广东版高考物理复习专题一0七实验教学课件

这是一份广东版高考物理复习专题一0七实验教学课件，共60页。

3.绝对误差和相对误差:设某物理量的真实值为A0,测量值为A,则绝对误差δ=|A-A0|,相对误差为 ×100%。注意    在绝对误差相同的情况下,测量值越大,相对误差就越小。4.有效数字:从左侧第一位不是0的数开始算起,同一个数,不论用什么单位表达,有效数 字位数相同。例如,13.3 mm有3位有效数字,改写成1.33 cm或0.013 3 m仍然有3位有效数字。
基础二　打点计时器 
(2)图像法利用vn= 求出打各点时纸带的瞬时速度,然后作出v-t图像,用v-t图线上切线的斜率求物体运动的加速度。
基础四　游标卡尺的使用方法
1.原理:利用主尺的单位刻度(1 mm)与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值制成。 不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的总长度比主尺上的同样多数目的小等分刻度的总长度小1 mm。2.精确度:10分度对应0.1 mm,20分度对应0.05 mm,50分度对应0.02 mm。3.读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上与主尺上某一刻度线对 齐的格数,则记录结果为(x+K×精确度) mm。
基础六　电压表和电流表的读数方法1.量程选择测量时指针偏转角度尽可能大,一般要求超过量程的 ,但又不能超过最大测量值。2.估读(1)当最小分度是“1、0.1、0.01、…”时,估读到最小分度的下一位。(2)当最小分度是“2、0.2、0.02、…”或“5、0.5、0.05、…”时,估读到最小分度的 本位。
3.电压表、电流表的读数(1)量程为0~3 V的电压表和量程为0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A,需估读,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位。(3)对于0~0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两 位。
基础七　电压表和电流表的改装
基础八　测量电路的选择1.两种接法的比较
2.两种接法的选择(1)阻值比较法:先将待测电阻Rx的估计值与电压表内阻RV、电流表内阻RA进行比较,若 Rx≪RV,宜采用电流表外接法;若Rx≫RA,宜采用电流表内接法。(2)临界值计算法①当Rx<  时,Rx属于小电阻,用电流表外接法。②当Rx>  时,Rx属于大电阻,用电流表内接法。(3)实验试探法:当Rx、RA、RV的估计值都不清楚时就用实验试探法。如图,将单刀双掷 开关S分别接触a点和b点,若看到电流表示数变化比电压表示数变化大,则说明电压表 分流明显,RV与Rx差不多或者比Rx小,适用电流表内接法;若电压表示数变化比电流表示
数变化大,则说明电流表分压明显,RA与Rx差不多或比Rx大,适用电流表外接法。 注意    示数变化大的理解:如图,设S接a点时电表读数分别为I1、U1,接b点时电表读数 分别为I2、U2,|ΔU|=|U2-U1|,|ΔI|=|I2-I1|,若 < ,则电流表示数变化比电压表示数变化大;若 > ,则电压表示数变化比电流表示数变化大。
基础九　控制电路的选择
实验一　测量做直线运动物体的瞬时速度一、原理装置
2.匀变速直线运动的速度测量在匀变速直线运动中,某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度,故打 第n个点时纸带的瞬时速度vn= 。3.记录小车在多个时刻的瞬时速度,作出v-t图像如图所示。小车运动的v-t图像是一条倾斜的直线,可以得出结论:小车的速度随时间均匀变化。
四、注意事项1.平行:细绳、纸带与长木板平行。2.靠近:小车从靠近打点计时器的位置释放。3.两先两后:实验中应先接通电源,后让小车运动;实验完毕应先断开电源,后取下纸 带。4.防止碰撞:在到达长木板末端前让小车停止运动,防止槽码落地及小车与滑轮相撞。5.减小误差:悬挂的槽码要适当,避免纸带打出的点太少或过于密集,从而减小误差。6.选取纸带上点迹清晰的部分进行数据处理。
五、创新方案1.利用光电门测速度2.利用频闪照片测速度(如图甲、乙)
实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系一、原理装置二、操作步骤1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长 度l0,即原长。
2.如装置图所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,得 出弹簧的伸长量x1,将这些数据填入自己设计的表格中。3.改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹簧的伸长量x2、x3、x4、x5。三、数据处理1.列表法:将实验数据填入表中,研究测量的数据,可发现在实验误差允许的范围内,弹 力与弹簧伸长量的比值不变。2.图像法:根据测量数据,在建好平面直角坐标系的坐标纸上描点。以弹簧的弹力F为 纵轴,弹簧的伸长量x为横轴,根据描点的情况,作出一条经过原点的倾斜直线。
四、注意事项1.操作:弹簧悬挂要竖直,测出弹簧长度时钩码须静止。2.作图:坐标轴标度要适中,单位要标注,连线时要使各数据点均匀分布在图线的两侧, 明显偏离图线的点要舍去。3.适量:弹簧下端所挂钩码不要太多,以免超出弹簧的弹性限度。4.多测:要使用轻质弹簧尽可能多测几组数据。5.统一:单位应统一。
