向的分力正好

平衡小車和紙帶受到的阻力。在平衡摩擦力時,不要把懸掛小盤的細繩系

在小車上,讓小車拉著穿過打點計時器的紙帶勻速運動。只要在實驗前平

衡摩擦力一次即可。2.實驗條件:m?m'。若使用拉力傳感器,則無須滿足m≥m'。3.一先一后一按:改變拉力和小車質量后,每次開始時小車應盡量靠近打點

計時器,并應先接通電源,后釋放小車,且應在小車到達滑輪前按住小車。誤差分析1.因實驗原理不完善引起的誤差:本實驗用小盤和砝碼的總重力m'g代替小

車的拉力,而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。2.摩擦力平衡不準確、質量測量不準確、計數(shù)點間距測量不準確、紙帶

和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差。數(shù)據(jù)處理1.利用Δx=aT2及逐差法求a。2.以a為縱坐標,F為橫坐標,根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點,如果這些點在一條過原點

的直線上,說明a與F成正比。3.以a為縱坐標,

為橫坐標,描點、連線,如果該線為過原點的直線,就能判定a與m成反比。例3某同學利用圖(a)所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速

度a與鉤碼的質量m的對應關系圖,如圖(b)所示。實驗中小車(含發(fā)射器)的

質量為200g,實驗時選擇了不可伸長的輕質細繩和輕定滑輪,小車的加速

度由位移傳感器及與之相連的計算機得到,回答下列問題:

圖(a)圖(b)(1)根據(jù)該同學的結果,小車的加速度與鉤碼的質量成

(填“線

性”或“非線性”)關系。(2)由圖(b)可知,a-m圖線不經過原點,可能的原因是

。(3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質量不變的情況下,小車的加速度與作用力成正比”的結論,并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外

力,則實驗中應采取的改進措施是

。鉤

碼的質量應滿足的條件是

。解題導引

解析(1)將圖(b)中各點連線,得到的是一條曲線,故a與m的關系是非線性的。(2)由圖(b)可知,當鉤碼質量不為零時,在一定范圍內小車加速度仍為零,即

鉤碼對小車的拉力大于某一數(shù)值時小車才產生加速度,故可能的原因是存

在摩擦力。(3)若將鉤碼所受重力作為小車所受合力,則應滿足三個條件,一是摩擦力

被平衡,二是繩平行于軌道平面,此二者可保證繩對車的拉力等于車所受合

力,設繩的拉力為T,由mg-T=ma、T=Ma有T=

g=

,可見當m?M時才有T≈mg,故第三個條件為m?M。答案(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠小于小車的質量四、探究動能定理實驗目的探究功與物體速度變化的關系。實驗原理(如圖所示)1.一條橡皮筋作用在小車上移動距離s——做功為W0。2.兩條橡皮筋作用在小車上移動距離s——做功應為2W0。3.三條橡皮筋作用在小車上移動距離s——做功應為3W0。4.利用打點計時器求出小車離開橡皮筋的速度,列表、作圖,由圖像可以確

定功與速度變化的關系。實驗器材橡皮筋、小車、木板、打點計時器、紙帶、鐵釘?shù)?。實驗步驟1.墊高木板的一端,平衡摩擦力。2.拉伸的橡皮筋對小車做功:(1)用一條橡皮筋拉小車——做功W。(2)用兩條橡皮筋拉小車——做功2W。(3)用三條橡皮筋拉小車——做功3W。3.測出每次做功后小車獲得的速度。4.分別用各次實驗測得的v和W繪制W-v或W-v2、W-v3……圖像,直到明確

得出W和v的關系。實驗結論物體速度v與外力做功W間的關系W=

mv2。實驗注意事項1.將木板一端墊高,使小車的重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡。方法

是輕推小車,由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否做勻

速運動,找到長木板的一個合適的傾角。2.測小車速度時,應選紙帶上的點均勻的部分,也就是選小車做勻速運動的

部分。3.橡皮筋應選規(guī)格一樣的。力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位

即可,不必計算出具體數(shù)值。4.小車質量應大一些,使紙帶上打的點多一些。實驗探究的技巧與方法1.不直接計算W和v的數(shù)值,而只是看第2次、第3次、……實驗中的W和v是

