【图文】第五部分
半偏法测电阻_百度文库
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半偏法测电阻
&&高中物理电学实验复习
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半偏法测电阻原理
    
调节电阻箱使电流变为以前的一半，这时电阻箱电阻=电流表电阻，记下电阻箱的阻值. 追问： 原理是什么 ...
这个是什么时候学的 是高学的吧 先合下S1 ，调节R1使电流表指针满偏. 再合下S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值. 若R1远大于 R2，有Rg=R2 Rg为被侧电阻 Rg=(R1R2)/(R1+R2) R测量...
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2012年高考二轮三轮物理总复习专题学案(粤教版)专题十三　力学实验
2012年高考二轮三轮物理总复习专题学案(粤教版)专题十三　力学实验
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专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 ?　探究点三　实验创新与设计 1．实验设计的基本思路
2．实验的创新与设计应注意 (1)加强对实验思想方法(如模拟法、转换法、放大法、替代法等)的归纳，这样在新的实验情景下，才能设计合理的实验方案； (2)克服思维定势影响，加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训练，才能在新情境下进行迁移利用； 专题十四 │ 要点热点探究 (3)树立创新意识，对教材中的实验要想方设法从其他途径去完成． 例3 [2011·全国卷] 使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空： 专题十四 │ 要点热点探究 (1)仪器连线如图5－14－8所示(a和b是多用电表的两个表笔)．若两电表均正常工作，则表笔a为　　　　(选填“红”或“黑”)色． 专题十四 │ 要点热点探究 (2)若适当调节电阻箱后，图5－14－8中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图5－14－9甲、乙、丙所示，则多用电表的读数为　　　　Ω，电流表的读数为　　　　mA，电阻箱的读数为　　　　Ω. (3)将图5－14－8中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为　　　　mA.(保留3位有效数字) (4)计算得到多用电表内电池的电动势为　　　　V．(保留3位有效数字) 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 专题十三 │ 教师备用习题 【解析】 (1)从图2可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示22格，由题意知图2中横坐标上每格表示1.00×10－2 s，所以圆盘转动的周期是0.22 s，则转速为4.55 r/s (2)反光引起的电流图象在图2中横坐标上每次一格，说明反光涂层的长度L占圆盘周长的二十二分之一， ＝1.46 cm. 【答案】(1)4.55　(2)1.46 专题十四
电学实验 专题十四　电学实验 主干知识整合 专题十四 │ 主干知识整合
一、电学量的测量 物理量 测量方法 备注 电流 利用电流表测量
串联，读数＝指示的格数×精度＋估读
电压 利用电压表测量
并联，读数＝指示的格数×精度＋估读 专题十四 │ 主干知识整合
物理量 测量方法 备注 电阻 用多用电表测量
①读数＝指针指示数×倍率(指针指示在上端表盘中间附近位置较准)
②“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零
③作欧姆表使用时，表内电池的正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，无论是电压表还是电流表，电流总是从红表笔流进，从黑表笔流出 专题十四 │ 主干知识整合
物理量 测量方法 备注 电阻 用电阻箱替代测量 电阻的读数＝各挡位电阻值的累加
用伏安法测量 　　　(U表示电阻两端电压，I表示通过电阻的电流)
半偏法测电流表内阻、半偏法测电压表内阻 调好满偏后，保持滑动变阻器滑片位置不变，以保持测量电路的电流或电压基本不变 专题十四 │ 主干知识整合
物理量 测量方法 备注 电源的 电动势 和内阻 利用闭合电路欧姆定律求解
①方程组法：测出几组I、U的数据，建立E＝U＋Ir的方程组，可求出几组E、r值，最后取平均值
②图象法：建立U－I图象，从图中得出E、r值
专题十四 │ 主干知识整合
二、电学实验备考要点 分类 名　称 备　考　要　点 测量性实验 测定金属的电阻率 伏安法测量电阻的方法、螺旋测微器的使用及读数方法、电路的选择依据、电路的连线 测定电源的电动势和内阻 测量电路的选择依据、电路连接方法；用图象处理测量数据 专题十四 │ 主干知识整合
分类 名　称 备　考　要　点 探究性实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线 伏安法测电阻的原理，伏安特性曲线的描绘方法、电路连线、变阻器的选择和使用 设计型实验 传感器的简单应用 光电和热电转换及半导体光敏元件、热敏元件在电路中的控制作用、半导体元件的伏安特性曲线的描绘 专题十四 │ 主干知识整合
三、控制电路的设计技巧 1．滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种，下列几种情况必须选用分压式接法： (1)要求被控制电路的电流(或电压)从零开始可连续调节时(如：测绘导体的伏安特性曲线等实验)； (2)被控制电路的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时； (3)实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时； (4)若采用限流式接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电表量程或电器的额定值时． 专题十四 │ 主干知识整合
