二輪復習實驗部分

一、力學實驗

（一）知識規(guī)律

1、誤差和有效數(shù)字。

①系統(tǒng)誤差:由于儀器本身不精密、實驗方法粗略或?qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的誤差。其特點

是測量結(jié)果較真實值總是偏大或偏小。系統(tǒng)誤差不能用多次測量求平均值的方法消除或減

小。

因楣然誤差:由各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的誤差。其特

點是多次重復做同一實驗時誤差總是時大時小。減小這種誤差的方法是多次測量取其平均

值。

③有效數(shù)字:帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字。有效數(shù)字從左邊第一位不為零的

數(shù)字算起

2、長度的測量。

尊米刻度尺的讀數(shù):精確到亳米，估讀一位。

②游標卡尺的讀數(shù):測量值=主尺上的讀數(shù)（其中m為游標卡尺的精確度”為游標尺上與

主尺上某刻度線對齊的格數(shù)）。

@螺旋測微器的讀數(shù):測量值=固定刻度+可動刻度（估讀一位）XO.Olmm.

3、光電門的使用。

如果擋光片的寬度為d,擋光時間為M則物體經(jīng)過光電門時的瞬時速度

4、紙帶類實驗。

①^夠利用打點計時器的力學實驗

利用紙帶測量或

實驗名稱原理公式

計算的物理量

研究勻變速直線運

V1=Ux尸。小〃）。好瞬時速度

動2和加速度

驗證牛頓第二定律F=ma加速度

2

探究動能定理W=^mv2勻速時的速度

驗證機械能守恒定瞬時速度和

mgh=^mv2-^rnv2

律21下落的高度

驗證動最守恒定律+〃?2V2=，"1'+"12V2’瞬時速度

5、思想方法

⑴物理思想:等效替代思想、控制變量思想。

（2）物理方法:等效替代法、控制變最法、逐差法、平均值法、圖象法。

（二）、基本實驗/?￡>

1.研究勻變速直線運動------------------------------

⑴打點計時器法

①實驗裝置如圖

為保證小車做勻變速直線運動，安裝注意：

i細線和木板平行；

ii木板平直，光滑程度一致。

②原理

i平均速度等于中間時刻速度以=±馬

ii逐差法〃=（.%+."（：+』）_&+/+匕)_(，3+%+$)

“一(W

iii圖像法：作出v-t圖像，

求圖線的斜率。圖線作出必是直線。

⑵光電門法

①求小車通過兩個光電門的瞬時速度

d

v.=—'d是遮光片的寬度Ar,,小車通過兩個光電門的時間。

②測出兩個光電門間距離工

2-V；，_戶A/、段AZ,

CL——2

2x2x

（3）利用紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法

若相鄰兩計數(shù)點之間的距離滿足△x=X2-Xi=X3-X2-=XfrX..]="2（恒量），說明物體做勻變速直線

運動。

2、游標卡尺和螺旋測微器讀數(shù)

主要以填空題的形式考查游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)。

例1⑴某同學用自己發(fā)明的新式游標卡尺12345

測量小鋼球的直徑，新式卡尺將主尺上39卜⑴千山”中rM'T1U.13cm

mm在游標尺上均分成20等份。如圖甲05101520

所示，則小鋼球的直徑為d=cm申

該同學又用螺旋測微器測量某電阻—,

絲的直徑,示數(shù)如圖乙所示，則該金屬絲的直徑為

mm十信-20

答案（1）1.035（2）1.195（±0.002）

.乙

解析（1）游標卡尺上精確度為—mmO.05mir,

所以d=10mmX).05mmX7-10.35mm-1.035cm。

(2)金屬絲的直徑d'=lmmX).01mmX19.5=1.195mm。

規(guī)律方法1.游標卡尺的原理

游標卡尺主要分為10、20、50分度三種，其原理和讀數(shù)方法基本相同。對于〃分度的游標卡

尺，如果游標尺的分度值為x,主尺上的分度值為y,則故游標尺與主尺兩者分度值之

yy

差為k=y-x=-o其中一叫游標卡尺的精度。

Jin

2.螺旋測微器的基本原理

螺旋測微器螺紋螺距為0.5mm,即可動轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一圈，螺桿前進或后退0.5mm,可動轉(zhuǎn)筒上可

動刻度分成50等份,每一等份表示0.01mm,即可動刻度每轉(zhuǎn)過一等份,測微螺桿前進或后退

0.01mm。這樣就能把沿軸線方向不便于測量的微小距離用圓周上的點移動較大的距離表示

出來（機械放大原理）。

3.游標卡尺和螺旋測微器讀數(shù)時應(yīng)注意的問題

⑴10分度的游標卡尺，以mm為單位，小數(shù)點后只有1位,20分度和50分度的游標卡尺以mm

為單位，小數(shù)點后有2位,且對齊格數(shù)不估讀。

⑵螺旋測微器以mm為單位，小數(shù)點后必須有3位，對齊格數(shù)要估讀，同時還要注意半亳米刻度

線是否露出。

紙帶類實驗的處理方法

主要考杳利用處理紙帶的思想來解決實際問題。

例1研究小車做勻變速直線運動的實驗裝置如圖甲所示,其中斜面傾角。可調(diào)。打點計時那

的工作頻率為50Hz。紙帶上計數(shù)點的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點

未畫出

⑴部分實驗步驟如下：

A.測量完畢，關(guān)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.將小車停靠在打點計時翳附近，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）。

