高中物理教案

高三物理教案：《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)。

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案，做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生們充分體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂，幫助高中教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。所以你在寫高中教案時(shí)要注意些什么呢？以下是小編為大家收集的“高三物理教案：《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)”僅供參考，歡迎大家閱讀。

本文題目：高三物理教案：電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)

一、實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)

高考要求會(huì)正確使用的電學(xué)儀器有：電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等等。除了滑動(dòng)變阻器以外，其它儀器都要求會(huì)正確讀出數(shù)據(jù)。讀數(shù)的基本原則是：凡儀器最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字);凡儀器最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。電阻箱是按照各個(gè)數(shù)量級(jí)上指針的對(duì)應(yīng)數(shù)值讀數(shù)的，指針必須指向某一個(gè)確定的數(shù)值，不能在兩個(gè)數(shù)值之間，因此電阻箱測(cè)量結(jié)果的各位讀數(shù)都是從電阻箱上指針?biāo)肝恢弥苯幼x出的，不再向下估讀。

例1. 右圖是電壓表的刻度盤。若當(dāng)時(shí)使用的是該表的0-3V量程，那么電壓表讀數(shù)為多少?若當(dāng)時(shí)使用的是該表的0-15V量程，那么電壓表度數(shù)又為多少?

解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下估讀一位，讀1.15V(由于最后一位是估讀的，有偶然誤差，讀成1.14V-1.17V之間都算正確)。0-15V量程最小刻度為0.5V，不是10分度的，因此只要求讀到0.1V這一位，所以讀5.7V(5.6V-5.8V之間都算正確)。

例2. 右圖是電阻箱示意圖，試讀出當(dāng)時(shí)電阻箱的阻值。

解：電阻箱面板上有6個(gè)旋鈕，每個(gè)旋鈕上方都標(biāo)有倍率。將每個(gè)旋鈕的指針?biāo)傅臄?shù)值(都為整數(shù))乘以各自的倍率，從最高位到低位依次讀出來(lái)，就得到這時(shí)電阻箱的實(shí)際阻值。注意圖中最左邊的兩個(gè)黑點(diǎn)是表示的是接線柱。若指針位置如圖所示，則阻值為84580.2Ω。

二、恒定電流實(shí)驗(yàn)常規(guī)

1.伏安法測(cè)電阻

伏安法測(cè)電阻有a、b兩種接法，a叫(安培計(jì))外接法，b叫(安培計(jì))內(nèi)接法。外接法的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的，測(cè)量值總小于真實(shí)值，小電阻應(yīng)采用外接法;內(nèi)接法的系統(tǒng)誤差是由電流表的分壓引起的，測(cè)量值總大于真實(shí)值，大電阻應(yīng)采用內(nèi)接法。

如果被測(cè)電阻阻值為Rx，伏特表和安培表的內(nèi)阻分別為RV、RA，若 ，則采用外接法。若 ，則采用內(nèi)接法。

如果無(wú)法估計(jì)被測(cè)電阻的阻值大小，可以利用試觸法：如圖將電壓表的左端接a點(diǎn)，而將右端第一次接b點(diǎn)，第二次接c點(diǎn)，觀察電流表和電壓表示數(shù)的變化。若電流表示數(shù)變化大，說(shuō)明被測(cè)電阻是大電阻，應(yīng)該用內(nèi)接法測(cè)量;若電壓表讀數(shù)變化大，說(shuō)明被測(cè)電阻是小電阻，應(yīng)該用外接法測(cè)量。(這里所說(shuō)的變化大，是指相對(duì)變化，即ΔI/I和ΔU/U)。

2.滑動(dòng)變阻器的兩種接法

滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)電路中常用的接法有兩種，分別用下面a、b兩圖表示：a叫限流接法，b叫分壓接法。采用分壓接法時(shí)，被測(cè)電阻RX上的電壓調(diào)節(jié)范圍較大。當(dāng)實(shí)驗(yàn)中要求被測(cè)電阻上的電壓從零開始逐漸增大，或要求電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大時(shí)，應(yīng)該用分壓接法。采用分壓接法時(shí)，應(yīng)該選用總阻值較小的滑動(dòng)變阻器;采用限流接法時(shí)，應(yīng)該選用總阻值和被測(cè)電阻接近的滑動(dòng)變阻器。

3.實(shí)物圖連線方法

(1)無(wú)論是分壓接法還是限流接法，都應(yīng)該先把測(cè)量電路(伏安法部分)接好;

(2)對(duì)限流電路，只需用筆畫線當(dāng)作導(dǎo)線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來(lái)即可(注意電表的正負(fù)接線柱并選擇正確的量程，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)調(diào)到阻值最大處)。

(3)對(duì)分壓電路，應(yīng)該先把電源、電鍵和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來(lái)，然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，根據(jù)伏安法部分電表正負(fù)接線柱的分布，將伏安法部分接入該兩點(diǎn)間。

三、考試大綱規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)

1.用描跡法畫出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線

實(shí)驗(yàn)所用的電流表是零刻度在中央的靈敏電流表，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先查明電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。方法是：將電流表、電池、電阻、導(dǎo)線按圖a或圖b 連接，若R是阻值很大的電阻，就按圖a連接;若r是阻值很小的電阻，就按圖b連接。然后用導(dǎo)線的a端試觸電流表的另一端，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向，就可判定電流方向和指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。

本實(shí)驗(yàn)是用恒定電流的電流場(chǎng)來(lái)模擬靜電場(chǎng)。與電池正極相連的A電極相當(dāng)于正點(diǎn)電荷，與電池負(fù)極相連的B相當(dāng)于負(fù)點(diǎn)電荷。白紙應(yīng)放在最下面，導(dǎo)電紙應(yīng)放在最上面(涂有導(dǎo)電物質(zhì)的一面必須向上)，復(fù)寫紙則放在中間。

只要電流表示數(shù)是零，就表示兩根探針針尖對(duì)應(yīng)的點(diǎn)電勢(shì)相等。把所有與同一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)電勢(shì)相等的點(diǎn)連起來(lái)，就是等勢(shì)線。

例3. 用恒定電流的電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)描繪等勢(shì)線時(shí)，下列哪些模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是合理的

⑴?、啤、恰?⑷

A.如圖⑴所示圓柱形電極M、N都接電源的正極，模擬等量正點(diǎn)電荷周圍的靜電場(chǎng)

B.如圖⑵所示圓柱形電極M接電源正極，圓環(huán)形電極N接電源負(fù)極，模擬正點(diǎn)電荷周圍附近的靜電場(chǎng)

C.如圖⑶所示兩個(gè)平行的長(zhǎng)條形電極M、N分別接電源正、負(fù)極，模擬平行板電容器間的靜電場(chǎng)

D.如圖⑷所示圓柱形電極M接電源負(fù)極，模擬負(fù)點(diǎn)電荷周圍的靜電場(chǎng)

解：用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)，在導(dǎo)電紙上必須形成電流。由于⑴、⑷兩個(gè)方案在導(dǎo)電紙上不會(huì)形成電流，因此設(shè)計(jì)不合理。⑵、⑶兩個(gè)設(shè)計(jì)是合理的。選BC。

2.測(cè)定金屬的電阻率

由于該實(shí)驗(yàn)中選用的被測(cè)電阻絲的電阻較小，所以測(cè)量電路應(yīng)該選用伏安法中的電流表外接法。本實(shí)驗(yàn)對(duì)電壓的調(diào)節(jié)范圍沒有特殊要求，被測(cè)電阻又較小，因此供電電路可以選用限流電路。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)的由于金屬的電阻率隨溫度的升高而變大，因此實(shí)驗(yàn)中通電時(shí)間不能太長(zhǎng)，電流也不宜太大，以免電阻絲發(fā)熱后電阻率發(fā)生較明顯的變化。由于選用限流電路，為保護(hù)電表和電源，閉合電鍵開始實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該注意滑動(dòng)觸頭的位置，使滑動(dòng)變阻器接入電路部分的電阻值最大。

例4. 在測(cè)定金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)約0.8m，直徑小于1mm，電阻在5Ω左右。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：⑴用______測(cè)量金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度l，測(cè)3次，求出平均值;⑵在金屬導(dǎo)線的3個(gè)不同位置上用______________測(cè)量直徑d，求出平均值;⑶用伏安法測(cè)量該金屬導(dǎo)線的電阻R。在左邊方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并把右圖中所給的器材連接成測(cè)量電路。安培計(jì)要求用0-0.6A量程，內(nèi)阻約1Ω;伏特計(jì)要求用0-3V量程，內(nèi)阻約幾kΩ;電源電動(dòng)勢(shì)為6V;滑動(dòng)變阻器最大阻值20Ω。在閉合電鍵前，滑動(dòng)變阻器

的滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。 根據(jù)以上測(cè)量值，得到該種金屬電阻率的表達(dá)式為ρ=__________。

解：

(1)米尺;

(2)螺旋測(cè)微器;

(3)測(cè)量部分用安培表外接法，電源部分用限流電路或分壓電路都可以，電阻率 。

3.用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻

實(shí)驗(yàn)電路如右。根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實(shí)驗(yàn)電路中電壓表的示數(shù)是準(zhǔn)確的，而電流表的示數(shù)比通過(guò)電源的實(shí)際電流小，所以本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個(gè)系統(tǒng)誤差， 滑動(dòng)變阻器R的阻值應(yīng)該小一些，所選用的電壓表的內(nèi)阻應(yīng)該大一些。

為了減小偶然誤差，要多做幾次實(shí)驗(yàn)，多取幾組數(shù)據(jù)，然后利用U-I圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。將點(diǎn)描好后，用直尺畫一條直線，使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，而且在直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相等。這條直線代表的U-I關(guān)系的偶然誤差比每一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偶然誤差都小。這條直線在U軸上的截距就是被測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E(對(duì)應(yīng)的I=0)，斜率的絕對(duì)值就是被測(cè)電源的內(nèi)阻r。(特別要注意：有時(shí)縱坐標(biāo)的起始點(diǎn)不是0，求內(nèi)阻的一般式應(yīng)該是r=|ΔU/ΔI |)。