五、误差分析1.钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确及画图时描点连线不准确等都会引起实验误差。2.悬挂钩码数量过多,导致弹簧的形变过大,超出其弹性限度,不再符合胡克定律(F= kx),故图像发生弯曲,如图甲所示。3.水平放置弹簧测量其原长,由于弹簧有自重,将其悬挂起来后会有一定的伸长量,故 图像横轴截距不为0,如图乙所示。
　六、创新方案实验装置的改进(如图甲、乙所示)
实验三　探究两个互成角度的力的合成规律一、原理装置      
二、操作步骤1.等效:同一次实验中两次把橡皮条拉长后的结点(小圆环)所处的位置O点必须保持不 变。2.拉力:沿弹簧测力计轴线方向拉(与板面平行),两分力F1、F2的夹角不要太大或太 小。3.记录:记下每次各力的大小和方向,标记方向的两点尽量远些。三、数据处理1.取下白纸,在纸上用同一个标度分别作出力F1、F2及F的图示。2.探究F、F1和F2的关系,提出猜想与验证。
四、注意事项1.弹簧相同:使用弹簧测力计前,要先调整指针使其指在零刻度线处,再将两个弹簧测 力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,示数相同方可使用。2.长度合适:实验中的两个细绳套不要太短。3.位置不变:在同一次实验中,橡皮条拉长时结点到达的位置一定要相同。4.角度合适:用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小, 也不宜太大,以60°~120°为宜。5.同一平面:在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向。弹簧测力计中 弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内。6.统一标度:画力的图示选定的标度要相同,要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。
五、误差分析1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差。2.使用中,弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计外壳和纸面 之间有摩擦存在会造成误差。3.两次测量拉力时,橡皮条的结点O没有拉到同一点会造成误差。4.读数时眼睛一定要正视,要按有效数字的保留规则正确读数和记录,否则会造成误 差。5.在应用平行四边形定则作图时,F1、F2及F作图不准确造成误差。
六、创新方案1.实验原理的创新(1)橡皮条拉力改为重物拉力:合力的大小和方向恒定。(2)分力任意角度改为某一分力水平:该分力的方向恒定。2.实验器材的创新
实验四　探究加速度与物体受力、物体质量的关系一、原理装置
二、操作步骤1.用天平测量小车的质量(M)、槽码的质量(m)。2.根据设计要求安装实验装置,只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车施加 牵引力)。3.在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小车能匀速下滑。4.槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上,接通电源后放开小车,小车的运动结束后断开 电源取下纸带,编写号码;保持小车质量M不变,改变槽码质量m,重复实验得到纸带;保 持槽码的质量m不变,改变小车的质量M,重复实验得到纸带。
三、数据处理1.利用逐差法(具体见考点一)求小车运动的加速度a。2.以a为纵坐标,F(近似等于mg)为横坐标,描点画线,如果该线为过原点的倾斜直线,说 明a与F成正比。3.以a为纵坐标, 为横坐标,描点画线,如果该线为过原点的倾斜直线,就能判定a与M成反比。四、注意事项1.平衡阻力:在平衡阻力时,不要把悬挂槽码的细绳系在小车上,即不要给小车施加任 何牵引力,且要让小车拖着纸带匀速运动。改变质量重复实验时,不用重复平衡阻力。
2.质量:槽码的质量m应远小于小车的质量M。3.平行:使细绳与长木板平行。4.靠近:小车从靠近打点计时器的位置释放。五、误差分析1.实验原理不完善:本实验用槽码的总重力代替小车的拉力F,而实际上小车所受的拉 力要小于槽码的总重力。2.平衡阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严 格与木板平行都会产生误差。
六、创新方案1.实验设计的创新(1)转换研究对象(如图一)。  图一
(2)转换实验目的(如图二)。 图二
实验五　探究平抛运动的特点一、实验原理 
1.探究平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。如图甲所示,a球做平抛运动,b球做自由落体运动,两运动同时进行,观察到两球同时落地,从而判断平抛运动竖直方向的分 运动是自由落体运动。2.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球在相对于轨道水平段的高度相同的位置同时由静止释放,1球离开水平段后 做平抛运动,2球沿水平轨道做匀速直线运动,观察到1球能击中2球,从而判断平抛运动 水平方向的分运动是匀速直线运动。
二、操作步骤1.安装、调整背板:将白纸放在复写纸下面,然后固定在装置背板上,并用铅垂线检查 背板是否竖直。2.安装、调整斜槽:将固定有斜槽的木板放在实验桌上,用平衡法检查斜槽末端是否水平。3.描绘运动轨迹:让小钢球在斜槽的某一固定位置由静止滚下,并从斜槽末端飞出做平 抛运动,小钢球落到倾斜的挡板上,挤压复写纸,会在白纸上留下印迹。向下平移挡板, 让小钢球从同一固定位置滚下,多次打点,取下白纸,用平滑的曲线把这些印迹连接起 来,就得到小钢球做平抛运动的轨迹。4.确定坐标原点及坐标轴:选定斜槽末端处小钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点 O,从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。
