解读高考物理实验命题特点及规律.ppt

湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉一、物理实验的能力要求二、实验试题的命题规律三、二轮实验的复习方案一、物理实验的能力要求 自然科学是实验性科学，物理实验是物理学的重要组成部分自然科学是实验性科学，物理实验是物理学的重要组成部分高考对实验能力提出了明确的要求，即是高考对实验能力提出了明确的要求，即是“设计和完成实验的能设计和完成实验的能力力”，它包含两个方面：，它包含两个方面： （（1）理解实验原理、实验目的及要求；）理解实验原理、实验目的及要求； （（2）掌握实验方法步骤；）掌握实验方法步骤； （（3）会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题；）会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题；（（4）会观察、解释实验现象，会分析、处理实验数据；）会观察、解释实验现象，会分析、处理实验数据； （（5）会分析和评价实验结果，并得出合理的实验结论会分析和评价实验结果，并得出合理的实验结论1 1、独立完成实验的能力、独立完成实验的能力湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉2、设计实验的能力、设计实验的能力 能根据要求灵活运用已学过的物理理论、实验方法和仪器，能根据要求灵活运用已学过的物理理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。

设计简单的实验方案并处理相关的实验问题 二、实验试题的命题规律湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉1、题型特点、题型特点 （（1）一小：命题立足）一小：命题立足课本课本，侧重考查完成实验的能力涉及基本，侧重考查完成实验的能力涉及基本仪器的使用（含读数）、实验原理和测量方法的理解、仪器的使用（含读数）、实验原理和测量方法的理解、 实验条件实验条件的控制、实验步骤的编排、实验数据的处理、实验误差的分析的控制、实验步骤的编排、实验数据的处理、实验误差的分析2）一大：命题立足）一大：命题立足迁移迁移，侧重考查设计简单实验方案的能力侧重考查设计简单实验方案的能力突出突出实验原理实验原理的迁移、的迁移、测量方法测量方法的迁移（如力学实验中的转化法、的迁移（如力学实验中的转化法、放大法、留迹法；电学实验中的伏安法、替代法、半偏法等）、放大法、留迹法；电学实验中的伏安法、替代法、半偏法等）、数数据处理据处理方法方法的迁移（图象法和平均值法）等的迁移（图象法和平均值法）等湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（1）器材选取和电路选取）器材选取和电路选取（（2）实验原理方法的理解和实验方案的设计）实验原理方法的理解和实验方案的设计（（3）实验数据的分析和处理）实验数据的分析和处理2、难点设置、难点设置二、实验试题的命题规律湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析【例【例1】（】（06年年·全国理综全国理综Ⅰ）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：下面几种说法：A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失．去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是其中正确的是_____________．． 【答案【答案】】ABD【点评】考查双缝干涉实验原理的理解及实验条件的控制。

要求【点评】考查双缝干涉实验原理的理解及实验条件的控制要求再现实验情景并结合双缝干涉条纹间距公式对题设各种情况作出再现实验情景并结合双缝干涉条纹间距公式对题设各种情况作出定性判断定性判断 白炽灯滤光片单缝双缝遮光筒屏湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析【例【例2】（】（06年年·天津理综）某研究性学习小组利用如图天津理综）某研究性学习小组利用如图1所示电路所示电路测量电池组的电动势测量电池组的电动势E和内阻和内阻r．根据实验数据绘出如图．根据实验数据绘出如图2所示的图所示的图线，其中线，其中R为电阻箱读数，为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到为电流表读数，由此可以得到E＝＝____V，，r＝＝____Ω．．【答案】【答案】2.9；；0.9【点评】本题是课本实验的迁移和延伸，【点评】本题是课本实验的迁移和延伸，考查实验原理的理解和数据处理的方法考查实验原理的理解和数据处理的方法 ——图象法要求根据原理式和图象得图象法要求根据原理式和图象得出合理实验结论出合理实验结论如（如06年年·江苏、重庆江苏、重庆理综都涉及纸带数据处理理综都涉及纸带数据处理——逐差法）逐差法）湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【例【例3】（】（06年年·全国理综全国理综ⅠⅠ））现要测量某一电压表现要测量某一电压表V的内阻．给定的的内阻．给定的器材有：待测电压表器材有：待测电压表V（量程（量程2V，内阻约，内阻约4kΩ）电流表）电流表mA（量程（量程1.2mA，内阻约，内阻约500Ω)；直流电源；直流电源E（电动势约（电动势约2.4V，电阻不计）；，电阻不计）；固定电阻固定电阻3个：个：R1＝＝4000Ω，，R2＝＝10000Ω，，R3＝＝15000Ω；电键；电键S及及导线若干．导线若干．要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．（（1）试从）试从3个固定电阻中选用个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，个，与其它器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图．（要求电路中各器材用题中给定的符号并画出测量电路的原理图．（要求电路中各器材用题中给定的符号标出）标出）（（2）电路接通后，若电压表读数为）电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为，电流表读数为I，则电压表，则电压表内阻内阻RV＝＝___________．．3、试题分析、试题分析湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析【分析【分析】】（（1））①①从配置看，由题给参数估算允许通过待测电压表的从配置看，由题给参数估算允许通过待测电压表的最大电流最大电流 ，且电压表分得的电压，且电压表分得的电压超过量程。

