高三物理实验考前辅导文档格式.docx
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精度为0.1mm的游标卡尺是将普通的mm刻度尺的9mm分成10等分（即10格），每格表示0.9mm，每格与1mm的差值为0.1mm，这就是精度的来历。
精度为0.05mm的游标卡尺是将普通的mm刻度尺的19mm分成20等分（即20格），每格表示0.95mm，每格与1mm的差值为0.05mm，精度为0.02mm的游标卡尺是将普通的mm刻度尺的49mm分成50等分（即50格），每格表示0.98mm，每格与1mm的差值为0.02mm，其读数方法是：
主尺上的mm数（游标尺零刻度线以前的刻度）＋精度×
与主尺上某一刻度线对齐时游标尺的刻度值（注意不估读）。
检验的方法是：
用mm做单位小数的位数与精度保持一致，然后根据题目要求变换单位。
③、对于刻度尺、电压表、电流表、弹簧秤要区别对待：
若最小分度为1mm（mm刻度尺）、0.1（量程为3V、5V的电压表或量程为3A、5mA的电流表）都要估读到最小刻度的下一位，若最小分度为0.5（刻度尺、弹簧秤、量程为15V的电压表）、5（250V量程电压表、250mA的电流表）、0.05（2.5V的电压表）都要求估读到最小分度值所在的这一位，且按最小分度值的五分之一估读，末位数字为0、1、2、3……9。
若最小分度值为0.02（量程为0.6A的电流表）、0.2（量程为10V的电压表或量程为10mA的电流表）、2（量程为100V的电压表或量程为100mA的电流表）都要求估读到最小分度值所在的这一位，且按最小分度值的二分之一估读，只要没有与刻度线对齐都可按半格读数，末位数字为0、1、2、3……9。
④、对于多用表的电阻档，读数时只要保留两位或三位有效数字即可（也就是说，可以估计一位）。
⑤、游标卡尺、秒表、打点计时器、温度计、电阻箱、都不估读。
例如右图为多用表的表头：
指针位置如图，在a、b时的读数各是多少？
若量程用250V直流电压档，一大格表示50V，一小格表示5V，a、b时的读数分别为57V和200V；
若量程用50V直流电压档，一大格表示10V，一小格表示1V，a、b时的读数分别为11.4V和40.0V，若量程用10V直流电压档，一大格表示2V，一小格表示0.2V，a、b时的读数分别为2.3V和8.0V；
若量程用100V直流电压档，一大格表示20V，一小格表示2V，a、b时的读数分别为23V和80V；
若量程用2.5V直流电压档，一大格表示0.5V，一小格表示0.05V，a、b时的读数分别为0.57V和2.00V；
对于直流电流档的读数，可以比照直流电压档，对于交流电流档的读数仍读表盘第二行数字，比照直流读数，对于交流电压档有专门刻度线，读表盘第三行数字。
若为电阻×
1档，a、b时的读数分别,50Ω和4Ω，若指针没有与刻度线对齐可以估计一位。
有人说读数时可以读到最小刻度值的下一位，高考试题有时给出的答案也是这样，我认为这种读法不妥。
原因如下：
对所有仪器或者仪表读数时，只能有一位不准确数字，对最小分度是1的仪器，估计一位就是最小分度值的下一位，是对的，但对最小分度是2或5的仪器，最小分度值的下一位是看不见的，无法估读，所以，读数时只能读到最小分度值这一位。
二、独立完成实验
1．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基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．
待测物理量
基本测量方法
速度
①利用纸带，
；
②利用平抛，
加速度
①利用纸带，逐差法
②利用单摆
力
根据F=ma转化为测量m、a
功
根据
转化为测量m、S、v
电阻（精确测量）
①根据
转化为测量U、I（伏安法）；
②电阻箱（半偏、替代）
电功率
根据P=IU转化为测量U、I
电源电动势
根据E＝U＋Ir转化为测量U、I
2．处理实验数据的常用方法
为了减小由于实验数据而引起的偶然误差，常需要采用以下方法进行处理．
（1）多次测量求平均值；
（2）图象法
3．实验误差的分析
中学物理中只要求初步了解系统误差和偶然误差、绝对误差和相对误差的概念；
能定性分析某些实验中产生误差的主要原因；
知道用平均值法、图象法减小偶然误差；
但不要求计算误差．
（1）系统误差和偶然误差：
测量值总是有规律的朝着某一方向偏离真值（总是偏大或总是偏小）的误差，称为系统误差．系统误差的主要来源是仪器本身不够精确，或实验原理、方法不够完善．由于偶然因素的影响，造成测量值的无规则起伏称为偶然误差．偶然误差是由于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，多次测量偏大和偏小的机会相同，因此，多次测量求平均值可减小偶然误差．
（2）绝对误差和相对误差：
设某物理量的真值为A0，测量值为A，则绝对误差
，相对误差为
．真值A0常以公认值、理论值或多次测量的平均值代替．
三、实验设计
实验设计应把重点放在力学和电学实验上，力学以打点计时器为中心展开，电学以电阻测量为中心展开．
1．进行实验设计的总体原则
（1）精确性：
