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1、專題六專題六 實實 驗驗第十四講物理實驗第十四講物理實驗重點知識歸納重點知識歸納一、測量讀數(shù)類儀器使用一、測量讀數(shù)類儀器使用1游標卡尺游標卡尺(1)各種游標卡尺的有關參數(shù)如下表所示：各種游標卡尺的有關參數(shù)如下表所示：游標尺游標尺(mm)精確度精確度(mm)刻度格數(shù)刻度格數(shù)刻度總長度刻度總長度(mm)每小格與每小格與1毫米差毫米差(mm)1090.10.120190.050.0550490.020.02(2)游標卡尺的讀數(shù)方法游標卡尺的讀數(shù)方法:以游標零刻度線以游標零刻度線位置為準位置為準,在主尺上讀取整毫米數(shù)在主尺上讀取整毫米數(shù);看游標看游標上哪一條刻度線與主尺上的某一刻度線上哪一條刻度線與主

2、尺上的某一刻度線(此此某一刻度線不需讀出某一刻度線不需讀出)對齊對齊,由游標上對齊的由游標上對齊的刻度數(shù)刻度數(shù)(即格數(shù)即格數(shù))乘以游標卡尺的精確度得出乘以游標卡尺的精確度得出毫米以下的小數(shù)毫米以下的小數(shù);總的讀數(shù)為毫米整數(shù)加總的讀數(shù)為毫米整數(shù)加上毫米以下的小數(shù)上毫米以下的小數(shù).2螺旋測微器螺旋測微器(千分尺千分尺)量程一般為量程一般為025 mm,精確度是精確度是0.5 mm500.01 mm.螺旋測微器的讀數(shù)方法螺旋測微器的讀數(shù)方法:從固定標尺上讀出整從固定標尺上讀出整毫米數(shù)毫米數(shù),要注意半毫米刻要注意半毫米刻度線是否露出度線是否露出,如果露出如果露出再加上再加上0.5 mm.圖圖1410.

3、5 mm以下的讀數(shù)則等于與固定標尺上橫以下的讀數(shù)則等于與固定標尺上橫線對準的可動圓周上的讀數(shù)線對準的可動圓周上的讀數(shù)(要估讀一位要估讀一位)乘以乘以精度精度0.01 mm.測量長度為上述二者之和測量長度為上述二者之和.如如圖圖141中所示讀數(shù)為中所示讀數(shù)為6 mm0.5 mm20.20.01 mm6.702 mm.特別提醒特別提醒:螺旋測微器的使用要注意兩點螺旋測微器的使用要注意兩點:(1)半半毫米刻度線毫米刻度線;(2)估讀估讀,末位估讀的末位估讀的“0”不要漏掉不要漏掉.3電流表、電壓表電流表、電壓表(1)電流表、電壓表使用時量程選擇的規(guī)則電流表、電壓表使用時量程選擇的規(guī)則:根據(jù)被測電流或

4、電壓值的大小選擇量程根據(jù)被測電流或電壓值的大小選擇量程.測量時測量時最好使指針偏轉(zhuǎn)超過所選量程的最好使指針偏轉(zhuǎn)超過所選量程的2/3,至少超過至少超過1/2.在不知道被測電流或電壓大小的情況下在不知道被測電流或電壓大小的情況下,應應選用電表的較大量程選用電表的較大量程,然后再根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)情況然后再根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)情況選取合適的量程選取合適的量程.(2)讀數(shù)方法讀數(shù)方法:讀數(shù)時應使視線垂直于刻度盤表面讀數(shù)時應使視線垂直于刻度盤表面.凡儀器最小刻度是凡儀器最小刻度是10分度的分度的,要求讀到最小刻度要求讀到最小刻度后再往下估讀一位后再往下估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字估讀的這位是不可靠數(shù)字);凡儀器最

5、小刻度不是凡儀器最小刻度不是10分度的分度的,只要求讀到最小只要求讀到最小刻度所在的這一位刻度所在的這一位,不再往下估讀不再往下估讀.4電阻箱電阻箱電阻箱是按照各個數(shù)量級上指針的對應數(shù)值讀電阻箱是按照各個數(shù)量級上指針的對應數(shù)值讀數(shù)的數(shù)的,指針必須指向某一個確定的數(shù)值指針必須指向某一個確定的數(shù)值,不能在兩不能在兩個數(shù)值之間個數(shù)值之間,因此電阻箱測量結(jié)果的各位讀數(shù)都因此電阻箱測量結(jié)果的各位讀數(shù)都是從電阻箱上指針所指位置直接讀出的是從電阻箱上指針所指位置直接讀出的,不再向不再向下估讀下估讀如圖如圖142所示的電阻箱的阻值為所示的電阻箱的阻值為84580.2 .圖圖1425多用電表多用電表(1)使用多