第1次的多少倍,簡化數(shù)據(jù)的測量和處理。2.作W-v圖像,或W-v2、W-v3圖像,直到作出的圖像是一條傾斜的直線。例4如圖所示,是某研究性學習小組做探究動能定理的實驗裝置,圖中是

小車在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行的情形,這時,橡皮筋對小車做

的功為W。當我們用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2

次、第3次……實驗時,每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放,小車每次實驗

中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出。

(1)除了圖中已給出的實驗器材外,還需要的器材有

;(2)平衡摩擦后,每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的,為了測量小車獲得的速度,應選用紙帶

的部分進行測量;(3)下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表,請將第2次、第3次……實驗中橡皮筋做的

功填寫在對應的位置;次數(shù)橡皮筋做的功某兩點間的距離x(m)對應的時間t(s)小車獲得的速度vn小車速度的平方

1W0.2000.2

2

0.2800.2

3

0.3000.2

4

0.4000.2

5

0.4500.2

(4)從理論上講,橡皮筋做的功Wn和小車速度vn變化的關系應是Wn∝

,請你根據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標系中作出相應的圖像

驗證理論的正確性。解析(1)本實驗中需要計算小車的速度,而計算小車的速度需要測量紙帶

上所打點之間的距離,故要用到刻度尺。(2)小車在橡皮筋的作用下做加速運動,橡皮筋做功完畢后小車做勻速運

動,因此,勻速時的速度即橡皮筋做功過程的末速度,故應選用紙帶上點距

均勻部分測量。(3)橡皮筋每增加一條,對小車做的功就增加W,當我們用2條、3條……完全

相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次……實驗時,橡皮筋做的功分別

是2W、3W、4W、5W……(4)由動能定理可知,Wn=

m

,故Wn與

成正比。由v=

可得,v1=

m/s=1.0m/s,v2=

m/s=1.4m/s,v3=

m/s=1.5m/s,v4=

m/s=2.0m/s,v5=

m/s=2.25m/s,對應

=1.0m2/s2,

=1.96m2/s2,

=2.25m2/s2,

=4m2/s2,

=5.06m2/s2,由以上數(shù)據(jù)描點畫圖,如圖所示,由圖像可見,在誤差允許范圍內,圖線是經過原點的直線,說明Wn與

成正比。答案(1)刻度尺(2)點距均勻(3)2W3W4W5W(4)

圖像見解析圖五、驗證機械能守恒定律實驗目的驗證機械能守恒定律。實驗原理(如圖所示)通過實驗,求出做自由落體運動物體的重力勢能的減少量和相應過程動能

的增加量,若二者相等,說明機械能守恒,從而驗證機械能守恒定律。實驗器材打點計時器、電源、紙帶、復寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺(帶鐵夾)、

導線兩根。實驗步驟1.安裝器材:將打點計時器固定在鐵架臺上,用導線將打點計時器與電源相連。2.打紙帶用手豎直提起紙帶,使重物?？吭诖螯c計時器下方附近,先接通電源,再松

開紙帶,讓重物自由下落,打點計時器就在紙帶上打出一系列的點,取下紙

帶,換上新的紙帶重打幾條(3~5條)紙帶。3.選紙帶:分兩種情況說明(1)若選第1點O到下落到某一點的過程,即用mgh=

mv2來驗證,應選點跡清晰,且1、2兩點間距離小于或接近2mm的紙帶。(2)用

m

-

m

=mgΔh驗證時,由于重力勢能的相對性,處理紙帶時選擇適當?shù)狞c為基準點,這樣紙帶上打出的第1、2兩點間的距離是否小于或接近2mm就無關緊要了。實驗結論在誤差允許的范圍內,自由落體運動過程機械能守恒。誤差分析1.測量誤差:減小測量誤差的方法,一是測下落距離時都從0點量起,一次將

各打點對應下落高度測量完,二是多測幾次取平均值。2.系統(tǒng)誤差:由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功,故動能的增加量

ΔEk=

m

必定稍小于重力勢能的減少量ΔEp=mghn,改進辦法是調整安裝的器材,盡可能地減小阻力。注意事項1.打點計時器要豎直:安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn),使其兩限位孔在同一

