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文档简介

人大附中沈宏文年3月4日《物理试验》复习提议届高考物理第二轮复习

要了解:高考考什么?学生少什么?第1页说明十四、试验内容(19个)考年

98.研究匀变速直线运动99.研究弹力和弹簧伸长关系100.验证力平行四边形定则101.验证牛顿第二定律102.研究平抛物体运动103.探究动能定理104.验证机械能守恒定律105.验证动量守恒定律106.探究单摆运动,用单摆测重力加速度114.用油膜法估测分子大小115.测定玻璃折射率116.用双缝干涉测光波长

1.要求会正确使用仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、示波器、滑动变阻器、电阻箱、温度计高考考点及要求0708081106/0914个仪器第2页说明十四、试验内容(19个)要求107.测定金属电阻率(同时练习使用螺旋测微器)108.描绘小灯泡伏安特征曲线109.把电流表改装为电压表110.测定电源电动势和内阻111.多用表使用112.示波器使用113.传感器简单应用2.要求认识误差问题在试验中主要性,了解误差概念,知道系统误差和偶然误差;知道用屡次测量求平均值方法减小偶然误差;能在一些试验中分析误差主要起源;不要求计算误差.3.要求知道有效数字概念,会用有效数字表示直接测量结果.间接测量有效数字运算不作要求.1213060610121309/141108第3页年份题号考点21(1)21(1)分值061424071624081809132410181930年份题号考点21(1)21(1)分值11141930121924131924141924静电演示双缝卡尺示波器使用磁偏演示卡尺衍射伏安曲线图像测E和r图像探究弹簧读数匀变纸带图像控制变量布朗运动电表测阻、改装和校准全过程电容演示自感演示双缝自感演示测R:器材选择、图像平抛试验测ρ:电路图图象误差千分尺读数跳环演示表使用碰撞和数据处理与改进伽利略理想试验测E和r:器材、图选择和图像演示试验读数和基本仪器使用19个学生试验各个步骤,尤其是图像数据处理、误差分析。电学试验仪器选择、电路设计和实物图连接,力学纸带处理和平抛器、弹簧使用。第4页1.测量性试验:说明中6个(试验基础)2.验证性试验:说明中4个3.研究性和使用性试验:说明中10个一、试验分类:高考试验分类及能力要求试验能力提升演示试验04-14年北京高考试验试题汇编链接第5页二、高考试验能力要求1.试验能力是指针对详细问题,依据已经有条件,利用已学过知识和方法制订方案,经过试验处理问题能力。(1)能独立完成“知识内容表”中所列19个试验,能明确试验目标,能了解试验原理和方法,能控制试验条件,会使用仪器,会观察、分析试验现象,会统计、处理试验数据,并得出结论;(2)能灵活地利用已学过物理理论、试验方法和试验仪器去处理问题。第6页2.高考考查物理试验能力几个方面(1)了解基本仪器主要性能和使用方法,依据需要能合理地选择和正确使用基本仪器(说明中列出14个仪器)(2)了解试验原理和方法,能控制试验条件,排除试验故障,正确进行观察、测量、统计试验现象和试验数据。(3)分析和处理试验数据,对试验结果进行描述和解释,对误差进行初步分析和讨论,评价试验结论。(4)试验探究能力:依据已经有资源,设计简单试验,组合试验器材,确定试验步骤,探究所要处理新问题。这正是学生难点设计新试验:当前北京高考基本未包括,只是在原有试验基础上有所变换。第7页北京高考命题时经常换是:1、改变所给器材,要求学生会选择不一样原理完成试验2、用给出数据方式或者对于处理数据要求与教材上有些改变,意在处理试验数据能力经过改变和迁移考查学生真实试验能力。做这类题既要求学生熟悉各种仪器性能和误差,还对测量原理和各种测量方法十分熟悉,才能在利用时灵活地应付自如。高考在命题上总对要求试验作了某种变换,以求真正考出学生对试验了解水平和试验能力第8页试验复习提议(一)全方面复习,切忌遗漏

高考说明上共有19个试验,都要求学生一个不漏地认真掌握,不放过每一个试验步骤。(二)重视原理,强调选择(三)必须动手,扎实基础(四)学习方法,拓展迁移重在落实!提议课时:2—3周第9页第一部分惯用基本仪器使用和读数一、基本仪器:(1)测质量仪器—天平(调整平衡和称量方法)(2)测长度仪器—刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器(读数)(3)测时间仪器—秒表(读数)、打点计时器(使用方法和纸带分析。电磁打点计时器电源:4-6V交流电,火花打点计时器电源:220V交流电

)(4)测力仪器—测力计(弹簧秤)(使用注意事项和读数)(5)测温度仪器—温度表(测温原理和读数方法)第10页(6)电学测量仪表①电流表(安培表、毫安表、微安表)和电压表原理、量程选择、连接方法、读数和误差分析②灵敏电流计(检流计)(使用方法)③多用电表(Ω表)(使用方法和读数)

(7)电阻箱(可调可知阻值,使用方法:调阻值时,不能由大到小发生突变和读数)滑动变阻器(可调不可知,限流电路和分压电路连接方法,试验开始前滑动触片位置)(8)电键—单刀单掷、单刀双掷(明确“刀”和“掷”(9)示波器(原理和使用)第11页二.测量仪器使用常规:(1)先了解使用方法和保护办法(测量对象范围与测量仪器量程)→安全性

