06年高考物理高三专题复习（电学实验）-人教版.doc[下学期]
文档属性
| 名称 | 06年高考物理高三专题复习（电学实验）-人教版.doc[下学期] |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 4.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2007-04-11 22:28:00 | ||
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文档简介
高中物理电学实验复习
主要内容：
1、用描迹法画出电场中平面上的等势线
2、描绘小电珠的伏安特性曲线
3、测定金属的电阻率
4、把电流表改装为电压表
5、用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻
6、用多用电表探索黑箱内的电学元件
7、练习使用示波器
8、传感器的简单应用
1、用描迹法画出电场中平面上的等势线
[实验目的]
利用电场中电势差及等势面的知识，练习用描迹法画出电场中一个平面上的等势线。
[实验原理]
用导电纸上形成的稳恒电流场来模拟静电场，当两探针与导电纸上电势相等的两点接触时，与探针相连的灵敏电流计中通过的电流为零，指针不偏转，当两探针与导电纸上电势不相等的两点接触时，与探针相连的灵敏电流计中通过的电流就不为零，从而可以利用灵敏电流计找出导电纸上的等势点，并依据等势点描绘出等势线。
[实验器材]
学生电源或电池组（电压约为6V），灵敏电流计，开关，导电纸，复写纸，白纸，圆柱形金属电极两个，探针两支，导线若干，木板一块，图钉，刻度尺等。
[实验步骤]
1．在平整的木板上，由下而上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，导电纸有导电物质的一面要向上，用图钉把白纸、复写纸和导电纸一起固定在木板上。
2．在导电纸上平放两个跟它接触良好的圆柱形电极，两个电极之间的距离约为10cm，将两个电极分别与电压约为6V的直流电源的正负极相接，作为“正电荷”和“负电荷”，再把两根探针分别接到灵敏电流计的“+”、“-”接线柱上（如图所示）。
3．在导电纸上画出两个电极的连线，在连线上取间距大致相等的五个点作基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上。
4．接通电源，将一探针跟某一基准点接触，然后在这一基准点的一侧距此基准点约1cm处再选一点，在此点将另一探针跟导电纸接触，这时一般会看到灵敏电流计的指针发生偏转，左右移动探针位置，可以找到一点使电流计的指针不发生偏转，用探针把这一点位置复印在白纸上。
5．按步骤（4）的方法，在这个基准点的两侧逐步由近及远地各探测出五个等势点，相邻两个等势点之间的距离约为1cm。
6．用同样的方法，探测出另外四个基准点的等势点。
7．断开电源，取出白纸，根据五个基准点的等势点，画出五条平滑的曲线，这就是五条等势线。
[注意事项]
1．电极与导电纸接触要良好，且与导电纸的相对位置不能改变。
2．寻找等势点时，应从基准点附近由近及远地逐渐推移，不可冒然进行大跨度的移动，以免电势差过大，发生电流计过载现象。
3．导电纸上所涂导电物质相当薄，故在寻找等势点时，不能用探针在导电纸上反复划动，而应采用点接触法。
4．探测等势点不要太靠近导电纸的边缘，因为实验是用电流场模拟静电场，导电纸边缘的电流方向与边界平行，并不与等量异种电荷电场的电场线相似。
2、描绘小电珠的伏安特性曲线
[实验目的]
通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律．
[实验原理]
金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而使得一段金属导体的电阻随温度发生相应变化．对一只灯泡来说，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到十几倍，它的伏安特性曲线（I－U图线）并不是一条直线．即灯丝的电阻是非线性的，本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内阻值的变化，从而了解它的导电特性．
实验电路图：如图所示,用采用滑线变阻器的分压式接法。
[实验器材]
小灯泡，4V－6V学生电源，滑动变阻器，伏特表，安培表，开关，导线若干．
图87－1
[实验步骤]
（l）按上图连接好电路，把滑动变阻器的滑动臂P调节到靠近A端处．
（2）闭合电键S，把滑动臂P调节到某个合适的位置，然后读出此时伏特表的示数U1和安培表的示数I1，并把它们记录到下面表格中．
（3）把滑动片P从近A端逐渐往B端调节，重复步骤（2），读出并记录下12组左右不同的电压值和电流值．
（4）断开电键S，拆除电路．
（5）以I为纵轴，U为横轴画出直角坐标系，选取适当的标度，在坐标平面内依次描出12组数据所表示的点，然后用平滑曲线连接这些点，此曲线就是小灯泡的伏安特性曲线．
[注意事项]
1．本实验中，因被测小灯泡灯丝电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．
2．因本实验要作I－U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压接法．
3．电键闭合前变阻器滑片移到图中所示的A端．
4．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，并将数据（要求两位有效数字）记录在表中．调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压．
5．在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来．
3、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（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺等。
[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，亦即电压表两接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0~0.6A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变化。
【目的和要求】
学会用分流法测定电流表的内阻，进一步理解并联分流的原理；练习把电流表改装成电压表，加深对串联分压作用的理解；掌握确定改装电压表的百分误差的方法。
【仪器和器材】
电流表（J0409型或J0409－1型），直流电压表（J0408型或J0408－1型），滑动变阻器（J2354－1型），转柄电位器（22千欧）。简式电阻箱（J2262型），干电池2－3个，单刀开关2个（J2352型），导线若干。
【实验方法】
1．电流表内电阻的测量
（1）按图4．8－1接好电路。R0为电位器（22千欧），R′为电阻箱（0—9999欧），G为电流表，选用G0挡（Rg＝80—125欧，Ig＝300微安），电源为2—3节干电池。
将R0的阻值调至最大，断开S2，试触S1，如果电路中电流超过电流表的满偏电流，则应串联一个定值电阻；如电路中电流未超过电流表的量程，则可以开始实验。
（2）调节电位器R0的阻值，使电流表指针逐渐指到满刻度。
（3）将电阻箱R′的阻值调到最小，闭合S2，这时电流表G的示数很小。调节（增大）电阻箱R′的阻值，使电流表的指针正好指到满刻度的一半。
（4）记下电阻箱R′的阻值，它就是电流表内电阻Rg的阻值。
2．把电流表改装为电压表
（1）根据上面实验结果计算出电流表的满偏电压Ug＝IgRg，为了将它的量程扩大到U（一般U可取2伏），则它的量程扩大的倍数为n＝U／Ug，故应串联的分压电阻为R＝（n－1）Rg。
（2）将电流表与电阻箱串联，使电阻箱阻值为R＝（n－1）Rg，即组成量程为U的电压表。
（3）弄清改装后表盘的读数。首先明确表盘上每格表示多少伏。电流表的原量程为300微安，最大量程处标的是“30”，表盘上“0—30”之间是15格，改装成2伏的电压表后，每一格应表示2／15伏，如果指针指在110微安刻度上，实际电压是2×（110／300）＝0．73伏，如果指针偏转3格，实际电压是（2／15）×3＝0．40伏。
一般来说可以按公式U′＝（I／Ig）U来计算，式中Ig为电流表满偏电流值，I为表盘电流的刻度值，U为改装表的最大量程，U′为改装表对应的刻度。
3．改装电压表的校准
（1）按图4．8－3接好校准电路。滑动变阻器R1采用分压接法，开始时它的滑片置于分压最小的位置。电源用2节干电池。虚线框内为改装后的电压表，V为标准电压表。
（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，依次使标准电压表的读数为0．5伏、1．0伏、1．5伏、2．0伏，在下表中记下改装电压表的相应的读数。
实验次数
标准表读数（伏）
改装表读数（伏）
1
0．5
2
1．0
3
1．5
4
2．0
（3）按下式计算改装电压表的百分误差：
式中U0为改装表的最大量程，U为标准表的相应的读数值。
3、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。
[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（10Ω），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。
4、练习使用多用电表（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，其满偏电流约几十到几百 A，转换开关和测量线路相配合，可测量交流电流和直流电流、交流电压和直流电压及电阻等。测量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。
由上面的（2）可知，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，选择开关置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。
[实验目的]
实验原理
当信号电压输入示波器时，示波管的荧光屏上就反映出这个电压随时间变化的波形来。示波管主要由电子枪、竖直偏转电极和水平偏转电极组成。两电极都不加偏转电压时，由电子枪产生的高速电子做直线运动，打在荧光屏中心，形成一个亮点。这时如果在水平偏转电极上加上随时间均匀变化的电压，则电子因受偏转电场的作用，打在荧光屏上的亮点便沿水平方向匀速移动。如果再在竖直偏转电极上，加上一随时间变化的信号电压，则亮点在竖直方向上也要发生偏移，偏移的大小与所加信号电压的大小成正比。这样，亮点一方面随着时间的推移在水平方向匀速移动，一方面又正比于信号电压在竖直方向上产生偏移。于是在荧光屏上便形成一波形曲线，此曲线反映出信号电压随时间变化的规律。
实验器材
J2459型示波器1台；低压电源1台；变阻器1只；电键1只；导线若干。
实验步骤
1．熟悉J2459型示波器板上各旋钮的作用。如图7-1为J2459型示波器的面板，荧光屏右边最上端的是辉度调节旋钮，标以“ ”符号，用来调节光点和图像的亮度。顺时针旋转旋钮时，亮度增加。
第二个是聚焦调节“⊙”和辅助聚焦“○”，这两个旋钮配合着使用，能使电子射线会聚，在荧光屏上产生一个小的亮斑，得到清晰的图像。
再下面是电源开关和指示灯，用后盖板上的电源插座接通电源后，把开关扳向“开”的位置，指示灯亮，经过一两分钟的预热，示波器就可以使用了。
荧光屏下边第一行左、右两端的旋钮是垂直位移“ ”和水平位移“ ”，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置。它们中间的两个旋钮是“Y增益”和“X增益”，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度，顺时针旋转时，幅度连续增大。
中间一行左边的大旋钮是“衰减”，它有1、10、100、1000四挡，最左边的“1”挡不衰减，其余各挡分别使输入的电压衰减为原来
最右边的正弦符号 挡不是衰减，而是由示波器内部自行提供竖直方向的交流试验信号电压，可用来观察正弦波形或检查示波器是否正常工作。
中间一行右边的大旋钮是“扫描范围”，也有四挡，可以改变加在水平方向的扫描电压的频率范围，左边第一挡是10～100Hz，向右旋转每升高一挡，扫描频率都增大10倍，最右边的是“外X”挡，使用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入。
中间的小旋钮是“扫描微调”，用来调整水平方向的扫描频率，顺时针转动时频率连续增加。
底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱。左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、交流选择开关。置于“DC”位置时，所加的信号电压是直接输入的；置于“AC”位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的，它可以让交流信号通过而隔断直流成分。右边的“同步”也是一个选择开关。置于“+”位置时，扫描由被测信号正半周起同步，置于“-”位置时，扫描由负半周起同步。这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用，对于正弦波、方波等，无论扳到“+”或“-”，都能很好地同步，对测量没有影响。
2．练习使用示波器
①把辉度旋钮反时针旋到底，垂直位移和水平位移旋钮转到中间位置，衰减旋钮置于最高挡，扫描旋钮置于“外X”挡。
②接通电源，打开电源开关。经预热后，荧光屏上出现亮点。调节辉度旋钮，使亮度适中。
③调节聚焦和辅助聚焦旋钮，观察亮点的大小变化，直至亮点最圆、最小时为止。
④旋转垂直位移和水平位移旋钮，观察亮点的上下移动和左右移动。
⑤把扫描范围旋钮旋至最低档，扫描微调旋钮反时针旋到底，把X增益旋钮顺时针旋到1/3处，观察亮点的水平方向的移动情况。
⑥顺时针旋转扫描微调旋钮，观察亮点的来回移动（随着扫描频率增大而加快，直至成为一条水平亮线）。旋转X增益旋钮，观察亮线长度的变化。
⑦把扫描范围旋钮置于“外X”挡，交直流选择开关扳到“DC”，并使亮点位于荧光屏中心。按图7-2接好电路，输入一直流电压。
⑧移动变阻器的滑动片，改变输入电压的大小，观察亮点的移动。
⑨将电池的正负极接线调换位置，重复步骤⑧。
⑩使Y增益旋钮顺时针旋到底，衰减旋钮置于“1”挡。使变阻器的滑动片从最右端起向左滑动至某一位置，读取亮点偏移的格数。此时亮点每偏移1格，表示输入电压改变50mV。计算此时输入电压的大小。如果衰减旋钮置于其他挡时，应将所得数值乘以相应的倍数。
(11)实验完毕后，把辉度旋钮反时针旋到底，然后关机，切断电源。
[实验原理]
[实验器材]
[实验步骤]
[注意事项]
（4）测电学量
名称
备考要点
电流表
电压表
正确读数 合理选择量程，尽可能使指针偏在1/3—2/3的范围
表头原理：θ=BSI/K，即θ∝I
3 量程的扩大：电流表——并联分流电阻Rx=Rg/(n-1)
电压表——串联分压（大）电阻Rx=(n-1)Rg
多用电表
电路和原理图
当选择开关分别接到1，2，3，4时，即可测直流电流，直流电压，交流电压，电阻
使用与读数：
测电流和电压时，必须使电流以红笔进，从黑笔流出
测电阻时，待测电阻要与电源及其它电阻断开，且不要用手接触表笔，合理选择量程，尽可能使指针在中央位置附近，否则应更换量程，每次更换量程时，都要重新调零后才能测量
三条主要刻线：
最上面是欧姆档的刻度，零刻度在右侧，且刻线不均匀
第二条是电压和电流刻线，零刻线在左侧，且刻线均匀
第三条是交流低压刻线，零刻线在左侧，且刻线均匀
测量直流电阻部分即欧姆档是根据闭合电路欧姆定律设计的，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＝E/(r+rg+ R)＝E/R中 （1）(R中＝ r+rg+ R)
当表笔接入待测电阻Rx时，
