专题九一实验基础.ppt

123一、有效数字及其位数的确定一、有效数字及其位数的确定1.有效数字有效数字   指带有一位不可靠数字的近似数据指带有一位不可靠数字的近似数据.有效数字的最后一有效数字的最后一   位是测量者估读出来的，是不可靠的，也是误差所在位位是测量者估读出来的，是不可靠的，也是误差所在位.2.确定有效数字位数的方法确定有效数字位数的方法   从数字左边第一个不为零的数字算起，如从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.0125为三位为三位   有效数字有效数字.4        (1)一切非零数字都是有效数字一切非零数字都是有效数字.        (2)非零数字之间的零及非零数字后边的零都是有效非零数字之间的零及非零数字后边的零都是有效数字数字.        (3)有效数字的位数与单位和小数点的位置无关有效数字的位数与单位和小数点的位置无关.        (4)乘方不算有效数字，如乘方不算有效数字，如5.12×104为三位有效数字，为三位有效数字，5000为四位有效数字，若要求表示为三位有效数字，则应为四位有效数字，若要求表示为三位有效数字，则应写为写为5.00×103.5二、基本仪器的使用和读数二、基本仪器的使用和读数1.长度测量类长度测量类(1)游标卡尺的读数游标卡尺的读数主尺上读的毫米数＋主尺上读的毫米数＋0.02n0.020.024950主尺上读的毫米数＋主尺上读的毫米数＋0.05n0.050.051920主尺上读的毫米数＋主尺上读的毫米数＋0.1n0.10.1910测量结果测量结果(游标尺上第游标尺上第n个格与主尺上的某刻个格与主尺上的某刻度线对正时度线对正时)(mm) 精度精度(mm)每小格与每小格与1毫米差毫米差刻度刻度总长度总长度刻度刻度格数格数游标尺游标尺(mm) 6(2)螺旋测微器的读数螺旋测微器的读数测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数度读数(含估读含估读)×0.01 mm.7       (1)10分度的游标卡尺，以分度的游标卡尺，以mm为单位，小数点后只有为单位，小数点后只有1位，而位，而20分度和分度和50分度的游标卡尺，以分度的游标卡尺，以mm为单位，小为单位，小数点后有数点后有2位，且对齐格数不估读位，且对齐格数不估读.(2)螺旋测微器，以螺旋测微器，以mm为单位，小数点后必须有为单位，小数点后必须有3位，对位，对齐格数要估读，同时还要注意半毫米刻度线是否露出齐格数要估读，同时还要注意半毫米刻度线是否露出.82.时间测量类时间测量类   (1)机械秒表的读数机械秒表的读数   ①原理：机械秒表的长针是秒针，转一周是原理：机械秒表的长针是秒针，转一周是30 s.因为机因为机   械表采用的是齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间，械表采用的是齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间，   所以不能估读出比所以不能估读出比0.1 s更短的时间更短的时间.位于秒表上部中间位于秒表上部中间   的小圆圈里面的短针是分针，指针走一圈的小圆圈里面的短针是分针，指针走一圈15 min，每小，每小   格为格为0.5 min.   ②秒表的读方法是：秒表的读方法是：T＝短针读数＝短针读数(t1)＋长针读数＋长针读数(t2).9        分针所指位置是否已越过半分钟刻度线，且秒针读数分针所指位置是否已越过半分钟刻度线，且秒针读数无需估读无需估读.　　(2)打点计时器打点计时器计时器种器种类工作工作电源源电压打点打点间隔隔电磁打点磁打点计时器器交流交流50 Hz,4 V～～6 V0.02 s电火花打点火花打点计时器器交流交流50 Hz,220 V0.02 s10       ①要先打点后拉动纸条；要先打点后拉动纸条；       ②不能用直流电源；不能用直流电源；       ③区分计时点和计数点，若每区分计时点和计数点，若每5个计时点取个计时点取1个计个计数点，此时计数点的时间间隔为数点，此时计数点的时间间隔为0.1 s.　　(3)频闪照相机频闪照相机其作用和处理方法与打点计时器类似，它是用等时间其作用和处理方法与打点计时器类似，它是用等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不同时刻的位置记间隔获取图象信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来，使用时要明确频闪的时间间隔录下来，使用时要明确频闪的时间间隔.113.电学量测量类电学量测量类   (1)电流表和电压表电流表和电压表   分别用来测量电流和电压的仪器分别用来测量电流和电压的仪器.电流表常用的有电流表常用的有0.6 A 和和3 A两种量程，而电压表常用的有两种量程，而电压表常用的有3 V和和15 V两种量程两种量程.   使用方法和注意事项如下：使用方法和注意事项如下：   ①选择适当的量程选择适当的量程.根据被测电流或电压值的大小选择量根据被测电流或电压值的大小选择量         程，使指针偏转超过满偏的程，使指针偏转超过满偏的2/3，至少也要超过，至少也要超过1/3.如果如果   量程选择太大，指针偏转太小，会造成较大的测量误差量程选择太大，指针偏转太小，会造成较大的测量误差.   ②正确接入电路正确接入电路.电流表应串联在被测电路中，电压表应电流表应串联在被测电路中，电压表应   并联在被测电路中并联在被测电路中.两种表都应使电流从两种表都应使电流从“＋＋”接线柱流入、接线柱流入、   “－－”接线柱流出接线柱流出.12③正确读数正确读数.读数时应使视线垂直于刻度盘面读数时应使视线垂直于刻度盘面.学生实验用学生实验用电表的电表的3 V和和3 A量程要估读到最小分度的量程要估读到最小分度的1/10，，15 V量程量程估读到最小分度的估读到最小分度的1/5,0.6 A量程估读到最小分度的量程估读到最小分度的1/2.