要满足实验要求应在待测电压表上并联一个分流电阻，超过量程要满足实验要求应在待测电压表上并联一个分流电阻，如图所示．如图所示．②②实验测量中，当待测电压表示数接近实验测量中，当待测电压表示数接近2V时，通时，通过电流表的电流应接近过电流表的电流应接近1.2mA，所以，并联的分，所以，并联的分流电阻流电阻R应满足应满足 ，， 解得解得 ③③若并联的分流电阻过大，其分流作用太小，两表配置不好，读数若并联的分流电阻过大，其分流作用太小，两表配置不好，读数引起的偶然误差较大，且电压表读数可能超量程，所以，应选择阻引起的偶然误差较大，且电压表读数可能超量程，所以，应选择阻值接近值接近6kΩ的固定电阻，即选择的固定电阻，即选择R1较合理．较合理．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析（（2）由并联电路的特点和欧姆定律可得：）由并联电路的特点和欧姆定律可得：解得：解得： 【点评【点评】】本题是伏安法测电阻的延伸，通过电阻测量考查器材本题是伏安法测电阻的延伸，通过电阻测量考查器材选取和电路设计等知识，测试设计简单实验方案的能力．把难选取和电路设计等知识，测试设计简单实验方案的能力．把难点设置在器材选取和电路设计上，是高考实验试题最典型的一点设置在器材选取和电路设计上，是高考实验试题最典型的一种命题方式．解答这类问题时，应根据实验条件和实验要求，种命题方式．解答这类问题时，应根据实验条件和实验要求，确定测量原理和方法，并从电表量程配置应合理、减小电表读确定测量原理和方法，并从电表量程配置应合理、减小电表读数引起的偶然误差的角度来选择器材数引起的偶然误差的角度来选择器材（如（如06年年·北京理综）．北京理综）．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析【例【例4】】（（06年年·江苏）现在按图江苏）现在按图①①所示的电路测量一节旧干电池的所示的电路测量一节旧干电池的电动势电动势E（约（约1.5V）和内阻）和内阻r（约（约20Ω），可供选择的器村如下：），可供选择的器村如下：电流表电流表A1、、A2（量程（量程0～～500μA，内阻约为，内阻约为500Ω），滑动变阻器），滑动变阻器R（阻值（阻值0～～100Ω，额定电流，额定电流1.0A），定值电阻），定值电阻R1（阻值约为（阻值约为100Ω），电阻箱），电阻箱R2、、R3（阻值（阻值0～～999.9Ω），开关、导线若干．），开关、导线若干．由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装（扩大量程），然后再按图表改装（扩大量程），然后再按图①①电路进行测量．电路进行测量．（（1）测量电流表）测量电流表A2的内阻的内阻按图按图②②电路测量电路测量A2的内阻，的内阻，以下给出了实验中必要的操作．以下给出了实验中必要的操作．A．断开．断开S1B．闭合．闭合S1、、S2C．按图．按图②②连接线路，将滑动变阻器连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，的滑片调至最左端，R2调至调至最大最大 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析D．调节．调节R2，使，使A1的示数为的示数为I1，记录，记录R2的值．的值．E．断开．断开S2，闭合，闭合S3F．调节滑动变阻器．调节滑动变阻器R，使，使A1、、A2的指针偏转适中，记录的指针偏转适中，记录A1的示数的示数I1请按合理顺序排列实验步骤（填序号）：请按合理顺序排列实验步骤（填序号）：________________．．（（2）将电流表）将电流表A2（较小量程）改装成电流表（较小量程）改装成电流表A（较大量程）（较大量程）如果（如果（1）中测出）中测出A2的内阻为的内阻为468.0Ω，现用，现用R2将将A2改装成量程为改装成量程为20mA的电流表的电流表A，应把，应把R2调为调为______Ω与与A2并联，改装后电流表并联，改装后电流表A的的内阻内阻RA为为___________Ω．．（（3）利用电流表）利用电流表A、电阻箱、电阻箱R3测电池的电动势和内阻测电池的电动势和内阻用电流表用电流表A、电阻箱、电阻箱R3及开关及开关S按图按图①①所示电路测电池的电动势和内所示电路测电池的电动势和内阻．实验时，改变阻．实验时，改变R3的值，记录下电流表的值，记录下电流表A的示数的示数I，得到若干组，得到若干组R3、、I的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势E和内阻和内阻r．．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析a．请写出与你所作线性图象对应的函数关系式．请写出与你所作线性图象对应的函数关系式_____________．．b．请在虚线框内坐标中作出定性图象（要求．请在虚线框内坐标中作出定性图象（要求标明两上坐标轴所代表的物理量，用符号表示）标明两上坐标轴所代表的物理量，用符号表示）c．图中．图中___________表示表示E，，图中图中____________表示表示r．． O【【点评点评】】本题综合考查电阻测量原理、电表改本题综合考查电阻测量原理、电表改装原理、测电池电动势和内阻原理以及用图象装原理、测电池电动势和内阻原理以及用图象法处理数据等知识。

替代法测电阻、图象法处法处理数据等知识替代法测电阻、图象法处理数据都是重要实验方法，在近几年高考试题理数据都是重要实验方法，在近几年高考试题中经常出现（如中经常出现（如04年年·北京理综）．北京理综）．【【答案答案】】（（1））CBFEDA；（；（2））12.0，，11.7 ；（；（3）） 1/I O R3+RA湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析【例【例5】（】（06年年·广东）某同学设计了一个如图广东）某同学设计了一个如图1所示的实验电路，用以所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3V）、电流表（量程）、电流表（量程0.6A，内阻小于，内阻小于1 Ω ）、电阻箱（）、电阻箱（0～～99.99Ω）、）、滑动变阻器（滑动变阻器（0～～10 Ω ）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略．若干。

考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略．（（1）该同学按图）该同学按图1连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20 Ω ．试分析该测量产生误差的原因是．试分析该测量产生误差的原因是_____________________．．（（2）简要写出利用图）简要写出利用图1所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：①①_________________________；；②②_________________________；；（（3）图）图2是由实验数据绘出的图象，是由实验数据绘出的图象，由此求出待测干电池组的电动势由此求出待测干电池组的电动势E＝＝_______V、内阻、内阻r＝＝________Ω ．．（计算结果保留三位有效数字）（计算结果保留三位有效数字）湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析【答案】（【答案】（1）并联电阻箱后电路总阻值减小，从而使总电流增大；）并联电阻箱后电路总阻值减小，从而使总电流增大；（（2）略；（）略；（3））2.86，，2.37 【点评】本题综合考查电阻的测量（半偏法）及误差分析、电源【点评】本题综合考查电阻的测量（半偏法）及误差分析、电源电动势和内阻的测量及数据处理等知识，主要测试设计简单实验电动势和内阻的测量及数据处理等知识，主要测试设计简单实验方案的能力．半偏法是测量电阻的常用方法，在高考中多次考查方案的能力．半偏法是测量电阻的常用方法，在高考中多次考查（如（如04年年·天津理综）．天津理综）．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析【例【例6】（】（06年年·四川理综）（四川理综）（1）在）在“用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度”的的实验中：实验中：①①测摆长时，若正确测出悬线长测摆长时，若正确测出悬线长l和摆球直径和摆球直径d，则摆长，则摆长为为_____；；②②测周期时，当摆球经过测周期时，当摆球经过______位置时开始计时并计位置时开始计时并计 数数1次，测出经过该位置次，测出经过该位置N次（约次（约60～～100次）的时间为次）的时间为t，则周期，则周期 为为________．． 此外，请你从下列器材中选用所需器材，再设计一个实验，粗略此外，请你从下列器材中选用所需器材，再设计一个实验，粗略测出重力加速度测出重力加速度g，并参照示例填写下表（示例的方法不能再用），并参照示例填写下表（示例的方法不能再用）A．天平；．天平；B．刻度尺；．刻度尺；C．弹簧秤；．弹簧秤；D．电磁打点计时器；．电磁打点计时器；E．．带夹子的重锤；带夹子的重锤；F．纸带；．纸带；G．导线若干；．导线若干；H．铁架台；．铁架台；I．低压．低压交流电源；交流电源；J．低压直流电源；．低压直流电源；K．小车；．小车；L．螺旋测微器；．螺旋测微器；M．．斜面（高度可调，粗糙程度均匀）斜面（高度可调，粗糙程度均匀）湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析实验设计实验设计 安装仪器，接通电源，让纸带随重锤竖直下落．安装仪器，接通电源，让纸带随重锤竖直下落．用刻度尺测出所需数据，处理数据，得出结果．用刻度尺测出所需数据，处理数据，得出结果．B、、D、、E、、F、、G、、H、、I示例示例 简述实验方法（不要求写出具体步骤）简述实验方法（不要求写出具体步骤）所选器材（只填器材序号）所选器材（只填器材序号） （（2）在）在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”实验中，需要测量金属丝的长实验中，需要测量金属丝的长度和直径．现用最小分度为度和直径．现用最小分度为1mm的米尺测量金属丝长度，图中的米尺测量金属丝长度，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度为得的金属丝长度为______mm．在测量金属丝直径时，如果受．在测量金属丝直径时，如果受条件限制，身边只有米尺条件限制，身边只有米尺1把和圆柱形铅笔把和圆柱形铅笔1支．如何较准确地支．如何较准确地测量金属丝的直径？请简述测量测量金属丝的直径？请简述测量方法：方法：______________________.【点评】两小题都突出了对测量方法的考查，题目较灵活，具有【点评】两小题都突出了对测量方法的考查，题目较灵活，具有一定的发散性和开放性．其中第一小题采用转化法，即利用物理一定的发散性和开放性．其中第一小题采用转化法，即利用物理量之间的关系将间接物理量的测量转化为直接物理量的测量；第量之间的关系将间接物理量的测量转化为直接物理量的测量；第二小题采用放大法，即先把小量放大然后进行测量．二小题采用放大法，即先把小量放大然后进行测量．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析【例【例7】（】（06年年·上海）表格中所列数据是测量小灯泡上海）表格中所列数据是测量小灯泡U—I关系关系的实验数据：的实验数据：0.2150.2050.1950.1800.1500.1000.0500.000U/V3.02.52.01.51.00.50.20.0I/A（（1）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图____（填（填“甲甲”或或“乙乙”）；）；湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、试题分析、试题分析（（2）在方格纸内画出小灯泡的）在方格纸内画出小灯泡的U－－I曲线．分析曲线可知小灯泡曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻随的电阻随I变大而变大而_______（填（填“变大变大”、、“变小变小”或或“不变不变”）；）；（（3）如图丙所示，用一个定值电阻）如图丙所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为联电路，连接到内阻不计、电动势为3V的电源上．已知流过电阻的电源上．已知流过电阻R的电流是流过灯泡的电流是流过灯泡b电流的两倍，则流过灯泡电流的两倍，则流过灯泡b的电流约为的电流约为_______A．．【答案】（【答案】（1）甲；（）甲；（2）如图所示，变大；（）如图所示，变大；（3））0.070A 【点评】本题主要考查实验条件【点评】本题主要考查实验条件控制与电路选取、实验数据分析控制与电路选取、实验数据分析和数据处理，测试实验原理方法和数据处理，测试实验原理方法的迁移能力和创新能力．的迁移能力和创新能力．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉三、二轮实验的复习方案湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉一、物理实验的能力要求 自然科学是实验性科学，物理实验是物理学的重要组成部分。