(2)了解仪器单位、最小分度和读数方法,确定:是否估读?怎样估读?结果应读到哪一位?→准确性(3)使用测量仪器前,应检验复零情况和零点误差→准确性有效数字

测量结果准确数字加一位测量误差所在位数字,统称为有效数字有效数字位数反应了测量工具精度0.01020cm几位小数?=

m=

nm(或pm)单位换算不改变有效数字位数刻度尺和千分尺要按最小分度1/10估读游标卡尺、秒表、电阻箱、万用表欧姆档在读数时不要估读,最小分度到哪一位,就读到哪一位(4)注意读出数字单位和题目要求单位是否一致。若不一致,要进行单位换算,但不能改变有效数字位数。几位有效数字?第12页三、基本仪器使用和读数1.长度测量仪器使用和读数(1)刻度尺①靠紧放正,防止视差;②起点任意;③估读到最小分度1/10;

例.如图所表示,用毫米刻度尺测量某工件长度,其示数为________。【答案】6.50cm读到mm下一位高考读数试题链接第13页①结构:0510051001内测量爪游标尺主尺外测量爪紧固螺钉深度尺(2)游标卡尺读数

游标卡尺是利用刻度差值累积放大方法从游标尺上读数。惯用游标卡尺有10分度、20分度及50分度三种。第14页②原理:③读数:游标卡尺读数方法是:先将主尺数字后加“0”被测物体长度=主尺上整毫米数+Δ×游标尺上与主尺对齐刻线数(mm)主尺最小分度与游标尺最小分度之差Δ准确度Δ

=0.1mm,游标尺上10分度=9mm;Δ

=0.05mm,游标尺上20分度=19mm;Δ

=0.02mm,游标尺上50分度=49mm。准确度:④按题目要求单位写出最终止果第15页010510051005100123010200102001020学生什么地方轻易犯错?零刻度线易错点一:游尺一定要看零刻度线易错点一:主尺读数是10mm第16页10分度20分度50分度10分度:1.64cm20分度:6.170cm50分度:2.010cm读到cm百分位最终一位0—9均可读到cm千分位最终一位为0或5读到cm千分位最终一位为偶数000(61+0.05*14)m=61.70mm第17页(3)螺旋测微器读数①结构:②原理:螺杆鼓轮套管50202515套管鼓轮螺旋测微器套管刻度轴线下方是整毫米刻度,上方是0.5mm刻度,套管最小分度是0.5mm。鼓轮旋转一周,螺杆后退0.5mm,鼓轮上有50个小分度,所以,鼓轮上最小分度是0.01mm,加一位估读数,可读到0.001mm。③估读到最小分度1/10。测量结果读到mm千分之一位,叫千分尺第18页④读数:以mm为单位

被测物体长度

=

.0或

.5+0.01n+0.001p套管上露出读数鼓轮上整刻度值估读值⑤测量时注意微调旋钮使用2.时间测量仪器使用和读数(1)秒表(2)打点计时器:了解电磁和电火花打点计时器对电压要求、打点周期。第19页螺旋测微器又叫千分尺,其结构如图甲所表示。用它测量两根不一样金属丝直径,测量结果如图乙、丙所表示。则乙读数为________mm,丙读数为________mm。【答案】0.526mm;1.400mm第20页某同学在“用单摆测定重力加速度”试验中,用秒表分别测量两个单摆振动50次时间如图,由图可读出甲时间为

s;

66.8s被测时间

t=(

.0或

.5)x60+n,单位为:s

小表盘上指针前刻度读数大表盘上指针所指刻度读数结果读到秒十分之一位第21页96.8s例.某同学在“用单摆测定重力加速度”试验中,用秒表分别测量两个单摆振动50次时间如图,乙时间为

