2022年高考物理必考实验知识点总结汇编(决战版)_第1页
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文档简介

1、2022年高考物理必考实验知识点总结汇编(决战版)基本仪器的使用方法归纳1要求会正确使用的仪器刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱、2在力学和电学实验中,常需要利用测量工具直接测量基本物理量基本物理量长度力学时间质量电阻(粗测)电学电流电压测量仪器刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器秒表(停表)、打点计时器天平欧姆表、电阻箱电流表电压表刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表的读数使用以上仪器时,凡是最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字,但是是有效数12字的不可缺少的组成部分)。凡是最小

2、刻度不是10分度0105V10153的,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读。例如01234567891读出上左图中被测物体的长度。6.50cm。用3V量程时电压表读数为多少?用15V量程时又为多少?1.14,15v量程时最小刻度为0.5V,只读到0.1V这一位,应为5.7V。游标卡尺10分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出0.1毫米位的数值:游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,0.1毫米位就读几(不能读某)。其读数准确到0.1mm。20分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间

3、的距离为0.95mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出毫米以下的数值:游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,毫米以下的读数就是几乘0.05毫米。其读数准确到0.05mm。50分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这种卡尺的刻度是特殊的,游标上的刻度值,就是012345678910毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。如右图中被测圆柱012345678902体的直径为2.250cm。要注意:游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的,所以都不再往下一位估读。螺旋测微器

4、固定刻度上的最小刻度为0.5mm(在中线的上侧);可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5mm。在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线,所以相邻两条刻线间代表0.01mm。读数时,从固定刻度上读取整、半毫米数,然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度,所以在最小刻度后应再估读一位),再把两部分读数相加,得测量值。右图中的读数应该是6.702mm。练习1游标卡尺(10分尺、20分尺、50分尺)(1)读出游标卡尺的读数为_5.45_cm(2)一游标卡尺的主尺最小分度是1mm,游标尺上有20个小的等分刻度,用它测量一工件的长度,如下图所示。这个工件的长56度是_104.15_mm。05102、螺旋测

5、微器用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时,螺旋测微器上的示数如下图所示,左图的读数是8.464_cm,右图的读数是6.767cm。31.研究匀变速直线运动右图为打点计时器打下的纸带。选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O,然后每5个点取一个计数点A、B、C、D。测出相邻计数点间的距离s、s、s利用打下的纸带可以:123求任一计数点对应的即时速度v:如2Tvs2sc3(其中T=50.02s=0.1s)利用“逐差法”求a:as4s5s6s1s2s39T2利用上图中任意相邻的两段位移求a:如as3s2T2利用v-t图象求a:求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度

6、,画出如右的v-t图线,图线的斜率就是加速度a。v/(ms-1)0T3T4T5T6Tt/s练习题:1、在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源他经过测量并计算得到打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:4(1)计算v的公式为v=(d6-d4)/10T;FF(2)根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,作出vt图象,并求物体的加速度a=0.4200.430)m/s2;(3)如果当时电网中交变

7、电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比(选填:偏大、偏小或不变)2、为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:如图所示,在木块A和板B上贴上待测的纸,B木板水平固定,砂桶通过细线与木块A相连,调节砂桶中砂的多少,使木块A匀速向左运动测出砂桶和砂的总质量m,以及贴纸木块A的质量M,则两纸间的动摩擦因数m.M(1)该同学为什么要把纸贴在木块A和木板B上,而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力?(2)在实际操作中,发现要保证木块A做匀速运动较困难,请你对这个实验作一改进来克服这一困难你设计的改进方案是;根据你的方案,结果动摩擦因数的表达式是;根据你的方

8、案要添加的器材有。答案(1)通过增大压力来增大摩擦力,便于测量(2)使木块A做匀加速运动测出其加速度a;=m/M-(m+M)a/Mg;打点计时器,低压电源3、图是运用运动传感器测定小车A刹车时加速度大小的实验中的简易装置图(1)若信号发射器向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动的物体反射后又被信号发射器接受到,从而可以测量物体运动的一些物理量下列说法正确的是。5A超声波是一种电磁波B超声波是一种机械波(2)这组传感器所测量的物理量是。(3)图是通过传感器、数据采集器,再经计算机所绘制的小车运动速度与时间关系vt图线,根据图线中的数据可求出小车的加速度的大小a=m/s2.答案(1)B(2)位

9、移,时间(3)1.354、像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图9所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图10所示装置测量滑块和长lm左右的木块间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器设有画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0102s和2.0102s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺数如图图11所5cm6705