豎直平面內,以減小摩擦阻力。2.重物應選用質量大、體積小、密度大的材料。3.應先接通電源,讓打點計時器正常工作,后松開紙帶讓重物下落。4.測長度,算速度:某時刻的瞬時速度的計算應用vn=

,不能用vn=

或vn=gt來計算。數(shù)據(jù)驗證方案方案一:利用起始點和第n點計算代入mghn和

m

,如果在實驗誤差允許的范圍內,mghn和

m

相等,則驗證了機械能守恒定律。方案二:任取兩點計算1.任取兩點A、B,測出hAB,算出mghAB。2.算出

m

-

m

的值。3.在實驗誤差允許的范圍內,若mghAB=

m

-

m

,則驗證了機械能守恒定律。方案三:圖像法從紙帶上選取多個點,測量從第一點到其余各點的下落高度h,并計算各點速度的平方v2,然后以

v2為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出

v2-h圖像。若在誤差允許的范圍內圖像是一條過原點且斜率為g的直線,則驗證

了機械能守恒定律。例5利用上頁圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時,需要測量物體由

靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h。(1)某班同學利用實驗得到的紙帶,設計了以下四種測量方案:a.用刻度尺測出物體下落的高度h,并測出下落時間t,通過v=gt計算出瞬時

速度v。b.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過v=

計算出瞬時速度v。c.根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩

點間的平均速度,測算出瞬時速度v,并通過h=

計算出高度h。d.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的

瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v。以上方案中只有一種正確,正確的是

。(填入相應的字母)(2)某同學經正確操作得到打點紙帶,在紙帶后段每兩個計時間隔取一個計數(shù)點,依次為1、2、3、4、5、6、7,測量各計數(shù)點到第1個點的距離h,并正

確求出打相應點時的速度v。各計數(shù)點對應的數(shù)據(jù)見下表:請在如圖坐標系中描點作出v2-h圖線;由圖線可知,重物下落的加速度g'=

m/s2(保留三位有效數(shù)字);若當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,根據(jù)作計數(shù)點1234567h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v/(m·s-1)

1.942.332.733.133.50

v2/(m2·s-2)

3.765.437.459.8012.25

出的圖線,能粗略驗證自由下落的重物機械能守恒的依據(jù)是

。解析(1)在驗證機械能守恒定律的實驗中不能將物體下落的加速度看做

g,只能把它當做未知的定值,所以正確方案只有d項。(2)若機械能守恒,則滿足v2=2gh,則v2-h圖線的斜率表示當?shù)氐闹亓铀俣?/p>

的2倍,由所作的圖線可求出斜率為19.5m/s2,故g'=9.75m/s2,在誤差允許的

范圍內g'=g,故機械能守恒。答案(1)d(2)圖線如圖所示9.75(9.69~9.79均可)圖線為通過坐標原點的一條直線,所求g'與g基本相等拓展二電學實驗一、測定金屬絲的電阻率實驗原理(如圖所示)根據(jù)電阻定律公式知道只要測出金屬絲的長度和它的直徑d,計算出橫截

面積S,并用伏安法測出電阻Rx,即可計算出金屬絲的電阻率。實驗器材被測金屬絲,直流電源(4V),電流表(0~0.6A),電壓表(0~3V),滑動變阻器(0

~50Ω),開關,導線若干,螺旋測微器,毫米刻度尺。實驗步驟1.用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑,求出其平

均值d。2.連接好用伏安法測電阻的實驗電路。3.用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度,反復測量三次,

求出其平均值l。4.把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置。5.閉合開關,改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表

的示數(shù)I和U的值,填入記錄表格內。6.將測得的Rx、l、d值,代入公式R=ρ

和S=

中,計算出金屬絲的電阻率。注意事項1.先測直徑,再連接電路:為了方便,測量直徑應在金屬絲連入電路之前測量。2.電流表外接法:本實驗中被測金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法。3.電流控制:電流不宜過大,通電時間不宜過長,以免金屬絲溫度過高,導致

電阻率在實驗過程中變大。誤差分析1.若為內接法,電流表分壓。2.若為外接法,電壓表分流。3.長度和直徑的測量有誤差。例6實驗室購買了一捆標稱長度為100m的銅導線,某同學想通過實驗測