s。第22页读数误差:在不超出量程前提下,电表读数尽可能满偏,误差越小,最少要偏1/3或1/2

量程选择标准:在不超出量程前提下,选择电表量程越小越准确,误差越小。3.电表使用和读数:(1)直流电流表和电压表0~3A:2.5A0~0.6A:0.50A0~3V:2.6V0~15V:13.0V第23页电流表和电压表在电路试验中身份若内阻未知,它在电路中是双重身份:A知其中电流电阻V知其两端电压电阻若内阻已知,它在电路中是多重身份:是电阻,同时还知其电流、电压和电功率。电表使用注意:(1)机械零点调整(2)选择适当量程(3)正确接入电路(串?并?电流流向)(4)正确读数:(5)非理想电表会造成试验系统误差第24页(2)多用电表①表盘及结构表盘及刻度选择开关欧姆调零旋钮表笔插孔机械调零钮第25页②多用电表普通使用方法a、使用前应看一下指针是否指在刻度盘左端零刻线处。假如不在,就应该进行机械调零:用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处调零螺丝,使指针指零刻线。b、然后将红色和黑色表笔分别插入正“+”、负“—”测试笔插孔。c、测量时应把选择开关旋到对应测量项目和量程上d、读数。要用与选择开关档位对应刻度读数。测量电流和电压时,使用方法同电流表和电压表。第26页③多用电表测电阻原理和使用电路图1、Ig=E/(R0+R’+r+0)电阻调零2、I=E/(R0+R/+r+Rx)I与Rx一一对应Ig与Rx=0、中值电阻对应第27页万用表欧姆档调整和使用A、欧姆表结构和原理(全电路欧姆定律)B、区分:机械调零和电阻档调零(欧姆调零)。要先选档再欧姆调零,换档后要重新欧姆调零C、欧姆表没有超量程问题,选择不一样倍率档是为了减小测量误差。D、欧姆表普通应使其指针在R中/4到3R中范围内。有效数字普通取2位,中间能够取3位。当表针指在中值电阻时,误差最小。E、读数注意乘以倍率。用毕将选择开关拨到off或交流电压最高档。F、测量时被测电阻与其它元件和电源完全断开,同时防止两手接触表笔第28页电表小结:各种电表结构见图B12-1无电源表头与电阻并联闭合S1和S2无电源有电源表头与电阻串联表头、电源与电阻闭合电路闭合S4或闭合S2和S4闭合S3或S2S3第29页例:以下列图所表示为多用电表欧姆档原理示意图,其中电流表满偏电流为300mA,内阻rg=100Ω,调零电阻最大值R=50kΩ,串联固定电阻R0=50Ω,电池电动势E=1.5V,用它测量电阻Rx,能准确测量阻值范围是()A、30kΩ~80kΩB、3kΩ~8kΩC、300kΩ~800kΩD、30Ω~80ΩB分析:当电流表满偏时:当测量Rx时,电流表指针偏中时测量比较准确,此时电流I=Ig/2=150×10-3A第30页例:用多用电表测直流电压U和测电阻R时,若红表笔插入多用电表正(+)插孔,则()A.前者电流从红表笔流入多用电表,后者电流从红表笔流出多用电表。B.前者电流从红表笔流入多用电表,后者电流从红表笔流入多用电表。C.前者电流从红表笔流出多用电表,后者电流从红表笔流出多用电表D.前者电流从红表笔流出多用电表,后者电流从红表笔流入多用电表。B分析:如图所表示是多用电表示意电路图,不论是测电压U、测电流I还是测电阻,电流都是从红表笔流入多用电表,从黑表笔流出多用电表。第31页例、用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a、b位置,如图所表示。若多用电表选择开关处于下面表格中所指档位,a和b对应读数是多少?ab指针位置选择开关所处挡位读数a直流电流100mAmA直流电压2.5VVb电阻×100Ωab230.57约300第32页(11年北京)21(1)用如图1所表示多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个

部件S、T。请依据以下步骤完成电阻测量:

①旋动部件________,使指针对准电流“0”刻线。

②将K旋转到电阻挡“×100”位置。

③将插入“+”、“—”插孔表笔短接,旋动部件_____,使指针对

准电阻_____(填“0刻线”或“∞刻线”。

④将两表笔分别与待测电阻相接,发觉指针偏转角度过小,为了

得到比较准确测量结果,请从以下选项中挑出合理步骤,

并按_____次序进行操作,再完成读数测量。

A.将K旋转到电阻挡“×1k”位置

B.将K旋转到电阻挡“×10”位置

C.将两表笔金属部分分别与被测电阻两根引线相接

D.将两表笔短接,旋动适当部件,对电表进行校准①S③T0刻线④ADC第33页4、示波器试验目标:1、熟悉示波器功效2、练习使用示波器方法结构和原理:是一个用途广泛电子仪器,能用示波器能够直接观察交流电波形,能测量电压大小,凡是能够转化为电压电学量和非电学两都能够用示波器进行直接测量或间接测量(如电流、电压、电阻、功率、温度、速度、位移、压强、频率等)第34页示波器面板:名称符号作用辉度调整旋钮调整图像亮度聚焦调整旋钮辅助聚焦调整旋钮两旋钮配合使用可是电子束会聚成细束,在屏上出现小亮斑,使图像线清楚电源开关接通或断开电源开关指示灯电源接通时,指示灯明亮,在经过1-2min预热,示波器即可工作竖直位移旋钮用来调整图像在竖直方向位置水平位移旋钮用来调整图像在水平方向位置第35页名称符号作用Y增益旋钮Y增益用来调整图像在竖直方向幅度(高矮)X增益旋钮X增益用来调整图像在水平方向幅度(胖瘦)衰减调整旋钮衰减分1、10、100、1000四挡,依次表示使输入电压不衰减、衰减为原来十分之一、百分之一、千分之一,其中表示可用来观察正弦波形或检验示波器是否正常工作(高矮)扫描范围旋钮扫描范围与扫描微调旋钮组合使用,调整扫描电压频率fx,当fx=fy/N时,示波器屏幕上显示扫描微调旋钮N个完整且稳定波形。Fy是y方向输入信号改变频率,N为正整数“Y输入”“X输入””地”旋钮交直流选择开关同时极性选择开关第36页例

图中为示波器面板,屏上显示是一亮度很低、线条较粗且含糊不清波形。若要增大显示波形亮度,应调整_________旋钮。2.若要屏上波形线条变细且边缘清楚,应调整_____旋钮。3.若要将波形曲线调至中央,应调整___________________旋钮。

辉度聚焦垂直位移水平位移第37页(1)用示波器观察频率为900Hz正弦电压信号。把电压信号接入示波器Y输入。①当屏幕上出现如图1所表示波形时,应调整_____钮。假如正弦波正负半周均超出了屏幕范围,应调整

钮或

钮,或这两个钮配合使用,以使正弦波整个波形出现在屏幕内。②如需要屏幕上恰好出现一个完整正弦波形,应将____钮置于____位置,然后调整______钮。07全国1竖直位移衰减或Y增益扫描范围1K挡;扫描微调第38页(北京08)21.(18分)(1)用示波器观察某交流信号时,在显示器上显示出一个完整波形,如图。经以下四组操作之一,使该信号显示出两个完整波形,且波形幅度增大。此组操作是