例5. 在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用的電流表和電壓表的內(nèi)阻分別約為0.1Ω和1kΩ。右邊為實(shí)驗(yàn)原理圖，下邊為所需器材的實(shí)物圖。試按原理圖在實(shí)物圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路。

I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57

U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05

一位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中記錄的6組數(shù)據(jù)如上表所示，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在右圖中畫出U-I圖線。根據(jù)圖線可讀出被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=____V，內(nèi)電阻r=___Ω。

解：1.46，0.719

4.練習(xí)用多用電表測(cè)電阻

(1)使用前應(yīng)看一下指針是否指在刻度盤左端的零刻線處。如果不在，就應(yīng)該進(jìn)行機(jī)械調(diào)零：用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。

(2)根據(jù)被測(cè)物理量及其數(shù)量級(jí)將選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的位置。讀數(shù)時(shí)還要注意選用刻度盤上對(duì)應(yīng)的量程刻度。(如測(cè)量20mA左右的直流電流，應(yīng)將選擇開關(guān)對(duì)準(zhǔn)左邊100mA量程處，在刻度盤上，應(yīng)該看最下方的刻度，即滿偏刻度為10的刻度線，從刻度盤讀出數(shù)據(jù)后還應(yīng)再乘10，得測(cè)量結(jié)果。)

(3)使用歐姆擋時(shí)，在選好倍率后，還必須進(jìn)行歐姆調(diào)零。方法是：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線處。因此用多用電表的歐姆擋測(cè)電阻的操作步驟是：⑴選擋。一般比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)，如估計(jì)值為200Ω就應(yīng)該選×10的倍率。⑵進(jìn)行歐姆調(diào)零。⑶將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量。

(4)將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值。

(5)將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。

用歐姆擋測(cè)電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小(即指針?biāo)傅目潭戎堤?，應(yīng)該增大倍率重新調(diào)零后再測(cè);如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大(即指針?biāo)傅目潭戎堤?，應(yīng)該減小倍率重新調(diào)零后再測(cè)。

(6)使用多用電表時(shí)，兩只手只能握住表筆的絕緣棒部分，不能接觸表筆上的金屬部分。

例6. 多用電表表頭的示意圖如右。在正確操作的情況下：

(1)若選擇開關(guān)的位置如灰箭頭所示，則測(cè)量的物理量是______，測(cè)量結(jié)果為___________。

(2)若選擇開關(guān)的位置如白箭頭所示，則測(cè)量的物理量是______，測(cè)量結(jié)果為___________。

(3)若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，則測(cè)量的物理量是______，測(cè)量結(jié)果為___________。

(4)若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么接下來(lái)的正確操作步驟應(yīng)該依次為：___________，____________，____________。

(5)全部測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)將選擇開關(guān)撥到__________或者_(dá)__________。

(6)無(wú)論用多用電表進(jìn)行何種測(cè)量(限于直流)，電流都應(yīng)該從色_____表筆經(jīng)______插孔流入電表。

解：

(1)直流電壓，12.4V。

(2)直流電流，49mA。

(3)電阻，17kΩ。

(4)該用×1kΩ倍率，重新調(diào)零，將紅黑表筆分別接觸被測(cè)電阻的兩根引線，讀出指針?biāo)缚潭?，再乘以倍率得測(cè)量值。

(5)OFF，交流電壓500V檔位置。

(6)紅，正。

四、重要的演示實(shí)驗(yàn)

1.平行板電容器的電容

靜電計(jì)是測(cè)量電勢(shì)差的儀器。指針偏轉(zhuǎn)角度越大，金屬外殼和上方金屬小球間的電勢(shì)差越大。在本實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)指針和A板等電勢(shì)，靜電計(jì)金屬殼和B板等電勢(shì)，因此指針偏轉(zhuǎn)角越大表示A、B兩極板間的電壓越高。

本實(shí)驗(yàn)中，極板帶電量保持不變。三個(gè)圖依次表示：正對(duì)面積減小時(shí)電壓增大;板間距離增大時(shí)電壓增大;插入電介質(zhì)時(shí)電壓減小。由 知，這三種情況下電容分別減小、減小、增大。因此可以確定C和S、d、ε的關(guān)系是 。

2.研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象

首先要查明電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系(方法與畫電場(chǎng)中平面上等勢(shì)線實(shí)驗(yàn)相同)。

電鍵閉合和斷開時(shí)、電鍵閉合后滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)過(guò)程中、電鍵閉合后線圈A在B中插入、拔出時(shí)，都會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明有感應(yīng)電流產(chǎn)生。而電鍵保持閉合、滑動(dòng)觸頭不動(dòng)、線圈A 在B中不動(dòng)時(shí)，電流表指針都不動(dòng)，說(shuō)明無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生。

結(jié)論：閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的充分必要條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

五、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)舉例

例7. 利用如圖所示的一只電壓表、一個(gè)電阻箱和一個(gè)電鍵，測(cè)量一個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并用筆畫線作導(dǎo)線將所給器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。用記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的表達(dá)式。

解：與學(xué)生實(shí)驗(yàn)相比，用電阻箱代替了電流表。由于電壓可測(cè)，由電壓、電阻就可以算出電流(這個(gè)電流是通過(guò)電阻箱的電流，比通過(guò)電池的電流偏小，系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流造成的)。電路圖如下。實(shí)驗(yàn)步驟是：

(1) 按電路圖接好實(shí)驗(yàn)電路

(2)改變電阻箱阻值，分別讀出兩組電阻箱阻值和對(duì)應(yīng)的路端電壓值R1、U1、R2、U2。

(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律列出與這兩組數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的方程：

。

⑷解方程組可得E和r：

如果只給出電阻箱和電流表，用類似的方法同樣可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。

例8. 電橋法測(cè)電阻。利用給出的電路圖和器材(G為靈敏電流表，R0為阻值均勻的電阻絲，R為已知阻值的定值電阻，Rx為被測(cè)電阻)。要求利用這些器材測(cè)未知電阻Rx。(1)實(shí)驗(yàn)中還需要什么測(cè)量?jī)x器?

(2)將實(shí)物連成電路圖。

(3)寫出測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)步驟，并寫出利用測(cè)量數(shù)據(jù)表示Rx的表達(dá)式。

解：

(1)還需要米尺(測(cè)量左右兩部分電阻絲的長(zhǎng)度L1、L2)。

(2)實(shí)物連接圖略。

(3)按圖接好電路后，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，使電流表指針指在中央零刻度處。用刻度尺測(cè)量P點(diǎn)兩邊電阻絲的長(zhǎng)度L1、L2;由RX∶R=L1∶L2得 。

例9. 下右圖中的P是一根表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜的長(zhǎng)陶瓷管(碳膜布滿圓柱體的外側(cè)面)。陶瓷管的長(zhǎng)度約為50cm，外徑約為6cm，所用電阻膜材料的電阻率已知為ρ，管的兩端有導(dǎo)電箍M、N。該電阻的長(zhǎng)度就是陶瓷管的長(zhǎng)度，其截面積可看作等于膜的厚度與圓周長(zhǎng)的乘積。現(xiàn)有器材為：A.米尺、B.游標(biāo)卡尺、C.螺旋測(cè)微器、D.電壓表、E.電流表、F.電池組、G.滑動(dòng)變阻器、H.電阻箱、I.電鍵和導(dǎo)線。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量該電阻膜厚度d的實(shí)驗(yàn)方案。

(1)所須選用的器材有：__________________(填器材前的字母即可)。

(2)所須測(cè)量的物理量有：_____ 、_____、 _____、 _____。

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的以上數(shù)據(jù)計(jì)算電阻膜厚度d的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：d=________________。

(4)在左下圖的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(MN間的電阻膜的電阻約幾個(gè)kΩ，滑動(dòng)變阻器的總阻值為50Ω)。并將右下圖中的實(shí)物按電路圖連接起來(lái)(有3根導(dǎo)線已經(jīng)連好，不得改動(dòng))。

解：

(1)A(用來(lái)測(cè)量MN間的長(zhǎng)度)、B(用來(lái)測(cè)量陶瓷管的外徑)、D、E、F、G、I(以上用來(lái)測(cè)量電阻膜的阻值)

(2)MN間距離L、管的外徑D、電流I、電壓U

(3)

(4)測(cè)量大電阻所以要采用電流表內(nèi)接法;由于被測(cè)電阻阻值 遠(yuǎn)大于滑 動(dòng)變阻器的總阻值，所以只有采用分壓電路才能做到多取幾組數(shù)據(jù)測(cè)電阻值，減小偶然誤差。

例10. 在實(shí)驗(yàn)室中，往往利用半偏法測(cè)量電流表或電壓表的內(nèi)阻。測(cè)量電路圖如右。E為電源，其電動(dòng)勢(shì)為E。R1為總阻值較大的滑動(dòng)變阻器。R2為電阻箱。A為被測(cè)電流表。用此電路，經(jīng)以下步驟可近似測(cè)得電流表的內(nèi)阻RA：①閉合K1，斷開K2，調(diào)節(jié)R1，使電流表讀數(shù)等于其量程I0;②保持R1不變，閉合K2，調(diào)節(jié)R2，使電流表讀數(shù)等于I0/2;③讀出R2的值，則RA=R2。

(1)按照電路圖在右邊實(shí)物圖所給出的實(shí)物圖中畫出連接導(dǎo)線。

(2)若電源的內(nèi)阻忽略不計(jì)，試分析該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差總是使電表內(nèi)阻的測(cè)量值比其真實(shí)值偏大還是偏小?

