高考物理二轮复习：实验部分专题

二轮复习实验部分

一、力学实验

（一）知识规律

1、误差和有效数字。

①系统误差:由于仪器本身不精密、实验方法粗略或实验原理不完善而产生的误差。其特点

是测量结果较真实值总是偏大或偏小。系统误差不能用多次测量求平均值的方法消除或减

小。

因楣然误差:由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的误差。其特

点是多次重复做同一实验时误差总是时大时小。减小这种误差的方法是多次测量取其平均

值。

③有效数字:带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字。有效数字从左边第一位不为零的

数字算起

2、长度的测量。

尊米刻度尺的读数:精确到亳米，估读一位。

②游标卡尺的读数:测量值=主尺上的读数（其中m为游标卡尺的精确度”为游标尺上与

主尺上某刻度线对齐的格数）。

@螺旋测微器的读数:测量值=固定刻度+可动刻度（估读一位）XO.Olmm.

3、光电门的使用。

如果挡光片的宽度为d,挡光时间为M则物体经过光电门时的瞬时速度

4、纸带类实验。

①^够利用打点计时器的力学实验

利用纸带测量或

实验名称原理公式

计算的物理量

研究匀变速直线运

V1=Ux尸。小〃）。好瞬时速度

动2和加速度

验证牛顿第二定律F=ma加速度

2

探究动能定理W=^mv2匀速时的速度

验证机械能守恒定瞬时速度和

mgh=^mv2-^rnv2

律21下落的高度

验证动最守恒定律+〃?2V2=，"1'+"12V2’瞬时速度

5、思想方法

⑴物理思想:等效替代思想、控制变量思想。

（2）物理方法:等效替代法、控制变最法、逐差法、平均值法、图象法。

（二）、基本实验/•£>

1.研究匀变速直线运动------------------------------

⑴打点计时器法

①实验装置如图

为保证小车做匀变速直线运动，安装注意：

i细线和木板平行；

ii木板平直，光滑程度一致。

②原理

i平均速度等于中间时刻速度以=±马

ii逐差法〃=（.%+."（：+』）_&+/+匕)_(，3+%+$)