(填选项代号)。(A)调整X轴增益旋钮和竖直位移旋钮(B)调整X轴增益旋钮和扫描微调旋钮(C)调整扫描微调旋钮和Y轴增益旋钮(D)调整水平位移旋钮和Y轴增益旋钮C第39页试验设计总体标准(选择依据)(1)安全性:试验方案实施要安全可靠,不会对器材造成损害,且成功率高.(2)准确性:在试验误差允许范围内,应尽可能选择误差较小方案.(3)可操作性:应便于操作和读数,便于进行数据处理,耗能少。试验设计基本思绪试验设计思绪关键在于:试验原理设计,它是进行试验依据和起点,它决定:选取(或还需)哪些器材,应测量哪些物理量,怎样安排试验步骤.怎样数据处理和误差分析.而试验原理设计又往往依赖于所提供试验器材(条件)和试验要求,它们相辅相成,互为条件.要求:不论是复习19个旧试验,还是设计新试验,都要从这个思绪去了解、分析,杜绝死记硬背。只有这么做,才能经过“温故”而“知新”,才能真正培养高考要求试验能力。选选选选第40页第二部分学生分组试验和新试验设计一、分组试验复习策略和目标※一轮复习中,对《考试纲领》列出19个学生试验,学生已从试验原理,试验仪器,试验条件控制,试验装置与试验步骤,数据处理,误差分析等六个方面有所了解。※复习时将19个试验合并“同类”项→组合对比复习,以点带面并做适当演变,使学生在复习中,体会试验设计思绪和每个步骤分析选择过程,培养学生选择意识,到达提升试验能力目标※经过本轮复习中,要学生对19个学生试验,最少做到:原理清,方法明,操作对,数据准,会分析。对能力高学生还要做到:用学过原理、方法、仪器完成非常规展现方式试验,进而设计新试验。第41页如:对于测量性试验应明确试验过程要直接测量哪些物理量?怎样测量?最终怎样求得要测量结果;对于验证、研究探索性试验要明确怎样算验证了这个规律,怎样去探索规律。了解试验原理是掌握试验基础,也是设计试验出发点。搞清试验原理,就是要明确做什么,怎样做,不一样类型试验,试验目标不一样,试验原理和方法也不一样。1、试验原理测量性试验是验证性、探究性试验基础第42页对于同一个待测物理量,因为所选取测量原理不一样,造成测量方法、测量仪器及试验步骤均不相同。比如测量重力加速度g值:方法一(与重力关系):g=G/m,G、m可测方法二(运动学规律):如g=2h/t2等,h、t可测方法三(单摆):g=4

2L/T2,T=t/N。在选定测量公式后,还必须注意相关量测量要求配合,以到达最正确测量结果。(1)测量性试验:测量性试验是依据某一物理规律,利用测量工具经过间接方法测得某物理量值。第43页比如《电阻测量》1、直接测:万用表欧姆档(粗测)2、技巧测:替换法3、公式法:(1)部分电路欧姆定律伏-安法(2)串联分压法或并联分流法(半偏法测电表内阻,电桥法等)(3)全电路欧姆定律(如测E和r)

第44页替换法abS1S2ER2PR1RxA第45页第46页串联分压和并联分流法若与标准电阻串联,则电流相等,二者两端电压与电阻成正比。RxR0I1I2RxR0U1U2若与标准电阻并联,则电压相等,经过二者电流与电阻成反比。第47页RxRAR′K2K1adcb原理:并联分流练习:单刀双掷开关连接RxR0Gl1l2电桥法测电阻

原理:串联分压当灵敏电流计读数为零时进行测量第48页让学生猜以下各图是用什么原理测电阻Rx,并讨论试验条件、试验步骤、数据处理和误差测电流表内阻测电压表内阻知一表电阻,测另一表内阻无需知表A2和V2电阻,测A1和V1内阻替换法测G2和V1内阻恒流半偏测G内阻恒压半偏测V内阻用E=U+I(R+r)测电源内阻第49页运动学定义、规律和图第50页(2)验证性试验

验证基本思想是把理论推测规律与试验得出结果相比较,假如在误差允许范围内一致,则表明规律是成立。验证性试验一定要明确验证什么,试验过程中控制试验条件是什么,怎样控制这些条件,注意控制变量法在验证性试验中应用比如验证牛顿第二定律:②选择非开始下落点为起点,验证gh与(v22-v12)/2关系。①若选择开始下落点为起点,验证gh与v2/2关系。1、试验原理②保持外力(拉力)F不变,验证a和m间关系。①保持车质量m不变,验证a和F间关系。比如验证机械能守恒:验证力平行四边形定则中理论协力与试验协力测量与比较第51页(3)研究性试验

研究性试验与探索性试验其实质上也属于验证性试验2、控制试验条件:是试验中共性问题。在试验过程中要尤其明确需要确保哪些条件?怎样确保?1、试验原理如:平抛和碰撞中“水平”、“坐标原点”、“重锤线”、“每次抛或碰前初速度相同”《单摆测g》摆球和悬线选择、最大摆角控制、预防圆锥摆等《探究胡克定律》中应在弹力与砝码重力平衡时读数《半偏法测表内阻》中,为确保近似“恒流”或“恒压”,电源、变阻器怎样选择。第52页2、试验条件控制打点计时器物块细绳滑轮重物F协力=F拉=mg对象:物块M