6、用電表測電壓、電流時，應根據(jù)選擇使用多用電表測電壓、電流時，應根據(jù)選擇的量程確定最小刻度值，然后讀數(shù)的量程確定最小刻度值，然后讀數(shù)(2)使用歐姆擋時，注意以下幾個方面：使用歐姆擋時，注意以下幾個方面：用多用電表測電阻時用多用電表測電阻時,測量前應根據(jù)估計的阻測量前應根據(jù)估計的阻值選用適當?shù)膿跷恢颠x用適當?shù)膿跷?由于歐姆擋刻度的非線性由于歐姆擋刻度的非線性,使使用歐姆擋測電阻時用歐姆擋測電阻時,表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差有較大誤差,通常只使用表盤中間一段刻度范圍通常只使用表盤中間一段刻度范圍為測量的有效范圍為測量的有效范圍,否則要變換倍率否則要變換倍率.每更換一次

7、倍率，都要重新進行歐姆調(diào)零每更換一次倍率，都要重新進行歐姆調(diào)零.由于歐姆擋表盤刻度不均勻由于歐姆擋表盤刻度不均勻,難于估讀難于估讀,測量結(jié)測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字果只需取兩位有效數(shù)字.計數(shù)時不要忘記乘上相計數(shù)時不要忘記乘上相應擋位的倍率應擋位的倍率.測量時待測電阻要跟其他元件和電源斷開測量時待測電阻要跟其他元件和電源斷開.多用電表使用完畢后多用電表使用完畢后,應將選擇開關撥離歐姆應將選擇開關撥離歐姆擋擋,旋至旋至OFF擋或交流電壓最高擋上擋或交流電壓最高擋上.特別提醒：特別提醒：要區(qū)分開要區(qū)分開“機械零點機械零點”與與“歐姆零歐姆零點點”：“機械零點機械零點”在表盤刻度左側(cè)在表盤刻度左側(cè)“0

8、”位位置調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲置調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲“歐歐姆零點姆零點”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕二、力學實驗二、力學實驗1“紙帶類紙帶類”實驗實驗(1)打點計時器打點計時器打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器,它它接在頻率為接在頻率為50 Hz的交流電源上使用時的交流電源上使用時,每隔每隔0.02 s打一次點打一次點,因此因此,紙帶上的點就表示了和紙帶相紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置連的運動物體在不同時刻的位置.通過研究紙帶

9、通過研究紙帶上點跡間的距離上點跡間的距離,就可以確定物體的運動情況就可以確定物體的運動情況.圖圖143當物體做勻速直線運動時，某段時間內(nèi)的平當物體做勻速直線運動時，某段時間內(nèi)的平均速度等于各個時刻的瞬時速度在均速度等于各個時刻的瞬時速度在“探究動探究動能定理能定理”實驗中，就是據(jù)此求得物體最終獲得實驗中，就是據(jù)此求得物體最終獲得的速度大小因此要選取紙帶上打點間隔基本的速度大小因此要選取紙帶上打點間隔基本相等的部分進行測量相等的部分進行測量利用紙帶計算加速度利用紙帶計算加速度2“胡克定律類胡克定律類”實驗實驗(1)原理原理:利用橡皮條或彈簧在彈性限度內(nèi)、力利用橡皮條或彈簧在彈性限度內(nèi)、力與形變量

10、成正比與形變量成正比,計算計算(測量測量)其長度的變化分其長度的變化分析力的變化情況或建立析力的變化情況或建立Fx坐標系坐標系,描點畫圖描點畫圖研究力的變化規(guī)律研究力的變化規(guī)律.(2)應用應用根據(jù)平行四邊形定則驗證力的合成與分解根據(jù)平行四邊形定則驗證力的合成與分解.探究彈力和彈簧伸長量的關系探究彈力和彈簧伸長量的關系.三、電學實驗三、電學實驗1電路設計及儀器選取原則電路設計及儀器選取原則正確地選擇儀器和設計實驗電路正確地選擇儀器和設計實驗電路,有一定的靈活有一定的靈活性性,應遵循以下幾個基本原則應遵循以下幾個基本原則:(1)正確性正確性(2)安全性安全性(3)方便性方便性(4)精確性精確性2“

11、伏安類伏安類”實驗中電流表的內(nèi)、外接法實驗中電流表的內(nèi)、外接法比較項目比較項目電流表內(nèi)接法電流表內(nèi)接法電流表外接法電流表外接法電路電路誤差誤差原因原因由于電流表內(nèi)阻的由于電流表內(nèi)阻的分壓作用分壓作用,電壓表測電壓表測量值偏大量值偏大由于電壓表內(nèi)阻的由于電壓表內(nèi)阻的分流作用分流作用,電流表測電流表測量值偏大量值偏大特別提醒特別提醒:在在RV、RA均不知的情均不知的情況下況下,可采用試觸法可采用試觸法.如圖如圖144所示所示,分別將分別將a端與端與b、c接觸接觸,如如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯,說明電壓表分流作用大說明電壓表分流作用大,應采用內(nèi)

