高考物理總復(fù)習(xí)三輪復(fù)習(xí)知識點串透(專家指導(dǎo))[策劃]高考物理三輪復(fù)習(xí)知識點串透態(tài)度決定一切，細(xì)節(jié)是成敗的關(guān)鍵第一講物體的平衡問題的分析方法。一(知識網(wǎng)絡(luò)板重要“知識背景”疑難問題典型問題塊1(力的存在性判斷常見受重力與萬有引力1(輕繩、輕桿、輕2(空間力的受力分的三力1(靜摩擦力與滑動摩擦力彈簧的正確理解析種力分彈力與作用力2(整體法和隔法的3(對摩擦力的正確析靈活選用理解2(受力分析的思路和步驟1(平衡條件:1(動態(tài)分析。,,F0,ix物1(受力分析思路2(范圍分析?,,F0,合,F,0體2(常用方法:?可能性分析iy,平?合成平衡法?臨界分析?構(gòu)成封閉多邊形衡?分解平測法3(極值分析2(力的合成和分解一平行四邊形法則4(自鎖問題3(正交分解二(熱點透析(一)三個模型的正確理解:1(輕繩(1)不可伸長——沿繩索方向的速度大小相等、方向相反。(2)不能承受壓力，拉力必沿繩的方向。(3)內(nèi)部張力處處相等，且與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。2(輕彈簧(1)約束彈簧的力是連續(xù)變化的，不能突變。(2)彈力的方向沿軸線。(3)任意兩點的彈力相等3(輕桿(1)不可伸長和壓縮——沿桿方向速度相同。(2)力可突變——彈力的大小隨運(yùn)動可以自由調(diào)節(jié)。(二)受力分析習(xí)慣的養(yǎng)成:1(受力分析的步驟:宏觀物體動量定理應(yīng)用和圓周運(yùn)動研究,，，(1)重力是否有,微觀粒子,力的存在性判斷,,利用牛頓定律,(2)彈力看四周,彈簧的彈力多解性,大小f=,umgf=,umgcosθ滑動摩擦力方向:與相對運(yùn)動方向相反(3)分析摩擦力大小:由牛頓定律決定靜摩擦力由牛頓定律判定方向:多解性(4)不忘電磁浮2(正確作受力分析圖要求:正確、規(guī)范，涉及空間力應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為平面力。(三)共點力平衡的分析方法1(判斷——變量分析受4個力及以上:一般利用函數(shù)討論(1)函數(shù)討論法已知2個條件:函數(shù)式(2)圖解法(?法)方法的受3個力(3)極限法選擇思路已知3個條件:?法(4)物理法選擇項中無極值??極限分析法2(平衡狀態(tài)計算:Rt?:三角函數(shù)勾股定理確受三個力作用——合成平衡法:定力F=,F構(gòu)成封閉??解?123研分究析對一般?:正弦定理、余弦定理、相似定理象?F=0x受四個力及以上——分解平衡法?F=0y第二講力與運(yùn)動一(知識圖表二(熱點透析運(yùn)動受力緊相連，嚴(yán)謹(jǐn)篤實細(xì)分析，臨界隱含圖助研，物理模型呈眼前(一)動態(tài)變量分析——牛頓第二定律的瞬時性1(動態(tài)過程分析大小力加速度速度變化(VVV=0)力maxmin方向有明顯形變產(chǎn)生的彈力不能突變2(瞬時狀態(tài)的突變無明顯形變產(chǎn)生的彈力不能突變接能的剛性物體必具有共加速度矢量性(確定正方向)關(guān)鍵運(yùn)動示意圖，對稱性和周期性，v-t圖a是否一樣3(運(yùn)動會成分解方法的靈活使用按正交方向分解平拋運(yùn)動,按產(chǎn)生運(yùn)動的原因分解渡河問題(二)牛頓定律與運(yùn)動1(在恒力作用下的勻變速運(yùn)動(1)句變速直線運(yùn)動的研究技巧矢量性(確定正方向)關(guān)鍵運(yùn)動示意圖，對稱性和周期性，v-t圖a是否一樣(往復(fù)運(yùn)動)(2)研究勻變速曲線運(yùn)動的基本方法(出發(fā)點)——靈活運(yùn)用運(yùn)動的合成和分解按正交方向分解拋體運(yùn)動帶電粒子在電場中的運(yùn)動,按產(chǎn)生運(yùn)動的原因分解渡河問題2(在變力作用下的圓周運(yùn)動和機(jī)械振動1)圓周運(yùn)動(?圓周運(yùn)動的臨界問題繩子T=0圓周軌道的最高點、最低點(繩型、桿型)的極值速度臨界軌道N=0,摩擦力f=fmax錐擺型、轉(zhuǎn)臺型、轉(zhuǎn)彎型的軌道作用力臨界?典型的圓周運(yùn)動:天體運(yùn)動、核外電子繞核運(yùn)動、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動、帶電粒子在多種力作用的圓周運(yùn)動?等效場問題?天體運(yùn)動問題考慮多解性2)振動過程分析對稱性V|a||F|的對稱平衡位置的確定(特殊位置特征(3)圓周運(yùn)動、振動、波的系列解的確定方法考慮時空周期性運(yùn)動的雙向性第三講動量和能量一(知識圖表二(熱點透析(一)四個物理量的比較功:——?F?S?