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文檔簡介
1、高中物理實驗大總結近年高考實驗命題的特點1、重視基本儀器的選擇和使用的考查2、注意聯(lián)系實驗對實際操作技能的考查3、注重對實驗思想、實驗方法的理解和應用的考查,更注重對新情景中處理問題的遷移能力的考查實驗復習的分類1、基本儀器的使用2、測量性實驗3、驗證性實驗4、研究性實驗5、設計性實驗了解不同類型實驗的設計思想和解題方法基本儀器的使用及讀數方法基本儀器主要有:游標卡尺、螺旋測微器、托盤天平、秒表、打點計時器、測力計、滑動變阻器、電阻箱、直流電流表、直流電壓表、多用電表、示波器、傳感器等。這類實驗的要求是:了解儀器的基本結構,熟悉各部件的名稱,懂得工作(測量)原理,掌握合理的操作方法,會正確計數
2、,明確使用注意事項等。詳細了解1 1需要估讀的儀器:在常用的測量儀器中,刻需要估讀的儀器:在常用的測量儀器中,刻度尺、螺旋測微器、電流表、電壓表、天平、度尺、螺旋測微器、電流表、電壓表、天平、彈簧秤等讀數時都需要估讀。因為最終的讀數彈簧秤等讀數時都需要估讀。因為最終的讀數要以有效數字的形式給出,而有效數字的最后要以有效數字的形式給出,而有效數字的最后一位數字為估計數字,應和誤差所在位置一致,一位數字為估計數字,應和誤差所在位置一致,在實際操作中,究竟估讀到哪一位數字,應由在實際操作中,究竟估讀到哪一位數字,應由測量儀器的精度(即最小分度值)和實驗誤差測量儀器的精度(即最小分度值)和實驗誤差要求
3、兩個因素共同決定要求兩個因素共同決定。 測量儀器的讀數方法測量儀器的讀數方法 最小分度含有最小分度含有2 2的儀器的儀器:估讀數字出現(xiàn)在估讀數字出現(xiàn)在最小分度的同一位最小分度的同一位,將最小分度分為二等分,將最小分度分為二等分,把把不足最小分度的部分以不足最小分度的部分以不足半等分的舍去,不足半等分的舍去,等于或超過半等分的算一個等分等于或超過半等分的算一個等分去估讀去估讀 。 最小分度含有最小分度含有5 5的儀器的儀器:估讀數字出現(xiàn)在最估讀數字出現(xiàn)在最小分度的同一位小分度的同一位,將最小分度分為五等分,將將最小分度分為五等分,將不足最小分度的部分按占最小分度的五分之不足最小分度的部分按占最小
4、分度的五分之幾幾去估讀。去估讀。 最小分度含有1”的儀器:估讀數字出現(xiàn)在最估讀數字出現(xiàn)在最小分度的下一位小分度的下一位,將不足最小分度的部分按最將不足最小分度的部分按最小分度的十分之幾去估讀小分度的十分之幾去估讀.0.73V3.7V0123V1551000.73A0.15A0123A0.60.20.40 2 2不需要估讀的測量儀器不需要估讀的測量儀器: 游標卡尺、秒表、電阻箱在讀數時游標卡尺、秒表、電阻箱在讀數時不需要估讀;歐姆表刻度不均勻,可不需要估讀;歐姆表刻度不均勻,可以不估讀或按半刻度估讀以不估讀或按半刻度估讀。測量性實驗以某一原理或物理規(guī)律為依據,通過測量相關的物理量,實現(xiàn)測定某個(
5、或某些)物理量(或物理常數)為實驗目的。高中物理實驗要測量的物理量主要有:質量、長度、時間、力、加速度、溫度、分子直徑、電流、電壓、電阻、電阻率、電動勢、內電阻、折射率、波長。教材學生分組實驗測量勻變速直線運動的加速度數據處理方法:公式法和圖象法用單擺測定重力加速度擺長的確定與測量累積法測周期的方法計時起點、終點位置的選擇處理數據方法:公式法和圖象法用油膜法估測分子的大小實驗原理的理解區(qū)分油酸體積和油酸酒精體積用雙縫干涉測光的波長會調整實驗裝置,會正確計數測金屬的電阻率實驗原理和方法的理解 如何減小誤差測電池的電動勢和內電阻測電池的電動勢和內電阻幾種測量原理公式的理解處理數據方法:公式法和圖象
