高中物理实验讲义

高三物理实验复习讲义说明： 1.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。2.要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均植的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。3.要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果，间接测量的有效数字运算不作要求。1、长度的测量例题1游标卡尺的读数：主尺最小分度是1mm，则图中三个卡尺的读数为：甲图中的游标是10分度，则读数为 mm；乙图中的游标是20分度，则读数为 mm；丙图中的游标是50分度，则读数为 mm。乙甲丙 答案：29.8，10.70，8.30。2螺旋测微器的读数：图中甲为 mm；乙为 mm，丙为 mm。乙丙甲 答案：0.900，8.600，8.4802、互成角度的两个共点力的合成实验目的 验证力的合成的平行四边形定则。实验原理 此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。实验器材 木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器。实验步骤 1用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。 2用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。 3用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。 4用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。 5只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F的图示。 6比较F与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。 7改变两个分力F1和F2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F与F是否在实验误差允许的范围内相等。注意事项 1用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。 2同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。例题 1在本实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作中错误的是 A同一次实验过程中，O点位置允许变动 B在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点 D实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧之间的夹角应取90不变，以便于算出合力的大小 答案：ACDAF1F2FFO 2某小组做本实验时得出如图所示的图（F与A、O共线），其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳套的结点，图中_是F1与F2合力的真实值，_是F1与F2合力的实验值，需要进行比较的是_和_。通过本实验可以验证_。 答案：F，F，F，F，力的平行四边形定则 3做本实验时，其中的三个实验步骤是： （1）在水平放置的木板上垫一张白张，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数F1和F2。 （2）在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F的大小。 （3）只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧秤拉时相同，记下此时弹簧秤的读数F和细绳的方向。 以上三个步骤中均有错误或疏漏，指出错在哪里？ 在（1）中是_。 在（2）中是_。 在（3）中是_。 答案：（1）两绳拉力的方向；（2）“的大小”后面加“和方向”；（3）“相同”之后加“橡皮条与绳的结点拉到O点”3、测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器）实验目的 1练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。 2学习用打点计时器测定即时速度和加速度。实验原理 1打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一次点（由于电源频率是50Hz），因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。 2由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，0、1、2为时间间隔相等的各计数点，s1、s2、s3、为相邻两计数点间的距离，若s=s2-s1=s3-s2=恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 3由纸带求物体运动加速度的方法： （1）用“逐差法”求加速度：即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔）求出a1=、a2=、a3=，再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度。 （2）用v-t图法：即先根据vn=求出打第n点时纸带的瞬时速度，后作出v-t图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。实验器材 小车，细绳，钩码，一端附有定滑轮的长木板，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，米尺。实验步骤 1把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路，如图所示。 2把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。 3把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。 4选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点子，确定好计数始点0，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度，作v-t图线，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。注意事项 1纸带打完后及时断开电源。 2小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取78个计数点为宜。 3应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个。ABCDEF 4不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。例题 1电磁打点计时器是一种使用_电源的计时仪器，它的工作电压是_。如图所示，A是_，B是_，C是_，D是_，E是_，F是_。 答案：交流，4至6V，线圈，振动片，限位孔，振针，永磁体，接线柱。OABCDEFcms12.804.40s25.95s37.57s49.10s510.71s6 2如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。 （1）为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内（单位：cm）s2-s1s3-s2s4-s3s5-s4s6-s5 各位移差与平均值最多相差_cm，由此可以得出结论：小车的位移在_范围内相等，所以小车的运动是_。 （2）根据匀变速直线运动的规律，可以求得物体的加速度a=_m/s2。 （3）根据an-3=，可求出 a1=_m/s2，a2=_m/s2，a3=_m/s2， 所以，=_m/s2。 答案：（1）1.60，1.55，1.62，1.53，1.61，1.58，0.05，任意两个连续相等的时间里、在误差允许的，匀加速直线运动；（2）1.58；（3）1.59，1.57，1.59，1.58。 3在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示，为一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。 （1）根据_计算各点瞬时速度，则 vA=_m/s，vB=_m/s，vC=_m/s， vD=_m/s，vE=_m/s。cm7.0017.5031.5049.00ABCDEt/s0.10.20.30.406080100120140160v/cms-1 （2）在如图所示坐标中作出小车的v-t图线，并根据图线求出a=_。