“一(W

iii图像法：作出v-t图像，

求图线的斜率。图线作出必是直线。

⑵光电门法

①求小车通过两个光电门的瞬时速度

d

v.=—'d是遮光片的宽度Ar,,小车通过两个光电门的时间。

②测出两个光电门间距离工

2-V；，_户A/、段AZ,

CL——2

2x2x

（3）利用纸带判断物体做匀变速直线运动的方法

若相邻两计数点之间的距离满足△x=X2-Xi=X3-X2-=XfrX..]="2（恒量），说明物体做匀变速直线

运动。

2、游标卡尺和螺旋测微器读数

主要以填空题的形式考查游标卡尺和螺旋测微器的读数。

例1⑴某同学用自己发明的新式游标卡尺12345

测量小钢球的直径，新式卡尺将主尺上39卜⑴千山”中rM'T1U.13cm

mm在游标尺上均分成20等份。如图甲05101520

所示，则小钢球的直径为d=cm申

该同学又用螺旋测微器测量某电阻—,

丝的直径,示数如图乙所示，则该金属丝的直径为

mm十信-20

答案（1）1.035（2）1.195（±0.002）

.乙

解析（1）游标卡尺上精确度为—mmO.05mir,

所以d=10mmX).05mmX7-10.35mm-1.035cm。

(2)金属丝的直径d'=lmmX).01mmX19.5=1.195mm。

规律方法1.游标卡尺的原理

游标卡尺主要分为10、20、50分度三种，其原理和读数方法基本相同。对于〃分度的游标卡

尺，如果游标尺的分度值为x,主尺上的分度值为y,则故游标尺与主尺两者分度值之

yy

差为k=y-x=-o其中一叫游标卡尺的精度。

Jin

2.螺旋测微器的基本原理

螺旋测微器螺纹螺距为0.5mm,即可动转筒旋转一圈，螺杆前进或后退0.5mm,可动转筒上可

动刻度分成50等份,每一等份表示0.01mm,即可动刻度每转过一等份,测微螺杆前进或后退

0.01mm。这样就能把沿轴线方向不便于测量的微小距离用圆周上的点移动较大的距离表示

出来（机械放大原理）。

3.游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题

⑴10分度的游标卡尺，以mm为单位，小数点后只有1位,20分度和50分度的游标卡尺以mm

为单位，小数点后有2位,且对齐格数不估读。

⑵螺旋测微器以mm为单位，小数点后必须有3位，对齐格数要估读，同时还要注意半亳米刻度

线是否露出。

纸带类实验的处理方法

主要考杳利用处理纸带的思想来解决实际问题。

例1研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图甲所示,其中斜面倾角。可调。打点计时那

的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点

未画出

⑴部分实验步骤如下：

A.测量完毕，关闭电源，取出纸带。

B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车。

C.将小车停靠在打点计时翳附近，小车尾部与纸带相连。

D.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔。

上述实验步骤的正确顺序是（用字母填写）。

⑵图乙中标出的相邻两计数点间的时间间隔T=So

⑶计数点5对应的瞬时速度大小计算式为由=。

⑷为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为

答案(l)DCBA(2)0.1(3)巴爰(4)(X4+X5+%6XXI+X2+X3)

解析(2)每隔4个点或每5个点取一个计数点时，相邻计数点的时间

间隔均为0.1So

(3)纸带上某点的瞬时速度等于其前后相邻两计数点所确定时

间段内的平均速度为二苫等。

(4)当有6组数据时，应采用逐差法计算加速度

_(皿+出+》6)-(^1+%2+无3)

CI—2°

9T

规律方法纸带类问题是力学实验中出现率最高的内容，多以教材实验为蓝本进行升级变形，从

整体角度看,力学中的四个打点描迹类实验都存在共性，因此在某种程度上可以实现“一个装

置多种用途”的效果。

从测定物理量角度看，可以以最基本的实验逐渐升华到探究测量多个物理量的效果，创新的流

程主要如下。

在计算中还涉及有效数字，所以审题要严谨细心。

3、橡皮条、弹簧类实验的处理方法

主要考查胡克定律以及力的平行四边形定则。

例2某同学做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验

⑴图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73cm;图乙是在弹簧下端悬

挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量△/为emo

(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范

的做法是o(填选项前的字母)

A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

B.随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

⑶图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△/与弹力F的关系图线,图线的48段明显偏离直线。4,

造成这种现象的主要原因是

答案(1)6.93(6.92-6.94)：2)A⑶超过弹簧的弹性限度

解析⑴题图甲示数为7.73cm,题图乙示数为14.66cm,弹簧的伸长量ZV=(14.66-7.73)cm=6.93

emo(2)逐一增挂钩码，弹簧的伸长量逐渐地增大，不会出现超过弹性限度的情况，选项A正确。

⑶当超过弹簧的弹性限发时，弹力与弹簧伸长量不再成止比。

思维导引

例3某同学通过实验验证力的平行四边形定则。

⑴实验记录纸如图甲所示,0点为橡皮条被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时,

拉力Fi和F2的方向分别过Pi和P2点;--个弹簧测力计拉橡皮条时，拉力6的方向过P3点。三

个力的大小分别为Fi=3.30N、「2=3.85N和13=4.25N。请根据图中给出的标度作图求出和

F2的合力。

⑵仔细分析实验/卜明怀疑实验中的橡皮条被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他

用弹簧测力计先后两次将橡皮条拉伸到相同长度，发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过

程对橡皮条弹性的影响。

实验装置如图乙所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮条的上端固定于。点，下端N

挂一重物,用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹。重复.上述过程,

再次记录下N的轨迹。

两次实验记录的轨迹如图丙所示，过0点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮条

A.橡皮条的长度与受到的拉力成正比

B.两次受到的拉力相同时，橡皮条第2次的长度较长

C.两次被拉伸到相同长度时，橡皮条第2次受到的拉力较大

D.两次受到的拉力相同时，拉力越大,橡皮条两次的长度之差越大

⑷根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。

答案（1乂见下图/合=4.60F.90N都算对）

[2}F0=Fb

⑶BD

⑷橡皮条拉伸不宜过长;选用新橡皮条。（或:拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮条;换用弹性好