6、法 誤差分析及結果測定玻璃的折射率測定玻璃的折射率如何確定入射光線和出射光線計算的方法測量性實驗的要求1、明確被測物理量的含義2、懂得實驗原理3、掌握正確的實驗方法:了解所有儀器、器材的規(guī)格、性能會安裝和調試整個實驗裝置選擇合理的實驗步驟正確進行數據測量能分析和排除實驗中常出現(xiàn)的故障4、妥當處理實驗數據5、對實驗結果能科學地進行誤差分析看看例題驗證性實驗用實驗的方法來驗證已知規(guī)律(或結論),通過實驗過程的再現(xiàn),加深對規(guī)律適用條件和結論的理解。這類實驗有:驗證力的平行四邊形定則驗證動量守恒定律驗證機械能守恒定律大量的課堂課堂演示實驗要求明確驗證的規(guī)律,懂得實驗原理、實驗裝置和實驗步驟的確定,必須
7、考慮到規(guī)律能否成立。要求能有效地盡量減小誤差的分析。教材學生分組實驗驗證力的平行四邊形定則測力計使用時注意事項及計數力的圖示要素要齊全如何根據平行四邊形定則求出合力畫平行四邊形的工具與方法驗證動量守恒定律入射球與被撞球的大小、質量的關系槽口的水平調節(jié)兩球平均落點的確定方法兩球飛行的水平距離的確定驗證機械能守恒定律驗證方法:如何從紙帶的數據中確定EP和EK看看例題探 究 性 實 驗通過實驗來探索某種物理規(guī)律,研究某個物理問題。研究性實驗在教材和考綱中的比例較過去有大幅度地增加,意在訓練實驗的主動性、自覺性,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。教材學生分組實驗探索彈力和彈簧伸長的關系應在彈簧彈性限度內增加鉤碼的個數用描
8、跡法畫出電場中平面上的等勢線實驗器材的選擇三張紙的疊放順序描繪小燈泡的伏安特性曲線測量和控制電路的選擇對圖象物理意義的理解把電流表改裝成電壓表半偏法測電流表內阻的原理電流表改裝電壓表的原理校對改裝電壓表的電路教材學生分組實驗研究平拋物體的運動研究平拋物體的運動 會用描點法描出平拋運動軌跡 掌握利用軌跡計算平拋運動初速度的方法用多用電表探索黑箱內的電子元件掌握多用電表測電壓、電流、電阻的方法歐姆表中電源的正、負極和紅、黑表筆正、負插孔區(qū)別二極管理符號及正、負極和導電性能傳感器的簡單應用半導體光敏元件和熱敏元件在電路中的控制作用探究性實驗的要求明確實驗目的,能正確選擇實驗方法,選擇相應的實驗器材,
9、顯現(xiàn)觀察到的物理現(xiàn)象,測量某些物理量,作進一步定量分析。要求通過歸納推理,在實踐動手和分析結合的過程中,能領會典型的基本研究方法,培養(yǎng)對問題研究、探索的能力??纯蠢}設計性實驗根據實驗目的,運用已掌握的物理規(guī)律、實驗方法,選擇熟悉的儀器、器材等,獨立設計新的實驗方案。設計方案包括理解實驗原理,選擇和配置合適的實驗方法、實驗器材,安排正確的實驗步驟,設計科學的數據處理方法,采用客觀的誤差分析方法,最后給予總結和評價。高考可以考查其中的幾個方面設計性實驗步驟中的幾個主要環(huán)節(jié)1、實驗原理的選擇和確定根據實驗的目的:要做什么解決問題的依據:用何規(guī)律一旦實驗原理確定下來,就可根據實驗目的及問題的依據,選
