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文档简介
1、高中物理实验根本知识一常用实验原理的设计方法1. 控制变量法:如:在“验证牛顿第二定律的实验中,加速度、力和质量的关系控制2 .理想化方法:用伏安法测电阻时,选择了适宜的内外接方法,一般就忽略电表的非理想性。3.等效替代法:验证力的平行四边形定那么4 模拟法:当实验情景不易创设或根本无法创设时,可以用物理模型或数学模型等效的情景代替,尽管两个情景的本质可能根本 不同。“描绘电场中的等势线的实验就是用电流场模拟静电场。5.微小量放大法:微小量不易测量,勉强测量误差也较大,实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量,采用 光路放大了金属丝的微小扭转;二常见实验数据的收集方法1 利用测量
2、工具直接测量根本物理量模块根本物理量测量仪器力学长度刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器时间秒表停表、打点计时器质量力天平弹簧秤电学电阻粗测欧姆表、电阻箱电流电压电流表电压表热学温度温度计2 常见间接测量的物理量及其测量方法有些物理量不能由测量仪器直接测量,这时,可利用待测量和可直接测量的根本物理量之间的关系,将待测物理量的测量转化.为基本物理量的测量。模 块待测物理量根本测量方法力 学速度利用纸带,Vm;利用平抛,V xj 2TV 2y加速度利用纸带,逐差法aS ;T2功根据WEk转化为测量 m v电 学电阻精确测量根据R U转化为测量U I 伏安法:电阻箱半偏、替代I电功率根据P=UI转化为测量U
3、、1电源电动势根据E= U+ Ir转化为测量U、1然后联立方程求解或运用图像处理使用考前须知:一般不同的仪器在使用中都有其特殊的要求,以下几点要特别注意:天平在进行测量前应先调平衡。电磁打点计时器所用电源要求为46V的交流电源。多用电表的欧姆档每次换档后要重新调零,被测电阻要与电路断开,使用完毕要将选择开关转至交流电压最高档或“OFF'档。滑动变阻器、电阻箱和定值电阻使用过程中要考虑其允许的最大电流。滑动变阻器采用限流接法时,滑动触片开始应位于变阻器阻值最大的位置;滑动变阻器采用分压接法时,滑动触片开始应位于分压为零的位置。电阻箱开始应处于阻值最大状态,调整电阻箱的阻值时,不能由大到小
4、发生突变,以免因为阻值过小而烧坏电阻箱。不需要估读的测量仪器:游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读;欧姆表刻度不均匀,可以不估读或按半刻度估读。游标卡尺的读数:游标卡尺的读数局部由主尺最小分度为1mm,和游标尺两局部组成。按照游标的精度不同可分为三种:a10分游标,其精度为;b 20分游标,其精度为;C50分游标,精度为。游标卡尺的读数方法是:以游标零刻度线为准在主尺 上读岀整毫米数L1,再看游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐,由游标上读岀毫米以下的小数那么总的读数为:L1+ L2。电阻箱:能表示岀接入电阻值大小的变阻器;读数方法是:各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,它们之
5、和就是电阻箱接入电路的阻值。使用电阻箱时要特别注意通过电阻的电流不能超过允许的最大数值。1、长度的测量例题1 游标卡尺的读数:主尺最小分度是 甲图中的游标是10分度,那么读数为 乙图中的游标是20分度,那么读数为 丙图中的游标是50分度,那么读数为1mm那么图中三个卡尺的读数为:mm :mmmm案:,,2螺旋测微器的读 中甲为 mm ;乙 mm丙为 mm 。答案:,,2、互成角度的两个共点力的甲成实验目的验证力的合成的平行四边形定那么实验原理,看其用平行四边形定此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果即:使橡皮条在某一方向伸长一定的长度 那么求岀的合力与这一个力是否在实验误差允许范围
6、内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的平行四边形定那么实验器材木板一块,白纸,图钉假设干,橡皮条一段,细绳,弹簧秤两个,三角板,刻度尺,量角器条的另条伸长,结数。在白纸 平行四边形置0,记下 簧秤的拉力实验步骤1 用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。2 用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,用两条细绳套结在橡皮端。3 用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮 点到达某一位置 0 如下图。4 用铅笔描下结点 0的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧秤的读上按比例作出两个弹簧秤的拉力已和F2的图示,利用刻度尺和三角板根椐定那么求出合力F。5 只用一个弹簧秤,通过细
7、绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从0点起做出这个弹F'的图示。6 比拟F'与用平行四边形定那么求得的合力 F,在实验误差允许的范围内是否相等。7 改变两个分力Fi和F2的大小和夹角。再重复实验两次,比拟每次的F与F'是否在实验误差允许的范围内相等。考前须知1 用弹簧秤测拉力时,应使拉力沿弹簧秤的轴线方向,橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。2 同一次实验中,橡皮条拉长后的结点位置0必须保持不变。例题1 在本实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置0点,以下操作中错误.的是
8、A .同一次实验过程中,0点位置允许变动B 在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度C 实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条的结点拉 到0点D 实验中,把橡皮条的结点拉到0点时,两弹簧之间的夹角应取 90°不变,以便于算岀合力的大小答案:ACD2 某小组做本实验时得出如下图的图 F'与A、0共线,其中A为固定橡皮条的图钉,与细绳套的结点,图中 是Fi与 F2合力的真实值, 是Fi与 F2合力的实验值,需要是和。通过本实验可以验证 o答案:F',F,F',F,力的平行四边形定那么