Ix=E/(R中+Rx) （2）
由（1）（2）两式解得：
Ix/Ig=R中/(Rx+R中) （3）
由（3）式可知当Rx = R中时，Ix=Ig/ 2 ，指针指在表盘刻度中心，故称R中为欧姆档的中值电阻,并可知每一个Rx 都有一个对应的电流值Ix 如果在刻度盘上直接标出与Ix对应Rx的值，就可在表盘上读出待测电阻的阻值
池的正极跟“一”插孔相连．
例题 （2003年广东，11）图为一正在测量中的多用电表盘。
如果是用直流10V档测量电压，则读数为_________V。
如果是用 ×1档测量电阻 ， 则读数为__________欧。
如果是用直流5mA档测量电流，则读数为_________mA.。
答案： 6.5 8.0 3.25
调节仪器
名称
备考要点
滑动变阻器
原理：R=ρL/S，实际接入电路的电阻丝长度L
两种接法：限流器电路与分压器电路，两种接法的比较
电阻箱
接入电路的初态R取最大值
H．变阻箱的读数
【例16】如图所示，a、b、c、d是滑动变阻器的4个接线柱。现把此变阻器串联接人电路中，并要求沿片P向接线柱C移动时，电路中的电流减小，则接入电路中的接线柱可能是（ ）．
A．a和b B．a和c C．b和c D．b和d
解C、D．
变阻器串联接在电路中，改变其阻值电流随之变化．根据欧姆定律，电路中的电流减小时，变阻器阻值应变大，所以保证P向C移动时，变阻器阻值变大即可．
其他
名称
备考要点
测力的弹簧秤
原理：胡克定律及二力平衡原理
校正零点，认清量程与最小刻度，正确使用与读数
示波器
示波器可以直接观察电信号随时间变化的情况
示波器面板名称，功能一览
示波器的原理和作用
例题：若示波器所显示的输入波形如图（C）所示，要将波形上移，应调节面板上的_______旋钮；要使此波形横向展宽，应调节________旋钮；要使屏上能够显示3个完整的波形，应调节_______旋钮。
分析与解：竖直位移；X增益；扫描范围和扫描微调
例题 （2003年江苏，11）图为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。
若要增大显示波形的亮度，应调节___________旋钮。
若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节_____________旋钮。
若要将波形曲线调至屏中央，应调节_______与_______旋钮。
答案： （1）辉度 （2）聚焦 （3）竖直位移或“↓↑” 水平位移或“ ”
（二）测量性实验
这类实验以某一原理或物理规律（公式）为依据，通过测量相关的物理量，从而实现测定某个（或某些）物理量或物理常数为实验目的。
序号
名称
备考重点
1
测量匀变速直线运动的加速度
数据处理方法：公式法和图象法
2
用单摆测定重力加速度
摆长的确定与测量；累积法测周期的方法；计时起，终点位置的选择；数据处理方法；公式法与图象法
3
用油膜法估测分子的大小
实验原理的理解；区分油酸体积和油酸酒精体积
4
测定金属的电阻率
器材的选择：选电源、选滑动变阻器、选电表；选电路
5
测电池电动势和内电阻
电路连接方式；测量数据的图象处理方法；作图时坐标分度的选取
6
测定玻璃的折射率
实验步骤要合理，注意误差分析，计算折射率的方法
7
用双缝干涉测光的波长
会调整实验装置；会正确读数
【例12】在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点，（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流．如图,他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐.
（1）求打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度vB、vC、vD、vE．
（2）根据(1）中得到的数据，试在图中所给的坐标系中，用做v－t图象的方法，从求物体的加速度a（要标明坐标及其单位，单位大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸）．
（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏 ．理由是： ．
解析：（1）用匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度进行计算．（2）由上问结果可知A、F对应的速度大约为0．08m／s和0．29m／s，所以横坐标从0开始每格表示0．1s，纵坐标从0．05m／s开始每大格表示0．05m／s．图线的斜率就是加速度．（3）由于实际的周期大于0．02s，所以周期的测量值偏小了，导致加速度的测量值偏大．
答案：（1）0．12m／s，0.20m／s, 0.16m／s, 0.25m／s。（2）由图象得a＝0.42m/s2（3）大，周期的测量值偏小．
例题（2001上海）利用打点记时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动，将纸带粘在卷帘底部，纸带通过打点记时器随帘在竖直向上运动，打印后的纸带如图所示，纸带AB、BC、CD……每两点之间的时间间隔为0.10s，根据各间距的长度，可计算出卷帘在个间距内的平均速度v平均，可以将v平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v
解：⑴如右图。⑵aAD=5m/s2，vAK=1.39m/s
卷帘运动的数据
间隔
AB
BC
CD
DE
EF
FG
GH
HI
IJ
JK
间距cm
5.0
10.0
15.0
20.0
20.0
20.0
20.0
17.0
8.0
4.0
请根据所提供的纸带和数据，绘出卷帘窗的v—t图线
AD段的加速度为____________m/s2.
答案： （1）如图 （2）5 1.39
例题（2002广东）一个有一定厚度的圆盘，可以饶通过中心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：电磁打点记时器，米尺，纸带，复写纸片。
实验步骤：
如图所示，将电磁打点记时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点记时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。
启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点记时器开始打点。
经过一段时间停止转动和打点，取下纸带，进行测量。
① 由已知量和测量量表示的角速度的表达式为w=____________.式中各量的意义是：________.
② 某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m，得到的纸带的一段如图所示，求得角速度为__________.
答案：（1） （x2-x1）/[T(n-1)r],T为打点记时器打点的时间间隔，r为圆盘的半径， x1、x2是纸带上选定的两点间的打点数（含两点）
（2）6.8rad/s(6.75~6.84都对) [提示：纸带v（x2-x1）/T(n-1)，又v=wr,因此w=（x2-x1）/T(n-1) ]
【例24】一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行测量的步骤如下：A．测摆长l：用米尺量出摆线的长度；B．测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T＝t/60；
C．将所得的l和T代人单摆的周期公式，算出g，将它作为实验的最后结果写入报告中去。
指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母并加以改正（不要求进行误差计算）．
解 ：A．先要用卡尺测摆球的直径d，再用米尺测摆线的长度，摆长应等于摆线长加d／2（或答作：用米尺测摆长时，摆长的下端从球心算起）．
B．T＝t/29.5。开始计时瞬间是零个周期不应数1。另外，摆球在一个周期内要两次经过最低点，所以该同学实际测得的应是（60—1）/2＝29．5个周期．
C．摆长和周期的测量要进行多次，分别代人公式求g，再取g的平均值作为实验的最后结果．
例题 （2004春招）在测量重力加速度的实验中，某同学用一根细线和一均匀小球制成单摆，他已经测得此单摆20个周期的时间为t，从悬挂点到小球顶端的线长为l,还需要测量的物理量为______________。 将g用测得量表示，可得g=___________________。
答案： 小球的直径 1600π2(l+d/2)/t2
例题：测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n，又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上（如右图），测得油膜占有的小正方形个数为m．（1）用以上字母表示油酸分子的大小d＝ ．（2）从图中数得油膜占有的小正方形个数为m＝ ．
答案：1.(1)d=nV/ma2N (2)58
【例29】在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5Ω左右，
实验步骤如下：
(a)用米尺测量金属导线的长度，测三次，求出平均值L，在金属导线的不同位置用 测量直径，求出平均值d.
（b）用伏安法测量金属导线的电阻R．试把图中所给的器材连接成测量R的合适的线路．图中电流表的量程为0．6A，内阻接近lΩ，电压表的量程为3V，内阻为几千欧，电源的电动势为6V，变阻器的阻值为 0Ω～20Ω，在闭合电键前，变阻器的滑动触点应处于正确位置．
（C）用上面测得的金属导线长度L、直径d和电阻R，可根据电阻率的表达
式ρ＝ 算出所测金属的电阻率
（a）螺旋测微器；
(b)连线如图所示；
（c）πd2R/4L
例题（96全国）在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻为20千欧，电流表内阻为10欧，选择能够尽量减少误差的电路图进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示。
根据各点表示的数据描出
I—U图线。由此求得该电阻的阻值Rx=___________欧（保留两位小数）
画出实验的电路原理图。
答案：（1）见图 （2）2.4×103
【例30】某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：
序号
A1示数/A
A2示数/A
V1示数/V
V2示数/V
1
0.60
0.30
2.40
1.20
2
0.44
0.32
2.56
0.48
将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零．
(1)电路中ε，r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算） 。
（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是 。
解 ：（1）R2、R3、ε；（2）Rp短路或R2断开．由R3＝U1/I2求出R3，由R2＝U2/(I1－I2)求出R2。由ε＝U1＋I1（R1＋r）和ε＝U1′＋I1′（R1＋r）可求出ε，也能求出（R1＋r）的值．但不能求R1和r的具体值。
例题 （2004上海）在测定一节干电池（电动势约为.15V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选择：A.电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变阻器为（20Ω,3A）B变阻器为（500Ω,0.2A）
电压表应该选___________（填A或B），这是因为__________________________.
变阻器应该选___________（填A或B），这是因为__________________________.
答案：（1）B；A电压表量程大误差大 (2)A；B变阻器额定电流过小且调节不变
例题：在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材
①干电池(电动势约为1.5V，内电阻小于1．0Ω) ②电流表G(满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω) ③电流表A(0-0.6A，内阻0．1Ω) ④滑动变阻器R1(0-20Ω，10A) ⑤滑动变阻器R2：(0-100Ω,1A) ⑥定值电阻R3=990Ω ⑦开关、导线若干
(1)为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是___________(填写字母
代号)
请在线框内画出你利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图．
上图为某—·同学根据他所设计的实验绘出的I1：I2图线(I1为电流表G的示数；I2为电流表A的示数)，由图线可求得被测电池的电动势E=_________V；内电阻r=_______Ω
答案：（1）R1 (2)如图 （3）1.48（1.47-1.49均可），0.8（0.78-0.82均可）
【例35】在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线，现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图所示的四组结果。
（1）从图上看，肯定把针插错了的同学是 。
（2）从图上看，测量结果准确度最高的同学是 。
解：（1）乙；（2）丁。
分别连接确定入射光线和出射光线的两点，并延长与玻璃砖上下介面分别相交于O、O′，连OO′后，可确定入射光线和折射光线，可得入射角i，折射角r根据i＞r、r′＜i′和入射光线与出射光线平行的原则判断哪一个更准确，如图所示。
（三）验证性实验
这类实验要求用实验的方法来验证科学家已归纳、总结和已证明了结论，通过实验过程的再现，加深对规律适用条件和结论的理解
序号
名称
备考要点
1
验证力的平行四边行定则
测力计使用注意事项及读数；力的图示要素要全；如何根据平行四边形定则求出合力；画平行四边形的工具与方法
2
验证动量守恒定律
入射球与被撞球的大小、质量的关系；槽口的水平调节；两球平均落点的确定方法；两球飞行的水平距离的确定
3
验证机械能守恒定律
验证方法；如何从纸带的数据中确定△Ep和△Ek
【例21】将橡皮筋的一端固定在A点，另一端挂上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0．1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．
A．由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N和 N；（只须读到 0．1N）
B．在虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．
解： A．4．0 N、2．5 N；
B．如图所示．
注意在读数准确的基础上，图形比例要正确，并注明单位和刻度．
【例23】某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验．先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．
（1）本实验必须测量的物理量有以下哪些；A斜槽轨道末端到水平地面的高度H B．小球a上的质量ma、mb C．小球a、b的半径r D．小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间 E．记录纸上O点到A、B（各点的距离OA、OB、OC） F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h．答： ．
（2）小球ak的质量应该满足什么关系？ .