10、擇實驗方法,擬定實驗方案??纯蠢}2、正確地選擇實驗器材和實驗裝置 選擇器材、裝置遵循的幾個原則:安全性原則可行性原則準確性原則方便性原則特別是電學實驗設計性實驗步驟中的幾個主要環(huán)節(jié)看看例題3、設計實驗操作程序實驗步驟 正確的實驗步驟是實驗成功的重要環(huán)節(jié)。 正確的實驗程序設計必須注意:確保實驗順利完成與成功保證實驗器材的安全設計性實驗步驟中的幾個主要環(huán)節(jié)看看例題4、實驗數據的分析、處理方法(1)列表法 把被測物理量用表格的形式分類列出的方 法。記錄表格一般應包括表號、標題、主欄、賓欄、數據、備注等。 列表法大體反映某些因素對結果的影響效果或變化趨勢,常用來作為其他數據處理方法的一種輔助手段。設
11、計性實驗步驟中的幾個主要環(huán)節(jié)實驗數據處理的方法(2)算術平均值法 將待測物理量的若干次測量值相加后除以測量次數,即得該待測量的算術平均值。 實際應用上往往用多次測量值的平均值代替真實值。 求取算術平均值時,必須按原來測量儀器的準確度決定應該保留的有效數字的位數。實驗數據處理的方法(3)圖象法 測得的量按自變量和應變量之間的關系在直角坐標平面上用圖線表示出來的方法。 根據實驗數據在坐標紙上作圖的原則要求是:準確、清楚、布局合理、便于應用。 1、合理選取坐標原點 2、兩坐標軸的分度要恰當 3、要有足夠多的描點數目 4、畫出的圖象應盡可能穿過較多的點或是盡可能多的描點分布在圖線的兩側 作圖法可以減小
12、實驗中的偶然誤差。實驗數據處理的方法(4)逐差法 一般用于等間隔線性變化的測量中??纯蠢}5、誤差分析減小誤差的方法(1)減小偶然誤差:多次測量,求其平均值多次測量,作圖象求值(2)減小系統(tǒng)誤差:減小系統(tǒng)誤差措施:完善實驗原理、改進實驗方法、恰當選擇儀器精度、量程、校準測量器材。(3)誤差分析:從實驗原理分析從實驗器材分析設計性實驗步驟中的幾個主要環(huán)節(jié)看看例題6、設計性實驗分析的基本思路(1)根據問題的重要依據、要求,構造相關的物理情景(2)確定實驗原理,選擇實驗方法(3)明確所要測定的物理量,選好實驗器材,確定實驗步驟(4)做好數據記錄和處理,進行誤差分析設計性實驗步驟中的幾個主要環(huán)節(jié)看看例
13、題學有所得學有所得學無止境學無止境基本儀器游標卡尺不用估讀基本儀器秒表不用估讀基本儀器電阻箱不用估讀ABCD 基本儀器 滑動變阻器基本儀器螺旋測微器基本儀器電壓表基本儀器安培表基本儀器萬用電表基本儀器示波器基本儀器托盤天平基本儀器雙縫干涉儀基本儀器打點計時器返回例題1 在測定勻變速直線運動的加速度實驗中得到一條如圖所示的紙帶,按時間順序取0、1、2、3、4、5、共6個計數點,每相鄰計數點有4個打印點未畫出,用刻度尺測出各計數點到0計數點的距離分別為8.69cm,15.99cm,21.87cm,26.35cm,29.45cm,通過電磁打點計時器的交流頻率為50Hz,則物體的加速度為 m/s2,在
14、打出計數點3時物體的速度的大小為 m/s。 012345逐差法要求時間等間隔,故此紙帶只能采用15點間四段位移。 012345例題解析S1S2S3S4 由數據得:S1=d2-d1=7.30cm S2=d3-d2=5.88cmS3=d4-d3=4.48cm S4=d5-d4=3.10cm由逐差法求加速度分別為:a1=(S3-S1)/2T2= =-1.41m/s2a2=(S4-S2)/2T2= =-1.39m/s2計算平均值求物體的加速度為:a=(a1+a2)/2= =-1.40m/s2打3點時的速度為:v3=(S2+S3)/2T= =0.518m/s例題2 “測量金屬的電阻率”實驗中要利用伏安法
