高考實驗復習

高中物理實驗綜合復習實驗儀器的選擇

儀器的選擇首先應考慮安全因素，其次是誤差因素，安全因素應考慮各電表的讀數(shù)不能超過量程，電阻類元件的電流不能超過其最大允許電流等。誤差因素一般應要求各電表的實際讀數(shù)不小于量程的1/3。

滑動變阻器分壓與限流接法的選擇

從減少電能損耗的角度考慮，通常變阻器應選用限流接法，但在下列三種情況下，必須選擇分壓器連接方式。①若采用限流電路，電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流時，必須選用分壓電路。②當用電器電阻遠大于滑動變阻器全值電阻，且實驗要求的電壓變化范圍較大（或要求測量多組實驗數(shù)據(jù)）時，必須選用分壓電路。③要求回路中某部分電路的電壓從零開始可連續(xù)變化時須選用分壓電路。

某學生為了測量一物體的質(zhì)量，找到一個力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為K），如圖所示。測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體質(zhì)量成正比的輸出電壓U?，F(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為M的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個，電鍵和導線若干，待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。請完成對該物體質(zhì)量的測量。（1）設(shè)計一個電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路。（2）簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù)

K，并測出待測物體的質(zhì)量M力電轉(zhuǎn)換器受力面例一 輸入輸出+_+_

這里是一個力電綜合的實驗題，要求設(shè)計一個測量電路來測定物體的質(zhì)量。由題意知，力電轉(zhuǎn)換器的輸出電壓U正比于受壓面的壓力。即U=KF，而受壓面的壓力F在數(shù)值上等于物體的重力，這樣根據(jù)測出的電壓表的電壓值便可間接測出物體的質(zhì)量。分析受力面力電轉(zhuǎn)換器輸入+_輸出VK（1）要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大變阻器分壓電路（2）測量步驟①調(diào)節(jié)

滑動變阻器,使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為0②將砝碼m0放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U0,則U0=km0g,解得K=U0/m0g③將待測物體放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U,測得U=kmg,代入k值得m=Um0/U0例二

某電壓表的內(nèi)阻在20千歐～50千歐之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實驗室提供下列可選用的器材:待測電壓表V（量程3V），電流表A1（量程200微安），電流表A２（量程３毫安），電流表A３（量程０．６安），滑動變阻器Ｒ（最大值１千歐），電源Ｅ（電動勢４Ｖ），電鍵Ｋ。畫出實驗電路圖要求多次測量數(shù)據(jù)，減小誤差A表，Ｖ表：串聯(lián)？并聯(lián)？變阻器怎么連接？ＡＶA1例三Ｒ１Ｒ２Ｓ１Ｓ２Ｇ

如圖所示為測定電流表內(nèi)電阻的實驗電路圖，電流表內(nèi)電阻約在100Ω左右，滿偏電流為500μA，用6V電池作電源。⑴實驗室中配有的可變電阻為：A電阻箱（0－10Ω）B電阻箱（0－9999Ω）C電阻箱（0－200Ω）D電阻箱（0－20KΩ）（1）在上述幾種的可變電阻中，電路圖中R1應選用_________,R2應選用___________(填代號)⑵某學生進行的實驗步驟如下：A

先將R2的阻值調(diào)至最大，合上S2，調(diào)節(jié)R2的阻值使電流表的指針達到滿刻度。B

合上S1，調(diào)節(jié)R1和R2的值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半.C

記下R1

的阻值。指出上述實驗中有哪些錯誤。⑶如果按正確實驗步驟測得R1的值為100Ω，已知電流表的滿偏電流為500μA，現(xiàn)要將它改裝成量程為2V的電壓表則應串聯(lián)的分壓電阻為____________ΩCD合上S1后不能再調(diào)的阻值3900例四ＡＡ*sR1R2