9、3 .做本实验时,其中的三个实验步骤是:1在水平放置的木板上垫一张白张,把橡皮条的一端固定在板上,另一端拴两根细线,时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点到达某一位置0点,在白纸上记下0秤的读数F1 和 F2o2在纸上根据F1和F2的大小,应用平行四边形定那么作图求出合力FiAF2点和两弹簧0为橡皮条 进行比拟的通过细线同Fo3只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与两个弹簧秤拉时相同,记下此时弹簧秤的读数 以上三个步骤中均有错误或疏漏,指岀错在哪里FFF'和细绳的方向。在1 中是o在2中是o在3中是o答案:1两绳拉力的方向;2 “的大小后面加“和方向 ;3 “相同之
10、后加“橡皮条与绳的结点拉到0点3、测定匀变速直线运动的加速度含练习使用打点计时器实验目的1 练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。2 学习用打点计时器测定即时速度和加速度。实验原理50Hz,因此纸带上的点就表示了和纸带1 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔打一次点由于电源频率是相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。2 由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如下图,0、间间隔相等的各计数点,Si、S2、S3、为相邻两计数点间的距离, S=SS 1=S3-S2=恒量,即假设连续相等的时间间隔内的位移之差纸带相连的物体的运动为
11、匀变速直线运动。3 .由纸带求物体运动加速度的方法:(1)用“逐差法求加速度:即根据S4-Si=S5-S2=S6-S 3=3aT2 (T为相邻两计数点间的时间间隔)求出 aJ4 j13T1、2 为时假设为恒量,那么与a S5a2=S2、23Ta3= 雪,再算出ai、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度。3TS s(2)用v-t图法:即先根据vn= nU求出打第n点时纸带的瞬时速度,后作出v-t图线,图线的斜率即为物体运动的加速2T度。实验器材小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,米尺实验步骤1 把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸岀
12、 计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路,如下图。2 把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在细绳的另一端 钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸 计时器,并把它的一端固定在小车的后面。3 把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车, 打点计时器就在纸带上打下一系列的点,取下纸带,换上新纸带,重桌面,把打点挂上适宜的带穿过打点让小车运动, 复实验三次。4 选择一条比拟理想的纸带,舍掉开头的比拟密集的点子,确定好计数始点0,标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离,用逐差法求岀加速度值,最后求其平均值。也可求岀各计数点对应的速度,作v-t图线,求得直线
13、的斜率即为物体运动的加速度考前须知1 .纸带打完后及时断开电源。2 .小车的加速度应适当大一些,以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取78个计数点为宜。3 .应区别计时器打岀的轨迹点与人为选取的计数点,通常每隔4个轨迹点选1个计数点,选取的记数点不少于 6个。4 .不要分段测量各段位移,可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离,读数时应估读到毫米的下一位。例题1 电磁打点计时器是一种使用 电源的计时仪器,它的工作电压是 。如下图,A是,B是,。是D是, E是, F是。答案:交流,4至6V,线圈,振动片,限位孔,振针,永磁体,接线柱。分,CB量匀变速直线运动的力加速度时,从假设干纸带中选中的一
14、条纸带的一部 注明了他对各计数点间距离的测检结果。論位:cm)S2-S 1S3-S 2S4-S 3S5-S 4S6-S 5各位移差与平均值最多相差范围内相等,所以小车的运动是S1 S2 S3S4 ,由此可以得出结论:小车的位移在(2)根据匀变速直线运动的规律,可以求得物体的加速度Sa=T2m/s2。(3)根据an-3=_驴,可求出3T2S4 S1所以,a=a1a2 a33m/s2,日2= _笋=3Tm/s2。m/s2,日3=迪S33产m/s2,(2); (3),。A、B、C D E为相邻的计数点,相D=答案:(1),任意两个连续相等的时间里、在误差允许的,匀加速直线运动;3 在研究匀变速直线运
15、动的实验中,如下图,为一条记录小车运动情况的纸带,图中 邻计数点间的时间间隔 T=o(1)根据计算各点瞬时速度,那么va=m/s,Vb=m/s, vc=m/s,vd=m/s,ve=m/SoSn Sn 1 d n 1 d n 12答案:(1) Vn= ,; (2) S , S,始计时小车的开2T2T速度,即VAo4、验证牛顿第二定律实验目的验证牛顿第二定律。变细线对小 速度是否与实验原理蚊柑打点汁吋藕测岀小车的 反比。1 .如下图装置,保持小车质量不变,改变小桶内砂的质量,从而改 车的牵引力,测岀小车的对应加速度,作岀加速度和力的关系图线,验证加 外力成正比。2 保持小桶和砂的质量不变,在小车上