2．若测量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，且被控制电路的电阻RL与滑动变阻器的最大值R0接近或RL略小于R0，则应该采用限流式接法．测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法． 四、电学仪器的选择技巧 电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便，器材的选择与实验所用的电路密切相关，因此在选择器材前首先要根据实验目的和实验原理设计测量精确、安全可靠、操作方便的实验电路，再根据实验电路的需要选择器材．具体如下： 1．电源的选择：一般可以根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源． 专题十四 │ 主干知识整合
2．电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏左右，以减小读数的偶然误差，提高精确度． 3．变阻器的选择：所选用的变阻器的额定电流应大于电路中通过变阻器的最大电流，以确保变阻器的安全；为满足实验中电流变化的需要和调节的方便，在分压式接法中，应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器，在限流式接法中，变阻器的阻值不能太小． 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 ?　探究点一　测量性实验 电学测量性实验的核心是电阻的测量，如定值电阻、电流表和电压表内阻、电源内阻的测量．电阻测量的基本原理是部分电路欧姆定律或闭合电路欧姆定律，具体测量的主要方法有伏安法、半偏法、替换法等． 专题十四 │ 要点热点探究 例1 [2011·安徽卷] (1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1 k”挡位，测量时针偏转如图5－14－1所示．请你简述接下来的测量过程： ①　　　　　　　　　　　　　　　　 ； ②　　　　　　　　　　　　　　　　 ； ③　　　　　　　　　　　　　　　　 ； ④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡． (2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图5－14－2所示． 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 其中电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω.图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接． (3)图5－14－3是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程．当转换开关S旋到位置3时，可用来测量　　　　 ；当S旋到位置　　　
时，可用来测量电流，其中S旋到位置　　　
时量程较大． 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 例1　(1)①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡 ②将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0 Ω” ③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值 (2)如图所示
(3)电阻　1、2　1 专题十四 │ 要点热点探究 【解析】 (1)用多用电表测量电阻时，每一次更换挡位都要重新进行欧姆调零；(2)由于待测电阻约几百欧，比电流表的内阻大得多，故采用电流表内接的方法；(3)转换开关转到3时内部有电源，作欧姆表使用，故可以用来测量电阻；当需要测量电流时，应使电表通过较大的电流，故接1、2；当接1时，并联电路的总电阻更小，电表可以通过更大的电流． 【点评】 本题考查了多用电表的使用方法，使用多用电表的实验步骤，测量电阻时电流表内外接法的选择，电表的内部结构等．符合广东高考的考试方向． 专题十四 │ 要点热点探究 　　　　[2011·浙江卷] 为测量一电源的电动势及内阻． (1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表． A．量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表V1 B．量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表V2 C．量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表V3 选择电压表　　　　串联　　　　kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表． (2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图． 专题十四 │ 要点热点探究 ?(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 Ω；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0 Ω，则电源的电动势E＝　　　　V、内阻r＝　　　　Ω. 例1变式题　(1)V3或C　6　(2)如图所示 (3)7.5　10 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 ?　探究点二　探究性实验 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 【点评】 本题是电学探究性实验，测量方法相当于伏安法测电阻的外接法，利用电源能显示电流的特性是本题的关键．