（3）放上被碰小球后两小球碰后是否同时落地？如果不是同时落地对实验结果有没有影响？为什么？这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的 点和 点。
（4）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是 。
如果两球相碰有较大的动能损失，即不是弹性碰撞，那么以上验证式还成立吗？为什么？
1．（1）BE （2）ma>mb (3)否，没有影响，因为他们的平抛运动的时间相同。A、C （4）maOB=maOA+mbOC (5)成立。不是弹性碰撞只说明系统中动能有损失。但只要系统受到的合外力为零，系统的动量就守恒。
【例26】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，查得当地的重力加速度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如图所示，把第一个点记做O，另选连续的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、85．73 crn．根据以上数据，可知重物由 O点运动到C点，重力势能的减少量等于 J，动能的增加量等于 J。（取3位有效数字）。
解 7．62 J；7．56 J
重力势能的减少量等于重力做的功W＝mgh=mgOC=1× 9．8× 77．76×10-2＝7．62J
动能的增加量等于mvc2/2，vc为BD段的中间时刻的即时速度，等于BD段的平均速度。
∴vc=(85.73-70.18)/0.02×2=388.8cm/s
∴ΔEk=0.5×1×vc2=7.56J
（四）研究性实验
这类实验旨在通过实验探索某种物理规律、研究某个物理问题。研究性实验在教材和考纲中的比例较过去有大幅度地增加，意在训练学生实验的主动性、自觉性，培养其创新意识。
序号
名称
备考要点
1
研究平抛物体的运动
装置的基本调节；抛出点的确定；竖直坐标轴位置的确定
2
探索弹力和弹簧伸长的关系
应在弹簧弹性限度内增加钩码个数
3
用描迹画出电场中平面上的等势线
实验器材选择；三张纸的铺放顺序
4
描绘灯泡的伏安特性曲线
测量和控制电路的选择；对图象物理意义的理解
5
把电流表改装电压表
半偏法测电流表内阻的原理；电流表改装电压表的原理；校对改装电压表的电路
6
用多用电表探索黑箱内的电子元件
掌握多用电表测电压、电流、电阻的方法；欧姆表中电源的正、负和红、黑表笔正、负插孔关系；二极管符号及正、负极，二极管正向、反向导电性能
7
传感器的简单应用
半导体光敏元件和热敏元件在电路中的控制作用
【例22】在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25 cm．若小球太平抛运动途中的几个位置如图中a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝ （用l、g表示），其值是 （g＝9.8m/s2）
解：，0．70m／s．
本题需在掌握平抛物体运动规律的基础上，熟练应用匀变速直线运动的有关公式来解。
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体即初速度为零的匀加速直线运动，当应用公式时，必须已知（或从图中得到）从抛出点开始计起的水平位置Sx和竖直位移Sy。 本题通过分析图像可知a点不是抛出点，所以不能用上式求。但a、b、c、d每相邻两点之间的时间间隔是相等的，设为T，又根据匀变速直线运动连续相等时间内位移差Δs＝at2可得：得
例题 （2003年上海）如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸引的小球B同时自由下落，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后（ ）
水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
竖直方向的分运动是自由落体运动
竖直方向的分运动是匀速直线运动
答案： C
例题 在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F—x图线。如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为_________________，图线不过图标原点的原因是_________________。
答案：200 N/m 弹簧自身有重力
【例29】在用电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，所用的器材除了木板、白纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、电键外，还必须有 ．
解 ：导电纸、探针、电流表．
22． 在用电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，在下列所给的器材中，应该选用的是（ ）．
A．6V的交流电源
B．6V的直流电源
C．100 V的直流电源
D．量程0V～0.5V，零刻度在刻度盘中央的电压表
E．量程 0 μA～300μA，零刻度在刻度盘中央的电流表
在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序（自上而下）是
在实验中，按下电键，接通电路．若一个探针与基准点O接触，另一探针已分别在基准点O的两侧找到了实验所需要的两点a、b（如图所示），则当此探针与a点接触时，电表的指针应 （左偏、指零、右偏）．当此探针与b点接触时，电表的指针应 ．（左偏、指零、右偏）。
解：B、E．
导电纸、复写纸、白纸；指零、指零
因为直接描绘静电场中的等势线是很困难的，但由于静电场和恒定电流的电场（恒定电场）遵循的规律相似，所以本实验是用在导电纸上形成的恒定电场模拟静电场来做的，所以应选6V左右的直流电源．另外，本实验是通过检测两点间是否有电流来判断两点电势是否相等的，所以应选电流表．
必须把导电纸放在最上面，并使其与电源两极接触良好，这样才能构成闭合回路．另外要把探针测得的点复印在白纸上，所以第二层放复写纸，白纸放在最下面．
由于a、b是基准点O两侧已找到的实验所需的点，说明a、b与O点是等电势的，等电势的两点间是没有电流通过的，所以电流表的指针不会发生偏转应指零
【例13】为了测定一段金属丝的电阻（阻值大约为10Ω），主要备选仪器如下：
（A）电动势是6V的直流电源
（B）量程是0～600mA、内阻为2Ω的电流表
（C）量程是0～100mA、内阻为15Ω的电流表
（D）量程是0～3V、内阻为3kΩ的电压表
（E）量程是0～15V、内阻为15kΩ的电压表
（F）阻值为0～10Ω、额定电流为1.0A的滑动变阻器
①电流表应选用 ②电压表应选用 。（用代号表示）
解：首先必须估算出电路中可能的最大电流值及电路两端的最大电压值，当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，电路中电流最大．根据闭合电路欧姆定律可得：Imax≈ε/R＝0.6A。故应选电流表B。同理，当电路中电流达到最大时，电阻两端的电压也为最大，其值可能达6V，故伏特表应选E．
例题 如图所示，有一未知电阻Rx,为较准确测出阻值，先利用图1电路测得数据为2.8V,50mA;再利用图2电路测得数据为3.0V，4.0mA,那么该电阻的测量值是_____欧 （C）
A.560 B.50 C.750 D.700
图1 图2
13．有一电阻Rx，其阻值大约在 40Ω～50Ω之间，需要进一步测定其阻值，手边现有下列器材：
器 材
代 号
规 格
电池组
E
电动势9V，内阻约0.5Ω
电压表
V
量程0V～10V，内阻20kΩ
毫安表
A1
量程0mA～50mA，内阻约20Ω
毫安表
A2
量程0mA～300mA，内阻约4Ω
滑动变阻器
R1
阻值范围0Ω～100Ω，额定电流1A
滑动变阻器
R2
阻值范围0Ω～1700Ω，额定电流0.3A
电键
S
几根连接用的导线；
有两种可供选用的电路如图（a）、（b）所示；
实验要求多测几组电流、电压值，画出电流一电压关系图．
为了实验能正常进行并减小测量误差，而且要求滑动变阻器便于调节，在实验中应选图
所示的电路，应选代号是 的毫安表和代号是 的滑动变阻器．
解 选(a)电路；毫安表选 A2；滑动变阻器选R1．
Rx在40～50Ω之间属于阻值不大的电阻，且有Rx远小于RV，所以应选电流表的外接法．根据电源的电动势和外电阻的阻值可估测干路中电流值，0～50 mA是不够的，应选 0～300 mA的电流表．滑动变阻器的作用是改变电流的大小，若阻值过大使电路中电流值很小，不方便测量，所以应选0～100Ω的滑动变阻器．
15．某电压表的内阻在20kΩ～50kΩ之间，现需测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：
待测电压表V（量程3V） 电流表A1（量程200μA）
电流表A2（量程5mA） 电流表A3（量程0．6A）
滑动变阻器R（最大阻值1kΩ） 电源ε（电动势4V）
电键S
(1）所提供的电流表中，应选用（填写字母代号）．
（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据．试在方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）．
解：选A1；电路如图所示．为了测多组数据，必须利用滑动变阻器改变通过电压表的电流及电压表两端的电压．滑动变阻器接入电路有两种连接方式，即限流式接法与分压式接法．在本题中应该采用哪种连接方式呢？不妨假设采用限流式接法，那么电压表两端得到的最小电压为：Umin≈εRV/(Rv+R)＝3．8（V），可见这个最小电压也超过了电压表的量程，违反了安全性原则；另一方面，在滑动变阻器调节的过程中，电压表两端电压的最大调节范围一定在0．2V以下，这样就使相邻的电压测量值非常接近，必定降低实验的精度．综上所述，限流式连接方式对本题是不适用的．故只能采用分压式接法．实际上，在负载电阻Rx远远大于滑动变阻器的总阻值R时，通常都采用分压式接法．本题符合要求的实验电路图如图所示。
19．有一电阻Rx，其阻值大约在40Ω～50Ω之间，需要进一步测定其阻值，手边有下列器材：
电池组ε，电动势9V，内阻约0．5Ω；
伏特表V，量程0～10V，内阻20kΩ；
毫安表A1，量程0～50mA，内阻约20Ω；
毫安表A2，量程0～300mA，内阻约4Ω；
滑动变阻器R1、阻值范围0～100Ω，额定电流1A；
滑动变阻器R2、阻值范围0～1700Ω，额定电流0．3A；
电键S及导线若干。
实验的电原理图如图所示，实验中要求多测几组电流、电压值．在实验中应选一毫安表和滑动变阻器．
解 首先估算电路中可能达到的最大电流值．假设选毫安表A1，则Imax＝ε/(Rx+RA1)≈0．14（A），超过了A1的量程．又假设毫安表 A2，则 Imax′＝ε/(Rx+RA2) ≈0．18 A，未超出A2的量程，故应选毫安表A2这一选择遵循了安全性的原则。
对滑动变阻器而言，假设选R1，电路中的最小电流约为Imin＝ε/(Rx+RA2+R1)≈0．06A，故电路中的电流强度范围为0．06～0．18 A。又假设选R2，电路中的最小电流强度约为Imin′＝ε/(Rx+RA2+R2)＝0．005（A），电路中的电流强度范围为 0．005～0．18 A．注意到电流表 A2的量程为0．3 A，当电流强度为0．06 A时，仅为电流表 A2量程的1／5，如果滑动变阻器阻值再增大，其电流表的示数将更小，读数误差会更大，因此对于R2而言，有效的调节长度太小，将导致电流强度值滑动片位置的变化太敏感，即调节不方便，故应选滑动变阻器R1．这一选择就遵循了方便性原则．
【例31】欲将量程为 100μA，内阻为 500Ω的灵敏电流表改装为量程为 lmA的毫安表（1）需要给它 联一只R＝ Ω的电阻（2）需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对，校对所用的器材的实物图如图所示（其中标准毫安表事先已与一只固定电阻串联，以防烧表），校对过程要求通过毫安表的电流能从0连续调到1mA．请按要求在方框中画出校对电路图，并在所给的实物图上连线
解析：（1）电流表扩大量程应并联小电阻。分流电阻上的电流是满偏电流的9倍，因此阻值是表头内阻的1/9。（2）电流表的校对因将两表串联。为了从零开始，滑动变阻器用分压接法。
答案:串，55.6 （2）如图
34．如图，一只黑箱有 A、B、C三个接线柱，每两个接线柱间最多只能接一个电器元件，已知黑箱内的电器元件是一只电阻和一只二极管．某同学用正确的操作方法利用多用电表欧姆挡进行了6次测量，各次红、黑表笔的位置和测得的阻值如下表所示：
由表中的数据可以判定：（1）电阻接在 两点间，阻值为 Ω．
（2）二极管接在 两点间，其中正极接在 点．
（3）二极管的正向阻值为 Ω，反向阻值为 Ω．
答案：1．A 2．1500、75、7.5 3．C 4．BD 5．D 6．250 7．DHFAHGE 8．（1）A、B 100Ω （2）A、C A （3）90 10K
36．随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现竞有九成样品的细菌超标或电导率不合格（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）。⑴不合格的纯净水的电导率一定是偏_____（填大或小）。⑵对纯净水样品进行检验所用的设备如图所示，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封。请画出检验电路图并把检测电路连接好（要求测量尽可能准确，已知水的电导率远小于金属的电导率，所用滑动变阻器的阻值较小）。（3）由以上检测电路测出的水的电导率比其真实值偏 （填大或小）。
⑴纯水的电阻率是很大的，因此电导率是很小的。不合格的纯净水一定是含有杂质，因此电导率偏大。⑵测量部分用内接法，供电部分用分压电路。
37.有一根细长而均匀的金属材料管线样品，横截面如图所示。此金属材料重约1~2N，长约为30cm，电阻约为10Ω。已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0。因管线内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：
A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
C．电流表（600mA 1.0Ω左右）
D．电流表（3A 0.1Ω左右）
E．电压表（3V 6KΩ左右）
F．滑动变阻器（2kΩ 0.5A）
G．滑动变阻器（10Ω 2A）
H．蓄电池（6V 0.05Ω左右）
I．开关一个，带夹子的导线若干
（1）除待测金属管线外，应选用的实验器材有 （只填代号字母）。
（2）画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路。
（3）实验中要测量的物理量有： ，计算金属管线内部空间截面积S0的表达式S0= 。
（1）A、B、C、E、G、H、I
（2）
（3）横截面边长a、管线长度L电压表示数U、电流表示数I
S0= a2－
38.图1为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I—U关系曲线图。（1）为了通过测量得到图1所示I—U关系的完整曲线，在图2图3两个电路中应选择的是图 ??????????；简要说明理由：???????????????（电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0－100 Ω ）
（2）在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω。由热敏电阻的I—U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为???????????? V；电阻R2的阻值为?????????????? Ω。
39．如图甲所示是一种测量电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电至电压U时所带电荷量Q，从而再求出待测电容器的电容C．某同学在一次实验时的情况如下：
a．按如图甲所示电路图接好电路；