定其實際長度。該同學首先測得導線橫截面積為1.0mm2,查得銅的電阻

率為1.7×10-8Ω·m,再利用圖甲所示電路測出銅導線的電阻Rx,從而確定導

線的實際長度?？晒┦褂玫钠鞑挠?電流表:量程0~0.6A,內阻約0.2Ω;電壓表:量程0~3V,內阻約9kΩ;滑動變阻器R1:最大阻值5Ω;滑動變阻器R2:最大阻值20Ω;定值電阻:R0=3Ω;電源:電動勢6V,內阻可不計;開關、導線若干?；卮鹣铝袉栴}:(1)實驗中滑動變阻器應選

(填“R1”或“R2”),閉合開關S前應將

滑片移至

端(填“a”或“b”)。(2)在實物圖丙中,已正確連接了部分導線,請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分

的連接。丙(3)調節(jié)滑動變阻器,當電流表的讀數(shù)為0.50A時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,

讀數(shù)為

V。(4)導線實際長度為

m(保留2位有效數(shù)字)。解析(1)因控制電路是限流式接法,而測量電路總電阻在3.0Ω以上,為使

測量電路有較大的調節(jié)范圍,滑動變阻器應選用總阻值較大的R2。為了保

證開關閉合時電路的安全,應使滑動變阻器接入電路中的阻值最大,即開關

閉合前滑片應置于a端。(2)見答案。(3)由圖乙知該電壓表的分度值為0.1V,故按“十分之一”估讀法可知測

量結果為2.30V。(4)R0+Rx=

=4.60Ω,故Rx=1.60Ω。由Rx=ρ

可得L=

,代入數(shù)據(jù)可得L≈94m。答案(1)R2

a(2)如圖所示(3)2.30(4)94二、描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗原理1.測多組小燈泡的U、I的值,并繪出I-U圖像;2.由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關系。實驗器材小燈泡“3.8V,0.3A”、電壓表“0~3V~15V”、電流表“0~0.6A~3

A”、滑動變阻器、學生電源、開關、導線若干、坐標紙、鉛筆。實驗步驟1.畫出電路圖(如圖甲所示)。2.將小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、學生電源、開關用導線連

接成如圖乙所示的電路。3.測量與記錄移動滑動變阻器觸頭位置,測出12組左右不同的電壓值U和電流值I,并將

測量數(shù)據(jù)填入自己設計的表格中。4.數(shù)據(jù)處理(1)在坐標紙上以U為橫軸,I為縱軸,建立直角坐標系。(2)在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點。(3)將描出的點用平滑的曲線連接起來,得到小燈泡的伏安特性曲線。實驗器材選取1.原則:(1)安全;(2)精確;(3)操作方便。2.具體要求(1)電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大電流,干電池中電流一般

不允許超過0.6A。(2)用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實際最大電流。(3)電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值。(4)電壓表或電流表的指針應偏轉到滿刻度的

以上。(5)從便于操作的角度來考慮,限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變

阻器,分壓式接法要選用較小阻值的滑動變阻器。注意事項1.電路的連接方式(1)電流表應采用外接法,因為小燈泡(3.8V,0.3A)的電阻很小,與量程為0.6

A的電流表串聯(lián)時,電流表的分壓影響很大。(2)滑動變阻器應采用分壓式接法,目的是使小燈泡兩端的電壓能從0開始

連續(xù)變化。2.閉合開關S前,滑動變阻器的觸頭應移到使小燈泡分得電壓為0的一端,使

開關閉合時小燈泡的電壓能從0開始變化,同時也是為了防止開關剛閉合

時因小燈泡兩端電壓過大而燒壞燈絲。3.I-U圖線如果發(fā)生明顯彎曲時繪點要密,以防出現(xiàn)較大誤差。誤差分析1.由于電壓表不是理想電表,內阻并非無窮大,會帶來誤差,電流表外接,由

于電壓表的分流,使測得的電流值大于真實值。2.測量時讀數(shù)帶來誤差。3.在坐標紙上描點、作圖帶來誤差。例7有一個額定電壓為2.8V,功率約為0.8W的小燈泡,現(xiàn)要用伏安法描