15、測電阻,通常用伏安法測電阻時,可采用如圖所示的甲、乙兩種電路,試分析兩種電路測電阻的誤差及減小誤差的條件。VARXR圖甲VARXR圖乙用R真、R測分別表示待測電阻Rx測量值,RA、RV分別表示電流表和電壓表的內阻。例題解析電流表外接法VARXR圖甲真測RIUIIUIURxVVxV測量值小于真實值V11111RRRRRUIUIIIURVVVVxVxV真真真測當RVRx時,R測越接近R真,誤差越小。用R真、R測分別表示待測電阻Rx測量值,RA、RV分別表示電流表和電壓表的內阻。例題解析電流表內接法真測RIUIUUIURxxxAx測量值大于真實值當RxRA時,R測越接近R真,誤差越小。VARXR圖乙
16、AxAxxxAxRRIUIUIUUR真測1、采用電流表內接法的條件:RxRA 采用電流表外接法的條件:RvRx例題解析電流表內、外接判斷方法用試觸法進行判斷當(即Rx大電阻)時用內接法VAxRRR 2、當不滿足RxRA和RvRx關系時當(即Rx小電阻)時用外接法VAxRRR 當時,用內、外接法均可VAxRRR 3、當Rx、RA、Rv的阻值未知時例題3 用三棱鏡測定玻璃折射率的實驗,先在白紙上放好三棱鏡,在棱鏡的一側插上兩枚大頭針P1和P2,然后在棱鏡的另一側觀察,調整視線使P1的像被P2擋住,接著在眼睛所在的一側插兩枚大頭針P3和P4 ,使P3擋住P1和P2的像, P4擋住P3和P1、P2的像
17、,在紙上標出的大頭針位置和三棱鏡的輪廓如圖所示(1)在圖上畫出所需的光路。(2)為了測出棱鏡玻璃的折射率需要測量的量是、。(3)計算折射率的公式是n= 。 P1P2P4P31、如圖所示,畫出通過P1 、P2 、P3 、P4的光路,注意棱鏡內的那部分路徑必須畫出。例題解析2、需要測量的物理量是 入射角i,折射角; 或線段EF、OE GH、OG3、折射率為n=sini/sin或OGGHOEEFn EFHGOi返回例題4某同學用圖1所示的裝置,通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律。圖中PQ是斜槽,QR為水平槽,實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上
18、,留下痕跡。重復上述操作10次,得到10個落點痕跡。PGQRO 圖16070單位:cm圖2米尺記錄紙例題4再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡,重復這種操作10次。圖 1中0點是水平槽未 端R在記錄紙上的垂直投影點,B球落點痕跡如圖2所示,其中米尺水平放置,且平行于 G、R、O所在的平面,米尺的零點與O點對齊.PGQRO 圖16070單位:cm圖2米尺記錄紙 (1)碰撞后B 球的水平射程應取為_cm。64.7例題4(2)在以下選項中,哪些是本次實驗必須進行的測量?答_(填選項號)。A水平槽上未放B球時,測量
19、A球落點位置到O點的距離BA球與B球碰撞后,測量A球落點位置到O點的距離C測量A球或B球的直徑D測量A球和B球的質量(或兩球質量之比) E測量G 點相對于水平槽面的高度PGQRO 圖1ABD例題5在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,查得當地的重力加速度值為9.80m/s2,測得所用的重物的質量為1.00kg。實驗中得到一條點跡清晰的紙帶,如圖把第一個點記作O,另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點,經測量知道各點到 O點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm根據以上數據,可知重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量為J