下面的变式题也是一道电学探究性实验题目． 专题十四 │ 要点热点探究 　　　　某同学利用图5－14－6所示电路探究了电源在不同负载下的输出功率． (1)所得实验数据如下表，请在给出的直角坐标系上画出U－I的图象． U/V 1.96 1.86 1.80 1.84 1.64 1.56 I/A 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 专题十四 │ 要点热点探究 专题十四 │ 要点热点探究 (2)根据所画U—I的图象，可求得电流I＝0.20 A时电源的输出功率为　　　　 W．(保留两位有效数) (3)实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图5－14－7甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计．在图所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是　　.(Rx阻值未知) 专题十三 │ 要点热点探究 【点评】 本题是验证机械能守恒定律实验的再设计，将传统实验方法中使用的打点计时器改为气垫导轨和光电计时装置，这需要学生从验证的机械能守恒定律出发，根据实验条件理解实验步骤，明确需要直接测量和间接计算哪些物理量，需要验证什么关系才能表示小车运动过程中的机械能守恒． 专题十三 │ 要点热点探究 　　　 [2010·安徽卷] 利用如图5－13－7所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v0和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案． A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v0 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 ?　探究点三　探究性实验 探究性实验旨在通过实验探索某种物理规律、研究某个物理问题．近年来探究性实验在高考实验中占的比例逐步增大，注重考查考生的科学探究能力和知识的形成过程．探究性实验要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能创造性地应用到新的实验情境中，由题给条件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的器材去研究物理现象，通过实验得到的数据信息分析各物理量中的内在联系，找出其中所包含的物理规律． 专题十三 │ 要点热点探究 例3 为了“探究功与物体速度变化的关系”，现提供如图5－13－8所示的器材，请思考探究思路并回答下列问题：
(1)为了消除摩擦力的影响，应采取的措施：___________________________________________ 专题十三 │ 要点热点探究 (2)在某次实验中某同学得到了如图5－13－9所示的一条纸带，在A、B、C、D、E五个计数点中应该选用　　　　(填“B”、“C”或“D”)点的速度才符合实验要求，因为：____________。 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 【点评】 “探究功与物体速度变化的关系”实验中，打点计时器打出的纸带应该先逐渐变疏后均匀不变，本实验给出的打点纸带有明显的误差，这是由于摩擦力没有被完全平衡造成的，解答时无需理会． 专题十三 │ 要点热点探究 钩码质量m/g 弹簧总长度L/cm 0 6.0 30 7.0 60 8.0 90 9.1 120 9.9 150 11.2 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 ?　探究点四　实验创新与设计 创新和设计性实验要求学生运用学过的实验方法，自行设计一个新的实验方案．它要求学生自主设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计实验数据处理的方法并分析实验误差．实验创新与设计主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情况下迁移知识的能力，对能力的要求较高． 1．设计性实验考查实验知识的综合应用，解决设计性实验问题的关键在于根据实验原理设计实验方案．实验原理是进行实验设计的根本依据和出发点，它决定实验过程的设置、应当测量哪些物理量、如何安排实验步骤等问题． 专题十三 │ 要点热点探究 2．求解设计性实验的步骤 (1)从实验目的入手； (2)根据问题的要求和条件，回顾课本实验原理，联想实验模型，适当迁移，确定实验原理和实验过程； (3)根据实验器材和原理，设计具体的实验方案； (4)设计实验记录表格，测量物理量，处理实验数据，进行误差分析． 在保证正确性、安全性、准确性、可操作性的原则下，实验的设计一般依据以下步骤进行： 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 例4 [2011·重庆卷] 某同学设计了如图5－13－11所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ.滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m.实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10 m/s2. 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 实验次数 1 2 3 4 …… L L1 L2 L3 L4 …… v v 1 v 2 v 3 v 4 …… 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 教师备用习题 教师备用习题 【备选理由】 本题情景灵活，难度不大，符合广东高考的命题特点． 图1是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料．当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图2所示).