10、10152011示。(1)读出滑块的宽度dcm。(2)滑块通过光电门1的速度v1=m/s,滑块通过光电门2的速度v2=m/s。(3)若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是(说明各量的物理意义,同时指明代表物理量的字母)。(4)用(3)中各量求解动摩擦因数的表达式=(用字母表示)。6答案(1)50015(2)1.02.5(3)P点到桌面的高度h;重锤在桌面上所指的点与O点的距离a;斜面的长度b(4)h/a-(v2-v2)b/2Lga212.互成角度度两个力的合成该实验是要用互成角度的两个力和另一个力产生相同的效果,

11、看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的合成的平行四边形定则。练习:在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出图。(1)图乙中的F与F两力中,方向一定沿AO方向的是_(2)本实验采用的科学方法是-(B)A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法3.探究弹力和弹簧伸长的关系(胡克定律)利用右图装置,改变钩码个数,测出弹簧总长度和所受拉力(钩码总重量)的多组对应值,填入表中。算出对应的弹簧的伸长量。在坐标系

12、中描点,根据点的分布作出弹力F随伸长量x而变的图象,从而发确定F-x间的函数关系。解释函数表达式中常数的物理意义及其单位。7所的针对训练:(2014年全国卷新课标)(9分)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处:通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg的砝码时,各指针的位置记为x测量结果及部分计算结果如表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度

13、为9.80m/s2)已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cmx0P12.04P24.06P36.06P48.05P510.08P612.01(cm)x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41nk10163203056.04043.65033.86028.8(N/m)l/k0.00610.01790.02290.02960.0347(m/N)(1)将表中数据补充完整:_(2)以n为横坐标,l/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出l/kn图象8该弹簧的劲度系数k与其自由长度l(单位为m)的关系的表达式为k=_N/m(3)图(b)中画出的直线可近似认

14、为通过原点,若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=_N/m;0(1)将表中数据补充完整:81.70.0122(2)以n为横坐标,l/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出l/kn图象(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点,若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=(在之间都可以)N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k=(在之间都可以)N/m4.验证牛顿运动定律一、实验原理与方法1验证牛顿运动定律的实验依据是牛顿运动定律,即FMa,当研究对象有两个以上

15、的参量发生变化时,设法控制某些参量使之不变,而研究另外两个参量之间的变化关系的方法叫控制变量法2实验中需要测量的物理量和测量方法是:小车及砝码的总质量M;用天平测出小车受到的拉力F认为等于托盘和砝码的总重力mg小车的加速度a利用纸带根据s=aT2计算二、实验步骤及数据处理1用天平测出小车和砝码的总质量M,小盘和砝码的总质量m,把数值记录下来2按如图3-4-1所示把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细绳系在车上,即不给小车加牵引力3平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木板反复移动木板的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态这时,小车拖着纸带运动时受到的9摩擦阻力恰好与小车

16、所受的重力在斜面方向上的分力平衡4把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘,先接通电源再放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列的点,打完点后切断电源,取下纸带,在纸带上标上纸带号码5保持小车和砝码的质量不变,在小盘里放入适量的砝码,把小盘和砝码的总质量m记录下来,重复步骤4在小桶内再放入适量砝码,记录下小盘和砝码的总质量m,再重复步骤46重复步骤5两次,得到三条纸带7在每条纸带上都选取一段比较理想的部分,标明计数点,测量计数点间的距离,算出每条纸带上的加速度的值8用纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力F,作用力的大小F等于小盘和砝码的总重力,根据实验结果在坐标平面上画出相应的点,如果这些点是在一条过

17、原点的直线上,便证明了加速度与作用力成正比9保持小盘和砝码的质量不变,在小车上加砝码,重复上面的实验,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车和砝码总质量的倒数,根据实验结果在坐标平面上画出相应的点如果这些点是在一条过原点的直线上,就证明了加速度与质量成反比提示:a-F图线是一条并不过原点的直线,说明F并不是小车受到的合外力若图线在F轴上有截距,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;若图线在a轴正向有截距,说明平衡摩擦力过度,此时图线的斜率表示1M三、注意事项1一定要做好平衡摩擦力的工作,也就是调出一个合适的斜面,使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的

18、细线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着打点的纸带运动2实验步骤2、3不需要重复,即整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变小盘和砝10码的总质量还是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力3每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出只有如此,小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力4改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车5作图象时,要使尽可能多的点分布在所作直线上,不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧.6作图时两轴标度比例要选择适当,各量须采用国际单位

19、这样作图线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些7为提高测量精度(1)应舍掉纸带上开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个起点(2)可以把每打五次点的时间作为时间单位,即从开始点起,每五个点标出一个计数点,而相邻计数点间的时间间隔为T0.1s四、误差分析1质量的测量误差纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差,拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差.2因实验原理不完善造成误差:本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力),存在系统误差小盘和砝码的总质量越接近小车的质量,误差就越大;反之,小盘和砝码的总质量越小于小车的质量,误差就越小3平衡摩擦力不