多多用量程电表读数时，务必看清每大格及每小格所表示的用量程电表读数时，务必看清每大格及每小格所表示的数值数值.④注意内阻影响注意内阻影响.电流表和电压表接入电路后，一方面作电流表和电压表接入电路后，一方面作为仪器使用，同时又是接入被测电路中的一个电阻为仪器使用，同时又是接入被测电路中的一个电阻.实验实验中没有特别要求时，一般不考虑它们的内阻对电路的影中没有特别要求时，一般不考虑它们的内阻对电路的影响，但在有些测量中不能忽视，如伏安法测电阻等响，但在有些测量中不能忽视，如伏安法测电阻等.13(2)多用电表多用电表①用途：多用电表是一种比较常用的电学仪表，它可用途：多用电表是一种比较常用的电学仪表，它可以用来测量交流电压、直流电压、交流电流、直流电以用来测量交流电压、直流电压、交流电流、直流电流和电阻，且每一种可测量的电学量又有多个量程流和电阻，且每一种可测量的电学量又有多个量程.其其结构简单、使用方便，但是准确度稍低结构简单、使用方便，但是准确度稍低.②正确使用方法正确使用方法a.电流的流向电流的流向.由于使用多用电表时不管测量项目是什由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的么，电流都要从电表的“＋＋”插孔插孔(红表笔红表笔)流入，从流入，从“－－”插孔插孔(黑表笔黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔.14b.要区分开要区分开“机械零点机械零点”与与“欧姆零点欧姆零点”.“机械零点机械零点”在表盘刻度在表盘刻度左侧左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零欧姆零点点”在表盘刻度的右侧电阻刻度在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮调零旋钮.c.选倍率选倍率.测量前应根据估计阻值选用适当的挡位测量前应根据估计阻值选用适当的挡位.由于欧姆由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段刻度范大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段刻度范围围                               为测量的有效范围为测量的有效范围.譬如，譬如，J0411型多用电型多用电表欧姆挡的表欧姆挡的R中中＝＝15 Ω，当待测电阻约为，当待测电阻约为2 kΩ时，则应采用时，则应采用R×100挡挡.15        (1)每更换一次挡位，都要重新进行欧姆调零每更换一次挡位，都要重新进行欧姆调零.        (2)由于欧姆挡表盘刻度不均匀，难于估读，测量结由于欧姆挡表盘刻度不均匀，难于估读，测量结果只需取两位有效数字果只需取两位有效数字.计数时不要忘记乘上相应挡位的计数时不要忘记乘上相应挡位的倍率倍率.        (3)测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开，不然测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开，不然就不能得到正确的测量结果，甚至还可能损坏电表就不能得到正确的测量结果，甚至还可能损坏电表.        (4)多用电表使用完毕后，应将选择开关拨离欧姆挡，多用电表使用完毕后，应将选择开关拨离欧姆挡，一般旋至一般旋至OFF挡或交流电压最高挡上挡或交流电压最高挡上.164.电路调节类电路调节类    滑动变阻器是一个可以连续改变阻值的可变电阻，滑动变阻器是一个可以连续改变阻值的可变电阻，    常用于调节电路中的电流大小及两点间的电压；电常用于调节电路中的电流大小及两点间的电压；电    阻箱不能连续改变阻值，但可读取阻值，在用半偏阻箱不能连续改变阻值，但可读取阻值，在用半偏    法、替代法测电阻时有所体现法、替代法测电阻时有所体现.17(1)滑动变阻器调节电路的两种方式如下表所示滑动变阻器调节电路的两种方式如下表所示.      限流接法限流接法              分压接法分压接法          对比说明对比说明电路图　电路图　  串、并联串、并联关关系不同系不同18负载负载R上电上电压调节范围压调节范围负载负载R上电上电流调节范围流调节范围分压电分压电路调节路调节范围大范围大分压电分压电路调节路调节范围大范围大      限流接法限流接法              分压接法分压接法          对比说明对比说明19闭合闭合S前前触头位置触头位置额定条件下额定条件下电路总功率电路总功率b端端EIa端端E(I＋＋IP)都为了保都为了保护负载护负载分压电分压电路耗能路耗能较多较多      限流接法限流接法              分压接法分压接法          对比说明对比说明　说明：　说明：忽略电源的内阻，忽略电源的内阻，R0为滑动变阻器的最大值为滑动变阻器的最大值.20(2)连接方式的选择原则连接方式的选择原则通常滑动变阻器以限流接法为主，但在下列三种情况下，必须通常滑动变阻器以限流接法为主，但在下列三种情况下，必须选择分压连接方式：选择分压连接方式：①题目所提供的实验仪器、电表量程或电阻的最大允许电流题目所提供的实验仪器、电表量程或电阻的最大允许电流不够不够.②变阻器电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻阻值变阻器电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻阻值.③要求回路中某部分电路的电压从零开始连续变化要求回路中某部分电路的电压从零开始连续变化.21       (1)负载电阻的阻值负载电阻的阻值Rx小于变阻器总电阻小于变阻器总电阻R或相差不或相差不多，且电压、电流变化不要求从零开始调起时，可采取多，且电压、电流变化不要求从零开始调起时，可采取限流接法限流接法.        (2)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总功耗较小接法，因为限流式接法总功耗较小.        (3)特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲，以更能减小误差阻允许通过的最大电流值来反复推敲，以更能减小误差的连接方式为好的连接方式为好.225.实验器材选择的三个原则实验器材选择的三个原则   (1)可行性原则可行性原则   要根据实验要求和实际条件选用合适的仪器使实验切实要根据实验要求和实际条件选用合适的仪器使实验切实   可行，以达到目的可行，以达到目的.比如：现有两个电压表，一个量程比如：现有两个电压表，一个量程   是是3 V，另一个是，另一个是15 V，要测量的元件的电压可达到，要测量的元件的电压可达到   10V，从可行性原则上分析，当然只能选用，从可行性原则上分析，当然只能选用15 V量程的电量程的电   压表了压表了.  23(2)准确性原则准确性原则根据实验的需要，选取精度合适的仪器，具体到某个实根据实验的需要，选取精度合适的仪器，具体到某个实验仪器时，不是越精越好，只要精度够用就行验仪器时，不是越精越好，只要精度够用就行.比如：比如：测金属丝长度用毫米刻度尺即可，而测其直径，由于太测金属丝长度用毫米刻度尺即可，而测其直径，由于太细，要用螺旋测微器细，要用螺旋测微器.24(3)可操作性原则可操作性原则实验时要调节方便，易于操作实验时要调节方便，易于操作.比如：对滑动变阻器，如比如：对滑动变阻器，如果是用分压法连入电路的，则应选用小阻值的滑动变阻果是用分压法连入电路的，则应选用小阻值的滑动变阻器，只有这样，在移动滑动触头时，相应的用电器上的器，只有这样，在移动滑动触头时，相应的用电器上的电压变化才会明显，电压变化与滑动距离几乎成线性关电压变化才会明显，电压变化与滑动距离几乎成线性关系系.如果选用大阻值的滑动变阻器，就会出现在移动滑动如果选用大阻值的滑动变阻器，就会出现在移动滑动触头时，刚开始时用电器上的电压几乎不变，过了某位触头时，刚开始时用电器上的电压几乎不变，过了某位置后又突然增大的现象，不易操作置后又突然增大的现象，不易操作.25三、电流表内、外接法的比较与选择三、电流表内、外接法的比较与选择1.两种接法的比较两种接法的比较 比较项目比较项目       电流表内接法电流表内接法            电流表外接法电流表外接法电路电路误差原因误差原因由于电流表内阻的由于电流表内阻的分压作用，电压表分压作用，电压表测量值偏大测量值偏大由于电压表内阻由于电压表内阻的分流作用，电的分流作用，电流表测量值偏大流表测量值偏大测量结果测量结果适用条件适用条件    Rx≫≫RA　大电阻　大电阻        Rx≪≪RV　小电阻　小电阻262.伏安法测电阻中内接法与外接法的选择伏安法测电阻中内接法与外接法的选择   (1)阻值比较法：先将待测电阻的估计阻值比较法：先将待测电阻的估计   值与电压表、电流表内阻进行比较，值与电压表、电流表内阻进行比较，   若若Rx≪≪RV，宜采用电流表外接法；，宜采用电流表外接法；   若若Rx≫≫RA，宜采用电流表内接法，宜采用电流表内接法. 27(2)实验试探法：按图实验试探法：按图9－－1所示接所示接     好电路，让电压表一根接线好电路，让电压表一根接线P先后先后     与与a、、b处接触一下，如果电压表的处接触一下，如果电压表的     示数变化明显，说明电流表分压作示数变化明显，说明电流表分压作     用较强，即用较强，即Rx阻值较小，则可采用电流表外接法；阻值较小，则可采用电流表外接法；        如果电流表的示数变化明显，说明电压表分流作用如果电流表的示数变化明显，说明电压表分流作用     较强，即较强，即Rx阻值较大，则可采用电流表内接法阻值较大，则可采用电流表内接法.2829四、实验方法四、实验方法1.等效法等效法   这是物理学中一个重要和常用的思维方法，当某一个这是物理学中一个重要和常用的思维方法，当某一个   物理量不能或不易直接测量时，如果可以用另一个物物理量不能或不易直接测量时，如果可以用另一个物   理量代替它而又不影响问题的实质时，我们就可以接理量代替它而又不影响问题的实质时，我们就可以接   受这种方案，这种方法叫等效法受这种方案，这种方法叫等效法.比如：在比如：在“验证动量验证动量   守恒定律守恒定律”的实验中，我们用水平位移代替速度；在电的实验中，我们用水平位移代替速度；在电   路设计中用路设计中用“等效替代等效替代”思想测电阻等思想测电阻等.302.累积法累积法(放大法放大法)   把某些难以直接测量的微小物理量累积后测量，可大大把某些难以直接测量的微小物理量累积后测量，可大大   提高测量的精度，这种方法叫累积法提高测量的精度，这种方法叫累积法.比如：测一个大比如：测一个大   头针的质量是很难测准确的，但如果用天平测一千个大头针的质量是很难测准确的，但如果用天平测一千个大     头针的质量再除以总个数，就比较准确了头针的质量再除以总个数，就比较准确了.“用单摆测重用单摆测重   力加速度力加速度”的实验中我们测单摆的周期就是用秒表测它的实验中我们测单摆的周期就是用秒表测它   完成完成50次全振动的时间再除以次全振动的时间再除以50得到的得到的.313.控制变量法控制变量法   在三个以上因素可以变化的实验中，为了找出它们之在三个以上因素可以变化的实验中，为了找出它们之   间的关系，排除干扰，可以先保持一些量不变，而观间的关系，排除干扰，可以先保持一些量不变，而观   察其中一个量的变化对另一个物理量的影响，这种方察其中一个量的变化对另一个物理量的影响，这种方   法叫控制变量法法叫控制变量法.