功的正負(fù)判斷方法?變力功的求法?一對內(nèi)力功功率:?定義式?意義?平均功率?α?功率與加速度?機(jī)車啟動與最大速度1(功和沖量沖量:——?變力沖量的求法?對合沖量的理解?一對內(nèi)力的沖量功和沖量比較區(qū)別:一矢一標(biāo)2pE,P,2mE2(動量與動能關(guān)系:kk2mE的關(guān)系:P一定變化;P變化;不一定變化,E與,PE變化kkk(二)四個規(guī)律的比較1(動能定理和動量定理定理表達(dá)式表達(dá)式性質(zhì)正負(fù)意義公式的選擇I,,p單物:物理量的,1(優(yōu)先整體和全過iI,,p系統(tǒng):方向程，然后隔離物體,,ii矢量式和隔離過程動量定理(能正交分解)2(對動能定量應(yīng)用時特別小心對待速動力功度突變過程中的能量變化(碰撞、繩:Wi單物:W,,E阻力功子拉緊、子彈打擊、,ik標(biāo)量式動能定理反沖、爆炸等)系統(tǒng):W，W,,E(不能正交分解),,ik內(nèi)i外E增kΔE:kE減k2(動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律(1)條件的比較碰撞模型(2)典型問題反沖與爆炸人船模型三(功能關(guān)系功=能的變化W,,E,ikW,,E，,E,kp除重力W,,E，,E,k除彈力p彈W,,E，,,,k除電力p電W,,E，E,k除安培力電W,,E，,E，,E，,,，E,kp除重力,電場力,彈力,安培力p彈電電即:功的表述中已考慮某力對應(yīng)的能，在能量變化的表述中不考慮該力對應(yīng)的能的變化。反之在能量變化的表述中已考慮該力對應(yīng)的能的變化，在功的表述中不考慮該力所做的功。第五講力學(xué)習(xí)題串透析專題一:傳送帶問題傳送帶類分水平、傾斜兩種:按轉(zhuǎn)向分順時針、逆時針轉(zhuǎn)兩種。(1)受力和運(yùn)動分析受力分析中的摩擦力突變(大小、方向)——發(fā)生在V與V相同的時刻物傳運(yùn)動分析中的速度變化——相對運(yùn)動方向和對地速度變化分析關(guān)鍵V,V帶物分類討論mgsinθ,f傳送帶長度——臨界之前是否滑出,友情提醒:共速以后一定與傳送帶保持相對靜止作勻速運(yùn)動嗎,(2)傳送帶問題中的功能分析?功能關(guān)系:W=?E+?E+QFKP?對W、Q的正確理解F(i)傳送帶做的功:W=F?S功率P=F×V帶帶F(F由傳送帶受力平衡求得)(ii)產(chǎn)生的內(nèi)能:Q=f?S相對(iii)如物體無初速，放在水平傳送帶上，則在整個加速過程中物體獲得的動能E，K12mv因為摩擦而產(chǎn)生的熱量Q有如下E=Q=。K傳2專題二:摩擦拖動問題一(摩擦拖動中的受力和運(yùn)動分析1(思路:速度運(yùn)動共速時是否再相對運(yùn)動比較隔離法相對運(yùn)動的情況建立模型,,外力與最大靜摩擦力靜止是否反向摩擦力是否變化，是靜摩擦力還是滑動摩擦力加速度2(關(guān)鍵滑動與不滑動討論脫離和不脫離二(摩擦拖動中的功能分析和動量分析由牛頓定律求a(隔離法)i1(動量不守恒系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)公式位移關(guān)系(示意圖)2(動量守恒系統(tǒng)(1)重申動量守恒的四特性(2)涉及對地位移:單物體動能定理——fS=ΔE對地ki涉及相對位移:系統(tǒng)動能定理——fS=?ΔE相對ki(3)警惕“ΔE”損專題三:彈簧類問題一(彈簧類題的受力分析和運(yùn)動分析(一)彈力的特點1(彈力的瞬時性:彈簧可伸長可壓縮，兩端同時受力，大小相等，方向相反，彈力隨形變量變化而變化。2(彈力的連續(xù)性:約束彈簧的彈力不能突變(自由彈簧可突變)3(彈力的對稱性:彈簧的彈力以原長位置為對稱，即相等的彈力對應(yīng)兩個狀態(tài)。(二)在彈力作用下物體的受力分析和運(yùn)動分析?考慮壓縮和伸長兩種可能性1(在彈力作用下物體處于平衡態(tài)——?作示意圖?受力平衡列方程2(在彈力作用下物體處于變速運(yùn)動狀態(tài)F,i形變F，a變化v變化位置變化a,m(a=0時v)(v=0時形變量最大)max過程——抓住振動的對稱性(1)變量分析瞬時勻變速運(yùn)動(2)運(yùn)動計算一般運(yùn)動?通過分析彈簧的形變而確定彈力大小、方向的改變，從而研究聯(lián)系物的運(yùn)動?彈簧處于原長狀態(tài)不一定是平衡態(tài)抓住?當(dāng)作勻變速直線運(yùn)動時，必有變化的外力作用，變化的外力常存在極值問題?充分利用振動特征(振幅、平衡位置、對稱性、周期性、F與彈力的區(qū)別)回?臨界態(tài)——脫離與不脫離:必共速、共加速且N=0?