20、准造成误差在平衡摩擦力时,除了不挂小盘外;其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器),匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点的距离相等11针对训练1、在验证牛顿第二定律的实验中得到的两条曲线如图15所示左图的直线不过原点是由于_;右图的直线发生弯曲是由于_造成的答案:没有平衡摩擦力:小车的质量没有远远大于砝码的质量2.(江西重点中学高三联考)(1)我们已经知道,物体的加速度(a)同时跟合外力(F)和质量(M)两个因素有关。要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是_。A利用公式a计算;B根据a利用逐差法计算。图3(2)某同学的实验方案如图3所示,她想用砂桶的重力表示小车受到

21、的合外力F,为了减少这种做法而带来的实验误差,她先做了两方面的调整措施:a用小木块将长木板无滑轮的一端垫高,目的是_。b使砂桶的质量远小于小车的质量,目的是使拉小车的力近似等于_。(3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时,处理方案有两种:2xt2xT2两种方案中,你认为选择方案_比较合理。12一端垫高,目的是平衡摩擦力。利用实验中打出的纸带求加速度时,需要根据a利解析:要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是控制变量法。想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F,为了减少这种做法而带来的实验误差,使砂桶的质量远小于小车的质量,目的是使拉小车的力近似等于砂桶的重力;用小木块将长木板无滑轮的xT2

22、用逐差法计算,选项B正确。答案:(1)控制变量法(2)a.平衡摩擦力b砂桶的重力(3)B3(2014陕西高三质检)为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:第一步:把带有定滑轮的木板(有滑轮的)一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重锤相连,重锤后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图4甲所示。第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示。打出的纸带如图丙所示

23、。图4请回答下列问题:(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间的时间间隔为t,根据纸带求滑块速度,打点计时器打B点时滑块速度vB_。(2)已知重锤质量为m,当地的重力加速度为g,要测出某一过程合外力对滑块做的13解析:(1)由打出的纸带可知B点的速度为vB32t功还必须测出这一过程滑块_(写出物理名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W_。合(3)算出滑块运动OA、OB、OC、OD、OE段合外力对滑块所做的功W以及在A、B、C、D、E各点的速度v,以v2为纵轴、W为横轴建立坐标系,描点作出v2W图像,可知该图像是一条_,根据图像还可求得_。xx1;(2)由做功定义式可知

24、还需要知道滑块下滑的位移,由动能定理可知WE,即合kmgxE;k(3)v2W图像应该为一条过原点的直线。答案:(1)32txx1(2)下滑的位移xmgx(3)过原点的直线滑块的质量M5(2014浙江效实中学检测)测定木块与长木板之间的动摩擦因数时,采用如图5所示的装置,图中长木板水平固定。图5(1)实验过程中,电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上,调整定滑轮高度,使_。(2)已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,木块的加速度为a,则木块与长木板间动摩擦因数_。(3)如图6所示为木块在水平木板上带动纸带运动时打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计

25、数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出,从纸带上测出x3.201cm,x4.52cm,x8.42cm,x9.70cm。则木块加速度大小a_m/s2(保256留2位有效数字)。14Mg图6解析:对木块和砝码及砝码盘,由牛顿第二定律,mgMg(Mm)a,解得mgmMa。加速度大小axxxx51622450.021.3m/s2。2MgmgmMa答案:(1)细线与长木板平行(2)(3)1.35.验证机械能守恒定律的实验1.实验原理在物体自由下落的过程中,只有重力对物体做功,遵守机械能守恒定律,即重力势能的减少量等于动能的增加量。利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h,计算出即时速度v,便可验

26、证物体重力势能的减少量Ep=mgh与物体的动能增加量Ek=1mv2是否相等,即验证ghn是否等于1mv2。222.实验注意事项(1)安装打点计时器时,必须使穿纸带的两个限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力。(2)接通电源前,穿过打点计时器的纸带应平展不卷曲,提纸带的手必须拿稳纸带,并使纸带保持竖直,从而不致人为地增大摩擦阻力,导致机械能损耗。(3)实验时,必须先接通电源,让打点计时器工作正常后才能松开纸带让重锤下落,从而使纸带下落的初速度为零,并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点。(4)选用纸带应尽量挑选第1、2两点间的距离接近2mm的纸带,以保让打第一个点时纸带的速度为零。(5)测量下落

27、高度时,都必须从起点算起,不能搞错,选取的各个计数点要离起始点适当远一些,以减小测量高度h值的相对误差。15(6)因验证的是gh是否等于1v2,不需要知道动能的具体数值,故无需测量重锤的质量2m。3.实验误差由于重物和纸带在下落过程中要克服阻力(主要是打点纸带所受的阻力)做功,所以势能的减小量Ep稍大于动能的增加量Ek。针对训练1、在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1.00的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加