的弹簧。）

解析（1）作出力F】、Fz和合力的图示如答案图所示;经测量可得合力大小为4.70N。

（2）橡皮条被拉伸到a（或时,根据平衡条件，因重物的重力一定，橡皮条与竖直方向的夹角一

定，如图所示，则橡皮条受的拉力FT含，大小一定，故Fa=Fb0

COBU

⑶由（2）可知橡皮条的长度与受的拉力不是正比关系，橡皮条第2次的长度较长，但受到的拉力

与第1次相同，选项A错误,B正确;若两次被拉伸到相同长度，第2次橡皮条与竖直方向的夹角

小，由片=可知，第2次受的拉力较小，选项C错误;拉力越大时，橡皮条与竖直方向的夹

COBS

角越大，由题图可知,橡皮条两次的长度之差越大，选项D正确。

思维导引

规律方法验证力的平行四边形定则操作注意事项

用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录〃（记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和结点。的

位置），用一个弹簧测力计拉橡皮条时的"二记录''（记录弹簧测力计示数和细绳方向）及“一注

意”（结点0的位置必须在同一位置）。

以题说法力学创新类实验主要有以下几个考向

1.实验器材的等效替换也是高考创新实验设计的主要思路之一，从近几年的高考命题来看，在

测量物体的速度时常涉及实验器材的等效替换,如利用光电门替代纸带来测量物体的加速

度、速度,还有利用闪光照相机等替代打点计时器。

2.通过纸带求出小车的加速度，然后再利用牛顿第二定律求出小车与木板间的动摩擦因数，这

是一种实验结论的外延，从近几年的力学实验来看，通过实验结论求动摩擦因数是实验设置的

一个热点，且主要出现在两个地方，一是伴随着研究匀变速直线运动的实验出现，二是伴随着

验证牛顿运动定律实验出现。

3.有一些实验题虽然在试题的情境上进行了创新，但其使用的实验原理和实验处理方法仍然

不变，因此，对于创新型实验的处理，最根本的还是要把其从新情境中抽出来，找出与常规实验

的相同之处，然后运用熟悉的实验原理和实验数据处理方法进行处理。

4.验证牛顿运动定律

⑴实验装置如图1

①安装注意：

i细线和木板平行；

ii木板平直，光滑程度一致；

由平衡摩擦力；

iv砂和桶的总质量m远小于小车质量M

设细线拉力为F

〃吆-F=ma图2

F=MaM+m

②如果在细线中安装力传感器测拉力，不用满足iv条件，用气垫导轨不用满足iii条件。

当m《M时F=mg

⑵原理：控制变量法

①探究。与F的关系；N1不变。

用天平测m得到F=mg,打出一条纸带，用逐差法求出〃；同理得到几组不同F下的

画出。--F图像，图像是一条过原点的直线，说明。与F成正比。图像的斜率

平衡摩擦力。

探究。与M的关系；F不变。

用天平测小车质量M,改变M,得到不同M下小车的加速度。，画出〃一」-图像，图

M

像是一条过原点的直线，说明《与M成反比。（图3）。图像的斜率攵=/。

6.探究动能定理

例4.如图甲所示的装置可用于探究恒力做功与速度变化的关系。水平轨道上安装两个光电门,

小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上法码盘。

实验首先保持轨道水平,通过调整秘码盘里祛码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力,

再进行后面的操作，并

在实验中获得以下测

量数据:小车、力传感

器和挡光板的总质量

m,平衡摩擦力时秋码

和法码盘的总质量m

OfOcm12

口占讨打占。丫

挡光板的宽度d,光电111¥11HHi

05101520

门1和2的中心距离乙

⑴该实验是否需要满足祛码和祛码盘的总质量远小于车的质量

（选填“需要”或"不需要"）。

⑵实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d,如图乙所示,d=___mm。

⑶某次实验过程:力传感器的读数为£小车通过光电门1和2的挡光时间分别为h、5小车

通过光电门2后，祛码盘才落地），已知重力加速度为g,则对该小车实验要验证的表达式

是O

解析（1）不需要，因为有力的传感器，可直接测出拉力的大小，而不必根据祛码和诙码盘的总重

力约等于拉力来计算。

⑵挡光板的宽度d=5mm+0.05mmX10=5.50mm。

⑶以小车作为研究对象，小车所受的合力为F-m°g,