⑵圖乙中標出的相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔T=So

⑶計數(shù)點5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為由=。

⑷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(yīng)為

答案(l)DCBA(2)0.1(3)巴爰(4)(X4+X5+%6XXI+X2+X3)

解析(2)每隔4個點或每5個點取一個計數(shù)點時，相鄰計數(shù)點的時間

間隔均為0.1So

(3)紙帶上某點的瞬時速度等于其前后相鄰兩計數(shù)點所確定時

間段內(nèi)的平均速度為二苫等。

(4)當有6組數(shù)據(jù)時，應(yīng)采用逐差法計算加速度

_(皿+出+》6)-(^1+%2+無3)

CI—2°

9T

規(guī)律方法紙帶類問題是力學實驗中出現(xiàn)率最高的內(nèi)容，多以教材實驗為藍本進行升級變形，從

整體角度看,力學中的四個打點描跡類實驗都存在共性，因此在某種程度上可以實現(xiàn)“一個裝

置多種用途”的效果。

從測定物理量角度看，可以以最基本的實驗逐漸升華到探究測量多個物理量的效果，創(chuàng)新的流

程主要如下。

在計算中還涉及有效數(shù)字，所以審題要嚴謹細心。

3、橡皮條、彈簧類實驗的處理方法

主要考查胡克定律以及力的平行四邊形定則。

例2某同學做探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系的實驗

⑴圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，其示數(shù)為7.73cm;圖乙是在彈簧下端懸

掛鉤碼后指針所指的標尺刻度，此時彈簧的伸長量△/為emo

(2)本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項中規(guī)范

的做法是o(填選項前的字母)

A.逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重

B.隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重

⑶圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量△/與彈力F的關(guān)系圖線,圖線的48段明顯偏離直線。4,

造成這種現(xiàn)象的主要原因是

答案(1)6.93(6.92-6.94)：2)A⑶超過彈簧的彈性限度

解析⑴題圖甲示數(shù)為7.73cm,題圖乙示數(shù)為14.66cm,彈簧的伸長量ZV=(14.66-7.73)cm=6.93

emo(2)逐一增掛鉤碼，彈簧的伸長量逐漸地增大，不會出現(xiàn)超過彈性限度的情況，選項A正確。

⑶當超過彈簧的彈性限發(fā)時，彈力與彈簧伸長量不再成止比。

思維導引

例3某同學通過實驗驗證力的平行四邊形定則。

⑴實驗記錄紙如圖甲所示,0點為橡皮條被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計共同作用時,

拉力Fi和F2的方向分別過Pi和P2點;--個彈簧測力計拉橡皮條時，拉力6的方向過P3點。三

個力的大小分別為Fi=3.30N、「2=3.85N和13=4.25N。請根據(jù)圖中給出的標度作圖求出和

F2的合力。

⑵仔細分析實驗/卜明懷疑實驗中的橡皮條被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實驗結(jié)果。他

用彈簧測力計先后兩次將橡皮條拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同,于是進一步探究了拉伸過