12、接法應采用內(nèi)接法;如果前后如果前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯,說明電說明電流表分壓作用大流表分壓作用大,應采用外接法應采用外接法.圖圖1443滑動變阻器的接法滑動變阻器的接法(1)若符合下列情況之一若符合下列情況之一,則滑動變阻器必須接成則滑動變阻器必須接成分壓式分壓式.要求電表能從零開始讀數(shù)要求電表能從零開始讀數(shù);要求電表能有較大的調(diào)節(jié)范圍要求電表能有較大的調(diào)節(jié)范圍;當待測電阻當待測電阻RxR(滑動變阻器的最大阻值滑動變阻器的最大阻值)時時.(2)當待測電阻當待測電阻RxR(滑動變阻器的最大阻值滑動變阻器的最大阻值)時時,既可接成分壓式、也可接成限流

13、式既可接成分壓式、也可接成限流式.四、實驗誤差四、實驗誤差1偶然誤差和系統(tǒng)誤差偶然誤差和系統(tǒng)誤差從性質(zhì)和來源看從性質(zhì)和來源看,誤差分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩誤差分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩種種.(1)偶然誤差是由各種偶然因素對實驗者、測量儀偶然誤差是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)生的誤差器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的誤差.減小偶然誤減小偶然誤差的方法就是通過多次測量求平均值差的方法就是通過多次測量求平均值.(2)系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不精確系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不精確,或?qū)嶒灧椒ɑ驅(qū)嶒灧椒ù致曰驅(qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的粗略或?qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的.要減小系統(tǒng)誤差要減小系統(tǒng)誤差,必

14、須校準儀器必須校準儀器,或改進實驗方法或改進實驗方法,或完善實驗原理或完善實驗原理.2有效數(shù)字有效數(shù)字(1)測量既然總有誤差測量既然總有誤差,測量的數(shù)值就只能是近似測量的數(shù)值就只能是近似數(shù)數(shù),如如“174.2 mm”最末的一位數(shù)字最末的一位數(shù)字“2”是不可靠是不可靠數(shù)字數(shù)字,但它仍有意義不能舍但它仍有意義不能舍,因為它代表了一個大因為它代表了一個大概數(shù)量關系概數(shù)量關系,比如這里比如這里174.2與與174.8相比是接近相比是接近174還是還是175就顯而易見了就顯而易見了.像像174.2 mm這種帶這種帶一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字,有效數(shù)有效數(shù)字的最后

15、一位為誤差所在位字的最后一位為誤差所在位.在實驗中在實驗中,測量時要測量時要按有效數(shù)字的規(guī)則來讀數(shù)按有效數(shù)字的規(guī)則來讀數(shù).(2)確定有效數(shù)字時，應注意以下問題：確定有效數(shù)字時，應注意以下問題：有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點的位置無關有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點的位置無關.有效數(shù)有效數(shù)字的位數(shù)與單位無關字的位數(shù)與單位無關.關于關于“0”在有效數(shù)字中的特殊性在有效數(shù)字中的特殊性:0在前時在前時,從左從左往右數(shù)第一個不為零的數(shù)字才是有效數(shù)字往右數(shù)第一個不為零的數(shù)字才是有效數(shù)字.0在后在后時時,計入有效數(shù)字計入有效數(shù)字.乘方不算有效數(shù)字乘方不算有效數(shù)字;比如比如3.020103 m/s中中的的3不是有效數(shù)字不是有效

16、數(shù)字,10也不是也不是.3減小實驗誤差的方法減小實驗誤差的方法(1)多次測量求平均值多次測量求平均值(2)累積法累積法(3)圖象法圖象法五、創(chuàng)新實驗五、創(chuàng)新實驗1.創(chuàng)新實驗方案的設計創(chuàng)新實驗方案的設計,一般應遵循以下四條一般應遵循以下四條原則原則(1)科學性原則科學性原則(2)可靠性原則可靠性原則(3)方便性原則方便性原則(4)準確性原則準確性原則2設計性實驗的設計思路設計性實驗的設計思路熱點題型示例熱點題型示例實驗數(shù)據(jù)的讀取實驗數(shù)據(jù)的讀取 (2010年高考安徽理綜卷年高考安徽理綜卷)(1)在測定金屬在測定金屬的電阻率實驗中的電阻率實驗中,用螺旋測微器測量金屬絲的直用螺旋測微器測量金屬絲的直徑

