高中物理学生基础拓展试验参考资料20091122

1、高中物理学生基础型、拓展型实验参考资料实验十观察光的衍射现象基础型学生实验 TOC o 1-5 h z 实验一用DIS测定位移和速度1实验二用DIS测定加速度 2实验四研究共点力的合成3实验五用DIS研究加速度与力的关系，加速度与质量的关系 3实验六 用DIS研究机械能守恒定律实验七用DIS测定位移和速度实验七用单分子油膜估测分子的大小实痛目的实验八 用 DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的（1）熟悉 DIS 的使用方法；052）用DIS测定位移，并研究变速直线运动物体的 s-t图实验十 用多用电表测电阻、电压和电流 像;.6实验十一 设计、组装简单的模块式电路 :.6（ 3）测量

2、变速直线运动物体的平均速度；实验十二 用D1s研究通电螺线管的磁感应强度 7（有 测定变速直线运动的瞬时速度。实验十三测定直流电动机的效率实血理实验十四 探究感应电流产生的条件 二而用位移传感器测定物体距位移传感器接收器之间的距非课标规定：实验三用D1s探究自由落体运动的规律、实验九离及其随时间的变化关系。测定位移、得出s-t图，测量平均探究太阳能转化为内能的效率_4速度丫 二十。注：位移传感器的工作原理教参 P27,课本拓展型学生实验实验一描绘平抛运动的轨迹实验二研究有固定转动轴的物体的平衡条件 实验三用单摆测定重力加速度实验四观察水波的干涉现象实验五 用DIS描绘电场的等势线 实验六 用D

3、IS测定电源的电动势和内阻 实验七研穷磁通量变化时感应电流的方向 实验八 用DIS研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的 关系实验九观察光的干涉现象P2&8利用光电门测量挡光片通过光电门的时间，计算出小车通 过光如门的平均速度，二% （zt很小）。注：光电门传感器的介.绍.10参P27,课本P32。实蹋材钻移传感器（发射器、接收器）、光电门传感器、数据采集 器、12+算机、刻度尺、轨道、小车、挡光片。.柒加骤（二）用DIS测定位移.1 3d将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在 轨道4端（轨道稍倾斜，使小车能做匀速直线运动），将数据采集器相连。(2)开启计算机和数据采集器电源，运行

4、 DIS应用软件， 选择“教材专用”点击实验条目中的“测量运动物体的位移和 速度”，出现相应的界面。(3)点击“开始记录”，放开小车使其运动，计算机界面 的表格内，将出现小车的位移随时间变化的取样点数据，同时 在s-t图中将出现对应的数据点，从点的走向可大致看出小车位 移随时间的变化的规律。(4)点击“数据点连线”，得出位移随时间变化的曲线。(5)改变轨道的倾角，重复实验，观察不同形状的图线与 小车运动状态的关系。小车做变速直线运动时，对应的图线是 怎样的？(三)用DIS测变速直线运动的平均速度(1)实验装置同(二)，按照前述学生实验的步骤，使载 有位移传感器发射器的小车做变速直线运动，获得的

5、s-t图界面。(2)点击“选择区域”，取A、D两点，图中直角三角形 水平边为两点的时间问隔 t,竖直边为两点位移的变化量 s, 其斜边的斜率力即为平均速度值，实验下方速度窗口中将显示 该速度的值。(3)将类似于上述实验界面图中“ AD” “AC” “AB”选定 为研究区域，观察实验界面下方速度窗口中显示的数据，并将 数值填入表格内。(四)用DIS测变速直线运动的瞬时速度(1)将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端， 使固定有挡光片的小车能够顺利通过并能挡光。(2)开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“用 DIS测定瞬时速度”，出现相应软件界面。(3)点击“开始记录”，依次将与软