将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_，此速度的物理意义是_。 答案：（1）vn=，0.53，0.88，1.23，1.58，1.93；（2）3.50m/s2，0.53m/s，开始计时小车的速度，即vA。4、验证牛顿第二定律实验目的验证牛顿第二定律。实验原理 1如图所示装置，保持小车质量不变，改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车的牵引力，测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系图线，验证加速度是否与外力成正比。 2保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量，测出小车的对应加速度，作出加速度和质量倒数的关系图线，验证加速度是否与质量成反比。实验器材 小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺。实验步骤 1用天平测出小车和小桶的质量M和M，把数据记录下来。 2按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。 3平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。 4在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量m和m记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。 5保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。 6算出每条纸带对应的加速度的值。 7用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力，即砂和桶的总重力(M+m)g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。 8保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线，若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。注意事项 1砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的。 2在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。 3作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。例题 1在做验证牛顿第二定律的实验时，某学生将实验装置按如图安装，而后就接通源开始做实验，他有三个明显的错误：（1）_；（2）_；（3）_。 答案：（1）没有平衡摩擦力；（2）不应挂钩码，应挂装有砂子的小桶；（3）细线太长悬挂物离地面太近。 2在验证牛顿第二定律的实验中，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据。然后根据测得的数据作出如图所示的a-F图线，发现图线既不过原点，又不是直线，原因是 A没有平衡摩擦力，且小车质量较大 B平衡摩擦力时，所垫木板太高，且砂和小桶的质量较大 C平衡摩擦力时，所垫木板太低，且砂和小桶的质量较大 D平衡摩擦力时，所垫木板太高，且小车质量较大 答案：C5、研究平抛物体的运动实验目的 1用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。 2从实验轨迹求平抛物体的初速度。实验原理平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系，测出曲线上的某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值，利用公式y=gt2求出小球的飞行时间t，再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度。实验器材斜槽，竖直固定在铁架台上的木板，白纸，图钉，小球，有孔的卡片，刻度尺，重锤线。实验步骤 1安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。 2调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。 3确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点O，O点即为坐标原点。 4描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘，然后用铅笔在卡片缺口上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。 5计算初速度：以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，并在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y，用公式x=v0t和y=gt2计算出小球的初速度v0，最后计算出v0的平均值，并将有关数据记入表格内。注意事项 1实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。 2小球必须每次从斜槽上同一位置滚下。 3坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球的球心在木板上的水平投影点。 4要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。例题 1下列哪些因素会使“研究平抛物体的运动”实验的误差增大 A小球与斜槽之间有摩擦 B安装斜槽时其末端不水平 C建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 D根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远 答案：BC 2如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=_(用、g表示)，其值是_（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是_。 答案：2，0.70m/s，0.875m/s6、验证机械能守恒定律实验目的 验证机械能守恒定律。实验原理 当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：mgh=mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。 测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1，由公式vn=，或由vn=算出，如图所示。ONSnSn+1dn-1dn+1实验器材 铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。实验步骤 1按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。 2把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。 3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。 4重复几次，得到35条打好点的纸带。 5在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3。 6应用公式vn=计算各点对应的即时速度v1、v2、v3。 7计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量mvn2，进行比较。注意项事 1打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 2选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。 3因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。例题 1本实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、纸带和重物外，还需选用下述仪器中的哪几种？ A秒表 B刻度尺 C天平 D打点计时器 答案：BD01ABCD 2在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根据以上数据，可知重物由O点到运动C点，重力势能减少量等于_J，动能的增加量等于_J。（取3位有效数字） 答案：7.62，7.57 OABCD125.0195.0280.5381.5E498.00(mm)3在本实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示。