b．接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数是I0=490μA，电压表的示数U0=8．0V，I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压；
c．断开开关S，同时开始计时，每隔5s或10s测读一次电流i的值，将测得数据填人表格，并标示在图乙的坐标纸上(时间t为横坐标，电流i为纵坐标)，结果如图中小黑点所示．
(1)在图乙中画出i—t图线；
(2)图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是 ；
(3)该电容器电容为 F(结果保留两位有效数字)；
(4)若某同学实验时把电压表接在E、D两端，则电容的测量值比它的真实值 (填“大”、“小”或“相等”)．
（五）演示实验
高中教材中重要的演示实验，这也是近年来高考的一个方向．在观察演示实验时一定要明确，你看到一个的物理现象时如何用物理规律去解释，或者如何去创建一个规律去解释。
力学演示实验、
1、平抛运动研究
2、碰撞问题研究
3、用砂摆演示振动图像
4、横波、纵波形成过程模拟
5、水波干涉、衍射声波干涉、共鸣
热学演示实验
1、酒精和水混合后体积减小
2、分子力演示
3、布朗运动、扩散运动演示
电学演示实验
1、平行板电容器电容
2、全电路欧姆定律
3、磁场对电流的作用
4、洛伦兹力演示仪
5、楞次定律演示
6、交流电产生及高压输电
7、自感电路演示、日光灯电路
光学演示实验
1、光的全反射现象
2、双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、光的色散
3、伦琴射线的产生
4、光电效应产生、光电管
5、光谱演示
【例38】如图所示，第一次用细线直接悬挂重物，把重物托到一定高度后释放，重物下落可以把细线拉断；如果在细线和重物之间拴一段橡皮筋，再从同样的高度释放同一个重物细线就不会被拉断了．为什么？
解：两次动量变化相同，而作用时间不同，时间长的所受合力小，因此绳受的拉力小
【例39】如图，对同一个单摆，振动周期不变．如果两次拉出木板得到的图形分别如a、b所示，两次拉木板的速度之比为多少？
解：说明拉动过程经历的路程相同而时间不同，a图经历了2个周期，而b图经历了3个周期，因此可以得出结论：两次拉木板的速度之比为3：2．
（2）对摆长不同的单摆，如果两次拉木板的速度相同，相应的摆长之比为多少？
解：由于板长相同，所以经历的时间相同．a、b分别有2个、3个完整的振动周期，说明摆的周期之比为3：2，因此相应的摆长之比为9：4．
【例41】例下图中的仪器叫静电计（又叫电势差计），是测量电势差的仪器．指针偏转角度越大，金属外壳和上方金属小球间的电势差越大．静电计指针和A板用导线相连，因此等电势；静电计金属壳和B板都接地，因此等电势．静电计的指针偏转角越大，表示A、B两极板间的电压越高．A上两极板所带的电荷量不变．三个图依次表示（1）正对面积减小（2）板间距离增大（3）插入电介质。试指出三种情况下，静电计指针的偏转变化情况。（1） ；（2） ；（3） 。说明平行板电容器的电容量和介电常数、正对面积、板间距之间的关系为 。
解：增大；增大；变小。由U＝Q/C∝1/C知，这三种情况下电容分别减小、减小、增大．因可以确定C和S、d、ε的关系是C∝εS/d
【例43】如图所示是研究闭合电路的内电压、外电压和电源电动势间关系的电路．（1）电压表V的 （填“正”或“负”）接线柱应接在电源正极A上，电压表V′的 （填“正”或“负”）接线柱应接在探针D上，（2）当滑片P向右移动时，V′的示数将 （填“变大”、“变小”或“不变”）．
解 正；正；变小．
42．图为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源．要使射线管发出X射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压，（D）
（A）高压电源正极应接在P点、X射线从K极发出
（B）高压电源正极应接在P点、X射线从 A极发出
（C）高压电源正极应接在Q点、X射线从K极发出
（D）高压电源正极应接在Q点、X射线从A极发出
39．图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的于涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的
A．a的上表面和b的下表面
B．a的上表面和b的上表面
C．a的下表面和b的上表面
D．a的下表面和b的下表面
43．在图中，A上两幅图是由单色光分别人射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的 （填干涉或衍射）图象．由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径 （填大于或小于）图B所对应的圆孔的孔径． （衍射 小于）
44．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时（B）
（A）锌板带正电，指针带负电
（B）锌板带正电，指针带正电
（C）锌板带负电，指针带正电
（D）锌板带负电，指针带负电
45．一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图所示．已知金属板b有光电子放出测可知 ( AD )
（A）板a一定不放出光电子
（B）板a一定放出光电子
（C）板c一定不放出光电子
（D）板c一定放出光电子
46．下列四个示意图所表示的实验，各说明了什么？
图① 。
图② 。
图③ 。
图④ 。
新课标倡导的创新设计性实验
1.设计性实验是由学生根据实验目的，运用已掌握的物理规律、实验方法、选择熟悉的仪器、器材、自行独立设计的新的实验构想或方案
设计方案涉及到对实验原理的认识和理解，包括选择和配置合适的实验方法、实验器材、安排正确的实验步骤、设计科学的数据处理方法，采用客观的误差分析方法，最后给予总结和评价。
2.设计性实验分析的基本思路
根据问题的条件、要求，构造相关的物理情景；
确定实验原理，选择实验法；
明确所要测定的物理量，选好实验器材，确定实验步骤；
做好数据记录和处理，进行误差分析。
例题：10 16 21
例题（2004全国理综）实验室内有一电压表mV，量程为150mV,内阻约为150Ω,现要将其改装成量程为10mA的电流表，并进行校准。为此，实验室提供如下器材：干电池E（电动势为1.5V），电阻箱R，滑线变阻器R’,电流表A（有1.5mA,15mA,150mA三个量程）及开关K。
对电流改装时必须知道电压表的内阻。可用图1中所示的电路测量电压表mV的内阻，在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的电流表A应选用的量程是_______
在对改装成的电流表进行校准时，把A作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路图原理（滑线变阻器作限流使用），图2中各元件要用题中所给出的符号或字母标注。图中电阻箱的取值为____________(取三位有效数字)，电流表A应选用的量程是____________.
答案： (a) 1.5mA 143Ω (b)如图 16.8Ω 15mA
例题（2001上海）某同学为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U，现有下列器材：力电转换器、质量为m0得砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，电键和导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。
请完成对该物体质量的测量。
设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，画出完整的测量电路图。
简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m。
请设想实验中可能会出现的问题。
例题 （2002上海） 已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流,在其周围有变化的磁场,因此可以通过在地面测量闭合试探小线圈中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度。当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零。经过测量发现，a、b、c、d恰好位于边长为1m的正方形的四个顶角上，如图所示。据此可以判定地下电缆在_________两点连线的正下方，离地面的深度为___________m.
答案：ac √2/2
例题 （2004上海）如图所示为一测量灯泡发光强度的装置，AB是一个有刻度的底座，两端可装两个灯泡，中间带一标记线的光度计可在底盘上移动，通过观察可以确定两边灯泡在光度计上的照度是否相同，已知照度与灯泡的发光强度成正比、与光度计到灯泡的距离的平方成反比。现有一个发光强度为I0的灯泡a和一个待测灯泡b，分别置于底座两端（如图）。
（1）怎样测定待测灯泡的发光强度Ix。
________________________________________________________________________
（2）简单叙述一个可以减少实验误差的方法。
________________________________________________________________________
答案：（1）接通电源，移动光度计使两边照度相同，测出r1和r2，即可测出待测灯泡的发光强度Ix=r22I0/ r12 (2)多次测量去平均值
例题（2002上海）如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行速的装置的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A发出的光速通过旋齿上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接受并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是________________;小车速度的表达式为v=_______________;行程的表达式s=______________________.
[解析]由题意可知，D与C同轴，即在相同时间内D、C所转的圈数应相同，又知每次通过D的上齿间隙发送一个脉冲，间隙数等于齿轮齿数p为多少，而求小车速度与行程必须知道车轮的半径R。
由单位时间内D所转圈数为n/p可知小车速度为2πR·n/p，小车行程为2πR·N/p
答案 车轮半径R和齿轮的齿数p 2πRn/p 2πRN/p
例题 用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000欧）
电源E1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=750Ω；
电压表V2，量程为5V，内阻为r2=2500Ω；
滑动变阻器R，最大阻值为100Ω；
单刀单掷开关S，导线若干。
测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，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相应的英文字母标注）。
根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线
若电压表V1的读数用U1表示，电压表的读数V2用U2表示，则由已知量和测得量表示的公式为Rx=___________________
[解析]根据伏安法测电阻原理，需测出Rx两端电压和通过的电流，因电压表内阻已知，即既可当电压表使用又可当电流表使用。
若用右上图所示的电路测量，因V1内阻较小，而V2与Rx并联后的电阻V1与的内阻差不多，但量程差别较大，在V2测量范围内，V1的读数将小于量程的1/3，顾应将两电压表调换位置。
若用右下图示所示的电路测量，因V1量程小，V2必限定在小于量程的1/3，故也应将两电压表位置调换。
按图所示的电路图测量时，
按图所示的电路测量时，
由于滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻，故应采用分压接法。
答案：（1）（如图）（a）（b）所示
（
（2）如图所示
（3）
四 实验复习对考生提出的基本要求
加强对基本仪器使用的实践，坚持亲自动手做实验
真正理解实验原理，对所有学生实验和重要演示实验原理要一一弄清，逐个掌握，且注重对实验思路，方法的理解和掌握
加强对实验数据处理方法和技巧的训练，重视实验思想的学习，且做实验前的充分准备（目的，原理，仪器性能，步骤，记录数据，处理数据，注意事项）
形成实验的知识网络，特别重视知识的迁移。
实验十一 用多用电表探索黑箱内的电学元件
一、实验目的
1．练习用多用电表测电阻
2．用多用电表探索黑箱内的电学元件
二、实验器材
多用电表，干电池，电阻箱，定值电阻，晶体二极管，导线
三、实验步骤
（一）练习使用多用电表
准备
（1）观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程；
（2）检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零；
（3）将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔；
测电压
（4）将选择开关置于直流电压2.5V挡，测1.5V干电池的电压；
（5）将选择开关置于交流电压250V挡，测220V的交流电压；
（6）将选择开关置于直流电流10mA挡，测量1.5V干电池与200Ω电阻串联回路的电流；
测电阻
（7）将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。
（8）将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。
（9）将选择开关置于欧姆挡的“100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。
（10）选择适当的量程，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻。
（11）实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
（二）用多用电表探测黑箱内的电学元件
（1）将黑箱（可能有的电学元件为电池、电阻和二极管）放在实验桌上，让三个测量节点向上；
（2）用直流电压挡测量A、B、C间的电压，判断有无电池，及电池的正负极。
（3）用欧姆档测量无电压的节点间阻值，判断是否可能存在电阻；
（4）交换红、黑表笔，测量（3）中节点间阻值，判断是否存在二极管；
（5）根据判断结果划出电路图；
（6）打开黑箱辨认元件，并与判断的电路比较。
【注意事项】
（1）多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差，应调整机械零点；
（2）合理选择电流、电压挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；
（3）测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔；
（4）合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；
（5）换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点；
（6）要用欧姆档读数时，注意乘以选择开关所指的倍数；
（7）实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。长期不用，应将多用电表中的电池取出。
四、巩固练习
1．某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×1”挡测量时，指针指示位置如下图所示，则其电阻值是 。如果要用这支多用电表测量一个约200欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是 。