在实验误差允许的范围内，应尽可能选择误差较小的方案．
（2）安全性：
实验方案的实施要安全可靠，不会对器材造成损害，且成功率高．
（3）可操作性：
实验应便于操作和读数，便于进行数据处理．
2．实验设计的基本思路
．
实验设计的关键在于实验原理的设计，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤．而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材（条件）和实验要求，它们相辅相成，互为条件．
以测量电表的内阻为例：
纵向：
伏安法及变式
1°
电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻
2°
两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻
3°
两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻
横向：
除伏安法外，还常用替代法、半偏法和闭合电路欧姆定律（计算法）
替代法
半偏法
闭合电路欧姆定律（计算法）
3．电学实验的器材选择和电路设计
（1）电路结构
完整的实验电路包括三个部分：
①测量电路，②控制电路（变阻器、开关），③电源．
（2）思路
（3）方法
①电表选择：
为了减小电表读数引起的偶然误差，选择电表时应先估算待测电流或电压的最大值，同时要考虑电表间、电表与电源间的配置是否合理，测量时各电表的最大偏转量都应接近量程．
②分压、限流电路选择
在下列情况下应选择分压电路
实验要求待测电阻两端电压从零开始连续变化。
限流不能保证安全，即限流电路中的最小电流超过电表量程或用电器的额定电流．常见于变阻器全电阻远小于测量部分电阻的情况．
限流能保证安全，但变阻器调节过程中，电表读数变化不明显，不满足实验测量多组数据的要求．常见于变阻器全电阻远大于测量部分电阻的情况．
在限流、分压两种电路都满足实验要求时，由于限流电路结构简单，损耗的电功率小，应优先选用．
③滑动变阻器的粗调和微调．
在限流电路中，对测量电路而言，全电阻较大的变阻器起粗调作用，全电阻较小的变阻器起微调作用；
在分压电路中，变阻器的粗、微调作用正好与限流电路相反．
例题引路
1、一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计器的纸带从斜面上滑下，如图5-1甲所示，图5—1乙是打出的纸带的一段．
（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图乙给出的数据可求出小车下滑的加速度a=____________．
（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需要测量的物理量有___________，用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f=_________________．
2、一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心且垂直于盘面的水平轴转动．用下面的方法测量它匀速转动时的角速度．
实验器材：
电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸．
实验步骤：
（1）如图5—3所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上．
（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点．
（3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量．
①由已知量和测得量表示角速度的表达式为ω=________________，式中各量的意义是___________．
②某次实验测得圆盘半径r=5.50×
10－2m，得到的纸带的一段如图5—4所示，求得角速度为________．
单位：
cm
3、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：
I/（A）
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U（V）
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
（1）在左下框中画出实验电路图．可用的器材有：
电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0～10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若于．
（2）在图5—5中画出小灯泡的U—I曲线．
（3）若将该小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0Ω的电池两端，小灯泡的实际功率是多少?