繪這個小燈泡的I-U圖線,有下列器材供選用:A.電壓表(0~3V,內阻6kΩ);B.電壓表(0~15V,內阻30kΩ);C.電流表(0~3A,內阻0.1Ω);D.電流表(0~0.6A,內阻0.5Ω);E.滑動變阻器(10Ω,2A);F.滑動變阻器(200Ω,0.5A);G.蓄電池(電動勢6V,內阻不計)。(1)用如圖甲所示的電路進行測量,電壓表應選用

,電流表應選用

,滑動變阻器應選用

。(用字母代號表示)

甲乙(2)通過實驗測得此小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示,由圖線可求得此小

燈泡在正常工作時的電阻為

Ω,此時燈泡的功率為

W。(3)若將此燈泡與電動勢為6V、內阻不計的電源連接,要使燈泡正常發(fā)光,

需串聯(lián)一個阻值為

Ω的電阻。解析(1)小燈泡的額定電壓為2.8V,故電壓表應選用0~3V量程的電壓表;

小燈泡的額定功率為0.8W,故小燈泡的額定電流約為0.3A,電流表應選取

0~0.6A量程的電流表;滑動變阻器應選擇阻值較小的滑動變阻器,便于調

節(jié)。(2)根據(jù)圖乙可知,當小燈泡兩端的電壓為2.8V時,對應的電流為0.28A,則R

=

=

Ω=10Ω,此時燈泡的功率為P=UI=2.8×0.28W=0.784W。(3)當燈泡正常發(fā)光時電路中的電流為I=0.28A,則串聯(lián)電阻兩端的電壓為

UR=6V-2.8V=3.2V。根據(jù)歐姆定律可知應串聯(lián)電阻的阻值為R=

=

Ω=11.4Ω。答案(1)ADE(2)100.784(3)11.4三、測量電源的電動勢和內阻實驗原理閉合電路歐姆定律實驗器材電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙和刻度尺。實驗步驟1.電流表用0~0.6A的量程,電壓表用0~3V的量程,按圖連接好電路。用同樣的方法再測量幾組I、U值,填入表格中。4.斷開開關,拆除電路,整理好器材。2.把滑動變阻器的滑片移到使阻值最大的一端。3.閉合開關,調節(jié)滑動變阻器,使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1,U)。實驗數(shù)據(jù)求E、r的處理方法1.列方程求解:由U=E-Ir得

,解得E、r。2.用作圖法處理數(shù)據(jù),如圖所示:

(1)圖線與縱軸交點為E;(3)圖線的斜率表示r=

。注意事項1.為了使路端電壓變化明顯,可使用內阻較大的舊電池。2.電流不要過大,應小于0.5A,讀數(shù)要快。3.要測出不少于6組的(I,U)數(shù)據(jù),變化范圍要大些。4.若U-I圖線縱軸刻度不從零開始,則圖線和橫軸的交點不再是短路電流,

內阻應根據(jù)r=

確定。5.電流表要內接(因為r很小)。誤差來源(1)偶然誤差:用圖像法求E和r時作圖不準確。(2)系統(tǒng)誤差:電壓表分流。例8用實驗測一電池的內阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動

勢約為6V,電池內阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐。可選用的實驗器材有:電流表A1(量程0~30mA);電流表A2(量程0~100mA);電壓表V(量程0~6V);滑動變阻器R1(阻值0~5Ω);滑動變阻器R2(阻值0~300Ω);開關S一個,導線若干。某同學的實驗過程如下:Ⅰ.設計如圖1所示的電路圖,正確連接電路。