善用系統(tǒng)牛頓第二定律二(彈簧類題的動量分析和能量分析1(受力分析、運(yùn)動分析明確(1)何時:v、v、E、E、E、E、E、E總總maxminpmaxpminkmaxkminkimaxkimin彈簧伸長最長E、E總pmaxkmax(2)三個典型狀態(tài)彈簧壓縮最短壓縮?原長原加速的物體v最大恢復(fù)原長伸長?原長原減速的物體v不一定最小2(動量守恒的系統(tǒng)和過程的確定(F=0之后)外3(能量守恒的系統(tǒng)和過程的確定(注意:v突變中的能量轉(zhuǎn)化，常見的有彈簧類連接體)第六講電場與磁場一(知識圖表二(熱點透析(一)電場中的三概念辯析1(E、、ε、F、W的比較,研究角度物理量性質(zhì)決定因素正負(fù)意義從力的特性電場力矢量電場和電荷方向角度電場強(qiáng)度矢量電場方向電場力功標(biāo)量電場和電荷動力功還是阻力功從能的特性電勢能標(biāo)量電場和電荷大小角度電勢標(biāo)量電場高低2(變化、大小比較的方法電場線的疏密(1)E常見的電場w>0，ε?;w<0，ε?利用電場線電中(2)與ε,,與E無必然聯(lián)系用重力場類比(與有聯(lián)系的才成立),,w=,Δε電(3)功能關(guān)系w=E(安培力作負(fù)功的情形)安電w=0洛(二)場的描述和設(shè)計?利用“均分法”找等勢點后，可得等勢線和電場線(電場——勻強(qiáng)電場1?利用重力場類比得電場線運(yùn)動規(guī)律要求2(磁場——邊界條件運(yùn)動范圍要求第七講帶電粒子的運(yùn)動一(分析要點微觀粒子重力不計1(重力是否考慮若考慮重力將無法計算，則重力不計隱含判斷2(常見的幾種裝置裝置原理圖規(guī)律ULy1y,(L，2L)yy′上加信號電壓:124dU0示波器ULx1y,(3L，2L)xx′上加掃描電壓:124dU0E速度選擇器qvB,E,q即v,,,若粒子做勻速直線運(yùn)動00B等離子體射入，受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，使兩極板帶正、負(fù)電，兩極電壓為U時穩(wěn)定。磁流體發(fā)電機(jī)Uq,,q,vB,U,vBd00dUq,qvBb霍爾效應(yīng),I,vnq(n為單位長度上的電荷數(shù))？U,vBh,,I,vnsq(n為單位體積內(nèi)的電荷數(shù)),UU？v,q,qvBDBD電磁流量計UD2？Q,vs,,()DB2電子經(jīng)U加速，從A孔入射經(jīng)偏轉(zhuǎn)打到P點，eU122eU,mv得v,,.00m2質(zhì)譜儀mv2meU220AP,d,r,,2,荷質(zhì)比eBeBme8U,22mBdqBD形盒內(nèi)分別接頻率為的高頻交流電f,2,m回旋加速器源兩極，帶電粒子在窄縫間電場加速，在D形盒內(nèi)偏轉(zhuǎn)二(帶電粒子運(yùn)動判斷有無初速等勢線電場中電場分布軌跡,是否只受電場力作用電場線?磁場分布特點即B的變化mvR,磁場中?運(yùn)動中v的變化,gB?軌道的曲率半徑變化三(帶電粒子運(yùn)動計算(一)帶電粒子在電場中運(yùn)動2Qqvkm,勻速圓周運(yùn)動2rr點電荷電場中:變速直線運(yùn)動:動能定理勻變速直線運(yùn)動1(常見運(yùn)動勻強(qiáng)電場中勻變速曲線運(yùn)動方向不變的直線運(yùn)動交變電場中振動迂回運(yùn)動2(處理技巧勻速直線運(yùn)動F=0合(1)粒子作直線運(yùn)動勻變速直線運(yùn)動——三法均可以變加速直線運(yùn)動——功能關(guān)系分解方法:牛頓定律+運(yùn)動學(xué)公式或能量定理(2)粒子作曲線運(yùn)動功能關(guān)系(3)粒子在交變電場中運(yùn)動運(yùn)動示意圖?v-t圖三管齊下周期性和對稱性?小心對待最后一個周期?分解思想的靈活應(yīng)用(二)帶電粒子在磁場中運(yùn)動無約束軌道的運(yùn)動——常見的為圓周運(yùn)動1(常見運(yùn)動有約束軌道的運(yùn)動——沿軌道運(yùn)動2(處理技巧2v2n2quB,m,m()n圓軌道、圓心位置的確定RT(1)無約束軌道圓直徑兩端點間距離的應(yīng)用列式求解,的圓周運(yùn)動臨界極值磁場邊界條件幾何關(guān)系對稱性，恰似中點射出的推論(2)有約束軌道運(yùn)動運(yùn)動過程分析(尤其v的變化導(dǎo)致f的變化?a的變化的動態(tài)過程，明確臨界和極值的洛位置條件)瞬時狀態(tài):牛頓第二定律(圓運(yùn)動中的供需平衡條件)過程:功能關(guān)系(三)帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動時間上錯開,1(電磁場錯開注意時空周期性空間上錯開2(電磁場重疊(磁場為勻強(qiáng)磁場)運(yùn)動模型判斷方法(1)帶電粒子作勻速直線運(yùn)動——F=0合(2)帶電粒子作勻變速直線運(yùn)動——F=恒量v?B即f=0合洛勻強(qiáng)電場除f以外的其它的合力等于0洛(3)帶電粒子作勻速圓周運(yùn)動——點電荷的電場f+F=F洛電向功能關(guān)系4)帶電粒子作曲線運(yùn)動——(運(yùn)動分解第八講電磁感應(yīng)綜合問題一(知識網(wǎng)絡(luò)規(guī)律理解要點應(yīng)用和現(xiàn)象阻礙的含義楞次定律阻礙的表現(xiàn)(阻磁通變化、阻相對運(yùn)動，阻電流變化)1(自感現(xiàn)象及應(yīng)用2(交流電的產(chǎn)生和表征方法,,,,1(φ、、的區(qū)別3(變壓器原理中的因果關(guān)系,t及注意點法拉第電磁感應(yīng)定律,,2(E決定因素(m),t3(平均值、瞬時值、有效值的區(qū)別二(熱點透析1(關(guān)于電磁感應(yīng)的判斷(發(fā)電機(jī)——電動機(jī)模型、渦流的影響，磁懸浮列車，磁單極，超導(dǎo)體等)等效電路(切割、磁變或均產(chǎn)生)電容器的充、放電2(電磁感應(yīng)中的電路問題電量問題,,電磁感應(yīng)中的理解q,,t有效值、瞬時值、平均值、最大值的正確使用對一根金屬棒，動能定理3(電磁感應(yīng)中的能量問題對回路:能量轉(zhuǎn)化和守恒4(變壓器和電能輸送問題第九講電學(xué)習(xí)題串透析專題一電容器問題一(電容器的變量分析,QsU1(判E、v、Q、C的變化:抓住、、三式討論C,C,E,U4,kdd2(判電流方向:關(guān)鍵判電量變化3(判帶電粒子運(yùn)動:關(guān)鍵判電場強(qiáng)度變化4(判電容器內(nèi)某點電勢變化二(電容器的儲電特征關(guān)鍵:1(充放電時形成電流，穩(wěn)定后斷路單充單放,Q,|q,q|122(在計算電量變化時需考慮先放電后反充電,Q,q，q12三(電容器中電場對運(yùn)動電荷的控制作用專題二電磁導(dǎo)軌運(yùn)動問題電磁導(dǎo)軌的運(yùn)動研究可以分別從電路特點，安培力的特點加速度特點，兩個極值規(guī)律(a=0和v=0)及收尾時能量轉(zhuǎn)化規(guī)律等方面進(jìn)行分析。一(單個金屬棒問題1(力+電阻2(力+電容3(初速+電阻4(初速+電容二(雙金屬棒問題1(動量守恒系統(tǒng):初速+電阻()F,0,外初速+電阻F,0,外2(動量不守恒系統(tǒng):力+電阻:共加速運(yùn)動第十講熱、光、原“踩點”復(fù)習(xí)(略)第十一講物理實驗學(xué)會正確選用儀器熟練掌握實驗原理迅速提高解設(shè)計類物理實驗的能力概述物理考綱對實驗有下述要求:1、在理解的基礎(chǔ)上獨立完成19個學(xué)生分組實驗，明確實驗?zāi)康?，理解實驗原理，控制實驗條件;2、會正確使用13種常用儀器——包括選器材、選電路、選量程;3、會觀察實驗現(xiàn)象，分析處理實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論;4、會觀察實驗現(xiàn)象，分析處理實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論;4、會運(yùn)用學(xué)過的實驗方法，根據(jù)不同的實驗要求，選擇實驗原理，設(shè)計出最優(yōu)的測量電路，并安排相應(yīng)的實驗步驟。近年高考對實驗要求越來越高，占分達(dá)20分，除了在II卷中專設(shè)二道實驗作圖、填空、計算、連實物等題目外，在I卷或在II卷計算題中有時還有與課本上演示實驗相關(guān)或與高科技信息相關(guān)的選擇題及計算題出現(xiàn)。實驗題的難度越來越高，進(jìn)一步加強(qiáng)了對實驗知識遷移運(yùn)用能力的考查——即頻頻出現(xiàn)設(shè)計類實驗題。第一章實驗基礎(chǔ)知識一(物理實驗的基本要求二(高中物理學(xué)生實驗的分類1(驗證性實驗(1)驗證力的平行四邊形法則(2)驗證動量守恒定律(3)驗證機(jī)械能守恒定律2(研究性實驗(1)研究平拋物體的運(yùn)動(2)探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系3(觀察也描繪類實驗(1)描述小電球的伏安特性曲線(2)電場中等勢線的描繪4(測定物理量的實驗(1)研究勻變速直線運(yùn)動(2)利用單擺測重力加速度(3)測金屬電阻率(4)用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)阻(5)測玻璃磚的折射率(6)用油膜法估測分子的大小(7)用雙縫干涉測光的波長5(儀器使用、組裝類實驗(1)長度的測量(2)用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件3)把電流表改裝成電壓表((4)練習(xí)使用示波器(5)傳感器的簡單應(yīng)用附:測量對象:長度、時間、質(zhì)量、力、電流對基本儀器歸納儀器功能:放大、間接、組合也可以這樣歸類斜槽類對實驗的主要實驗裝置歸納打點計時器其它類三(演示實驗鑒于演示實驗數(shù)量較多(高中物理教材中的演示實驗有106個)。