20、,運動的增加量為J。(取三位有效數字) 01ABCD由0點到C點,重力勢能的減少量為Ep=mgh=7.62J例題解析打點時間間隔為T=0.02s打C點時紙帶(即物體)的瞬時速度為smTOBODvc/89. 32即動能的增加量為JmvEk56. 7212 01ABCD返回例題6某同學設計了如圖甲所示的實驗,A、B兩球同時落地,說明 。某同學設計了如圖乙的實驗:將兩個斜滑道固定在同一豎直面內最下端水平。把兩個質量相等的小鋼球,從斜面的同一高度由靜止釋放,滑道2 與光滑水平板吻接,則他將觀察到的現(xiàn)象是,這說明 。AB甲BA12vv乙例題7測定電流表的內電阻的實驗中,備用的器件有:A、電流表(量程01
21、00A)B、標準伏特表(量程06V)C、電阻箱(阻值范圍0999.9)D、電阻箱(阻值范圍099999.9)E、電源(電動勢2V,有內阻)F、電源(電動勢6V,有內阻)G、滑動變阻器(阻值范圍050,額定電流1.5A)H、有若干電鍵和導線。例題7(1)如果采用圖(a)所示的電路測定電流表A的內電阻,并且要想得到較高的精確度,那么從以上備用的器件中,可變電阻R1應選用, R2應選用,并在(a)圖上補畫電阻元件符號;電源應選用。(用字母代號填寫)(2)按電路圖(a)連接實物圖。AES1R1R2S2A-R1R2R3S1S2ECDF返回例題8利用簡便的器材,請設計一個測定當地重力加速度g值的實驗方案。
22、例題解析方案一:用單擺測定g值利用簡便的器材,請設計一個測定當地重力加速度g值的實驗方案。gLT/2實驗原理:可得:g=42L/T2,選擇器材:細線(約1m) 勻質小球測量:測擺長L=? 測周期T=?計算:g=?例題解析問題:不能準確測出重心!如果沒有小球,只有一石塊,怎么辦?gllT/ )(20實驗原理:可知:l0引起較大的誤差怎么辦?確定原理:代換掉l0兩次測量實驗過程:設線下端到石塊重心距離為l0擺線長為l1時gllT/ )(2011擺線長為l2時gllT/ )(2022由上面兩式得:2221212)(4TTllg例題解析方案二:用打點計時器測定g值利用簡便的器材,請設計一個測定當地重力
23、加速度g值的實驗方案。實驗原理:重錘下落過程中:mgh=mv2/2處理數據:作v2/2h圖圖線斜率即為g值。v2/2h0例題解析方案三:用滴水法測定g值利用簡便的器材,請設計一個測定當地重力加速度g值的實驗方案。實驗原理:水滴做自由落體運動:h=gt02/2遷移方法:讓前一滴水滴落到盤子而聽到聲音時后一滴水恰好離開水龍頭,再測出n次水擊盤子聲音的總時間tn,則t0 = tn /(n-1)可得:g=2h(n-1)2/tn2返回例題9如圖,某電壓表的內阻20k50k之間現(xiàn)要測量其內阻,實驗室提供下列可選用的器材:待測電壓表V(量程3V)滑動變阻器(最大阻值1k)電流表A1(量程200A)電流表A2
24、(量程5mA)電源E(電動勢3V)電鍵S和導線若干。(1)所提供的電流表中,應選用。(2)為了盡量減小誤差,要求測多組數據,試畫出符合要求的實驗電路圖。ES選擇電流表的方法:1、計算最大電流安全性原則2、指針偏轉1/3量程以上準確性原則例題解析(1)最大電流:I=UV/R=3V/20k=150A選A2(量程5mA):安全,但指針偏轉小于1/3量程選A1(量程200A):安全,準確(2)選擇電路:多測數據分壓ESA1V返回例題10一學生使用多用電表測定圖示電路中R1和R3的阻值, R1R3 ,他的主要實驗步驟如下:A、把選擇開關旋至1k的歐姆檔上。B、把表筆插入插孔,進行調零。C、把兩表筆同時與