6、件中 s对应的挡光片 固定在小车上，让小车从轨道的同一位置由静止开始下滑，分 别记录下四次挡光的时间，DIS实时计算出小车通过光电门时的平均速度。(4)将上述实验数据填入表格中：注意事项(1)位移传感器的接受器和发射器要正对，发射器固定在 小车上，接收器固定在轨道的右端。发射器的电源开关要打开。(2)挡光片上边沿应和小车运动轨道平行。(3)注意点击“开始记录”和释放小车的先后顺序对实验 的影响。实验二用DIS测定加速度实验目的测定沿轨道下滑小车的加速度。实验原理利用位移传感器测出运动物体的位移随时间的变化关系， 进行数据处理得到s-t图的斜率v随时间的变化关系，即得到v-t 图，根据a=T得到

7、运动物体的加速度。实验器材小车、轨道、量角器、位移传感器、数据采集器、计算机。实验步骤(1)将位移传感器与数据采集器相连。并将轨道垫高。(2)开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“用 DIS测定加速度”，出现相应的实验界面。(3)点击“开始记录”并释放小车，得到 v-t图像。(4)观察得到小车在轨道上运动的 v-t图线，思考分析速 度随时间的变化规律。(5)点击“选择区域”，移动光标，在图像上取相距较远 的两点A (t1, v1)与B (t2, v2),求出它们所在直线上的斜a 二,；A：v = v2 -v1率，即可求出加速度，即 4t2 j ,并记录a1=m/s2(6)不改变轨道的

8、倾角，重复实验，多次(5次)测量加 速度a值，并做好相应的记录。a2=m/s2, a3=m/s2,a4=m/s2, a5=m/s2画出纯套的方向，记录弹簧秤示数。选做：(7)改变轨道的倾角,测量加速度值，并做好相应(3)用相同标度彳出两个分力F1、F2与合力F,以F1和的记录。重复实验5次。实验结论当斜面倾角为 时，小车下滑的加速度平均值为a=m/s2。(选做)当斜面的倾角越大，下车下滑的加速度越。注意事项(1)小车的轮子应在轨道的卡槽内，位移传感器的接收器 和发射器要正对。(2)注意连接时，各接口不要松动，并打开数据采集器的 电源。(3)实验过程中和多次测量同一倾斜角时，斜面角度不要 改变。

9、F2为邻边作出平行四边形，得到其对角线 F,看F和F是 否完全重合(研究的话应连接各力的顶点看是否平行四边形)。选做：(4)改变两力的夹角再做几次。数据处理用相同标度作出两个分力与合力 F，用平行四边形定则作出 两个分力的合力F,再比较F和F。实验结论在误差范围内，如果用表示两个共点力 F1和F2的线段为 邻边作平行四边形，那么合力 F的大小和方向就可以用F1和 F2所夹的对角线来表示。即符合力的合成符合平行四边形定则。 注意事项:(1)弹簧秤水平放时调零，弹簧秤与细线平行与木板平行。(2)弹簧秤示数要估读。实验四研究共点力的合成实验目的研究合力与分力的关系实验原理用一个力与同时用两个力使橡皮

10、筋 发生相同形变效果(伸长相同的长度)， 合力与两个分力的大小和方向的关系。 实验器材图板、图钉、白纸、橡皮筋、弹簧测 力计(两个)、刻度尺、量角器等。实验五用DIS研究加速度与力的关系，加速度与质量的关系实验目的(1)研究小车在质量一定的情况下， 加速度与作用 力的关系。(2)研究小车在受力一定的情况下， 加速度与质量 的关系。实验器材带滑轮的轨道、小车、钩码、小车的配重片、天平、位移传感器、数据采集器、计算机等实验步骤(1)用两个弹簧秤互成角度地拉绳套，使橡皮筋伸长到一 定的位置，记下橡皮筋与纯套结点的位置 O,画出两绳套的方 向，记录两弹簧秤的示数 F1和F2。(2)用一个弹簧秤将橡皮筋

11、拉伸，使结点仍到达位置O,实验步骤(一)用DIS研究加速度与力的关系(1)用天平测量小车的质量(含位移传感器的发射器)(2)测量钩码的重力(作为对小车的拉力)。(3)将位移传感器的接收器固定在轨道的一端，并连接到 数据采集器。将发射器固定在小车上，同时打开其电源。(4)开启数据采集器电源，运行 DIS应用软件，点击实验 条目中的“牛顿第二定律”，出现软件界面。(5)用细线连接小车，跨过滑轮系住钩码。点击“开始记 录”并释放小车，让其在外力 F的作用下运动，界面实时显示 小车的运动状态的图像。当小车到达终点时，点击“停止记录”， 得到v-t图。(6)拖动滚动条，将需要的图像显示在窗口中，点击“选