實驗本身比較簡單，)重因此，高考對演示實驗的考查以選擇、填充題出現(xiàn)。在對演示實驗復(fù)習(xí)應(yīng)特別注意(1視物理學(xué)史中具有重要地位的實驗。如紫外線照射鋅板、揚(yáng)氏雙縫干涉實驗、光的衍射中的舊松亮、α粒子散射實驗、質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)實驗等等。讓學(xué)生充分了解其內(nèi)容及其在物理學(xué)發(fā)展中的作用。(2)把握實驗中的關(guān)鍵要素。四(題型研究基本儀器使用和讀數(shù)類、選擇器材和連圖類、實驗操作類、實驗原理類、實驗數(shù)據(jù)處理類、誤差分析類、設(shè)計實驗類第二章實驗疑難問題選析一、測量儀器的使用。1、測量儀器的讀數(shù)方法。(1)一般情況下應(yīng)估讀一位——估計到最小刻度(精確度)的下一位。(2)不估讀的測量儀器有:數(shù)字顯示的儀表，機(jī)械秒表，游標(biāo)卡尺，水銀氣壓計等。2、測量儀器的分類。記錄結(jié)果類儀器精確度(mm)精確度讀數(shù)方法注意事項型名稱確定(小數(shù)點后的位數(shù))最小刻度尺估讀一位測量起點及單位1mm1分度值1、游標(biāo)邊界線與n=100.1mm1游標(biāo)卡零刻度的區(qū)別。110.05mmmL=L+k尺主n=2022、主天上的單位nnm測(n為游標(biāo)上為cm(ncm-12cm)(差分0.02m的總格數(shù)不估讀3、記錄的有效數(shù)n=502法)m長字。1、半毫米刻度是度否dmm(n為露出(?直接dn=50n螺旋測L=L+k0.01m固可動刻度看d=0.5m3n微器m上的總格估讀一位?推理)m數(shù)2、記錄的有效數(shù)字最小分度t分針+t秒1(秒為單秒表0(1秒不估讀值針位)測打點計時t=n×0.02秒接低壓交流電源時器間閃光照t=nT相交直流表的區(qū)別安培表電(刻度均勻情學(xué)最小分度況)優(yōu)特表略估讀一位略儀值1、讀數(shù)不忘乘倍表年歐姆表2、選檔方法其測力——彈簧稱測溫度——溫度計測氣壓——氣壓計它二、難點分析:(一)打點計時器SS，nn，1V計算方法:，V=2V–V,012n2T,，,，,SSSSSS635241,a(逐差法)n2，33T1、紙帶分析加速:a與V一致有關(guān)方向判斷:運(yùn)動方向:n?0加速度方向減速:a與V相反注意事項:?T的確定(區(qū)別記數(shù)點周期和打點周期)?交流電頻率f??測量值?打點不清晰:振針位置稍高、未達(dá)到共振、電壓低、復(fù)寫紙上油墨少等2、常見故障分析打出短線:振針位置低。(二)測電池的電動勢和內(nèi)阻實驗中，由于電表內(nèi)阻引起的誤差?？捎脙煞N研究方法對這個問題進(jìn)行分析，第一從圖像分析，第二從等效電源分析，現(xiàn)對圖3中(甲)、(乙)兩電路圖作以下討論。(1)圖像分析過程示意如下:,,,,測真U,圖1甲電路—————讀數(shù)有誤差?I=——U–I圖像為圖2甲,,Rrr,,V測真,,,,,測真,圖1乙電路—————讀數(shù)有誤差?U=IR——U–I圖像為圖2乙,A,rr,,測真,(2)利用等效電源分析過程示意如下:,R,V,,,,測真,R，rV,,圖1甲電路————————讀數(shù)對其等效電源無誤差,Rr,Vr,,r測真,R，rV,,,,,測真,,圖1乙電路讀數(shù)對其等效電源無誤差,r,r，R,r,A測真,最后說明伏特表一般內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻，利用圖1甲測出的值誤差較小，安培表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻接近，利用圖1乙測量的值誤差大，故我們常采用圖1甲作為測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗原理圖。(三)電流表改裝為伏特表實驗中的誤差分析:1(半偏流法測得的電流表內(nèi)阻偏大，偏小,1由于K合上，總電阻略變小，導(dǎo)致總電流I略大于Ig，所以當(dāng)電流計中電流為Ig時流221過R的電流略大于Ig，由半聯(lián)電路特點可知，r=R<r。