自然科学是实验性科学，物理实验是物理学的重要组成部分高考对实验能力提出了明确的要求，即是高考对实验能力提出了明确的要求，即是“设计和完成实验的能设计和完成实验的能力力”，它包含两个方面：，它包含两个方面： （（1）理解实验原理、实验目的及要求；）理解实验原理、实验目的及要求； （（2）掌握实验方法步骤；）掌握实验方法步骤； （（3）会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题；）会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题；（（4）会观察、解释实验现象，会分析、处理实验数据；）会观察、解释实验现象，会分析、处理实验数据； （（5）会分析和评价实验结果，并得出合理的实验结论会分析和评价实验结果，并得出合理的实验结论1 1、独立完成实验的能力、独立完成实验的能力2、设计实验的能力、设计实验的能力 能根据要求灵活运用已学过的物理理论、实验方法和仪器，能根据要求灵活运用已学过的物理理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题设计简单的实验方案并处理相关的实验问题 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉二、基本仪器的使用二、基本仪器的使用【【方法归纳方法归纳】】1．要求会正确使用的仪器．要求会正确使用的仪器刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、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、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱、示波器．电阻箱、示波器． 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉2、在力学和电学实验中，可直接测量基本物理量、在力学和电学实验中，可直接测量基本物理量电压表电压表电压电压电流表电流表电流电流欧姆表、电阻箱欧姆表、电阻箱电阻电阻电学电学天平天平质量质量秒表（停表）、打点计时器秒表（停表）、打点计时器时间时间刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器长度长度力学力学测量仪器测量仪器基本物理量基本物理量湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3．读数方法．读数方法 用各种测量仪器测量有关物理量，读数时首先要弄清测量用各种测量仪器测量有关物理量，读数时首先要弄清测量仪器的精度．以螺旋测微器为例：精度为仪器的精度．以螺旋测微器为例：精度为 mm=0.01mm ，，其读数方法是：读数其读数方法是：读数= =固定刻度数固定刻度数( (含半毫米刻度含半毫米刻度) )＋可动刻度数＋可动刻度数（含估读刻度数）（含估读刻度数）××精度．精度． 一般来说，除游标卡尺、秒表、电阻箱外，其他测量仪器一般来说，除游标卡尺、秒表、电阻箱外，其他测量仪器的读数都需要估读，即读到精度的下一位．的读数都需要估读，即读到精度的下一位． 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【典例分析【典例分析】】【例【例1 1】】 请将下列各种测量仪器的读数填在题中的横线上请将下列各种测量仪器的读数填在题中的横线上 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉 有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的测量和可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的测量量转化转化为基本物理量的测量。

为基本物理量的测量 1、常见间接测量的物理量及其测量方法、常见间接测量的物理量及其测量方法【方法归纳【方法归纳】】三、独立完成实验三、独立完成实验湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉①①根据根据E=U+Ir转化为测量转化为测量U、、I；；②②表箱配合转化为测量表箱配合转化为测量U、、R或或I、、R电动势电动势根据根据P=UI转化为测量转化为测量U、、I电功率电功率①①根据根据 转化为测量转化为测量U、、I（伏安法）；（伏安法）；②②电阻箱（半偏法、替代法）；电阻箱（半偏法、替代法）；③③闭合电路欧姆定律（计算法）闭合电路欧姆定律（计算法）电阻电阻（精确测量）（精确测量）电电学学根据根据 转化为测量转化为测量m、、s、、v功功根据根据F=ma转化为测量转化为测量m、、a力力①①利用纸带，逐差法利用纸带，逐差法 ；②②利用单摆利用单摆加速度加速度①①利用纸带利用纸带 ；②②利用平抛利用平抛速度速度力力学学测量原理和测量原理和测量方法测量方法待测物理量待测物理量1、常见间接测量的物理量及其测量方法、常见间接测量的物理量及其测量方法湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉2、实验数据分析和处理、实验数据分析和处理（（1）实验数据分析）实验数据分析①① 通过实验数据分析推理考查规律运用；通过实验数据分析推理考查规律运用；②② 分析信息、处理信息分析信息、处理信息,得出实验结论（包括探究性实验）。

