光学和热学实验总复习

1、0123V051015 例1.若使用的是该表的0-3V量程，那么电压表读数为_V 。 若使用的是该表的0-15V量程，那么电压表度数又为多少是_V。 例2.电阻箱示意图如右,试读出当时电阻箱的阻值是_. 1.15 5.7 84580.2 二、电流表、电压表内部结构 常用电流表和电压表都是由小量程的电流表G改装而成的。G的电阻Rg叫表头内阻。最大刻度对应的电流Ig叫满偏电流,与之对应的电压Ug叫满偏电压,Ug=IgRg。 将电流表头G改装为电压表，要串联一只大电阻实现分压。G 将电流表头G改装为电流表；要并联一只小电阻实现分流。G三、恒定电流实验常规 1伏安法测电阻 (a)叫外接法，系统误差是由

2、电压表的分流引起的，测量值总小于真实值。小电阻应采用外接法。 (b)叫内接法，系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值。大电阻应采用内接法。VA(a)VA(b)VAabc电压变化大用外接法。电流变化大用内接法。若 ,则用外接法。若 ,则用内接法。若无法估计被测电阻阻值大小,用试触法： 若已知电压表的准确阻值,利用外接法; 若已知电流表的准确阻值,利用内接法。 2滑动变阻器的两种接法 (a)RRx (a)叫限流电路； 若要求电压调节范围尽可能大；或要求电压从零开始增大，必须用分压。若被测电阻阻值较小，应选用限流电路。 限流电路优点是结构简单，回路消耗功率小；分压电路优点是电压调节范围大

3、。(b)RRx (b)叫分压电路 。 确定选用限流电路后,为了调节方便,要选用阻值与被测电阻接近的滑动变阻器作限流器。 确定选用分压电路后,为了调节方便,要选用阻值较小的滑动变阻器作分压器。 若给出了多个总阻值不同的滑动变阻器,在选用时,除了要考虑其额定电流以外,还要考虑实验中调节方便。 AV+-3实物图连线方法 AV+-四、考试大纲规定的学生实验1.用描迹法画出电场中平面上的等势线 所用电流表是零刻度在中央的灵敏电流表，实验前应先查明电流方向与指针偏转方向的关系。 操作时应该用导线的一端刮触电流表的接线柱。 用恒定电流的电流场来模拟等量异种点电荷形成的静电场。 找到每个基准点的若干等势点，画

4、出等势线。 例4用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线,下列哪些模拟实验的设计是合理的? ( ) M NA将电极M、N都接电源的正极，模拟等量正 点电荷周围的静电场MNB将电极M接电源正极，电极N接电源负极， 模拟正点电荷周围附近的静电场M NC长条形电极M、N分别接电源正负极，模拟 平行板电容器间的静电场MD圆柱形电极M接电源负极，模拟负点电荷周 周围的静电场BC2测定金属的电阻率 实验选用的电阻丝阻值较小,用外接法。 对电压的调节范围没有特殊要求,被测电阻又较小,供电电路选用限流电路。 金属的电阻率随温度升高而变大，因此通电时间不能太长,电流不宜太大,以免电阻率发生较明显的变化。 由于选用

5、限流电路,为保护电表和电源,闭合电键前应使滑动变阻器接入电路部分的阻值最大。 为减小偶然误差，应该多做几次实验取平均值。3描绘小灯泡的伏安特性曲线 灯丝不发光时温度是室温,正常发光时温度很高,其阻值随温度升高而明显增大,U-I图线不再是过原点的直线。 小灯泡是标有(3.8V,0.3A) 正常发光时电阻是13,用电流表外接法;要测量不同电压下的电流电压,电压取值范围要尽量大,因此用分压电路。AVabPS 开始实验时滑动触头P应在a端，然后逐渐向b端移动。0.30.20.1O1 2 3 4U/VI/A例6.描绘小灯泡的伏安特性曲线。所用小灯泡的额定电压是3.8V。 根据实验到得的曲线可知小灯泡额定

6、功率为_W。 在1V电压下灯丝电阻是_;在2V电压灯丝电阻是_. 若将该灯泡接在E=4V,r=10电源两端其实际功率将是_W. 1.149.17.1 实验的系统误差主要是由电压表的分流引起的。 0.40 用笔画线当导线把下列实验器材连接成实验电路。 注意电键闭合前滑动变阻器滑动触头的位置。 实验分三大步骤。4把电流表改装为电压表 G 计算需要串联的阻值,把电流表改装成电压表，并改写表盘刻度。VG 将改装的电压表跟标准电压表进行校对, 并进行校准。 分析实验的系统误差。 用半偏法测定电流表头的内阻Rg。R2R1K2K1EG例7.在把电流表改装为电压表的实验中,给出的器材有:电流表(量程0-300