測真2g2g22(據(jù)半偏流法測得的電流表內(nèi)阻而改裝成的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表相比，測量值偏大、偏小,U量R,,r改裝時需與電流計串聯(lián)的電阻R=，由于r偏小?R偏大?I偏小?改裝的xgxGxgIg伏特表讀數(shù)偏小。|標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù),改裝電壓表量程|3(滿刻度百分誤差計算:,,標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)第三章實驗設(shè)計一(設(shè)計型實驗的設(shè)計思路和原則:設(shè)計類實驗:屬實驗知識的運(yùn)用類，題在書外，理在書內(nèi)。1(設(shè)計原則:安全、科學(xué)性精確(準(zhǔn)確)性方便易行性省器材、節(jié)能2(題型:a.在已知的實驗器材中選擇合適的器材，選擇合適的量程和電路，達(dá)到題設(shè)實驗?zāi)康?b.為達(dá)到題設(shè)實驗?zāi)康模赃x器材、裝置或電路，安排實驗步驟。c.電路計算、誤差分析、故障排除等。3(設(shè)計思路:在熟練掌握學(xué)生分組實驗基本原理和實驗技能、技巧的基礎(chǔ)上，認(rèn)真審題，構(gòu)建實驗情景，尋找實驗原理，設(shè)計出最優(yōu)方案(經(jīng)反復(fù)估算后才能得出)。4(流程如下:由實驗?zāi)康?實驗原理?實驗情景模型?電路圖、實驗裝置圖?實驗器材?實驗步驟?待測物理量?遞推用測出量表示的未知量的函數(shù)式?誤差分析5(思考題:a.如何測電流表內(nèi)阻,b.如何測優(yōu)特表的內(nèi)阻,二(設(shè)計型實驗的命題方式(一)試題列出所需實驗器材，有實驗步驟提示這類試題條件充足，基本無迷惑性條件，解答較易，且與平時所學(xué)知識和方法有緊密聯(lián)系，但也不能輕視。解答過程中需全面分析所列出的實驗器材，抓住器材特點，聯(lián)系實驗步驟，并結(jié)合所學(xué)知識和方法，選擇可行的實驗方案，完成實驗。例1如圖所示的器材是:木質(zhì)軌道(其傾斜部分傾角較大，水平部分足夠長)，小鐵塊，兩枚圖釘，一條細(xì)線，一個量角器，用上述器材測定小鐵塊與木質(zhì)軌道間的動摩擦因素μ，實驗步驟是:(1)將小鐵塊從______________________;(2)用圖釘把細(xì)線______________________;(3)用量角器測量____________________;(4)動摩擦因素表示μ,________________。分析試題所列器材中只有量角器可定量測量，結(jié)合步驟提示，可猜測μ=tgθ，聯(lián)系μ=tgθ的物理情景及物理意義，結(jié)合試題所列出的其它器材，可作如下解答:(1)將小鐵塊從斜板上A點由靜止釋放，運(yùn)動至水平板上B點靜止;，(2)用圖釘把細(xì)線拉緊固定在A、B兩點間;(3)用量角器測量細(xì)線與水平板間的夾角θ;(4)動摩擦因素表示為μ=tgθ。這類試題的條件有很強(qiáng)的迷惑性，解答過程中須加以全面分析，輔以一定的邏輯推理并結(jié)合所學(xué)知識和方法才能順利完成實驗。(二)試題只列出所需全部實驗器材，無其他任何提示這類試題所提供的全部信息即實驗器材，因而在解答過程中須緊緊抓住所列器材與可取實驗方案間的聯(lián)系，結(jié)合各器材的特點，逐步完善實驗方案，完成實驗。例2已知待測電阻R為9000歐姆左右，另有6伏直流電源(內(nèi)阻不計)，一個電流表，X一個電壓表(兩電表量程均合適)，一個阻值為200歐姆的滑線變阻器，一個電鍵和若干導(dǎo)線，請畫出實驗設(shè)計電路并簡述其理由。分析就本試題而言，簡述理由的過程即分析過程，也就是完成實驗的過程，具體如下:(1)有電流表、電壓表且量程合適，可用伏安法測電阻;(2)與兩電表比較;Rx屬大電阻，可用內(nèi)接法;(3)滑線變阻器最大阻值比R小得多，可用分壓器接法;(4)電鍵應(yīng)對全電路起控制作用，須接在干路上。實驗設(shè)計電器如圖所示。(三)試題所列實驗器材多于所需器材或試題所列實驗步驟多于實際操作步驟，即實驗條件須選擇使用例3為了測重力加速度g的值，實驗室只有下列可供選擇的器材:A、長度為1米的刻度尺;B、游標(biāo)卡尺;C、連有細(xì)線的金屬小球;D、低壓交流電源;E、打點計時器(包括所附的紙帶、復(fù)寫紙、重錘等);F、蓄電池;G、鐵架臺;H、天平。(1)從上面所列器材中挑選必須的器材有_____________。(2)寫出測重力和加速度的主要計算公式及簡述其中的物理量的測量方法:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。