2．如下图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图。其中，电流表的满偏电流为300μA，内阻rg=100Ω，调零电阻最大值R=50kΩ，串联的定值电阻R0=50Ω，电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是
A．30～80 kΩ B.3～8 kΩ C. 300～800 Ω D.30～80Ω
3.用多用电表测量如图所示的电路中通过灯泡的电流时，首先把选择开关拨
到 挡，然后把多用电表 联在电路中，则电流应从 表笔流入，从 表笔流出。
4．调整欧姆零点后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是
A．这个电阻值很小
B．这个电阻值很大
C．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×1”挡，重新调整欧姆零点后测量。
D．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×100”挡，重新调整欧姆零点后测量。
5．在图12-4的盒子里，有一稳压电源和5个相同的电阻，盒外有4个接线柱，用电压
表测量电压，得Uab=7v、Uac=2v、Udb=4v、Ucd=1v，试画出盒内的电路图。
参考答案
1．12Ω，“×10挡”
2．B
3．直流电流，串，红，黑
4．BD
5．如图所示。
主要内容：
1、用描迹法画出电场中平面上的等势线
2、描绘小电珠的伏安特性曲线
3、测定金属的电阻率
4、把电流表改装为电压表
5、用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻
6、用多用电表探索黑箱内的电学元件
7、练习使用示波器
8、传感器的简单应用
1、用描迹法画出电场中平面上的等势线
[实验目的]
利用电场中电势差及等势面的知识，练习用描迹法画出电场中一个平面上的等势线。
[实验原理]
用导电纸上形成的稳恒电流场来模拟静电场，当两探针与导电纸上电势相等的两点接触时，与探针相连的灵敏电流计中通过的电流为零，指针不偏转，当两探针与导电纸上电势不相等的两点接触时，与探针相连的灵敏电流计中通过的电流就不为零，从而可以利用灵敏电流计找出导电纸上的等势点，并依据等势点描绘出等势线。
[实验器材]
学生电源或电池组（电压约为6V），灵敏电流计，开关，导电纸，复写纸，白纸，圆柱形金属电极两个，探针两支，导线若干，木板一块，图钉，刻度尺等。
[实验步骤]
1．在平整的木板上，由下而上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，导电纸有导电物质的一面要向上，用图钉把白纸、复写纸和导电纸一起固定在木板上。
2．在导电纸上平放两个跟它接触良好的圆柱形电极，两个电极之间的距离约为10cm，将两个电极分别与电压约为6V的直流电源的正负极相接，作为“正电荷”和“负电荷”，再把两根探针分别接到灵敏电流计的“+”、“-”接线柱上（如图所示）。
3．在导电纸上画出两个电极的连线，在连线上取间距大致相等的五个点作基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上。
4．接通电源，将一探针跟某一基准点接触，然后在这一基准点的一侧距此基准点约1cm处再选一点，在此点将另一探针跟导电纸接触，这时一般会看到灵敏电流计的指针发生偏转，左右移动探针位置，可以找到一点使电流计的指针不发生偏转，用探针把这一点位置复印在白纸上。
5．按步骤（4）的方法，在这个基准点的两侧逐步由近及远地各探测出五个等势点，相邻两个等势点之间的距离约为1cm。
6．用同样的方法，探测出另外四个基准点的等势点。
7．断开电源，取出白纸，根据五个基准点的等势点，画出五条平滑的曲线，这就是五条等势线。
[注意事项]
1．电极与导电纸接触要良好，且与导电纸的相对位置不能改变。
2．寻找等势点时，应从基准点附近由近及远地逐渐推移，不可冒然进行大跨度的移动，以免电势差过大，发生电流计过载现象。
3．导电纸上所涂导电物质相当薄，故在寻找等势点时，不能用探针在导电纸上反复划动，而应采用点接触法。
4．探测等势点不要太靠近导电纸的边缘，因为实验是用电流场模拟静电场，导电纸边缘的电流方向与边界平行，并不与等量异种电荷电场的电场线相似。
2、描绘小电珠的伏安特性曲线
[实验目的]
通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律．
[实验原理]
金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而使得一段金属导体的电阻随温度发生相应变化．对一只灯泡来说，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到十几倍，它的伏安特性曲线（I－U图线）并不是一条直线．即灯丝的电阻是非线性的，本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内阻值的变化，从而了解它的导电特性．
实验电路图：如图所示,用采用滑线变阻器的分压式接法。
[实验器材]
小灯泡，4V－6V学生电源，滑动变阻器，伏特表，安培表，开关，导线若干．
图87－1
[实验步骤]
（l）按上图连接好电路，把滑动变阻器的滑动臂P调节到靠近A端处．
（2）闭合电键S，把滑动臂P调节到某个合适的位置，然后读出此时伏特表的示数U1和安培表的示数I1，并把它们记录到下面表格中．
（3）把滑动片P从近A端逐渐往B端调节，重复步骤（2），读出并记录下12组左右不同的电压值和电流值．
（4）断开电键S，拆除电路．
（5）以I为纵轴，U为横轴画出直角坐标系，选取适当的标度，在坐标平面内依次描出12组数据所表示的点，然后用平滑曲线连接这些点，此曲线就是小灯泡的伏安特性曲线．
[注意事项]
1．本实验中，因被测小灯泡灯丝电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．
2．因本实验要作I－U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压接法．
3．电键闭合前变阻器滑片移到图中所示的A端．
4．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，并将数据（要求两位有效数字）记录在表中．调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压．
5．在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来．
3、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（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺等。
[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，亦即电压表两接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0~0.6A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变化。
【目的和要求】
学会用分流法测定电流表的内阻，进一步理解并联分流的原理；练习把电流表改装成电压表，加深对串联分压作用的理解；掌握确定改装电压表的百分误差的方法。
【仪器和器材】
电流表（J0409型或J0409－1型），直流电压表（J0408型或J0408－1型），滑动变阻器（J2354－1型），转柄电位器（22千欧）。简式电阻箱（J2262型），干电池2－3个，单刀开关2个（J2352型），导线若干。
【实验方法】
1．电流表内电阻的测量
（1）按图4．8－1接好电路。R0为电位器（22千欧），R′为电阻箱（0—9999欧），G为电流表，选用G0挡（Rg＝80—125欧，Ig＝300微安），电源为2—3节干电池。
将R0的阻值调至最大，断开S2，试触S1，如果电路中电流超过电流表的满偏电流，则应串联一个定值电阻；如电路中电流未超过电流表的量程，则可以开始实验。
（2）调节电位器R0的阻值，使电流表指针逐渐指到满刻度。
（3）将电阻箱R′的阻值调到最小，闭合S2，这时电流表G的示数很小。调节（增大）电阻箱R′的阻值，使电流表的指针正好指到满刻度的一半。
（4）记下电阻箱R′的阻值，它就是电流表内电阻Rg的阻值。
2．把电流表改装为电压表
（1）根据上面实验结果计算出电流表的满偏电压Ug＝IgRg，为了将它的量程扩大到U（一般U可取2伏），则它的量程扩大的倍数为n＝U／Ug，故应串联的分压电阻为R＝（n－1）Rg。
（2）将电流表与电阻箱串联，使电阻箱阻值为R＝（n－1）Rg，即组成量程为U的电压表。
（3）弄清改装后表盘的读数。首先明确表盘上每格表示多少伏。电流表的原量程为300微安，最大量程处标的是“30”，表盘上“0—30”之间是15格，改装成2伏的电压表后，每一格应表示2／15伏，如果指针指在110微安刻度上，实际电压是2×（110／300）＝0．73伏，如果指针偏转3格，实际电压是（2／15）×3＝0．40伏。
一般来说可以按公式U′＝（I／Ig）U来计算，式中Ig为电流表满偏电流值，I为表盘电流的刻度值，U为改装表的最大量程，U′为改装表对应的刻度。
3．改装电压表的校准
（1）按图4．8－3接好校准电路。滑动变阻器R1采用分压接法，开始时它的滑片置于分压最小的位置。电源用2节干电池。虚线框内为改装后的电压表，V为标准电压表。
（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，依次使标准电压表的读数为0．5伏、1．0伏、1．5伏、2．0伏，在下表中记下改装电压表的相应的读数。
实验次数
标准表读数（伏）
改装表读数（伏）
1
0．5
2
1．0
3
1．5
4
2．0
（3）按下式计算改装电压表的百分误差：
式中U0为改装表的最大量程，U为标准表的相应的读数值。
3、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。
[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（10Ω），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。
4、练习使用多用电表（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，其满偏电流约几十到几百 A，转换开关和测量线路相配合，可测量交流电流和直流电流、交流电压和直流电压及电阻等。测量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。
由上面的（2）可知，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，选择开关置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。
[实验目的]
实验原理
当信号电压输入示波器时，示波管的荧光屏上就反映出这个电压随时间变化的波形来。示波管主要由电子枪、竖直偏转电极和水平偏转电极组成。两电极都不加偏转电压时，由电子枪产生的高速电子做直线运动，打在荧光屏中心，形成一个亮点。这时如果在水平偏转电极上加上随时间均匀变化的电压，则电子因受偏转电场的作用，打在荧光屏上的亮点便沿水平方向匀速移动。如果再在竖直偏转电极上，加上一随时间变化的信号电压，则亮点在竖直方向上也要发生偏移，偏移的大小与所加信号电压的大小成正比。这样，亮点一方面随着时间的推移在水平方向匀速移动，一方面又正比于信号电压在竖直方向上产生偏移。于是在荧光屏上便形成一波形曲线，此曲线反映出信号电压随时间变化的规律。
实验器材
J2459型示波器1台；低压电源1台；变阻器1只；电键1只；导线若干。
实验步骤
1．熟悉J2459型示波器板上各旋钮的作用。如图7-1为J2459型示波器的面板，荧光屏右边最上端的是辉度调节旋钮，标以“ ”符号，用来调节光点和图像的亮度。顺时针旋转旋钮时，亮度增加。
第二个是聚焦调节“⊙”和辅助聚焦“○”，这两个旋钮配合着使用，能使电子射线会聚，在荧光屏上产生一个小的亮斑，得到清晰的图像。
再下面是电源开关和指示灯，用后盖板上的电源插座接通电源后，把开关扳向“开”的位置，指示灯亮，经过一两分钟的预热，示波器就可以使用了。
荧光屏下边第一行左、右两端的旋钮是垂直位移“ ”和水平位移“ ”，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置。它们中间的两个旋钮是“Y增益”和“X增益”，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度，顺时针旋转时，幅度连续增大。
中间一行左边的大旋钮是“衰减”，它有1、10、100、1000四挡，最左边的“1”挡不衰减，其余各挡分别使输入的电压衰减为原来
最右边的正弦符号 挡不是衰减，而是由示波器内部自行提供竖直方向的交流试验信号电压，可用来观察正弦波形或检查示波器是否正常工作。
中间一行右边的大旋钮是“扫描范围”，也有四挡，可以改变加在水平方向的扫描电压的频率范围，左边第一挡是10～100Hz，向右旋转每升高一挡，扫描频率都增大10倍，最右边的是“外X”挡，使用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入。
中间的小旋钮是“扫描微调”，用来调整水平方向的扫描频率，顺时针转动时频率连续增加。
底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱。左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、交流选择开关。置于“DC”位置时，所加的信号电压是直接输入的；置于“AC”位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的，它可以让交流信号通过而隔断直流成分。右边的“同步”也是一个选择开关。置于“+”位置时，扫描由被测信号正半周起同步，置于“-”位置时，扫描由负半周起同步。这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用，对于正弦波、方波等，无论扳到“+”或“-”，都能很好地同步，对测量没有影响。
2．练习使用示波器
①把辉度旋钮反时针旋到底，垂直位移和水平位移旋钮转到中间位置，衰减旋钮置于最高挡，扫描旋钮置于“外X”挡。
②接通电源，打开电源开关。经预热后，荧光屏上出现亮点。调节辉度旋钮，使亮度适中。
③调节聚焦和辅助聚焦旋钮，观察亮点的大小变化，直至亮点最圆、最小时为止。
④旋转垂直位移和水平位移旋钮，观察亮点的上下移动和左右移动。
⑤把扫描范围旋钮旋至最低档，扫描微调旋钮反时针旋到底，把X增益旋钮顺时针旋到1/3处，观察亮点的水平方向的移动情况。
⑥顺时针旋转扫描微调旋钮，观察亮点的来回移动（随着扫描频率增大而加快，直至成为一条水平亮线）。旋转X增益旋钮，观察亮线长度的变化。
⑦把扫描范围旋钮置于“外X”挡，交直流选择开关扳到“DC”，并使亮点位于荧光屏中心。按图7-2接好电路，输入一直流电压。
⑧移动变阻器的滑动片，改变输入电压的大小，观察亮点的移动。
⑨将电池的正负极接线调换位置，重复步骤⑧。
⑩使Y增益旋钮顺时针旋到底，衰减旋钮置于“1”挡。使变阻器的滑动片从最右端起向左滑动至某一位置，读取亮点偏移的格数。此时亮点每偏移1格，表示输入电压改变50mV。计算此时输入电压的大小。如果衰减旋钮置于其他挡时，应将所得数值乘以相应的倍数。
(11)实验完毕后，把辉度旋钮反时针旋到底，然后关机，切断电源。
[实验原理]
[实验器材]
[实验步骤]
[注意事项]
（4）测电学量
名称
备考要点
电流表
电压表
正确读数 合理选择量程，尽可能使指针偏在1/3—2/3的范围
表头原理：θ=BSI/K，即θ∝I
3 量程的扩大：电流表——并联分流电阻Rx=Rg/(n-1)
电压表——串联分压（大）电阻Rx=(n-1)Rg
多用电表
电路和原理图
当选择开关分别接到1，2，3，4时，即可测直流电流，直流电压，交流电压，电阻
使用与读数：
测电流和电压时，必须使电流以红笔进，从黑笔流出
测电阻时，待测电阻要与电源及其它电阻断开，且不要用手接触表笔，合理选择量程，尽可能使指针在中央位置附近，否则应更换量程，每次更换量程时，都要重新调零后才能测量
三条主要刻线：
最上面是欧姆档的刻度，零刻度在右侧，且刻线不均匀
