牛显伟综合实验复习.ppt

特别鸣谢 几个外校人 毫无利己的动机 长途奔波 不远万里冒着酷暑来到我们玉兰中学 把玉兰中学的事儿当作他们自己的事儿 这是什么精神 这是高度的国际主义的精神 这是大公无私助人为乐的精神 有这种精神的人 就是一个高尚的人 一个纯粹的人 一个有道德的人 一个脱离了低级趣味的人 一个有益于人民的人 我们在座的玉兰人都要学习这种精神 玉兰中学牛显伟 实验复习 第一节基本仪器的读数1 螺旋测微器读数2 刻度尺的读数3 游标卡尺的读数4 电流表电压表的读数5 多用电表的使用及读数 一 基本仪器的读数方法1 螺旋测微器 半刻度露出 0 590mm 2 刻度尺的读数 半刻度没有露出 读数 10 193mm 下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带 已知打点计时器电源频率为50Hz 则纸带上打相邻两点的时间间隔为 ABCD是纸带上四个计数点 每两个相邻计数点间有四个点没有画出 从图13中读出A B两点间距s C点对应的速度是 计算结果保留三位有效数字 0 02s 0 70cm 0 100m s 3 游标卡尺的读数 10分度的游标卡尺标尺上每一格代表0 1mm 20分度的游标卡尺标尺上每一格代表0 05mm 50分度的游标卡尺标尺上每一格代表0 02mm 读数时先读标尺零刻度之前的主尺读数 以mm为单位 再加上标尺与主尺刻度线对齐的总格数乘以精度 就是测量值 3 游标卡尺的读数 读数 A 110 1mmB 111 1mmC 11 1mmD 11 1cm 游标卡尺的读为 8 40mm一定要注意单位带对 读数为 20 30mm 4 电流表和电压表的读数 学生实验中用的直流电流表的量程为0 0 6A 3A 内阻一般在1 以下 毫安表的内阻一般在几欧 几十欧 直流电压表的量程为0 3V 15V 两个量程的内阻分别为3k 和15k 使用时应注意以下几点 选择合适的量程 根据被测电流或电压值的大小选择量程 使得指针偏转超过所选量程的2 3 至少也要超过1 2 电流表应串联在被测电路中 电压表应并联在被测电路两端 电表的 接线柱不能接反 读数时应使视线垂直于刻度表面 注意估读方法 电流表和电压表的读数 实验所用电流表和电压表精度并不高 可采用1 2估读 或称半格估读 只将最小分度分为2等份作估读 指针一般指到整数 保留一位小数 半格估读 当指针靠近某刻度线时 就读刻度值 并加一位零作为估读值 当指针在两刻度线中间附近时 加读半个最小分度值作为估读值 除电流表和电压表外 实验用的测力计 红水温度计通常也采用上述方法 电流表读数 若是0 3A档 最小分度为0 1A 读数应为1 75A 半格为0 05A 电流表读数 若是0 0 6A档 最小分度为0 02A 半格为0 01A 读数应为0 35A 电压表读数 若是0 3V档 最小分度为0 1V 半格为0 5V 读数应为2 25V 电压表读数 若是0 15V档 最小分度为0 5V 半格为0 25V 通常可估读为0 2或0 3V 读数应为 11 2V或11 3V 读数练习 图中当选用3V量程时电压表读数为 V 当选用15V量程时电压表度数为 V 1 15 5 7或5 8 5 多用电表 多用电表的使用 使用时首先根据需要将选择开关旋到相应的位置使用电流档和电压档时 应先进行机械调零 即用小螺丝刀轻旋凋零螺丝 使指针指左端零刻线 使用欧姆档时 应先进行欧姆调零 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 欧姆档的使用 选档 一般比被测电阻的估计值低一个数量级 如估计值为200 就应该选 10的倍率 欧姆调零 将红黑表笔接在被测电阻两端进行测量 将指针示数乘以倍率 得测量值 将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡 注意 用欧姆档测电阻 如果指针偏转角度太小 指针偏左在 附近 是大电阻 应增大倍率 如果指针偏转角度太大 指针偏右在0 附近 是小电阻 应减小倍率 只要换档就要记住重新调零 多用电表读数技巧 多用电表交直电流电压以第二条线为准读数 注意从三组数列选择合适的数列读数 并注意换算倍率 电阻读数以最上面那条刻度不均匀的线为准 