圖1圖2Ⅱ.將R的阻值調到最大,閉合開關,逐次調小R的阻值,測出多組U和I的值,并

記錄。以U為縱軸,I為橫軸,得到如圖2所示的圖線。Ⅲ.斷開開關,將Rx改接在B、C之間,A與B直接相連,其他部分保持不變。重

復Ⅱ的步驟,得到另一U-I圖線,圖線與橫軸I的交點坐標為(I0,0),與縱軸U的

交點坐標為(0,U0)?；卮鹣铝袉栴}:①電流表應選用

,滑動變阻器應選用

;②由圖2的圖線,得電源內阻r=

Ω;③用I0、U0和r表示待測電阻的關系式Rx=

,代入數(shù)值可得Rx;④若電表為理想電表,Rx接在B、C之間與接在A、B之間,滑動變阻器滑片

都從最大阻值位置調到某同一位置,兩種情況相比,電流表示數(shù)變化范圍

,電壓表示數(shù)變化范圍

。(選填“相同”或“不同”)解析①電路總電阻可能的最小值約為20Ω,則回路中可能的最大電流Im=

A=300mA,可見,電流表應選用A2。若選用滑動變阻器R1,電路中電流變化范圍太窄,并且當R1連入電路阻值最

大時,電路中電流仍可能會超過電流表A2的量程,故應選用R2。②圖2中,U-I圖線的斜率的絕對值等于電源內阻,由圖像可知:r=25Ω。③由題意可知,Rx+r=

,則Rx=

-r。④若電表為理想電表,Rx接在B、C或A、B之間,對干路中電流無影響,故電

流表示數(shù)變化范圍相同,很顯然,電壓表示數(shù)變化范圍不相同。答案①A2

R2②25③

-r④相同不同四、練習使用多用電表歐姆表原理(多用電表測電阻原理)1.構造:如圖所示,歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R和紅、黑表筆組成。歐姆表內部:電流表、電池、調零電阻串聯(lián)。外部:接被測電阻Rx。全電路電阻R總=Rg+R+r+Rx。2.工作原理:閉合電路歐姆定律,I=

。3.刻度的標定:紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時,調節(jié)調零電阻R,使I=Ig,電

流表的指針達到滿偏,這一過程叫歐姆調零。(1)當I=Ig時,Rx=0,在滿偏電流Ig處標為“0”。(圖甲)(2)當I=0時,Rx→∞,在I=0處標為“∞”。(圖乙)(3)當I=

時,Rx=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內阻值,Rx叫中值電阻。多用電表1.多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,并且每一種測量都有幾個

量程。2.外形如圖所示:上半部為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的

刻度;下半部為選擇開關,它的四周刻有各種測量項目和量程。3.多用電表面板上還有:歐姆表的歐姆調零旋鈕(使電表指針指在右端零歐

姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負

插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔)。二極管的單向導電性1.晶體二極管是由半導體材料制成的,它有兩個極,即正極和負極,它的符號

如圖甲所示。2.晶體二極管具有單向導電性(符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)。

當給二極管加正向電壓時,它的電阻很小,電路導通,如圖乙所示;當給二極

管加反向電壓時,它的電阻很大,電路截止,如圖丙所示。3.將多用電表的選擇開關撥到歐姆擋,紅、黑表筆接到二極管的兩極上,當

黑表筆接“正”極,紅表筆接“負”極時,電阻示數(shù)較小,反之電阻示數(shù)很大,由此可判斷出二極管的正、負極。實驗器材多用電表、電學黑箱、直流電源、開關、導線若干、小燈泡、二極管、

定值電阻(大、中、小)三個。實驗步驟1.觀察:觀察多用電表的外形,認識選擇開關的測量項目及量程。2.機械調零:檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。若不

指零,則可用小螺絲刀進行機械調零。3.將紅、黑表筆分別插入“+”、“-”插孔。4.測量小燈泡的電壓和電流。(1)按如圖甲所示的電路圖連好電路,將多用電表選擇開關置于直流電壓

擋,測小燈泡兩端的電壓。(2)按如圖乙所示的電路圖連好電路,將選擇開關置于直流電流擋,測量通

過小燈泡的電流。5.測量定值電阻(1)根據(jù)被測電阻的估計阻值,選擇合適的擋位,把兩表筆短接,觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度,若不指在歐姆表的“0”刻度,調節(jié)歐姆調零旋

鈕,使指針指在歐姆表的“0”刻度處;(2)將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩(wěn)定后讀數(shù);(3)讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值,用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率,即得測

量結果;(4)測量完畢,將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。多用電表使用注意事項1.表內電源正極接黑表筆,負極接紅表筆,但是紅表筆插入“+”插孔,黑表

筆插入“-”插孔,注意電流的實際方向應為“紅入”,“黑出”。2.區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”。機械零點是表盤刻度左側的“0”