17、徑,示數(shù)如圖示數(shù)如圖145所示所示,讀數(shù)為讀數(shù)為_mm.例例1(2)在用單擺測定重力加速度實驗中在用單擺測定重力加速度實驗中,用游標為用游標為20分度的卡尺測量擺球的直徑分度的卡尺測量擺球的直徑,示數(shù)如圖示數(shù)如圖146所示所示,讀數(shù)為讀數(shù)為_cm.圖圖145圖圖146【解析解析】(1)固定刻度部分讀數(shù)為固定刻度部分讀數(shù)為0.5 mm,可動可動刻度部分讀數(shù)為刻度部分讀數(shù)為11.70.01 mm0.117 mm,則則螺旋測微器的讀數(shù)為螺旋測微器的讀數(shù)為0.5 mm0.117 mm0.617 mm (0.616 mm0.619 mm都對都對)(2)主尺上的讀數(shù)為主尺上的讀數(shù)為0.6 cm游標尺上的第

18、游標尺上的第15條刻條刻線與主尺的某一刻線對齊線與主尺的某一刻線對齊,游標尺讀數(shù)為游標尺讀數(shù)為150.05 mm0.75 mm,則游標卡尺的讀數(shù)為則游標卡尺的讀數(shù)為0.6 cm0.075 cm0.675 cm.【答案答案】(1)0.617 mm(0.616 mm0.619 mm)(2)0.675 cm強化訓練強化訓練1(2011年高考大綱全國卷年高考大綱全國卷)使用多用使用多用電表測量電阻時電表測量電阻時,多用電表內(nèi)部的電路可以等效多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源為一個直流電源(一般為電池一般為電池)、一個電阻和一表、一個電阻和一表頭相串聯(lián)頭相串聯(lián),兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端兩個

19、表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端.現(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢現(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢,給定的器給定的器材有材有:待測多用電表待測多用電表,量程為量程為60 mA的電流表的電流表,電阻電阻箱箱,導線若干導線若干.實驗時實驗時,將多用電表調(diào)至將多用電表調(diào)至1 擋擋,調(diào)好零點調(diào)好零點;電阻箱置于適當數(shù)值電阻箱置于適當數(shù)值.完成下列填空完成下列填空:(1)儀器連線如圖儀器連線如圖147所示所示(a和和b是多用電表是多用電表的兩個表筆的兩個表筆)若兩電表均正常工作，則表筆若兩電表均正常工作，則表筆a為為_(填填“紅紅”或或“黑黑”)色；色；圖圖147(2)若適當調(diào)節(jié)電阻箱后若適當調(diào)節(jié)電阻箱后,

20、圖圖1中多用電表、電流中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖表與電阻箱的示數(shù)分別如圖148(a)、(b)、(c)所示所示,則多用電表的讀數(shù)為則多用電表的讀數(shù)為_,電流表的電流表的讀數(shù)為讀數(shù)為_mA,電阻箱的讀數(shù)為電阻箱的讀數(shù)為_;圖圖148(a)圖圖148(b)圖圖148(c)(3)將圖將圖147中多用電表的兩表筆短接中多用電表的兩表筆短接,此時流過此時流過多用電表的電流為多用電表的電流為_mA;(保留保留3位有效數(shù)字位有效數(shù)字)(4)計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為_V. (保留保留3位有效數(shù)字位有效數(shù)字)解析解析:(1)由多用電表電流由多用電表電流“紅表筆

21、進紅表筆進,黑表筆出黑表筆出”,電流表電流表“”接線柱電流流進接線柱電流流進,“”接線柱電流接線柱電流流出知流出知,a表筆為黑色表筆表筆為黑色表筆.(2)根據(jù)題圖讀數(shù)根據(jù)題圖讀數(shù),多用電表讀數(shù)為多用電表讀數(shù)為14.0 ,電流表電流表讀數(shù)為讀數(shù)為53.0 mA,電阻箱讀數(shù)為電阻箱讀數(shù)為41 60.1 4.6 .答案答案:(1)黑黑(2)14.053.04.6(3)102(4)1.54“紙帶類紙帶類”數(shù)據(jù)的處理數(shù)據(jù)的處理 在做在做“研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動”的實驗時的實驗時,某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶如圖某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶如圖149所示所示,并在其上取了并在

22、其上取了A、B、C、D、E、F等等6個計數(shù)點個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點間還有每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個計時個計時點點,本圖中沒有畫出本圖中沒有畫出),打點計時器接的是打點計時器接的是220 V、50 Hz的交變電源的交變電源.他把一把毫米刻度尺放在紙他把一把毫米刻度尺放在紙帶上帶上,其零刻度和計數(shù)點其零刻度和計數(shù)點A對齊對齊.例例2圖圖149(1)按照有效數(shù)字的讀數(shù)規(guī)則讀出相鄰計數(shù)點按照有效數(shù)字的讀數(shù)規(guī)則讀出相鄰計數(shù)點AB、BC、CD、DE、EF間的距離間的距離s1、s2、s3、s4、s5,它們依次為它們依次為_cm、_cm 、_cm 、_cm 、_cm .(2)由以上數(shù)據(jù)計算打點計時器在打由