F=?Mam<<M平衡摩擦力第53页3、试验装置与试验步骤依据①试验原理②安全、准确、简便标准选择试验器材和装置、确定试验步骤,尤其要注意一些试验仪器特殊使用要求如:(1)几个力学试验是否要使用天平?(2)《验证动量守恒》与《研究平抛运动》使用同一基本试验器材,但操作上有何异同?白纸固定方式有何不一样?落点确实定有何不一样?怎样屡次测量取平均?轻易疏漏步骤是什么?(3)半偏法测电表电阻操作步骤(4)欧姆表、示波器使用步骤。第54页4、数据处理通常所采取方法:解方程+算数平均值法图象法不论哪种类型试验,均可用以下两种方法进行数据处理①纸带数据处理:

《验证牛顿第二定律》与《验证机械能守恒》

计数周期选择有何不一样;《探究动能定律》选择哪一段v,与上面不一样?比如:T打点≠T计数点是为减小长度测量时相对误差选择ΔS=0计数点间过程求速度(匀速)闪光照片处理类似,它能统计曲线运动纸带数据处理方法:第55页单摆图像可防止操作上错误而造成误差在测量性试验中,图像法数据处理步骤(还如电路试验)1、搞清试验中谁是变量(即直接测量量)?谁是恒量?谁是间接测量量?2、写出这些物理量间物理公式,而后将物理公式转化为符合图像数学形式表示式;3、找到间接测量量与图像哪个数学量有函数关系,从图像中求出该数学量,再用上述函数关系求出间接测量量。第56页①第57页0.3(0.25~0.35)②1.5(1.46~1.54)0.3(0.25~0.35)E测=E真r测=r真+RA>

r真k=E-r→第58页在验证性试验中,用图像进行数据处理能更直观.如<验证机械能守恒〉和〈验证动量守恒〉注意:依据要验证表示式选择好两轴物理含义,目标:化曲为直,这是验证关键图像不过0原因第59页第一步:从观察开始,定性探究。第二步:科学猜测,探究定量关系。可提出几个猜测如F∝L,F∝x,F∝x2等,再在试验中寻找答案。第三步:设计试验,采集数据。第四步:分析数据,验证猜测,得出结论。序号钩码重力F/N弹簧长度L/cm弹簧伸长量x/cm12……探究性试验思绪和方法:比如《探究弹力和弹簧伸长关系》第60页在探究性试验中,要找出物理量间函数关系,用图像法数据处理好处也是直观简单如探究:mgh=w重力=?(mv2/2)-0

v第61页误差:测量值与真实值差异叫做误差

系统误差和随机(偶然)误差种类产生原因特点减小误差方法系统误差1.仪器本身不够准确。2.试验原理、方法不够完善,如:测量所依据理论本身近似性,试验条件不能抵达理论所要求要求及测量方法。总是有规律向一个方向偏离总偏大或总偏小1、校准或优选测量工具2、改进方法、完善试验原理偶然误差源于各种偶然原因对试验者、测量仪器、被测物体影响有时偏大,有时偏小,偏大和偏小机率等多进行几次测量,求几次测量数值平均值能力要求:会定性地分析误差起源,提出减小误差方案5、误差分析和改进第62页5、误差分析和改进(2)系统误差:如:①《伏安法测电阻》和《伏安法测电源E和r》两个试验中因为电表不是理想电表造成不一样接法误差分析和减小误差接法选择(1)偶然误差:只要有测量就有偶然误差!屡次测量取平均值法、图线拟正当、对同一落点取最小圆法等等都能够减小偶然误差第63页伏安法测电阻(测定金属电阻率)试触法电流表外接法原理:电流表内接法原理:R真=UR/IR,R测=UV/IA两种解法:误差:UR=UV,IR<IAR测<R真误差:UR>UV,IR=IAR测>R真第64页电流表外接法:相对误差:可见当R测<<RV或R测2<RVRA时,相对误差小。电流表内接法:相对误差:可见当R测>>RA或R测2>RVRA时,相对误差小。R测=RA+Rx第65页伏安法测电阻电路选择1、电流表外接法误差来于电压表分流作用当①已知三者大约阻值时且Rx2<RVRA用当②试触法时电压表改变显著时用当③已知电压表内阻RV时用2、电流表内接法误差来于电流表分压作用当①已知三者大约阻值时且Rx2>RvRA用当②试触法时电流表改变显著时用或③已知电流表内阻RA时,采取该电路。“试触法”:当不知道Rx与RV、RA大约关系属于哪种情况时,可采取图示电路判断。试触法第66页E

=U1+I1rE=U2+I2r伏安法测电动势E和内阻r甲UIOE测E真I短Av乙UIOE测E真I短Av当RV>>r时,选择甲图测量误差更小r测误差大当

r

>>RA时,选择乙图测量误差更小第67页年北京高考利用电流表和电压表测定一节干电池电动势和内电阻。要求尽可能减小试验误差。(1)应该选择试验电路是图1中

(选项“甲”或“乙”)