位置,調整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲;歐姆零點是指刻度盤右側的

“0”位置,調整的是歐姆調零旋鈕。3.由于歐姆擋表盤難以估讀,測量結果只需取兩位有效數(shù)字,讀數(shù)時注意乘

以相應擋位的倍率。4.使用多用電表時,手不能接觸表筆的金屬桿,特別是在測電阻時,更應注意

不要用手接觸表筆的金屬桿。5.測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開,否則不但影響測量結果,

甚至可能損壞電表。6.測電阻時每換一擋必須重新歐姆調零。7.使用完畢,選擇開關要置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。長期不用,應

把表內電池取出。多用電表對電路故障的檢測1.斷路故障的檢測方法(1)用直流電壓擋:a.將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)不為零,說明電源良好,若電壓表示數(shù)

為零,說明電源損壞。b.在電源完好時,再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)。若電壓表示數(shù)

等于電源電動勢,則說明該部分電路中有斷點。(2)用直流電流擋:將電流表串聯(lián)在電路中,若電流表的示數(shù)為零,則說明與電流表串聯(lián)的部分

電路斷路。(3)用歐姆擋檢測將各元件與電源斷開,然后接到紅、黑表筆間,若有阻值(或有電流)說明元件完好,若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路。2.短路故障的檢測方法(1)將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,說明電源被短路;若電壓表示

數(shù)不為零,則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。(2)用電流表檢測,若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零,故障可能是短

路。例9如圖1所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件,小明使用多用電表

對其進行探測。圖1圖2(1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應先調整圖2中多用電表的

(選填“A”、“B”或“C”)。(2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時,一表

筆接a,另一表筆應

(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針

偏轉情況。(3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關旋至“×1”擋,調節(jié)好多用電表,測

量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn),每對接點間正反向阻值均相等,測量記錄

如下表。兩表筆分別接a、b時,多用電表的示數(shù)如圖2所示。請將記錄表補充完整,并在圖1的黑箱圖中畫出一種可能的電路。兩表筆接的接點多用電表的示數(shù)a,b

Ωa,c10.0Ωb,c15.0Ω解析(1)A是機械調零,B是歐姆調零,C是功能選擇開關,故選填A。(2)為防止a、b間存在高壓電源在持續(xù)接通時燒壞電表,應采用“點觸”方式。(3)正反向阻值相等說明兩接點間無二極管。由題圖2可以讀出a、b間阻值為5.0Ω。因黑箱內只有三個阻值相等的電阻,由表內數(shù)據(jù)知b、c間電阻等于a、b間電阻與a、c間電阻之和,故可推測a、b間電阻與a、c間電阻相串聯(lián)。又因a、c間阻值是a、b間阻值的2倍,故a、b間有一個電阻時a、c間兩個電阻串聯(lián);a、c間有一個電阻時a、b間兩個電阻并聯(lián),電路圖見答案。答案(1)A(2)短暫(3)5.0如圖所示拓展三選修課程實驗一、用油膜法估測分子的大小注意事項1.實驗前應檢查方盤是否干凈。2.方盤中的水應保持穩(wěn)定狀態(tài),最好靜置一段時間,痱子粉均勻撒在水面

上。3.向水面滴油酸酒精溶液時,針尖應豎直、靠近水面,如果離水面太高,可能

無法形成油膜。最好在1cm左右。4.計算油膜面積時,以坐標紙上方格的數(shù)目來計算,不足半個的舍去,多于半

個的算1個。5.油酸酒精溶液的濃度以小于

為宜。例10在“用油膜法估測分子大小”的實驗中,所用的油酸酒精溶液的濃

度為每1000mL溶液中有純油酸0.6mL,用注射器測得1mL上述溶液為80

滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內,讓油膜在水面上盡可能散開,測得油酸

薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示,圖中正方形小格的邊長為1cm。試求:(1)油酸薄膜的面積是

cm2;(2)實驗測出油酸分子的直徑是

m;(結果保留兩位有效數(shù)字)(3)實驗中為什么要讓油膜盡可能散開?解析(1)舍去不足半格的,多于半格的算一格,數(shù)一下共有118個;一個小方

格的面積S0=L2=1cm2,所以面積S=118×1cm2=118cm2。(2)一滴純油酸的體積V=

×

mL=7.5×10-12m3油酸分子直徑d=

=

m≈6.4×10-10m。(3)讓油膜盡可能散開,是為了在水面上形成單分子油膜。答案(1)118(2)6.4×10-10(3)這樣做的目的是在水面上形成單分子油膜