（图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点）。根据纸带求： （1）重锤下落的加速度。 （2）若重锤质量为mkg，则重锤从起始下落至B时，减少的重力势能为多少？ （3）重锤下落到B时，动能为多大？ （4）从（2）、（3）的数据可得什么结论？产生误差的主要原因是什么？ 答案：（1）9.69m/s2；（2）|Ep|=1.95mJ；（3）Ek=1.89mJ；（4）在实验误差允许的范围内，重锤重力势能的减少等于其动能的增加，机械能守恒。产生误差的主要原因是重锤下落过程中受到阻力（空气阻力、纸带与限位孔间的摩擦阻力）的作用。7、用单摆测定重力加速度实验目的利用单摆测定当地的重力加速度。实验原理 单摆在摆角小于5时的振动是简谐运动，其固有周期为T=2，由此可得g=。据此，只要测出摆长l和周期T，即可计算出当地的重力加速度值。实验器材 铁架台（带铁夹），中心有孔的金属小球，约1m长的细线，米尺，游标卡尺（选用），秒表。实验步骤 1在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆。 2将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。 3测量单摆的摆长l：用米尺测出悬点到球心间的距离；或用游标卡尺测出摆球直径2r，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l，则摆长l=l+r。 4把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于5），使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动30至50次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T。 5将测出的摆长l和周期T代入公式g=求出重力加速度g的值。 6变更摆长重做两次，并求出三次所得的g的平均值。 注意事项 1选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm。 2单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。 3注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5，可通过估算振幅的办法掌握。 4摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。 5计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球从同一方向通过最低位置时，进行计数，且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数。例题 某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5s。则 （1）他测得的重力加速度g=_m/s2。 （2）他测得的g值偏小，可能的原因是 A测摆线长时摆线拉得过紧 B摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C开始计时时，秒表过迟按下 D实验中误将49次全振动数为50次 （3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率k。则重力加速度g=_。(用k表示) 答案：（1）9.76；（2）B；（3）42/k。8、测定金属的电阻率实验目的 用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。实验原理 根据电阻定律公式R=，只要测量出金属导线的长度和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。实验器材 被测金属导线，直流电源（4V），电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。实验步骤 1用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S。 2按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。 3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值。 4把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。 5将测得的R、d值，代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。 6拆去实验线路，整理好实验器材。注意事项 1测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。 2本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。 3实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。 4闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。 5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用00.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。例题 1在“测定金属的电阻率”实验中，以下操作中错误的是 A用米尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值 B用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 C用伏安法测电阻时采用安培表的内接线路，多次测量后算出其平均值 D实验中应保持金属丝的温度不变 答案：AC 2欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A电池组（3V，内阻1）； B电流表（03A，内阻0.0125） C电流表（00.6A，内阻0.125） D电压表（03V，内阻3k） E电压表（015V，内阻15k） F滑动变阻器（020，额定电流1A） G滑动变阻器（02000，额定电流0.3A） H电键、导线。 （1）上述器材中应选用的是_。（填写各器材的字母代号） （2）实验电路应采用电流表_接法。（填“内”或“外”） （3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I=_A，U=_V。 （4）将图中给定的器材连成实验电路。 答案：（1）ACDFH；（2）外；（3）0.48，2.20；（4）略。9、用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻实验目的测定电池的电动势和内电阻。图1图2实验原理 如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组、r值，最后分别算出它们的平均值。 此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象（如图2）所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。实验器材 待测电池，电压表（0-3V），电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10），电键，导线。实验步骤 1电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。 2把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。 3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。 4打开电键，整理好器材。 5处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。注意事项 1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。 2干电池在大电流放电时，电动势会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。 3要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出、r值再平均。 4在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。 5干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。