28、速度g=9.80m/s2那么:(1)纸带的端(选填“左”或“右)与重物相连;(2)根据图上所得的数据,应取图中O点和点来验证机械能守恒定律;(3)从O点到所取点,重物重力势能减少量E=J,动能增加量PE=J;(结果取3位有效数字)K(4)实验的结论是。答案(1)左(2)B(3)1.88,1.84(4)在误差允许的范围内满足机械能守恒6.研究平抛物体的运动(用描迹法)该实验的实验原理:平抛运动可以看成是两个分运动的合成:一个是水平方向的匀速直线运动,其速度等于平抛物体的初速度;另一个是竖直方向的自由落体运动。利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置,然后描出运动轨迹,测出曲线任一点

29、的坐标x和y,利用xvt、y12gt2就可求出小球的水平分速度,即平抛物体的初速度。16注意事项:斜槽末端的切线必须水平。用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。以斜槽末端所在的点为坐标原点。如果是用白纸,则应以斜槽末端所在的点为坐标原点,在斜槽末端悬挂重锤线,先以重锤线方向确定y轴方向,再用直角三角板画出水平线作为x轴,建立直角坐标系。每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。针对训练1.一个同学在研究平抛物体的运动实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离S相等C,量得S=0.2m。又量出它们之间的竖直距h=0.1m,h=0.2m,利用这些数据,可求得:12(1)物体抛

30、出时的初速度;(2)物体经过B时竖直分速度;(3)抛出点距离A点的竖直距离。答案(1)2m/s(2)1.5m/s(3)2.15m的三点A、B、离分别为2(2013大纲版全国卷)测量小物块Q与平板P之间动摩擦因数的实验装置如图7所示。AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切,C点在水平地面的垂直投影为C。重力加速度大小为g。实验步骤如下:用天平称出物块Q的质量m;测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC的长度h;将物块Q在A点从静止释放,在物块Q落地处标记其落地点D;172,所以物块在C点的动能EmvCt2h则初速度vCstg2h24h4h4hL4

31、hL重复步骤,共做10次;将10个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量圆心到C的距离s。(1)用实验中的测量量表示:物块Q到达B点时的动能EkB_;物块Q到达C点时的动能EkC_;在物块Q从B运动到C的过程中,物块Q克服摩擦力做的功Wf_;物块Q与平板P之间的动摩擦因数_。(2)回答下列问题:实验步骤的目的是_;已知实验测得的值比实际值偏大,其原因除了实验中测量量的误差之外,其他的可能是_。(写出一个可能的原因即可)解析:(1)由机械能守恒定律可知EmgR;kB物块离开C点后做平抛运动,其在空中运行的时间为g,s1mgs2;kC物块从B运动到C点的过程中克服摩擦力做的功等于物块动能的减少量,

32、即Wfmgs24hEkBEkCmgR;Rs24hLWfmgL,结合中的式子,整理可解得L。(2)重复操作多次的目的是减小实验误差;实验原理中只有P对Q的摩擦力做负功,实际还有其他阻力做负功使系统机械能减少,因此测量的Wf应比真实值大,即测得的值偏大,其他阻力有空气阻力、圆弧轨道阻力、接缝B处阻力等。mgs2mgs2Rs2答案:(1)mgRmgR(2)减小实验结果的误差圆弧轨道存在误差(或接缝B处不平滑等)1844R中这一范围内,以减少测量误差.偏转大改换小量电学实验一仪表关于多用电表1.使用多用表时要注意什么?(1)使用多用表的电压、电流挡.使用多用表测量电压、电流的方法,与单独使用电压表、电

33、流表的方法基本上是一样的,只不过在使用多用表前要根据待测量的情况(是电流还是电压?是交流还是直流?)调整好选择开关,并调整到合适的量程上,其他如正负接线柱的选用,串联还是并联到电路中去等,就和单独使用电压表、电流表时没什么两样了.(2)使用多用表的欧姆挡.机械调零:使用前先查看指针是否指在左端电阻为无穷大的位置,如不是,则要用螺钉旋具慢慢地调节定位螺钉使指针正确定位.量程选择:扳动选择开关到合适的量程上,尽可能使正式测量时指针停留在中间位置附近,也就是要尽可能利用R中中n程。偏转小改换大量程(可先估测出应该选用的倍率用来选挡,换挡时,可利用公式RxnR指进行,关系式中Rx为待测电阻的阻值,为所