三、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线若平抛运动的轨迹是抛物线,则以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后,轨迹上各 点的坐标具有y=ax2的关系,且同一轨迹上a是一个特定的值。用刻度尺测量几个点 的x、y坐标,分别代入y=ax2中求出常量a,看计算得到的a值在误差允许的范围内是否 为一定值。2.计算平抛运动的初速度(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y,根据x=v0t,y= gt2,就可求出初速度v0=x 。
(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)
如图所示,在轨迹上任取三点A、B、C,使A、B间及B、C间的水平距离相等,由平抛运 动的规律可知,A、B间与B、C间所用时间相等,设为t,则Δh=hBC-hAB=gt2,所以t=  ,则初速度v0= =x 。四、注意事项1.水平:斜槽末端的切线必须水平。2.竖直:背板必须处在竖直平面内。3.原点:坐标原点为小球在槽口时球心在背板上的投影点。4.同一位置:小球每次都从斜槽中的同一位置由静止释放。
五、误差分析1.斜槽末端没有调至水平,小球离开斜槽后不做平抛运动。2.确定小球运动的位置时不准确。3.量取轨迹上各点坐标时不准确。六、创新方案1.实验装置的改进:实验中利用频闪仪器拍摄平抛运动轨迹。
2.实验方法的创新:移动背板,改变相同水平距离以控制相同的运动时间,小球从斜面 上滑下做平抛运动,撞在木板上留下痕迹。
实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系一、原理装置
二、操作步骤1.把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同,调整塔轮上的皮 带,使两个小球的角速度不同,探究向心力的大小与角速度的关系。2.保持两个小球质量不变,增大长槽上小球的转动半径,调整塔轮上的皮带,使两个 小球的角速度相同,探究向心力的大小与半径的关系。3.换成质量不同的小球,使两个小球的转动半径相同,调整塔轮上的皮带,使两个小球 的角速度也相同,探究向心力的大小与质量的关系。三、数据处理　　分别作出F-ω2、F-r、F-m图像,分析向心力大小与角速度、半径、质量之间的关 系,并得出实验结论。
四、注意事项1.将横臂紧固螺钉旋紧,以防小球和其他部件飞出而造成事故。2.摇动手柄时应力求缓慢加速,注意观察其中一个标尺露出的格数。达到预定格数时, 即保持转速均匀恒定。五、创新方案1.实验装置的改进:用力传感器替代向心力演示器。
通过力传感器测出向心力F的大小,通过光电门传感器测量挡光杆的挡光时间,进而求 出角速度ω的大小。借助DIS数据采集器以及计算机等工具分析F与m、r、ω之间的 定量关系。2.实验原理的创新
(1)图甲中,细线的拉力在水平方向的分力提供小球的向心力,有mg tan θ=m h tan θ。(2)小球的周期由T= 求得。(3)利用 -h图线是一条过原点的倾斜直线验证向心力的表达式,如图乙。
实验七　验证机械能守恒定律一、原理装置 二、操作步骤1.安装器材:将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与电源相连。2.打纸带:用手竖直提起纸带,使重物停靠在打点计时器下方附近,先接通电源,再松开
纸带,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打出一系列的点,取下纸带,换上新的纸 带重打几条(3~5条)纸带。3.选纸带:从打出的几条纸带中选出一条点迹清晰的纸带。三、数据处理1.求瞬时速度由公式vn= 可以计算出重物下落h1、h2、h3、…的高度时对应的瞬时速度v1、v2、v3、…。2.验证机械能守恒(1)方案一:利用起始点和第n个点计算
代入mghn和 m ,如果在实验误差允许的范围内,mghn和 m 相等,则验证了机械能守恒定律。(2)方案二:任取两点计算①任取两点A、B,测出hAB,算出mghAB。②算出 m - m 的值。③在实验误差允许的范围内,若mghAB= m - m ,则验证了机械能守恒定律。(3)方案三:图像法测量从起始点到其余各点的下落高度h,并计算各点对应速度v,然后以 v2为纵轴,以h
为横轴,根据实验数据作出 v2-h图像,若在误差允许的范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律。四、注意事项1.安装:打点计时器要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上,以减小阻力。2.重物:要选用密度大、体积小的物体,这样可以减小空气阻力的影响,从而减小实验 误差。3.选纸带:要求点迹清晰,若用方案一,则要求第1、2个点间距离接近2 mm。4.测长度、算速度:某时刻的瞬时速度的计算应用vn= ,不能用vn= 或vn=gt。
五、误差分析1.系统误差(1)产生原因:本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点 计时器阻力)做功,故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减少量ΔEp,即ΔEk<ΔEp。(2)改进的方法:调整器材的安装,尽可能地减小阻力。2.偶然误差(1)产生原因:本实验在长度测量时会产生误差。(2)减小误差的方法:测下落距离时都从起始点量起,一次将各点对应的下落高度测量 完,或者多次测量取平均值来减小误差。