得出实验结论（包括探究性实验）为了减小由于实验数据测量而引起的偶然误差，常采用以下方为了减小由于实验数据测量而引起的偶然误差，常采用以下方法处理：法处理：①①多次测量求平均值；多次测量求平均值；②②图象法2）实验数据处理）实验数据处理湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3．实验误差的分析．实验误差的分析 （（2）绝对误差和相对误差：）绝对误差和相对误差：设某物理量的真值为设某物理量的真值为A0，测量值为，测量值为A，，则绝对误差则绝对误差△△=|A－－A0|，相对误差为，相对误差为 真值A0常以公认常以公认值、理论值或多次测量的平均值代替．值、理论值或多次测量的平均值代替． 中学物理中只要求初步了解系统误差和偶然误差、绝对误差和中学物理中只要求初步了解系统误差和偶然误差、绝对误差和相对误差的概念；能定性分析某些实验中产生误差的主要原因；知相对误差的概念；能定性分析某些实验中产生误差的主要原因；知道用平均值法、图象法减小偶然误差；但不要求计算误差．道用平均值法、图象法减小偶然误差；但不要求计算误差． （（1）系统误差和偶然误差：）系统误差和偶然误差：测量值总是有规律的朝着某一方向偏测量值总是有规律的朝着某一方向偏离真实值（总是偏大或总是偏小）的误差，称为系统误差．系统误离真实值（总是偏大或总是偏小）的误差，称为系统误差．系统误差的主要来源是仪器本身不够精确，或实验原理、方法不够完善．差的主要来源是仪器本身不够精确，或实验原理、方法不够完善．由于偶然因素的影响，造成测量值的无规则起伏称为偶然误差．偶由于偶然因素的影响，造成测量值的无规则起伏称为偶然误差．偶然误差是由于各种偶然因素对实验者、测量仪器，被测物理量的影然误差是由于各种偶然因素对实验者、测量仪器，被测物理量的影响而产生的，多次测量偏大和偏小的机会相同，因此，多次测量求响而产生的，多次测量偏大和偏小的机会相同，因此，多次测量求平均值可减小偶然误差．平均值可减小偶然误差．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉 0.84 0.48 0.42 0.48 0.84 A的示数的示数（A）e dcb aP的位置的位置0.84 0.21 0.28 0.42 0.84 A的示数的示数（A）ex dcb aP的位置的位置（（1）实验数据分析）实验数据分析【典例分析【典例分析】】表二（第二实验组）表二（第二实验组）【例【例1】（】（05年年·上海）两实验小组使用相同规格的元件，按如图电上海）两实验小组使用相同规格的元件，按如图电路进行测路进行测 量．他们将滑动变阻器的滑片量．他们将滑动变阻器的滑片P分别置于分别置于a、、b、、c、、d、、e五个间距相同的位置（五个间距相同的位置（a、、e为滑动变阻器为滑动变阻器的两个端点），把相应的电流表示数记录的两个端点），把相应的电流表示数记录在表一、表二中，对比两组数据，发现电在表一、表二中，对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同，经检查，发现流表示数的变化趋势不同，经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路．其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路． 表一（第一实验组）表一（第一实验组）湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（1）滑动变阻器发生断路的是第）滑动变阻器发生断路的是第_______实验组；断路发生实验组；断路发生在滑在滑 动动 变阻器变阻器______段．段．（（2）表二中，对应滑片）表二中，对应滑片P在在x（（d、、e之间的某一点）处的电之间的某一点）处的电流表示数流表示数 的可能值为：的可能值为： A．．0.16A B．．0.26A C．．0.36A D．．0.46A（（1）实验数据分析）实验数据分析【点评【点评】】 这是一道典型数据分析题，发散性很强，对推理能力要求较高这是一道典型数据分析题，发散性很强，对推理能力要求较高.（（1）由表一数据的对称性结合电路的对）由表一数据的对称性结合电路的对称性判断滑动变阻器发生断路的是第二称性判断滑动变阻器发生断路的是第二实验组，并得出实验组，并得出 .（（2）由表二数据判断发生断路的位置在）由表二数据判断发生断路的位置在de 段，并计算电流表示数的可能范围段，并计算电流表示数的可能范围: 或大于或大于0.42A .湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（1）实验数据分析）实验数据分析【例【例2】（】（05年年·北京理综）北京理综）“黑盒子黑盒子”表面有表面有a、、b、、c三个接线三个接线柱，盒内总共有两个电学元件，每两个接线柱之间只可能连接柱，盒内总共有两个电学元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件．为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用一个元件．为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：多用电表进行了如下探测：第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发生偏转；生偏转；第二步：用电阻第二步：用电阻×100Ω挡，对任意两个接线柱正、反向测量，挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图指针偏转情况如图1所示．所示．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（1）第一步测量结果表明盒内）第一步测量结果表明盒内_____________________________．．（（2）图）图2示出了上图示出了上图[1]和和[2]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是值是____Ω；；图图3示出了上图示出了上图[3]中欧姆表指钟所处的位置，其对应的阻值是中欧姆表指钟所处的位置，其对应的阻值是___Ω. （（3）请在图）请在图4的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况．况．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（4）一个小灯泡与）一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图电池组的连接情况如图5所示．如果把图所示．如果把图中中e、、f 两端用导线直接相连，小灯泡可正常发光．欲将两端用导线直接相连，小灯泡可正常发光．欲将e、、f 两两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光．那端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光．那么，么，e端应连接到端应连接到______接线柱，接线柱，f 端应连接到端应连接到______接线柱．接线柱．【答案】（【答案】（1）不存在电源；（）不存在电源；（2））1200，，500；；（（3）如图所示；（）如图所示；（4））c、、a【点评】近些年探究性实验进入高考，反映了高考对实验数据分【点评】近些年探究性实验进入高考，反映了高考对实验数据分析提出了新的要求，这一点在复习备考中应引起足够的重视。

析提出了新的要求，这一点在复习备考中应引起足够的重视 本题要求了解晶体二极管的单向导电特性，并分析各次测量本题要求了解晶体二极管的单向导电特性，并分析各次测量中电表指针偏转情况，通过推理和综合得出盒内电路图中电表指针偏转情况，通过推理和综合得出盒内电路图湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（2）实验数据处理）实验数据处理【例【例3】】 一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过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，如图甲所示，图乙是打出的打点计器的纸带从斜面上滑下，如图甲所示，图乙是打出的纸带的一段．纸带的一段． （（1）已知打点计时器使用的交流电频率为）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图，利用图乙给出的数据可求出小车下滑的加速度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）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的物理量有____________________，用测得的量及加速度，用测得的量及加速度a表表示阻力的计算式为示阻力的计算式为f =________________．．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（2）实验数据处理）实验数据处理【点评【点评】】 （（1）逐差法充分利用了纸带的实验数据，从而减小了）逐差法充分利用了纸带的实验数据，从而减小了数据测量引起的偶然误差．本题中所给出的实验数据个数数据测量引起的偶然误差．本题中所给出的实验数据个数为奇数（为奇数（9个），处理时常舍掉正中间的一个数据或两头的个），处理时常舍掉正中间的一个数据或两头的一个数据．一个数据． （（2）小车下滑过程中所受到的阻力无法直接测量，但）小车下滑过程中所受到的阻力无法直接测量，但根据牛顿第二定律可转化为测量根据牛顿第二定律可转化为测量m，，a，，h和和l．与此相类似，．与此相类似，你能求出打点计时器打纸带上的两计数点的过程中小车克你能求出打点计时器打纸带上的两计数点的过程中小车克服阻力所做的功吗？服阻力所做的功吗？ 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（2）实验数据处理）实验数据处理【例【例4】】 （（04年年·上海）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变上海）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（大．某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和和U分别分别表示小灯泡上的电流和电压）：表示小灯泡上的电流和电压）：（（1）在下框中画出实验电路图．可用的器材有：电压表、电）在下框中画出实验电路图．可用的器材有：电压表、电流表、流表、 滑线变阻器（变化范围滑线变阻器（变化范围0～～10Ω）、电源、小灯泡、电）、电源、小灯泡、电键、导线若干键、导线若干．．（（2）在图中画出小灯泡的）在图中画出小灯泡的U—I曲线．曲线．2.001.801.601.401.201.000.800.600.400.20U/V0.500.490.470.450.420.380.340.290.210.12I/A湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（2）实验数据处理）实验数据处理（（3）若将该小灯泡接在电动势是）若将该小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是，内阻是2.0Ω的电池两的电池两端，小灯泡的实际功率是多少端，小灯泡的实际功率是多少?（简要写出求解过程，若需作（简要写出求解过程，若需作图，可直接画在图中）图，可直接画在图中）【点评】【点评】 本题主要考查独立完成实验的能力．主要包括：本题主要考查独立完成实验的能力．主要包括： ①①实验原理及电路；实验原理及电路；②②用图象法处理实验数据，并得出实验结论．其中利用图线确用图象法处理实验数据，并得出实验结论．其中利用图线确定小灯泡与电源连接后的工作点是解答本题第（定小灯泡与电源连接后的工作点是解答本题第（3）问的关键．）问的关键．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉 实验设计应把重点放在力学和电学实验上，力学以打点计实验设计应把重点放在力学和电学实验上，力学以打点计时器为中心展开，电学以电阻测量为中心展开，当然，还应注时器为中心展开，电学以电阻测量为中心展开，当然，还应注意新增实验，如电表改装、导体的伏安特性、探索黑箱内的元意新增实验，如电表改装、导体的伏安特性、探索黑箱内的元件等。