34、选的倍率挡(如选100,则n100),R则表示从表盘上直接读得的数字.指例如欧姆表中值电阻值为15,待测电阻约为1800,要较准确地测定该电阻应选用哪一个倍率,可题设条件知Rx1800,而R中15,为使测量较准确,R指宜取18,1800n18,n100,所以应选100挡.19再如用欧姆表的100挡测一电阻,发现指针偏角太小,偏角太小,即R太大,为指使指针指示在R中附近,应增大偏角,即使R指变小,由RxnR指可知,n必增大,故应选1k挡.)欧姆调零:短接两表笔,调整欧姆档的调零旋钮,使指针指在零欧姆处,注意每改变一次量程,就要重新调零一次.数据读取:数据读取时,一要注意到欧姆刻度不是均匀的,不然

35、估读会不正确;二要注意读得的数据还应乘以量程的倍率;三是测量电路中的某一电阻阻值时,应该先把电源切断,再把待测电阻和其他元件断开,之后再行测量;四是要注意手不要碰到表笔的金属杆,以免人体电阻与待测电阻并联造成误差.结束工作:测量完毕后,一定要把选择开关切换到交流高压挡或切换到OFF挡上,以避免漏电或误操作.2.用欧姆表测量电阻前和换挡后,为什么一定要先进行欧姆调零?欧姆表的表盘刻度是按照标准电动势和内阻进行设计和刻度的,实际应用时,内装电池与标准总有差异,同时,电池用久了,E和r都可能变化,这就会影响指针的偏转转角,可能指不到指定刻度处而造成误差,所以使用前必须进行欧姆调零.在倍率改变后,欧姆

36、表的内阻电路就发生了相应变化,这时只有通过欧姆调零,才有可能使测量示数与电阻值相符,故每改变一次倍率,都应重新进行调零.使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到相应的位置。使用前应先进行机械调零,用小螺丝刀轻旋调零螺丝,使指针指左端零刻线。使用欧姆挡时,还应进行欧姆调零,即将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指右端零刻线处。欧姆挡的使用:选挡。一般比被测电阻的估计值低一个数量级,如估计值为200就应该选10的倍率。调零。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,20999111882873771001K0002888得测量值。将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。用

37、欧姆挡测电阻,如果指针偏转角度太小,应增大倍率;如果指针偏转角度太大,应减小倍率。电阻箱右图中的电阻箱有6个旋钮,每个旋钮上方都标有倍率,将每个旋钮上指针所指的数值(都为整数)乘以各自的倍率,从最高位依次往下读,即可得到这时电阻箱的实际阻值。图中最左边的两个黑点是接线柱。若指针所示如图,则阻值为84580.2。0.1110000223365465465410K91919122765437654376543二、关于用UI线修正法定性分析测电源电动势和内阻的测量误差用伏安法测量电源电动势、内电阻的学生实验中,有两种可供选择的实验电路。在两种电路中,由于伏特表的分流和安培表的分压引起的误差是不同的,

38、我们可以用图线修正法简洁明快的分析两种电路引起的测量误差。21第一种测量电路:如图10-20和10-21中的a线,分别为测量电路和由此电路测出的数值画出的路端电压与电流强度的关系图线。误差分析方法如下:根据测量电路分析误差原因:本测量电路产生误差的原因是由于伏特表的分流使得安培表的读数I小于干路总电流所致。考虑伏特表的内阻R,V全电路的欧姆定律的方程UIr应修正为/U(IU)r/Rv根据式寻找图线的准确点:因电流的修正值为IU,可见当RUU=0时,电流误差为零。因此,图线与横轴的交点P为准确点,不须修正。图10-20图10-21在图线上任选一点Q进行修正:如图12,Q点的纵坐标U不变,把(I+

39、QQUQRU)做为Q点修正后的Q/点的横坐标,连接P和Q/得修正后的UI图线为b线。.比较两条图线的纵截距和斜率:因图线的纵截距等于电源电动势,图线斜率的绝对值等于电源内阻。所以,/,rr/.可见电动势和内阻的测量值均小于真实值。第二种测量电路:如图10-22和10-23中的a线,分别为测量电路和由此测量电路画出的路端电压与电流强度的关系图线,误差分析方法如下:根据测量电路分析误差原因:本测量电路产生误差的原因是由于安阻R,全电路的欧姆定律的方程UIr应修正为/UI(r/R)A培表的分压使得伏特表的读数小于电源的路端电压所致。考虑安培表的内A根据式寻找图线的准确点:因电压的修正值为UIR,可见