程對橡皮條彈性的影響。

實驗裝置如圖乙所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上,橡皮條的上端固定于。點，下端N

掛一重物,用與白紙平行的水平力緩慢地移動N,在白紙上記錄下N的軌跡。重復.上述過程,

再次記錄下N的軌跡。

兩次實驗記錄的軌跡如圖丙所示，過0點作一條直線與軌跡交于a、b兩點，則實驗中橡皮條

A.橡皮條的長度與受到的拉力成正比

B.兩次受到的拉力相同時，橡皮條第2次的長度較長

C.兩次被拉伸到相同長度時，橡皮條第2次受到的拉力較大

D.兩次受到的拉力相同時，拉力越大,橡皮條兩次的長度之差越大

⑷根據(jù)小明的上述實驗探究，請對驗證力的平行四邊形定則實驗提出兩點注意事項。

答案（1乂見下圖/合=4.60F.90N都算對）

[2}F0=Fb

⑶BD

⑷橡皮條拉伸不宜過長;選用新橡皮條。（或:拉力不宜過大;選用彈性好的橡皮條;換用彈性好

的彈簧。）

解析（1）作出力F】、Fz和合力的圖示如答案圖所示;經(jīng)測量可得合力大小為4.70N。

（2）橡皮條被拉伸到a（或時,根據(jù)平衡條件，因重物的重力一定，橡皮條與豎直方向的夾角一

定，如圖所示，則橡皮條受的拉力FT含，大小一定，故Fa=Fb0

COBU

⑶由（2）可知橡皮條的長度與受的拉力不是正比關(guān)系，橡皮條第2次的長度較長，但受到的拉力

與第1次相同，選項A錯誤,B正確;若兩次被拉伸到相同長度，第2次橡皮條與豎直方向的夾角

小，由片=可知，第2次受的拉力較小，選項C錯誤;拉力越大時，橡皮條與豎直方向的夾

COBS

角越大，由題圖可知,橡皮條兩次的長度之差越大，選項D正確。

思維導引

規(guī)律方法驗證力的平行四邊形定則操作注意事項

用兩個彈簧測力計拉橡皮條時的“三記錄〃（記錄兩彈簧測力計示數(shù)、兩細繩方向和結(jié)點。的

位置），用一個彈簧測力計拉橡皮條時的"二記錄''（記錄彈簧測力計示數(shù)和細繩方向）及“一注

意”（結(jié)點0的位置必須在同一位置）。

以題說法力學創(chuàng)新類實驗主要有以下幾個考向

1.實驗器材的等效替換也是高考創(chuàng)新實驗設(shè)計的主要思路之一，從近幾年的高考命題來看，在

測量物體的速度時常涉及實驗器材的等效替換,如利用光電門替代紙帶來測量物體的加速

度、速度,還有利用閃光照相機等替代打點計時器。

2.通過紙帶求出小車的加速度，然后再利用牛頓第二定律求出小車與木板間的動摩擦因數(shù)，這

是一種實驗結(jié)論的外延，從近幾年的力學實驗來看，通過實驗結(jié)論求動摩擦因數(shù)是實驗設(shè)置的

一個熱點，且主要出現(xiàn)在兩個地方，一是伴隨著研究勻變速直線運動的實驗出現(xiàn)，二是伴隨著

驗證牛頓運動定律實驗出現(xiàn)。

3.有一些實驗題雖然在試題的情境上進行了創(chuàng)新，但其使用的實驗原理和實驗處理方法仍然

不變，因此，對于創(chuàng)新型實驗的處理，最根本的還是要把其從新情境中抽出來，找出與常規(guī)實驗

的相同之處，然后運用熟悉的實驗原理和實驗數(shù)據(jù)處理方法進行處理。

4.驗證牛頓運動定律

⑴實驗裝置如圖1

①安裝注意：

i細線和木板平行；

ii木板平直，光滑程度一致；

由平衡摩擦力；

iv砂和桶的總質(zhì)量m遠小于小車質(zhì)量M

設(shè)細線拉力為F

〃吆-F=ma圖2

F=MaM+m

②如果在細線中安裝力傳感器測拉力，不用滿足iv條件，用氣墊導軌不用滿足iii條件。

當m《M時F=mg

⑵原理：控制變量法

①探究。與F的關(guān)系；N1不變。

用天平測m得到F=mg,打出一條紙帶，用逐差法求出〃；同理得到幾組不同F(xiàn)下的

畫出。--F圖像，圖像是一條過原點的直線，說明。與F成正比。圖像的斜率

平衡摩擦力。

探究。與M的關(guān)系；F不變。

用天平測小車質(zhì)量M,改變M,得到不同M下小車的加速度。，畫出〃一」-圖像，圖

M

像是一條過原點的直線，說明《與M成反比。（圖3）。圖像的斜率攵=/。

6.探究動能定理

例4.如圖甲所示的裝置可用于探究恒力做功與速度變化的關(guān)系。水平軌道上安裝兩個光電門,

小車上固定有力傳感器和擋光板，細線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上法碼盤。

實驗首先保持軌道水平,通過調(diào)整秘碼盤里祛碼的質(zhì)量讓小車做勻速運動以實現(xiàn)平衡摩擦力,

再進行后面的操作，并

在實驗中獲得以下測

量數(shù)據(jù):小車、力傳感

器和擋光板的總質(zhì)量

m,平衡摩擦力時秋碼

和法碼盤的總質(zhì)量m

OfOcm12

口占討打占。丫

擋光板的寬度d,光電111￥11HHi

05101520

門1和2的中心距離乙

⑴該實驗是否需要滿足祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量遠小于車的質(zhì)量

（選填“需要”或"不需要"）。

⑵實驗需用游標卡尺測量擋光板的寬度d,如圖乙所示,d=___mm。

⑶某次實驗過程:力傳感器的讀數(shù)為￡小車通過光電門1和2的擋光時間分別為h、5小車

通過光電門2后，祛碼盤才落地），已知重力加速度為g,則對該小車實驗要驗證的表達式

是O

解析（1）不需要，因為有力的傳感器，可直接測出拉力的大小，而不必根據(jù)祛碼和詼碼盤的總重

力約等于拉力來計算。

⑵擋光板的寬度d=5mm+0.05mmX10=5.50mm。

⑶以小車作為研究對象，小車所受的合力為F-m°g,