25、R1兩端接觸,發(fā)現(xiàn)這時指針偏轉適中,隨即記下歐姆數值。D、把開關旋至100的歐姆檔,把兩表筆同時與R3的兩端接觸,指針偏轉適中,隨即記下歐姆數值。E、斷開電路開關,實驗完畢。這個學生在兩次測量時,違反了哪些使用規(guī)則或操作程序?實驗完畢后應將選擇開關置于OFF檔或電壓最高檔處。R1R2R3S1S2例題11測一個量程為3.0V的電壓表的內阻Rx(約幾千歐),采用電路如圖,可供選擇的實驗步驟有A、閉合開關SB、將電阻箱R0調到最大值C、將電阻箱的阻值調到零D、調節(jié)變阻器R的阻值使電壓表示數為3.0VE、斷開開關SF、把滑動變阻器的觸頭P滑到a端G、調節(jié)電阻箱R0的阻值,使電壓表示數為1.5V,讀出此
26、時電阻箱R0的阻值H、把滑動變阻器的觸頭P滑到b端I、按圖連接電路,注意斷開開關S(1)將必要的步驟選出并按合理順序排列(2)若在上述實驗步驟中,讀出R0的阻值為2600,則該電壓表的內阻RV= 由于系統(tǒng)誤差,測量值(選填”偏小” “偏大”例題解析返回VabPR0RVESR2600偏大例題12利用如圖A所示的電路可測出電壓表的內阻,電源的內阻可以忽略。R為電阻箱。當R取不同阻值時,電壓表應有示數。若電阻箱阻值為R1時,電壓表示數為U1;電阻箱阻值為R2時,電壓表示數為U2。(1)計算電壓表內電阻的表達式。(2)若多次改變電阻箱阻值,在圖B作出圖線,請說明如何得出電壓表內阻值。圖AVES1/UR
27、0圖B(1)當電阻箱阻值分別為R1、R2時,電壓表對應的示數為U1、U2,由閉合電路歐姆定律得:E=U1+U1R1/RV E=U2+U2R2/RV 例題解析電壓表內阻為 211122UUURURRV(2)由E=U+UR/RV可得:)1 (11VRREU當R0時,1/U=1/E當1/U0時,RV=-R圖線延長線與橫軸交點的絕對值等于電壓表的內阻。1/E-RV1/UR0圖B圖AVES返回例題13如圖,將一個改裝的電流表接入電路進行校準,發(fā)現(xiàn)待測表的讀數比標準表的讀數偏大一些,如表頭G的Ig是準確的,出現(xiàn)的誤差可能是下述哪種原因引起的?A、Rg的測量值比真實值偏大B、Rg的測量值比真實值偏小C、所并
28、聯(lián)的R并比公式計算出 的偏小gggIIRIR并gggIIRIR并D、所并聯(lián)的R并比公式計算出 的偏大EAG所并聯(lián)的電阻R并計算出的R并偏大,導致并聯(lián)電阻分流變小,則D正確。VRE r S例題14要測量2節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組電動勢E和內阻r(約幾歐),有以下器材:電壓表V1(量程3V,內阻1k)電壓表V2(量程15V,內阻2k)電阻箱(0-9999)、開關、導線若干.某同學用量程為15V的電壓表連接電路如圖(1)電池電動勢約3V,選15V的電壓表,使指針偏轉最大不超過1/5量程,故應選量程為3V的電壓表。(2)改變電阻箱R阻值,讀取若干個U值,由I=U/R計算出電流值,作U-I圖象,從圖象求
29、出E、r實驗步驟如下:(1)合上開關S,電阻箱R調到R1=10,讀電壓U1(2)合上開關S,電阻箱R調到R1=20,讀電壓U2(3)由U1=E-rU1/R1 U2=E-rU2/R2解得E、r為了減少實驗誤差,上述實驗在選擇器材和實驗步驟中,應做哪些改進?返回例題15如圖,水平桌面上有斜面體A、小鐵塊B。斜面體的斜面是曲面,由其截面圖可以看出曲線下端的切線是水平的。現(xiàn)提供的實驗測量工具只有:天平、直尺.其他的實驗器材可以根據實驗自選.請設計一個實驗,測出小鐵塊B自斜面頂端由靜止滑到底端的過程中,摩擦力對小鐵塊B做的功。要求:(1)請在原圖中補充畫出簡要實驗裝置圖。(2)簡要說明實驗中要測的物理量