23、以上數(shù)據(jù)計算打點計時器在打B、C、D、E各點時各點時,物體的即時速度物體的即時速度vB、vC、vD、vE依次依次是是_m/s、_m/s、_m/s、_m/s.(3)根據(jù)以上結(jié)果根據(jù)以上結(jié)果,試用兩種不同的方法計算該物試用兩種不同的方法計算該物體的加速度體的加速度a.(4)根據(jù)根據(jù)(2)中得到的數(shù)據(jù)中得到的數(shù)據(jù),試在如圖試在如圖1410所示所示的坐標系中的坐標系中,用作用作vt圖象的方法，從圖象中求圖象的方法，從圖象中求物體的加速度物體的加速度a.圖圖1410(5)從圖象上求紙帶上的從圖象上求紙帶上的A、F點所對應的物體的點所對應的物體的即時速度即時速度vA_m/s，vF_m/s.并由此計算：當打

24、點計時器打下并由此計算：當打點計時器打下A點的時刻，物點的時刻，物體已經(jīng)從靜止開始做勻加速運動體已經(jīng)從靜止開始做勻加速運動_s了了(6)如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f49 Hz,而做實驗的同學并不知道而做實驗的同學并不知道,那么由此引起的系統(tǒng)那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏誤差將使加速度的測量值比實際值偏_.理由是理由是_(4)圖象如圖圖象如圖1411所示所示圖圖1411【答案答案】(1)1.001.401.842.262.67(2)0.1200.1620.2050.247(3)0.42 m/s2(4)如圖如圖1411所示所示0.42 m/s2

25、(5)0.0790.2900.188(6)大大實際周期大于實際周期大于0.02 s，as/T21/T2，實際加速度小于測量加速度實際加速度小于測量加速度強化訓練強化訓練2(2011年高考廣東卷年高考廣東卷)圖圖1412是是“研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙實驗中獲得的一條紙帶帶,O、A、B、C、D和和E為紙帶上六個計數(shù)點為紙帶上六個計數(shù)點,加加速度大小用速度大小用a表示表示.圖圖1412(1)OD間的距離為間的距離為_cm.(2)圖圖1413是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的st2圖線圖線(s為各計數(shù)點至同一起點的距離為各計數(shù)點至同一起點的距離),斜率表示斜率表示

26、_,其大小為其大小為_m/s2(保留三位有效保留三位有效數(shù)字數(shù)字).圖圖1413答案：答案：(1)1.20(2)加速度的一半加速度的一半0.933“胡克定律類胡克定律類”實驗的處理實驗的處理 (2010年高考浙江卷年高考浙江卷)在在“探究彈簧彈力大小探究彈簧彈力大小與伸長量的關系與伸長量的關系”的實驗中的實驗中,甲、乙兩位同學選用甲、乙兩位同學選用不同的橡皮繩代替彈簧不同的橡皮繩代替彈簧.為測量橡皮繩的勁度系數(shù)為測量橡皮繩的勁度系數(shù),他們在橡皮繩下端依次逐個掛上鉤碼他們在橡皮繩下端依次逐個掛上鉤碼(每個鉤碼的每個鉤碼的質(zhì)量均為質(zhì)量均為m0.1 kg,取取g10 m/s2),并記錄繩下端并記錄繩

27、下端的坐標的坐標X加加i(下標下標i表示掛在繩下端鉤碼個數(shù)表示掛在繩下端鉤碼個數(shù)),然后然后逐個拿下鉤碼逐個拿下鉤碼,同樣記錄繩下端的坐標同樣記錄繩下端的坐標X減減I,繩下端繩下端坐標的平均值坐標的平均值Xi(X加加iX減減i)/2的數(shù)據(jù)如下表的數(shù)據(jù)如下表:例例3掛在橡皮繩下掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)端的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標橡皮繩下端的坐標(Xi/mm)甲甲乙乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1)同一橡皮繩的同一橡皮繩的X加加i_X減減i(大于或小于大于或小于);(2)_同學的數(shù)據(jù)更符合實驗

28、要求同學的數(shù)據(jù)更符合實驗要求(甲或乙甲或乙);(3)選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法求出該橡皮繩的勁度選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法求出該橡皮繩的勁度系數(shù)系數(shù)k(N/m);(4)為了更好地測量勁度系數(shù)為了更好地測量勁度系數(shù),在選用鉤碼時需考在選用鉤碼時需考慮的因素有哪些？慮的因素有哪些？【解析】【解析】(1)當所掛鉤碼增加時當所掛鉤碼增加時,橡皮繩的形變橡皮繩的形變量增加量增加,橡皮繩的長度變長橡皮繩的長度變長,但發(fā)生形變需要一但發(fā)生形變需要一定的時間定的時間,因而在剛剛掛上鉤碼時因而在剛剛掛上鉤碼時,橡皮繩的長橡皮繩的長度應小于掛上鉤碼平衡時的長度度應小于掛上鉤碼平衡時的長度;同理可知當所同理可知當所掛鉤碼減小時