专题十三 │ 教师备用习题 (1)若图2中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10－2 s ，则圆盘的转速为________r/s.(保留3位有效数字) (2)若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm.(保留3位有效数字) 图1 图2 专题十三
力学实验 专题十三　力学实验 主干知识整合 专题十三 │ 主干知识整合
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三、实验数据的记录与处理 1. 系统误差和偶然误差 (1)系统误差的特点是测量值总是有规律地朝着某一方向偏离真实值(误差总是偏大或总是偏小)．系统误差的主要来源是仪器本身不够精确、实验原理与方法不够完善． (2)偶然误差是由于偶然因素的影响，造成测量值无规则起伏，有时偏大、有时偏小．可用多次测量求平均值的方法减小偶然误差，平均值比某一次测得的数值更接近于真实值． 2．有效数字：带有一位不准确数字的近似数字． (1)凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值(可靠数字)后，再向下估读一位(不可靠数字)，不受有效数字位数的限制； 专题十三 │ 主干知识整合
(2)间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用2～3位有效数字表示． 3．仪器读数 (1)使用刻度尺、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表等仪器时，凡是最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再把最小刻度10等分估读一位(估读的这位是不可靠数字，却是有效数字的不可缺少的组成部分)．最小刻度是5(或2)分度的，则把最小刻度5(或2)等分估读一位．例如图5－13－1甲用毫米刻度尺测量物体长度为6.50 cm，图乙电压表用15 V量程时最小刻度为0.5 V，读作5.5 V＋0.2 V(5等分估读)＝5.7 V. 专题十三 │ 主干知识整合
(2)游标卡尺、秒表、电阻箱由于本身构造的原因不需要估读，欧姆表因为本身测量值就不准确，因此不需要估读． 专题十三 │ 主干知识整合
4．实验数据的处理 实验数据的处理方法有公式法、列表法、逐差法和图象法．测量性实验中用图象法处理数据可有效地减小实验误差，图象法比其他方法更适用于探究性实验，选取适当的自变量，通过画出图象可以找到或反映物理量之间的变化关系，且便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系．画图象时应注意：(1)根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量，坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位；(2)坐标轴标度的选择要合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映，在物理图象中，坐标原点可以是零也可以不是零． 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 ?　探究点一　测量性实验 测量性实验一般以某一原理或物理规律(公式)为依据，通过测量相关的物理量，从而实现测定某个(或某些)物理量或物理常数的实验目的．测量可分为直接测量和间接测量，高中物理实验涉及的测量性实验大多为间接测量实验，即通过直接测量和推导计算来间接得到待测量，联系直接测量量和待测量间的关系是该实验的实验原理． 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 【点评】 本题是在教材学生实验研究匀变速直线运动的规律的基础上适度延伸和拓展命制的，属于间接测量性实验，考查考生对基本实验的理解和应用能力，属于最基本的实验能力要求，要求考生深刻理解基本实验原理，领悟其中渗透的实验思想、方法、理论，并能迁移应用． 专题十三 │ 要点热点探究 　　　 [2011·安徽卷] 为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图5－13－4上标出．(g＝9.8 m/s2) (1)作出m－l的关系图线； (2)弹簧的劲度系数为　　　　N/m. 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 ?　探究点二　验证性实验 专题十三 │ 要点热点探究 例2 [2011·海南卷] 现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图5－13－5所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，x表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作图： 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 (2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A点)下滑，测量相应的x与t值，结果如下表所示： 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 专题十三 │ 要点热点探究 一、力学实验备考要点分类 名称 备考要点
测量性实验 研究匀变速直线运动 数据处理方法：(1)公式法：＝v、Δx＝aT2
(2)图象法：v－t图象
验证性实验 验证机械能守恒定律 用自由落体运动进行实验，知道如何从纸带的数据中确定ΔEp和ΔEk
验证力的平行四边形定则 弹簧秤的使用注意事项及读数、力的图示、根据平行四边形定则求出合力
分类 名称 备考要点
验证性实验 验证牛顿运动定律 注意控制变量法的应用、图象的处理以及实验的注意事项
实验 探究弹力和弹簧伸长的关系 应在弹簧弹性限度内增加钩码个数；记录弹簧伸长以及所受拉力的数据，在坐标纸上描点，作出拟合曲线；写出与曲线对应的函数，解释函数中各量的物理意义
探究动能定理 注意平衡摩擦力，功的大小的确定以及物体速度的求解
二、力学实验中的测量方法待测量 测量方法 说明
长度 利用刻度尺 毫米刻度尺精度为1 mm，读数时应估读到0.1 mm
利用游标卡尺 读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数＋精度×游标尺对齐的格数
精度：10分度的游标卡尺精度为0.1 mm,20分度的游标卡尺精度为0.05 mm,50分度游标卡尺精度为0.02 mm.游标卡尺不估读