比如：在比如：在“验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律”的实验的实验   中，先控制质量不变，研究加速度与力之间的关系，中，先控制质量不变，研究加速度与力之间的关系，   然后控制力不变，研究加速度和质量之间的关系，最然后控制力不变，研究加速度和质量之间的关系，最   后得到三者关系的结论后得到三者关系的结论.32五、实验数据的处理五、实验数据的处理1.处理方法处理方法   (1)列表法列表法   在记录和处理数据时，为了简单而明确地表示出有关物在记录和处理数据时，为了简单而明确地表示出有关物    理量之间的对应关系，将数据填写在适当的表格内，称理量之间的对应关系，将数据填写在适当的表格内，称   为列表法为列表法.列成表格不但可以减少或避免错误，便于发列成表格不但可以减少或避免错误，便于发   现问题和分析问题，而且有助于找出各物理量之间的变现问题和分析问题，而且有助于找出各物理量之间的变   化规律化规律.分析表格中的记录数据时一般先找出相同量，分析表格中的记录数据时一般先找出相同量，   再分析其他量的数据关系再分析其他量的数据关系.   表格要求简单明了，用符号标明各物理量并写明单位，表格要求简单明了，用符号标明各物理量并写明单位，   所列数据要符合有效数字的有关规定所列数据要符合有效数字的有关规定.33(2)平均值法平均值法①算术平均值：即把测定的若干组数相加求和，然后算术平均值：即把测定的若干组数相加求和，然后除以测量次数除以测量次数.②必须注意的问题：必须注意的问题：a.求取平均值时应该按原来测量仪求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数；器的准确度决定保留的位数；b.在什么情形下取平均值，在什么情形下取平均值，例如在例如在“测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率”的实验中，应分别求出各入的实验中，应分别求出各入射角对应的折射率再求平均值，而不是将各入射角及折射角对应的折射率再求平均值，而不是将各入射角及折射角取平均值后再求折射率射角取平均值后再求折射率.34(3)作图法作图法用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一一.用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均的效果均的效果.由图线的斜率、截距、包围面积等可以研由图线的斜率、截距、包围面积等可以研究物理量之间的变化关系，找出规律究物理量之间的变化关系，找出规律.352.误差误差   根据误差产生的原因可分为：系统误差和偶然误差两种根据误差产生的原因可分为：系统误差和偶然误差两种.   (1)系统误差是由于仪器本身不精密、实验方法粗略或实系统误差是由于仪器本身不精密、实验方法粗略或实   验原理不完善而产生的误差验原理不完善而产生的误差.其特点是多次做同一实验时，其特点是多次做同一实验时，   误差总同样的偏大或偏小，不会出现这几次偏大，另一误差总同样的偏大或偏小，不会出现这几次偏大，另一    次偏小的现象次偏小的现象.系统误差不能用多次测量求平均值的方法系统误差不能用多次测量求平均值的方法    消除或减小，只能通过校准仪器、对读数作修正、改进消除或减小，只能通过校准仪器、对读数作修正、改进    实验方法和设计在原理上更完善的实验等来减小这种误差实验方法和设计在原理上更完善的实验等来减小这种误差.36(2)偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、偶然误差是由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误差，其特点是多次重复被测物理量的影响而产生的误差，其特点是多次重复做同一实验时，误差总是时大时小，且偏大偏小的机做同一实验时，误差总是时大时小，且偏大偏小的机会相同，减小这种误差的办法是多进行几次测量，取会相同，减小这种误差的办法是多进行几次测量，取其平均值其平均值. 3738                        (2009·安徽高考安徽高考)用多用电表进行了几次测量，用多用电表进行了几次测量，指针分别处于指针分别处于a和和b的位置，如图的位置，如图9－－2所示所示.若多用电表的若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和和b的相应读数是的相应读数是多少？请填在表格中多少？请填在表格中.高频点一高频点一基本基本仪器的使用和器的使用和读数数3940指针位置选指针位置选       择开关所处挡位择开关所处挡位                  读数读数a 直流电流直流电流100 mAmA　　　　　　　　 mAmAb     直流电压直流电压2.5 V V V V 　　　　　　　　电阻电阻×100　　　　　　　　Ω41       [解析解析]　多用电表的直流电压、直流电流的刻度都是均　多用电表的直流电压、直流电流的刻度都是均匀的匀的.读直流电压、电流时看表盘中央的那条刻度均匀的刻读直流电压、电流时看表盘中央的那条刻度均匀的刻度线度线.对于直流对于直流100 mA，每一小格表示，每一小格表示2 mA，所以读数是，所以读数是23.0 mA；对于；对于2.5 V的电压挡，每小格表示的电压挡，每小格表示0.05 V，所以读，所以读数为数为0.57 V；电阻的测量读最上面的一条刻度线，所以读；电阻的测量读最上面的一条刻度线，所以读数为数为320 Ω.[答案答案]　　23.0　　0.57　　32042                         (2009·广东高考广东高考)某实验小组利用拉力传感某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究器和速度传感器探究“动能定理动能定理”.