12、 择区域”，用鼠标在图线中选择“开始点”和结束点，计算 机自动计算出所选区域的加速度值。(7)将加速度a和外力F记录在表格中内相应的位置。(8)保持小车的质量不变，改变钩码的大小重复实验，得 到一组数据(至少5组)。数据处理(1)将实验数据记录在表格中。(2)根据实验数据，绘出a-F图像。实验步骤(二)研究小车在受力一定的情况下，加速度与质量的关 系。(1) - (6)同上。(7)将加速度a和质量m记录在表格中相应的位置。(8)保持钩码的大小不变，改变小车质量并重复实验，得 到一组数据(至少5组)。(9)根据实验数据，画出a-m图，并通过重新设置变量， 使图像成为一条线。数据处理(1)将实验数

13、据记录在表中。(2)根据实验数据，绘出a-m图像，通过重新设置变量， 使图像成为一条直线实验结论注意事项(1)轨道应保持水平。(2)小车与轨道的摩擦力要小。(3)钩码的质量也应小些。实验六用DIS研究机械能守恒定律实验目的研究动能和重力势能转化中遵循的规律；实验原理利用光电门传感器测量物体的瞬时速度，动能 Ek=-mv2 , 2势能Ep = mgh实验器材机械能守恒实验器、光电门传感器、数据采集器、计算机 等实验步骤(一)观察由同一位置释放的摆锤，当摆线长度不同时锤 上升的最大高度。(1)实验装置中，卸下“定位挡片”和“光电门传感器”。 将摆锤置于大标尺盘的A点并释放，观察它摆到左边最高点时

14、的位置，用笔记下这个位置，看看这个高度与 A点位置是否相 同？(2)装上定位挡片并调整到P点位置，它对摆线有阻挡作 用。再次释放摆锤，同样观察摆锤向左摆起的最大高度，记下 这个位置。(3)依次将定位才3片下移至 Q、R等位置，重复上述实验。 作类似观察、记录。(二)测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在 该位置的动能，进而研究势能和动能转化时的规律。(1)卸下“定位挡片”和“小标尺盘”，安装光电门传感 器并接入数据采集器。(2)开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“研 究机械能守恒定律”，出现相应的界面。(3)测量摆锤的直径 s及其质量m,将数据输入软件界 面内，把光电门传感器

15、放在大标尺盘最低端的 D点，并以此作 为零势能点。A、B、C点相对于D点的高度已事先输入，作为 计算机的默认值。(4)摆锤置于A点，点击 “开始记录”，同时释放摆锤， 摆锤通过D点的速度将自动记录在表格的对应处。(5)点击“数据计算”，计算D点的势能、动能和机械能。(6)依次将光电门传感器放在标尺盘的 C、B点，重复实 验，得到相应的数据。实验结论注意事项注意安装要竖直。实验七用单分子油膜估测分子的大小实验目的估测油酸分子的直径。实验原理形成单分子油膜，d=VS实验器材油酸、酒精、滴管、琲子粉、量筒、刻度尺、蒸发皿。实验步骤(1)用已知浓度的油酸酒精溶液滴入量筒，记下滴数，测 量并计算出每滴溶

16、液中油酸的体积。(2)在蒸发皿内盛放一定量的水，再把琲子粉均匀地撒在 水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开。(3)用透明的方格纸(把方格复印在透明薄膜上)，测量 油膜的面积。(可用玻璃盖在蒸发皿上画出油膜的轮廓，再把透 明方格纸垫在玻璃板下数格子)(4)用d=V ,就可估算出油酸分子的大小。 S数据处理油酸酒精溶液的浓度滴数量筒体积每滴溶液中油酸的体积 V=油膜的面积S=实验结论油酸分子的直径 d=o注意事项:必须保证是单分子层实验八用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的 关系实验目的探究一定质量的气体在温度不变的情况下，压强与体积之I可的关系。实验器材注射器、压强传感器、数据采