二、單擺的周期與擺長的關系注意事項1.懸線頂端不能晃動,需用夾子夾住,保證頂點固定。2.強調在同一平面內振動且擺角小于5°。3.選擇在擺球擺到平衡位置處開始計時,并數(shù)準全振動的次數(shù)。4.小球自然下垂時,用米尺量出懸線長l,用游標卡尺測量小球的直徑,然后

算出擺球的半徑r,則擺長L=l+r。5.選用長一米左右的細線。例11(1)在“探究單擺周期與擺長的關系”實驗中,兩位同學用游標卡尺

測量小球的直徑如圖甲、乙所示。測量方法正確的是

(選填“甲”或“乙”)。

(2)實驗時,若擺球在垂直紙面的平面內擺動,為了將人工記錄振動次數(shù)改

為自動記錄振動次數(shù),在擺球運動最低點的左、右兩側分別放置一激光光

源與光敏電阻,如圖丙所示。光敏電阻與某一自動記錄儀相連,該儀器顯示解析(1)由“游標卡尺的使用方法”知乙圖操作正確。(2)小球擺動到最低點時,擋光使得光敏電阻阻值增大,從t1時刻開始,再經兩

次擋光完成一個周期,故T=2t0;擺長為擺線長加小球半徑,若小球直徑變大,

則擺長增加,由周期公式T=2π

可知,周期變大;若小球直徑變大,則擋光時間增加,即Δt變大。答案(1)乙(2)2t0變大變大三、測定玻璃的折射率注意事項1.玻璃磚要厚,用手拿玻璃磚時,只能接觸玻璃毛面或棱,嚴禁用玻璃磚當尺

子畫界面;2.入射角應在30°到60°之間;3.大頭針要豎直插在白紙上,且玻璃磚每一側兩枚大頭針P1與P2間、P3與P4

間的距離應盡量大一些,以減小確定光路方向時造成的誤差;4.玻璃磚的折射面要畫準;5.由于要多次改變入射角重復實驗,所以入射光線與出射光線要一一對應

編號,以免混亂。例12如圖,畫有直角坐標系xOy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原點,直邊與x軸重合。OA是畫在

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,α是直線OA與y軸正方向的夾角,β是直線OP3與y軸負

方向的夾角。只要直線OA畫得合適,且P3的位置選取得正確,測出角α和β,

便可求得玻璃的折射率。某學生在用上述方法測量玻璃的折射率時,在他畫出的直線OA上豎直地

插上了P1、P2兩枚大頭針,但在y<0的區(qū)域內,不管眼睛放在何處,都無法透

過玻璃磚看到P1、P2的像,他應采取的措施是

。若他已透過玻璃磚看到了P1、P2的像,確定P3位置的方

法是

。若他已正確地測得了α、β的值,

則玻璃的折射率n=

。

解析“在y<0的區(qū)域內,不管眼睛放在何處,都無法透過玻璃磚看到P1、P2的像”的原因是光線射到O點時發(fā)生了全反射,即入射角太大,故應減小入射角,具體做法是:在白紙上畫一條與y軸正方向夾角較小的直線OA,把大頭針P1、P2豎直地插在所畫的直線上,直到在y<0的區(qū)域內透過玻璃磚能夠看到P1、P2的像。按實驗的要求,所插入的大頭針應該在同一條光路上,因此確定P3位置的方

法是:在y<0的區(qū)域移動眼睛的位置,當看到P1、P2重合時,在眼睛與O點間

任取一點,即可作為P3。由折射率的定義得n=

。答案見解析四、驗證動量守恒定律注意事項1.前提條件保證碰撞是一維的,即保證兩物體在碰撞之前沿同一直線運動,碰撞之后還

沿這條直線運動。2.利用斜槽進行實驗,入射球質量要大于被碰球質量,即m1>m2,防止碰后m1

被反彈。例13某同學利用打點計時器和氣墊導