如图如图9－－3所示，他们将所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小力的大小.在水平桌面上相距在水平桌面上相距50.0 cm的的A、、B两点各安装两点各安装一个速度传感器，记录小车通过一个速度传感器，记录小车通过A、、B时的速度大小时的速度大小.小车小车中可以放置砝码中可以放置砝码.高频点二高频点二实验的基本方法的考的基本方法的考查4344       (1)实验主要步骤如下：实验主要步骤如下：       ①测量测量　　　　　　　　和拉力传感器的总质量和拉力传感器的总质量M1；把细线；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；相连；正确连接所需电路；        ②将小车停在将小车停在C点，点，　　　　　　　　，小车在细线拉动下运，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过动，记录细线拉力及小车通过A、、B时的速度时的速度.        ③在小车中增加砝码，或在小车中增加砝码，或　　　　　　　　，重复，重复②的操作的操作.45       (2)表表1是他们测得的一组数据，其中是他们测得的一组数据，其中M是是M1与小车中砝与小车中砝码质量之和，码质量之和，|v22－－v12|是两个速度传感器记录的速度的平是两个速度传感器记录的速度的平方差，可以据此计算出动能变化量方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，，F是拉力传感器受到是拉力传感器受到的拉力，的拉力，W是是F在在A、、B间所做的功间所做的功.表格中的表格中的ΔE3＝＝　　　　　　　　，，W3＝＝　　　　　　　　.(结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字)    (3)根据表根据表1，请在图，请在图9－－4中的方格纸上作出中的方格纸上作出ΔE－－W图线图线.46表表1　数据记录表　数据记录表次数次数 M/kg |v12－－v22|/(m/s)2ΔE/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40ΔE31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.434748　　   [解析解析]　　(1)①①M1应是拉力传感器和小车的总质量应是拉力传感器和小车的总质量.       ②②实验时，将小车先停在实验时，将小车先停在C点，然后释放小车点，然后释放小车.       ③③在实验中，改变实验数据，重复做实验时，有两在实验中，改变实验数据，重复做实验时，有两条途径：条途径：a.在小车上增加砝码，从而改变小车的总质量在小车上增加砝码，从而改变小车的总质量M；；b.改变钩码的个数，从而改变拉力的大小改变钩码的个数，从而改变拉力的大小.       (2)ΔE3＝＝                        ，结合表中数据可得：，结合表中数据可得：ΔE3＝＝0.600 J，而，而W3＝＝FxAB＝＝0.610 J.       (3)以以ΔEk为纵轴，以为纵轴，以W为横轴，选取适当的标度，为横轴，选取适当的标度，描点做出图线描点做出图线.如图如图9－－5所示所示.49[答案答案]　　(1)①小车　小车　②释放小车　释放小车　③改变钩码数量改变钩码数量(2)0.600　　0.610(3)见解析图见解析图50                       (2008·重庆高考重庆高考)某研究性学习小组设计了如图某研究性学习小组设计了如图9－－6甲所示的电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度甲所示的电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系的关系.图中图中E为直流电源，为直流电源，S为开关，为开关，S1为单刀双掷开关，为单刀双掷开关，V为电压表，为电压表，A为多量程电流表，为多量程电流表，R为滑动变阻器，为滑动变阻器，Rx为待为待测稀盐水溶液液柱测稀盐水溶液液柱.高频点三高频点三 数据数据处理及理及误差分析差分析5152        (1)实验时，闭合实验时，闭合S之前应将之前应将R的滑片的滑片P置于置于　　　　　　　　(填填“C”或或“D”)端；当用电流表外接法测量端；当用电流表外接法测量Rx的阻值时，的阻值时，S1应置应置于位置于位置　　　　　　　　(填填“1”或或“2”).        (2)在一定条件下，用电流表内、外接法得到在一定条件下，用电流表内、外接法得到Rx的电阻率的电阻率随浓度变化的两条曲线如图随浓度变化的两条曲线如图9－－6乙所示乙所示(不计由于通电导致不计由于通电导致的化学变化的化学变化).实验中实验中Rx的通电面积为的通电面积为20 cm2，长度为，长度为20 cm，，用内接法测得用内接法测得Rx的阻值是的阻值是3500 Ω，则其电阻率为，则其电阻率为　　　　　　　　 Ω·m，由图中对应曲线，由图中对应曲线　　　　　　　　(填填“1”或或“2”)可得此时溶液可得此时溶液浓度约为浓度约为　　　　　　　　%(结果保留结果保留2位有效数字位有效数字).53       [解析解析]　　(1)闭合闭合S时应使时应使Rx两端电压为零，故滑片两端电压为零，故滑片P置置于于D端端.用电流表外接法时，用电流表外接法时，S1应置于位置应置于位置1.(2)根据根据                得得ρ＝＝        ＝＝35 Ω·m.电流表内接时电流表内接时R测测＞＞R真真，电流表外接时，电流表外接时R测测＜＜R真真，即内接法测得的电阻值偏，即内接法测得的电阻值偏大，所对应的电阻率也偏大，故对应曲线为图大，所对应的电阻率也偏大，故对应曲线为图9－－6乙中的乙中的曲线曲线1.由图象对应数据可读出电阻率为由图象对应数据可读出电阻率为35 Ω·m时对应溶液时对应溶液浓度约为浓度约为0.012%.