六、创新方案1.转换测量物理量:改变θ角,通过细线拉力最大值和最小值的关系图像验证机械能守 恒定律。Tmax-mg= 、Tmin=mg cs θ若机械能守恒,则有mg(l-l cs θ)= mv2,从而得到Tmax=3mg-2Tmin。
实验八　验证动量守恒定律一、利用滑块和气垫导轨完成实验1.原理装置 (1)速度大小v= ,d为滑块上遮光条的宽度,Δt为遮光时间。(2) 验证动量守恒的表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'(需选定正方向)。
2.操作步骤(1)测质量:用天平分别测出两滑块的质量。(2)安装:正确安装好气垫导轨。(3)测速:计算出两滑块碰撞前、后的速度。(4)验证:代入质量和速度,验证动量守恒的表达式是否成立。二、利用斜槽末端小球的碰撞完成实验1.原理装置
三、创新方案1.实验器材的改进
实验九　用单摆测量重力加速度的大小一、原理装置　　测摆长l和周期T,由T=2π 得g= 。 
二、操作步骤1.做单摆:将细线穿过带中心孔的小钢球,并打一个比小孔大一些的结,然后把线的另 一端用铁夹固定在铁架台上,让摆球自然下垂。2.测摆长:用刻度尺量出摆线长l'(精确到毫米),用游标卡尺测出小球直径d,则单摆的摆 长l=l'+ 。3.测周期:将单摆从平衡位置拉开一个角度(不超过5°),然后释放小球,记下单摆摆动30 ~50次的总时间,算出一次全振动的时间,即单摆的振动周期。4.改变摆长,重做几次实验。
三、数据处理1.公式法:利用T= 求出周期,然后利用公式g= 求出一次实验的重力加速度,再求多次实验的重力加速度,然后取平均值。2.图像法:根据测出的一系列摆长l对应的周期T,作l-T2图像,由单摆周期公式得l= T2,图像应是一条过原点的倾斜直线,如图所示,求出图线的斜率k,即可利用g=4π2k求重力 加速度。 
四、注意事项1.摆线要选长1 m左右的细线,不要过长或过短。细线的质量要小、弹性要小,选用体积小、密度大的金属球作为摆球。2.摆线长要待悬挂好球后再测,计算摆长时要将摆线长加上摆球半径。3.摆线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证悬点固定。单摆要在同一竖直平面内摆动, 不要形成圆锥摆。4.要从摆球通过平衡位置(最低点)开始计时,并准确记录全振动的次数。
五、误差分析1.系统误差:主要来源于单摆本身是否符合要求,即悬点是否固定,摆球是否可看作质 点,球、线是否符合要求,摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内的摆动等。2.偶然误差:主要来自时间(即单摆周期)与摆长的测量。要注意测准时间(周期),需要从摆球通过平衡位置开始计时,并采用倒计时计数的方法,即4,3,2,1,0,1,2,…,在数 “0”的同时按下秒表开始计时。不能多计或漏计振动次数。为了减小偶然误差,应 多次测量取平均值。
实验十　观察电容器的充、放电现象一、实验原理 　     1.充电过程:电容器与电源相连,形成充电电流,随着极板电荷量的增加,充电电流减 小。2.放电过程:电容器的正、负电荷中和,形成放电电流,随着极板电荷量的减少,放电电
流减小。二、操作步骤1.按原理图连接实验器材。2.单刀双掷开关S接1,观察电容器的充电现象,并将结果记录下来。3.单刀双掷开关S接2,观察电容器的放电现象,并将结果记录下来。4.关闭电源,整理器材。三、数据处理1.观察电流表示数变化,总结电容器充、放电电流的变化规律。2.可将电流表换成电流传感器,由计算机绘制充、放电的i-t图像,由图像计算充、放电
过程中通过电流传感器的电荷量。处理技巧在i-t图像中,先算出一个小方格代表的电荷量,然后数出整个图像与横轴所围的“面 积”中的方格数(大于半个的按一个方格计算,小于半个的舍弃)。电容器充电或放电 过程中的电荷量为一个小方格代表的电荷量乘以方格数。3.电容器两极板之间的电压等于电源电动势,由电容的定义式C= 估算出电容器的电容C。四、注意事项1.电流表要选用小量程的灵敏电流表(或电流传感器)。
2.要选择大容量的电容器。3.实验要在干燥的环境中进行。4.在做放电实验时,在电路中串联一个电阻,避免烧坏电流表。五、创新方案1.实验器材的改进:使用传感器测量数据。 
2.实验思路的改进:组成LC振荡电路,一个实验达成多个目的。 
实验十一　测量电阻的几种方法一、伏伏法测电阻　若电压表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用。1.如图甲所示,两电表的满偏电流接近时,若已知V1的内阻为R1,则可测出V2的内阻R2=  R1。 　     2.如图乙所示,当两电表的满偏电流IV1≪IV2时,V1并联一定值电阻R0后,同样可得V2的内
阻R2= 。二、安安法测电阻　若电流表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。1.如图甲所示,当两电表的满偏电压接近时,如果已知A1的内阻R1,则可测得A2的内阻R2 = 。 　     
2.如图乙所示,当两电表的满偏电压UA2≫UA1时,A1串联一定值电阻R0后,同样可测得A2 的内阻R2= 。三、半偏法测电阻1.电流表半偏法(1)实验步骤①按如图所示的电路图连接实物电路。
2.电压表半偏法(1)实验步骤①按如图所示的电路图连接实物电路。
四、替代法测电阻1.电流等效替代(1)按如图所示的电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑 片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I。(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电流表的 示数仍为I。