件等 【方法归纳【方法归纳】】（（1）精确性：在实验误差允许的范围内，应尽可能选择误差较）精确性：在实验误差允许的范围内，应尽可能选择误差较小的方案小的方案 （（2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，不会对器材造成损）安全性：实验方案的实施要安全可靠，不会对器材造成损害，且成功率高害，且成功率高 （（3）可操作性：实验应便于操作和读数，便于进行数据处理可操作性：实验应便于操作和读数，便于进行数据处理 1 1、进行实验设计的总体原则、进行实验设计的总体原则四、实验设计四、实验设计湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉2、实验设计的基本思路、实验设计的基本思路 明确目的明确目的→确定原理确定原理→ →数据处理数据处理→误差分析误差分析 实验设计的关键在于实验设计的关键在于实验原理的设计实验原理的设计，它是进行实验的依，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤而实验原理的设计又往往依哪些物理量，如何编排实验步骤。

而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材（条件）和实验要求，它们相辅相成，赖于所提供的实验器材（条件）和实验要求，它们相辅相成，互为条件互为条件 【方法归纳【方法归纳】】湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉示例一：电表内阻的测量示例一：电表内阻的测量Ø纵向：伏安法及变式纵向：伏安法及变式 （两表配置）（两表配置）（（1 1）电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻）电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻 ( (两不同表）两不同表） （（2）两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测）两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测 另一只的内阻（两相同表）另一只的内阻（两相同表）湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（3）两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱）两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱 才能测定电表的内阻才能测定电表的内阻 （两表一箱）两表一箱）Ø横向：除伏安法外，还常用替代法、半偏法和闭合横向：除伏安法外，还常用替代法、半偏法和闭合 电路欧姆定律计算法电路欧姆定律计算法 （表箱配置和两表配置）（表箱配置和两表配置）示例一：电表内阻的测量示例一：电表内阻的测量Ø纵向：伏安法及变式纵向：伏安法及变式 （表箱配置）（表箱配置）湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉示例一：电表内阻的测量示例一：电表内阻的测量Ø横向：除伏安法外，还常用替代法、半偏法和闭合横向：除伏安法外，还常用替代法、半偏法和闭合 电路欧姆定律计算法电路欧姆定律计算法 （表箱配置）（表箱配置）（（2）半偏法：）半偏法：注意实验条件的控制注意实验条件的控制 （（1 1）替代法：）替代法：湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉示例一：电表内阻的测量示例一：电表内阻的测量Ø横向：除伏安法外，还常用替代法、半偏法和闭合横向：除伏安法外，还常用替代法、半偏法和闭合电路欧姆定律计算法电路欧姆定律计算法 （表箱配置）（表箱配置）（（3）闭合电路欧姆定律计算法（一表一箱））闭合电路欧姆定律计算法（一表一箱） 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉示例二：电源电动势和内阻的测量示例二：电源电动势和内阻的测量Ø纵向：电流表和电压表及变式（两表配置）纵向：电流表和电压表及变式（两表配置）（（1）电流表和电压表各一只，可测量电源电动势和内阻。

电流表和电压表各一只，可测量电源电动势和内阻2）两只同种电表，其中一表内阻已知，可测量电源电动）两只同种电表，其中一表内阻已知，可测量电源电动势和内阻势和内阻湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉Ø横向：电表和电阻箱及变式（表箱配置）横向：电表和电阻箱及变式（表箱配置）示例二：电源电动势和内阻的测量示例二：电源电动势和内阻的测量（（1）电流表和电阻箱或电压表和电阻箱）电流表和电阻箱或电压表和电阻箱（（2）电压表和电源配置不合理，应设置保护电阻）电压表和电源配置不合理，应设置保护电阻湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉3、电学实验的器材选择和电路设计、电学实验的器材选择和电路设计 （（1）电路结构）电路结构 （（2）分析思路）分析思路 完整的实验电路包括三个部分：完整的实验电路包括三个部分：a.测量电路；测量电路；b.控制控制电路（变阻器、开关）；电路（变阻器、开关）；c.电源电源.【方法归纳【方法归纳】】湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（3）基本方法）基本方法 ①①电表选取：电表选取：a.电表精度：选择电表时应先估算待测电流或电压的最大值，电表精度：选择电表时应先估算待测电流或电压的最大值，为了使测量有尽可能高的精度，根据估算结果选取符合要为了使测量有尽可能高的精度，根据估算结果选取符合要求且求且量程较小（精度较高）量程较小（精度较高）的电表；的电表；b.电表配置：为了减小电表读数引起的偶然误差，要考虑电表配置：为了减小电表读数引起的偶然误差，要考虑电表间、电表与电源间（保护电阻）的配置电表间、电表与电源间（保护电阻）的配置是否合理，测是否合理，测量时各电表的最大偏转量都应接近量程。

量时各电表的最大偏转量都应接近量程 3、电学实验的器材选择和电路设计、电学实验的器材选择和电路设计湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉②②滑动变阻器的选取与分压、限流电路控制：滑动变阻器的选取与分压、限流电路控制： 控制电路的设计应能保证电路安全，并通过调节能方便控制电路的设计应能保证电路安全，并通过调节能方便地测量多组实验数据，它取决于滑动变阻器的全电阻与待测地测量多组实验数据，它取决于滑动变阻器的全电阻与待测电阻的关系电阻的关系a. 实验要求待测电阻两端电压实验要求待测电阻两端电压从零开始从零开始连续变化时，应连续变化时，应分压分压b.当变阻器全电阻当变阻器全电阻远小于远小于待测电阻时，限流不能保证安全待测电阻时，限流不能保证安全（即限流电路中的最小电流超过电表量程或用电器的额定电（即限流电路中的最小电流超过电表量程或用电器的额定电流）或限流能保证安全，但变阻器调节过程中，电表读数变流）或限流能保证安全，但变阻器调节过程中，电表读数变化不明显，不满足实验测量多组数据的要求应选用化不明显，不满足实验测量多组数据的要求应选用分压分压c. 当变阻器全电阻当变阻器全电阻远大于远大于待测电阻时，无论限流还是分压都待测电阻时，无论限流还是分压都无法进行有效调节，无法进行有效调节，不宜选用不宜选用；两者较；两者较接近接近时，才可考虑时，才可考虑限限流流。