根據(jù)動能定理有（2-加噠.三小以？一:mu/,而V）=Av2=l

代入可得（F-預g）s=gm（￡）一；機（（）。

7、驗證機械能守恒

例5.某實驗小組利用如圖所示的裝置進行實驗，鉤碼A和B分別系在?條跨過定滑輪的軟繩

兩端，鉤碼質(zhì)量均為在4的上面套一個比它大一點的環(huán)形金屬塊C,在距地面力］處有一寬

度略比4大一點的狹縫，鉤碼A能通過狹縫，環(huán)形金屬塊C不能通過。開始時A距離狹縫的高

度為后放手后/、8、C從靜止開始運動。

⑴利用計時儀器測得鉤碼4通過狹縫后到落地用時打,則鉤碼4通過狹縫的速度為

（用題中字母表示）。

（2）若通過此裝置驗證機械能守恒定律，還需測出環(huán)形金屬塊C的質(zhì)量m,當?shù)刂亓铀俣葹間。

若系統(tǒng)的機械能守恒，則需滿足的等式為（用題中字母表示）。

⑶為減小測量時間的誤差,有同學提出如下方案:實驗時調(diào)節(jié)心力2=比測出鉤碼A從釋放到落

地的總時間t,來計算鉤碼A通過狹縫的速度，你認為可行嗎?若可行，寫出鉤碼4通過狹縫時的

速度表達式;若不可行，請簡要說明理由。,

解析（1）由于鉤碼通過狹縫后，。不再對4施加力，而A、B的質(zhì)量又

相等,故鉤碼A做勻速運動，所以鉤碼A通過狹縫的速度為弊。

（2）驗證機械能守恒時，因為A降低的重力勢能等于3得加的重

力勢能，故重力勢能的減少量為。下降傷的重力勢能的減少量，即

內(nèi)帆,而系統(tǒng)動能的噌加量為:（2m0+加）篇），故滿足的等式為

2

機g力2二32儂）+機）管）時，就驗證了機械能守恒。

（3）當h[=h2=h時,A的運動是先勻加速運動，后勻速運動，如果設(shè)

加速的時間為小勻速的時間為口,勻速運動的速度為匕則加速運動

時的平均速度為9，故t}v=2h成立;在勻速運動時J2廣〃成立;二式相

加得（。+枷=3/2,即尸子，故這種做法是可行的。

驗證動量守恒

例5為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為完全彈性碰撞（碰撞過程中沒

有機械能損失），某同學選取了兩個體積相同、質(zhì)量不等的小球，按下述步驟做如下實驗：

①用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為mi和

郊照如圖所示安裝好實驗裝置。將斜槽AB固定在桌為，使槽的末端點的切線水平，將一斜

面8c連接在斜槽末端；

先不放小球m2,讓小球恤從斜槽頂端4處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置；

@各小球m2放在斜槽前端邊緣處，讓小球mi仍從斜槽頂端4處靜止開始滾下,使它們發(fā)生碰

撞，記下小球mi和小球硒在斜面上的落點位置；

份用室米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點D的距離。圖中。、匚、F點是該同學記下

的小球在斜面上的幾個落點位置,它們到8點的距離分別為/。、仆人

根據(jù)該同學的實驗，回答下列問題：

⑴在沒有放m2時，讓小球恤從斜槽頂端4處由靜止開始滾下,m1的落點是圖中的

點；

⑵用測得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式，則說明碰撞中動量是

守恒的；

⑶用測得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系式，則說明兩小球的碰撞是

彈性碰撞。

解析Q）由于發(fā)生彈性正碰，且mi〉*則碰后小球牝的速度比未碰撞時的速度小/卜球m2的

速度比未碰撞時小球恤的速度大，因此可判定小球mi從斜槽頂端八處由靜止開始滾下，未碰

時的落點在圖中的E點。

規(guī)律方法紙帶類問題是力學實驗中出現(xiàn)率最高的內(nèi)容，多以教材實驗為藍本進行升級變

形,從整體角度看，力學中的四個打點描跡類實驗都存在共性,因此在某種程度上可以實現(xiàn)“一

個裝置多種用途”的效果。

從測定物理量角度看，可以以最基本的實驗逐漸升華到探究測量多個物理量的效果，創(chuàng)新的流

程主要如下。

在計算中還涉及有效數(shù)字，所以審題要嚴謹細心。

二、電學實驗

1.知識規(guī)律

⑴電學儀器的使用與讀數(shù)。

⑦電流表、電壓表、歐姆表的比較

儀器極性量程選擇讀數(shù)

電流表3V和3A量程估讀到最小

有正、負

使指針才旨示S分度的薄5V量程估讀到

極的電過滿偏刻度的

最小分度的，；。.量程估

電壓表表，電流!的位置6A

由電表讀到最小分度的;

的正極

使指針盡量指

流入，負表盤讀數(shù)乘以相應(yīng)擋位的

歐姆表在表盤的中間

極流出倍率

位置左右

②f吏用多用電表的“三注意"

a.電流的流向:使用歐姆擋時，多用電表內(nèi)部電池的正極接黑表筆,負極接紅表筆，從電源外部

看，電流從紅表筆流

入，從黑表筆流出。

b.區(qū)分“機械調(diào)零〃和“歐姆調(diào)零〃:“機械調(diào)零〃在表盤刻度左側(cè)“0〃位置，調(diào)整表盤下邊的中間定

位螺絲;"歐姆調(diào)零"在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置,調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕。

c.倍率選擇:使用歐姆擋測電阻時，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小均有較大誤差，指針偏轉(zhuǎn)角度在