分析?初審此題，最易選擇用單擺法測重力的加速度，但所列實驗器材中無秒表，不能測單擺周期，故此方案不可行;?根據(jù)其它器材，可選用重錘作自由落體運(yùn)動來測定重力加速度，器材齊全，但要注意:電源應(yīng)選D。不需要測量質(zhì)量，因而H不選，要處理紙2帶，因而A不可漏選;?在具體選用測量公式時，公式不是唯—的，可選用g,v,2h或g2,2h/t均可。故此題應(yīng)選用器材為:A、D、E、G，其它略。例4為了測量一個量程為0—3V的電壓表的內(nèi)阻Rv(約為幾KΩ)，可以采用如圖所示的電路。(1)在測量時，可供選擇的實驗步驟有:A、閉合開關(guān)S;B、將電阻箱R的阻值調(diào)到最大;0C、將電阻箱R的阻值調(diào)到零;0D、調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值;使電壓表指針指示1(5V，記下此時R的值;00E、調(diào)節(jié)變阻器R的滑動片P，使電壓表示數(shù)為3V;F、把變阻器R的滑動片P滑到a端;G、把變阻器R的滑動片P滑到b端;H、斷開開關(guān)。把必要的、合理的實驗步驟選出來，按操作順序?qū)⒆帜复柼钤跈M線上(2)若在步驟D中，讀出R0的阻值為2400Ω，則電壓表的內(nèi)阻R=________，用這v種方法測出的內(nèi)阻Rv與其真實內(nèi)阻相比偏(大或小)。分析由(2)中提示可知，步驟D為測量過程的重要步驟，由步驟D可推斷，在D之前只能是步驟E，根據(jù)E、D可以推斷在E之前的步驟中可由B、C中選出C，至此，主要實驗步驟已完成，其它按實驗要求及操作過程可以繼續(xù)完成，即實驗步驟為:F、A、C、E、D、H?？梢?，這是一種粗略測量伏特表內(nèi)阻的方法，在改變電阻箱R的阻值0過程中，忽略了U的變化，因而R=2400Ω，但實際上U在由步驟E到步驟D過程apvap中略微增大，故考慮誤差，則只R<2400Ω，即測量值偏大(0三、實驗設(shè)計內(nèi)容(一)設(shè)計實驗方法下面是測定“重力加速度”;“測定物體間動摩擦因素”及“測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻”的幾種方案，供參考:測定重力加速度(1)(二)設(shè)計實驗電路根據(jù)給定的器材和實驗提出的目的，畫出或補(bǔ)全實驗電路。1(電路選擇原理(1)安培表內(nèi)接、外接,待測電阻R為小電阻，(R與R可比、R<<R、或R<、或試探法中V示數(shù)RRxxAxVx?VA變化顯著)應(yīng)采用安培表外接法;(因R>>R，伏特表的分流作用引起的安培表讀數(shù)誤差較Vx小。)反之待測電阻R為大電阻(R>>R，R與R可比，或R>或試探法中A示數(shù)RRxxAxVx?VA變化大)應(yīng)采用安培表內(nèi)接法。(因R>>R，安培表的分壓作用引起的電壓表讀數(shù)誤差較小。)xA(2)滑動變阻器限流法、分壓器法,?通常情況下優(yōu)先考慮限流式，因為耗電少。?在以下三種情況考慮分壓式。A當(dāng)需要待測電路的電壓從零開始連續(xù)變化。B題中提供的儀表量程或電阻的最大允許電流不夠(安全性原則和適用性原則)C變阻器電阻遠(yuǎn)小于被測電阻或電路中串聯(lián)的其它電阻(準(zhǔn)確性原則和方便性原則)(3)歐姆表擋位R×1、R×10、R×100如何選擇,先用R×10擋，調(diào)零歐后估測，若指針在中值附近，則R等于10×指示值;在指針偏x角太小，則換用R×100，重新調(diào)零后測量，R=100×指示值;若R×10時指針偏角太大，x則換用R×1擋，重新調(diào)零歐后測量，R=指針指示值。x(4)電阻測量的電路?伏安法測電阻和替代法?用歐姆表測量此法簡便易行，但讀數(shù)誤差較大;用久之后，內(nèi)部電源發(fā)生變化，測量誤差更大。因此此法只適用于要求不太高的測量。?惠斯通電橋法例題如圖，若uC=uD，則Rl,R2=R3,Rx，其中R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，R3可用電阻箱代替。在C、D間接上靈敏電流計，調(diào)節(jié)R3，使電流計示數(shù)為零，則C、D兩點一定為等勢點。?電橋伏安法如圖，此法利用電橋平衡原理實現(xiàn)伏安法測電阻。當(dāng)調(diào)節(jié)C點位置使電橋平衡時，電流表示數(shù)是流過Rx的電流，電壓表U的讀數(shù)是兩端電壓，故Rx=U,I。這里完全排除了電表內(nèi)阻的影響，沒有系統(tǒng)誤差。?電表內(nèi)阻的測量I.測Rg時，用半偏法,等值替代法,電路計算法,?