（简要写出求解过程，若需作图，可直接画在图中）
4、图5—8所示，水平桌面上固定着斜面体A，有小铁块B．斜面体的斜面是曲面，由其截面图可以看出曲线下端的切线是水平的．现提供的实验测量工具有：
天平、直尺．其它的实验器材可根据实验需要自选．现要设计一个实验，测出小铁块B自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中，小铁块B克服摩擦力做的功．请回答下列问题：
（1）除题中供给的器材处，还需要选用的器材是：
____________________________________________________________．
（2）简要说明实验中需要测量的物理量（要求在图上标明）：
_____________________________________________________________．
（3）写出实验结果的表达式（重力加速度g已知）：
____________________________________________________________．
5、用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下：
待测电阻Rx（阻值约为25kΩ） 电流表A1：
（量程100
A，内阻2kΩ）
电流表A2：
（量程500
A，内阻300Ω） 电压表V1：
（量程10V，内阻100kΩ）
电压表V2：
（量程50V，内阻500kΩ） 电源E：
（电动势15V，允许最大电流1A）
滑动变阻器R：
（最大阻值1kΩ） 电键S，导线若干
为了尽量减小实验误差，要求测多组数据．
（1）电流表应选_________，电压表应选__________．
（2）画出实验电路图．
【变式】用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：
电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；
电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750Ω；
电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500Ω；
滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω；
单刀单掷开关S，导线若干．
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的
，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中的相应的英文字母标注）．
（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图5—11上画出连线．
（3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表v2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=____________________．
6、为了测定电流表A1的内阻，采用如图5—14所示的电路．其中：
A1是待测电流表，量程为300
A，内阻约为100Ω；
A2是标准电流表，量程为200
A；
R1是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω；
R2是滑动变阻器；
R3是保护电阻；
E是电池组，电动势为4V，内阻不计；
S1是单刀掷开关．S2是单刀双掷开关．
（1）根据电路图，请在图5—15中画出连线，将器材连接成实验电路．
（2）连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电表A2的读数是150
然后将开关S2扳到接点b处，保持R2不变，调节电阻R1，使A2的读数仍为150
A．若此时电阻箱各旋钮的位置如图5—16所示，电阻箱的阻值是_______Ω，则待测电流表A1的内阻R1=______Ω．
（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用：
_____________________（填写阻值相应的字母）．
A．200kΩB．20kΩC．15kΩD．20Ω
（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用．既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器___________________（填写阻值相应的字母）是最佳选择．
A．1kΩ
B．5kΩC．10kΩD．25kΩ
7、现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50
，内阻约为800～850Ω，把它改装成1mA、10mA的两量程电流表，可供选择的器材有：
滑动变阻器R1，最大阻值20Ω；
滑动变阻器R2，最大阻值100kΩ；
电阻箱R′，最大阻值9999Ω；
定值电阻R0，阻值1kΩ；
电池E1，电动势1.5V；
电池E2，电动势3V；
电池E3，电动势4.5V；
（所有电池内阻不计），标准电流表A，满偏电流1.5mA；
单刀单掷开关S1和S2；
单刀双掷开关S3；
电阻丝及导线若干．
（1）采用如图5—18（甲）所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为__________________，选用的电池为_______________．
（2）将G改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图所示．图_________为合理电路，另一电路不合理的理由是_______________________________．
（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用
来表示．
8、
（1）一个电压表VA的内阻RA=1000Ω，量程为1.0V，现要利用电阻箱扩大它的量程，改装成量程为3.0V的电压表．改装后，再用一量程为3.0V的精确的电压表VB对改装后的电压表的所有刻度进行校准．除了这两个电压表VA、VB外，还有下列一些器材：
电源E（电动势约为6V，内阻较小）
变阻器R（总电阻约10Ω） 电阻箱R0（0～9999Ω）开关S 导线若干
①如图5—20所示是以上器材和两个电压表VA、VB的实物示意图，试在图中画出连线，连成进行校准时的实验电路．
②图中电阻箱的取值等于________________Ω．
（2）用上述电压表VB和改装后并已校准过的电压表（以下称之为VC）以及一个开关和一些导线，去测量一个电动势大约为2V的电源的内阻r．①简要写出测量步骤．
②用测得的量表达r的公式应为r=____________．
9、如图5—25所示的电路测量电流表mA的内阻，闭合电键S，当变阻器的滑片滑至c处时，测得电流表mA和电压表V的示数分别是40mA、9V．已知图5—25中热敏电阻的I—U关系图线如图5—26所示，则电流表mA的内阻为（
