跃渊风暴恒心家教专版物理实验专题收藏版.docx

1、跃渊风暴恒心家教专版物理实验专题收藏版满分冲刺-物理实验自然科学是实验性科学，物理实验是物理学的重要组成部分理科综合对实验能力提出了明确的要求，即是“设计和完成实验的能力”，它包含两个方面：1独立完成实验的能力包括：（1）理解实验原理、实验目的及要求；（2）掌握实验方法步骤；（3）会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题；（4）会观察、解释实验现象，会分析、处理实验数据；（5）会分析和评价实验结果，并得出合理的实验结论2设计实验的能力能根据要求灵活运用已学过的物理理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题 一、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

2、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、示波器 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测量仪器力学长度刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器时间秒表（停表）、打点计时器质量天平电学电阻（粗测）欧姆表、电阻箱电流电流表电压电压表3读数方法： 用各种测量仪器测量有关物理量，读数时首先要弄清测量仪器的精度以螺旋测微器为例：精度为mm=0.01mm，其读数方法是：读数=固定刻度数(含半毫米刻度)可动刻度数（含估读刻度数）精度 典例分析【例1】 请将下列各种测量仪器的读数填在题中的横线上 示数_cm 示数_cm示数_s

3、示数_s电阻箱连入电路中的电阻为_此时待测电阻为_用015V档，此电压表示数为_V用00.6A档，此电流表示数为_A【特别提示】 一般来说，除游标卡尺、秒表、电阻箱外，其他测量仪器的读数都需要估读，即读到精度的下一位 二、独立完成实验方法归纳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力学速度利用纸带，；利用平抛， 加速度利用纸带，逐差法；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电学电阻（精确测量）根据转化为测量U、I（伏安法）；

4、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EUIr转化为测量U、I2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

5、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典型分析【例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51乙是打出的纸带的一段 图51（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_，

6、用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f =_ 【例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53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，进行测量由已知量和测得量表示角速度的表达式为=_，式中各量的意义是_某次实验测得圆盘半径r =5.50102m，得到的纸带的一段如

7、图54所示，求得角速度为_单位：cm图54【例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)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U(V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（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010）、电源、小灯泡、电键、导线若于 （2）在图55中画出小灯泡的UI曲线图55（3）若将该小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0的电池两端，小灯泡的实际功率是多少?（

8、简要写出求解过程，若需作图，可直接画在图中）三、实验设计专题精讲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

9、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）1替代法2半偏法3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：测量电路，控制电路（变阻器、开关），电源（2）思路 （3）方法 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

10、各电表的最大偏转量都应接近量程 分压、限流电路选择 在下列情况下应选择分压电路 1.实验要求待测电阻两端电压从零开始连续变化。 2.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 3.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小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 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

11、的粗、微调作用正好与限流电路相反 典型分析【例4】 如图所示，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）：_【例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25k）电流表A1：（量

12、程100A，内阻2k）电流表A2：（量程500A，内阻300）电压表V1：（量程10V，内阻100k）电流表V2：（量程50V，内阻500k）电源E：（电动势15V，允许最大电流1A）滑动变阻器R：（最大阻值1k）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（9001000）： 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=750； 电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500； 滑线变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关S，导线若干（1）测量中要

13、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511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=_ 图511【例6】 为了测定电流表A1的内阻，采用如图514所示的电路其中：A1是待测电流表，量程为300A，内阻约为100；A2是标准电流表，量程为200A；R1是电阻箱，阻值范围是0999.9；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 图514 图515（1）根据电路图，请在图515中画出连线，将器材连接成实验电路 图516（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150A