實驗室中現(xiàn)有器材如實物圖所示，有：電池E、電動勢約10V，電阻約1Ω；電流表A1，量程10A，內(nèi)阻γ1，約為0.2Ω；電流表A2，量程300mA，內(nèi)阻γ2約為5Ω；電流表A3，量程250mA，內(nèi)阻γ3約為5Ω；電阻箱R1，最大阻值999。9Ω，阻值最小改變量為0.1Ω滑動變阻器R2，最大阻值100Ω；開關(guān)S，導線若干。

要求用圖所示的電路測定圖中電流表A的內(nèi)阻⑴在所給的三個電流表中，哪幾個可用此電路精確測出其電阻？﹍﹍A2，A3[2]你要讀的物理量是_________。用這個物理量表示待測內(nèi)阻的計算公式是_________。設(shè):A2、A3兩電流表的讀數(shù)為I2、I3，電阻箱R1的阻值為Rx,則待測內(nèi)阻的計算公式為

I.2`I3`RXr3=(I2—I3)Rx/I3分析:①將電壓表（V）與電流表（A1）并聯(lián)，測出電流表（A1）的電壓U和電流I1，由公式r1＝U／I1,便可求出r1

但被測電流表（A1）能承受的電壓為0－0.4V，而電路中電壓表（V）的量程為10V，故電壓表的讀數(shù)誤差較大；從精度要求這個角度來看，此法不甚理想。②設(shè)計電路的基本方法是首先選擇電路，然后再考慮電路的連接，為了測得電流表A1的內(nèi)阻，似乎必須選用電流表A2和電壓表V，如果選用了電壓表V，由于電動勢為1.5V，而電壓表V的量程為10V，則電壓表上最大讀數(shù)為U=Er1/(R1+r1)=1.5×40/(40+100)=0.43V這樣，電壓表上讀數(shù)很小，誤差偏大例五

從表中選出適當?shù)膶嶒炂鞑?，設(shè)計一電路來測量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡捷，有盡可能高的測量精確度，并能測得多組數(shù)據(jù)。⑴畫出電路圖，標明所用器材⑵若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算r1，則所用的表達式為r1＝_________，式中各符號的意義是________

器材規(guī)格電流表A1量程10mA,內(nèi)阻r1，待測（約40Ω）電流表A2500μA，內(nèi)阻r2＝750Ω電壓表V10V，內(nèi)阻r3＝10kΩ電阻R1100Ω，作保護電阻用滑動變阻器R2總阻值約50Ω電池E電動勢1.5V,內(nèi)阻很小電鍵K、導線

A1A2R1EKR2

采用比較法測量電路將電流表（A1）和電流表（A2）并聯(lián)，由于并聯(lián)電路電壓相等，即I1r1＝I2r2由此可以求得：r1=I2r2/I1式中，I1、I2分別為電流表A1、A2

讀數(shù)，r1、r2分別為A1和A2的內(nèi)阻。這個設(shè)計可以使兩個電流表的讀數(shù)同時接近滿刻度，以滿足實驗對精確度的要求。正確方法例六

一小燈泡額定電壓為6V，額定功率約為2W－2.5W之間，現(xiàn)有下列器材：A直流電源（E＝6V，內(nèi)阻不計）一只B直流電源（E＝12V，內(nèi)阻不計）一只C電壓表（0－10V，內(nèi)阻20kΩ）一只D電流表（0－2A，內(nèi)阻0.5Ω）一只E電流表（0－0.5A，內(nèi)阻2Ω）一只F滑動變阻器（0－20Ω）一只G開關(guān)一只，導線若干現(xiàn)要求利用上述器材盡量準確地測出燈泡的額定功率和各種電壓下的實際功率。⑴電源應選用＿＿＿＿＿＿，電流表應用___________。⑵按實驗需要用導線將各個器件連接起來____________________________

㈠①因小燈泡的額定電壓為6V，再考慮到電流表的分壓作用，為了達到燈泡的額定電壓6V，應選用電動勢E＝12V的電源B電壓表的量程為10V，已滿足需要。②選擇電流表，可估算通過小燈泡的最大電流值。小燈泡的額定功率為2.5W,則