29、掛鉤碼減小時,橡皮繩的長度應大于掛上鉤碼平橡皮繩的長度應大于掛上鉤碼平衡時的長度衡時的長度,而坐標而坐標x即為橡皮繩的長度即為橡皮繩的長度,所以所以x加加i小于小于x減減i.(2)每增加一個鉤碼，橡皮繩的形變量應相等，每增加一個鉤碼，橡皮繩的形變量應相等，所以乙同學的數(shù)據(jù)更符合實驗要求所以乙同學的數(shù)據(jù)更符合實驗要求(3)根據(jù)題意，求出掛上不同鉤碼時，橡皮繩的根據(jù)題意，求出掛上不同鉤碼時，橡皮繩的形變量，鉤碼的重力等于橡皮繩的彈力形變量，鉤碼的重力等于橡皮繩的彈力F，做，做出彈力出彈力F隨形變量變化的圖線，圖線的斜率即隨形變量變化的圖線，圖線的斜率即為橡皮繩的勁度系數(shù)為橡皮繩的勁度系數(shù)(4)盡可

30、能使橡皮繩的伸長量在彈性范圍內(nèi)盡可能使橡皮繩的伸長量在彈性范圍內(nèi),同時同時要有足夠大的伸長量要有足夠大的伸長量,以減小長度測量的誤差以減小長度測量的誤差.【答案】【答案】(1)小于小于(2)乙乙(3)由所給數(shù)據(jù)得改變量如下表所示由所給數(shù)據(jù)得改變量如下表所示掛在橡皮繩下掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)端的鉤碼個數(shù)改變量改變量(XiX1)/mm甲甲乙乙1230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86245.584.5由上表作圖得由上表作圖得圖圖1414由圖由圖1414可得可得k乙乙5770(N/m)或或圖圖1415對于甲同學的數(shù)據(jù)，因為只有前幾個數(shù)據(jù)可對于甲同學的數(shù)據(jù)，因為

31、只有前幾個數(shù)據(jù)可認為在彈性范圍內(nèi)，由圖認為在彈性范圍內(nèi)，由圖1415中切線的斜中切線的斜率得率得k甲甲2534(N/m)(4)盡可能使伸長量在彈性范圍內(nèi)，同時有足盡可能使伸長量在彈性范圍內(nèi)，同時有足夠大的伸長量，以減少長度測量的誤差夠大的伸長量，以減少長度測量的誤差強化訓練強化訓練3(2011年高考安徽卷年高考安徽卷)為了測量某為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼實驗測出了砝在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼實驗測出了砝碼質(zhì)量碼質(zhì)量m與彈簧長度與彈簧長度l的相應數(shù)據(jù)，其對應點已的相應數(shù)據(jù)，其對應點已在圖在圖1416上標出上

32、標出(g9.8 m/s2)(1)作出作出ml的關系圖線；的關系圖線；(2)彈簧的勁度系數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)為_ N/m.圖圖1416答案：答案：(1)如圖所示如圖所示(2)0.2480.262電學實驗器材的選取及應用電學實驗器材的選取及應用 (18分分)(2010年高考北京卷年高考北京卷)(1)甲同學要把一個量程為甲同學要把一個量程為200 A的直流電流計的直流電流計G,改裝成量度范圍是改裝成量度范圍是04 V的直流電壓表的直流電壓表.例例4她按圖她按圖1417所示電路用所示電路用半偏法測定電流計半偏法測定電流計G的內(nèi)電的內(nèi)電阻阻rg,其中電阻其中電阻R0約為約為1 k.圖圖1417為使為使rg

33、的測量值盡量準確的測量值盡量準確,在以下器材中在以下器材中,電源電源E應應選用選用_,電阻器電阻器R1應選用應選用_,電阻器電阻器R2應選用應選用_(選填器材前的字母選填器材前的字母)A.電源電源(電動勢電動勢1.5 V)B.電源電源(電動勢電動勢6 V)C.電阻箱電阻箱(0999.9 )D.滑動變阻器滑動變阻器(0500 )E.電位器電位器(一種可變電阻，與滑動變阻器相當一種可變電阻，與滑動變阻器相當)(05.1 k)F.電位器電位器(051 k)該同學在開關斷開情況下該同學在開關斷開情況下,檢查電路連接無誤檢查電路連接無誤后后,將將R2的阻值調(diào)至最大的阻值調(diào)至最大.后續(xù)的實驗操作步驟依后續(xù)