[答案答案]　　(1)D　　1(2)35　　1　　0.011至至0.014间的数据间的数据54高频点四高频点四电学学实验中中仪器和器和电路的路的选择55                         (2009·华南师大附中模拟华南师大附中模拟)有一个标有有一个标有“12 V,24 W”的灯泡，为了测定它在不同电压下的实际功率和的灯泡，为了测定它在不同电压下的实际功率和额定电压下的功率，需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的额定电压下的功率，需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：电流，现有如下器材：56A.直流电源直流电源15 V(内阻可不计内阻可不计)B.直流电流表直流电流表0～～0.6 A～～3 A(内阻内阻0.5 Ω、、0.1 Ω)C.直流电流表直流电流表0～～300 mA(内阻约内阻约5 Ω)D.直流电压表直流电压表0～～3 V～～15 V(内阻约内阻约3 kΩ、、15 kΩ)E.直流电压表直流电压表0～～25 V(内阻约内阻约200 kΩ)F.滑动变阻器滑动变阻器10 Ω、、5 AG.滑动变阻器滑动变阻器1 kΩ、、3 A 57       (1)实验台上已放置开关、导线若干及灯泡，为了完成实实验台上已放置开关、导线若干及灯泡，为了完成实验需要从上述器材中再选用验需要从上述器材中再选用　　　　　　　　(用序号字母表示用序号字母表示).        (2)在下面的方框内画出最合理的实验原理图在下面的方框内画出最合理的实验原理图. 58       (3)若测得灯丝电阻若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线随灯泡两端电压变化关系的图线如图如图9－－7所示，由这条曲线可得出：正常发光条件下，所示，由这条曲线可得出：正常发光条件下，灯丝消耗的电功率是灯丝消耗的电功率是　　　　　　　　；如果灯丝电阻与；如果灯丝电阻与(t＋＋273)的大小成正比，其中的大小成正比，其中t为灯丝摄氏温度值，室温为灯丝摄氏温度值，室温t0＝＝27℃℃，则正常发光时灯丝的温度是，则正常发光时灯丝的温度是　　　　　　　　℃℃.59        [解析解析]　　(1)由题意知，灯泡的额定电压为由题意知，灯泡的额定电压为12 V，额定电，额定电流为流为2 A，要测定额定电压的功率，必须把电压调至额定值，，要测定额定电压的功率，必须把电压调至额定值，故电压表用故电压表用0～～15 V量程，电流表用量程，电流表用0～～3 A量程，因要测定量程，因要测定灯泡在不同电压下的功率，电路应采用分压式连接，滑动灯泡在不同电压下的功率，电路应采用分压式连接，滑动变阻器用变阻器用F便于调节便于调节.60        (2)因灯泡的阻值约为因灯泡的阻值约为6 Ω，满足，满足RV≫≫R灯灯，故应采用，故应采用电流表外接法，电路图如图电流表外接法，电路图如图9－－8所示所示.61       (3)由图由图9－－7可知，电灯电压为可知，电灯电压为12 V时，灯丝的电阻时，灯丝的电阻值为值为6.2 Ω，故灯丝消耗的电功率为，故灯丝消耗的电功率为由图由图9－－7知，室温时的阻值知，室温时的阻值R0＝＝1.0 Ω.由由                                    联立解得联立解得t＝＝1587℃℃.        [答案答案]　　(1)ABDF    (2)如图如图9－－8所示所示   (3)23.2 W158762631.(2008·宁夏高考宁夏高考)如图如图9－－9所示为一正在测量中的多所示为一正在测量中的多         用电表表盘用电表表盘. 64(1)如果是用如果是用×10 Ω挡测量电阻，则读数为挡测量电阻，则读数为　　　　　　　　 Ω.(2)如果是用直流如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为挡测量电流，则读数为　　　　　　　　                          mA.(3)如果是用直流如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为挡测量电压，则读数为　　　　　　　　 V.答案：答案：(1)60　　(2)7.18　　(3)3.59652.(2009·临沂模拟临沂模拟)(1)如图如图9－－10所示为用游标卡尺测所示为用游标卡尺测   量一根金属棒长度的结果，游标尺共有量一根金属棒长度的结果，游标尺共有20个等分刻个等分刻    度度.从图中可读出金属棒的长度为从图中可读出金属棒的长度为　　　　　　　　cm. 66(2)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带条较为理想的纸带.他已在每条纸带上按每他已在每条纸带上按每5个点取好一个点取好一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为个计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1 s，依打点，依打点先后编为先后编为0、、1、、2、、3、、4、、5.由于不小心，几条纸带都由于不小心，几条纸带都被撕断了，如图被撕断了，如图9－－11所示所示.请根据给出的请根据给出的A、、B、、C、、D四四段纸带回答：在段纸带回答：在B、、C、、D三段纸带中选出从纸带三段纸带中选出从纸带A上撕上撕下的那段应该是下的那段应该是　　　　　　　　　　；打；打A纸带时，物体的加速纸带时，物体的加速度大小是度大小是　　　　　　　　 m/s2.6768解析：解析：(1)游标卡尺读数：主尺读数＋游标尺读数游标卡尺读数：主尺读数＋游标尺读数.主尺读数只主尺读数只读出游标尺零刻度线前面的部分，游标尺则读出游标尺上与读出游标尺零刻度线前面的部分，游标尺则读出游标尺上与主尺对应刻线的读数主尺对应刻线的读数.