7、A);标准伏特表(量程0-3V);电阻箱(0-9999);电位器(0-100k);电源(电动势2V);电源(电动势6V);滑动变阻器(0-50,额定电流1.5A);电键两只,导线若干。R2R1K2K1EG 用半偏法测定电流表的内阻。为尽量减小系统误差, R1应选用_, R2应选用_,电源E应选用_。Ig=Ig/2Ig/2 若用上述方法测得电流表G的内阻为600。现要将该电流表改装为量程0-3V的伏特表,方法是给电流表_联一只电阻箱，并把其阻值调节为_。 将图示器材接成校对所需实验电路。(每0.5V刻度进行一次校对) G串9400 本实验第步的系统误差总是使测得的Rg比真实值偏_。由此引起的结果

8、是在校对中，发现改装电压表的示数总是比标准电压表的示数偏_。调整的方法是将电阻箱的阻值适当_。GRgRIgR= -RgUIgR偏大 由于闭合K2后总电流略有增大, R2上的电流略大于Ig/2,因此测量值比真实值偏小。减小小小 5用电流表和电压表测电池的电动势和 内电阻VARSIIAIVE=U+Ir 该实验系统误差是由电压表的分流引起的。 为了减小这个系统误差，选用电压表时应选择内阻大一些的。系统误差分析： 电动势和内阻的测量值都偏小。0I/AU/V1.04.03.02.00.20.40.6 为了减小偶然误差,要多做几次实验,多取几组数据,利用U-I图象处理实验数据。 0.2 0.4 0.6I/

9、AU/VO3.02.01.0 注意：有时坐标的起始值不是（0, 0），E、r应该列方程求解。电动势E=3.0V,内阻r=5.0 这条直线的偶然误差比每组实验数据的偶然误差都小。 E=4.0V，r=5.0 E、r测量值都比真实值偏小 例8.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1和1k。下边为实验原理图和所需器材的实物图。试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。变阻器安培表伏特表电 池电 键U/VI/A0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.71.001.101.201.301.401.50 实验中记录的数据如下表所示,根据数据在

10、下图中画出U-I图线。由图线读出被测电池的电动势E=_V，内电阻r=_。 I (A) 0.120.20 0.31 0.32 0.50 0.57U(V) 1.371.32 1.24 1.18 1.10 1.05 第四组数据记录有错,舍去不用。P（0,1.46）Q（0.65,1.00）在拟合直线上取P、Q。E=1.46V, r=0.71。6用多用电表测探测黑箱内电学元件多用电表的使用。 机械调零:用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝,使指针指左端零刻线。 根据被测物理量及其数量级,将选择开关旋到相应的位置。 76mA 欧姆挡的使用: 选倍率。比电阻估计值低一个数量级。 进行欧姆调零:红、黑表笔

11、短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指右端零刻线处。 将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。 将指针示数乘以倍率得测量值。 将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。 若指针偏转角小, 若指针示数偏小,应减小倍率重测。应增大倍率重测。 使用时,只能用手握表笔的绝缘棒,不能接触表笔的金属部分。 (一是为了安全;二是两手之间的人体电阻将会改变电路结构)。 不论使用多用电表的哪个挡,电流总是从多用电表的正插孔(红表笔)进入电表,从负插孔(黑表笔)流出电表。 例9.多用电表表头的示意图如右。 如图所示,测量的是_，读数为_. 如图所示,测量的是_ ,读数为_. 如图所示,测量的是_,读数为_. 全部测量结束后，应将

12、选择开关拨到_，OFF或者_。V500直流电压 1.24V 直流电流 49mA 电阻 1.70k 例10.“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测： 第一步：用电压挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针均不发生偏转； 第二步：用电阻100挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图1所示。 abcabcabcabcabcabc+123456图105101520304050100图205101520304050100图3 第一步测量结果表明盒内_。 图2示出了图11、