为什么测电阻的刻度线不均匀 全电路欧姆定律电流与电阻的关系 从表盘上能直接读出该档位的中值电阻既内电阻 第二节 基本电学实验 考过程考操作 1 用伏安法测电阻及电阻率 根据题意选择限流法或分压法 电流表A接法 内大大外小小 2 伏安法测电源电动势和内电阻 电路设计图 实物连线 数据处理 误差分析 3 小灯泡的伏安特性曲线的描绘 电路设计图 实物连线 数据处理纵横坐标看清是U或者是I 斜率的含义就不同 4 关注传感器的使用 例1 用伏安法更精确地测量一段金属丝的电阻的阻值 备用器材如下 2节干电池 0 0 6A 3A电流表 0 3V 15V电压表 0 10 滑线变阻器 1 100 滑线变阻器 开关 导线若干 1 电流表选什么档 电压表选什么档 滑动变阻器如何选 2 画出实验电路图 1 伏安法测电阻实物连线 3 若已知金属丝的长度l 直径d 推导出电阻率 的表达式 长度测量时 金属丝松散或者是张紧 有效长度如何测 是两接线柱之间的长度或者是总长度 测圆柱直径时 游标卡尺的尺面应该跟圆柱面垂直还是平行 2 测E和I的最基本的方法 伏安法 本实验存在系统误差 E测 E实 r测 r实 E实 UV I r E测 UV IA r I IA E测 E实 r测是RV与r实的并联 r测 r实 电流表换位后系统误差 E测 E实 r测 r实 E测 UV IA r E测 E真 r测 rA r内 r测 r内 如果已知电流表的内阻 用此法测得的E和r内更准确 r内 r测 rA 例 一位同学记录的6组数据见表 试根据这些数据在下图中画出U I图线 并根据图线读出电池的电动势E V 电池的内阻r U 1 46 0 72 U E Ir当I 0时 U Er 演变1 安阻法 演变2 伏阻法 例 在 用电压表和电流表测电池的电动势和内阻 的实验时 一般是不用新电池而用旧电池进行实验 其原因是 旧电池的内阻较大 而新电池的内阻很小 实验时 电压表的读数变化很小 从而影响测量值的精确性 如果要较为精确地测量一节新电池的内阻 可用以下给定的器材和一些导线来完成实验 1 用连线的方法将这些仪器连成电路 2 写出实验得出的新电池内阻r的表达式 并说明各字符的物理含义 测E和I的创新实验 例2 伏安法测电源电动势和内电阻 A V R E R0 S 2 伏安法测电源电动势和内电阻 3 小灯泡伏安特性曲线 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 1 在左下框中画出实验电路图及实物连线 可用的器材有 电压表 电流表 滑线变阻器 变化范围0 10 电源 小灯泡 电键 导线若干 2 在图5 5中画出小灯泡的U I曲线 3 小灯泡伏安特性曲线 3 小灯泡伏安特性曲线 小灯泡的伏安特性曲线说明了 如果纵坐标表示电流 横坐标表示电压 图象又是什么样子 斜率表示 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 简要写出求解过程 若需作图 可直接画在图中 3 小灯泡伏安特性曲线 广东05年15题 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件 现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线 要求特性曲线尽可能完整 已知常温下待测热敏电阻的阻值约4 5 热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中 杯内有一定量的冷水 其它备用的仪表和器具有 盛有热水的热水杯 图中未画出 电源 3V 内阻可忽略 直流电流表 内阻约1 直流电压表 内阻约5k 滑动变阻器 0 20 开关 导线若干 在图8 a 的方框中画出实验电路图 要求测量误差尽可能小 根据电路图 在图8 b 的实物图上连线 简要写出完成接线后的主要实验步骤 先设计电路图现连线 3 往保温杯内倒入热水 待稳定后读出此时温度计的读数 调节滑动变阻器 迅速读出几组电压 电流的读数 重复上述操作 测出不同温度下的数值 绘出不同温度下热敏电阻的特性曲线 08广东15 某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性 现有器材 直流恒流电源 