40、当AI=0时,电压修正值为零.所以,图线与纵轴的交点P准确。在图线上任选一点Q进行修正:如图22,Q点的横坐标I不变,Q(U+IR)做为修正后Q/点的纵坐标,连接P和Q/得修正后的UI图线QQA图10-22图10-23为b线。比较两条图线的纵截距和斜率:得=/,rr/。可见,电动势的测量值与真实值22相等,而内阻的测量值大于真值。三、关于电路实物连线的几个易错点:1、电键必须控制全电路2、电表的量程和正负极3、滑动变阻器的“两端限流、三端分压”接法,且要求在闭合电键前,必须保证限流接法中滑动变阻器以最大电阻接入电路,分压接法中滑动变阻器输出电压端电压为零。4、注意检查安培表的内外接法是否正确5

41、、导线不能接在滑动变阻器的支架或滑动头上,不能穿越用电器,不能有交叉线.针对训练1一个额定功率为0.1W的电阻,其阻值不详。用多用电表粗测其阻值,其结果如图1所示。(1)多用电表测得的电阻值约为_。(2)用多用电表电阻挡测量某一电阻的阻值时,该同学先用大拇指和食指紧捏红黑表笔进行欧姆调零(如图2甲所示),然后用两表笔接触待测电阻的两端(如图2乙所示),这两步操作是否合理?_(填“甲合理”或“乙合理”或“都不合理”)解析:(1)欧姆表测得的电阻阻值约为100101000;(2)测量电阻阻值时,不能用手触摸红、黑表笔或待测电阻的两极,欧姆调零时可以用手触摸。答案:(1)1k(或1000)(2)甲合

42、理231伏安法测电阻1伏安法测电阻有a、b两种接法,a叫(安培计)外接法,b叫(安培计)内接法。外接法的系统误差是由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;内接法的系统误差是由电流表的分压引起的,abA测量值总大于真实值,大电阻应采用内接法。如果无法估计被测电阻的阻值大小,可以利用试VVA触法:如图将电压表的左端接a点,而将右端第一次接b点,第二次接c点,观察电流表和电压表的变化,若电流表读数变化大,说明被测电阻是大电阻,应该用内接法测量;若电压表读数变化大,说明被测电阻是小电阻,应该用外接法测量。(这里所说的变化大,是指相对变化,即I/I和U/U)。(口决:“内字中间有个

43、大,大内偏大,小外偏小”,即内接法适合测大电阻且系统误差偏大,即测量值大于真实值,外接法适合测小电阻且系统误差偏小,即测量值小于真实值,)为R0,那么RL两端电压UL=IR并=URap,显然ULRap,且Rap越小,这种线性关系越好,(1)滑动变阻器的连接滑动变阻器在电路中也有a、b两种常用的接法:a叫限流接法,b叫分压接法。1.下列三种情况必须选用分压式接法(1)要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路),即大范围内测量时,必须采用分压接法.Rab(2)当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时,必须采用分压接法.因为按图(

44、b)连接时,因RLR0Rap,所以RL与Rap的并联值R并Rap,而整个电路的总阻值约R024电表的变化越平稳均匀,越便于观察和操作.(3)若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法.用分压接法时,滑动变阻器应该选用阻值小的2.下列情况可选用限流式接法(1)测量时对电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且RL与R0相差不大或RL略小于R0,采用限流式接法.(2)电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,采用限流式接法.(3)没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节

45、能因素优先采用限流式接法.;用限流接法时,滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。(2)实物图连线技术无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好;对限流电路,只需用笔画线当作导线,从电源正极开始,把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。对分压电路,应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,根据伏安法部分电表正负接线柱的情况,将伏安法部分接入该两点间。VVAA25(3)描绘小电珠的伏安特性曲线因为小电珠(即小灯泡)

46、的电阻较小(10左右)所以应该选用安培表外接法。小灯泡的电阻会随着电压的升高,灯丝温度的升高而增大,所以U-I曲线不是直线。为了反映这一变化过程,灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压。所以滑动变阻器必须选用分压接法。在上面实物图中应该选用右面的那个图,开始时滑动触头应该位于左端(使小灯泡两端的电压为零)。由实验数据作出的I-U曲线如右,说明灯丝的电阻随温(度升高而增大,也就说明金属电阻率随温度升高而增大。若用U-I曲线,则曲线的弯曲方向相反。)若选用的是标有“3.8V0.3A”的小灯泡,电流表应选用I/AOU/V0-0.6A量程;电压表开始时应选用0-3V量程,当电压调到接近3V时,再改用

47、0-15V量程。同步练习1、(1)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,为减小实验误差,方便调节,请在如图所示的四个电路图和给定的三个滑动变阻器中选取适当的电路和器材,并将它们的编号填在横线上应选取的电路是,滑动变阻器应选取。E总阻值I5,最大允许电流2A的滑动变F.总阻值200,最大允许电流2A的滑动变阻器26阻器G总阻值1000,最大允许电流1A的滑动变阻器(1)由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图中b线,将该小灯泡与一干电池组成闭合电路,该电池两极的电压随电路中电流的变化关系图线如图中a线,则小灯泡与电池连接后的实际功率为W;若再将一阻值为0.75的电阻串联在电路中,则小灯泡的实际功率为W.答