待测量 测量方法 说明
长度 利用螺旋测微器 读数方法：测量值＝固定刻度上指示的毫米数(注意半毫米刻线是否露出)＋精度×转动圆筒上与固定刻度中心刻线所对刻度值(注意刻度值要估读)
精度：螺旋测微器精度为0.01 mm
时间 利用秒表 秒表精度：秒表精度通常为0.1 s，秒表不估读
秒表读数：内盘读数(注意是否超过半分钟)＋外盘读数
待测量 测量方法 说明
时间 利用打点计时器 t＝nT(n表示打点的时间间隔的个数，T表示打点周期)
打点周期与所接交流电周期相同
利用光电计时器 光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口
质量 利用天平 物体质量＝砝码总质量＋游码示数×游码最小分度
力 弹簧测力计 力的大小＝精度×指针指示的格数(注意估读)
待测量 测量方法 说明
速度 利用打点纸带 若纸带做匀变速直线运动，则打某点时的瞬时速度等于对应的平均速度
利用频闪照相 (利用等时间间隔照片信息记录物体在不同时刻的位置)同上
利用光电门 v0＝ (d表示滑块上挡光片的宽度，Δt表示挡光片挡光时间)
由于挡光片的宽度很小，在这里可用平均速度表示其瞬时速度
待测量 测量方法 说明
加速度 利用打点纸带(频闪照相) 若纸带做匀变速直线运动，则a＝或a＝
利用光电门 若纸带做匀变速直线运动，则a＝ (v1、v2分别表示通过光电门测得的滑块在t1、t2两个时刻的速度，Δt表示对应的时间)
例1 [2011·课标全国卷] 利用图5－13－2所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动．当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离x，记下相应的t值；所得数据如下表所示．
x/ m 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950
t/ms 292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4
/(m·s－1) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22
完成下列填空和作图：
(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值x和t四个物理量之间所满足的关系式是　　　　；(2)根据表中给出的数据，在图5－13－3给出的坐标纸上画出－t图线；(3)由所画出的－t图线，得出滑块加速度的大小为a＝　　　　 m/s2(保留2位有效数字)．
例1　(1)＝－at＋v1(或x＝－at2＋v1t)(2)－t图线如图所示　(3)2.0
【解析】 (1)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故中间时刻瞬时速度为，由v1＝＋at，故＝－at＋v1(或将加速度为a的匀加速运动看成反方向的加速度为－a的匀减速运动，则x＝－at2＋v1t)
(2)由表中所给数据描点连线，注意描点时应使尽量多的点在直线上或分居在直线两侧，其图线如图所示．(3)由＝－at＋v1知，－t图线的斜率k＝－a，又图线过(0.20,1.81)、(0.80,1.20)两点，k＝＝－1.0，故a＝2.0 m/s2.
例1变式题　(1)如图所示　(2)0.258
【解析】 (1)根据所描的点画直线即可．(2)在直线上取相距较远的两点，横轴之差Δl为弹簧长度的变化量，纵轴之差Δm为砝码质量的变化量，根据k＝＝＝0.258 N/m.
验证性实验要求用实验的方法来验证科学家已归纳、总结和证明了的结论，通过实验过程的再现，加深对规律适用条件和结论的理解．解决验证性实验相关问题的关键是根据题目给定的实验条件、实验过程、实验情景领会命题意图，找出实验中应测定的物理量，明确在误差允许的范围内通过怎样的定量关系才能达到实验目的．
(1)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减少量可表示为，动能的增加量可表示为．若在运动过程中机械能守恒，与x的关系式为＝ .
图5－13－5
x/ m 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400
t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
/104 s－2 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以x为横坐标，为纵坐标，在图5－13－6的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k＝×104 m－1· s－2(保留3位有效数字)．
例2　(1)－mgx　　
(2)如图所示　2.43
【解析】 (1)滑块从A运动到B的过程中，滑块的重力势能减少，砝码的重力势能增加mgx；滑块通过遮光
片的速度v＝，此时系统的动能Ek＝(M＋m)v2＝，此即为系统动能的增加量；若机械能守恒，则有－mgx＝，即＝
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝计算出瞬时速度v0
C．根据做匀加速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算得出高度h
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀加速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v0以上方案中只有一种正确，正确的是　　　　.(填入相应的字母)
例2变式题　D　【解析】 选项A、B中用重力加速度g计算末速度，相当于已经承认该过程中机械能守恒，故选项A、B错误；高度h应该用刻度尺测出，故选项C错误、D正确．
例3　(1)将木板远离滑轮的一端适当垫高，平衡摩擦力
(2)C　选择最大速度，橡皮筋的弹性势能才完全释放，以保证拉力做功与橡皮筋的数目成正比
【解析】 (1) 本实验应满足橡皮筋对小车的拉力等于小车受到的合力，所以实验前应将木板远离滑轮的一端适当垫高，使小车在不受拉力时能沿木板匀速运动，以消除摩擦力对实验的影响．(2)本实验是探究橡皮筋拉力对小车做的功与小车速度变化的关系，应测量橡皮筋的拉力做功后橡皮筋的弹性势能完全释放完毕时小车的最大速度，选用小车匀速运动段(计数点间隔距离均匀的部分)计算小车经过C点时的速度，以保证拉力做功与橡皮筋的数目成正比．
下端加挂钩码，做实验研究弹力跟弹簧总长度的关系，下表是他的实验数据，实验时弹簧始终未超过弹性限度，弹簧的质量可以不计，取g＝10 m/s2.