解：

(1)圖略。

(2)閉合K2后，回路的總電阻減小，總電流將增大。因此當(dāng)電流表讀數(shù)等于I0/2時(shí)，通過(guò)電阻箱的電流將略大于I0/2，實(shí)際上電阻箱的電阻比表頭電阻小一些，也就是說(shuō)測(cè)量值比真實(shí)值偏小。

例11. 用伏安法測(cè)電阻時(shí)，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，測(cè)量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。按下圖所示的電路進(jìn)行測(cè)量，可以消除這種系統(tǒng)誤差。

(1)該實(shí)驗(yàn)的第一步是：閉合電鍵S1，將電鍵S2接2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器RP和r，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1;請(qǐng)你接著寫出第二步，并說(shuō)明需要記錄的數(shù)據(jù)：_________________________。

(2)由以上記錄數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)電阻RX的表達(dá)式是RX=___________。

(3)將右圖中給出的儀器按照電路圖的要求連接起來(lái)。

解：

(1)將電鍵S2接1，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2。

(2)

(3)圖略。

例12. 某同學(xué)選用一只標(biāo)有“3.8V 0.3A”的小燈泡，用電流表和電壓表測(cè)量它在不同電壓下的電流，從而計(jì)算出它在不同電壓下的實(shí)際電阻值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的I-U圖象如右。

(1)從圖象看出，電壓越高對(duì)應(yīng)的實(shí)際電阻值越_____，這說(shuō)明燈絲材料的電阻率隨溫度的升高而________。

(2)若實(shí)驗(yàn)室提供的器材是：電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻很小的鉛蓄電池;量程0-0.6-3A的直流電流表;量程0-3-15V的直流電壓表;最大阻值10Ω的滑動(dòng)變阻器;一只電鍵和若干導(dǎo)線。請(qǐng)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路圖。并標(biāo)出開始實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的電表量程和滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置。

解：

(1)曲線上每一點(diǎn)和原點(diǎn)的連線的斜率的倒數(shù)表示該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的燈絲電阻。由圖象可知隨著電壓的升高燈絲的電阻增大。這說(shuō)明燈絲材料的電阻率隨溫度的升高而增大。

(2)正常工作時(shí)燈絲的電阻才十幾個(gè)歐姆，電壓低時(shí)電阻更小，所以應(yīng)作為小電阻處理，測(cè)量部分應(yīng)該用外接法。燈絲兩端的電壓要求從零開始逐漸增大，所以供電部分必須采用分壓電路。開始時(shí)電流表量程應(yīng)選用0.6A，電壓表量程應(yīng)選用3V(快要超過(guò)3V時(shí)再改用15V量程)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置應(yīng)使燈絲兩端分到的電壓為零。

例13. 隨著居民生活水平的提高，純凈水已經(jīng)進(jìn)入千家萬(wàn)戶。某市對(duì)市場(chǎng)上出售的純凈水質(zhì)量進(jìn)行了抽測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)競(jìng)有九成樣品的細(xì)菌超標(biāo)或電導(dǎo)率不合格(電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，是檢驗(yàn)純凈水是否合格的一項(xiàng)重要指標(biāo))。(1)不合格的純凈水的電導(dǎo)率一定是偏_____(填大或小)。

(2)對(duì)純凈水樣品進(jìn)行檢驗(yàn)所用的設(shè)備原理如圖所示，將采集的水樣裝入絕緣性能良好的塑料圓柱形容器內(nèi)，容器兩端用金屬圓片電極密封。請(qǐng)把檢測(cè)電路連接好(要求測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，已知水的電導(dǎo)率遠(yuǎn)小于金屬的電導(dǎo)率，所用滑動(dòng)變阻器的阻值較小)。

解：

(1)純水的電阻率是很大的，因此電導(dǎo)率是很小的。不合格的純凈水一定是含有雜質(zhì)，因此電導(dǎo)率偏大。

(2)測(cè)量部分用內(nèi)接法，供電部分用分壓電路。

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電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)

電學(xué)實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)
一、實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)
高考要求會(huì)正確使用的電學(xué)儀器有：電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等等。除了滑動(dòng)變阻器以外，其它儀器都要求會(huì)正確讀出數(shù)據(jù)。讀數(shù)的基本原則是：凡儀器最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位（估讀的這位是不可靠數(shù)字）；凡儀器最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。電阻箱是按照各個(gè)數(shù)量級(jí)上指針的對(duì)應(yīng)數(shù)值讀數(shù)的，指針必須指向某一個(gè)確定的數(shù)值，不能在兩個(gè)數(shù)值之間，因此電阻箱測(cè)量結(jié)果的各位讀數(shù)都是從電阻箱上指針?biāo)肝恢弥苯幼x出的，不再向下估讀。
例1.右圖是電壓表的刻度盤。若當(dāng)時(shí)使用的是該表的0-3V量程，那么電壓表讀數(shù)為多少？若當(dāng)時(shí)使用的是該表的0-15V量程，那么電壓表度數(shù)又為多少？
解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下估讀一位，讀1.15V（由于最后一位是估讀的，有偶然誤差，讀成1.14V-1.17V之間都算正確）。0-15V量程最小刻度為0.5V，不是10分度的，因此只要求讀到0.1V這一位，所以讀5.7V（5.6V-5.8V之間都算正確）。
例2.右圖是電阻箱示意圖，試讀出當(dāng)時(shí)電阻箱的阻值。
解：電阻箱面板上有6個(gè)旋鈕，每個(gè)旋鈕上方都標(biāo)有倍率。將每個(gè)旋鈕的指針?biāo)傅臄?shù)值（都為整數(shù)）乘以各自的倍率，從最高位到低位依次讀出來(lái)，就得到這時(shí)電阻箱的實(shí)際阻值。注意圖中最左邊的兩個(gè)黑點(diǎn)是表示的是接線柱。若指針位置如圖所示，則阻值為84580.2Ω。

二、恒定電流實(shí)驗(yàn)常規(guī)
1.伏安法測(cè)電阻
伏安法測(cè)電阻有a、b兩種接法，a叫(安培計(jì))外接法，b叫（安培計(jì)）內(nèi)接法。外接法的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的，測(cè)量值總小于真實(shí)值，小電阻應(yīng)采用外接法；內(nèi)接法的系統(tǒng)誤差是由電流表的分壓引起的，測(cè)量值總大于真實(shí)值，大電阻應(yīng)采用內(nèi)接法。
如果被測(cè)電阻阻值為Rx，伏特表和安培表的內(nèi)阻分別為RV、RA，若，則采用外接法。若，則采用內(nèi)接法。
如果無(wú)法估計(jì)被測(cè)電阻的阻值大小，可以利用試觸法：如圖將電壓表的左端接a點(diǎn)，而將右端第一次接b點(diǎn)，第二次接c點(diǎn)，觀察電流表和電壓表示數(shù)的變化。若電流表示數(shù)變化大，說(shuō)明被測(cè)電阻是大電阻，應(yīng)該用內(nèi)接法測(cè)量；若電壓表讀數(shù)變化大，說(shuō)明被測(cè)電阻是小電阻，應(yīng)該用外接法測(cè)量。（這里所說(shuō)的變化大，是指相對(duì)變化，即ΔI/I和ΔU/U）。
2.滑動(dòng)變阻器的兩種接法
滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)電路中常用的接法有兩種，分別用下面a、b兩圖表示：a叫限流接法，b叫分壓接法。采用分壓接法時(shí)，被測(cè)電阻RX上的電壓調(diào)節(jié)范圍較大。當(dāng)實(shí)驗(yàn)中要求被測(cè)電阻上的電壓從零開始逐漸增大，或要求電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大時(shí)，應(yīng)該用分壓接法。采用分壓接法時(shí)，應(yīng)該選用總阻值較小的滑動(dòng)變阻器；采用限流接法時(shí)，應(yīng)該選用總阻值和被測(cè)電阻接近的滑動(dòng)變阻器。
3.實(shí)物圖連線方法
（1）無(wú)論是分壓接法還是限流接法，都應(yīng)該先把測(cè)量電路（伏安法部分）接好；
（2）對(duì)限流電路，只需用筆畫線當(dāng)作導(dǎo)線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來(lái)即可（注意電表的正負(fù)接線柱并選擇正確的量程，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)調(diào)到阻值最大處）。
（3）對(duì)分壓電路，應(yīng)該先把電源、電鍵和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來(lái)，然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，根據(jù)伏安法部分電表正負(fù)接線柱的分布，將伏安法部分接入該兩點(diǎn)間。

三、考試大綱規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)
1.用描跡法畫出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線
實(shí)驗(yàn)所用的電流表是零刻度在中央的靈敏電流表，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先查明電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。方法是：將電流表、電池、電阻、導(dǎo)線按圖a或圖b連接，若R是阻值很大的電阻，就按圖a連接；若r是阻值很小的電阻，就按圖b連接。然后用導(dǎo)線的a端試觸電流表的另一端，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向，就可判定電流方向和指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。
本實(shí)驗(yàn)是用恒定電流的電流場(chǎng)來(lái)模擬靜電場(chǎng)。與電池正極相連的A電極相當(dāng)于正點(diǎn)電荷，與電池負(fù)極相連的B相當(dāng)于負(fù)點(diǎn)電荷。白紙應(yīng)放在最下面，導(dǎo)電紙應(yīng)放在最上面（涂有導(dǎo)電物質(zhì)的一面必須向上），復(fù)寫紙則放在中間。
只要電流表示數(shù)是零，就表示兩根探針針尖對(duì)應(yīng)的點(diǎn)電勢(shì)相等。把所有與同一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)電勢(shì)相等的點(diǎn)連起來(lái)，就是等勢(shì)線。
例3.用恒定電流的電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)描繪等勢(shì)線時(shí)，下列哪些模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是合理的
⑴⑵⑶⑷