滿偏到滿偏之間讀數(shù)較準確，如待測電阻約為2kQ,應(yīng)選用“XlOO”擋。

③電學儀器的選擇

d.電源的選擇：般可以根據(jù)待測電路的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源。

b.電表的選擇:一般根據(jù)電源的電動勢或待測用電器的額定電壓選擇電壓表;根據(jù)待測電流的

最大電流選擇電流表;選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針偏轉(zhuǎn)的幅度較大，一般應(yīng)使指針能達

到半偏以匕以減小讀數(shù)的偶然誤差,提高精確度。

⑵電流表內(nèi)外接法的區(qū)分與選擇。

比較項目電流表內(nèi)接法電流表外接法

|-?-|

電路

——--

誤差來源電流表的分壓電壓表的分流

測量結(jié)果R測號＞《偏大R測=苧＜&偏小

適用條件（測大電阻）思（測小電阻）

⑶分壓式電路與限流式電路的區(qū)分與選擇。

⑦控制電路的比較

比較項目限流式接法分壓式接法

Rx

電路翦

電壓調(diào)節(jié)的范圍R"0?石

電能損耗耗能較少耗能較多

②控制電路的選擇

a.從節(jié)能的角度考慮，優(yōu)先選用限流式。

b.以下三種情況必須用分壓式:要求待測電路的U、I從0變化;R幫《&;選用限流式時,以、4

過大（超過電流表量程，燒壞電表、電源或用電器等）。

2.思想方法

⑴物理思想:等效思想、控制變量思想。

（2）物理方法:等效替代法、控制變量法、累積法。

以測電阻為核心的實驗

主要考查儀器的選擇、實驗操作及歐姆定律。

例1（1）用多用電表歐姆擋粗略測量某元件的電阻，選用XI擋，測量結(jié)果如圖甲所示，則測得的

電阻為Q；

（2）為描繪該元件的U-I圖線，提供了如下器材:

A.電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約0.9Q）

B.電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約3kQ）

C.滑動變阻器&（10Q,2A）

D.滑動變阻器&（1000Q.1A）

E.電源E（電動勢6V,內(nèi)阻約0.1Q）

F.開關(guān)S及導線若干

毆驗中滑動變阻器應(yīng)該選擇（填寫器材序號即可），以保證實驗過程中調(diào)節(jié)方便。

②設(shè)計合適電路，在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖。

③如圖乙所示中/、〃圖線，一條為元件真實的U-I圖線,另一條是本次實驗中測得的U-I圖線,

其中是本次實驗中測得的圖線。

答案⑴13.0（2）6②如圖所示③〃乙

解析⑴從多用電表指針位置可以讀出示數(shù)為13.0（讀成13也可），乘以倍率，即

可測得該元件的電阻為13.00（13。也可）;（2）由于該元畔電阻較小，所以電流表選用外接法,

描繪該元件伏安特性曲線.電壓從零開始，且要測量多組數(shù)據(jù)，故滑動變阻器選用小阻值的且

采用分壓式接法，選用C;由于電壓表的分流，所以實驗中測得的U-/圖線要比該元件真實的圖

戲低一些,應(yīng)選圖線〃。

思維導引

規(guī)律方法（1）“測金屬絲的電阻率”“描繪小燈泡的伏安特性曲線”均屬于以測電阻為核心的電

學實驗，屬于測量性實驗，主要考查學生的實驗分析、理解能力，要求學生有選擇儀器、設(shè)計電

路的能力

⑵測量電路設(shè)計。

項目內(nèi)接法外接法

計算法勤>■或RX2>RARV,V段或RX2<RAR/

-?—?--；

若不知”層的大概阻值，可采用“試觸法”，將電路按如圖

試

所示連接，空出電壓表的一個接頭，然后將該接頭分別

觸

法與a、b接觸一下

若電流表"相對變化''明

若電壓表“相對變化”明顯，說

顯，說明電壓表分流作

明電流表分壓作用較大，應(yīng)采

用較大，應(yīng)采用電流表

用電流表外接法

內(nèi)接法

⑶控制電路設(shè)計。以小控大用分壓，相差無幾用限流卻當滑動變阻器的阻值較小時，常采用分

壓式接法;當滑動變阻器的阻值與負載相差不大時,常采用限流式接法。另外滑動變阻器必須

接為分壓式的情況有三種:①電壓要求從零開始變化;②滑動變阻器阻值太小,不能起到限流

的作用;流式不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)。若兩種接法均可,則采用限流式，因為限流式

損耗功率小。

例2電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍。某同學利用這一事實測量

電壓表的內(nèi)阻（半偏法），實驗室提供的器材如下：

待測電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約為3000。）,電阻箱Ro（最大阻值為99999.9Q）,滑動變阻器

生（最大阻值100。，額定電流2A）,電源口電動勢6V,內(nèi)阻不計），開關(guān)2個，導線若干。

⑴虛線框內(nèi)為該同學設(shè)計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整。

2）根據(jù)設(shè)計的電路，寫出實驗步驟:

⑶將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為Rv',與電壓表內(nèi)阻的真實值Rv相比,（選填