若只有二只單刀單擲開關(guān)、一只待測表，還有二只電阻箱R<<R時，12只能采用半偏法，此時為了減少誤差，應(yīng)選電動勢較大的電源，達(dá)到R>>R21(R>100R以上);電路如下21?若有二只電流表和一只變阻器及電源單刀單擲開關(guān)等，可采用電路計算法，此時另一只非待測表一定要已知量程和內(nèi)阻R，電路如下:A讀出Fg支路I及I，由U=IR=IRg，得Rg=IR/I211A21A2?若有二只電流表，一只電阻箱和一只單刀雙擲開關(guān)、滑動變阻器可采用等值替代法，電路如下:K接a，調(diào)R′，記下A讀數(shù)，然后K接b，保持R′不變，?調(diào)R使A讀數(shù)保持不變，則Rg=R。??若有二只電流表，一只電阻箱(或定值電阻，其阻值與電流表阻值接近)和一只單刀開關(guān)、滑動變阻器可采用電路計算法:如圖，G為待測電流表，為已知電阻，若把虛線框內(nèi)電路看成一擴(kuò)程電流表，則該電路為一改裝表與標(biāo)準(zhǔn)表的校對電路(設(shè)G、A表讀數(shù)分別為I、I，則由相關(guān)知識可知:為便于器材1選取與操作，Ro的阻值應(yīng)?1Ω(如0，5Ω)II.若欲測伏特表內(nèi)阻R，怎么辦,V2.電學(xué)實驗器材如何選擇,a(A表量程如何選,V表量程如何選,??,I2A,I通過估算，保證A指針偏轉(zhuǎn)范圍在,最佳;同樣V指針偏轉(zhuǎn)范圍在Im??AR33xU2,最佳。U33b(變阻器如何選,從安全性原則出發(fā)分析得，首先要求通過其最大電流小于其額定電流;從方便性和準(zhǔn)確原則出發(fā)分析得，要求變阻器的最大阻值，在限流電路中盡量接近待測電阻或電路中串聯(lián)的其它電阻，在分壓電路中電阻盡量小。c(電源如何選,測電源電動勢ε和內(nèi)阻時，選內(nèi)阻較大的舊電池;測電流計內(nèi)阻Rg時，若采用半偏法測電阻時，應(yīng)選電動勢較大的電源，保證R>>R，以減小實驗誤差;在測小燈泡功率描伏21安特性曲線時，在測金屬的電阻率時，選電動勢較小的電源;在打點計時器中選4,6V交流電壓;在描等勢線實驗中選4,6V直流電源。3.實驗線路的連接分壓式和限流式的接法要求:限流式是按“一上一下各一個”的原則，且使滑片處在阻值最大位置處;分壓式是“一上二下”的原則，電源與開關(guān)串聯(lián)以后直接接于下面兩個連線柱，上面任一個接線柱引出導(dǎo)線和下面一個接線柱上引出導(dǎo)線(二線之間的電阻要小，保證初始取出的電壓較小)將這兩導(dǎo)線接至被測電路中。連線的總思路為:電表的正負(fù)接線柱,分壓,限流,,總開關(guān)控制所有元件畫出電路圖?滑動變阻器連接?連接總回路?并,,滑片位置正確,,導(dǎo)線不能交叉,聯(lián)伏特表的電壓較小。(二)設(shè)計實驗方法題目給出實驗?zāi)康?、電路及一些附加條件，讓學(xué)生設(shè)計實驗方法，如98年的第20題，原題為:用圖中所示的電路測定未知電阻R的值，圖中電源電動勢未知，電源內(nèi)阻與電流表的x內(nèi)阻均可忽略不計，R為電阻箱。(1)若要測得R的值，R至少需要取___________個不同的數(shù)值。x(2)若電流表每個分度表示的電流值未知，但指針偏轉(zhuǎn)角度與通的電流成正比，則在用此電路測R時，R至少需取____________個不同的數(shù)值。x(3)若電源內(nèi)阻不可忽略，能否應(yīng)用此電路測量R?答:___________。x照“伏安法測電阻”的實驗，不同之處在于R上的電壓U需要由電流表的示數(shù)I，與x電阻箱上的對應(yīng)讀數(shù)R求出。U=ε,IR由歐姆定律可得R=(ε,IR)/I?x由于電源電動勢ε未知，故R取一個值不能求出R的值，必須再取一組值R′、I′同x理得R=(ε,I′R′)/I′?x由??消去ε后解得R=(I′R′-IR)/(I,I′)?x即R至少需要取2個不同的數(shù)值才可測出R的值。x(2)電阻箱讀數(shù)為R時，設(shè)電流表的指針偏轉(zhuǎn)角為θ，電流值為I，將電阻箱的阻值調(diào)為R′，使電流表指針的偏角變?yōu)?θ，此時電流表示數(shù)為I′，則I′=2I，將以上兩種數(shù)值代人?式中可得R=R,2R′，即R至少需取2個不同的數(shù)值，x(3)設(shè)電源內(nèi)阻為r，只取三個值R、R、R，對應(yīng)的電流值為I、I、I，由閉合123123電路歐姆定律得ε=I(R+R+r)?，ε=I(R+R+r)?，ε=I(R+R+r)?11x22x33x上述三個方程中顯然只有三個未知量ε、R和r，卻無法求出R(同學(xué)們可自己算一下)，xx即R無論取幾個值都不能求出R值。x(三)設(shè)計處理實驗數(shù)據(jù)根某一