16、加减砝码,改变小车的质量,对应加速度,作岀加速度和质量倒数的关系图线,验证加速度是否与质量成实验器材小车,砝码,小桶,砂,细线,附有定滑轮的长木板,垫木,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,托盘天平及砝码, 米尺。实验步骤1 用天平测出小车和小桶的质量 M和M',把数据记录下来。2 按如图装置把实验器材安装好,只是不把挂小桶用的细线系在小车上,即不给小车加牵引力。3 平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木,反复移动垫木的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态可以从纸带上打的点是否均匀来判断。4 .在小车上加放砝码,小桶里放入适量的砂,把砝码和砂的质量m和
17、m'记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号。5 保持小车的质量不变,改变砂的质量要用天平称量,按步骤4再做5次实验。6 .算岀每条纸带对应的加速度的值。7 .用纵坐标表示加速度 a,横坐标表示作用力,即砂和桶的总重力M'+m'g,根据实验结果在坐标平面上描出相应的点,作图线。假设图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。8 保持砂和小桶的质量不变,在小车上加放砝码,重复上面的实验,并做好记录,求岀相应的加速度,用纵坐标表示加速度假设图线为一条过原点
18、的a,横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数,在坐标平面上根据实验结果描岀相应的点并作图线,M m直线,就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。考前须知1 砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的102 在平衡摩擦力时,不要悬挂小桶,但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度,如果在纸带上打岀的点的间隔 是均匀的,说明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3 作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点,不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧,但如遇个别特别偏离 的点可舍去。例题1 在做验证牛顿第二定律的实验时,某学生将实验装置按如图安装,而后就接通源开始做
19、实验,他有三个明显的错误:1; 2 ; 3 。答案:1没有平衡摩擦力;2不应挂钩码,应挂装有砂子的小桶;3细线太长悬挂物离地面太近。2 在验证牛顿第二定律的实验中,用改变砂的质量的方法来改变对小车的作用力F,用打点计时器测岀小车的加速度 a,得岀假设干组F和a的数据。然后根据测得的数据作出如下图的a-F图线,发现图线既不过原点,又不是直线,原因是A 没有平衡摩擦力,且小车质量较大B 平衡摩擦力时,所垫木板太高,且砂和小桶的质量较大C .平衡摩擦力时,所垫木板太低,且砂和小桶的质量较大D 平衡摩擦力时,所垫木板太高,且小车质量较大答案:C5、研究平抛物体的运动实验目的1 .用实验方法描岀平抛物体
20、的运动轨迹。2 .从实验轨迹求平抛物体的初速度。实验原理平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动:一是水平方向的匀速直线运动,另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动,利用描迹法描出小球的运动轨迹,即小球做平抛运动的曲线,建立坐标系,测出曲线上的某一点的坐标x和y,根1据重力加速度g的数值,利用公式 y= gt2求出小球的飞行时间t,再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度,即为小球做平抛运2动的初速度。实验器材 斜槽,竖直固定在铁架台上的木板,白纸,图钉,小球,有孔的卡片,刻度尺,重锤线。实验步骤1 安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,可用平衡法调整斜槽
21、,即将小球轻放在斜槽平直 局部的末端处,能使小球在平直轨道上的任意位置静止,就说明水平已调好。2 调整木板:用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方向记 录到钉在木板的白纸上,固定木板,使在重复实验的过程中,木板与斜槽的相对位置保持不变。3 .确定坐标原点 0:把小球放在槽口处,用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点O, 0点即为坐标原点。4 描绘运动轨迹:在木板的平面上用手按住卡片,使卡片上有孔的一面保持水平,调整卡片的位置,使从槽上滚下的小球正 好穿过卡片的孔,而不擦碰孔的边缘,然后用铅笔在卡片缺口上点个黑点,这就在白纸上记下了小球
22、穿过孔时球心所对应的位置。 保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同,用同样的方法,可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸用平滑的曲线把这些 位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。5 计算初速度:以 0点为原点画出竖直向下的 y轴和水平向右的x轴,并在曲线上选取 A、B、C、D、E F六个不同的点,用1刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y,用公式x=vot和y= gt2计算出小球的初速度 vo,最后计算出V。的平均值,并将有关数据2记入表格内。考前须知1 实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平,方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,并使小球 的运动靠近图板但不接触。2 .小