Imax=P/U0＝2.5/6＝0.42

因此，選用表E（0－0.5A）較為合適

㈡元器件選定以后，為選擇電路的連接方式，可先估算的電阻：即小燈泡正常工作時的最大電阻值約18Ω，而電流表內(nèi)阻為2Ω，電壓表內(nèi)阻為20KΩ，為提高實驗準確度，應采用外接法。最后確定沒動變阻器的連接方式。由于小燈泡的電阻有可能達到18Ω，此值與沒動變阻器的總阻值相當，若采用限流電路，其分壓能力很弱，限制了小燈泡兩端電壓的變化范圍，很難做到測定各種電壓下的實際功率，因此應采用分壓電路。點評如果只是要求準確測定額定功率，電路也可接成限流電路，因為在這種情況下，在滑線變阻器的總阻值范圍內(nèi)，也可以使小燈泡的電壓達到6V

例七

現(xiàn)有器材：電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約幾千歐），電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約幾十千歐），定值電阻R1（3.0kΩ），滑動變阻器R（0-1750Ω），直流電源（約6V，內(nèi)阻不計），開關(guān)，導線若干。要求利用這些器材測量電壓表V1的內(nèi)阻值。（1）畫出實驗電路圖（2）用已知量和直接測量得量表示的電壓表V1內(nèi)阻的表達式為r=式中各直接測得量的意義是：U1R1/(U2－U1)U1-----電壓表V1的讀數(shù)U2-----電壓表V2的讀數(shù)V2V1R1A.B兩滑塊在同一光滑的水平直道軌上相對運動發(fā)生碰撞（碰撞時間極短），用閃光照相，閃光4次攝得的閃光照片如圖所示。已知閃光的時間間隔為Δt，而閃光本身持續(xù)時間極短，在這4次閃光的瞬間，A.B兩滑塊均在0-80cm刻度范圍內(nèi)，且第一次閃光時，滑塊A恰好通過，x=55cm處，滑塊B恰好通過x=70cm處。問:（1）碰撞發(fā)生在何處；（2）碰撞發(fā)生在第一次閃光后多少時間？（3）兩滑塊質(zhì)量之比mA=mB等于多少？例八X/cm01020304050607080BAAAAB（1）由圖可知，碰后B靜止，故碰撞發(fā)生在x=60cm處(2)碰后A向左勻速運動，設(shè)速度為vA’

，則vA’

Δt=20，碰后到第二次閃光時，A向左運動10cm，設(shè)歷時為t，則vA’

t=10，設(shè)碰撞發(fā)生在第一次閃光后tx，有tx+t=Δt,tx=

Δt/2(3)設(shè)向右為正，則碰前：A的速度vA=5/（Δt/2）

B的速度VB=-10/（Δt/2）分析

碰后：A的速度vA’

=-10/（Δt/2）B的速度VB’

=0由動量守恒：mAvA+mBvB=mAvA’

+mBvBmA/mB=2/3例九

在“雙縫干涉測光的波長”的實驗中，測量頭如圖所示，調(diào)節(jié)分劃板的位置，使分劃板中心刻對齊某亮條紋的中心，此時螺旋測微器的讀數(shù)為________mm。轉(zhuǎn)動手輪，使分劃線向一側(cè)移動，到另一條亮條紋的中心位置，由螺旋測微器再讀出一讀數(shù)。若實驗測得4條亮條紋中心間的距離Δx＝0.960mm，已知雙縫間距d＝1.5mm,雙縫到屏的距離L＝1.00m，則對應的光波波長為λ＝_________nm.10151.130480λ＝dΔx1/L=480nm.Δx1=Δx/(4﹣1)0例十某同學設(shè)計了用如圖所示電路測量量程為1V的電壓表的內(nèi)阻RV（RV在800－900Ω之間）。實驗方法和步驟是：①

斷開開關(guān)S，按圖甲連接好電路；②把滑動變阻器的觸頭P滑到b端③將電阻