第二条是电压和电流刻线，零刻线在左侧，且刻线均匀
第三条是交流低压刻线，零刻线在左侧，且刻线均匀
测量直流电阻部分即欧姆档是根据闭合电路欧姆定律设计的，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＝E/(r+rg+ R)＝E/R中 （1）(R中＝ r+rg+ R)
当表笔接入待测电阻Rx时，
Ix=E/(R中+Rx) （2）
由（1）（2）两式解得：
Ix/Ig=R中/(Rx+R中) （3）
由（3）式可知当Rx = R中时，Ix=Ig/ 2 ，指针指在表盘刻度中心，故称R中为欧姆档的中值电阻,并可知每一个Rx 都有一个对应的电流值Ix 如果在刻度盘上直接标出与Ix对应Rx的值，就可在表盘上读出待测电阻的阻值
池的正极跟“一”插孔相连．
例题 （2003年广东，11）图为一正在测量中的多用电表盘。
如果是用直流10V档测量电压，则读数为_________V。
如果是用 ×1档测量电阻 ， 则读数为__________欧。
如果是用直流5mA档测量电流，则读数为_________mA.。
答案： 6.5 8.0 3.25
调节仪器
名称
备考要点
滑动变阻器
原理：R=ρL/S，实际接入电路的电阻丝长度L
两种接法：限流器电路与分压器电路，两种接法的比较
电阻箱
接入电路的初态R取最大值
H．变阻箱的读数
【例16】如图所示，a、b、c、d是滑动变阻器的4个接线柱。现把此变阻器串联接人电路中，并要求沿片P向接线柱C移动时，电路中的电流减小，则接入电路中的接线柱可能是（ ）．
A．a和b B．a和c C．b和c D．b和d
解C、D．
变阻器串联接在电路中，改变其阻值电流随之变化．根据欧姆定律，电路中的电流减小时，变阻器阻值应变大，所以保证P向C移动时，变阻器阻值变大即可．
其他
名称
备考要点
测力的弹簧秤
原理：胡克定律及二力平衡原理
校正零点，认清量程与最小刻度，正确使用与读数
示波器
示波器可以直接观察电信号随时间变化的情况
示波器面板名称，功能一览
示波器的原理和作用
例题：若示波器所显示的输入波形如图（C）所示，要将波形上移，应调节面板上的_______旋钮；要使此波形横向展宽，应调节________旋钮；要使屏上能够显示3个完整的波形，应调节_______旋钮。
分析与解：竖直位移；X增益；扫描范围和扫描微调
例题 （2003年江苏，11）图为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。
若要增大显示波形的亮度，应调节___________旋钮。
若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节_____________旋钮。
若要将波形曲线调至屏中央，应调节_______与_______旋钮。
答案： （1）辉度 （2）聚焦 （3）竖直位移或“↓↑” 水平位移或“ ”
（二）测量性实验
这类实验以某一原理或物理规律（公式）为依据，通过测量相关的物理量，从而实现测定某个（或某些）物理量或物理常数为实验目的。
序号
名称
备考重点
1
测量匀变速直线运动的加速度
数据处理方法：公式法和图象法
2
用单摆测定重力加速度
摆长的确定与测量；累积法测周期的方法；计时起，终点位置的选择；数据处理方法；公式法与图象法
3
用油膜法估测分子的大小
实验原理的理解；区分油酸体积和油酸酒精体积
4
测定金属的电阻率
器材的选择：选电源、选滑动变阻器、选电表；选电路
5
测电池电动势和内电阻
电路连接方式；测量数据的图象处理方法；作图时坐标分度的选取
6
测定玻璃的折射率
实验步骤要合理，注意误差分析，计算折射率的方法
7
用双缝干涉测光的波长
会调整实验装置；会正确读数
【例12】在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点，（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流．如图,他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐.
（1）求打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度vB、vC、vD、vE．
（2）根据(1）中得到的数据，试在图中所给的坐标系中，用做v－t图象的方法，从求物体的加速度a（要标明坐标及其单位，单位大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸）．
（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏 ．理由是： ．
解析：（1）用匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度进行计算．（2）由上问结果可知A、F对应的速度大约为0．08m／s和0．29m／s，所以横坐标从0开始每格表示0．1s，纵坐标从0．05m／s开始每大格表示0．05m／s．图线的斜率就是加速度．（3）由于实际的周期大于0．02s，所以周期的测量值偏小了，导致加速度的测量值偏大．
答案：（1）0．12m／s，0.20m／s, 0.16m／s, 0.25m／s。（2）由图象得a＝0.42m/s2（3）大，周期的测量值偏小．
例题（2001上海）利用打点记时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动，将纸带粘在卷帘底部，纸带通过打点记时器随帘在竖直向上运动，打印后的纸带如图所示，纸带AB、BC、CD……每两点之间的时间间隔为0.10s，根据各间距的长度，可计算出卷帘在个间距内的平均速度v平均，可以将v平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v
解：⑴如右图。⑵aAD=5m/s2，vAK=1.39m/s
卷帘运动的数据
间隔
AB
BC
CD
DE
EF
FG
GH
HI
IJ
JK
间距cm
5.0
10.0
15.0
20.0
20.0
20.0
20.0
17.0
8.0
4.0
请根据所提供的纸带和数据，绘出卷帘窗的v—t图线
AD段的加速度为____________m/s2.
答案： （1）如图 （2）5 1.39
例题（2002广东）一个有一定厚度的圆盘，可以饶通过中心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：电磁打点记时器，米尺，纸带，复写纸片。
实验步骤：
如图所示，将电磁打点记时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点记时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。
启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点记时器开始打点。
经过一段时间停止转动和打点，取下纸带，进行测量。
① 由已知量和测量量表示的角速度的表达式为w=____________.式中各量的意义是：________.
② 某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m，得到的纸带的一段如图所示，求得角速度为__________.
答案：（1） （x2-x1）/[T(n-1)r],T为打点记时器打点的时间间隔，r为圆盘的半径， x1、x2是纸带上选定的两点间的打点数（含两点）
（2）6.8rad/s(6.75~6.84都对) [提示：纸带v（x2-x1）/T(n-1)，又v=wr,因此w=（x2-x1）/T(n-1) ]
【例24】一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行测量的步骤如下：A．测摆长l：用米尺量出摆线的长度；B．测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T＝t/60；
C．将所得的l和T代人单摆的周期公式，算出g，将它作为实验的最后结果写入报告中去。
指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母并加以改正（不要求进行误差计算）．
解 ：A．先要用卡尺测摆球的直径d，再用米尺测摆线的长度，摆长应等于摆线长加d／2（或答作：用米尺测摆长时，摆长的下端从球心算起）．
B．T＝t/29.5。开始计时瞬间是零个周期不应数1。另外，摆球在一个周期内要两次经过最低点，所以该同学实际测得的应是（60—1）/2＝29．5个周期．
C．摆长和周期的测量要进行多次，分别代人公式求g，再取g的平均值作为实验的最后结果．
例题 （2004春招）在测量重力加速度的实验中，某同学用一根细线和一均匀小球制成单摆，他已经测得此单摆20个周期的时间为t，从悬挂点到小球顶端的线长为l,还需要测量的物理量为______________。 将g用测得量表示，可得g=___________________。
答案： 小球的直径 1600π2(l+d/2)/t2
例题：测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n，又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上（如右图），测得油膜占有的小正方形个数为m．（1）用以上字母表示油酸分子的大小d＝ ．（2）从图中数得油膜占有的小正方形个数为m＝ ．
答案：1.(1)d=nV/ma2N (2)58
【例29】在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5Ω左右，
实验步骤如下：
(a)用米尺测量金属导线的长度，测三次，求出平均值L，在金属导线的不同位置用 测量直径，求出平均值d.
（b）用伏安法测量金属导线的电阻R．试把图中所给的器材连接成测量R的合适的线路．图中电流表的量程为0．6A，内阻接近lΩ，电压表的量程为3V，内阻为几千欧，电源的电动势为6V，变阻器的阻值为 0Ω～20Ω，在闭合电键前，变阻器的滑动触点应处于正确位置．
（C）用上面测得的金属导线长度L、直径d和电阻R，可根据电阻率的表达
式ρ＝ 算出所测金属的电阻率
（a）螺旋测微器；
(b)连线如图所示；
（c）πd2R/4L
例题（96全国）在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻为20千欧，电流表内阻为10欧，选择能够尽量减少误差的电路图进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示。
根据各点表示的数据描出
I—U图线。由此求得该电阻的阻值Rx=___________欧（保留两位小数）
画出实验的电路原理图。
答案：（1）见图 （2）2.4×103
【例30】某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：
序号
A1示数/A
A2示数/A
V1示数/V
V2示数/V
1
0.60
0.30
2.40
1.20
2
0.44
0.32
2.56
0.48
将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零．
(1)电路中ε，r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算） 。
（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是 。
解 ：（1）R2、R3、ε；（2）Rp短路或R2断开．由R3＝U1/I2求出R3，由R2＝U2/(I1－I2)求出R2。由ε＝U1＋I1（R1＋r）和ε＝U1′＋I1′（R1＋r）可求出ε，也能求出（R1＋r）的值．但不能求R1和r的具体值。
例题 （2004上海）在测定一节干电池（电动势约为.15V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选择：A.电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变阻器为（20Ω,3A）B变阻器为（500Ω,0.2A）
电压表应该选___________（填A或B），这是因为__________________________.
变阻器应该选___________（填A或B），这是因为__________________________.
答案：（1）B；A电压表量程大误差大 (2)A；B变阻器额定电流过小且调节不变
例题：在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材
①干电池(电动势约为1.5V，内电阻小于1．0Ω) ②电流表G(满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω) ③电流表A(0-0.6A，内阻0．1Ω) ④滑动变阻器R1(0-20Ω，10A) ⑤滑动变阻器R2：(0-100Ω,1A) ⑥定值电阻R3=990Ω ⑦开关、导线若干
(1)为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是___________(填写字母
代号)
请在线框内画出你利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图．
上图为某—·同学根据他所设计的实验绘出的I1：I2图线(I1为电流表G的示数；I2为电流表A的示数)，由图线可求得被测电池的电动势E=_________V；内电阻r=_______Ω
答案：（1）R1 (2)如图 （3）1.48（1.47-1.49均可），0.8（0.78-0.82均可）
【例35】在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线，现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图所示的四组结果。
（1）从图上看，肯定把针插错了的同学是 。
（2）从图上看，测量结果准确度最高的同学是 。
解：（1）乙；（2）丁。
分别连接确定入射光线和出射光线的两点，并延长与玻璃砖上下介面分别相交于O、O′，连OO′后，可确定入射光线和折射光线，可得入射角i，折射角r根据i＞r、r′＜i′和入射光线与出射光线平行的原则判断哪一个更准确，如图所示。
（三）验证性实验
这类实验要求用实验的方法来验证科学家已归纳、总结和已证明了结论，通过实验过程的再现，加深对规律适用条件和结论的理解
序号
名称
备考要点
1
验证力的平行四边行定则
测力计使用注意事项及读数；力的图示要素要全；如何根据平行四边形定则求出合力；画平行四边形的工具与方法
2
验证动量守恒定律
入射球与被撞球的大小、质量的关系；槽口的水平调节；两球平均落点的确定方法；两球飞行的水平距离的确定
3
验证机械能守恒定律
验证方法；如何从纸带的数据中确定△Ep和△Ek
【例21】将橡皮筋的一端固定在A点，另一端挂上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0．1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．
A．由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N和 N；（只须读到 0．1N）
B．在虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．
解： A．4．0 N、2．5 N；
B．如图所示．
注意在读数准确的基础上，图形比例要正确，并注明单位和刻度．
【例23】某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验．先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．
（1）本实验必须测量的物理量有以下哪些；A斜槽轨道末端到水平地面的高度H B．小球a上的质量ma、mb C．小球a、b的半径r D．小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间 E．记录纸上O点到A、B（各点的距离OA、OB、OC） F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h．答： ．
（2）小球ak的质量应该满足什么关系？ .