23、球必须每次从斜槽上同一位置滚下。3 .坐标原点小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,应是小球在槽口时,球的球心在木板上的水平投影点4 .要在平抛轨道上选取距 0点远些的点来计算球的初速度,这样可使结果的误差较小。例题1 .以下哪些因素会使“研究平抛物体的运动实验的误差增大A .小球与斜槽之间有摩擦B 安装斜槽时其末端不水平记录轨迹,小方 球平抛的初速 点的速率是实验目的 验证机械能守恒定律。实验原理当物体自由下落时,只有重力做功,物体的重力势能和动能互相转化,机械能守恒。假设某一时刻物体下落的瞬时速度为1下落高度为h,那么应有:mgh= mV",借助打点计时器,测出重物某时刻的下落高度
24、h和该时刻的瞬时速度 V,即可验证机械能是否2守恒,实验装置如下图。测定第n点的瞬时速度的方法是:测岀第s sn点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和Sn+1,由公式Vn= n ,或;2T由Vn=仏一仏丄算出,如下图。2T实验器材 铁架台带铁夹,打点计时器,学生电源,实验步骤 12345导线,带铁夹的重缍,纸带,米尺。SnNS+1dn+1按如图装置把打点计时器安装在铁架台上,把纸带的一端在重锤上用夹子固定好,另一端穿过计时器限位孔,用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。 接通电源,松开纸带,让重锤自由下落。重复几次,得到3 5条打好点的纸带。在打好点的纸带中挑选第一、 二两点间的
25、距离接近 2mm且点迹清晰一条纸带,在起始点标上0,以后各依次标上1,2,3 h用导线把打点计时器与学生电源连接好。用刻度尺测岀对应下落高度1、h2、h36 .应用公式Vn=J 计算各点对应的即时速度 V1、V2、V3。2T17.计算各点对应的势能减少量mgh和动能的增加量mV2,进行比拟。2注意项事1 .打点计时器安装时,必须使两纸带限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力。2 .选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。3 .因不需要知道动能和势能的具体数值,所以不需要测量重物的质量。例题1 .本实验中,除铁架台、铁夹、学生电源、纸带和重物外,还需选用下述仪器中的哪几种 A 秒表 B
26、刻度尺 C 天平 D 打点计时器答案:BD2 在“验证机械能守恒定律的实验中,打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重加速度 g=s2,测得所用的重物的质量为。实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作 C、D各点到0点的距离分别为、。根据以上数据,可知重物由 等于J。取3位有效数字答案:,3 在本实验中,所用电源的频率为50Hz,某同学选择了想的纸带,用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数 示。图中0是打点计时器打的第一个点,A、B、C、D、E分别打两个点的时间作为计时单位取的计数点。根据纸带求:123A、B、O另连续的4个点A、B、C D作为测量的点,经测量知道0点到运动C
27、点,重力势能减少量等于 J,动能的增加量ABC一条 如图 是以每重锤下落的加速度。假设重锤质量为 mkg,那么重锤从起始下落至 B时,减少的重力势能为多少 重锤下落到B时,动能为多大(mm)4从2、3的数据可得什么结论产生误差的主要原因是什么答案:1 S2; 2 | = ; 3丘=;4在实验误差允许的范围内,重锤重力势能的减少等于其动能的增加,机械能守恒。 产生误差的主要原因是重锤下落过程中受到阻力空气阻力、纸带与限位孔间的摩擦阻力的作用。答案:1; 2 ABD10、测定金属的电阻率实验目的用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率;练习使用螺旋测微器 实验原理根据电阻定律公式 R= ,只要测量岀金
28、属导线的长度|和它的直径d,计算岀导线的横截面积 S,并用伏安法测岀金属导线S的电阻R,即可计算岀金属导线的电阻率。实验器材 米尺。计算岀导线的被测金属导线,直流电源4V,电流表,电压表0-3V,滑动变阻器50Q,电键,导线假设干,螺旋测微器, 实验步骤1 用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求岀其平均值d,角横截面积So2 按如下图的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。上一匚二I±一I3 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出W Et kP* 14 把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确合电键
29、So改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U-其平均值I。 认无误后,闭 的值,断开电键S,求岀导线电阻R的平均值。RSd2U5将测得的R、|、d值,代入电阻率计算公式中,计算岀金属导线的电阻率。I4II6拆去实验线路,整理好实验器材。考前须知1 测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两并入点间的局部待测导 线长度,测量时应将导线拉直。2 本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路必须采用电流表外接法。3 实验连线时,应先从电源的正极岀发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路闭合电路 然后再
30、把电压表并联在待测金属导线的两端。4 闭合电键S之前,一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。5 在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I的值不宜过大电流表用 0量程,通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。例题1在“测定金属的电阻率实验中,以下操作中错误的选项是A 用米尺量岀金属丝的全长三次,算岀其平均值B 用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算岀其平均值C 用伏安法测电阻时采用安培表的内接线路,屡次测量后算岀其平均值D .实验中应保持金属丝的温度不变答案:AC2ABCDE欲用伏安法测定一段阻值约为 5 左右的金属导线的电阻