(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。2.电压等效替代(1)按如图所示的电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P 置于a端。 
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示 数U。(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电压表的 示数仍为U。(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。五、“电桥法”测电阻1.现象:如图所示,实验中调节电阻箱R3,使灵敏电流计G的示数为0。
 2.原理:当A、B两点电势相等,A、B电势差UAB=0,通过G的电流IG=0时,那么对应部分的 电压相等,则UR1=UR3,UR2=URx,根据欧姆定律有 = , = ,解得 = 或R1Rx=R2R3,这就是电桥平衡的条件,由该条件可求出待测电阻Rx的阻值。
实验十二　描绘小灯泡的伏安特性曲线一、原理装置      
二、操作步骤1.设计电路:电流表外接;滑动变阻器采用分压式接法。2.连接电路:根据原理图用导线进行实物连线。3.测量与记录:移动滑动变阻器滑片位置,测出10组以上不同的电压值U和电流值I,填 入自己设计的表格中。三、数据处理
1.在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,建立坐标系。2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。3.将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小灯泡的伏安特性曲线(如图所示)。四、注意事项1.电流表外接法:本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流 表外接法。2.控制电路接法:本实验要作出I-U图线,要求测出一组数值为0的电压值和电流值,则滑 动变阻器要采用分压式接法。3.保护元件安全:为保护元件不被烧毁,开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于图中的a 端。加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压。
五、误差分析1.电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,由于电压表的分流,使测得的电流值大于真 实值,从而引起误差。2.测量时读数不准确带来误差。3.在坐标纸上描点、作图带来误差。六、创新方案转换研究对象(如图所示)。
三、数据处理1.计算Rx的两种方法
(1)方法一:用Rx= 分别算出各次的数值,再取平均值。(2)方法二:作U-I图像,利用斜率求出Rx,如图所示。注意    采用图像法求电阻阻值,在描点时,要尽量使各点间的距离大一些,连线时要尽 可能地通过较多的点,其余各点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线较远的点可以 不予考虑。2.计算电阻率:将记录的数据l、d及得到的Rx的值代入电阻率计算式,ρ= = 。四、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.电流不宜过大,通电时间不宜太长,以免温度过高,导致电阻率测量结果偏大。五、误差分析1.金属丝直径、长度的测量读数等人为因素带来误差。2.电流表及电压表对电阻测量的影响带来误差,因为电流表外接,所以R测实验十四　测量电源的电动势和内阻一、原理装置1.电路图和实物图(如图甲、乙所示)。2.原理:改变滑动变阻器接入电路的阻值,测多组U、I值,根据闭合电路欧姆定律E=U+
二、操作步骤1.选量程、连线路:按原理图连接实物电路,注意电压表、电流表的量程和正、负接线 柱。2.调节:滑动变阻器滑片移到接入电路的阻值最大的一端。3.测量:闭合开关,改变滑动变阻器接入电路的阻值,测多组U、I值。三、数据处理1.方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小。(1) ;
(2) ;(3) ;根据以上三组方程分别求出E、r,再取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。2.方法二:用图像法处理数据,如图所示。 (1)图线的纵截距为E。
(2)图线斜率的绝对值表示r= 。四、注意事项1.为了使电池的路端电压变化明显,应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干 电池)。2.在实验中不要将I调得过大,每次读完U和I的数据后应立即断开电源,以免干电池的E 和r明显变化。3.要测出多组(I,U)数据,且变化范围要大些。4.画U-I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始 (横坐标I必须从0开始)。但这时图线与横轴交点的横坐标值不再表示短路电流,而图
线与纵轴交点的纵坐标值仍表示电源电动势,图线斜率的绝对值仍表示内阻。五、误差分析1.偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确。2.系统误差(1)电流表外接①图像法:若考虑电压表内阻RV的分流作用,真实的图线如图乙所示,故E测②等效电源法:如图甲所示,E测= E真r真。 　     ②等效电源法:如图丙所示,E测=E真,r测=r+RA>r真。
　　六、创新方案安阻法和伏阻法测电源电动势和内阻(理想电表)