30、。(3)簡要說明實驗步驟。(4)寫出實驗結果的表達式,重力加速度g已知BA(1)構造物理情景例題解析BA(2)確定實驗原理221mvmgHWfhgStSv2Hh(3)確定實驗方法需要測量的物理量是:斜面高度H 桌面到地面的高度hO到P點的距離S小鐵塊B的質量m(4)選擇實驗器材:直尺、天平SOP(5)確定實驗步驟例題解析A、用天平測出B的質量mB、如圖安裝器材,地面鋪白紙、復寫紙并用膠帶粘牢C、讓B從曲面頂端這一確定位置由靜止滑下, 落到紙上D、重復C步驟5次,找到平均落地點PE、用直尺測圖中標明的H、h、SF、實驗結束,整理儀器歸位BAHhSOP(6)寫出表達式:hSmgmgHWf241例題
31、16為了測量兩個電壓表VA、VB的內阻,提供的儀器有:電流表A(量程3A內阻2.5) 電壓表VA(量程5V,內阻約3000)電壓表VB(量程3V,內阻約2500) 電阻箱R1(阻值范圍09999.9) 電阻箱R2(阻值范圍099.9) 滑動變阻器R3(阻值0-50,額定電流1.5A) 滑動變阻器R4(阻值0-10,額定電流1A) 電池組E(電動勢12V,內阻約0.5) 單刀開關2個,導線若干例題16(1)在設計電路時,能否選用電流表A,請簡要說明理由。(2)為了測量兩個電壓表的內阻,請設計一個測量電路,畫出電路圖。(3)選擇的器材有。(4)說明實驗原理和需要測量的物理量,并寫出計算兩個電壓表內
32、阻的表達式。例題解析(1)在設計電路時,能否選用電流表A,請簡要說明理由。選電流表的方法:計算電路中的最大電流最小電流。電流表A(量程3A內阻2.5) 電壓表VA(量程5V,內阻約3000)電壓表VB(量程3V,內阻約2500) 電池組E(電動勢12V,內阻約0.5)不能選用電流表A,因為與電壓表串聯(lián),電路中電流太小,而A的量程太大,故不能選用。例題解析(2)為了測量兩個電壓表的內阻,請設計一個測量電路,畫出電路圖。A、選擇變阻器: 滑動變阻器R3(阻值0-50,額定電流1.5A) 滑動變阻器R4(阻值0-10,額定電流1A) 電池組E(電動勢12V,內阻約0.5)B、選擇變阻器接法:遠小于待
33、測電阻分壓用R4時,電路中最大電流大于其額定電流C、選擇電阻箱:伏伏法,一般其中一塊作電流表用:串聯(lián)選電阻較大的電阻箱,保證電流調節(jié)范圍電動勢大于兩表量程:分壓ESVAVBR3ES1VAVBR1R3S2例題解析(3)選擇的器材有:R1、R3、電源、電鍵2個 導線若干。(4)說明實驗原理和需要測量的物理量,并寫出計算兩個電壓表內阻的表達式。ES1VAVBR1R3S2 S2斷開時,A、B表示數之比為:UB/UA=RB/RA S2斷閉合,電阻箱阻值為R1時,A、B表示數之比為ABBABRRRRRUU11解得:返回VRabSR0半偏法測量電流表、電壓表的電阻半偏法測量電流表、電壓表的電阻GS1S2R1