所以结果为所以结果为10.125 cm.(2)0～～1、、1～～2、、2～～3、、3～～4、、4～～5间的距离依次标记为间的距离依次标记为x1、、x2、、x3、、x4、、x5，因为连续相等时间段的位移差相等，所以，因为连续相等时间段的位移差相等，所以Δx＝＝x2－－x1＝＝36.0 mm－－30.0 mm＝＝6.0 mm，所以，所以x5＝＝x2＋＋3Δx＝＝36.0 mm＋＋3×6.0 mm＝＝54.0 mm，所以纸带，所以纸带A上撕下的那段应该是上撕下的那段应该是C.加速度加速度答案：答案：(1)10.125　　(2)C　　0.6693.(2008·江苏高考江苏高考)某同学想要了解导线在质量相同时，某同学想要了解导线在质量相同时，   电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等   的的5卷导线，进行了如下实验：卷导线，进行了如下实验：   (1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图用螺旋测微器测量某一导线的直径如图9－－12所所   示示.读得直径读得直径d＝＝　　　　　　　　　　 mm.70(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：电阻阻R(Ω)121.050.023.910.03.1导线直径直径d(mm)0.801 0.999 1.201 1.494 1.998导线截面截面积S(mm2)0.504 0.784 1.133 1.753 3.135请你根据以上数据判断，该种导线的电阻请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积与截面积S是是否满足反比关系？否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与与S应满足的关系应满足的关系.71(3)若导线的电阻率若导线的电阻率ρ＝＝5.1×10－－7 Ω·m，则表中阻值为，则表中阻值为3.1 Ω的导线长度的导线长度l＝＝　　　　　　　　 m(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字).72答案：答案：(1)1.200　　(2)不满足，不满足，R与与S2成反比成反比(或或RS2＝常量＝常量)　　(3)19解析：解析：                 ，则，则               ，查表知，查表知R＝＝3.1 Ω时时S＝＝3.135 mm2，把数据代入上式解得，把数据代入上式解得l≈19 m.734.(2009·枣庄模拟枣庄模拟)如图如图9－－13甲所示是某金属材料制成甲所示是某金属材料制成   的电阻的电阻R随温度随温度t变化的图象，若把该电阻与电池变化的图象，若把该电阻与电池(电电   动势动势E＝＝1.5 V，内阻不计，内阻不计)、电流表、电流表(量程为量程为5 mA、内、内   阻阻Rg＝＝100Ω)、电阻箱、电阻箱R′串联起来，连接成如图乙所串联起来，连接成如图乙所   示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻   度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属金属   电阻温度计电阻温度计”.74(1)电流刻度较小处对应的温度刻度电流刻度较小处对应的温度刻度　　　　　　　　；；(填填“较大较大”或或“较小较小”)(2)若电阻箱阻值若电阻箱阻值R′＝＝70 Ω，图丙中，图丙中5 mA刻度处对应的温刻度处对应的温度数值为度数值为　　　　　　　　℃℃.75解析：解析：(1)电流值越小，说明金属电阻阻值越大，再结电流值越小，说明金属电阻阻值越大，再结合图甲可知，被测温度越高合图甲可知，被测温度越高.(2)由闭合电路欧姆定律得：由闭合电路欧姆定律得：                             ，当，当I＝＝5 mA＝＝0.005 A时，可解得：时，可解得：R＝＝130 Ω由甲图可知，由甲图可知，R＝＝100＋＋t，故，故t＝＝30 ℃℃.答案：答案：(1)较大　较大　(2)30765.(2009·烟台检测烟台检测)如图如图9－－14所示，虚线方框内是由电所示，虚线方框内是由电   阻、电源组成的线性网络电路，为了研究它的输出特阻、电源组成的线性网络电路，为了研究它的输出特   性，将电流表、电压表、滑动变阻器按图示的方式连性，将电流表、电压表、滑动变阻器按图示的方式连   接在它的输出端接在它的输出端A、、B之间之间.闭合开关闭合开关S，改变滑动变阻，改变滑动变阻   器的阻值，测得的一组电流、电压数值如下表所示器的阻值，测得的一组电流、电压数值如下表所示.77I(A)U(V)0.103.700.203.500.303.250.403.000.502.800.602.5078 (1)试根据这些数据在给出的坐标纸上试根据这些数据在给出的坐标纸上(如图如图9－－15所示所示)画画出出U－－I图象图象.79(2)若将若将A、、B作为两个电极，方框内的电路可等效成电动作为两个电极，方框内的电路可等效成电动势为势为E、内电阻为、内电阻为r的电源，则从图象上可求出该电源的的电源，则从图象上可求出该电源的电动势电动势E＝＝　　　　　　　　V，内电阻，内电阻r＝＝　　　　　　　　Ω.(3)若不计电流表的内阻，当滑动变阻器的滑片移至最上若不计电流表的内阻，当滑动变阻器的滑片移至最上端时，电流表示数为端时，电流表示数为　　　　　　　　 A.(4)变阻器滑片移动过程中，滑动变阻器消耗的最大功率变阻器滑片移动过程中，滑动变阻器消耗的最大功率是是　　　　　　　　W.80解析：解析：(1)根据表中数据描点，然后用直线把点连接起来根据表中数据描点，然后用直线把点连接起来.