3、电学实验的器材选择和电路设计、电学实验的器材选择和电路设计（（3）基本方法）基本方法 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【典例分析【典例分析】】【例【例1】】 （（1997年年·全国卷）某电压表的内阻在全国卷）某电压表的内阻在20kΩ～～50kΩ之间，之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表待测电压表V（量程（量程3V））;电流表电流表A1（量程（量程200μA ）；）；电流表电流表A2（量程（量程5mA）；）；电流表电流表A3（量程（量程0.6A）；）；滑动变阻器滑动变阻器R（最大阻值（最大阻值1kΩ）；）；电源电源E（电动势（电动势4V），电键），电键S1）所提供的电流表中，应选用）所提供的电流表中，应选用___________（填写字母代号）；（填写字母代号）；（（2）为了尽量减少误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的）为了尽量减少误差，要求测量多组数据，试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）实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出） 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【分析【分析】】（（1）原理方法：）原理方法：伏安法伏安法（（2）测量电路设计：）测量电路设计：（（3）电表选择：通过电压表的最大电流）电表选择：通过电压表的最大电流 ，故选用电流，故选用电流A1．．（（4）控制电路设计：滑动变阻器在电路中起控制和调节作用，）控制电路设计：滑动变阻器在电路中起控制和调节作用，由于由于1kΩ 远小于待测电压表的内阻（远小于待测电压表的内阻（20kΩ～～50kΩ），故应），故应采用分压电路控制．实验电路图为：采用分压电路控制．实验电路图为： AV湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【例【例2】】 （（2000年年·全国卷）从下表中选出适当的实验器材，设计全国卷）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表一电路来测量电流表A1的内电阻的内电阻r1，要求方法简捷，有尽可能高，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测多组数据．的测量精度，并能测多组数据． （（1）在虚线方框中画出电路图，标明所用）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号．器材的代号． （（2）若选择测量数据中的一组来计算）若选择测量数据中的一组来计算r1，，则所用的表达式则所用的表达式r1=__________，其中各符，其中各符号的意义是号的意义是____________．． 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【分析【分析】】测量方案一：测量方案一： 测量方案二：测量方案二： （（1）实验电路图为：）实验电路图为： （（2））1、测量电路：电表间配置、测量电路：电表间配置2、控制电路：电表与电源间配置、控制电路：电表与电源间配置湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【变式】【变式】 （（2004年年·全国理综全国理综Ⅱ）用以下器材测量一待测电阻）用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（的阻值（900—1000Ω）：）：电源电源E，具有一定内阻，电动势约为，具有一定内阻，电动势约为9.0V；；电压表电压表V1，量程为，量程为1.5V，内阻，内阻r1=750Ω；；电压表电压表V2，量程为，量程为5V，内阻，内阻r2=2500Ω；；滑线变阻器滑线变阻器R，最大阻值约为，最大阻值约为100Ω；；单刀单掷开关单刀单掷开关K，导线若干。

导线若干1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的）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，试画出测量电阻电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中的相的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中的相应的英文字母标注）应的英文字母标注）.（（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线.（（3）若电压表）若电压表V1的读数用的读数用U1表示，电压表表示，电压表V2的读数用的读数用U2表示，表示，则由已知量和测得量表示则由已知量和测得量表示Rx的公式为的公式为Rx=_________湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉1、测量原理；、测量原理；2、电表配置；、电表配置；3、控制电路（分压、限流）．、控制电路（分压、限流）．【分析【分析】】 本题中测量电阻的原理是本题中测量电阻的原理是并联分流或串联分压并联分流或串联分压，它是，它是伏安法测电阻原理的迁移和延伸伏安法测电阻原理的迁移和延伸湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉 【例【例3】】 （（2001年年·湖北卷）实验室中现有器材如实物图湖北卷）实验室中现有器材如实物图（（a）所示，有：）所示，有：电池电池E：电动势约：电动势约10V，内阻为，内阻为1Ω；；电流表电流表A1：量程：量程10A，内阻，内阻r1约为约为0.2Ω；；电流表电流表A2：量程：量程300mA，内阻，内阻r2约为约为5Ω；；电流表电流表A3：量程：量程250mA，内阻，内阻r3约为约为5Ω；；电阻箱电阻箱R1：最大阻值：最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为，阻值最小改变量为0.1Ω；；滑线变阻器滑线变阻器R2：最大阻值：最大阻值100Ω；开关；开关S，导线若干．，导线若干．要求用图（要求用图（b）所示的电路测定图中电流表）所示的电路测定图中电流表A的电阻．的电阻． 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？答：（阻？答：（ ））（（2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在答题卡上的）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在答题卡上的实物图上连成测量电路．实物图上连成测量电路．（（3）你要读出的物理量是）你要读出的物理量是______________．用这些物理量表示．用这些物理量表示待测内阻的计算公式是待测内阻的计算公式是_______________．． 【分析【分析】】 利用利用“两表（同种）一箱两表（同种）一箱”测量电流表的内阻，其原理是测量电流表的内阻，其原理是并并联分流联分流．．（（1）能精确测出电流表）能精确测出电流表A2、、A3的内阻．的内阻．（（2）略．）略．（（3）） 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【变式】（黄冈中学摸拟题）从下列实验器材中选出适当的器材，设【变式】（黄冈中学摸拟题）从下列实验器材中选出适当的器材，设计实验电路来测量两个电压表的内阻，要求方法简捷，操作方便，可计实验电路来测量两个电压表的内阻，要求方法简捷，操作方便，可进行多次测量并有尽可能高的测量精度．进行多次测量并有尽可能高的测量精度．A．待测电压表．待测电压表V1（量程（量程3V，内电阻约为，内电阻约为20kΩ～～40kΩ）；）； B．待．待测电压表测电压表V2（量程（量程3V，内电阻约为，内电阻约为20kΩ～～40kΩ）；）；C．电阻箱．电阻箱R1（阻值范围（阻值范围0～～99999.9Ω）；）； D．电阻箱．电阻箱R2（阻值范围（阻值范围0～～999.9Ω）；）；E．滑动变阻器．滑动变阻器R3（阻值范围（阻值范围0～～250Ω，额定电流，额定电流1A）；）；F．电池组．电池组E（电动势（电动势6V，内电阻约为，内电阻约为0.5Ω）；）； G．开关、导线若干。

．开关、导线若干 （（1）请设计一个实验电路，并在下面的方框中画出电路图．）请设计一个实验电路，并在下面的方框中画出电路图．（（2）实验器材除选择）实验器材除选择A、、B、、F、、G、外，电阻箱应选用、外，电阻箱应选用 _______（用器材前的字母表示）．（用器材前的字母表示）．（（3）需要测量哪些物理量）需要测量哪些物理量___________，写出电压表内阻的表达式．，写出电压表内阻的表达式．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【分析【分析】】测量方案一：测量方案一：串联分压串联分压 测量方案二：测量方案二：替代法替代法 测量方案三：测量方案三：半偏法半偏法 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【例【例4】】 （（2004年年·北京卷）为了测定电流表北京卷）为了测定电流表A1的内阻，采用的内阻，采用如图甲所示的电路．其中：如图甲所示的电路．其中：A1是待测电流表，量程为是待测电流表，量程为300 μ A，内阻约为，内阻约为100Ω；；A2是标准电流表，量程为是标准电流表，量程为200 μ A；；R1是是电阻箱，阻值范围是电阻箱，阻值范围是0～～999.9Ω；；R2是滑动变阻器；是滑动变阻器；R3是保护是保护电阻；电阻；E是电池组，电动势为是电池组，电动势为4V，内阻不计；，内阻不计；S1是单刀单掷是单刀单掷开关，开关，S2是单刀双掷开关是单刀双掷开关 。