17、集器、计算机实验步骤(1)将压强传感器与数据采集器相连。(2)开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“研 究温度不变时，一定质量气体的压强与体积的关系”，出现相应 软件界面。(3)点击“开始记录”，观察压强传感器所测得的大气压 强值。(4)将注射器的活塞置于初始位置 (如15cm处),并与压 强传感器探测口连接。(5)在数据表格中输入活塞初始位置所对应的气体体积 值。点击“记录数据”，记录此刻针筒中密闭气体的压强值。(6)连续改变注射器活塞得位置使气体体积发生变化，将 变化后的体积输入到表格中，同时记录该体积所对应的压强值， 获得多组压强数据。(7)点击“p-V绘图”，计算机根据数据点

18、绘出“压强一体 积”关系图线。，一1 一(8)点击“p-v绘图”计算机绘出“压强一体积的倒数” 关系图线。数据处理请在图表中记录压强和体积的数据，并描绘出 p和V的关 系图。实验结论略注意事项:(1)不能用手握住注器；实验时缓慢推动注射器；等压强 值稳定后再记录。(2)活塞涂润滑油防止漏气。(3)注射器与压强传感器连接处有一定的体积。实验十 用多用电表测电阻、电压和电流q实验目的=一练习用多用电表测电阻、电压和电流实验原理闭合电路欧姆定律实验器材11多用电表、待测电阻、电源、开关、导线若干。实验步骤(1)按如图所示的电路把待测电阻、电源、开关连接成电 路。(2)断开开关S,用多用表电阻挡测出待

19、测电阻 R的阻值。(3)合上开关S,用多用表电压挡测出电阻两端的电压值 U。(4)断开开关S,用多用表串联接入电路，再合上开关 S, 用多用表电流挡测出流过电阻的电流值。数据录处理(1)待测电阻R=U=;流过电阻的电流 1=o(2)根据测出的电压和电流值，计算出待测电阻值R=o问题讨论比较电阻测量值与计算值的大小，分析产生差异的原因有 哪些？注意事项(1)待测电阻必须从电路中断开(2)手不能接触两表笔(3)换倍率挡后必须重新调零实验十一设计、组装简单的模块式电路实验目的练习使用传感器、控制器和执行器组装成简单模块机器人实验器材(1)传感器：光敏电阻、热敏电阻、声传感器、触发传感 器。(2)控制

20、器：与门控制器、非门控制器、或门控制器。(3)执行器：小灯泡、小风扇、蜂鸣器。电池、滑线变阻器、开关、导线等。实验步骤(1)用多用表欧姆挡测量光敏电阻的电阻值，比较在有光 照和遮光的不同条件下，它的电阻值有何变化？(2)按照课本图9-43连接电路。当光敏电阻被遮盖和移去 遮盖物时，小灯泡的发光情况发生什么变化？(3)用多用电表欧姆挡测量热敏电阻的阻值，比较在温度升高和降低的不同条件下，它的电阻值有何变化？(4)选用合适的器材，设计一个用热敏电阻控制小灯泡的电路(画在右面的框内)，要求温度升高时小灯泡发光，温度降低时小灯熄灭。(5)用两个触发传感器器、与门控制器、电动机组装成能控制洗衣机的模块机

21、器人，要求只有当电源开关和洗衣机盖子同时合上时， 电源才能接通。(6)用光传感器、温度传感器，或门控制器、小风扇组装 成一个类似自动控温装置的模块机器人，要求在有光照或温度 升高时，小风扇都能启动。(7)用温度传感器、非门控制器、蜂鸣器组装一台类似火 警报警器的模块机器人。问题讨论(1)模块机器人有那几部分组成？(2)利用上列实验器材，除了洗衣机控制器、自动温控装 置、火警报警器外，你还以设计、组装多少种模块机器人。实验十二 用DIS研究通电螺线管的磁感应强度实验目的测定通电螺线管内部磁场的磁感应强度。实验器材长螺线管、滑动变阻器、稳压电源、导线、磁传感器、数 据采集器、计算机实验步骤(1)如