(1)根据实验数据在图5－13－10给定的坐标系中作出弹力F跟弹簧总长度L的关系图线；(2)根据作出的图线写出弹力F跟弹簧总长度L之间的关系式
例3变式题　(1)如图所示　(2)F＝30(L－0.06)N
【解析】 (1)描点，作出F－L图象如图所示．(2)根据图象计算斜率k＝30 N/m，得弹力F跟弹簧总长度L之间的关系为F＝30(L－0.06) N.
(1)为测量滑块的加速度a，须测出它在A、B间运动的　　　　与　　　　，计算a的运动学公式是　　　　；
(2)根据牛顿运动定律得到a与m的关系为：
他想通过多次改变m，测出相应的a值，并利用上式来计算μ.若要求a是m的一次函数，必须使上式中的　　　　　　　 保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于　　　　　　　 ；(3)实验得到a与m的关系如图5－13－12所示，由此可知μ＝　　　　　 (取两位有效数字)．
例4　(1)位移x　时间t　a＝
(2)m′＋m　滑块上
(3)0.23(0.21～0.25)
【解析】 (1)由x＝at2知，要测量滑块的加速度a只需测量滑块的位移x和滑行时间t，此时a＝.
(2)若要求a是m的一次函数，只需保持不变，即(m′＋m)不变，故实验时应将从托盘中取出的砝码置于滑块上．(3)由图象可知，图象过(69.0×10－3,0.43)和(64.0×10－3,0.23)两点，将之代入a＝m－μg，解得：μ＝0.23.【点评】 实验创新的目的是使实验更具安全性、合理性、精确性．实验创新的途径主要表现在实验原理的创新、实验仪器的选用及其组装方式的创新等几个方面，本题的创新主要表现在实验原理上：为保证a是m的一次函数，只需要将托盘中的砝码取出置于滑块上即可，这样就避免了因多次称量质量引起的误差，同时也保证了实验数据处理时a－m图象是一条直线．某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”．实验开始前，他们提出了以下几种猜想：W∝，W∝v，W∝v 2.他们的实验装置如图5－13－13甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度)，每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放．
同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中L1、L2、L3、L4……分别代表物体无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v 1、v 2、v 3、v 4……表示物体各次通过Q点的速度．
(1)他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L－v图象，并得出结论Wv 2.他们的做法是否合适，你有什么好的建议？(2)在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小　　　　(选填“会”或“不会”)影响探究出的结果．
例4变式题1　(1)不合适　应该绘制L－v2图象确定结论Wv 2　(2)不会
【解析】 (1)用表格记录数据，简单、明确、合理．绘制的L－v图象是曲线，不能确认该图线为抛物线，因此不能得出结论Wv 2.为了更直观地看出L和v2的变化关系，应该绘制L－v2图象．(2)重力和摩擦力的总功也与距离成正比，因此不会影响探究的结果．
现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图5－13－14所示)、小车、计时器一个、米尺．
图5－13－14(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)：
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t；
用米尺测出A1与A2之间的距离x，则小车的加速度a＝　　　　；，
用米尺测出A1相对于A2的高度h，设小车所受重力为mg，则小车所受合外力F＝　　　　；
改变　　　　，重复上述测量；以h为横坐标，为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．
(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中，实验装置如图5－13－15甲所示，有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线．试分析：