13、2中指针所处位置，其对应阻值是_；图3示出了图13中指针所处位置，其对应的阻值是_。不存在电源 1200 500 请在图的接线柱间，用电路符号画出盒内的元件及连接情况。 bca bc间是电阻。 ac间是二极管， 电流总是从红表笔流入多用电表,从黑表笔流入被测元件。 c为正极。YY偏转电极XX荧光屏电子枪+机内提供的扫描电压xot7练习使用示波器 辉度调节旋钮; 聚焦调节旋钮; 辅助聚焦调节旋钮; 电源开关; 指示灯; 竖直位移旋钮; 水平位移旋钮; Y增益旋钮; X增益旋钮; 挡是由机内提供竖直方向正弦交变电压。7练习使用示波器（见二册教材） 衰减调节旋钮; 扫描范围旋钮; “外X”挡机内不提

14、供扫描电压,从外部输入。扫描微调旋钮;“Y输入”、“X输入”、地分别是对应的信号输入电压接线柱和公共接地。7练习使用示波器（见二册教材） 交直流选择开关,置于“DC” 所加信号电压直接输入;置于“AC” 所加信号是通过电容器后输入。同步极性选择开关，置于“+”时，正弦曲线从正半周开始，置于“-”时，正弦曲线从负半周开始。 YY偏转电极XX荧光屏电子枪+衰减旋钮接 时，在YY上加正弦信号扫描范围旋钮接外x时,在XX上加扫描信号扫描范围旋钮在其它位置时，由机内提供扫描信号xot调8调2、3调6、7调9例11.为使示波器甲图所示的波形变为乙图所示的波形,应如何调节?甲乙调15A. B. C. D.例

15、12.在“练习使用示波器”实验中，某同学将衰减调节旋钮置于最右边的“ ”挡，扫描范围旋钮置于“外X”挡，“X输入”与“地”之间未接信号输入电压，他在示波器荧光屏上看到的图象可能是下面图中的_ B8传感器的简单应用 传感器是能将所感受到的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件。 常用的有温度传感器、光传感器等。 温度传感器有两种：一种叫电阻温度计，用绕在绝缘片上的细长铜丝或铂丝制成，温度升高时其阻值增大；另一种叫热敏电阻，用半导体材料制成，温度升高时其阻值减小。 光传感器也有两种：一种是光电管；另一种是光敏电阻，用半导体材料制成。 例13.计算机光驱原理:R1是

16、光敏电阻(有激光照射时电阻较小,无激光照射时电阻较大),R2是定值电阻.信号处理系统把R2的电压变化进行放大。下列分析正确的是 .有激光照射光敏电阻时ab两端获得电压较高 .有激光照射光敏电阻时ab两端获得电压较低 .有激光照射光敏电阻时R1的电功率一定较大 .有激光照射光敏电阻时R1的电功率一定较小信号处理系统R1R2激光ab（A）A9测定玻璃的折射率 aa/NN/Obb/P1P2P3P4O/BirirANN/BO/O求折射率的其他方法：ANN/BirOQiPP/O/SrrrP例14. 测定玻璃折射率的实验中,如图所示AB和CD不严格平行,下列说法中正确的是 ABCDabc A. c和a不再

17、平行,将因此产生系统误差 B. c和a不再平行,不因此产生系统误差 C. c相对于a有顺时针方向的微小偏转 D. c相对于a有逆时针方向的微小偏转 把这块玻璃砖看成一个顶角较小的三棱镜的一部分，入射光线经三棱镜两次折射后总是偏向底边，因此c相对于a有顺时针方向的微小偏转。(BC)10用双缝干涉测光的波长是光源; 是滤光片; 是单缝; 是双缝; 是光屏。 1510 用测量头测量x的方法:将目镜分划板的中心刻线对准某条亮纹的中心,读出示数;转动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,读出示数.由两次示数可计算出相邻亮纹间的距离x.0.640 11.295 592 x=(b-a)/6 =5.921

18、0-7m例15.双缝到屏的距离是600mm,双缝间距离是0.20mm.先将测量头分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮的示数如左图所示;再使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心,手轮的示数如右图所示。这两次示数依次为a=_mm和b=_mm。所测单色光的波长为_nm。 0 5 10253015100先了解所用油酸溶液的浓度,再用量筒和滴管测出每滴油酸溶液的体积,算出每滴溶液中纯油酸的体积V。11用油膜法估测分子的大小由d=V/S估算出油膜的厚度,即分子直径。 油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上方,用彩笔将油膜形状画在玻璃板上;将玻璃板放在坐标纸上,以1cm边长的正方形为单位, 数