根据动能定理有（2-加哒.三小以？一:mu/,而V）=Av2=l

代入可得（F-预g）s=gm（£）一；机（（）。

7、验证机械能守恒

例5.某实验小组利用如图所示的装置进行实验，钩码A和B分别系在•条跨过定滑轮的软绳

两端，钩码质量均为在4的上面套一个比它大一点的环形金属块C,在距地面力］处有一宽

度略比4大一点的狭缝，钩码A能通过狭缝，环形金属块C不能通过。开始时A距离狭缝的高

度为后放手后/、8、C从静止开始运动。

⑴利用计时仪器测得钩码4通过狭缝后到落地用时打,则钩码4通过狭缝的速度为

（用题中字母表示）。

（2）若通过此装置验证机械能守恒定律，还需测出环形金属块C的质量m,当地重力加速度为g。

若系统的机械能守恒，则需满足的等式为（用题中字母表示）。

⑶为减小测量时间的误差,有同学提出如下方案:实验时调节心力2=比测出钩码A从释放到落

地的总时间t,来计算钩码A通过狭缝的速度，你认为可行吗?若可行，写出钩码4通过狭缝时的

速度表达式;若不可行，请简要说明理由。,

解析（1）由于钩码通过狭缝后，。不再对4施加力，而A、B的质量又

相等,故钩码A做匀速运动，所以钩码A通过狭缝的速度为弊。

（2）验证机械能守恒时，因为A降低的重力势能等于3得加的重

力势能，故重力势能的减少量为。下降伤的重力势能的减少量，即

内帆,而系统动能的噌加量为:（2m0+加）篇），故满足的等式为

2

机g力2二32侬）+机）管）时，就验证了机械能守恒。

（3）当h[=h2=h时,A的运动是先匀加速运动，后匀速运动，如果设

加速的时间为小匀速的时间为口,匀速运动的速度为匕则加速运动

时的平均速度为9，故t}v=2h成立;在匀速运动时J2广〃成立;二式相

加得（。+枷=3/2,即尸子，故这种做法是可行的。

验证动量守恒

例5为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为完全弹性碰撞（碰撞过程中没

有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做如下实验：

①用天平测出两个小球的质量分别为mi和

郊照如图所示安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌为，使槽的末端点的切线水平，将一斜

面8c连接在斜槽末端；

先不放小球m2,让小球恤从斜槽顶端4处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置；

@各小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球mi仍从斜槽顶端4处静止开始滚下,使它们发生碰

撞，记下小球mi和小球硒在斜面上的落点位置；

份用室米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点D的距离。图中。、匚、F点是该同学记下

的小球在斜面上的几个落点位置,它们到8点的距离分别为/。、仆人

根据该同学的实验，回答下列问题：

⑴在没有放m2时，让小球恤从斜槽顶端4处由静止开始滚下,m1的落点是图中的

点；

⑵用测得的物理量来表示，只要满足关系式，则说明碰撞中动量是

守恒的；

⑶用测得的物理量来表示，只要再满足关系式，则说明两小球的碰撞是

弹性碰撞。

解析Q）由于发生弹性正碰，且mi〉*则碰后小球牝的速度比未碰撞时的速度小/卜球m2的

速度比未碰撞时小球恤的速度大，因此可判定小球mi从斜槽顶端八处由静止开始滚下，未碰

时的落点在图中的E点。

规律方法纸带类问题是力学实验中出现率最高的内容，多以教材实验为蓝本进行升级变

形,从整体角度看，力学中的四个打点描迹类实验都存在共性,因此在某种程度上可以实现“一

个装置多种用途”的效果。

从测定物理量角度看，可以以最基本的实验逐渐升华到探究测量多个物理量的效果，创新的流

程主要如下。

在计算中还涉及有效数字，所以审题要严谨细心。

二、电学实验

1.知识规律

⑴电学仪器的使用与读数。

⑦电流表、电压表、欧姆表的比较

仪器极性量程选择读数

电流表3V和3A量程估读到最小

有正、负

使指针才旨示S分度的薄5V量程估读到

极的电过满偏刻度的

最小分度的，；。.量程估

电压表表，电流!的位置6A

由电表读到最小分度的;

的正极

使指针尽量指

流入，负表盘读数乘以相应挡位的

欧姆表在表盘的中间

极流出倍率

位置左右

②f吏用多用电表的“三注意"