31、,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:电池组3V,内阻1;电流表03A内阻 电流表0,内阻 电压表03V,内阻3k 电压表015V,内阻15kF .滑动变阻器020,额定电流1AG .滑动变阻器02000 H 电键、导线。1234,额定电流上述器材中应选用的是 实验电路应采用电流表 设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图,图示中 将图中给定的器材连成实验电路。.O 填写各器材的字母代号 接法。填“内或“外) i=A, U=答案:1 ACDF;2外;3, 4略。11、用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻 实验目的 测定电池的电动势和内电阻。实验原理 如图1所示,改变R的阻值,从电压表和电
32、流表中读出几组 合电路的欧姆定律求岀几组、r值,最后分别算岀它们的平均值。I为横坐标,2所得直线跟纵轴的交点此外,还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以用测出的几组I、U值画出U-I图象如图 直图线斜率的绝对值即为内电阻 实验器材待测电池,电压表0-3V,实验步骤12345r的值。电流表,滑动变阻器10 Q,电电流表用量程,电压表用把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。 闭合电键, 翻开电键, 处理数据,3V量程,按电路图连接好电路。调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数据 整理好器材。用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。值,利用闭I、UU为纵坐标, 即为电动势I U,用同样方
33、法测量几组I、U的值。键,导线。考前须知1 为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的1号干电池。I、U数据中,第1和第4为一组,第22 .干电池在大电流放电时,电动势 会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过,短时间放电不宜超过。因此, 实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完立即断电。3 要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的和第5为一组,第3和第6为一组,分别解出、r值再平均。4 .在画U-I图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。 这样,就可使偶然误
34、差得到局部的抵消,从而提高精确度。5 干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小,即不会比电动势小很多,这时,在画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必须从零开始。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。例题,如图为所需1 .用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内电阻分别为 的器材。1请你把它们连成实验电路,注意两个电表要选用适当量程,并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大。V,内2 一位同学记录的6组数据见下表,试根据这些数据在图中画出U-I图线,根据图线求出电池的电动势A.用
35、图a所示电路时,B.用图a所示电路时,C.用图b所示电路时,D.用图b所示电路时,阻 。I/AU/V答案:1略;2,。2 用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,以下说法正确的选项是答案:AB12、练习用多用电表万用表测电阻实验目的练习使用多用电表测电阻。实验原理,表头是一块咼灵敏度磁电式电流表,多用电表由表头、选择开关和测量线路三局部组成如图其满度电流约几十到几百A,转换开关和测量线路相配合,可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻局部即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的,原理如下图,当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有Ig= 1r rg
36、R R中当电笔间接入待测电阻 Rx时,有I x= 2R中RxI x =R 中I gRxR 中(3)联立1、 2式解得1由3式知当R=R中时,lx=_ lg,指针指在表盘刻度中心,故称R中为欧姆表的中值电阻,由2式或3式可知每一个R都有一个对2应的电流值I,如果在刻度盘上直接标岀与 I对应的R的值,那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端,就可以从表盘上直接读 出它的阻值。由于电流和电阻的非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度是不均匀的,电阻的零刻度在电流满刻度处。实验器材多用电表,标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个,小螺丝刀。实验步骤1 机械调零,用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处,并
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