34、的實驗操作步驟依次是次是:_,_,_,_,最最后記錄后記錄R1的阻值并整理好器材的阻值并整理好器材.(請按合理的實驗請按合理的實驗順序順序,選填下列步驟前的字母選填下列步驟前的字母)A.閉合閉合S1B.閉合閉合S2C.調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R2的阻值的阻值,使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度D.調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R2的阻值的阻值,使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半一半E.調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R1的阻值的阻值,使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半一半F.調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R1的阻值的阻值,使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度如果所得的如果所得的R1的阻值為的阻值為300.0

35、 ,則圖則圖1417中被測電流計中被測電流計G的內(nèi)阻的內(nèi)阻rg的測量值為的測量值為_,該測量值該測量值_實際值實際值(選項選項“略大于略大于”、“略小于略小于”或或“等于等于”).給電流計給電流計G_聯(lián)聯(lián)(選填選填“串串”或或“并并”)一一個阻值為個阻值為_k的電阻的電阻,就可以將該電流計就可以將該電流計G改裝為量程為改裝為量程為4 V的電壓表的電壓表.(2)乙同學要將另一個電流計乙同學要將另一個電流計G改裝成直流電壓改裝成直流電壓表表,但他僅借到一塊標準電壓表但他僅借到一塊標準電壓表V0、一個電池組、一個電池組E、一個滑動變阻器一個滑動變阻器R和幾個待用的阻值準確的定和幾個待用的阻值準確的定

36、值電阻值電阻.該同學從上述具體條件出發(fā)該同學從上述具體條件出發(fā),先將待改裝的表先將待改裝的表G直接與一個定值電阻直接與一個定值電阻R相連接相連接,組成一個電壓表組成一個電壓表;然后用標準電壓表然后用標準電壓表V0校準校準.請你畫完圖請你畫完圖1418方方框中的校準電路圖框中的校準電路圖.圖圖1418實驗中實驗中,當定值電阻當定值電阻R選用選用17.0 k時時,調(diào)整滑動調(diào)整滑動變阻器變阻器R的阻值的阻值,電壓表電壓表V0的示數(shù)是的示數(shù)是4.0 V時時,表表G的指針恰好指到滿量程的五分之二的指針恰好指到滿量程的五分之二;當當R選用選用7.0 k時時,調(diào)整調(diào)整R的阻值的阻值,電壓表電壓表V0的示數(shù)是

37、的示數(shù)是2.0 V時時,表表G的指針又指到滿量程的五分之二的指針又指到滿量程的五分之二.由此可以判定由此可以判定,表表G的內(nèi)阻的內(nèi)阻rg是是_k,滿偏滿偏電流電流Ig是是_mA.若要將表若要將表G改裝成量程是改裝成量程是15 V的電壓表的電壓表,應配備一個應配備一個_k的電阻的電阻.【規(guī)范解答規(guī)范解答】(1)考慮到減小誤差，電源應考慮到減小誤差，電源應選電動勢較大的選電動勢較大的B；R1要選能讀出接入電路的電要選能讀出接入電路的電阻值的電阻箱；阻值的電阻箱；R2在電路中是限流連接，應選在電路中是限流連接，應選用總阻值大于用總阻值大于30 k的電位器的電位器F.(3分分)電流半偏法的具體操作順序

38、是：電流半偏法的具體操作順序是：a.S1斷開，斷開，S2閉合；閉合；b.調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R2，使電流計指針滿偏；，使電流計指針滿偏；c.閉合閉合S1；d.保持保持R2不變，調(diào)節(jié)不變，調(diào)節(jié)R1，使電流計指針半偏；，使電流計指針半偏；e.讀出讀出R1，即為電流計內(nèi)阻值，即為電流計內(nèi)阻值(3分分)(2)電路圖如圖電路圖如圖1419所示所示(13分分)圖圖1419【答案答案】(1)BCFBCAE300略小于略小于串串19.7(2)見規(guī)范解答見規(guī)范解答3.00.5027.0強化訓練強化訓練4(2011年高考四川卷年高考四川卷)為測量一電源為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻的電動勢及內(nèi)阻(1)在下列三個電壓表中選一個改裝

39、成量程為在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9 V的電壓表的電壓表A量程為量程為1 V、內(nèi)阻大約為、內(nèi)阻大約為1 k的電壓表的電壓表V1B量程為量程為2 V、內(nèi)阻大約為、內(nèi)阻大約為2 k的電壓表的電壓表V2C量程為量程為3 V、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為3 k的電壓表的電壓表V3選擇電壓表選擇電壓表_串聯(lián)串聯(lián)_k的電阻可的電阻可以改裝成量程為以改裝成量程為9 V的電壓表的電壓表(2)利用一個電阻箱、一只開關、若干導線和改利用一個電阻箱、一只開關、若干導線和改裝好的電壓表裝好的電壓表(此表用符號此表用符號V1、V2 或或V3與一個電與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表)，