“＞，，，，=，，或，，＜，，）心,主要理由是

答案（1）實驗電路圖如圖所示

⑵移動滑動變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在支路分壓最小;閉合開關(guān)S】、Sz,調(diào)節(jié)R1,

使電壓表的指針滿偏;保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱生使電壓表的指

針半偏;讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻

(3)>斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài),電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增

大;此時Ro兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故Rv'>Rv

以測電源電動勢為核心的實驗

主要考查電路的選擇、儀器的選擇、線路的連接和數(shù)據(jù)的處理。

例3在測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，某同學的實物電路連接如圖甲所示。

(1)在方框中畫出與圖甲對應(yīng)的電路圖。

(2)圖乙的2-R坐標系中己經(jīng)標出了該同學所測得的實驗數(shù)據(jù),請作出這些數(shù)據(jù)點的擬合直

線，并讀得該直線的縱截距為A1,求得其斜

率為V1

(3)求得電源的電動勢是V,內(nèi)阻是

(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

答案(1)電路圖如圖所示

(2)圖象如圖所示0.90.67R/SI

234567891011121314尸

(3)1.51.4

解析⑴根據(jù)實物圖，畫電路圖時應(yīng)注意各用電器的符號洛用電器

的連接次序，電表的正、負接線柱等。(2)將各數(shù)據(jù)點用直線擬合后,

由數(shù)學方法計算出斜率k=067V”,縱截距b=0.9AL(3)由閉合電路

歐姆定律得可得)=5+］因此圖象斜率為電動勢的倒數(shù),

Jhh

縱截距為短路電流的倒數(shù)±所以電源電動勢E=1.5V,『1.4。。

E

思維導引

規(guī)律方法測量電源電動勢和內(nèi)電阻的方法拓展

測量方案“歐安”法“伏歐”法

nH-(Y)~

電路圖—7^^

LJi——

E=5+??一

E=4(R+r)

公式K1

E=A(R2+r)

R2

以多用電表的使用為核心的實驗

主要考查多用電表的使用方法和讀數(shù)特點。

例3圖甲為正在測量中的多用電表表盤，請完成下列問題：

⑴如果用直流"50V"擋測量電壓,指針位置如圖甲所示，讀數(shù)為

______Vo

⑵用圖甲多用電表測量電阻時，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個電池、一個可變電阻和

一個表頭相串聯(lián)，如圖乙所示，電源電動勢￡=1.5V,選擇開關(guān)在“Xl〃擋，把它的兩表筆短接，旋

轉(zhuǎn)可變電阻色的旋鈕，當指針指向"0Q"時，流過多用電表的電流為—mA,

⑶圖乙是測量此阻值時的電路，歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內(nèi)阻變大，但此表仍

能進行歐姆調(diào)零,按正確使用方法再測&的值，其測量結(jié)果與原結(jié)果相比將（選填“變

大，，“變小，，或〃不變，，）。

⑷圖丙是將表頭G改裝成兩個倍率擋（如"Xl〃"X10”）的歐姆表電路原理圖，則當開關(guān)S合向

（選填"。"或》〃）端時，歐姆表是較大倍率擋。

答案(1)23.0(2)100(3)變大(4)6

解析⑴多用表讀數(shù)為23.0V;

⑵選擇開關(guān)在“XI”擋時，歐姆表的內(nèi)阻為150,此時流過多用電表的電流為

=0.1A=l00mA;

⑶當電池電動勢變小，內(nèi)阻變大時，若測量某一電阻時，通過回路的電流減小，指針偏向左，則歐

姆表的讀數(shù)變大；

⑷將G改裝成兩種倍率(如"XI""X10〃)的歐姆表，開關(guān)介向b端時，電路最大電流小，歐姆表的

中值電阻大，倍率大，這時的歐姆表是較大倍率擋。

規(guī)律方法歐姆表使用六注意

⑴選擋接著調(diào)零。(2)換擋重新調(diào)零。(3)待測電阻與電路、電源要斷開。(4)盡量使指針指在

表盤中間位置附近。(5)讀數(shù)之后要乘以倍率得阻值。⑹測量結(jié)束后，選擇開關(guān)要置于"OFF"

擋或交流電壓的最高擋。

以題說法電學創(chuàng)新實驗需要特別注意：

一是選擇好合適的實驗原理，求解電學設(shè)計性實驗考題的關(guān)鍵是在弄清原理的基礎(chǔ)上將基本

方法靈活遷移，從方法遷移中尋找問題的突破口。

二是設(shè)計合理的電路，應(yīng)先依據(jù)題意確定電流表、電壓表和滑動變阻器等儀器，然后確定電流

表的接法，再選擇控制電路并畫出實驗電路圖。

針對訓練圖甲為某同學改裝和校準亳安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是亳安表的改裝電路

(2)現(xiàn)用一量程為3mA、人阻為150。的標準電流表A對改裝電表的3mA擋進行校準，校準

時需選取的刻度為0.5、10、1.5、2.0、2.5、3.0mA。電池的電動勢為1.5V,內(nèi)阻忽略不計;