实验十五　用多用电表测量电学中的物理量一、实验原理1.多用电表的构造及原理图(1)多用电表可以用来测量直流电流、直流电压、电阻、交变电压等,并且每一种测量 项目都有几个量程。(2)外形如图所示,上半部分为表盘,表盘上有电阻、直流电流和电压、交变电压等多 种量程的刻度;下半部分中央为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。多用 电表面板上还有:欧姆调零旋钮(表笔短接时使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定 位螺丝(未接入电路时使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正负插孔(红表笔
插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔)。 
(3)原理图如图所示。2.欧姆表原理(1)构造:欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。(2)工作原理:I= 。
二、操作步骤1.机械调零:多用电表的指针若不指零,则可通过调节指针定位螺丝进行机械调零。2.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。3.测量小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电 压。(2)按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。
      4.用多用电表测电阻(1)调节指针定位螺丝,使指针指向电流的零刻度处,插入表笔。(2)选择开关置于“Ω”挡的“×1”挡,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指 到0 Ω位置,然后断开表笔。
(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧姆的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开 表笔,再与标定值进行比较。(4)选择开关改置于“×100”挡,重新进行欧姆调零。(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧姆的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开 表笔,与标定值进行比较。(6)测量完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF” 挡。5.多用电表中欧姆表换挡的原则(1)选挡原则:所选挡位在测量时要让指针尽可能指在表盘中间范围。
(2)换挡原则①若表盘指针读数过大(指针位置偏左),即指针偏转角过小,换高倍率挡。②若表盘指针读数过小,即指针偏转角过大,换低倍率挡。6.用多用电表测二极管的正、反向电阻(1)认识二极管(当给二极管加正向电压时电阻很小,当给二极管加反向电压时电阻很 大):晶体二极管由半导体材料制成,它的符号如图所示,左端为正极,右端为负极。 (2)用欧姆挡判断二极管的正负极
将多用电表欧姆挡调零之后,若用多用电表测电阻时指针偏角很大,则黑表笔接触二 极管的正极,红表笔接触二极管的负极(如图甲);若测电阻时多用电表指针偏角很小,则 黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极(如图乙)。      
三、注意事项1.区分“两个零点”:“机械零点”是表盘刻度左侧的“0”位置,调零时调节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 Ω,调零时调节欧姆调零旋 钮。2.测电阻时应注意(1)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开。(2)两手一定不要同时接触两表笔金属杆。(3)指针指中值附近较准确,否则换挡。(4)每换一挡必须重新欧姆调零。(5)读出示数要乘以所选择的倍率。
实验十六　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系一、实验原理1.实验电路图(如图所示) 2.控制变量法(1)n1、U1一定,研究U2和n2的关系。(2)n2、U1一定,研究U2和n1的关系。
二、操作步骤1.保持原线圈的匝数n1和电压U1不变,改变副线圈的匝数n2,研究n2对副线圈电压U2的影 响。(1)估计被测电压的大致范围,选择多用电表交流电压挡适当量程。若不知道被测电压 的大致范围,则应选择交流电压挡的最大量程进行测量。(2)组装可拆变压器:把两个线圈穿在闭合铁芯上,用交流电压挡测量输入、输出电 压。2.保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变,研究原线圈的匝数对副线圈电压 的影响,重复以上操作。
三、实验结论　　原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数比。四、注意事项1.在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关,再进行操作。2.为了人身安全,学生电源的电压不能超过12 V,通电时不能用手接触裸露的导线和接 线柱。3.为了多用电表的安全,使用交变电压挡测电压时,先用最大量程挡试测,大致确定被 测电压后再选用合适的挡位进行测量。
五、误差分析1.由于漏磁,通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差。2.原、副线圈有电阻,原、副线圈中的焦耳热损耗造成误差。3.铁芯有磁损耗,形成涡流产生误差。