a.电流的流向:使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接黑表笔,负极接红表笔，从电源外部

看，电流从红表笔流

入，从黑表笔流出。

b.区分“机械调零〃和“欧姆调零〃:“机械调零〃在表盘刻度左侧“0〃位置，调整表盘下边的中间定

位螺丝;"欧姆调零"在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整欧姆调零旋钮。

c.倍率选择:使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小均有较大误差，指针偏转角度在

满偏到满偏之间读数较准确，如待测电阻约为2kQ,应选用“XlOO”挡。

③电学仪器的选择

d.电源的选择：般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。

b.电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的

最大电流选择电流表;选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大，一般应使指针能达

到半偏以匕以减小读数的偶然误差,提高精确度。

⑵电流表内外接法的区分与选择。

比较项目电流表内接法电流表外接法

|-©-|

电路

——--

误差来源电流表的分压电压表的分流

测量结果R测号＞《偏大R测=苧＜&偏小

适用条件（测大电阻）思（测小电阻）

⑶分压式电路与限流式电路的区分与选择。

⑦控制电路的比较

比较项目限流式接法分压式接法

Rx

电路翦

电压调节的范围R"0〜石

电能损耗耗能较少耗能较多

②控制电路的选择

a.从节能的角度考虑，优先选用限流式。

b.以下三种情况必须用分压式:要求待测电路的U、I从0变化;R帮《&;选用限流式时,以、4

过大（超过电流表量程，烧坏电表、电源或用电器等）。

2.思想方法

⑴物理思想:等效思想、控制变量思想。

（2）物理方法:等效替代法、控制变量法、累积法。

以测电阻为核心的实验

主要考查仪器的选择、实验操作及欧姆定律。

例1（1）用多用电表欧姆挡粗略测量某元件的电阻，选用XI挡，测量结果如图甲所示，则测得的

电阻为Q；

（2）为描绘该元件的U-I图线，提供了如下器材:

A.电流表A（量程0.6A,内阻约0.9Q）

B.电压表V（量程3V,内阻约3kQ）

C.滑动变阻器&（10Q,2A）

D.滑动变阻器&（1000Q.1A）

E.电源E（电动势6V,内阻约0.1Q）

F.开关S及导线若干

殴验中滑动变阻器应该选择（填写器材序号即可），以保证实验过程中调节方便。

②设计合适电路，在虚线框内画出实验电路图。

③如图乙所示中/、〃图线，一条为元件真实的U-I图线,另一条是本次实验中测得的U-I图线,

其中是本次实验中测得的图线。

答案⑴13.0（2）6②如图所示③〃乙

解析⑴从多用电表指针位置可以读出示数为13.0（读成13也可），乘以倍率，即

可测得该元件的电阻为13.00（13。也可）;（2）由于该元畔电阻较小，所以电流表选用外接法,

描绘该元件伏安特性曲线.电压从零开始，且要测量多组数据，故滑动变阻器选用小阻值的且

采用分压式接法，选用C;由于电压表的分流，所以实验中测得的U-/图线要比该元件真实的图

戏低一些,应选图线〃。

思维导引

规律方法（1）“测金属丝的电阻率”“描绘小灯泡的伏安特性曲线”均属于以测电阻为核心的电

学实验，属于测量性实验，主要考查学生的实验分析、理解能力，要求学生有选择仪器、设计电

路的能力

⑵测量电路设计。

项目内接法外接法

计算法勤>■或RX2>RARV,V段或RX2<RAR/

-©—«--；

若不知”层的大概阻值，可采用“试触法”，将电路按如图

试

所示连接，空出电压表的一个接头，然后将该接头分别

触

法与a、b接触一下

若电流表"相对变化''明

若电压表“相对变化”明显，说

显，说明电压表分流作

明电流表分压作用较大，应采

用较大，应采用电流表

用电流表外接法

内接法

⑶控制电路设计。以小控大用分压，相差无几用限流却当滑动变阻器的阻值较小时，常采用分

压式接法;当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时,常采用限流式接法。另外滑动变阻器必须

接为分压式的情况有三种:①电压要求从零开始变化;②滑动变阻器阻值太小,不能起到限流

的作用;流式不能获取有区分度的多组数据。若两种接法均可,则采用限流式，因为限流式

损耗功率小。

例2电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量

电压表的内阻（半偏法），实验室提供的器材如下：

待测电压表V（量程3V,内阻约为3000。）,电阻箱Ro（最大阻值为99999.9Q）,滑动变阻器

生（最大阻值100。，额定电流2A）,电源口电动势6V,内阻不计），开关2个，导线若干。

⑴虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。

2）根据设计的电路，写出实验步骤:

⑶将这种方法测出的电压表内阻记为Rv',与电压表内阻的真实值Rv相比,（选填

“＞，，，，=，，或，，＜，，）心,主要理由是

答案（1）实验电路图如图所示

⑵移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S】、Sz,调节R1,

使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2,调节电阻箱生使电压表的指

针半偏;读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻

(3)>断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增

大;此时Ro两端的电压大于电压表的半偏电压，故Rv'>Rv

以测电源电动势为核心的实验

主要考查电路的选择、仪器的选择、线路的连接和数据的处理。

例3在测定电池的电动势和内阻的实验中，某同学的实物电路连接如图甲所示。

(1)在方框中画出与图甲对应的电路图。

(2)图乙的2-R坐标系中己经标出了该同学所测得的实验数据,请作出这些数据点的拟合直

线，并读得该直线的纵截距为A1,求得其斜

率为V1

(3)求得电源的电动势是V,内阻是

(结果均保留两位有效数字)

答案(1)电路图如图所示

(2)图象如图所示0.90.67R/SI

234567891011121314尸

(3)1.51.4

解析⑴根据实物图，画电路图时应注意各用电器的符号洛用电器

的连接次序，电表的正、负接线柱等。(2)将各数据点用直线拟合后,

由数学方法计算出斜率k=067V”,纵截距b=0.9AL(3)由闭合电路

欧姆定律得可得)=5+］因此图象斜率为电动势的倒数,

Jhh

纵截距为短路电流的倒数±所以电源电动势E=1.5V,『1.4。。

E

思维导引

规律方法测量电源电动势和内电阻的方法拓展

测量方案“欧安”法“伏欧”法

nH-(Y)~

电路图—7^^

LJi——

E=5+?•一

E=4(R+r)

公式K1

E=A(R2+r)

R2

以多用电表的使用为核心的实验

主要考查多用电表的使用方法和读数特点。

例3图甲为正在测量中的多用电表表盘，请完成下列问题：

⑴如果用直流"50V"挡测量电压,指针位置如图甲所示，读数为

______Vo

⑵用图甲多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个电池、一个可变电阻和

一个表头相串联，如图乙所示，电源电动势£=1.5V,选择开关在“Xl〃挡，把它的两表笔短接，旋

转可变电阻色的旋钮，当指针指向"0Q"时，流过多用电表的电流为—mA,

⑶图乙是测量此阻值时的电路，欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍

能进行欧姆调零,按正确使用方法再测&的值，其测量结果与原结果相比将（选填“变

大，，“变小，，或〃不变，，）。

⑷图丙是将表头G改装成两个倍率挡（如"Xl〃"X10”）的欧姆表电路原理图，则当开关S合向

（选填"。"或》〃）端时，欧姆表是较大倍率挡。

答案(1)23.0(2)100(3)变大(4)6

解析⑴多用表读数为23.0V;

⑵选择开关在“XI”挡时，欧姆表的内阻为150,此时流过多用电表的电流为

=0.1A=l00mA;

⑶当电池电动势变小，内阻变大时，若测量某一电阻时，通过回路的电流减小，指针偏向左，则欧

姆表的读数变大；

⑷将G改装成两种倍率(如"XI""X10〃)的欧姆表，开关介向b端时，电路最大电流小，欧姆表的

中值电阻大，倍率大，这时的欧姆表是较大倍率挡。

规律方法欧姆表使用六注意

⑴选挡接着调零。(2)换挡重新调零。(3)待测电阻与电路、电源要断开。(4)尽量使指针指在

表盘中间位置附近。(5)读数之后要乘以倍率得阻值。⑹测量结束后，选择开关要置于"OFF"

挡或交流电压的最高挡。

以题说法电学创新实验需要特别注意：

一是选择好合适的实验原理，求解电学设计性实验考题的关键是在弄清原理的基础上将基本

方法灵活迁移，从方法迁移中寻找问题的突破口。

二是设计合理的电路，应先依据题意确定电流表、电压表和滑动变阻器等仪器，然后确定电流

表的接法，再选择控制电路并画出实验电路图。

针对训练图甲为某同学改装和校准亳安表的电路图,其中虚线框内是亳安表的改装电路

(2)现用一量程为3mA、人阻为150。的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准

时需选取的刻度为0.5、10、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V,内阻忽略不计;