A.如圖⑴所示圓柱形電極M、N都接電源的正極，模擬等量正點(diǎn)電荷周圍的靜電場(chǎng)
B.如圖⑵所示圓柱形電極M接電源正極，圓環(huán)形電極N接電源負(fù)極，模擬正點(diǎn)電荷周圍附近的靜電場(chǎng)
C.如圖⑶所示兩個(gè)平行的長(zhǎng)條形電極M、N分別接電源正、負(fù)極，模擬平行板電容器間的靜電場(chǎng)
D.如圖⑷所示圓柱形電極M接電源負(fù)極，模擬負(fù)點(diǎn)電荷周圍的靜電場(chǎng)
解：用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)，在導(dǎo)電紙上必須形成電流。由于⑴、⑷兩個(gè)方案在導(dǎo)電紙上不會(huì)形成電流，因此設(shè)計(jì)不合理。⑵、⑶兩個(gè)設(shè)計(jì)是合理的。選BC。
2.測(cè)定金屬的電阻率
由于該實(shí)驗(yàn)中選用的被測(cè)電阻絲的電阻較小，所以測(cè)量電路應(yīng)該選用伏安法中的電流表外接法。本實(shí)驗(yàn)對(duì)電壓的調(diào)節(jié)范圍沒有特殊要求，被測(cè)電阻又較小，因此供電電路可以選用限流電路。
本實(shí)驗(yàn)通過(guò)的由于金屬的電阻率隨溫度的升高而變大，因此實(shí)驗(yàn)中通電時(shí)間不能太長(zhǎng)，電流也不宜太大，以免電阻絲發(fā)熱后電阻率發(fā)生較明顯的變化。由于選用限流電路，為保護(hù)電表和電源，閉合電鍵開始實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該注意滑動(dòng)觸頭的位置，使滑動(dòng)變阻器接入電路部分的電阻值最大。
例4.在測(cè)定金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)約0.8m，直徑小于1mm，電阻在5Ω左右。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：⑴用______測(cè)量金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度l，測(cè)3次，求出平均值；⑵在金屬導(dǎo)線的3個(gè)不同位置上用______________測(cè)量直徑d，求出平均值；⑶用伏安法測(cè)量該金屬導(dǎo)線的電阻R。在左邊方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并把右圖中所給的器材連接成測(cè)量電路。安培計(jì)要求用0-0.6A量程，內(nèi)阻約1Ω；伏特計(jì)要求用0-3V量程，內(nèi)阻約幾kΩ；電源電動(dòng)勢(shì)為6V；滑動(dòng)變阻器最大阻值20Ω。在閉合電鍵前，滑動(dòng)變阻器
的滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。根據(jù)以上測(cè)量值，得到該種金屬電阻率的表達(dá)式為ρ=__________。

解：
（1）米尺；
（2）螺旋測(cè)微器；
（3）測(cè)量部分用安培表外接法，電源部分用限流電路或分壓電路都可以，電阻率。
3.用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻
實(shí)驗(yàn)電路如右。根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實(shí)驗(yàn)電路中電壓表的示數(shù)是準(zhǔn)確的，而電流表的示數(shù)比通過(guò)電源的實(shí)際電流小，所以本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個(gè)系統(tǒng)誤差，滑動(dòng)變阻器R的阻值應(yīng)該小一些，所選用的電壓表的內(nèi)阻應(yīng)該大一些。
為了減小偶然誤差，要多做幾次實(shí)驗(yàn)，多取幾組數(shù)據(jù)，然后利用U-I圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。將點(diǎn)描好后，用直尺畫一條直線，使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，而且在直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相等。這條直線代表的U-I關(guān)系的偶然誤差比每一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偶然誤差都小。這條直線在U軸上的截距就是被測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E（對(duì)應(yīng)的I=0），斜率的絕對(duì)值就是被測(cè)電源的內(nèi)阻r。（特別要注意：有時(shí)縱坐標(biāo)的起始點(diǎn)不是0，求內(nèi)阻的一般式應(yīng)該是r=|ΔU/ΔI|）。
例5.在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用的電流表和電壓表的內(nèi)阻分別約為0.1Ω和1kΩ。右邊為實(shí)驗(yàn)原理圖，下邊為所需器材的實(shí)物圖。試按原理圖在實(shí)物圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路。
I（A）0.120.200.310.320.500.57
U（V）1.371.321.241.181.101.05
一位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中記錄的6組數(shù)據(jù)如上表所示，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在右圖中畫出U-I圖線。根據(jù)圖線可讀出被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=____V，內(nèi)電阻r=___Ω。
解：1.46，0.719
4.練習(xí)用多用電表測(cè)電阻
（1）使用前應(yīng)看一下指針是否指在刻度盤左端的零刻線處。如果不在，就應(yīng)該進(jìn)行機(jī)械調(diào)零：用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。
（2）根據(jù)被測(cè)物理量及其數(shù)量級(jí)將選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的位置。讀數(shù)時(shí)還要注意選用刻度盤上對(duì)應(yīng)的量程刻度。（如測(cè)量20mA左右的直流電流，應(yīng)將選擇開關(guān)對(duì)準(zhǔn)左邊100mA量程處，在刻度盤上，應(yīng)該看最下方的刻度，即滿偏刻度為10的刻度線，從刻度盤讀出數(shù)據(jù)后還應(yīng)再乘10，得測(cè)量結(jié)果。）
（3）使用歐姆擋時(shí)，在選好倍率后，還必須進(jìn)行歐姆調(diào)零。方法是：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線處。因此用多用電表的歐姆擋測(cè)電阻的操作步驟是：⑴選擋。一般比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)，如估計(jì)值為200Ω就應(yīng)該選×10的倍率。⑵進(jìn)行歐姆調(diào)零。⑶將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量。
（4）將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值。
（5）將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。
用歐姆擋測(cè)電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太?。粗羔?biāo)傅目潭戎堤螅?，?yīng)該增大倍率重新調(diào)零后再測(cè)；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大（即指針?biāo)傅目潭戎堤。瑧?yīng)該減小倍率重新調(diào)零后再測(cè)。
（6）使用多用電表時(shí)，兩只手只能握住表筆的絕緣棒部分，不能接觸表筆上的金屬部分。
例6.多用電表表頭的示意圖如右。在正確操作的情況下：
（1）若選擇開關(guān)的位置如灰箭頭所示，則測(cè)量的物理量是______，測(cè)量結(jié)果為___________。
（2）若選擇開關(guān)的位置如白箭頭所示，則測(cè)量的物理量是______，測(cè)量結(jié)果為___________。
（3）若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，則測(cè)量的物理量是______，測(cè)量結(jié)果為___________。
（4）若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么接下來(lái)的正確操作步驟應(yīng)該依次為：___________，____________，____________。
（5）全部測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)將選擇開關(guān)撥到__________或者_(dá)__________。
（6）無(wú)論用多用電表進(jìn)行何種測(cè)量（限于直流），電流都應(yīng)該從色_____表筆經(jīng)______插孔流入電表。
解：
（1）直流電壓，12.4V。
（2）直流電流，49mA。
（3）電阻，17kΩ。
（4）該用×1kΩ倍率，重新調(diào)零，將紅黑表筆分別接觸被測(cè)電阻的兩根引線，讀出指針?biāo)缚潭?，再乘以倍率得測(cè)量值。
（5）OFF，交流電壓500V檔位置。
（6）紅，正。
四、重要的演示實(shí)驗(yàn)
1.平行板電容器的電容

靜電計(jì)是測(cè)量電勢(shì)差的儀器。指針偏轉(zhuǎn)角度越大，金屬外殼和上方金屬小球間的電勢(shì)差越大。在本實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)指針和A板等電勢(shì)，靜電計(jì)金屬殼和B板等電勢(shì)，因此指針偏轉(zhuǎn)角越大表示A、B兩極板間的電壓越高。
本實(shí)驗(yàn)中，極板帶電量保持不變。三個(gè)圖依次表示：正對(duì)面積減小時(shí)電壓增大；板間距離增大時(shí)電壓增大；插入電介質(zhì)時(shí)電壓減小。由知，這三種情況下電容分別減小、減小、增大。因此可以確定C和S、d、ε的關(guān)系是。
2.研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象
首先要查明電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系（方法與畫電場(chǎng)中平面上等勢(shì)線實(shí)驗(yàn)相同）。
電鍵閉合和斷開時(shí)、電鍵閉合后滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)過(guò)程中、電鍵閉合后線圈A在B中插入、拔出時(shí)，都會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明有感應(yīng)電流產(chǎn)生。而電鍵保持閉合、滑動(dòng)觸頭不動(dòng)、線圈A在B中不動(dòng)時(shí)，電流表指針都不動(dòng)，說(shuō)明無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生。
結(jié)論：閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的充分必要條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。
五、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)舉例
例7.利用如圖所示的一只電壓表、一個(gè)電阻箱和一個(gè)電鍵，測(cè)量一個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并用筆畫線作導(dǎo)線將所給器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。用記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的表達(dá)式。
解：與學(xué)生實(shí)驗(yàn)相比，用電阻箱代替了電流表。由于電壓可測(cè)，由電壓、電阻就可以算出電流（這個(gè)電流是通過(guò)電阻箱的電流，比通過(guò)電池的電流偏小，系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流造成的）。電路圖如下。實(shí)驗(yàn)步驟是：
（1）按電路圖接好實(shí)驗(yàn)電路
（2）改變電阻箱阻值，分別讀出兩組電阻箱阻值和對(duì)應(yīng)的路端電壓值R1、U1、R2、U2。
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律列出與這兩組數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的方程：
。
⑷解方程組可得E和r：
如果只給出電阻箱和電流表，用類似的方法同樣可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。
例8.電橋法測(cè)電阻。利用給出的電路圖和器材（G為靈敏電流表，R0為阻值均勻的電阻絲，R為已知阻值的定值電阻，Rx為被測(cè)電阻）。要求利用這些器材測(cè)未知電阻Rx。（1）實(shí)驗(yàn)中還需要什么測(cè)量?jī)x器？
（2）將實(shí)物連成電路圖。
（3）寫出測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)步驟，并寫出利用測(cè)量數(shù)據(jù)表示Rx的表達(dá)式。
解：
（1）還需要米尺（測(cè)量左右兩部分電阻絲的長(zhǎng)度L1、L2）。
（2）實(shí)物連接圖略。
（3）按圖接好電路后，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，使電流表指針指在中央零刻度處。用刻度尺測(cè)量P點(diǎn)兩邊電阻絲的長(zhǎng)度L1、L2；由RX∶R=L1∶L2得。
例9.下右圖中的P是一根表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜的長(zhǎng)陶瓷管（碳膜布滿圓柱體的外側(cè)面）。陶瓷管的長(zhǎng)度約為50cm，外徑約為6cm，所用電阻膜材料的電阻率已知為ρ，管的兩端有導(dǎo)電箍M、N。該電阻的長(zhǎng)度就是陶瓷管的長(zhǎng)度，其截面積可看作等于膜的厚度與圓周長(zhǎng)的乘積。現(xiàn)有器材為：A.米尺、B.游標(biāo)卡尺、C.螺旋測(cè)微器、D.電壓表、E.電流表、F.電池組、G.滑動(dòng)變阻器、H.電阻箱、I.電鍵和導(dǎo)線。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量該電阻膜厚度d的實(shí)驗(yàn)方案。
（1）所須選用的器材有：__________________（填器材前的字母即可）。
（2）所須測(cè)量的物理量有：_____、_____、_____、_____。
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的以上數(shù)據(jù)計(jì)算電阻膜厚度d的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：d=________________。
（4）在左下圖的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（MN間的電阻膜的電阻約幾個(gè)ｋΩ，滑動(dòng)變阻器的總阻值為50Ω）。并將右下圖中的實(shí)物按電路圖連接起來(lái)（有３根導(dǎo)線已經(jīng)連好，不得改動(dòng)）。
解：
（1）A（用來(lái)測(cè)量MN間的長(zhǎng)度）、B（用來(lái)測(cè)量陶瓷管的外徑）、D、E、F、G、I（以上用來(lái)測(cè)量電阻膜的阻值）
（2）MN間距離L、管的外徑D、電流I、電壓U
（3）
（4）測(cè)量大電阻所以要采用電流表內(nèi)接法；由于被測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總阻值，所以只有采用分壓電路才能做到多取幾組數(shù)據(jù)測(cè)電阻值，減小偶然誤差。
例10.在實(shí)驗(yàn)室中，往往利用半偏法測(cè)量電流表或電壓表的內(nèi)阻。測(cè)量電路圖如右。E為電源，其電動(dòng)勢(shì)為E。R1為總阻值較大的滑動(dòng)變阻器。R2為電阻箱。A為被測(cè)電流表。用此電路，經(jīng)以下步驟可近似測(cè)得電流表的內(nèi)阻RA：①閉合K1，斷開K2，調(diào)節(jié)R1，使電流表讀數(shù)等于其量程I0；②保持R1不變，閉合K2，調(diào)節(jié)R2，使電流表讀數(shù)等于I0/2；③讀出R2的值，則RA=R2。
（1）按照電路圖在右邊實(shí)物圖所給出的實(shí)物圖中畫出連接導(dǎo)線。
（2）若電源的內(nèi)阻忽略不計(jì)，試分析該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差總是使電表內(nèi)阻的測(cè)量值比其真實(shí)值偏大還是偏??？
解：
（1）圖略。
（2）閉合K2后，回路的總電阻減小，總電流將增大。因此當(dāng)電流表讀數(shù)等于I0/2時(shí)，通過(guò)電阻箱的電流將略大于I0/2，實(shí)際上電阻箱的電阻比表頭電阻小一些，也就是說(shuō)測(cè)量值比真實(shí)值偏小。
例11.用伏安法測(cè)電阻時(shí)，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，測(cè)量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。按下圖所示的電路進(jìn)行測(cè)量，可以消除這種系統(tǒng)誤差。
（1）該實(shí)驗(yàn)的第一步是：閉合電鍵S1，將電鍵S2接2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器RP和r，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1；請(qǐng)你接著寫出第二步，并說(shuō)明需要記錄的數(shù)據(jù)：_________________________。
（2）由以上記錄數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)電阻RX的表達(dá)式是RX=___________。
（3）將右圖中給出的儀器按照電路圖的要求連接起來(lái)。