甲乙

(2)现有电流表(0~0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电压表(0~15V)B.电压表(0~3V)C.滑动变阻器(0~50Ω)D.滑动变阻器(0~500Ω)试验中电压表应选取________;滑动变阻器应选取________.(选填对应器材前字母)第68页第69页5、误差分析和改进(2)系统误差:②《半偏法测电阻》与《伏安法测电阻》中滑动变阻器选择和《伏安法测电阻》中“限流”与“分压”电路选择滑动变阻器在《伏安法测电阻》电路中作用:1、保护全部用电器和电源(包含其本身),即满足安全标准。2、滑片能大幅度滑动,且在其滑动过程中,被测电流和电压能大幅度地、靠近线性改变。即能有效地多测几组数据取平均以减小偶然误差3、能使被测电压或电流到达某一特定要求值,如电压=0V第70页例如图甲所表示为分压器电路图,已知电源电动势为E,内电阻不计,变阻器总电阻为R0=50Ω。闭合电键S后,负载电阻RL两端电压U随变阻器a端至滑动触头间阻值Rx改变而改变。当负载电阻分别为RL1=200Ω和RL2=20Ω时,关于负载电阻两端电压U随Rx改变图线大致靠近图4乙中哪条曲线,以下说法中正确是A.RL1大致靠近曲线①,RL2大致靠近曲线②B.RL1大致靠近曲线②,RL2大致靠近曲线①C.RL1大致靠近曲线③,RL2大致靠近曲线④D.RL1大致靠近曲线④,RL2大致靠近曲线③甲R0RLabES乙R0RxUE0①②③④R0/2E/2RL>>R0RL1=4R0RL1=2R0/5CRxRx第71页Rx/R0U用/ER用=2R0R用=R02R用=R05R用=R010R用=R020R用=R0限流分压第72页滑动变阻器“分压”与“限流”两种接法比较a.限流式接法:R用ESR0用电器上电压改变范围:闭合S时R用ESR0滑动触头处于使R用两端电压最小位置R选值10R用>R0≥R用R0<R用b.分压式接法:第73页两种接法选择标准:以下三种情况下需要将滑动变阻器选择分压接法(3)若试验中要求电压从零开始连续改变时需选择分压电路限流电路连线简单,且限流电路消耗额外功率小,故除上述三种情况外,优先考虑限流电路.但注意此时滑动变阻器最大阻值应小于10Rx(2)若试验要求电压改变范围较大(或要求测量多组数据),但滑动变阻器全阻值R<被测电阻Rx,不能满足试验屡次有效测量取平均要求时,必须选择分压电路;(1)若采取限流电路时,限制不住(不安全):电路中最小电流(压)大于等于被测电阻R或用电器额定值;电表超量程,必须选择分压电路.第74页[例题]为了判断一个电阻丝是什么材料,要测出电阻丝材料电阻率.电阻丝直径不到1mm,取下一段长度1m多电阻丝,多用电表初步测出它电阻R约5Ω,然后再用伏安法精测.为此取来两节新干电池还应在以下仪器中选取哪些?()(1)A.电压表0~3V,内阻10kΩB.电压表0~15V,内阻50kΩC.电流表0~0.6A,内阻0.05ΩD.电流表0~3A,内阻0.01Ω

E.滑动变阻器,0~10ΩF.滑动变阻器,0~100ΩG.0.1mm游标卡尺H.螺旋测微器I.1m长木制米尺J.2m长钢卷尺(另外还有导线、开关等)(2)请画出你设计电路图.(1)ACSVACEHJ第75页例在“把电流表改装为电压表试验”中,需要利用如图所表示电路测定电流表内阻,步骤以下:①接通S1,调整R1,使电流表指针偏转到满刻度;②再接通S2,调整R2使电流表指针偏转到满刻度二分之一;③读出阻值,即认为rg=R2。《半偏法测表头内阻》第76页已知电流表满偏电流为500uA,其内阻约在100

左右。试验室配有可变电阻有:A.电阻箱(0-10

)B.电阻箱(0-9999

)C.滑动变阻器(0-200

)D.滑动变阻器(2-20k

)(1)电路图中R1应选____,R2应选____。(2)若上述试验中,读得R2阻值为100

,则电流表内阻测量值和真实值相比____(填“偏大”或“偏小”)。分析:半偏是∵IG真实<IR2,∴Rg真实>R2=Rg测量

答案(2)偏小在此注意问是测量值比真实值?还是相反?确保I干近似不变条件:R1>>RgIg=E/[R1+(Rg+r)]答案(1)D、B恒压半偏法测表头内阻时,测量值比真实值偏大。在安全条件下,选择电源电动势越大,恒压时滑动变阻器R1阻值越小,测量误差越小第77页第78页(1)①BCF②BCAE③300略小于④串19.7

(2)①如图②3.00.5027.0

电表扩程改装步骤1、测表头内阻(原理?)2、依据扩程要求选择适当阻值电阻,选择其与表头连接方式:串联还是并联。3、组装新表并改变表盘刻度4、选择适当器材,用分压电路对新表进行校准AR0RGR1电流表校对第79页(08全国)一直流电压表V,量程为1V,内阻为1000

,现将一个阻值在5000

7000

之间固定电阻R1与此电压表串联,以扩大电压表量程,为求得扩大后量程准确值,再给定一直流电源(电动势E为6~7V,内阻不计)、一阻值R2=

固定电阻、两个单刀开关S1、S2及导线若干。(1)为到达上述目标,将对应图连成一个完整试验电路图。考查:①改装电压表

②全电路欧姆定律测电阻第80页(08全国)(2)连线完成以后,当S1、S2均闭合时,电压表示数为0.90V;当S1闭合,S2断开时,电压表示数为0.70V。由此能够计算出改装后电压表量程为__________V,电动势为__________V。分析:当s1与s2闭合时当s1与s2闭合时由以上两式得R1=6000,E=6.3V电压表量程为U’=第81页5、误差分析和改进(2)系统误差:③《验证机械能守恒》系统误差:因为纸带与打点计时器间摩擦力和空气阻力做负功造成动能增加量总小于重力势能减小量。试验操作:打点计时器表面和限位孔竖直固定,手拿纸带最上端竖直释放;选择:质量越大、体积越小重锤可减小此系统误差。第82页F=mga=F/(M+m)0F=mga0④《验证牛顿第二定律》试验条件m<<M5、误差分析和改进(2)系统误差:以m为对象改为以(m+M)为对象图线斜率为1/(m+M)第83页若bb’定位偏外,对测n值有没有影响?OO