定值电阻Ro有两种规格，阻值分别为300Q和1000Q;滑动变阻器月有两种规格，最大阻值

分别为750。和3000Q。则用)应选用阻值为«的电阻,R应选用最大阻值为

。的滑动变阻器。

⑶若电阻力和Rz中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图乙的电路可以判断出损坏的电

阻。图乙中的用为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路。则图中的d

点应和接线柱(选填5或“门相连。判断依据是—。

答案(1)1535(2)3003000

(3)c闭合开关，若电表指针偏转，则损坏的电阻是％；若电表指针不动，则损坏的电阻是取

解析(1)使用a和b两接线柱时有友&=(/1-蜀(&+&),使用a和c两个接线柱时有

%(Rg+R2)=(/2・/g)%,解得%=15C,&=35Qo

(2)量程为3mA的改装电表内阻q)=33Q;校准时，

滑动变阻器阻值若最小，则电流最大，电路电阻Q=500

13X1()7

故定值电阻Ro应选阻值300Q的电阻;当校准电流最小时，电路

电阻犬=。=L5。=3000可知应选用最大限值为3000。

10.5x10-3

的滑动变阻器。

⑶若d点和接线柱c相连,当亳安表有读数时表明电阻的损坏，当亳安表没有读数时,表明电

阻后损坏。而d点和接线柱b相连，毫安表均有读数，故d点应与接线柱c相连。

常见测量问题

⑴“安安法”：用一个电流表和一个定值电阻R替代电压表。

①测量电路

②原理

RJ（R+R.M）

⑵“伏伏法”：用一个电压表和一个定值电阻R替代电流表。

①测量电路

②原理

U、=U「U\

（VR\，i》R）

R=生乜•出』心4•及

U\R+RV]U]

8.半偏法测电阻

R

㈠测电流计的内阻gR。

㈡

⑴测后电路

⑵原理：R。》&

①K闭合长2断开时

EE

通过R。的电流IRO=1G

凡+RgRQ

E

调节R°使电流计达到满偏iG=—

Ro

②闭合（闭合时，保持以不变，调节R使电流计达到半偏;

i

.22R。

FF

此时通过R。的电流L=------而厂

R0+2R°

R+R.

,通过电阻箱R的电流葭=3*=y=I；

Rv=R

⑶误差分析

RR,L.

由于———<R..所以所以。>人=，

s

R+Ro,Rg2

所以即测量值小于真实值。

减小误差的方法：增大R。的有效值，由于电流计的满偏电流〃一定，所以必须增大电源的

电动势E。

㈡测电压表的内阻尺，

⑴测量电路

⑵原理：Rv》（

①K闭合七闭合时，品与R。的左边电阻

RR

并联，其并联电阻为D二UM

Ry-Rp<i

FR

调节凡使电压表满偏Uy=今

R°

②（闭合K2断开时，电压表和电阻箱串联后再与R。的左边电阻Rp”并联，其并联电阻为

（R\+R）Rpa

Ry+R+Rpa

ER

则电压表和电阻箱串联分得的总电压为U&二一/

只要P不动，及尸〃保持不变，则U&=Uv。

调节电阻箱R使电压表半偏，则RV=R。

⑶误差分析

由于R)Rpa〉%Rp(i

(Ry+fUPa

%+R+RPaRv+RPa

所以R>RV即测量值大于真实值。

9.多用电表的使用

⑴电流计改欧姆表的电路

⑵原理

①红黑表笔开路时R人、=ooI芯.1=0

调节指针定位螺丝使指针指电流为0的刻度线,

对应测量电阻为无穷大。

②红黑表笔短路时Rx=0

E

凡+R+Rg

调节欧姆调零旋钮使指针指满偏电流刻度线，欧姆表的内阻凡］=&+氏+4。

一

E

③把待测电阻尺接在红黑表笔之间，Q=------0</„<Io

仆+R、8v,

・••每一个电流对应一个心.,由于此和/在不是线性关系，所以欧姆表的刻度不均匀。

④中值电阻R一：当/,,二A时对应的待测电阻叫中值电阻。

•3人2

凡=%

中值电阻尺可以从欧姆表刻度盘读出。即中央刻度线对应电阻。

待测电阻和中值电阻接近时，测量较准确。

⑶测量步骤

①机械调零

②选档

（3）欧姆调零

④测量Rx

⑤置OFF档

（4）二极管正负极判断

二极管导通时，黑表笔接二极管的正极；反之红表笔接二极管的正极。

10.测定电源的电动势和内亚

（1）测量电路

⑵测量原理

①公式法

[E=q+//

1一

LE=U1+I1r

2T25

£L一

U「U\

②U—/图像法

E二纵截距

△UE-Uo

A/

⑶误差分析

①误差产生原因：电压表分流l=IA+Iv.