图5－13－15A图线不通过坐标原点的原因是什么？
A图线上部弯曲的原因是什么？
例4变式题2　(1)　　斜面倾角(或h的数值)　(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够　未满足钩码质量远小于小车质量【解析】 (1)由x＝at2可得a＝.sinθ＝，不计摩擦力时，小车的合外力F＝mgsinθ＝.小车的质量不变，要改变小车所受的合外力F重做上述实验，只要改变斜面的倾角(或A1、A2两点间的高度h的数值)即可．(2)①图线在F轴上有截距，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．a－F图线上部弯曲的原因是未满足钩码质量远小于小车质量．
【解析】 (1)要改装成9 V的电压表，必须在原电压表上串联一固定电阻，题中给出三种电压表，只有C的电阻是确定值，所以应选电压表C，串联电阻R＝3× kΩ＝6 kΩ.(2)电路图如图所示．(3)测量电源电动势和内阻时，路端电压应为电压表示数的3倍，根据闭合电路的欧姆定律得：4.5＝E－r，6＝E－r，解得E＝7.5 V，r＝10
例2某实验小组探究一种热敏元件的电阻随温度变化的特性．现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小)、电压表、待测元件、保温容器、温度计、开关和导线等．
(1)若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的特性，请你用笔连线画出实物连接图．
(2)实验的主要步骤：
正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录　　　　和　　　　，断开开关；
重复第步操作若干次，测得多组数据．(3)实验小组测得该元件在不同温度下的阻值．并据此绘得R－t关系图线如图5－14－5所示，请根据图线写出该元件的R－t关系式：R＝　　　　.
(4)由以上方法测得的电阻值比它的真实值偏　　　　.
(5)如果实验室提供的恒定电流源的输出电流为65 mA，但没有合适的电压表，测量热敏元件上的电压应选用的器材为　　　　.(填序号)
A．电压表V1：量程3 V、内阻3 kΩ，定值电阻R1＝6 kΩ
B．电压表V2：量程5 V、内阻5 kΩ，定值电阻R2＝10 kΩC．电压表V3：量程10 V、内阻10 kΩ，定值电阻R3＝1 kΩ
例2　(1)如图所示　(2)电压表示数　温度计示数(3)100＋1.6t　(4)小　(5)B
【解析】 (1)由于电源能显示电流值，所以直接用电压表测热敏元件的电压即可，实物连线如图所示；(2)根据实验目的可知，需要记录的物理量是电压和温度；(3)根据图线写出解析式即可，注意计算图线的斜率为k ＝
Ω/℃；(4)流过热敏元件的电流小于电源显示的电流值(即电流的测量值)，所以热敏元件的测量值比真实值偏小；(5)根据图中的数据可知，需要的电压表量程为15 V，根据电表改装原理易知B组器材可以改装为量程15 V的电压表．
例2变式题　(1)如图所示
(2)0.37　(3)BC
【解析】 (1)将点连成平滑的直线，使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点要均匀地分布在直线的两侧，误差特别大的点要舍弃．(2)由图可看出，当电流I＝0.2 A时，电压U＝1.85 V，故功率P＝IU＝0.37 W．(3)用分压电路或限流电路均可以测出电源在不同的负载情况下的输出功率．
例3　(1)黑　(2)14.0　53.0　 4.6　(3)102　(4)1.54
【解析】 (1)欧姆表的内部有电源，黑表笔与高电势端相连，红表笔与低电势端相连，所以与电流表“＋”接线柱相连的一定是黑表笔．(2)多用表指针与“14”正对，所以读数是14.0 Ω，毫安表指针与“53”正对，所以读数是53.0 mA，电阻箱“×100”、 “×10”对应的都是零，所以读数是4×1 Ω＋6×0.1 Ω＝4.6 Ω.
(3)多用表×1挡对应的中值电阻是15 Ω，则两表笔短接时总电阻为15 Ω，由(15＋14)×53＝15I，则I＝102 mA.(4)多用表×1挡对应的中值电阻是15
Ω，多用表内部电池的电动势为E＝(15＋14)×53×10－3 V＝1.54 V.
【点评】 本题为教材学生实验“测定电源的电动势和内阻”之创新，实验巧妙地利用欧姆表的测量原理、中值电阻的意义测定电源的电动势．
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