定值電阻Ro有兩種規(guī)格，阻值分別為300Q和1000Q;滑動變阻器月有兩種規(guī)格，最大阻值

分別為750。和3000Q。則用)應(yīng)選用阻值為?的電阻,R應(yīng)選用最大阻值為

。的滑動變阻器。

⑶若電阻力和Rz中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大，利用圖乙的電路可以判斷出損壞的電

阻。圖乙中的用為保護電阻，虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖甲虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d

點應(yīng)和接線柱(選填5或“門相連。判斷依據(jù)是—。

答案(1)1535(2)3003000

(3)c閉合開關(guān)，若電表指針偏轉(zhuǎn)，則損壞的電阻是％；若電表指針不動，則損壞的電阻是取

解析(1)使用a和b兩接線柱時有友&=(/1-蜀(&+&),使用a和c兩個接線柱時有

%(Rg+R2)=(/2?/g)%,解得%=15C,&=35Qo

(2)量程為3mA的改裝電表內(nèi)阻q)=33Q;校準時，

滑動變阻器阻值若最小，則電流最大，電路電阻Q=500

13X1()7

故定值電阻Ro應(yīng)選阻值300Q的電阻;當校準電流最小時，電路

電阻犬=。=L5。=3000可知應(yīng)選用最大限值為3000。

10.5x10-3

的滑動變阻器。

⑶若d點和接線柱c相連,當亳安表有讀數(shù)時表明電阻的損壞，當亳安表沒有讀數(shù)時,表明電

阻后損壞。而d點和接線柱b相連，毫安表均有讀數(shù)，故d點應(yīng)與接線柱c相連。

常見測量問題

⑴“安安法”：用一個電流表和一個定值電阻R替代電壓表。

①測量電路

②原理

RJ（R+R.M）

⑵“伏伏法”：用一個電壓表和一個定值電阻R替代電流表。

①測量電路

②原理

U、=U「U\

（VR\，i》R）

R=生乜?出』心4?及

U\R+RV]U]

8.半偏法測電阻

R

㈠測電流計的內(nèi)阻gR。

㈡

⑴測后電路

⑵原理：R。》&

①K閉合長2斷開時

EE

通過R。的電流IRO=1G

凡+RgRQ

E

調(diào)節(jié)R°使電流計達到滿偏iG=—

Ro

②閉合（閉合時，保持以不變，調(diào)節(jié)R使電流計達到半偏;

i

.22R。

FF

此時通過R。的電流L=------而廠

R0+2R°

R+R.

,通過電阻箱R的電流葭=3*=y=I；

Rv=R

⑶誤差分析

RR,L.

由于———<R..所以所以。>人=，

s

R+Ro,Rg2

所以即測量值小于真實值。

減小誤差的方法：增大R。的有效值，由于電流計的滿偏電流〃一定，所以必須增大電源的

電動勢E。

㈡測電壓表的內(nèi)阻尺，

⑴測量電路

⑵原理：Rv》（

①K閉合七閉合時，品與R。的左邊電阻

RR

并聯(lián)，其并聯(lián)電阻為D二UM

Ry-Rp<i

FR

調(diào)節(jié)凡使電壓表滿偏Uy=今

R°

②（閉合K2斷開時，電壓表和電阻箱串聯(lián)后再與R。的左邊電阻Rp”并聯(lián)，其并聯(lián)電阻為

（R\+R）Rpa

Ry+R+Rpa

ER

則電壓表和電阻箱串聯(lián)分得的總電壓為U&二一/

只要P不動，及尸〃保持不變，則U&=Uv。

調(diào)節(jié)電阻箱R使電壓表半偏，則RV=R。

⑶誤差分析

由于R)Rpa〉%Rp(i

(Ry+fUPa

%+R+RPaRv+RPa

所以R>RV即測量值大于真實值。

9.多用電表的使用

⑴電流計改歐姆表的電路

⑵原理

①紅黑表筆開路時R人、=ooI芯.1=0

調(diào)節(jié)指針定位螺絲使指針指電流為0的刻度線,

對應(yīng)測量電阻為無窮大。

②紅黑表筆短路時Rx=0

E

凡+R+Rg

調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指滿偏電流刻度線，歐姆表的內(nèi)阻凡］=&+氏+4。

一

E

③把待測電阻尺接在紅黑表筆之間，Q=------0</?<Io

仆+R、8v,

???每一個電流對應(yīng)一個心.,由于此和/在不是線性關(guān)系，所以歐姆表的刻度不均勻。

④中值電阻R一：當/,,二A時對應(yīng)的待測電阻叫中值電阻。

?3人2

凡=%

中值電阻尺可以從歐姆表刻度盤讀出。即中央刻度線對應(yīng)電阻。

待測電阻和中值電阻接近時，測量較準確。

⑶測量步驟

①機械調(diào)零

②選檔

（3）歐姆調(diào)零

④測量Rx

⑤置OFF檔

（4）二極管正負極判斷

二極管導通時，黑表筆接二極管的正極；反之紅表筆接二極管的正極。

10.測定電源的電動勢和內(nèi)亞

（1）測量電路

⑵測量原理

①公式法

[E=q+//

1一

LE=U1+I1r

2T25

￡L一

U「U\

②U—/圖像法

E二縱截距

△UE-Uo

A/

⑶誤差分析

①誤差產(chǎn)生原因：電壓表分流l=IA+Iv.

