高考专题高中物理实验最新版.docx
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高考专题高中物理实验最新版
高中物理实验总结【最新完整版】
（一共有55页，物理实验总结大全，包括高中所有必考的实验啦！
方法指导：
物理是以实验为基础的科学，实验能力是物理学科的重要能力，物理高考历来重视考查实验能力。
二、几种重要的实验方法
下面几种实验方法是我们中学阶段物理实验中用过的，从方法的角度整理、复习一下，有助于我们提高认识水平和能力。
一、误差和有效数字
1.误差
测量值与真实值的差异叫做误差。
误差可分为系统误差和偶然误差两种。
⑴系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。
⑵偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。
减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。
这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。
2.有效数字
带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。
⑴有效数字是指近似数字而言。
⑵只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。
凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，再向下估读一位（不可靠数字），这里不受有效数字位数的限制。
间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用2~3位有效数字表示。
二、基本测量仪器及读数
高考要求会正确使用的仪器主要有：
刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。
1.刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表的读数
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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，但是是有效数字的不可缺少的组成部分）。
凡是最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。
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⑶右图中秒表的示数是多少分多少秒？
凡仪器的最小刻度是10分度的，在读到最小刻度后还要再往下估读一位。
⑴6.50cm。
⑵1.14V。
15V量程时最小刻度为0.5V，只读到0.1V这一位，应为5.7V。
⑶秒表的读数分两部分：
小圈内表示分，每小格表示0.5分钟；大圈内表示秒，最小刻度为0.1秒。
当分针在前0.5分内时，秒针在0~30秒内读数；当分针在后0.5分内时，秒针在30~60秒内读数。
因此图中秒表读数应为3分48.75秒（这个5是估读出来的）。
6.多用电表
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：
⑴选挡。
一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。
⑵调零。
⑶将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。
⑷将指针示数乘以倍率，得测量值。
⑸将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。
用欧姆挡测电阻，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。
7.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84580.2Ω。
0
三、重点的学生实验
8用描迹法画出电场中平面上等势线
实验所用的电流表是零刻度在中央的电流表，在实验前应先测定电流方向与指针偏转方向的关系：
将电流表、电池、电阻、导线按图1或图2连接，其中R是阻值大的电阻，r是阻值小的电阻，用导线的a端试触电流表另一端，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。
图2
该实验是用恒定电流的电流场模拟静电场。
与电池正极相连的A电极相当于正点电荷，与电池负极相连的B相当于负点电荷。
白纸应放在最下面，导电纸应放在最上面（涂有导电物质的一面必须向上），复写纸则放在中间。
10．伏安法测电阻
ab
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，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ΔI/I和ΔU/U）。
（1）滑动变阻器的连接
R
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。
分压接法被测电阻上电压的调节范围大。
当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。
用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；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
A
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。
（3）描绘小电珠的伏安特性曲线
因为小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10Ω左右）所以应该选用安培表外接法。
O
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0-0.6A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0-15V量程。
11．把电流表改装为电压表
⑴、用图（a）测定电流表内阻rg，方法是：
先断开S2，闭合S1，调节R，使电流表满偏；然后闭合S2，调节R/，使电流表达到半满偏。
当R比R/大很多时，可以认为rg=R/。
（当R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，因此当电流表半满偏时，通过R/的电流也是满偏电流的一半，两个分路的电阻相等）。
实际上，S2闭合后，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rg稍小，因此此步测量的系统误差，总是使rg的测量值偏小。
其中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rg、Ig和扩大后的量程，计算出需要给电流表串联的电阻R1的值。
（a）
⑵、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。
百分误差的计算：
如果当改装电压表示数为U时，标准电压表示数为U/，则这时的百分误差为|U-U/|/U/。
如果校对时发现改装电压表的示数总是偏大，则应该适当增大R1的阻值（使表头的分压减小一些），然后再次重新进行校对。
12.测定金属的电阻率
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。
13用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻
1.0
根据闭合电路欧姆定律：
E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的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，电阻R的取值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。
S
为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理实验数据：
将点描好后，用直尺画一条直线，使尽量多的点在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。
这条直线代表的U-I关系的误差是很小的。
它在U轴上的截距就是电动势E（对应的I=0），它的斜率的绝对值就是内阻r。
（特别要注意：
有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI|）。
为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些。
（选用使用过一段时间的1号电池）
14.用多用电表探索黑箱内的电学元件
设定黑箱上有三个接点，两个接点间最多只能接一个元件；黑箱内所接的元件不超过两个。
测量步骤和判定：
⑴用直流电压挡测量，A、B、C三点间均无电压；说明箱内无电源。
⑵用欧姆挡测量，A、C间正、反接阻值不变，说明A、C间有一个电阻。
⑶用欧姆挡测量，黑表笔接A红表笔接B时测得的阻值较小，反接时测得的阻值较大，说明箱内有一个二极管，可能在AB间，也可能在BC间，如右图中两种可能。
⑷用欧姆挡测量，黑表笔接C红表笔接B测得阻值比黑表笔A红表笔接B时测得的阻值大，说明二极管在AB间。
所以黑箱内的两个元件的接法肯定是右图中的上图。
四
68.平行板电容器的电容
静电计是测量电势差的仪器。
指针偏转角度越大，金属外壳和上方金属小球间的电势差越大。
在本实验中，静电计指针和A板等电势，静电计金属壳和B板等电势，因此指针偏转角越大表示A、B两极板间的电压越高。
本实验中，极板带电量不变。
三个图依次表示：
正对面积减小时电压增大；板间距离增大时电压增大；插入电介质时电压减小。
由
知，这三种情况下电容分别减小、减小、增大。
因此可以确定C和S、d、ε的关系是
。
思考：
如何测量电容器两极板间的电压？
9.磁电式电表原理
圆柱形铁芯的作用是在磁铁两极和铁芯间生成均匀地辐向分布的磁场。
不管线圈转到什么角度，线圈平面都跟磁感线平行，线圈受到的安培力矩的大小只跟电流大小成正比。
线圈绕在铝框上，线圈的两端分别和两个螺旋弹簧相接，被测电流由这两个弹簧流入线圈。
铝框可以起到电磁阻尼的作用。
指针偏转方向与电流方向有关。
因此根据指针偏转方向，可以知道被测电流方向。
10.研究电磁感应现象
首先要查明电流表指针偏转方向和电流方向的关系（方法与画电场中平面上等势线实验相同）。
电键闭合和断开时、电键闭合后滑动变阻器的滑动触头移动过程中、电键闭合后线圈A在B中插入、拔出时，都会发现电流表指针发生偏转，说明有电流产生。
而电键保持闭合、滑动触头不动、线圈A在B中不动时，电流表指针都不动，说明无电流产生。
结论：
闭合电路中有感应电流产生的充要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
13.伦琴射线管
电子被高压加速后高速射向对阴极，从对阴极上激发出X射线。
在K、A间是阴极射线即高速电子流，从A射出的是频率极高的电磁波，即X射线。
X射线粒子的最高可能的频率可由Ue=hν计算。
14.α粒子散射实验
全部装置放在真空中。
荧光屏可以沿着图中虚线转动，用来统计向不同方向散射的粒子的数目。
观察结果是，绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。
15.光电效应实验
把一块擦得很亮的锌板连接在灵每验电器上，用弧光灯照锌板，验电器的指针就张开一个角度，表明锌板带了电.进一步检查知道锌板带（）电。
这表明在弧光灯的照射下，锌板中有一部分（）从表面飞了出去锌板中少了（），于是带（）电。
五、设计实验举例
例1．略测
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