1）根据电路图，请在图乙中画出连线，将器材连接成实验）根据电路图，请在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路．电路． 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（2）连接好电路，将开关）连接好电路，将开关S2扳到接点扳到接点a处，接处，接通开关通开关S1，调整滑动变阻器，调整滑动变阻器R2使电表使电表A2的读数的读数是是150 μ A；然后将开关；然后将开关S2扳到接点扳到接点b处，保持处，保持R2不变，调节电阻不变，调节电阻R1，使，使A2的读数仍为的读数仍为150 μ A．若此时电阻箱各旋钮的位置图丙所示，电阻．若此时电阻箱各旋钮的位置图丙所示，电阻箱的阻值是箱的阻值是__________Ω，则待测电流表，则待测电流表A1的的内阻内阻R1=_________Ω．． （（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置的滑动端位置,都要都要保证两块电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻保证两块电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应应选用：选用：__________（填写阻值相应的字母）．（填写阻值相应的字母）． A．．200kΩ B．．20kΩ C．．15kΩ D．．20Ω （（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用．既要满足）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用．既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器_________（填写阻值（填写阻值相应的字母）是最佳选择．相应的字母）是最佳选择． A．．1kΩ B．．5kΩ C．．10kΩ D．．25kΩ 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【分析【分析】】 1、原理方法：、原理方法：替代法替代法 2、器材选择：保护电阻：、器材选择：保护电阻：R2调为零时，要使电路中的电流调为零时，要使电路中的电流I不不超过超过A2的量程的量程,则总电阻则总电阻 由于由于A1、、A2的内阻的内阻(约为约为100Ω)远小于远小于R总总，故，故R3应选用应选用20kΩ的电阻，若选的电阻，若选用用200kΩ的电阻，则电路中电流太小，电流表的电阻，则电路中电流太小，电流表A1、、A2指针偏转量指针偏转量太小，读数误差太大，正确选项为太小，读数误差太大，正确选项为B．． 滑动变阻器：由于滑动变阻器：由于R3=20kΩ，调节滑动变阻器，调节滑动变阻器R2时，要使电时，要使电流表流表A2的读数为的读数为150 μ A ，则，则 若选用若选用1kΩ或或5kΩ的滑动变阻器，则不能满足实验要求；若选用的滑动变阻器，则不能满足实验要求；若选用25kΩ的滑动的滑动变阻器，则不便于调节，故选用变阻器，则不便于调节，故选用10kΩ的滑动变阻器较合适，正的滑动变阻器较合适，正确选项为确选项为C．． 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【例【例5】】 （（2004年年·天津卷）现有一块天津卷）现有一块59C2型的小量程电流表型的小量程电流表G（表头），满偏（表头），满偏 电流为电流为50 μA ，内阻约为，内阻约为800～～850Ω，把它，把它改装成改装成1mA、、10mA的两量程电流表，可供选择的器材有：的两量程电流表，可供选择的器材有： 滑动变阻器滑动变阻器R1，最大阻值，最大阻值20Ω；滑动变阻器；滑动变阻器R2，最大阻值，最大阻值100kΩ；电阻箱；电阻箱R′，最大阻值，最大阻值9999Ω；定值电阻；定值电阻R0，阻值，阻值1kΩ；；电池电池E1,电动势电动势1.5V；电池；电池E2,电动势电动势3V；电池；电池E3，电动势，电动势4.5V;(所有电池内阻不计所有电池内阻不计)，标准电流表，标准电流表A，满偏电流，满偏电流1.5mA；单刀单；单刀单掷开关掷开关S1和和S2;单刀双掷开关单刀双掷开关S3;电阻丝及导线若干．电阻丝及导线若干．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（2）将）将G改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图（乙）、改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图（乙）、 （丙）所示．图（丙）所示．图_________为合理电路，另一电路不合理的理由是为合理电路，另一电路不合理的理由是________________________．． （（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用 来来 表表示．示． A′（（1）采用如图（甲）所示电路测量表头的内阻，为提高测量精）采用如图（甲）所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为确度，选用的滑动变阻器为______，选用的电池为，选用的电池为_________．．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【分析【分析】】 （（1）） 用此电路测量表头内阻的方法是用此电路测量表头内阻的方法是半偏法半偏法．． S2断断开和开和S2闭合的两次操作中要求干路电流（闭合的两次操作中要求干路电流（Ig）近似不变，而满）近似不变，而满足这个条件必须使滑动变阻器足这个条件必须使滑动变阻器R的阻值远大于的阻值远大于Rg，因此滑动变，因此滑动变阻器应选用阻器应选用R2．而．而 显然显然E越大，越大，R2越大，实验条件满越大，实验条件满足得越好，误差越小，所以，电池应选用足得越好，误差越小，所以，电池应选用E3．． （（2）图（乙）所示的电路较合理，因为图（丙）电路在通）图（乙）所示的电路较合理，因为图（丙）电路在通电状态下，更换量程时会造成两个分流电阻都未并联在表头两电状态下，更换量程时会造成两个分流电阻都未并联在表头两端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏．端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏． （（3）核对电路如图所示．为使改装后的电流表与标准表在）核对电路如图所示．为使改装后的电流表与标准表在0～～1mA之间逐格核对，应选用分压电路．由于之间逐格核对，应选用分压电路．由于 A 和和 A 满偏电满偏电流和满偏电压都很小，为使滑动变阻器流和满偏电压都很小，为使滑动变阻器便于调节，即有较大的调节范围，滑动变便于调节，即有较大的调节范围，滑动变阻器应选用阻器应选用R1，电池应选用，电池应选用E1，且在电流，且在电流表所在的支路上串联定值电阻表所在的支路上串联定值电阻R0，起保护，起保护作用作用．． ′湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【例【例6】】 （（2000年年·科研题）量程为科研题）量程为3V的电压表的电压表V内阻约内阻约3kΩ，，要求测出该电压表内阻的精确值．实验中可供选用的器材有：要求测出该电压表内阻的精确值．实验中可供选用的器材有：电阻箱电阻箱Ra（最大值（最大值9999.9Ω，阻值最小改变量，阻值最小改变量0.1Ω））滑线变阻器滑线变阻器Rb（最大阻值（最大阻值1000Ω，允许最大电流，允许最大电流0.2A））电源电源E（开路电压约为（开路电压约为5V，内阻可忽略不计），内阻可忽略不计）开关开关S及导线若干及导线若干 （（1）设计一个易于操作的测量电路，要求画出实验电路图并）设计一个易于操作的测量电路，要求画出实验电路图并标出所用器材符号．标出所用器材符号．（（2）列出测量步骤，并写出计算电压表内阻的最后公式．）列出测量步骤，并写出计算电压表内阻的最后公式． 【分析【分析】】（（1）如图所示）如图所示 （（2）合上开关）合上开关S，调节电阻箱阻值，使，调节电阻箱阻值，使电压表指针指在中央刻度处，记下电阻电压表指针指在中央刻度处，记下电阻箱的阻值箱的阻值R1；再调节电阻箱电阻，便电；再调节电阻箱电阻，便电压表指针指在满偏刻度处，记下电阻箱压表指针指在满偏刻度处，记下电阻箱的阻值的阻值R2．． 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【变式【变式1 】（武汉市调考题）某同学准备测定一只量程已知的】（武汉市调考题）某同学准备测定一只量程已知的电压表的电阻。