解：
（1）將電鍵S2接1，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2。
（2）
（3）圖略。
例12.某同學(xué)選用一只標(biāo)有“3.8V0.3A”的小燈泡，用電流表和電壓表測(cè)量它在不同電壓下的電流，從而計(jì)算出它在不同電壓下的實(shí)際電阻值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的I-U圖象如右。
（1）從圖象看出，電壓越高對(duì)應(yīng)的實(shí)際電阻值越_____，這說(shuō)明燈絲材料的電阻率隨溫度的升高而________。
（2）若實(shí)驗(yàn)室提供的器材是：電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻很小的鉛蓄電池；量程0-0.6-3A的直流電流表；量程0-3-15V的直流電壓表；最大阻值10Ω的滑動(dòng)變阻器；一只電鍵和若干導(dǎo)線。請(qǐng)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路圖。并標(biāo)出開始實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的電表量程和滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置。
解：
（1）曲線上每一點(diǎn)和原點(diǎn)的連線的斜率的倒數(shù)表示該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的燈絲電阻。由圖象可知隨著電壓的升高燈絲的電阻增大。這說(shuō)明燈絲材料的電阻率隨溫度的升高而增大。
（2）正常工作時(shí)燈絲的電阻才十幾個(gè)歐姆，電壓低時(shí)電阻更小，所以應(yīng)作為小電阻處理，測(cè)量部分應(yīng)該用外接法。燈絲兩端的電壓要求從零開始逐漸增大，所以供電部分必須采用分壓電路。開始時(shí)電流表量程應(yīng)選用0.6A，電壓表量程應(yīng)選用3V（快要超過(guò)3V時(shí)再改用15V量程），滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置應(yīng)使燈絲兩端分到的電壓為零。
例13.隨著居民生活水平的提高，純凈水已經(jīng)進(jìn)入千家萬(wàn)戶。某市對(duì)市場(chǎng)上出售的純凈水質(zhì)量進(jìn)行了抽測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)競(jìng)有九成樣品的細(xì)菌超標(biāo)或電導(dǎo)率不合格（電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，是檢驗(yàn)純凈水是否合格的一項(xiàng)重要指標(biāo)）。（1）不合格的純凈水的電導(dǎo)率一定是偏_____（填大或小）。
（2）對(duì)純凈水樣品進(jìn)行檢驗(yàn)所用的設(shè)備原理如圖所示，將采集的水樣裝入絕緣性能良好的塑料圓柱形容器內(nèi)，容器兩端用金屬圓片電極密封。請(qǐng)把檢測(cè)電路連接好（要求測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，已知水的電導(dǎo)率遠(yuǎn)小于金屬的電導(dǎo)率，所用滑動(dòng)變阻器的阻值較?。?。
解：
（1）純水的電阻率是很大的，因此電導(dǎo)率是很小的。不合格的純凈水一定是含有雜質(zhì)，因此電導(dǎo)率偏大。
（2）測(cè)量部分用內(nèi)接法，供電部分用分壓電路。

20xx高三物理知識(shí)點(diǎn)：力學(xué)和電磁學(xué)

20xx高三物理知識(shí)點(diǎn)：力學(xué)和電磁學(xué)