例题 1用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内电阻分别为和，如图为所需的器材。 （1）请你把它们连成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大。 （2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图中画出U-I图线，根据图线求出电池的电动势_V，内阻_。I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.191.05 答案：（1）略；（2）1.46，0.72。 2用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，以下说法正确的是A用图a所示电路时， B用图a所示电路时，C用图b所示电路时， D用图b所示电路时，图b图a答案：AB10、练习用多用电表（万用表）测电阻实验目的 练习使用多用电表测电阻。实验原理 多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图），表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满度电流约几十到几百A，转换开关和测量线路相配合，可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有 Ig= （1） 当电笔间接入待测电阻Rx时，有 Ix= （2） 联立（1）、（2）式解得 = （3） 由（3）式知当Rx=R中时，Ix=Ig，指针指在表盘刻度中心，故称R中为欧姆表的中值电阻，由（2）式或（3）式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。 由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。实验器材 多用电表，标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个，小螺丝刀。实验步骤 1机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。 2选挡：选择开关置于欧姆表“1”挡。 3短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。 4测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与标定值比较，随即断开表笔。 5换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“1”或“10”或“100”或“1k”挡。 6多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。注意事项 1多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零。 2测量时手不要接触表笔的金属部分。 3合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近（可参考指针偏转在5R中的范围）。若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏角太小，应改换高挡位。每次换挡后均要重新短接调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率。 4测量完毕后应拔出表笔，选择开头置OFF挡或交流电压最高挡，电表长期不用时应取出电池，以防电池漏电。例题 1多用电表中“+”孔插_（红、黑）表笔，电流是从该表笔流_(填“进”或“出”)，欧姆表内部电池的正极是接_(填“红”或“黑”)表笔的。 答案：红，进，黑。 2一学生使用多用电表测电阻，他在实验中有违反使用规则之处。他的主要实验步骤如下： A把选择开关置于“1”欧姆挡； B把表笔插入插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上； C把两表笔分别与某一待测电阻的两端相连，发现这时指针偏转角度较小； D换用“100”挡，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻值； E把表笔从插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕。 这个学生已经注意到在测量时待测电阻与其它元件或电源断开，不用手碰表笔的金属杆。这个学生在实验中哪一个或哪些步骤违反了使用规则？ 答案：D先调零后再测R；E将选择开关置于“OFF”或交流电压最大挡。 3调零后，用“10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度很大，正确的判断和做法是 A这个电阻阻值很小 B这个电阻阻值很大 C为了把电阻测得更准一些，应换用“1”档，重新测量 D为了把电阻测得更准一些，应换用“100”档，重新测量 答案：AC11、测定玻璃的折射率实验目的 测定玻璃的折射率实验原理如图所示，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线的OB，从而求出折射光线OO和折射角r，再根据算出玻璃的折射率。实验器材一块两面平行的玻璃砖，白纸，木板，大头针（4枚），量角器（或圆规、三角板），刻度尺实验步骤 1把白纸铺在木板上。 2在白纸上画一直线aa作为界面，过aa上的一点O画出界面的法线NN，并画一条线段AO作为入射光线。 3把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa重合，再用直尺画出玻璃的另一边bb。 4在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。 5从玻璃砖bb一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住。再在bb一侧插上大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身。 6移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线OB交bb于O。连接O、O，OO就是玻璃砖内折射光线的方向。AON为入射角，OON为折射角。 7用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里。 8用上述方法分别求出入射角是15、30、45、60和75时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。 9算出不同入射角时的值，比较一下，看它们是否接近一个常数。求出几次实验测得的的平均值，这就是这块玻璃的折射率。注意事项 1轻拿轻放玻璃砖，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面。严禁把玻璃砖当直尺用。 2实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置不可移动。 3插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些，以减小确定光路方向时出现的误差。 4实验时入射角不能太小（接近零度），否则会使测量误差加大；也不能太大（接近90），否则会不易观察到P1、P2的像。 5本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖，如采用三棱镜，半圆形玻璃砖等，只是出射光和入射光不平行，但一样能测出折射率。例题 1在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列意见正确的是 A为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 B为减少测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应取大些 C若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 D若P1、P2连线与法线NN夹角较大时，有可能在bb面发生全反射，所以在bb一侧就看不到P1、P2的像 答案：A 2某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i与折射角r作出sini-sinr图象如图所示，下列判断中哪些是正确的 A他做实验时，研究的是光从空气射入玻璃的折射现象 B玻璃的折射率为0.67 C玻璃的折射率为1.5 D玻璃临界角的正弦值为0.67 答案：ACD 3某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O、O连线延长线于C点。过A点作法线NN的垂线AB交NN于B点，过C点作法线NN的垂线CD交于NN于D点，如图所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm。由此可得出玻璃的折射率n=_。 答案：1.50