器材如下：电压表的电阻器材如下：A．待测电压表．待测电压表V（量程（量程3V，内阻未知），内阻未知）B．电流表．电流表A（量程（量程3A，内阻约为，内阻约为0.01Ω））C．定值电阻．定值电阻R0（阻值（阻值2kΩ，额定电流，额定电流50mA））D．多用电表．多用电表E．直流电源．直流电源E（电动势小于（电动势小于3V，内阻不计），内阻不计）F．单刀双掷开关．单刀双掷开关SG．导线若干该同学利用上述所给的器材，进行如下操作：．导线若干该同学利用上述所给的器材，进行如下操作：（（1）用多用电表进行粗测：多用电表电阻挡有）用多用电表进行粗测：多用电表电阻挡有3种倍率，分别种倍率，分别是是×100Ω、、×10Ω和和×1Ω该同学选择该同学选择×100Ω倍率，用正确的操倍率，用正确的操作方法测量，刻度盘上的指针位置如图所示，那么测量结果是作方法测量，刻度盘上的指针位置如图所示，那么测量结果是____________Ω．．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（2）为了更准确地测量这只电压）为了更准确地测量这只电压表的阻值，请你在方框中帮该同学表的阻值，请你在方框中帮该同学设计一个实验电路。

设计一个实验电路3）假设你已经连好实验电路，）假设你已经连好实验电路，请你简要写出你的测量步骤：请你简要写出你的测量步骤： ①①______________________________________ ; ②②______________________________________ . （（4）利用已知和所测的物理量表示电压表的内阻，其表达式）利用已知和所测的物理量表示电压表的内阻，其表达式为为______________分析【分析】】 （（1））3000（（2）电路图如图所示）电路图如图所示（（3））①①S置于置于1，读出电压表的示数，读出电压表的示数U1 ②②S置于置于2，读出电压表的示数，读出电压表的示数U2（（4）） 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【变式【变式2 】（】（2004年年·广东卷）图中广东卷）图中R为为已知电阻，已知电阻，Rx为待测电阻，为待测电阻，S1为单刀单为单刀单掷开关，掷开关，S2为单刀双掷开关，为单刀双掷开关，V为电压表为电压表（内阻极大），（内阻极大），E为电源（内阻不可忽为电源（内阻不可忽略）．现用图中电路测量电源电动势略）．现用图中电路测量电源电动势E及电阻及电阻Rx．．（（1）写出操作步骤：）写出操作步骤：______________;【分析【分析 】】 （（1）操作步骤：）操作步骤：①①S1断开，断开，S2接到接到a端，记下电压表的读数端，记下电压表的读数U1；；②②S2仍仍接到接到a端，闭合端，闭合S1，记下电压表的读数，记下电压表的读数U2，，③③S1仍闭合，仍闭合，S2接到接到b端，记下电压表端，记下电压表的读数的读数U3．．（（2）由）由R及测得的量可得及测得的量可得S2S1b（（2）由）由R及测得的量，可得及测得的量，可得E=___________，， Rx=___________．．湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【例【例7】】 （（2005年年·全国理综全国理综Ⅰ）测量电源）测量电源B的电动势的电动势E及内阻及内阻r（（E约为约为4.5V，，r约为约为1.5Ω）。

器材：量程器材：量程3V的理想电压表的理想电压表V，量程，量程0.5A的电流表的电流表A（具有一定（具有一定内阻），固定电阻内阻），固定电阻R＝＝4Ω，滑线变阻器，滑线变阻器R′，开关，开关S，导线若干导线若干1）画出实验电路原理图图中各元件需用题目中给出的符号）画出实验电路原理图图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出或字母标出 （（2）实验中，当电流表读数为）实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为时，电压表读数为U1；当电流；当电流表读数为表读数为I2时，电压表读数为时，电压表读数为U2则可以求出则可以求出E=____________.r ＝＝__________用I1，，I2，，U1，，U2及及R表示）表示）湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉1、电表的连接；、电表的连接；2、是否需要固定电阻；、是否需要固定电阻；3、固定电阻的位置及双重作用固定电阻的位置及双重作用分析【分析】】（（1）实验电路原理图如图所示．）实验电路原理图如图所示．若电路中不连接固定电阻若电路中不连接固定电阻R，则要保证电流表的安全，，则要保证电流表的安全，R′至少要调到至少要调到 ，此时，电压表两端电压，此时，电压表两端电压 , 因此，电路不连接因此，电路不连接固定电阻固定电阻R，就无法保证两电表的安全．固定电阻，就无法保证两电表的安全．固定电阻R在电路中起到保在电路中起到保护作用，同时也增大了滑线变阻器护作用，同时也增大了滑线变阻器R′的调节范围，使电表示数能在较的调节范围，使电表示数能在较大范围内变化．大范围内变化．由于电流表具有一定内阻且未知，若外接，则有分压作用而导致较由于电流表具有一定内阻且未知，若外接，则有分压作用而导致较大的系统误差．大的系统误差． （（2）根据闭合电路欧姆定律，有）根据闭合电路欧姆定律，有联立解得联立解得 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉【变式】【变式】 （（2005年年·黄冈中学适应性考试题）有一种特殊电池，黄冈中学适应性考试题）有一种特殊电池，其电动势约其电动势约9V，内阻约为，内阻约为50Ω，已知该电池允许通过的最大电流，已知该电池允许通过的最大电流为为50mA。

为了测定这个电池的电动势和内阻，实验室备有以下为了测定这个电池的电动势和内阻，实验室备有以下器材：器材：电压表电压表V（量程（量程15V，内阻很大），内阻很大）电阻箱电阻箱R（阻值范围（阻值范围0～～999.9Ω））定值电阻定值电阻R0（作保护电阻用）（作保护电阻用）单刀单掷开关单刀单掷开关S，导线若干，导线若干（（1）为使实验过程中，无论怎样调整电阻箱）为使实验过程中，无论怎样调整电阻箱R的阻值，都能保证的阻值，都能保证电源的安全，在下面提供的四个电阻中，起保护作用的定值电阻电源的安全，在下面提供的四个电阻中，起保护作用的定值电阻R0应选用应选用___________（填写阻值相应的字母）（填写阻值相应的字母） A．．2kΩ B．．200Ω C．．100Ω D．．20Ω（（2）为满足（）为满足（1）中的实验要求，又要在实验中测量多组数据，）中的实验要求，又要在实验中测量多组数据，从而减小实验误差，在图甲、图乙两个备选电路中应选择图从而减小实验误差，在图甲、图乙两个备选电路中应选择图__________，理由是，理由是_____________________________________。

湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉（（3）用已知量和测得量表示电动势和内电阻的公式为）用已知量和测得量表示电动势和内电阻的公式为E=________，，r=__________分析【分析】】（（1）根据闭合电路欧姆定律，结合实验要求可得，定值）根据闭合电路欧姆定律，结合实验要求可得，定值电阻最小阻值为电阻最小阻值为 若选择若选择2kΩ的定值电阻，的定值电阻，电路中电流过小，实验测量中偶然误差太大，故应选用电路中电流过小，实验测量中偶然误差太大，故应选用200Ω的定值的定值电阻，电阻，B选项正确．选项正确．（（2）若选择用乙进行实验，调节电阻箱阻值时，电压表读数变化）若选择用乙进行实验，调节电阻箱阻值时，电压表读数变化范围约为范围约为 即即7.2V～～8.9V，显然，其变化范围过小，，显然，其变化范围过小，不便于测量多组数据，故应选择图甲不便于测量多组数据，故应选择图甲3）根据闭合电路欧姆定律，当电阻箱阻值为）根据闭合电路欧姆定律，当电阻箱阻值为R1时，电压表读数时，电压表读数为为U1，则当电阻箱阻值为，则当电阻箱阻值为R2时，电压表读数为时，电压表读数为U2，则，则解得解得课件下载：课件下载：联系：联系： 13986556176Email：： hgdingrh@ 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 丁汝丁汝辉辉。