力學(xué)部分：
1、基本概念：
力、合力、分力、力的平行四邊形法則、三種常見類型的力、力的三要素、時(shí)間、時(shí)刻、位移、路程、速度、速率、瞬時(shí)速度、平均速度、平均速率、加速度、共點(diǎn)力平衡(平衡條件)、線速度、角速度、周期、頻率、向心加速度、向心力、動(dòng)量、沖量、動(dòng)量變化、功、功率、能、動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、機(jī)械能、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移、回復(fù)力、受迫振動(dòng)、共振、機(jī)械波、振幅、波長(zhǎng)、波速
2、基本規(guī)律：
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律(12個(gè)方程);
三力共點(diǎn)平衡的特點(diǎn);
牛頓運(yùn)動(dòng)定律(牛頓第一、第二、第三定律);
萬(wàn)有引力定律;
天體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律(行星、人造地球衛(wèi)星、萬(wàn)有引力完全充當(dāng)向心力、近地極地同步三顆特殊衛(wèi)星、變軌問(wèn)題);
動(dòng)量定理與動(dòng)能定理(力與物體速度變化的關(guān)系—沖量與動(dòng)量變化的關(guān)系—功與能量變化的關(guān)系);
動(dòng)量守恒定律(四類守恒條件、方程、應(yīng)用過(guò)程);
功能基本關(guān)系(功是能量轉(zhuǎn)化的量度)
重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系(重力、分子力、電場(chǎng)力、引力做功的特點(diǎn));
功能原理(非重力做功與物體機(jī)械能變化之間的關(guān)系);
機(jī)械能守恒定律(守恒條件、方程、應(yīng)用步驟);
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律(兩個(gè)理想化模型一次全振動(dòng)四個(gè)過(guò)程五個(gè)物理量、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性、單擺的振動(dòng)周期公式);簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像應(yīng)用;
簡(jiǎn)諧波的傳播特點(diǎn);波長(zhǎng)、波速、周期的關(guān)系;簡(jiǎn)諧波的圖像應(yīng)用;
3、基本運(yùn)動(dòng)類型：
運(yùn)動(dòng)類型受力特點(diǎn)備注
直線運(yùn)動(dòng)所受合外力與物體速度方向在一條直線上一般變速直線運(yùn)動(dòng)的受力分析
勻變速直線運(yùn)動(dòng)同上且所受合外力為恒力1.勻加速直線運(yùn)動(dòng)
2.勻減速直線運(yùn)動(dòng)
曲線運(yùn)動(dòng)所受合外力與物體速度方向不在一條直線上速度方向沿軌跡的切線方向
合外力指向軌跡內(nèi)側(cè)
(類)平拋運(yùn)動(dòng)所受合外力為恒力且與物體初速度方向垂直運(yùn)動(dòng)的合成與分解
勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受合外力大小恒定、方向始終沿半徑指向圓心
(合外力充當(dāng)向心力)一般圓周運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)
向心力的受力分析
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)所受合外力大小與位移大小成正比，方向始終指向平衡位置回復(fù)力的受力分析
4、基本方法：
力的合成與分解(平行四邊形、三角形、多邊形、正交分解);
三力平衡問(wèn)題的處理方法(封閉三角形法、相似三角形法、多力平衡問(wèn)題—正交分解法);
對(duì)物體的受力分析(隔離體法、依據(jù)：力的產(chǎn)生條件、物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、注意靜摩擦力的分析方法—假設(shè)法);
處理勻變速直線運(yùn)動(dòng)的解析法(解方程或方程組)、圖像法(勻變速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖像、v-t圖像);
解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的三大類方法：牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)方程(恒力作用下的宏觀低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題)、動(dòng)量、能量(可處理變力作用的問(wèn)題、不需考慮中間過(guò)程、注意運(yùn)用守恒觀點(diǎn));
針對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱法、針對(duì)簡(jiǎn)諧波圖像的描點(diǎn)法、平移法
5、常見題型：
合力與分力的關(guān)系：兩個(gè)分力及其合力的大小、方向六個(gè)量中已知其中四個(gè)量求另外兩個(gè)量。
斜面類問(wèn)題：(1)斜面上靜止物體的受力分析;(2)斜面上運(yùn)動(dòng)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的分析(包括物體除受常規(guī)力之外多一個(gè)某方向的力的分析);(3)整體(斜面和物體)受力情況及運(yùn)動(dòng)情況的分析(整體法、個(gè)體法)。
動(dòng)力學(xué)的兩大類問(wèn)題：(1)已知運(yùn)動(dòng)求受力;(2)已知受力求運(yùn)動(dòng)。
豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題：(注意向心力的分析;繩拉物體、桿拉物體、軌道內(nèi)側(cè)外側(cè)問(wèn)題;最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的特點(diǎn))。
人造地球衛(wèi)星問(wèn)題：(幾個(gè)近似;黃金變換;注意公式中各物理量的物理意義)。
動(dòng)量機(jī)械能的綜合題：
(1)單個(gè)物體應(yīng)用動(dòng)量定理、動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒的題型;
(2)系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)量定理的題型;
(3)系統(tǒng)綜合運(yùn)用動(dòng)量、能量觀點(diǎn)的題型：
①碰撞問(wèn)題;
②爆炸(反沖)問(wèn)題(包括靜止原子核衰變問(wèn)題);
③滑塊長(zhǎng)木板問(wèn)題(注意不同的初始條件、滑離和不滑離兩種情況、四個(gè)方程);
④子彈射木塊問(wèn)題;
⑤彈簧類問(wèn)題(豎直方向彈簧、水平彈簧振子、系統(tǒng)內(nèi)物體間通過(guò)彈簧相互作用等);
⑥單擺類問(wèn)題：
⑦工件皮帶問(wèn)題(水平傳送帶，傾斜傳送帶);
⑧人車問(wèn)題;人船問(wèn)題;人氣球問(wèn)題(某方向動(dòng)量守恒、平均動(dòng)量守恒);
機(jī)械波的圖像應(yīng)用題：
(1)機(jī)械波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互推;
(2)依據(jù)給定狀態(tài)能夠畫出兩點(diǎn)間的基本波形圖;
(3)根據(jù)某時(shí)刻波形圖及相關(guān)物理量推斷下一時(shí)刻波形圖或根據(jù)兩時(shí)刻波形圖求解相關(guān)物理量;
(4)機(jī)械波的干涉、衍射問(wèn)題及聲波的多普勒效應(yīng)。
電磁學(xué)部分：
1、基本概念：
電場(chǎng)、電荷、點(diǎn)電荷、電荷量、電場(chǎng)力(靜電力、庫(kù)侖力)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線、勻強(qiáng)電場(chǎng)、電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能、電功、等勢(shì)面、靜電屏蔽、電容器、電容、電流強(qiáng)度、電壓、電阻、電阻率、電熱、電功率、熱功率、純電阻電路、非純電阻電路、電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電壓、路端電壓、內(nèi)電阻、磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培力、洛倫茲力、磁感線、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、自感現(xiàn)象、自感電動(dòng)勢(shì)、正弦交流電的周期、頻率、瞬時(shí)值、最大值、有效值、感抗、容抗、電磁場(chǎng)、電磁波的周期、頻率、波長(zhǎng)、波速
2、基本規(guī)律：
電量平分原理(電荷守恒)
庫(kù)倫定律(注意條件、比較-兩個(gè)近距離的帶電球體間的電場(chǎng)力)
電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)表達(dá)式及其適用條件(定義式、點(diǎn)電荷電場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng))
電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)及與電勢(shì)能變化的關(guān)系
電容的定義式及平行板電容器的決定式
部分電路歐姆定律(適用條件)
電阻定律
串并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)(總電阻;電流、電壓、電功率及其分配關(guān)系)
焦耳定律、電功(電功率)三個(gè)表達(dá)式的適用范圍
閉合電路歐姆定律
基本電路的動(dòng)態(tài)分析(串反并同)
電場(chǎng)線(磁感線)的特點(diǎn)
等量同種(異種)電荷連線及中垂線上的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的分布特點(diǎn)
常見電場(chǎng)(磁場(chǎng))的電場(chǎng)線(磁感線)形狀(點(diǎn)電荷電場(chǎng)、等量同種電荷電場(chǎng)、等量異種電荷電場(chǎng)、點(diǎn)電荷與帶電金屬板間的電場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)、條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導(dǎo)線、環(huán)形電流、通電螺線管)
電源的三個(gè)功率(總功率、損耗功率、輸出功率;電源輸出功率的最大值、效率)
電動(dòng)機(jī)的三個(gè)功率(輸入功率、損耗功率、輸出功率)
電阻的伏安特性曲線、電源的伏安特性曲線(圖像及其應(yīng)用;注意點(diǎn)、線、面、斜率、截距的物理意義)
安培定則、左手定則、楞次定律(三條表述)、右手定則
電磁感應(yīng)想象的判定條件
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算：法拉第電磁感應(yīng)定律、導(dǎo)線垂直切割磁感線
通電自感現(xiàn)象和斷電自感現(xiàn)象
正弦交流電的產(chǎn)生原理
電阻、感抗、容抗對(duì)交變電流的作用
變壓器原理(變壓比、變流比、功率關(guān)系、多股線圈問(wèn)題、原線圈串、并聯(lián)用電器問(wèn)題)
3、常見儀器：
示波器、示波管、電流計(jì)、電流表(磁電式電流表的工作原理)、電壓表、定值電阻、電阻箱、滑動(dòng)變阻器、電動(dòng)機(jī)、電解槽、多用電表、速度選擇器、質(zhì)普儀、回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)、日光燈、變壓器、自耦變壓器。
4、實(shí)驗(yàn)部分：
(1)描繪電場(chǎng)中的等勢(shì)線：各種靜電場(chǎng)的模擬;各點(diǎn)電勢(shì)高低的判定;
(2)電阻的測(cè)量：①分類：定值電阻的測(cè)量;電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的測(cè)量;電表內(nèi)阻的測(cè)量;②方法：伏安法(電流表的內(nèi)接、外接;接法的判定;誤差分析);歐姆表測(cè)電阻(歐姆表的使用方法、操作步驟、讀數(shù));半偏法(并聯(lián)半偏、串聯(lián)半偏、誤差分析);替代法;*電橋法(橋?yàn)殡娮琛㈧`敏電流計(jì)、電容器的情況分析);
(3)測(cè)定金屬的電阻率(電流表外接、滑動(dòng)變阻器限流式接法、螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺的讀數(shù));
(4)小燈泡伏安特性曲線的測(cè)定(電流表外接、滑動(dòng)變阻器分壓式接法、注意曲線的變化);
(5)測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻(電流表內(nèi)接、數(shù)據(jù)處理：解析法、圖像法);
(6)電流表和電壓表的改裝(分流電阻、分壓電阻阻值的計(jì)算、刻度的修改);
(7)用多用電表測(cè)電阻及黑箱問(wèn)題;
(8)練習(xí)使用示波器;
(9)儀器及連接方式的選擇：①電流表、電壓表：主要看量程(電路中可能提供的最大電流和最大電壓);②滑動(dòng)變阻器：沒特殊要求按限流式接法，如有下列情況則用分壓式接法：要求測(cè)量范圍大、多測(cè)幾組數(shù)據(jù)、滑動(dòng)變阻器總阻值太小、測(cè)伏安特性曲線;
(10)傳感器的應(yīng)用(光敏電阻：阻值隨光照而減小、熱敏電阻：阻值隨溫度升高而減小)
5、常見題型：
電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)的功能關(guān)系;
一條直線上三個(gè)點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題;
帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)(示波器問(wèn)題);
全電路中一部分電路電阻發(fā)生變化時(shí)的電路分析(應(yīng)用閉合電路歐姆定律、歐姆定律;或應(yīng)用“串反并同”;若兩部分電路阻值發(fā)生變化，可考慮用極值法);
電路中連接有電容器的問(wèn)題(注意電容器兩極板間的電壓、電路變化時(shí)電容器的充放電過(guò)程);
通電導(dǎo)線在各種磁場(chǎng)中在磁場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題;(注意磁感線的分布及磁場(chǎng)力的變化);
通電導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的平衡問(wèn)題;
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期;在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一段圓弧運(yùn)動(dòng)：找圓心-畫軌跡-確定半徑-作輔助線-應(yīng)用幾何知識(shí)求解;在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間);
閉合電路中的金屬棒在水平導(dǎo)軌或斜面導(dǎo)軌上切割磁感線時(shí)的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題;
兩根金屬棒在導(dǎo)軌上垂直切割磁感線的情況(左右手定則及楞次定律的應(yīng)用、動(dòng)量觀點(diǎn)的應(yīng)用);
帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(正交、平行兩種情況)：
①.重力場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng);
②.重力場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng);
③.勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng);
④.三場(chǎng)合一;
復(fù)合場(chǎng)中的擺類問(wèn)題(利用等效法處理：類單擺、類豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng));
LC振蕩電路的有關(guān)問(wèn)題

高考物理知識(shí)點(diǎn)：電磁學(xué)

20xx年高考物理知識(shí)點(diǎn)：電磁學(xué)

二、電磁學(xué)

13、1785年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵隼门こ訉?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律——庫(kù)侖定律，并測(cè)出了靜電力常量k的值。

14、1752年，富蘭克林在費(fèi)城通過(guò)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證閃電是放電的一種形式，把天電與地電統(tǒng)一起來(lái)，并發(fā)明避雷針。

15、1837年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第最早引入了電場(chǎng)概念，并提出用電場(chǎng)線表示電場(chǎng)。

16、1913年，美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)精確測(cè)定了元電荷e電荷量，獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

17、1826年德國(guó)物理學(xué)家歐姆（1787-1854）通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律。

18、1911年，荷蘭科學(xué)家昂尼斯（或昂納斯）發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬在溫度降到某一值時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)電阻突然降為零的現(xiàn)象——超導(dǎo)現(xiàn)象。

19、19世紀(jì)，焦耳和楞次先后各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，即焦耳——楞次定律。