②测量的E、r都偏小。

（4）变式1：电阻箱电流表法（安阻法）

①电路

②原理

E=IR+Ir^-=—+-

IEE

③计算方法:

作一一R图像,

求出图像的斜率k=-和纵截距b=-

E

b

7

④误差分析：电流表分压U=/R+U”

电动势测量值准确，内阻测量值=r+R八比真实值大。

⑸变式2：电阻箱电压表法（伏阻法）

①电路

②原理

L〃。1r11

E=U+—r—>——=——•—d-

RUERE

③计算方法

作_L__L图像

UR

求出图像的斜率k=-和纵截距〃=-

—r=kb。

b

④误差分析：电压表分流

①误差产生原因：电压表分流/=£+/

②测量的E、r都偏小。

二轮复习物理图像专题V

物理图像能形象地表达物理规律、直.

观地描述物理过程、鲜明地表示物理3..................

量之间的相互关系，是分析物理问题.........

的有效手段之一，是当今高考出题的.…

热点。/j

中学物理中重要的图象°

⑴运动学中的图象：

x-t图、v-t图、振动图象x-t图以及波动图象y-x图等。

(2)电磁学中图象：

交变电流e-t、u-t、i-t图象等；电磁振荡i-t、q-t图象等

(3)实验中的图象：

探究牛顿第二定律时.a-F图象、a-m图象；用“伏安法”测电阻I-U图象；测电源电动势和内

⑷在各类习题中出现的图象:

如力学中的F-t图象、电学中的P-R图象、电磁感应中的中-t图象、E-t图象、B-t图象等。

图像应用所涉及的问题类型：

作图识图用图

1.识图

回忆x—t、V-t图象表

示的物理意义是什么？

(1)(2)

一、识图要点总结：

一定要理解牢记图像的轴、点、线、斜率、截距、面积的物理意义

1、轴

弄清坐标轴表示的物理量及单位。注意坐标原点是否从零开始；注意纵轴物理量为矢

量情况，则横轴以上表示此物理量为正，横轴以下表示物理量为负。

t

运动方向？位置?

2、点、线

图象上的点表示运动过程中某一瞬时状态，每・•点都对应着两个量，沿图象上各

点移动，反映一个量随另一个量变化的函数关系；图象上的线段表示运动过程某一过

程，应与一个代数方程相对应。

几个过程？

注意识别：

⑴线的形状

观察图像是直线、曲线，还是折线等,

利于分析图线所反映物理量之间的关系。

(2)交点

同一坐标系两条图线的交点，V-t图象表示在交点对应时刻速度相等，X-t图

象表示在空间居同一位置

(3)拐点

图线的拐点具有的特定意义，它是两种不同变化情况的交界，即物理量变化的

突变点。

3、斜率

图线上某点的斜率表示两物理量增量的比值，反映该点处一个量随另一个量变

化的快慢。

4、面积

图线与横轴所围

的面积常代表一个物

理量。V—t图线与横

轴所围的面积表示位

移，横轴以上、以下

面积分别表示正位加速？减速?运动方向？

移、负位移。F_t图象

中的“面积”表示冲量。F-s图象中的“面积”大小表示功的“大小”。i-t图

象中的“面积”表示电荷量q的“多少”。

5、截距

距是图线与两坐标轴的交点所代表的坐标数值，该数值具有一定的物理意义.x-t、v-t图象纵

截距表示初始量，横截距表示变化的时,刻。

6、注意：V-t、X-t图象不表示物体的运动轨迹，只用来描述运动的规律;图形相似、容易

混淆的图象要注意区分.

二、识图

就是识别坐标轴所代表的物理量及它们的“函数关系"（图象反映出的物理规律），明确

图象中的点（起点、交点、拐点、终点）、线（直、曲）、峰值、截距、斜率、面积、正负号

等的物理意义，找出图象给我们提供的有用信息，并能还原出物体的运动过程。

例1：识别下列x-t图象与V-t图象，判断物体的运动情况

例2.下图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像,

下列判断正确的是（）

A.电动势E1=E2,发生短路时的电流11>12

B.电动势Ei=Ez，内阻ri>r2

C.电动势EI>E2,内阻ri<r2

D.当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路

端电压变化大

练习.用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，伏安图象

如图所示