在正常工作状态下输出的电流恒定 电压表 待测热敏电阻 保温容器 温度计 开关和导线等 1 若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性 请你在图9的实物图上连线 2 实验的主要步骤 正确连接电路 在保温容器中注入适量冷水 接通电源 调节并记录电源输出的电流值 在保温容器中添加少量热水 待温度稳定后 闭合开关 断开开关 重复第 步操作若干次 测得多组数据 3 实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值 并据此绘得图10的R t关系图线 请根据图线写出该热敏电阻的R t关系式 R t 保留3位有效数字 记录电压表电压值 温度计数值 纵截距是100 斜率是0 395100 0 395t 第三节 力学实验 关注用到打点计时器的实验有几个 高考的热点实验 1 测定匀变速直线运动的加速度2 验证牛顿第二定律3 验证机械能守恒定律4 验证动能定理5 验证动量守恒实验 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 有 用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f 4 00m s2 小车的质量m 斜面上任意两点间距离l和这两点间的高度差h mgh l ma 答 例2 如图所示 某同学用此装置验证牛顿第二定律 1 A为放在水平桌面上的长木板 B为滑轮 C为小车 D为砂桶 E为细线 F为纸带 那么他应将电火花计时器固定在什么地方 接什么电源 实验中还要对此装置做哪些重要调节 将打点计时器固定在小车后的木板上 220V交流电 调节滑轮高度 使牵引小车的细线与木板平行 在长木板左端下小方块 调节木板倾角 直到小车在不受牵引时恰好能沿木板匀速向下运动为止 2 一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定 探究做加速度与质量的关系 以下做法错误的是 A 平衡摩擦力时 应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B 每次改变小车的质量时 不需要重新平衡摩擦力C 实验时 先放开小车 再接通打点计时器电源D 小车运动的加速度可用天平测出m 以及小车质量M 直接用公式 m 求出 ACD 3 该实验中 让小车质量M不变时 探究a与F关系 使用的探究方法是 有位同学通过测量 作出a F图线 如图丙中的实线所示 试分析 图线不通过坐标原点的原因是 图线上部弯曲的原因是 没能满足M m的条件 平衡摩擦力时 木板倾角过高 控制变量法 例3 在验证机械能守恒定律的实验中 质量m 1kg的重物自由下落 在纸带上打出了一系列的点 如图5 24所示 相邻记数点间的时间间隔为0 02s 长度单位是cm g取9 8m s2 以下均保留两位有效数字 求 1 打点计时器打下计数点B时 物体的速度vB 2 从起点O到打下记数点B的过程中 物体重力势能减小量 EP 动能的增加量 Ek 3 即使在实验操作规范 数据测量及数据处理很准确的前提下 该实验求得的 Ep也一定略大于 Ek 这是实验存在系统误差的必然结果 试分析该系统误差产生的主要原因 重锤下落过程中受到阻力及纸带受到打点计时器的阻力作用 重锤的机械能减小 0 97m s 0 48J 0 47J 例4 电磁打点计时器是一种计时装置 请根据电磁打点计时器的相关实验回答下列问题 电磁打点计时器所用电源频率为50Hz 1 如图5 32所示 某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验装置 在光滑水平面上 小车A的前端粘有橡皮泥 小车A受到瞬时冲量作用后做匀速运动 与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体 继续做匀速运动 实验得到的打点纸带如图5 33所示 小车A的质量为0 4kg 小车B的质量为0 2kg 则碰前两小车的总动量为 碰后两小车的总动量为 计算结果保留三位有效数字 图5 32 0 417kg m s 0 420kg m s 例5 如图5 8所示 水平桌