O’aa

bb

因为玻璃砖宽度比实际大,会使O

点右移,使折射角比实际大,所以使折射率比实际小。⑤《测定玻璃折射率》中作出:真实和测量光路图找出:真实值与测量值间关系是关键第84页若玻璃砖两折射面不平行,对n值测量有没有影响?aa

bb

只要从bb

面有光线射出,用插针法确定光在bb

面出射点,就能确定玻璃砖中光路,从而不会对n测量有影响。第85页做此试验入射角大些还是小些好?aa

bb

irOO

入射角适当大些好,因为这么折射角也增大,折射现象较显著,被测角度大,相对误差小,计算结果较准确。第86页二、经过“讲、练、做”三个教学步骤和“问题与变换”两种教学伎俩帮助学生总结和落实:惯用试验方法及每个试验难点和易错点

3、在《测定玻璃折射率》中,(1)确定光路方法:“插针法”(原理:光直线传输)(2)测量与数据处理方法:“单位圆法”1、微小量间接测量法:

如:《用油膜法估测分子大小》试验中,(1)测一滴油体积:①制作油酸酒精溶液;②取N滴油酸酒精溶液测总体积(2)将不可测微小量转化为可测量量:d=V/S2、求不规则面积方法(微分再积分思绪)(一)试验方法总结:如《单摆测重力加速度》试验中,单摆周期测量《双缝干涉测波长》试验中,条纹间距测量第87页2.单位圆规法—测量长度aa

bb

irP1Q1PQOO

《测定玻璃折射率》

1.测量角度第88页思索:假如没有圆规,能否采取“单位圆规法”求n?能够aa

bb

irPP

Q

QOO

问题讨论:第89页二、经过“讲、练、做”三个教学步骤和“问题与变换”两种教学伎俩帮助学生总结和落实:惯用试验方法及每个试验难点和易错点

4、对统计匀变速运动纸带或闪光照片用逐差法测加速度(一)试验方法总结:如EBACODFGx0s2x1x3x4x5x60s1x2s3s4s5s6第90页二、经过“讲、练、做”三个教学步骤和“问题与变换”两种教学伎俩帮助学生总结和落实:惯用试验方法及每个试验难点和易错点

1、分压、限流电路实物图连接注意:(1)电表不一样量程接线柱(2)电表正负接线柱(I正入表负出表)(3)滑动变阻器分压、限流接法(4)电键闭合前,滑动变阻器滑片所处安全位置(二)试验难点和易错点:如第91页连接电路实物图教学易错点一:电键不能控制整个电路易错点二:分压式对吗?易错点三:内外接对吗?易错点四:电压表量程对吗?第92页易错点五:电流表正负极连接电路实物图教学第93页易错点六:滑动变阻器不起作用,不是分压第94页以上错误根源是什么?关键在于“分压”上,没有做到把“一上二下”直接连在四个接线柱中三个第95页SVA0123A051015V一层连通,粗装修,二层连通,精装修,三层连通,要装修,整体布局,应合理。分压电路实物连线电表量程正负柱,内接外接须确定;滑片初位要定好,腿片杆肚可不行。+第96页分压电路连接教学1.接A.D时,在哪段电阻上“分电压”,哪个相当于正极?(在D点标上+,在A点标上-)2.接A.C时呢?3.接B.D时呢?4.接B.C时呢?第97页2.与伏安法测R相关:①.测定金属电阻率②.描绘小灯泡伏安特征曲线必须先处理好以下三个问题,再画出电路①选择:电源、电表量程(安全性且误差小)②测量电路选择(设计):内接?外接?③供电电路设计:选择滑动变阻器规格,

选择分压或限流接法。二、经过“讲、练、做”三教学步骤和“问题与变换”两教学伎俩帮学生总结和落实:惯用试验方法及每个试验难点和易错点

(二)试验难点和易错点:如第98页1.安全性标准—不超出电表量程和全部器材允许最大电流2.准确性标准—尽可能减小测量误差a.选择量程时,尽可能使得在读数时,电流表、电压表指针偏角超出满刻度2/3,欧姆表指针尽可能在表盘中间附近。b.屡次重复测量,求平均值。滑动变阻器阻值和接法选择3.简便性标准—滑动变阻器选择

3、在中学电学试验中,选择器材和电路设计标准是:第99页[例题]为了判断一个电阻丝是什么材料,要测出电阻丝材料电阻率.电阻丝直径不到1mm,取下一段长度1m多电阻丝,多用电表初步测出它电阻R约5Ω,然后再用伏安法精测.为此取来两节新干电池还应在以下仪器中选取哪些?()(1)A.电压表0~3V,内阻10kΩ

B.电压表0~15V,内阻50kΩC.电流表0~0.6A,内阻0.05ΩD.电流表0~3A,内阻0.01Ω

E.滑动变阻器,0~10ΩF.滑动变阻器,0~100ΩG.0.1mm游标卡尺H.螺旋测微器

I.1m长木制米尺J.2m长钢卷尺(另外还有导线、开关等)(2)请画出你设计电路图.(1)ACEHJSVA第100页二、经过“讲、练、做”三教学步骤和“问题与变换”两教学伎俩帮学生总结和落实:惯用试验方法及每个试验难点和易错点