实验十七　探究常见传感器的工作原理及应用一、观察热敏电阻的特性1.原理装置 2.操作步骤(1)按装置图连接好电路。(2)把多用电表置于欧姆挡,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。(4)将热水分几次注入烧杯中,测出不同温度下热敏电阻的阻值,并记录。3.数据处理:在如图所示的坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。 
4.注意事项:实验时,加热水后要等一会儿再测热敏电阻的阻值,以使热敏电阻温度与 水的温度相同,并同时读出水温。二、观察光敏电阻的特性1.原理装置 
2.操作步骤(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按原理装置图所示的电路连接好,其中 多用电表置于“×100”挡。(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据。(3)接通电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使其逐渐变亮,观察多用电表表盘指针 显示光敏电阻阻值的情况,并记录。(4)用手掌(或黑纸)遮光时,观察多用电表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况,并记录。
3.数据处理:根据记录数据分析光敏电阻的特性。4.注意事项(1)实验中,如果效果不明显,可将光敏电阻部分电路放入带盖的纸盒中,并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的多少来达到实验目的。(2)欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零。
实验十八　测量玻璃的折射率一、实验原理
　　如图所示,当光线AO以一定的入射角θ1射向两面平行的玻璃砖时,通过插针法找 出跟入射光线AO对应的出射光线O'B,从而找出折射光线OO'和折射角θ2,再根据n=  或n= 算出玻璃的折射率。二、操作步骤1.用图钉把白纸固定在木板上。2.在白纸上画一条线段aa',并取aa'上的一点O为入射点,作过O点的法线CD。
3.画出线段AO作为入射光线,并在AO上插上P1、P2两枚大头针。4.在白纸上放上玻璃砖,使玻璃砖的一条长边与线段aa'对齐,并描出另一条长边的两个 点b、b'。5.眼睛在bb'的一侧透过玻璃砖观察两枚大头针并调整视线方向,使P1的像被P2的像挡 住,然后在眼睛这一侧插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,再插上P4,使P4挡住P1、P2的 像和P3。6.移去玻璃砖,连接b、b',拔去大头针,由大头针P3、P4的针孔位置及bb'确定出射光线O 'B及出射点O',连接O、O'得到线段OO'。7.用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。8.改变入射角,重复实验。
三、数据处理1.计算法:算出不同入射角时的 ,并取平均值,得到折射率n。2.图像法:作sin θ1-sin θ2图像,由n= 可知图像应是过原点的倾斜直线,如图所示,其斜率表示折射率。3.“单位圆”法:以入射点O为圆心,以一定的长度R为半径画圆,sin θ1= ,sin θ2= ,OP=OQ=R,则n= = 。只要用刻度尺量出PN、QN'的长度就可以求出n,多次测量取平均值。
四、注意事项1.实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与 O'之间的距离要稍大一些。2.入射角不宜太大(即不能接近90°),也不宜太小(即不能接近0°)。3.操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面,也不能把玻璃砖界面当作尺子画界线。4.实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。5.玻璃砖应选用宽度较大的,其宽度宜在5 cm以上,若宽度太小,则测量误差较大。
五、误差分析1.入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故入射侧、出射侧所插两枚大头针间 距应大些。2.入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当大些,以减小测量的相对误差。
实验十九　用双缝干涉实验测量光的波长一、实验原理 　　如图所示,相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ,双缝S1、S2间距离d及 双缝与屏的距离l满足关系式Δx= λ,因此,只要测出Δx、d、l即可得出波长λ。
二、操作步骤1.安装仪器(如图所示)(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。(2)接好光源,打开开关,使灯丝正常发光。(3)调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏。
(4)调节单缝和双缝,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上,使单缝与双缝平行。2.观察与记录(1)调节单缝与双缝间距为5~10 cm时,观察白光的干涉条纹。(2)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。(3)调节测量头,使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心,记下手轮上的读数x1;转动 手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线与第n条亮条纹中心对齐时,记下手轮上 的读数xn,则相邻两亮条纹间的距离Δx= 。(4)换用不同的滤光片,测量其他单色光的波长。