40、畫出測，畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的實驗原理電路圖量電源電動勢及內(nèi)阻的實驗原理電路圖(3)根據(jù)以上實驗原理電路圖進行實驗根據(jù)以上實驗原理電路圖進行實驗,讀出電壓讀出電壓表示數(shù)為表示數(shù)為1.50 V時時,電阻箱的阻值為電阻箱的阻值為15.0 ;電壓電壓表示數(shù)為表示數(shù)為2.00 V時時,電阻箱的阻值為電阻箱的阻值為40.0 ，則，則電源的電動勢電源的電動勢E_V、內(nèi)阻、內(nèi)阻r_.答案：答案：(1)C6(2)如解析圖所示如解析圖所示(3)7.510.0創(chuàng)新實驗分析創(chuàng)新實驗分析 (2010年高考課標全國卷年高考課標全國卷)用對溫度敏感的用對溫度敏感的半導體材料制成的某熱敏電阻半導體材料制成的某熱敏電阻R

41、T,在給定溫度范在給定溫度范圍內(nèi)圍內(nèi),其阻值隨溫度的變化是非線性的其阻值隨溫度的變化是非線性的.某同學將某同學將RT和兩個適當?shù)墓潭娮韬蛢蓚€適當?shù)墓潭娮鑂1、R2連成圖連成圖1420虛線框內(nèi)所示的電路虛線框內(nèi)所示的電路,以使該電路的等效電阻以使該電路的等效電阻RL的阻值隨的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的,且具有合適的阻值范圍且具有合適的阻值范圍.為了驗證這個設計為了驗證這個設計,他采他采用伏安法測量在不同溫度下用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值的阻值,測量電路測量電路如圖如圖1420所示所示,圖中的電壓表內(nèi)阻很大圖中的電壓表內(nèi)阻很大.RL的測的測量結(jié)

42、果如下表所示量結(jié)果如下表所示例例5圖圖1420溫度溫度t ()30.040.050.060.070.080.090.0RL阻阻值值()54.351.548.344.741.437.934.7回答下列問題：回答下列問題：(1)根據(jù)圖根據(jù)圖1420所示的電路，在圖所示的電路，在圖1421所示所示的實物圖上連線的實物圖上連線圖圖1421(2)為了檢驗為了檢驗RL與與t之間近似為線性關系，在坐標之間近似為線性關系，在坐標紙上作紙上作RLt關系圖線關系圖線圖圖1422(3)在某一溫度下在某一溫度下,電路中的電流表、電壓表的示電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖數(shù)如圖1423甲、乙所示甲、乙所示.電流表的讀數(shù)

43、為電流表的讀數(shù)為_,電壓表的讀數(shù)為電壓表的讀數(shù)為_.此時等效電阻此時等效電阻RL的阻值的阻值為為_;熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為_.圖圖1423【答案答案】(1)連線如圖連線如圖1424所示所示圖圖1424(2)RLt關系曲線如圖關系曲線如圖1425所示所示圖圖1425(3)115 mA5.00 V43.5 64.0 (6266 )強化訓練強化訓練5(2011年河北衡水模擬年河北衡水模擬)某興趣小組某興趣小組為了探究自行車的初速度與其克服阻力做功的為了探究自行車的初速度與其克服阻力做功的關系設計實驗的主要步驟是：關系設計實驗的主要步驟是：在學校操場在學校操場的跑道上畫一

44、道起點線；的跑道上畫一道起點線；騎上自行車用較快騎上自行車用較快速度駛過起點線，并同時從車把手處自由釋放速度駛過起點線，并同時從車把手處自由釋放一團很容易辨別的橡皮泥一團很容易辨別的橡皮泥(其在運動過程中空氣其在運動過程中空氣阻力不計阻力不計)；車駛過起點線就不再蹬自行車腳車駛過起點線就不再蹬自行車腳蹬，讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進；蹬，讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進；待車停下時待車停下時,記錄自行車停下的位置記錄自行車停下的位置;用卷尺用卷尺量出起點線到橡皮泥落地點間的距離量出起點線到橡皮泥落地點間的距離x、起點線、起點線到終點的距離到終點的距離L及車把手處離地高度及車把手處離地高度h.若自行車若

45、自行車在行駛中所受的阻力為在行駛中所受的阻力為f并保持恒定，設當?shù)氐牟⒈３趾愣?，設當?shù)氐闹亓铀俣葹橹亓铀俣葹間,那么：那么：(1)自行車經(jīng)過起點線時的速度自行車經(jīng)過起點線時的速度v_.(用用已知的物理量和所測量得到的物理量表示已知的物理量和所測量得到的物理量表示)(2)自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做的功自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做的功W_.(用已知的物理量和所測量得到用已知的物理量和所測量得到的物理量表示的物理量表示)(3)多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度，多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度，重復上述實驗重復上述實驗，則每次只需測量上述，則每次只需測量上述物理量中的物理量中的_和和_，就能通過，就能通過數(shù)據(jù)分析達到實驗目的數(shù)據(jù)分析達到實驗目的知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放