22、课本图10-29所示，将磁传感器连接到数据采集器 的输入口。(2)螺线管接入电源后放置在水平面上，调节传感器的高 度，使它的探管正好在螺线管的轴线上。(3)点击实验菜单上的“研究通电螺线管的磁感应强度”， 显示屏上将出现B-d坐标及数据表格等(课本10-30)。其中B 为通电线圈产生的磁场的磁感应强度，d为磁传感器探管端部插 入线圈的长度。(4)改变d值，点击“记录数据”，可得到多组不同的d、 B值。数据处理(1)在表格中记下传感器探管端部在不同位置测得的磁感 应强度值。(2)启动“绘图”功能，在显示屏上可观察到 B-d图线。 注意事项(1)螺线管接入稳定的直流电源电压小于 6V。(2)调节电

23、源的正负极，使磁传感器的读数为正值。(3)传感器使用前需预热4分钟。(4)传感器测量的为平行长管方向的磁场强度分量。实验十三测定直流电动机的效率实验目的测定在一定电压下工作的直流电 动机的效率。实验原理在右面方框中画出实验电路图。为了测定直流电动机的效率 “，必须先测 出电动机的输出功率 P出和输入功率P 入。输出功率P出=，输入功率P入= 则直流电动机的效率“=0由此可知，本实验要测定的物理量是 实验器材直流电动机(带长轴，额定电压 4.5伏)、电源、电压表、 电流表、滑动变阻器、开关、整码盘(已知质量)、整码若干、 停表、刻度尺、细纯一根、导线若干。实验步骤(1)将电动机与电源、滑动变阻器

24、、电压表、电流表、开 关接成实验电路。(2)将盛整码的小盘用细纯系住，细绳上端绕在电动机长 轴上，调节盘中的整码数使小盘上升的运动为匀速运动，记下 小盘与盘中整码的总质量。(3)接通开关，测出小盘上升所用时间及上升高度，并记 下电流、电压表的示数。(4)计算电动机的效率。(至少测量三次)数据处理电压、电流、高度、时间、输入功率、输出功率、效率。实验结论注意事项小盘上升的运动要匀速。mgh小于IUt - I2rt实验十四 探究感应电流产生的条件实验目的探究感应电流产生的条件。实验器材条形磁铁、灵敏电流计、线圈 A和B、滑动变阻器、电源、 开关、导线等。实验方案设计(包括原理、电路、步骤和观察记录

25、)方案一(供参考)将灵敏电流计和线圈B按课本图11-7连接成闭合回路；线 圈A与电源、开关、变阻器串联成另一个闭合回路。合上开关, 这时通电螺线管A相当于一根条形磁铁。(1)线圈A在线圈B中静止不动，灵敏电流计指针不偏 转。(2)线圈A在线圈中拔出或插入时，灵敏电流计指针发生 偏转。注意事项(1)必须用灵敏电流计G; (2)有两个电流回路，副线圈 回路只有灵敏电流计 Go 拓展型实验实验一描绘平抛运动的轨迹实验目的(1)利用有连拍功能的数码相机或摄像机获得平抛运动的轨迹；(2)利用DIS实验研究平抛物体的飞行时间t与下落高度 h、初速度V0之间的关系；平抛物体的射程d与V0、t之间的关 系。实

26、验器材有连拍功能的数码相机或摄像机，以及由斜面滑槽和支架、 金属小球、光电门传感器、碰撞传感器等组成的DIS平抛运动实 验装置。实验步骤实验装置如图 1所示。(1)控制斜槽 导轨的水平槽口高 度，让小球从斜槽 的不同高度处滚 下，以4种不同的 速度冲出水平槽口 在空中做平抛运动。利用安置在槽口的光电门传感器测量小球平抛运动的初速 度V0,利用安装在底板上的碰撞传感器测量小球的飞行时间t 0并显示在计算机屏幕上。落地点的水平距离 d由底座上的标尺 读出，物体抛出时的高度h由直尺测量。将这些数据记录在预先 设计好的表格中。(2)改变斜槽水平槽口的高度，重复步骤(1)中的实验，将 显示在计算机屏幕上