34、R2當閉合開關S2,調節(jié)R2使電流表半偏,即通過電流表的電流為Ig/2,此時干路總電流隨R2連入電路使總電阻減小而變大,既比Ig大,這樣通過R2的電流將大于Ig/2,因此電流表內阻的測量值小于真實值。R測R真調節(jié)Ro使電壓表半偏,既加在電壓表兩端的電壓為Ug/2,此時測量電路兩端電壓隨Ro的增大而變大,既比Ug大,這樣Ro兩端電壓將大于Ug/2,因此電壓表內阻的測量值大于真實值。R測 R真誤差分析pR1Rg, 閉合閉合S2后后調節(jié)調節(jié)R2干路中的電干路中的電流基本不變流基本不變,利用并利用并聯(lián)分流聯(lián)分流 Rg=R2R1Rg,R1用滑動用滑動變阻器和電阻箱均變阻器和電阻箱均可??伞2略大于略大
35、于Rg,必須用電阻箱。電必須用電阻箱。電源電動勢源電動勢E越大,調越大,調節(jié)滿偏時節(jié)滿偏時R1聯(lián)入電聯(lián)入電路中的電阻越大,路中的電阻越大,實驗條件滿足的越實驗條件滿足的越好,誤差越小。好,誤差越小。RRv.調節(jié)調節(jié)R0使測量使測量電路兩端電壓基本不電路兩端電壓基本不變,利用串聯(lián)分壓變,利用串聯(lián)分壓Rv=R0RR時時(2)當)當RX=R時時(3)當)當RXR時時(2)當)當RX=R時時(3)當)當RXR時時AVRRXA C2 2、滑動變阻器的限流接法與分壓接法、滑動變阻器的限流接法與分壓接法比較項目比較項目限流接法限流接法分壓接法分壓接法 電路電路RX電壓調節(jié)范圍電壓調節(jié)范圍 RX電流調節(jié)范圍電
36、流調節(jié)范圍 燈泡電流相同時燈泡電流相同時電路消耗總功率電路消耗總功率 閉合前觸頭的位置閉合前觸頭的位置 IE (I+I)EbaXXREERRXXEERRR 0 E0 XER1、兩種電路比較:兩種電路比較:分壓接法的優(yōu)勢是:電壓變化范圍大,分壓接法的優(yōu)勢是:電壓變化范圍大,限流接法的優(yōu)勢限流接法的優(yōu)勢:電路連接簡便,附加功率損耗較小電路連接簡便,附加功率損耗較小2、選擇原則選擇原則: a.a.當兩種接法均可滿足實驗要求時,一般選限流接法當兩種接法均可滿足實驗要求時,一般選限流接法. . b. b. 當負載電阻當負載電阻Rx Rx 較小,變阻器總阻值較小,變阻器總阻值R R 較大較大, ,是是Rx
37、 Rx 的的幾倍時,限流接法對電流、電壓控制作用顯著,一般用限幾倍時,限流接法對電流、電壓控制作用顯著,一般用限流接法流接法. .在下列情況下應選擇分壓電路在下列情況下應選擇分壓電路c.c.實驗要求待測電阻兩端電壓從零開始連續(xù)變化。實驗要求待測電阻兩端電壓從零開始連續(xù)變化。d.d.限流不能保證安全,即限流電路中的最小電流超過電表限流不能保證安全,即限流電路中的最小電流超過電表量程或用電器的額定電流量程或用電器的額定電流e. e. 當負載電阻當負載電阻Rx Rx 較大較大, ,是是R R 的幾倍時,變阻器總阻值的幾倍時,變阻器總阻值R R 較小,限流接法對電流,電壓的調控作用不明顯,一般選較小,限流接法對電流,電壓的調控作用不明顯,一般選分壓接法分壓接法 電 阻 的 測 量電電阻阻的的測測量量原原理理部分電路歐姆定理:部分電路歐姆定理: 伏伏 安安 法法半偏法半偏法A-A 或或 V-V 在沒給出電流表(電在沒給出電流表(電壓表)或給出的電流表(壓表)或給出的電流表(電壓表電壓表)不能用)不能用時應時應 用,通常給出定值電阻或電阻箱。用,通常給出定值電阻或電阻箱。閉合電路歐姆定律:閉合電路歐姆定律:替代法替代法 歐姆表測電阻歐姆表測電阻 串聯(lián)電路的分壓和并聯(lián)電路的分流原理:并聯(lián)電路的分流原理: 儀儀 器器 的的 選選 擇擇 原原 則則 根據實驗的原理和實驗條件選擇儀器是進行
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