48、案(1)CE(2)0.720.242、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化,一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题,实验室备有的器材是:电压表(0.3V,3k)、电流表(00.6A,0.1)、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干实验时,要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压以上(1)他们应选用图85中图所示电路进行实验(2)根据实验测得数据描绘出如图所示UI图象,由图分析可知,小灯泡电阻随温度T变化的关系是。(2)已知实验中使用的小灯泡标有1.5V字样,请你根据上述实验结果求出小灯泡在1.5V电压下的实际功率是W答案(1)A(2)R随温度T升高而增大(3)0.693图3甲为某一

49、热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的IU关系曲线图。为了得到图甲所示IU关系的完整曲线,在图乙、图丙两个电路中应选用27的是图_;理由是:_。(电源电动势为9V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0100)图3解析:图乙中,滑动变阻器采用的是分压式接法,图丙中,滑动变阻器采用的是限流式接法。图乙中滑动变阻器的滑片从左端逐渐向右端移动时,加在热敏电阻两端的电压可以从0逐渐增加,结合图甲中曲线,应选择图乙作为实验电路。答案:乙图乙中加在热敏电阻两端的电压可以从0调节3某科技小组要测量一未知电阻Rx的阻值,实验室提供了下列器材:A待测电阻RxB电池组(电动势3V,内阻约5)C电压表(量程

50、3V,内阻约3000)D电流表(量程5mA,内阻约10)E滑动变阻器(最大阻值50,额定电流1.0A)F开关、导线若干该小组使用完全相同的器材用不同的测量电路(电流表内接或外接)进行测量,并将其测量数据分别绘成UI图像,如图4甲和乙所示。图428(1)由图像判定图_测量结果较为准确,其测量值Rx_(结果保留三位有效数字),Rx的测量值_真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”)。(2)请把测量结果较为准确的测量电路图画在方框内。解析:(1)根据欧姆定律表达式R计算可知,图甲中,电压为2.8V时待测电阻的UI测量值比电压为1.5V时的测量值稍大,几乎相等,而图乙中,电压为2.8V时待测电阻的测量

51、值比电压为1.5V时的测量值还小,因此图甲测量结果较为准确,其测量值为U2.15RxI21031.08103。因RxRVRA,因此电流表应采用内接法,Rx的测量值大于真实值。(2)测量电路图如图所示。答案:(1)甲1.08103(1.071031.16103均对)大于(2)电路图见解析2把电流表改装为电压表、用图(a)测定电流表内阻r,方法是:先断开S,闭合S,调节R,使电流表满偏;g21然后闭合S,调节R/,使电流表达到半满偏。当R比R/大很多时,可以认为r=R/。(当2gR比R/大很多时,调节R/基本上不改变电路的总电阻,可认为总电流不变,因此当电流表S半满偏时,通过R/的电流也是满偏电流

52、的一半,两个分路的电阻相等)。实际上,闭合2后,总电阻略有减小,总电流略有增大,当电流表半满偏时,通过R/的电流比通过电流表的电流稍大,即R/比r稍小,因此此步测量的系统误差,总是使r的测量值偏小。其gg中R不必读数,可以用电位器,R/需要读数,所以必须用电阻箱。根据r、I和扩大后的量程,计算出需要给电流表串联的电阻R的值。gg129(a)(b)、用(b)图把改装的电压表和标准电压表进行校对。校对要每0.5V校对一次,所以电压要从零开始逐渐增大,因此必须选用分压电路。针对训练在把电流表改装为电压表的实验中,提供的器材有电流表(量程0100A,内阻几百欧),标准电压表(量程03V),电阻箱(09

53、999),电阻箱(099999),滑动变阻器(050,额定电流1.5A),电源(电动势6V,有内阻),电源(电动势12V,无内阻),开关两只,导线若干(1)该实验首先要用半偏法测定电流表的内阻如果采用如图所示的电路测定电流表的内电阻并且要想得到较高的精确度,那么从以上给出的器材中,可变电阻R1应选用,可变电阻R2应选用,电源应选用(填器材前的序号)(2)如果测得电流表A的内阻为800要把它改装为量程为03V的电压表,则改装的方法是给电流表串联一个阻值为的电阻(3)如图甲所示器材中,一部分是将电流表改装为电压表所需的,其余是为了把改装成的电压表跟标准电压表进行校对所需的在图88乙的方框中画出改装