（3）放上被碰小球后两小球碰后是否同时落地？如果不是同时落地对实验结果有没有影响？为什么？这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的 点和 点。
（4）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是 。
如果两球相碰有较大的动能损失，即不是弹性碰撞，那么以上验证式还成立吗？为什么？
1．（1）BE （2）ma>mb (3)否，没有影响，因为他们的平抛运动的时间相同。A、C （4）maOB=maOA+mbOC (5)成立。不是弹性碰撞只说明系统中动能有损失。但只要系统受到的合外力为零，系统的动量就守恒。
【例26】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，查得当地的重力加速度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如图所示，把第一个点记做O，另选连续的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、85．73 crn．根据以上数据，可知重物由 O点运动到C点，重力势能的减少量等于 J，动能的增加量等于 J。（取3位有效数字）。
解 7．62 J；7．56 J
重力势能的减少量等于重力做的功W＝mgh=mgOC=1× 9．8× 77．76×10-2＝7．62J
动能的增加量等于mvc2/2，vc为BD段的中间时刻的即时速度，等于BD段的平均速度。
∴vc=(85.73-70.18)/0.02×2=388.8cm/s
∴ΔEk=0.5×1×vc2=7.56J
（四）研究性实验
这类实验旨在通过实验探索某种物理规律、研究某个物理问题。研究性实验在教材和考纲中的比例较过去有大幅度地增加，意在训练学生实验的主动性、自觉性，培养其创新意识。
序号
名称
备考要点
1
研究平抛物体的运动
装置的基本调节；抛出点的确定；竖直坐标轴位置的确定
2
探索弹力和弹簧伸长的关系
应在弹簧弹性限度内增加钩码个数
3
用描迹画出电场中平面上的等势线
实验器材选择；三张纸的铺放顺序
4
描绘灯泡的伏安特性曲线
测量和控制电路的选择；对图象物理意义的理解
5
把电流表改装电压表
半偏法测电流表内阻的原理；电流表改装电压表的原理；校对改装电压表的电路
6
用多用电表探索黑箱内的电子元件
掌握多用电表测电压、电流、电阻的方法；欧姆表中电源的正、负和红、黑表笔正、负插孔关系；二极管符号及正、负极，二极管正向、反向导电性能
7
传感器的简单应用
半导体光敏元件和热敏元件在电路中的控制作用
【例22】在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25 cm．若小球太平抛运动途中的几个位置如图中a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝ （用l、g表示），其值是 （g＝9.8m/s2）
解：，0．70m／s．
本题需在掌握平抛物体运动规律的基础上，熟练应用匀变速直线运动的有关公式来解。
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体即初速度为零的匀加速直线运动，当应用公式时，必须已知（或从图中得到）从抛出点开始计起的水平位置Sx和竖直位移Sy。 本题通过分析图像可知a点不是抛出点，所以不能用上式求。但a、b、c、d每相邻两点之间的时间间隔是相等的，设为T，又根据匀变速直线运动连续相等时间内位移差Δs＝at2可得：得
例题 （2003年上海）如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸引的小球B同时自由下落，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后（ ）
水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
竖直方向的分运动是自由落体运动
竖直方向的分运动是匀速直线运动
答案： C
例题 在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F—x图线。如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为_________________，图线不过图标原点的原因是_________________。
答案：200 N/m 弹簧自身有重力
【例29】在用电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，所用的器材除了木板、白纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、电键外，还必须有 ．
解 ：导电纸、探针、电流表．
22． 在用电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，在下列所给的器材中，应该选用的是（ ）．
A．6V的交流电源
B．6V的直流电源
C．100 V的直流电源
D．量程0V～0.5V，零刻度在刻度盘中央的电压表
E．量程 0 μA～300μA，零刻度在刻度盘中央的电流表
在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序（自上而下）是
在实验中，按下电键，接通电路．若一个探针与基准点O接触，另一探针已分别在基准点O的两侧找到了实验所需要的两点a、b（如图所示），则当此探针与a点接触时，电表的指针应 （左偏、指零、右偏）．当此探针与b点接触时，电表的指针应 ．（左偏、指零、右偏）。
解：B、E．
导电纸、复写纸、白纸；指零、指零
因为直接描绘静电场中的等势线是很困难的，但由于静电场和恒定电流的电场（恒定电场）遵循的规律相似，所以本实验是用在导电纸上形成的恒定电场模拟静电场来做的，所以应选6V左右的直流电源．另外，本实验是通过检测两点间是否有电流来判断两点电势是否相等的，所以应选电流表．
必须把导电纸放在最上面，并使其与电源两极接触良好，这样才能构成闭合回路．另外要把探针测得的点复印在白纸上，所以第二层放复写纸，白纸放在最下面．
由于a、b是基准点O两侧已找到的实验所需的点，说明a、b与O点是等电势的，等电势的两点间是没有电流通过的，所以电流表的指针不会发生偏转应指零
【例13】为了测定一段金属丝的电阻（阻值大约为10Ω），主要备选仪器如下：
（A）电动势是6V的直流电源
（B）量程是0～600mA、内阻为2Ω的电流表
（C）量程是0～100mA、内阻为15Ω的电流表
（D）量程是0～3V、内阻为3kΩ的电压表
（E）量程是0～15V、内阻为15kΩ的电压表
（F）阻值为0～10Ω、额定电流为1.0A的滑动变阻器
①电流表应选用 ②电压表应选用 。（用代号表示）
解：首先必须估算出电路中可能的最大电流值及电路两端的最大电压值，当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，电路中电流最大．根据闭合电路欧姆定律可得：Imax≈ε/R＝0.6A。故应选电流表B。同理，当电路中电流达到最大时，电阻两端的电压也为最大，其值可能达6V，故伏特表应选E．
例题 如图所示，有一未知电阻Rx,为较准确测出阻值，先利用图1电路测得数据为2.8V,50mA;再利用图2电路测得数据为3.0V，4.0mA,那么该电阻的测量值是_____欧 （C）
A.560 B.50 C.750 D.700
图1 图2
13．有一电阻Rx，其阻值大约在 40Ω～50Ω之间，需要进一步测定其阻值，手边现有下列器材：
器 材
代 号
规 格
电池组
E
电动势9V，内阻约0.5Ω
电压表
V
量程0V～10V，内阻20kΩ
毫安表
A1
量程0mA～50mA，内阻约20Ω
毫安表
A2
量程0mA～300mA，内阻约4Ω
滑动变阻器
R1
阻值范围0Ω～100Ω，额定电流1A
滑动变阻器
R2
阻值范围0Ω～1700Ω，额定电流0.3A
电键
S
几根连接用的导线；
有两种可供选用的电路如图（a）、（b）所示；
实验要求多测几组电流、电压值，画出电流一电压关系图．
为了实验能正常进行并减小测量误差，而且要求滑动变阻器便于调节，在实验中应选图
所示的电路，应选代号是 的毫安表和代号是 的滑动变阻器．
解 选(a)电路；毫安表选 A2；滑动变阻器选R1．
Rx在40～50Ω之间属于阻值不大的电阻，且有Rx远小于RV，所以应选电流表的外接法．根据电源的电动势和外电阻的阻值可估测干路中电流值，0～50 mA是不够的，应选 0～300 mA的电流表．滑动变阻器的作用是改变电流的大小，若阻值过大使电路中电流值很小，不方便测量，所以应选0～100Ω的滑动变阻器．
15．某电压表的内阻在20kΩ～50kΩ之间，现需测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：
待测电压表V（量程3V） 电流表A1（量程200μA）
电流表A2（量程5mA） 电流表A3（量程0．6A）
滑动变阻器R（最大阻值1kΩ） 电源ε（电动势4V）
电键S
(1）所提供的电流表中，应选用（填写字母代号）．
（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据．试在方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）．
解：选A1；电路如图所示．为了测多组数据，必须利用滑动变阻器改变通过电压表的电流及电压表两端的电压．滑动变阻器接入电路有两种连接方式，即限流式接法与分压式接法．在本题中应该采用哪种连接方式呢？不妨假设采用限流式接法，那么电压表两端得到的最小电压为：Umin≈εRV/(Rv+R)＝3．8（V），可见这个最小电压也超过了电压表的量程，违反了安全性原则；另一方面，在滑动变阻器调节的过程中，电压表两端电压的最大调节范围一定在0．2V以下，这样就使相邻的电压测量值非常接近，必定降低实验的精度．综上所述，限流式连接方式对本题是不适用的．故只能采用分压式接法．实际上，在负载电阻Rx远远大于滑动变阻器的总阻值R时，通常都采用分压式接法．本题符合要求的实验电路图如图所示。
19．有一电阻Rx，其阻值大约在40Ω～50Ω之间，需要进一步测定其阻值，手边有下列器材：
电池组ε，电动势9V，内阻约0．5Ω；
伏特表V，量程0～10V，内阻20kΩ；
毫安表A1，量程0～50mA，内阻约20Ω；
毫安表A2，量程0～300mA，内阻约4Ω；
滑动变阻器R1、阻值范围0～100Ω，额定电流1A；
滑动变阻器R2、阻值范围0～1700Ω，额定电流0．3A；
电键S及导线若干。
实验的电原理图如图所示，实验中要求多测几组电流、电压值．在实验中应选一毫安表和滑动变阻器．
解 首先估算电路中可能达到的最大电流值．假设选毫安表A1，则Imax＝ε/(Rx+RA1)≈0．14（A），超过了A1的量程．又假设毫安表 A2，则 Imax′＝ε/(Rx+RA2) ≈0．18 A，未超出A2的量程，故应选毫安表A2这一选择遵循了安全性的原则。
对滑动变阻器而言，假设选R1，电路中的最小电流约为Imin＝ε/(Rx+RA2+R1)≈0．06A，故电路中的电流强度范围为0．06～0．18 A。又假设选R2，电路中的最小电流强度约为Imin′＝ε/(Rx+RA2+R2)＝0．005（A），电路中的电流强度范围为 0．005～0．18 A．注意到电流表 A2的量程为0．3 A，当电流强度为0．06 A时，仅为电流表 A2量程的1／5，如果滑动变阻器阻值再增大，其电流表的示数将更小，读数误差会更大，因此对于R2而言，有效的调节长度太小，将导致电流强度值滑动片位置的变化太敏感，即调节不方便，故应选滑动变阻器R1．这一选择就遵循了方便性原则．
【例31】欲将量程为 100μA，内阻为 500Ω的灵敏电流表改装为量程为 lmA的毫安表（1）需要给它 联一只R＝ Ω的电阻（2）需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对，校对所用的器材的实物图如图所示（其中标准毫安表事先已与一只固定电阻串联，以防烧表），校对过程要求通过毫安表的电流能从0连续调到1mA．请按要求在方框中画出校对电路图，并在所给的实物图上连线
解析：（1）电流表扩大量程应并联小电阻。分流电阻上的电流是满偏电流的9倍，因此阻值是表头内阻的1/9。（2）电流表的校对因将两表串联。为了从零开始，滑动变阻器用分压接法。
答案:串，55.6 （2）如图
34．如图，一只黑箱有 A、B、C三个接线柱，每两个接线柱间最多只能接一个电器元件，已知黑箱内的电器元件是一只电阻和一只二极管．某同学用正确的操作方法利用多用电表欧姆挡进行了6次测量，各次红、黑表笔的位置和测得的阻值如下表所示：
由表中的数据可以判定：（1）电阻接在 两点间，阻值为 Ω．
（2）二极管接在 两点间，其中正极接在 点．
（3）二极管的正向阻值为 Ω，反向阻值为 Ω．
答案：1．A 2．1500、75、7.5 3．C 4．BD 5．D 6．250 7．DHFAHGE 8．（1）A、B 100Ω （2）A、C A （3）90 10K
36．随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现竞有九成样品的细菌超标或电导率不合格（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）。⑴不合格的纯净水的电导率一定是偏_____（填大或小）。⑵对纯净水样品进行检验所用的设备如图所示，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封。请画出检验电路图并把检测电路连接好（要求测量尽可能准确，已知水的电导率远小于金属的电导率，所用滑动变阻器的阻值较小）。（3）由以上检测电路测出的水的电导率比其真实值偏 （填大或小）。
⑴纯水的电阻率是很大的，因此电导率是很小的。不合格的纯净水一定是含有杂质，因此电导率偏大。⑵测量部分用内接法，供电部分用分压电路。
37.有一根细长而均匀的金属材料管线样品，横截面如图所示。此金属材料重约1~2N，长约为30cm，电阻约为10Ω。已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0。因管线内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：
A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
C．电流表（600mA 1.0Ω左右）
D．电流表（3A 0.1Ω左右）
E．电压表（3V 6KΩ左右）
F．滑动变阻器（2kΩ 0.5A）
G．滑动变阻器（10Ω 2A）
H．蓄电池（6V 0.05Ω左右）
I．开关一个，带夹子的导线若干
（1）除待测金属管线外，应选用的实验器材有 （只填代号字母）。
（2）画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路。
（3）实验中要测量的物理量有： ，计算金属管线内部空间截面积S0的表达式S0= 。
（1）A、B、C、E、G、H、I
（2）
（3）横截面边长a、管线长度L电压表示数U、电流表示数I
S0= a2－
38.图1为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I—U关系曲线图。（1）为了通过测量得到图1所示I—U关系的完整曲线，在图2图3两个电路中应选择的是图 ??????????；简要说明理由：???????????????（电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0－100 Ω ）
（2）在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω。由热敏电阻的I—U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为???????????? V；电阻R2的阻值为?????????????? Ω。
39．如图甲所示是一种测量电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电至电压U时所带电荷量Q，从而再求出待测电容器的电容C．某同学在一次实验时的情况如下：
a．按如图甲所示电路图接好电路；
b．接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数是I0=490μA，电压表的示数U0=8．0V，I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压；
c．断开开关S，同时开始计时，每隔5s或10s测读一次电流i的值，将测得数据填人表格，并标示在图乙的坐标纸上(时间t为横坐标，电流i为纵坐标)，结果如图中小黑点所示．
(1)在图乙中画出i—t图线；
(2)图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是 ；
(3)该电容器电容为 F(结果保留两位有效数字)；
(4)若某同学实验时把电压表接在E、D两端，则电容的测量值比它的真实值 (填“大”、“小”或“相等”)．
（五）演示实验