20、1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流磁效應(yīng)。

21、法國(guó)物理學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)兩根通有同向電流的平行導(dǎo)線相吸，反向電流的平行導(dǎo)線則相斥，同時(shí)提出了安培分子電流假說(shuō)；并總結(jié)出安培定則（右手螺旋定則）判斷電流與磁場(chǎng)的相互關(guān)系和左手定則判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的方向。

22、荷蘭物理學(xué)家洛侖茲提出運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生了磁場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力（洛侖茲力）的觀點(diǎn)。

23、英國(guó)物理學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，并指出：陰極射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流。

24、湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀可用來(lái)測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素。

25、1932年，美國(guó)物理學(xué)家勞倫茲發(fā)明了回旋加速器能在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生大量的高能粒子。（最大動(dòng)能僅取決于磁場(chǎng)和D形盒直徑。帶電粒子圓周運(yùn)動(dòng)周期與高頻電源的周期相同；但當(dāng)粒子動(dòng)能很大，速率接近光速時(shí)，根據(jù)狹義相對(duì)論，粒子質(zhì)量隨速率顯著增大，粒子在磁場(chǎng)中的回旋周期發(fā)生變化，進(jìn)一步提高粒子的速率很困難。

26、1831年英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律——電磁感應(yīng)定律。

27、1834年，俄國(guó)物理學(xué)家楞次發(fā)表確定感應(yīng)電流方向的定律——楞次定律。

28、1835年，美國(guó)科學(xué)家亨利發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象（因電流變化而在電路本身引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象），日光燈的工作原理即為其應(yīng)用之一，雙繞線法制精密電阻為消除其影響應(yīng)用之一。

高三物理教案：《力學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無(wú)論做什么事都有計(jì)劃和準(zhǔn)備，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是每個(gè)高中教師都不可缺少的。教案可以保證學(xué)生們?cè)谏险n時(shí)能夠更好的聽課，幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。寫好一份優(yōu)質(zhì)的高中教案要怎么做呢？以下是小編為大家精心整理的“高三物理教案：《力學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)”，希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。

本文題目：高三物理復(fù)習(xí)教案：力學(xué)實(shí)驗(yàn)

一、誤差和有效數(shù)字

1.誤差

測(cè)量值與真實(shí)值的差異叫做誤差。誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種。

(1)系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是在多次重復(fù)同一實(shí)驗(yàn)時(shí)，誤差總是同樣地偏大或偏小。

(2)偶然誤差總是有時(shí)偏大，有時(shí)偏小，并且偏大和偏小的機(jī)會(huì)相同。減小偶然誤差的方法，可以多進(jìn)行幾次測(cè)量，求出幾次測(cè)量的數(shù)值的平均值。這個(gè)平均值比某一次測(cè)得的數(shù)值更接近于真實(shí)值。

2.有效數(shù)字

帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字，叫做有效數(shù)字。

(1)有效數(shù)字是指近似數(shù)字而言。

(2)只能帶有一位不可靠數(shù)字，不是位數(shù)越多越好。

注：凡是用測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量的結(jié)果，讀數(shù)一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數(shù)值(可靠數(shù)字)后，再向下估讀一位(不可靠數(shù)字)，這里不受有效數(shù)字位數(shù)的限制。間接測(cè)量的有效數(shù)字運(yùn)算不作要求，運(yùn)算結(jié)果一般可用2~3位有效數(shù)字表示。

二、考試大綱規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)

1.長(zhǎng)度的測(cè)量(游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器)

(1)游標(biāo)卡尺

①10分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.9mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.1mm。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo)讀出0.1毫米位的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對(duì)齊，0.1毫米位就讀幾(不能讀某)。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.1mm。

②20分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.95mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.05mm。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo) 讀出毫米以下的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對(duì)齊，毫米以下的讀數(shù)就是幾乘0.05毫米。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.05mm。

③50分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.98mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.02mm。這種卡尺的刻度是特殊的，游標(biāo)上的刻度值，就是毫米以下的讀數(shù)。這種卡尺的讀數(shù)可以準(zhǔn)確到0.02mm。

注意：游標(biāo)卡尺都是根據(jù)刻線對(duì)齊來(lái)讀數(shù)的， 所以都不再往下一位估讀。

要知道主要構(gòu)造的名稱：主尺、游標(biāo)尺、外測(cè)量爪、內(nèi)測(cè)量爪、深度尺、緊固螺釘。

(2)螺旋測(cè)微器

固定刻度上的最小刻度為0.5mm(在中線的上側(cè));可動(dòng)刻度每旋轉(zhuǎn)一圈前進(jìn)(或后退)0.5mm。在可動(dòng)刻度的一周上平均刻有50條刻線，所以相鄰兩條刻線間代表0.01mm。讀數(shù)時(shí)，從固定刻度上讀取整、半毫米數(shù)，然后從可動(dòng)刻度上讀取剩余部分(因?yàn)槭?0分度，所以在最小刻度后必須再估讀一位)，再把兩部分讀數(shù)相加，得測(cè)量值。

要知道主要構(gòu)造的名稱：以下的①-⑦依次是：測(cè)砧、測(cè)微螺桿、固定刻度、可動(dòng)刻度、旋鈕、微調(diào)旋鈕和尺架。

例1 讀出下列游標(biāo)卡尺測(cè)量的讀數(shù)。

⑴ ⑵

解：(1)2.98cm;(2)6.170cm;(3)1.050cm

例2 讀出下列螺旋測(cè)微器測(cè)量的讀數(shù)。

⑴ ⑵

解：(1)0.642mm ;(2)10.294mm

2.互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成

(1)原理是兩只彈簧秤成角度拉橡皮條AB和一只彈簧秤拉 橡皮條AB的效果相同，這個(gè)效果就是指橡皮條的形變量(大小和方向)相同。

(2)在畫力的圖示時(shí)，必須有箭頭、標(biāo)度、刻度。

(3)實(shí)驗(yàn)往往有一定的偶然誤差，只要用平行四邊形定則求得的合力F和一只彈簧秤的拉力F / 的圖示大小和方向在誤差允許的范圍內(nèi)相同就可以了。

例3 橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端栓上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5N、最小刻度為0.1N的彈簧測(cè)力計(jì)，沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)。當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖所示。這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出。⑴由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為_____N和_____N。(只須讀到0.1N)⑵在右圖的方格紙中按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力。

解：(1)2.5N和4.0N

(2)注意平行四邊形中的實(shí)線、虛線的區(qū)別和箭頭、標(biāo)度、單位。

3.測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度

(1)紙帶處理。從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器重復(fù)打下的多條紙帶中選點(diǎn)跡 清楚的一條，舍掉開始比較密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的地方取一個(gè)開始點(diǎn)O，然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、…(或者說(shuō)每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn))，這樣做的好處是相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s，便于計(jì)算。測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s1、s2、s3 …

(2)利用s1、s2、s3 …可以計(jì)算相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3…，如果它們?cè)谠试S的誤差范圍內(nèi)相等，則可以判定被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

(3)利用紙帶可以求被測(cè)物體在任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度v：如

(4)利用紙帶求被測(cè)物體的加速度a。具體來(lái)說(shuō)又有3種方法：

①“逐差法”：從紙帶上得到6個(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移，則

②利用任意兩段相鄰記數(shù)點(diǎn)間的位移求a：如

③利用v-t圖象求a：求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的即時(shí)速度，畫出如右的v-t圖線，圖線的斜率就是加速度a。

例4 某同學(xué)在做“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出來(lái))，圖中上部的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz。

由這些已知數(shù)據(jù)計(jì)算：①該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=___________m/s2。②與紙帶上D點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v=__________ m/s。(答案均要求保留3位有效數(shù)字)

4.驗(yàn)證牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律

(1)了解該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差的來(lái)源。

①用砂和砂桶的總重量代替小車受到的拉力。由牛頓第二定律可知，由于砂桶也在做勻加速運(yùn)動(dòng)，因此砂和砂桶的總重量肯定大于小車受到的實(shí)際拉力?？梢酝茖?dǎo)出結(jié)論：只有在小車的總質(zhì)量M遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量m時(shí)，才能使該系統(tǒng)誤差足夠小。

②沒有考慮摩擦阻力的作用。應(yīng)該用平衡摩擦力的方法來(lái)消除這個(gè)系統(tǒng)誤差。

(2)為研究a、F、m三者的關(guān)系，要利用“控制變量法”，分別研究a與F、 a與m的關(guān)系。

(3)用圖象法驗(yàn)證a∝F、 a∝m-1(后者必須用a-m-1圖象，不能用a-m圖象)

例5 一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下，如右圖所示。下圖是打出的紙帶的一段。

⑴已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，利用下圖給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a=_____。

⑵為了求出小車在下滑過(guò)程中所受的阻力，還需要測(cè)量的物理量有_______。用測(cè)得的量及加速度a表示阻力的計(jì)算式為f=_________。

解： (1)3.89m/s2

(2)小車質(zhì)量m;斜面上任意兩點(diǎn)間距離l及這兩點(diǎn)的高度差h。mgh/l-ma

5.碰撞中的動(dòng)量守恒

(1)每次入射小球都應(yīng)該從斜槽軌道的同一位置開始自由下滑。

(2)被碰小球的位置必須與入射小球等高，其中心與斜槽末端的水平距離恰好是小球半徑的2倍。

(3)由于v1、v1/、v2/ 均為水平方向，且兩球的豎直下落高度相等，所以它們飛行時(shí)間相等，若以該時(shí)間為時(shí)間單位，那么小球的水平射程的數(shù)值就等于它們的水平速度。在右圖中分別用OP、OM和O /N表示。因此只需驗(yàn)證：m1?OP=m1?OM+m2?(O /N-2r)即可。

(4)必須以質(zhì)量較大的小球作為入射小球(保證碰撞后兩小球都向前運(yùn)動(dòng))。

(5)小球落地點(diǎn)的平均位置要用圓規(guī)來(lái)確定：用盡可能小的圓把所有落點(diǎn)都圈在里面，圓心就是落點(diǎn)的平均位置。

(6)所用的儀器有：天平、刻度尺、游標(biāo)卡尺(測(cè)小球直徑)、碰撞實(shí)驗(yàn)器、復(fù)寫紙、白紙、重錘、兩個(gè)直徑相同質(zhì)量不同的小球、圓規(guī)。