三、数据处理1.条纹间距:Δx= 。2.波长:λ= Δx。3.对同一单色光测量多组数据,求λ的平均值。四、注意事项1.调节双缝干涉仪时,要注意调整光源的高度,使它发出的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的轴线上。
3.调节测量头时,应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐。4.不要直接测Δx,要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx,这样可以减小误差。五、误差分析1.双缝到屏的距离l的测量存在误差。2.测条纹间距Δx带来的误差(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度。(2)分划板中心刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于条纹中心。(3)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确,此间距中的条纹数未数清。
实验二十　用油膜法估测油酸分子的大小一、实验原理　　利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,用d= 计算出油膜的厚度,其中V为一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积,S为油膜面积,这个厚度就近似等于油 酸分子的直径,如图所示。      
二、操作步骤1.配制油酸酒精溶液,取纯油酸1 mL,注入500 mL的容量瓶中,然后向容量瓶内注入酒 精,直到液面达到500 mL刻度线为止。2.用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,并记下量筒内增加一定 体积Vn时的滴数n。根据V0= 计算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。3.向浅盘里倒入约2 cm深的水,并将爽身粉均匀地撒在水面上。4.用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。5.待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃 板上。
6.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算出油酸薄膜的面积S(求面积时以 坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多 于半个的算一个)。7.根据油酸酒精溶液的配制比例,算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V,并代入公 式d= ,算出油酸薄膜的厚度d,即油酸分子的直径。三、数据处理　　在实验中由d= 计算油酸分子的直径,V是经过换算后一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,各物理量的计算方法如下:(1)一滴油酸酒精溶液的体积V0= (n为滴数,Vn为n滴油酸酒精溶液的体积)。
(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V=ηV0(η为油酸酒精溶液的体积浓度)。(3)油酸薄膜的面积S=Na2(N为小正方形的有效个数,a为小正方形的边长)。四、注意事项1.实验前,必须将所有的实验用具擦洗干净,实验时,吸取油酸、酒精和油酸酒精溶液 的滴管不能混用,否则会增大实验误差。2.浅盘里的水面到盘口面的距离应较小,并要水平放置,以便准确地画出油酸薄膜的轮 廓,画线时视线应与板面垂直。
3. 油酸在水面上形成的薄膜先扩散后收缩,要在薄膜形状稳定后再画轮廓。薄膜扩 散后又收缩的原因有两个:一是水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复;二是酒精挥发后,薄膜回缩。4.滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面1 cm之内,否则油酸薄膜难以形成。五、误差分析1.纯油酸体积的计算引起误差。2.描绘油膜轮廓时带来误差。3.数格子法本身是一种估算方法,从而带来误差。
实验二十一　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系一、实验原理1.实验思路:利用注射器封闭一段空气柱作为研究对象,在温度不变的情况下,测量气 体在不同体积时的压强,再分析气体压强与体积的关系。2.物理量的测量(1)空气柱的体积:空气柱的长度可以通过刻度尺读取,空气柱的长度与横截面积的乘 积就是体积。(2)空气柱的压强:从压力表读取。
二、操作步骤1.安装器材(如图所示)2.注射器两端有柱塞和橡胶套,管内密封一段空气柱,这段空气柱就是我们的研究对 象。在实验过程中,我们可以近似认为空气柱的质量和温度不变。3.用手把柱塞向下压,选取几个位置,同时读出刻度尺示数与压强,记录数据。4.用手把柱塞向上拉,选取几个位置,同时读出刻度尺示数与压强,记录数据。在该实
验中,由于我们可以直接用刻度尺示数作为空气柱体积,而无需测量空气柱的横截面 积。三、数据处理1.以压强p为纵坐标,以体积V为横坐标建立p-V坐标系,画出气体等温变化的p-V图像, 由于图线是曲线,不能直接说明压强与体积成反比。2.以压强p为纵坐标,以体积的倒数 为横坐标,建立p- 坐标系,画出气体等温变化的p- 图像,图线是过原点的倾斜直线,说明压强与体积成反比。