高中教材中重要的演示实验，这也是近年来高考的一个方向．在观察演示实验时一定要明确，你看到一个的物理现象时如何用物理规律去解释，或者如何去创建一个规律去解释。
力学演示实验、
1、平抛运动研究
2、碰撞问题研究
3、用砂摆演示振动图像
4、横波、纵波形成过程模拟
5、水波干涉、衍射声波干涉、共鸣
热学演示实验
1、酒精和水混合后体积减小
2、分子力演示
3、布朗运动、扩散运动演示
电学演示实验
1、平行板电容器电容
2、全电路欧姆定律
3、磁场对电流的作用
4、洛伦兹力演示仪
5、楞次定律演示
6、交流电产生及高压输电
7、自感电路演示、日光灯电路
光学演示实验
1、光的全反射现象
2、双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、光的色散
3、伦琴射线的产生
4、光电效应产生、光电管
5、光谱演示
【例38】如图所示，第一次用细线直接悬挂重物，把重物托到一定高度后释放，重物下落可以把细线拉断；如果在细线和重物之间拴一段橡皮筋，再从同样的高度释放同一个重物细线就不会被拉断了．为什么？
解：两次动量变化相同，而作用时间不同，时间长的所受合力小，因此绳受的拉力小
【例39】如图，对同一个单摆，振动周期不变．如果两次拉出木板得到的图形分别如a、b所示，两次拉木板的速度之比为多少？
解：说明拉动过程经历的路程相同而时间不同，a图经历了2个周期，而b图经历了3个周期，因此可以得出结论：两次拉木板的速度之比为3：2．
（2）对摆长不同的单摆，如果两次拉木板的速度相同，相应的摆长之比为多少？
解：由于板长相同，所以经历的时间相同．a、b分别有2个、3个完整的振动周期，说明摆的周期之比为3：2，因此相应的摆长之比为9：4．
【例41】例下图中的仪器叫静电计（又叫电势差计），是测量电势差的仪器．指针偏转角度越大，金属外壳和上方金属小球间的电势差越大．静电计指针和A板用导线相连，因此等电势；静电计金属壳和B板都接地，因此等电势．静电计的指针偏转角越大，表示A、B两极板间的电压越高．A上两极板所带的电荷量不变．三个图依次表示（1）正对面积减小（2）板间距离增大（3）插入电介质。试指出三种情况下，静电计指针的偏转变化情况。（1） ；（2） ；（3） 。说明平行板电容器的电容量和介电常数、正对面积、板间距之间的关系为 。
解：增大；增大；变小。由U＝Q/C∝1/C知，这三种情况下电容分别减小、减小、增大．因可以确定C和S、d、ε的关系是C∝εS/d
【例43】如图所示是研究闭合电路的内电压、外电压和电源电动势间关系的电路．（1）电压表V的 （填“正”或“负”）接线柱应接在电源正极A上，电压表V′的 （填“正”或“负”）接线柱应接在探针D上，（2）当滑片P向右移动时，V′的示数将 （填“变大”、“变小”或“不变”）．
解 正；正；变小．
42．图为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源．要使射线管发出X射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压，（D）
（A）高压电源正极应接在P点、X射线从K极发出
（B）高压电源正极应接在P点、X射线从 A极发出
（C）高压电源正极应接在Q点、X射线从K极发出
（D）高压电源正极应接在Q点、X射线从A极发出
39．图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的于涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的
A．a的上表面和b的下表面
B．a的上表面和b的上表面
C．a的下表面和b的上表面
D．a的下表面和b的下表面
43．在图中，A上两幅图是由单色光分别人射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的 （填干涉或衍射）图象．由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径 （填大于或小于）图B所对应的圆孔的孔径． （衍射 小于）
44．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时（B）
（A）锌板带正电，指针带负电
（B）锌板带正电，指针带正电
（C）锌板带负电，指针带正电
（D）锌板带负电，指针带负电
45．一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图所示．已知金属板b有光电子放出测可知 ( AD )
（A）板a一定不放出光电子
（B）板a一定放出光电子
（C）板c一定不放出光电子
（D）板c一定放出光电子
46．下列四个示意图所表示的实验，各说明了什么？
图① 。
图② 。
图③ 。
图④ 。
新课标倡导的创新设计性实验
1.设计性实验是由学生根据实验目的，运用已掌握的物理规律、实验方法、选择熟悉的仪器、器材、自行独立设计的新的实验构想或方案
设计方案涉及到对实验原理的认识和理解，包括选择和配置合适的实验方法、实验器材、安排正确的实验步骤、设计科学的数据处理方法，采用客观的误差分析方法，最后给予总结和评价。
2.设计性实验分析的基本思路
根据问题的条件、要求，构造相关的物理情景；
确定实验原理，选择实验法；
明确所要测定的物理量，选好实验器材，确定实验步骤；
做好数据记录和处理，进行误差分析。
例题：10 16 21
例题（2004全国理综）实验室内有一电压表mV，量程为150mV,内阻约为150Ω,现要将其改装成量程为10mA的电流表，并进行校准。为此，实验室提供如下器材：干电池E（电动势为1.5V），电阻箱R，滑线变阻器R’,电流表A（有1.5mA,15mA,150mA三个量程）及开关K。
对电流改装时必须知道电压表的内阻。可用图1中所示的电路测量电压表mV的内阻，在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的电流表A应选用的量程是_______
在对改装成的电流表进行校准时，把A作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路图原理（滑线变阻器作限流使用），图2中各元件要用题中所给出的符号或字母标注。图中电阻箱的取值为____________(取三位有效数字)，电流表A应选用的量程是____________.
答案： (a) 1.5mA 143Ω (b)如图 16.8Ω 15mA
例题（2001上海）某同学为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U，现有下列器材：力电转换器、质量为m0得砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，电键和导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。
请完成对该物体质量的测量。
设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，画出完整的测量电路图。
简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m。
请设想实验中可能会出现的问题。
例题 （2002上海） 已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流,在其周围有变化的磁场,因此可以通过在地面测量闭合试探小线圈中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度。当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零。经过测量发现，a、b、c、d恰好位于边长为1m的正方形的四个顶角上，如图所示。据此可以判定地下电缆在_________两点连线的正下方，离地面的深度为___________m.
答案：ac √2/2
例题 （2004上海）如图所示为一测量灯泡发光强度的装置，AB是一个有刻度的底座，两端可装两个灯泡，中间带一标记线的光度计可在底盘上移动，通过观察可以确定两边灯泡在光度计上的照度是否相同，已知照度与灯泡的发光强度成正比、与光度计到灯泡的距离的平方成反比。现有一个发光强度为I0的灯泡a和一个待测灯泡b，分别置于底座两端（如图）。
（1）怎样测定待测灯泡的发光强度Ix。
________________________________________________________________________
（2）简单叙述一个可以减少实验误差的方法。
________________________________________________________________________
答案：（1）接通电源，移动光度计使两边照度相同，测出r1和r2，即可测出待测灯泡的发光强度Ix=r22I0/ r12 (2)多次测量去平均值
例题（2002上海）如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行速的装置的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A发出的光速通过旋齿上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接受并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是________________;小车速度的表达式为v=_______________;行程的表达式s=______________________.
[解析]由题意可知，D与C同轴，即在相同时间内D、C所转的圈数应相同，又知每次通过D的上齿间隙发送一个脉冲，间隙数等于齿轮齿数p为多少，而求小车速度与行程必须知道车轮的半径R。
由单位时间内D所转圈数为n/p可知小车速度为2πR·n/p，小车行程为2πR·N/p
答案 车轮半径R和齿轮的齿数p 2πRn/p 2πRN/p
例题 用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000欧）
电源E1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=750Ω；
电压表V2，量程为5V，内阻为r2=2500Ω；
滑动变阻器R，最大阻值为100Ω；
单刀单掷开关S，导线若干。
测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，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相应的英文字母标注）。
根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线
若电压表V1的读数用U1表示，电压表的读数V2用U2表示，则由已知量和测得量表示的公式为Rx=___________________
[解析]根据伏安法测电阻原理，需测出Rx两端电压和通过的电流，因电压表内阻已知，即既可当电压表使用又可当电流表使用。
若用右上图所示的电路测量，因V1内阻较小，而V2与Rx并联后的电阻V1与的内阻差不多，但量程差别较大，在V2测量范围内，V1的读数将小于量程的1/3，顾应将两电压表调换位置。
若用右下图示所示的电路测量，因V1量程小，V2必限定在小于量程的1/3，故也应将两电压表位置调换。
按图所示的电路图测量时，
按图所示的电路测量时，
由于滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻，故应采用分压接法。
答案：（1）（如图）（a）（b）所示
（
（2）如图所示
（3）
四 实验复习对考生提出的基本要求
加强对基本仪器使用的实践，坚持亲自动手做实验
真正理解实验原理，对所有学生实验和重要演示实验原理要一一弄清，逐个掌握，且注重对实验思路，方法的理解和掌握
加强对实验数据处理方法和技巧的训练，重视实验思想的学习，且做实验前的充分准备（目的，原理，仪器性能，步骤，记录数据，处理数据，注意事项）
形成实验的知识网络，特别重视知识的迁移。
实验十一 用多用电表探索黑箱内的电学元件
一、实验目的
1．练习用多用电表测电阻
2．用多用电表探索黑箱内的电学元件
二、实验器材
多用电表，干电池，电阻箱，定值电阻，晶体二极管，导线
三、实验步骤
（一）练习使用多用电表
准备
（1）观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程；
（2）检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零；
（3）将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔；
测电压
（4）将选择开关置于直流电压2.5V挡，测1.5V干电池的电压；
（5）将选择开关置于交流电压250V挡，测220V的交流电压；
（6）将选择开关置于直流电流10mA挡，测量1.5V干电池与200Ω电阻串联回路的电流；
测电阻
（7）将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。
（8）将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。
（9）将选择开关置于欧姆挡的“100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。
（10）选择适当的量程，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻。
（11）实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
（二）用多用电表探测黑箱内的电学元件
（1）将黑箱（可能有的电学元件为电池、电阻和二极管）放在实验桌上，让三个测量节点向上；
（2）用直流电压挡测量A、B、C间的电压，判断有无电池，及电池的正负极。
（3）用欧姆档测量无电压的节点间阻值，判断是否可能存在电阻；
（4）交换红、黑表笔，测量（3）中节点间阻值，判断是否存在二极管；
（5）根据判断结果划出电路图；
（6）打开黑箱辨认元件，并与判断的电路比较。
【注意事项】
（1）多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差，应调整机械零点；
（2）合理选择电流、电压挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；
（3）测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔；
（4）合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；
（5）换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点；
（6）要用欧姆档读数时，注意乘以选择开关所指的倍数；
（7）实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。长期不用，应将多用电表中的电池取出。
四、巩固练习
1．某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×1”挡测量时，指针指示位置如下图所示，则其电阻值是 。如果要用这支多用电表测量一个约200欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是 。
2．如下图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图。其中，电流表的满偏电流为300μA，内阻rg=100Ω，调零电阻最大值R=50kΩ，串联的定值电阻R0=50Ω，电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是
A．30～80 kΩ B.3～8 kΩ C. 300～800 Ω D.30～80Ω
3.用多用电表测量如图所示的电路中通过灯泡的电流时，首先把选择开关拨
到 挡，然后把多用电表 联在电路中，则电流应从 表笔流入，从 表笔流出。
4．调整欧姆零点后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是
A．这个电阻值很小
B．这个电阻值很大
C．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×1”挡，重新调整欧姆零点后测量。
D．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×100”挡，重新调整欧姆零点后测量。
5．在图12-4的盒子里，有一稳压电源和5个相同的电阻，盒外有4个接线柱，用电压
表测量电压，得Uab=7v、Uac=2v、Udb=4v、Ucd=1v，试画出盒内的电路图。
参考答案
1．12Ω，“×10挡”
2．B
3．直流电流，串，红，黑
4．BD
5．如图所示。
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