(7)若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么兩小球?qū)⒉辉偻瑫r(shí)落地，但兩個(gè)小球都將從斜槽末端開始做平拋運(yùn)動(dòng)，于是驗(yàn)證式就變?yōu)椋簃1?OP=m1?OM+m2?ON，兩個(gè)小球的直徑也不需測(cè)量了(但必須相等)。

例6 在“碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中，儀器按要求安裝好后開始實(shí)驗(yàn)，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接靜止放在斜槽末端的水平部分，在百紙上記錄下重錘位置和各小球落點(diǎn)的平均位置依次為O、A、B、C，設(shè)入射小球和被碰小球的質(zhì)量依次為m1、m2，則下列說(shuō)法中正確的有

A.第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是A、B

B.第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是B、A

C.第二次入射小球和被碰小球?qū)⑼瑫r(shí)落地

D. m1?AB= m2?OC

解：最遠(yuǎn)的C點(diǎn)一定是被碰小球的落點(diǎn)，碰后入射小球的速度將減小，因此選B;由于被碰小球是放在斜槽末端的，因此被碰小球飛出后入射小球才可能從斜槽末端飛出，兩小球不可能同時(shí)落地;由動(dòng)量守恒得m1?OB= m1?OA+m2?OC，選D。答案是BD。

6.研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)

(1)斜槽末端的切線必須水平。

(2)用重錘線檢驗(yàn)坐標(biāo)紙上的豎直線是否豎直。

(3)以斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。

(4)如果是用白紙，則應(yīng)以斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，在斜槽末端懸掛重錘線，先以重錘線方向確定y軸方向，再用直角三角板畫出水平線作為x軸，建立直角坐標(biāo)系。

(5)每次小球應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。

(6)由描跡法得到小球平拋的軌跡，從軌跡上任何一點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)都可以計(jì)算出該平拋物體拋出時(shí)的初速度。

(7)若用閃光照相來(lái)研究，所得到的照片上相鄰小球間的時(shí)間間隔是相等的，利用這一 結(jié)論和運(yùn)動(dòng)分解的知識(shí)，可以求小球平拋的初速度，也可以求小球在任何一個(gè)位置的瞬時(shí)速度。

例7.如圖所示，在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)按要求描繪出了小球做平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的三個(gè)點(diǎn)A、B、C，并利用刻度尺量出了三點(diǎn)的坐標(biāo)依次是A(0.369，0.112)、B(0.630，0.327)、C(0.761，0.480)，單位為m 。又稱得小球的質(zhì)量為20g，試計(jì)算小球平拋的初動(dòng)能EK。

解：小球的初速度 ，因此初動(dòng)能 ，帶入數(shù)據(jù)后得：EK1=0.0596J，EK2=0.0594J，EK3=0.0591J，因此初動(dòng)能的平均值為EK=0.0594J

7.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

本實(shí)驗(yàn)要求驗(yàn)證自由下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，圖示紙帶的左端是用夾子夾重物的一端。

(1)要多做幾次實(shí)驗(yàn)，選點(diǎn)跡清楚，且第一、二兩點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶進(jìn)行測(cè)量。

(2)用刻度尺量出從0點(diǎn)到1、2、3、4、5各點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5，利用“勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的即時(shí)速度等于該段位移內(nèi)的平均速度”，算出2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v2、v3、v4，驗(yàn)證與2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能減少量mgh和動(dòng)能增加量 是否相等。

(3)由于摩擦和空氣阻力的影響，本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差總是使

(4)本實(shí)驗(yàn)不需要在打下的點(diǎn)中取計(jì)數(shù)點(diǎn)。也不需要測(cè)重物的質(zhì)量。

例8在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如右。其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn).該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離,并記錄在圖中(單位cm)。

(1)這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_____ ,應(yīng)記作_______cm。

(2)該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度，則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為_______，而動(dòng)能的增加量為________，(均保留3位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用m表示).這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量_______動(dòng)能的增加量，原因是_________________。

(3)另一位同學(xué)根據(jù)同一條紙帶，同一組數(shù)據(jù)，也用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，不過(guò)他數(shù)了一下：從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)O數(shù)起，圖中的B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn)。因此他用vB=gt計(jì)算跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度，得到動(dòng)能的增加量為______，這樣驗(yàn)證時(shí)的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量_______動(dòng)能的增加量,原因是________________________________。

解： (1)OC，15.70

(2)1.22m，1.20m，大于，v是實(shí)際速度，因?yàn)橛心Σ辽鸁?，減少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;

(3)1.23m，小于，v是按照自由落體計(jì)算的，對(duì)應(yīng)的下落高度比實(shí)際測(cè)得的高度要大。

8.用單擺測(cè)定重力加速度

(1)擺長(zhǎng)的測(cè)量：讓單擺自由下垂，用米尺量出擺線長(zhǎng)L/(讀到0.1mm)，用游標(biāo)卡尺量出擺球直徑(讀到0. 1mm)算出半徑r，則擺長(zhǎng)L=L/+r

(2)開始擺動(dòng)時(shí)需注意：擺角要小于5°(要保證做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，不要使擺動(dòng)成為圓錐擺)

(3)從擺球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)出單擺做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間，算出周期的平均值T。

(4)改變擺長(zhǎng)重做幾次實(shí)驗(yàn)，計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)得到的重力加速度，再求這些重力加速度的平均值。

例9一組同學(xué)在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，用正確的操作方法，測(cè)定了6組擺長(zhǎng)L和周期T的對(duì)應(yīng)值。為了求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，4位同學(xué)提出了4種不同的方法：①?gòu)臏y(cè)定的6組數(shù)據(jù)中任意選取1組，用公式g=4π2L/T 2求出g作為測(cè)量值;②分別求出6個(gè)L值的平均值 和6個(gè)T值的平均值 ，用公式g=4π2 / 2求出g作為測(cè)量值;③分別用6組L、T的對(duì)應(yīng)值，用公式g=4π2L/T 2求出6個(gè)對(duì)應(yīng)的g值，再求這6個(gè)g的平均值作為測(cè)量值;④在坐標(biāo)紙上作出T 2-L圖象，從圖象中計(jì)算出圖線的斜率K，根據(jù)g=4π2/K求出g作為測(cè)量值。

你認(rèn)為以上4種方法中，錯(cuò)誤的是哪一種____(填代號(hào)即可)，其余正確方法中偶然誤差最小的是哪一種______(填代號(hào)即可)。

解：錯(cuò)誤的是②，因?yàn)長(zhǎng)和T之間不是一次函數(shù)的關(guān)系。偶然誤差最小的是④，因?yàn)榕既徽`差總是有時(shí)偏大有時(shí)偏小。而描點(diǎn)后畫線時(shí)要求盡可能多的點(diǎn)在該直線上，其余點(diǎn)盡可能均衡地分布在該直線兩側(cè)，實(shí)際上是把偶然誤差減小到最小了。

例10某同學(xué)在家里做用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，但沒有合適的擺球，他找到了一塊大小為3cm左右，外形不規(guī)則的大理石塊代替小球。他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟是：

A.將石塊用細(xì)尼龍線系好，結(jié)點(diǎn)為M，將尼龍線的上端固定于O點(diǎn)

B.用刻度尺測(cè)量OM間尼龍線的長(zhǎng)度L作為擺長(zhǎng)

C.將石塊拉開一個(gè)大約α=30°的角度,然后由靜止釋放

D.從擺球擺到最高點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)出30次全振動(dòng)的總時(shí)間t,，由T=t/30得出周期

E.改變OM間尼龍線的長(zhǎng)度再做幾次實(shí)驗(yàn)，記下相應(yīng)的L和T

F.求出多次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的的平均值作為計(jì)算時(shí)使用的數(shù)據(jù),帶入公式 求出重力加速度g

⑴你認(rèn)為該同學(xué)以上實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤的是_______________。為什么?

⑵該同學(xué)用OM的長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)，這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測(cè)量值比真實(shí)值偏大還是偏小?________。你認(rèn)為用什么方法可以解決擺長(zhǎng)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的困難?

解：

(1)B(擺長(zhǎng)應(yīng)從懸點(diǎn)到大理石塊的質(zhì)心)、C(擺角太大，不能看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng))、F(必須先分別求和各組L和T值對(duì)應(yīng)的g，再取所求得的各個(gè)g的平均值)。

(2)小。設(shè)兩次實(shí)驗(yàn)中擺線長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1、L2，對(duì)應(yīng)的周期分別為T1、T2，石塊質(zhì)心到M點(diǎn)的距離為x，由 和 可解得

9.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)舉例

例11 利用手頭的常用儀器，粗略測(cè)定玩具手槍子彈射出時(shí)的初速度。除玩具手槍外，所給的測(cè)量?jī)x器為：⑴只有秒表;⑵只有米尺。

解：

(1)若只有秒表，可如圖(a)，將玩具手槍從地面豎直向上發(fā)射子 彈，用秒表記下從發(fā)射到子彈落會(huì)地面所用的時(shí)間t，則子彈上升的時(shí)間為t/2，故子彈初速度v0=gt/2。

(2)若只有米尺，可如圖(b)，將玩具手槍子彈從某一高度處水平射出，用米尺測(cè)量射出時(shí)離地面的高度h和水平射程s，則子彈初速度 。

例12 某同學(xué)在做探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。所用的鉤碼每只的質(zhì)量都是30g，他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，每次都測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度，將數(shù)據(jù)填在了下面的表中。(彈力始終未超過(guò)彈性限度，取g=9.8m/s2)

(1)試根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在右圖給定的坐標(biāo)紙上作出彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長(zhǎng)L之間的函數(shù)關(guān)系圖線，說(shuō)明圖線跟坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。

(2)上一問(wèn)所得圖線的物理意義是什么?該彈簧的勁度k是多大?

解：

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出的點(diǎn)，基本上在同一條直線 上?？梢耘卸‵和L間是一次函數(shù)關(guān)系。畫一條直線，使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻地分布在直線兩側(cè)。該圖線跟橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示彈簧的原長(zhǎng)。

(2)圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長(zhǎng)量大小成正比。由 可得k=25N/m。