54、和校对都包括在内的电路图(要求对。-3V的所有刻度都能在实验中进行校对);然后将器材实物按以上30要求连接成实验电路答案(1)4,3,6(2)29200(3)略2有一待测的电阻器Rx,其阻值约在4050之间,实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:电压表V(量程010V,内电阻约20k);电流表A,(量程0500mA,内电阻约20);电流表A,(量程0300mA,内电阻约4);滑动变阻器R,(最大阻值为10,额定电流为2A);滑动变阻器R2(最大阻值为250,额定电流为0.1A);直流电源E(电动势为9V,内电阻约为0.5);开关及若干导线实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压

55、值,以便画出IU图线(1)电流表应选用(2)滑动变阻器选用(选填器材代号)).(3)请在如图甲所示的方框内画出实验电路图,并将图乙中器材连成符合要求的电路答案(1)A1(2)R1(3)略3某同学测量一只未知阻值的电阻(1)他先用多用电表进行测量,按照正确的步骤操作后,测量的结果如图甲所示,请你读出其阻值大小为,为了使多用电表测量的结果更准确,该同学接着应该进行哪些操作?答。(2)若该同学再用“伏安法”测量该电阻,所用器材如图乙所示,其中电压表内阻约为5k,电流表内阻约为5,变阻器阻值为50图中部分连线已经连接好,为了尽可31能准确地测量电阻,请你完成其余的连线(3)该同学按照“伏安法”测量电阻

56、的要求连接好图乙电路后,测得的电阻值将(填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值答案(1)1.0千欧将选择开关打到100挡;将两表笔短接,调节调零旋钮,进行欧姆档调零;再讲被测电阻接到两表笔之间测量其阻值并读数;测量完毕将选择开关打到“OFF”挡4利用如图所示电路测量一量程为300mV的电压表的内阻RV,RV约为300某同学的实验步骤如下:按电路图正确连接好电路,把滑动变阻器R的滑片P滑到a端,闭合开关S2,并将电阻箱R0的阻值调到较大;闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表的指针指到满刻度;保持开关S1闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变,断开开关S2,调整电阻箱R0的阻值大

57、小,使电压表的指针指到满刻度的一半;读出此时电阻箱R0的阻值,即等于电压表内阻RV.实验所提供的器材除待测电压表、电阻箱(最大阻值999.9)、电池(电动势约1.5V,内阻可忽略不计)、导线和开关之外,还有如下可供选择的实验器材:A.滑动变阻器(最大阻值150);B.滑动变阻器(最大阻值10);C.定值电阻(阻值约20);32D.定值电阻(阻值约200).根据以上设计的实验方法,回答下列问题:(1)为了使测量比较精确,从可供选择的实验器材中,滑动变阻器R应选用定值电阻R应选用(填序号)(2)对于上述测量方法,从实验原理分析可知,在测量无误的情况下,实际测出的电压表内阻的测量值R测真实值RV(填

58、“大于”、“小于”或“等于”),且在其他条件不变的情况下,若R越大,其测量值R的误差就越(填“大”或“小”)测答案(1)BC(2)大于小5某同学为了测电流表A的内阻精确值,有如下器材:电流表A1(量程300mA,内阻约为5);电流表A2(量程600mA,内阻约为1);电压表V(量程15V,内阻约为3k);定值电阻R0(5);滑动变阻器R1(010,额定电流为1A);滑动变阻器R2(0250,额定电流为0.3A);电源E(电动势3V,内阻较小)导线、开关若干(1)要求电流表A1的示数从零开始变化,且多测几组数据,尽可能的减少误差在如图所示线框内画出测量用的电路图,并在图中标出所用仪器的代号(2)

59、若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则所用电流表A1的内阻r1表达式为r1=;式中各符号的意义是。(1)略(2)r1=(I2-I1)R0/I1I1,I2分别表示电流示数,R0是定值电阻的大小3.测定金属的电阻率33被测电阻丝的电阻较小,所以选用电流表外接法;本实验不要求电压调节范围,可选用限流电路。因此选用上面左图的电路。开始时滑动变阻器的滑动触头应该在右端。本实验通过的电流不宜太大,通电时间不能太长,以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化。针对训练1、在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度8位置如图所示,用米尺测量金属丝的长度l=0.810m金属丝的电阻大

60、约为4,先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率(1)从图中读出金属丝的直径为mm.(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:A直流电源:电动势约4.5V,内阻很小;B.电流表A1:量程00.6A,内阻0.125;C电流表A2:量程03.0A,内阻0.025;D电压表V:量程03V,内阻3k;E.滑动变阻器R1:最大阻值10;F.滑动变阻器R2:最大阻值50;G开关、导线等在可供选择的器材中,应该选用的电流表是,应该选用的滑动变阻器是。(3)根据所选的器材,在如图所示的方框中画出实验电路图(4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=

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