19、出油膜面积的数值S(以cm2为单位)。 用四舍五入法数得86格，因此S=86cm2。 例16. ARxRR0ESbc 例17.先将S接b,记录电流表示数I;再将S接c,调节R仍为I.读出电阻箱示数R,有Rx=R.“替代法”测电阻。ERxRR0Scba“相消法”测电阻A VRx rg rSab 例18.S先后接a和b，分别读出电压表和电流表的示数U1、I1、 U2、I2。ARxVbaS“电桥法”测电阻R0是定值电阻； Rx是待测电阻；ab是均匀电阻丝；P是滑动触头；G是灵敏电流表。 闭合电键，移动P，当G的读数为零时，P、Q两点等电势，因此有例19.GR0RxPl1l2Q“定值电阻分压法”测电阻

20、R0是定值电阻（或电阻箱）； V1是待测内阻的电压表；V2是另一只电压表；R是滑动变阻器。 读出两只电压表的示数U1、 U2和电阻箱阻值R0。 根据串联电路电压和电阻成正比可得：V1R0RxV2例20.R/U/VO1 2 3 414121086423. U增大时曲线上各点与原点连线的斜率应逐渐增大。 U增大时曲线上各点与原点连线的斜率逐渐减小，说明电流I逐渐增大。选AP/WU/VOP/WU/VOP/WU/VOP/WU/VOA. B. C. D.U=0时P=0,因此排除B、D；I/AU/V3.02.52.01.51.00.5O0.05 0.10 0.15 0.20 4. Ib=0.07A由图象试

21、探：Ia=3Ib根据已知：Ua+Ub=3VR随I变大而变大电压表内阻很大，对电路的影响可忽略。5. RR1VabES1S2R2S2接a时，U1=IrS2接b时，U2=I(r+R1)可得 O0.52.80.7U1V-11R-1由 整理得 截距 =0.7斜率 =4.2解得：E=1.43V R2=1.2mAV6. 去掉左起第四个点。（数据明显有误）阻值2.4k。RVR滑，限流无法调出0.4V3V电压。必须用内接法。必须用分压电路。mAAESR07.R0增大，总电阻增大，电流减小；表头和电阻箱的电流分别为9.9mA和 990mA，阻值和电流成反比；电阻箱阻值不能连续变化8.VR1R2S2S1EVR1R

22、2S1S2S1与S2均闭合时， S1闭合S2断开时， 解得E=6.3V， R1=6000， 改装后量程为7V。 9.RxR0V1V2利用左、右电流相等 通过电压表的电流为0.4mA，VmARxESR10.通过电阻的实际电流为1.6mA，Rx的实际阻值为1000 Rx的测量值为800 =20% 电阻测量值将为1050，=5% 第一步E=I1(R0+r+rg)mAK1K2(b)Rx11. mAK1K2(a)Rx第二步E=I2(R0+r+rg+Rx)b用替代法测电阻。两次电流相同，外电阻就相同。I2=I，Rx=R0系统误差由E产生。没有系统误差。a用相消法测电阻。ORBR0B/T0.20.61.01

23、.4141062图1RB=1500 RB/R0=100.9对应B=0.9OB/TRB/1000500-0.6-0.30.3 0.6图312. 由 图1知RB约0.91.65k,因此用内接法；电压从0开始取值，因此用分压电路。磁敏电阻AVESR图2磁场反向磁敏电阻阻值不变。非线性线性13.L2L3L1ES1215.AVRxRP12K1CDKE1000204060800.0500.100.150.200.250.30曲线1曲线2浓度（%）电阻率（ ）m 同一浓度、同一液柱的阻值不变。内接法测量值偏大，外接法测量值偏小。因此曲线1对应内接法。内接法Rx=3500，浓度0.011aabb16.aabb

24、aabbaabb2滑动变阻器的两种接法 (a)RRx (a)叫限流电路； 若要求电压调节范围尽可能大；或要求电压从零开始增大，必须用分压。若被测电阻阻值较小，应选用限流电路。 限流电路优点是结构简单，回路消耗功率小；分压电路优点是电压调节范围大。(b)RRx (b)叫分压电路 。0.30.20.1O1 2 3 4U/VI/A例6.描绘小灯泡的伏安特性曲线。所用小灯泡的额定电压是3.8V。 根据实验到得的曲线可知小灯泡额定功率为_W。 在1V电压下灯丝电阻是_;在2V电压灯丝电阻是_. 若将该灯泡接在E=4V,r=10电源两端其实际功率将是_W. 1.149.17.1 实验的系统误差主要是由电压表的分流引起的。