②測量的E、r都偏小。

（4）變式1：電阻箱電流表法（安阻法）

①電路

②原理

E=IR+Ir^-=—+-

IEE

③計算方法:

作一一R圖像,

求出圖像的斜率k=-和縱截距b=-

E

b

7

④誤差分析：電流表分壓U=/R+U”

電動勢測量值準確，內(nèi)阻測量值=r+R八比真實值大。

⑸變式2：電阻箱電壓表法（伏阻法）

①電路

②原理

L〃。1r11

E=U+—r—>——=——?—d-

RUERE

③計算方法

作_L__L圖像

UR

求出圖像的斜率k=-和縱截距〃=-

—r=kb。

b

④誤差分析：電壓表分流

①誤差產(chǎn)生原因：電壓表分流/=￡+/

②測量的E、r都偏小。

二輪復習物理圖像專題V

物理圖像能形象地表達物理規(guī)律、直.

觀地描述物理過程、鮮明地表示物理3..................

量之間的相互關(guān)系，是分析物理問題.........

的有效手段之一，是當今高考出題的.…

熱點。/j

中學物理中重要的圖象°

⑴運動學中的圖象：

x-t圖、v-t圖、振動圖象x-t圖以及波動圖象y-x圖等。

(2)電磁學中圖象：

交變電流e-t、u-t、i-t圖象等；電磁振蕩i-t、q-t圖象等

(3)實驗中的圖象：

探究牛頓第二定律時.a-F圖象、a-m圖象；用“伏安法”測電阻I-U圖象；測電源電動勢和內(nèi)

⑷在各類習題中出現(xiàn)的圖象:

如力學中的F-t圖象、電學中的P-R圖象、電磁感應(yīng)中的中-t圖象、E-t圖象、B-t圖象等。

圖像應(yīng)用所涉及的問題類型：

作圖識圖用圖

1.識圖

回憶x—t、V-t圖象表

示的物理意義是什么？

(1)(2)

一、識圖要點總結(jié)：

一定要理解牢記圖像的軸、點、線、斜率、截距、面積的物理意義

1、軸

弄清坐標軸表示的物理量及單位。注意坐標原點是否從零開始；注意縱軸物理量為矢

量情況，則橫軸以上表示此物理量為正，橫軸以下表示物理量為負。

t

運動方向？位置?

2、點、線

圖象上的點表示運動過程中某一瞬時狀態(tài)，每??點都對應(yīng)著兩個量，沿圖象上各

點移動，反映一個量隨另一個量變化的函數(shù)關(guān)系；圖象上的線段表示運動過程某一過

程，應(yīng)與一個代數(shù)方程相對應(yīng)。

幾個過程？

注意識別：

⑴線的形狀

觀察圖像是直線、曲線，還是折線等,

利于分析圖線所反映物理量之間的關(guān)系。

(2)交點

同一坐標系兩條圖線的交點，V-t圖象表示在交點對應(yīng)時刻速度相等，X-t圖

象表示在空間居同一位置

(3)拐點

圖線的拐點具有的特定意義，它是兩種不同變化情況的交界，即物理量變化的

突變點。

3、斜率

圖線上某點的斜率表示兩物理量增量的比值，反映該點處一個量隨另一個量變

化的快慢。

4、面積

圖線與橫軸所圍

的面積常代表一個物

理量。V—t圖線與橫

軸所圍的面積表示位

移，橫軸以上、以下

面積分別表示正位加速？減速?運動方向？

移、負位移。F_t圖象

中的“面積”表示沖量。F-s圖象中的“面積”大小表示功的“大小”。i-t圖

象中的“面積”表示電荷量q的“多少”。

5、截距

距是圖線與兩坐標軸的交點所代表的坐標數(shù)值，該數(shù)值具有一定的物理意義.x-t、v-t圖象縱

截距表示初始量，橫截距表示變化的時,刻。

6、注意：V-t、X-t圖象不表示物體的運動軌跡，只用來描述運動的規(guī)律;圖形相似、容易

混淆的圖象要注意區(qū)分.

二、識圖

就是識別坐標軸所代表的物理量及它們的“函數(shù)關(guān)系"（圖象反映出的物理規(guī)律），明確

圖象中的點（起點、交點、拐點、終點）、線（直、曲）、峰值、截距、斜率、面積、正負號

等的物理意義，找出圖象給我們提供的有用信息，并能還原出物體的運動過程。

例1：識別下列x-t圖象與V-t圖象，判斷物體的運動情況

例2.下圖為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖像,

下列判斷正確的是（）

A.電動勢E1=E2,發(fā)生短路時的電流11>12

B.電動勢Ei=Ez，內(nèi)阻ri>r2

C.電動勢EI>E2,內(nèi)阻ri<r2

D.當兩電源的工作電流變化量相同時，電源2的路

端電壓變化大

練習.用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，伏安圖象

如圖所示