27、的这些数据记录在预先设计好的第二张表 格中。(3)利用数码相机的连拍功能(或摄像机)，在上述两组实 验中，各选一次实验，拍摄小球做平抛运动的过程，将所摄得 的一组照片输入计算机中，然后进行处理，并将这些照片图像 叠合在一起，以获得小球做平抛运动的轨迹。分析数据，得出结论(1)根据表中物体抛出时的高度h和初速度v0的数据，分别 计算出射程和飞行时间的理论值，然后与相应的实验数据进行 比较，进行分析，得出结论。(2)考察由数码相机所得到的小球做平抛运动的轨迹图像， 分析由此得到的某些信息，如水平分速度、竖直分速度等。 注意事项数码相机大多具有摄像功能，每秒钟拍摄约 15帧照片，可 用它拍摄小球从水

28、平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片。 如果用数学课上画函数图像的方格黑板做背景，就可根据照片 上小球的位置在方格纸上画出小球的轨迹。也可将拍摄的照片 输入计算机，把多张图片合成一张，从而显示出小球做平抛运 动的轨迹。注意：如果小球从高度大约为1.5m处水平抛出，则小球从 抛出到落地大约为0.5s,所以要选择连续曝光间隔小于 0.1s的 数码相机，以便能得到小球在空中时的 45张照片。实验二研究有固定转动轴的物体的平衡条件实验目的研究有固定转动轴的物体的平衡条件。实验器材铁架台、力矩盘、弹簧秤、一组钩 码、带套环的横杆、钉子、细线、刻度 尺等。探究思路作用在有固定转动轴物体上的力矩 可引起物体

29、沿不同方向转动。从沿着转 动轴的某一个方向上看，力矩的作用效 果不外乎有两种可能：引起物体沿逆时 针方向转动或者沿顺时针方向转动。于 是我们要通过实验来探究的问题是，为 了使一个有固定转动轴的物体处于平衡 状态，施加在该物体上的能引起它沿逆时针方向转动的力矩和能引起它沿顺时针方向转动的力矩之间 究竟需满足怎样的定量关系。实验步骤(1)如图2所示，将力矩盘的金属轴 O固定在铁架台上, 把力矩盘套在轴上并使盘面保持竖直。同时在铁架台上固定一 根横杆。力矩盘上画出的同心圆供确定力臂时参考。(2)将钉子固定在力矩盘的四个任意位置上，其中三枚钉 子上用细线悬挂不同个数的钩码，第四个钉子用细线与测力计 的

30、钩子相连，测力计的另一端则挂在水平横杆的套环上。(3)当力矩盘在这四个力的作用下处于平衡状态时，测出 各个力的大小及它们的力臂。将力和力臂的数据记录在预先设 计的表格中。(4)改变钉子的位置，重复实验一次。(5)分析数据，得出结论。注意事项(1)为了使实验条件具有普遍性，可用测力计对圆盘施加 非竖直方向的力。原盘所受的几个力的作用点不要和转动轴在 同一水平线上。测力计向左上方的拉力的作用点最好在轴的右 侧，这有助于提高学生正确找出力矩、判断力矩方向的能力。(2)实验前须对圆盘进行检查和调整。若圆盘不能随遇平 衡，表明盘的重心偏离轴心，实验时重心处所受的重力矩会引 起误差，这时可用图钉作配重进行

31、校正。轴杆要保持水平，圆 盘与轴杆之间的间隙要小，避免圆盘受力时向前倾斜而偏离竖 直平面。轴上要加些机油润滑，使圆盘转动灵活，尽可能减小 摩擦力矩。(3)测力计的精度通常低于钩码，事前应对测力计仔细校 准。实验时为避免测力计因自重下垂而造成测量误差，可用手 扶住测力计，使它与所拉细绳在同一直线上时再读数。每条细 线都应挂在钉子的根部，横梁的位置也应前后适当，使圆盘受 到的各个力均在同一平面内。各力矩的力臂应尽量取大些，以 减小用尺测量的误差。各力矩应尽量大些，以减小轴上摩擦力矩的影响。平衡后轻轻地敲几下圆盘，这样的振动可减小轴上 摩擦力矩的影响。(4)实验时可在圆盘上贴一张白纸，供作图用。在纸