(三)试验变换(1)试验目标不变,试验器材变换(已知量变换)→试验原理表示式或方法改变比如:②测电阻比如:③测电源电动势和内阻①一块电流表和一块电压表②一块电流表+一个电阻箱③见下测电源电动势和内阻②一块电压表+一个电阻箱②两块电压表②两块电流表能独立地对所碰到问题进行详细分析,在完成考试纲领指定试验内容基础上将试验原理和方法迁移到新试验问题中,含有设计新试验能力比如:①测水折射率第101页第102页电源电动势和内阻测量伏安法伏伏法安安法伏阻法安阻法要让学生感觉到都是换汤不换药这个“药”就是闭合电路欧姆定律第103页(07四川)甲同学设计了如图所表示电路测电源电动势E及电阻R1和R2阻值。试验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R(0一99.99Ω);单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。①先测电阻R1阻值。请将甲同学操作补充完整:闭合S1,将S2切换到a,调整电阻箱,读出其示数r和对应电压表示数Ul,保持电阻箱示数不变,

,读出电压表示数U2。则电阻R1表示式为R1=___________。将S2切换到b,依据得第104页②甲同学已经测得电阻Rl=4.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R2阻值。该同学做法是:闭合S1,将S2切换到a,屡次调整电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应电压表示数U,由测得数据,绘出了如图所表示-图线,则电源电动势E=_______V,电阻R2=_________Ω。10/71.2第105页③利用甲同学设计电路和测得电阻Rl,乙同学测电源电动势E和电阻R2阻值做法是:闭合S1,将S2切换到b,屡次调整电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应电压表示数U,由测得数据,绘出于对应-图线,依据图线得到电源电动势E和电阻R2。这种做法与甲同学做法比较,因为电压表测得数据范围___________(选填“较大”、“较小”或“相同”),所以___________同学做法更恰当些。第106页二、经过“讲、练、做”三教学步骤和“问题与变换”两教学伎俩帮学生总结和落实:惯用试验方法及每个试验难点和易错点

(三)试验变换(演变)(2)试验器材不变(已知量不变),试验目标改变→试验原理表示式改变比如:①用《验证机械能守恒》试验装置做《测重力加速度》试验比如:②《用验证牛顿第二定律》试验装置做《测木板与小车间动摩擦因数》试验第107页(07上海)利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如图A.所表示,在悬点O正下方有水平放置炽热电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板距离OO’=h(h>L)。(1)电热丝P必须放在悬点正下方理由是:____________。(2)将小球向左拉起后自由释放,最终小球落到木板上C点,O’C=s,则小球做平抛运动初速度为v0________。(3)在其它条件不变情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向夹角

,小球落点与O’点水平距离s将随之改变,经屡次试验,以s2为纵坐标、cos

为横坐标,得到如图B.所表示图像。则当

=30

时,s为________m;若悬线长L=1.0m,悬点到木板间距离OO’为________m。第108页二、经过“讲、练、做”三教学步骤和“问题与变换”两教学伎俩帮学生总结和落实:惯用试验方法及每个试验难点和易错点

(三)试验变换(演变)(3)试验目标不变,试验方法或测量量改变比如:用《测某种液体折射率》或《用全反射测玻璃折射率》第109页二、经过“讲、练、做”三教学步骤和“问题与变换”两教学伎俩帮学生总结和落实:惯用试验方法及每个试验难点和易错点

(四)用图像进行数据处理和图像变换(1)写出符合图像数学形式物理表示式是关键(2)讨论一下数学量物理含义(单位是技巧)①点横、纵坐标(x,y)(线上点、截距点、两线交点、渐近点)②线Δ

x,Δ

y②线斜率:③面积:第110页第111页刻度尺读数2.9813.20cm0.18m/s第112页第113页电路实物图连接:答图1第114页读数和误差分析:(1)B,C,甲(3)5.2(4)BD第115页表示式:A0≤x≤l图像变换:A北京高考趋势:试验题考查一个试验全过程,着重考查:电学试验电路选择,器材选择,读取数据,图像法数据处理,误差分析和图像变换。第116页(·北京卷)如图,用“碰撞试验器”能够验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后动量关系.(1)试验中,直接测定小球碰撞前后速度是不容易.不过,能够经过仅测量________(填选项前符号),间接地处理这个问题.A.小球开始释放高度B.小球抛出点距地面高度C.小球做平抛运动射程《验证动量守恒》试验演变两个改变多端试验第117页(2)图中O点是小球抛出点在地面上垂直投影,试验时,先让入射球m1屡次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点位置P,测量平抛射程OP.然后把被碰小球m2静置于轨道水平部分,再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相撞,并屡次重复.接下来要完成必要步骤是__________.(填选项前符号)第118页A.用天平测量两个小球质量m1、m2B.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面高度HD.分别找到m1、m2相碰后平均落地点M、N位置E.测量平抛射程OM、ON(3)若两球相碰前后动量守恒,其表示式可表示为________(用(2)中测量量表示);若碰撞是弹性碰撞.那么还应满足表示式为______________[用(2)中测量量表示].第119页(4)经测定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地点平均位置到O点距离如图所表示.碰撞前、后m1动量分别为p1与p1′,则p1∶p1′=__∶11;若碰撞结束时m2动量为p2′,则p1′∶p2′=11∶________.试验结果说明,碰撞前、后总动量比值为________.第120页(5)有同学认为在上述试验中仅更换两个小球材质,其它

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