A．0.14ΩB．85ΩC．140ΩD．225Ω
10、一只黑箱有A、B、C三个接线柱，规定每两个接线柱间最多只能接一个电器元件．并且已知黑箱内的电器元件是一只电阻和一只二极管．某同学利用多用电表的欧姆挡，用正确的操作方法依次进行了6次测量，将每次红、黑表笔的位置和测得的阻值都填入了下表．
红表笔接
A
B
C
黑表笔接
测得阻值（Ω）
100
10k
10.1k
90
190
由表中的数据可以判定:
（1）电阻接在_________________两点间，阻值为_________________Ω．
（2）二极管接在__________两点间，其中正极接在_______点．二极管的正向阻值为_____Ω，反向阻值为__________Ω．
11、5—37中E为直流电源，R为已知电阻，V为理想电压表，其量程略大于电源电动势，S1和S2是开关．现要利用图中电路测量电源的电动势E和内阻r，试写出主要实验步骤及结果的表达式．
12、（2009年广东物理）16．某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。
所用的器材包括：
输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。
（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动。
请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图14。
（2）实验的主要步骤如下：
①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
③断开开关，______________，合上开关，重复②的操作。
（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出图15的关系图线，其斜率为_____________A-1m-1（保留三位有效数字）；
图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了___________________的电阻之和。
（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。
金属丝的直径是_______。
图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是____________，其数值和单位为_______________（保留三位有效数字）。
13某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关的实验，以下是实验中可供选用的器材．
A．待测小灯泡（额定功率6W，额定电流0.5A） B．电流表（量程0～0.6A，内阻0.1Ω）
C．电压表（量程0～5V，内阻约5kΩ） D．电压表（量程0～15V，内阻约15kΩ）
E．滑线变阻器（最大阻值50Ω） F．滑线变阻器（最大阻值1kΩ）
G．直流电源（电动势15V，内阻可忽略） H．开关一个，导线若干
实验中调节滑线变阻器，小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化，从而测出小灯泡在不同电压下的电流．
（1）请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图．并在每个选用的器材旁标上题目所给的字母序号．
（2）如图5—40所示是该研究小组测得小灯泡的I—U关系图线．由图线可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_________________（填“增大”、“减小”或“不变”）；
当小灯泡两端所加电压为6V时，其灯丝电阻值约为_________________Ω．（保留两位有效数字）
14有以下可供选用的器材及导线若干条,要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流．
A．被测电流表A1：
满偏电流约700～800
，内阻约100Ω，刻度均匀、总格数为N B．电流表A2：
量程0.6A，内阻0.1ΩC．电压表V：
量程3V，内阻3kΩD．滑动变阻器R1：
最大阻值200Ω
E．滑动变阻器R2：
最大阻值1kΩF．电源E：
电动势3V、内阻1.5Ω
G．开关一个
（1）在虚线框内画出实验电路图,并在每个选用的仪器旁标上题目所给
的字母序号．
（2）测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A的指针
偏转了n格，可算出满偏电流Ig=___________，式中除N、n外,
其他字母符号代表的物理量是______________．
15实验室中现有的器材如下：
电池E（电动势约10V、内阻r约1Ω） 标准电流表A1（量程300mA，内阻r1约为5Ω）
电阻箱R1（最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω） 滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）
开关S和导线若干．
要求设计—个测定电流表A2（量程250mA，内阻r2约为5Ω）内阻的实验方案．
（1）在方框中画出测量电路，并在每个仪器旁标上英文代号．
（2）要直接测出的物理量是____________________，
用这些物理量表示待测电流表A2内阻的计算公式是_________．
16．在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：
A．干电池E（电动势约为1.5V，内阻小于1.0Ω） B．电流表A1（满偏电流3mA，内阻r1=10Ω）
C．电流表A2（0～0.6A，内阻0.1Ω） D．滑线变阻器R1（0～20Ω，10A）
E．滑线变阻器R2（0～100Ω，10A） F．定值电阻R3（990Ω） G．开关和导线若干
（1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑线变阻器是______________（填字母代号）
（2）请在虚线框内画出利用本题提供
的器材所设计的测量电池电动势和内阻
的实验电路图．
（3）如图5—42为某一同学根据
他所设计的实验给出的I1、I2图
线（I1为A1的示数，I2为A2的示数），由图线可求得被测电池的电动势E＝______________V，内阻r=_____________Ω．
17．实验室内有一电压表
，量程为150mV，内阻约为150Ω．现要将其改成量程为10mA的电流表，并进行校准．为此，实验室提供如下器材：
干电池E（电动势为1.5V），电阻箱R，滑线变阻器R′，电流表
（有1.5mA，15mA与150mA
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