32、上标 记力的作用线时，要使视线通过细线垂直于纸面，然后在细线 后面离力的作用点尽可能远处用笔画一个点。确定轴心的办法 是，在纸上仔细地拓出轴的圆形横截面，再取这个圆的圆心， 最后将纸取下，放在桌上作图，画出各个力和力臂，并将测量 结果记录在预先设计的表格中，算出力矩，得出结论。(5)本实验的误差主要来源：钩码质量误差(01%)、测力计精度产生的误差(& 2.5%),以及轴心定位偏差和作图偏差 等。总体误差可控制在4%以内。实验三用单摆测定重力加速度实验目的用单摆测出当地的重力加速度。实验器材单摆、停表、直尺、游标卡尺、铁架台等。实验原理由单摆周期计算公式可得2 lg =4 产测出l、T就可以计

33、算重力加速度g 。实验步骤选取一个才i线长约1m的单摆，把线的上端用铁夹固定在铁 架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆 球自由下垂，如图3-1所示。用米尺量出摆线长度l ,精确到毫 米；用游标卡尺测量摆球的直径，然后算出摆球半径，也精确 到毫米；然后放开小球让它摆动，用停表测出单摆做 3050次 全振动所用的时间。计算出平均摆动一次的时间，这个时间就 是单摆的振动周期。再根据单摆的周期公式，计算出重力加速 度。变更摆长，重复几次实验，计算出每次实验测得的重力加速度。设计一个表格，把测得的数据和计算结果填入表中。最 后，求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即可看作本地 区的重

34、力加速度。注意事项(1)从摆球经过平衡位置时开始计时。(2)摆长等于摆线的长度加摆球半径。(3)多测几次求平均值。补充说明本实验也可用DIS实验系统来做，其方法如下：应用DIS实验系统，将图3-2中的光电传感器接到数据采集 器的输入口，点击实验菜单中的“用单摆测重力加速度”。实验 时，先量出摆球的半径与摆线的长度，输入计算机。单摆摆动 后，点击“记录数据”，显示屏将得到一组单摆的周期与重力加 速度的值。发波水槽、变频电动机、电源等，如图 4所示。实验步骤(1)打开变频电动机电源；(2)调节两小球击水深度和频率；(3)观察两列波叠加区域水面的波形；(4)改变实验条件，使两个小球以不同的频率击 水

35、，观察不同频率的两列波叠加时，水面的波形。实验结论频率及其他振动情况相同的两列波叠加以后，某些区域质点的振动加强，某些区域质点振动减弱；这些区域是互 相间隔的；而且这些区域的分布是稳定的。注意事项不同频率的波在空间相遇也能叠加，各质点的合位移也等于 每列波引起的分位移的矢量和，但合位移的最大值不能保持不 变，也就不能在相遇区域产生稳定的干涉图样，当然也就不能 产生干涉现象。实验五用DIS描绘电场的等势线实验目的用描迹法画出电场中一个平面上的等势线。实验器材DIS (数字信息系统)、木板、白纸、复写纸、导电纸、图钉 若干、电池、电键、圆柱形电级两个。实验原理用DIS的电压传感器探测等势点，用描迹

36、法把等势点连接成 等势线。实验步骤(1)安装实验装置如图5-1所示，在一块平整的木板上，依次铺放白纸、复写 纸、导电纸。导电纸有导电物质的一面向上，用图钉将它们固 定好。在导电纸上放两个与它接触良好的圆柱形电极，电极 A 与电源的正极相连作为“正电荷”，电极B与电源的负极相连作 为“负电荷”。两个电极之间的距离约为10cm,电压为46V。 将两探针通过电压传感器连接到数据采集器的输入口， 点击“实 验单”中的“电压测量”，开始实验。图5-1(2)实验测量.选择基准点先将两个电极的位置压印在白纸上，然后在两极的连线上， 选取间距大致相等的5个点作为基准点，并用探针把它们的位 置压印在白纸上。.探

37、测等势点图5-2在白纸上，照这样的方法，在每 个基准点的两侧，各探测出五个 等势点，每个等势点大约相距 1cmr3.画等势线将两个探针分别拿在左、右手中，用左手中的探针跟导电纸 上的某一基准点接触，然后用右手中的探针在导电纸平面上找 若干个与基准点的电势差为零 的点，用探针把这些点一一压印取出白纸，根据五组等势点画出五条平滑的曲线， 它们就是 等势线(如图5-2)注意事项(1)先用多用表的欧姆挡在各处测一下电阻是否均匀，以 便选用厚薄均匀的导电纸，欺压时注意不要使纸破裂以免影响 场的分布。(2)电极跟导电纸的接触要良好，这是做好实验的关键。可以选用10g或20g的铜质小整码做电极压在导电纸上。

38、(3)本实验为更好体现原理，选用电压传感器来探测等势 点。在找跟某一基准点电势相等的点时，不要盲目地移动探针， 要根据电压变化的趋势来调整探针的位置。(4)用探针找到跟某一基准点的电势相等的点后，在用探 针把这些点一一压印在白纸上， 不可用力太大以免导电纸破裂。 补充说明这个实验装置所形成的“电场”实际上不是正、负电荷间的 静电场而是恒定电流场，这是具有不同概念的两种场，只是由 于它们遵守的规律相似而用恒定的电流场模拟静电场来做实 验。实验六 用DIS测定电源的电动势和内阻实验目的测量干电池的电动势和内阻实验器材DIS (数字信息系统)、电学实验电路板、滑线变阻器、待测 干电池、导线等。实验原

39、理改变电路的外电阻，通过电压传感器和电流传感器测量不同 工作状态的端电压和电流，输入计算机，自动生成U-I图线，由图线得出电动势和内阻。电路图和实物装置图见图6-1和图 6-2图 6-1I实验步骤图6-2(1)把电压、电流传感器分别接入数据采集器第一、二输 入口。(2)将实验电路板的开关S断开，电压、电流传感器的测 量夹分别接入实验板的U3、端。(3)连接滑动变阻器R,并把阻值调到最大，开关 S闭 合。(4)打开“计算表格”，改变滑动变阻器的触点，使其阻值 逐渐减小，同时点击“手动”按钮，记录几组不同的电压、电 流值。图6-3（5）打开“坐标绘图”界面，设x轴为“I?”，y轴为“UJ,点击“直

40、线拟合”，得到实验结果如图6-3所示。（6 ）根据图6-3显示，拟合直线方程为： , 测 得 电 动 势 为L内阻为注意事项由于实验操作上难度不大，实验重点应放在对拟合图线的分析 上，要理解该图线的意义，其代数表达式以及截距和斜率的含 义等。实验七 研究磁通量变化时感应电流的方向探究目的探究感应电流的方向与磁通量变化的关系。 方案设计： 万案1实验原理Id将条型磁铁的N、S极分别插 入感应线圈，或 从感应线圈中拉 出，观察检流计 指针的偏转情I 况，然后归纳出 判断感应电流方向的规律。 实验器材条型磁铁、检流计、感应线圈等。实验过程如图7中（a）、（b）、（c）、（d）所示，将条型磁铁插入或拉出， 观察并记录检流计指针的偏转方向。实验记录（1）在图7中画出（a）、（b）、（c）、（d）四种情况下，线圈中感 应电流方向及感应电流磁场的方向。（2）归纳出感应电流的方向与磁通量变化的关系：方案2 （请同学自己设计）实验原理实验器%实验过程实验记录实验结果：通过上述两个实验，你得到的共同结果是什么？囹8-1实验八用DIS研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢 的关系 实验目的 探索影响 感应电动势大 小的有关因 素。实验器材 导轨、小 车、挡光片、 螺线管、磁铁、 电压