(2)把把AB作为两个电极，虚线框内作为等效电源，此电源作为两个电极，虚线框内作为等效电源，此电源的电动势和内电阻可由的电动势和内电阻可由U－－I图线上直接求出，图线上直接求出，E＝＝4.0 V、、r＝＝2.5 Ω.注意纵轴不从注意纵轴不从0开始开始.(3)滑片移到最上端时外电路短路，滑片移到最上端时外电路短路，此时短路电流此时短路电流                   A＝＝1.60 A.(4)滑动变阻器的最大功率就是电滑动变阻器的最大功率就是电源的最大输出功率，出现在内外电阻相等时，源的最大输出功率，出现在内外电阻相等时，                                      W＝＝1.60 W.81答案：答案：(1)见解析　见解析　(2)4.0　　2.5　　(3)1.60　　(4)1.60826.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置的实验装置    如图如图9－－16甲所示甲所示. 83(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示纸带如图乙所示.计时器打点的时间间隔为计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较从比较清晰的点起，每清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离之间的距离.该小车的加速度该小车的加速度a＝＝　　　　　　　　m/s2.(结果保结果保留两位有效数字留两位有效数字)84(2)平衡摩擦力后，将平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上个相同的砝码都放在小车上.挂上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度测量小车的加速度.小车的加速度小车的加速度a与砝码盘中砝码总重与砝码盘中砝码总重力力F的实验数据如下表：的实验数据如下表：砝砝码盘中砝中砝码总重力重力F(N)0.196 0.3920.5880.7840.980加速度加速度a(m·s－－2)0.691.181.662.182.7085请根据实验数据在图请根据实验数据在图9－－17中作出中作出a－－F的关系图象的关系图象. (3)根据提供的实验数据作出的根据提供的实验数据作出的a－－F图线不通过原点图线不通过原点.请请说明主要原因说明主要原因.86(2)a－－F的关系图象如图示的关系图象如图示.87(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力致合力F的测量值小于真实值，的测量值小于真实值，a－－F的图线不过原点的图线不过原点.答案：答案：(1)0.16(0.15也算对也算对)　　(2)见解析见解析(3)未计入砝码盘的重力未计入砝码盘的重力887.(2009·天津高考天津高考)如图如图9－－18所所   示，将打点计时器固定在铁架台上，示，将打点计时器固定在铁架台上，   使重物带动纸带从静止开始自由下落，使重物带动纸带从静止开始自由下落，  利用此装置可以测定重力加速度利用此装置可以测定重力加速度.   (1)所需器材有打点计时器所需器材有打点计时器(带导线带导线)、、   纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和   带夹子的重物，此外还需带夹子的重物，此外还需　　　　　　　　(填字母代号填字母代号)中的器材中的器材.    A.直流电源、天平及砝码　　直流电源、天平及砝码　　  B.直流电源、毫米刻度尺直流电源、毫米刻度尺    C.交流电源、天平及砝码交流电源、天平及砝码           D.交流电源、毫米刻度尺交流电源、毫米刻度尺89(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度提高实验的准确程度.为使图线的斜率等于重力加速度，为使图线的斜率等于重力加速度，除作除作v－－t图象外，还可作图象外，还可作　　　　　　　　　　图象，其纵轴表示图象，其纵轴表示的是的是　　　　　　　　，横轴表示的是，横轴表示的是　　　　　　　　.90解析：解析：(1)打点计时器使用交流电源，处理纸带需用刻度打点计时器使用交流电源，处理纸带需用刻度尺，故选项尺，故选项D正确正确.答案：答案：(1)D　　(2) 　　           速度平方的二分之一　重物下速度平方的二分之一　重物下落的高度　落的高度　(关于图象的其他正确答案也可关于图象的其他正确答案也可)918.(2009·福建高考福建高考)(1)在通用技在通用技   术课上，某小组在组装潜艇术课上，某小组在组装潜艇   模型时，需要一枚截面为外模型时，需要一枚截面为外   方内圆的小螺母，如图方内圆的小螺母，如图9－－19   所示所示.现需要精确测量小螺母现需要精确测量小螺母   的内径，可选用的仪器有：的内径，可选用的仪器有：   A.50等分的游标卡尺等分的游标卡尺   B.螺旋测微器螺旋测微器92①在所提供的仪器中应选用在所提供的仪器中应选用　　　　　　.②在测量过程中，某同学在小螺母中空部分在测量过程中，某同学在小螺母中空部分360°范范围内选取不同的位置进行多次测量取平均值的目的围内选取不同的位置进行多次测量取平均值的目的是是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.(2)某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件用一电器元件.图图9－－20所示为该电器元件的伏安特所示为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：伏安特性曲线，实验室备有下列器材： 939495①为提高实验结果的准确程度，电流表应选用为提高实验结果的准确程度，电流表应选用　　　　　　　　；；电压表应选用电压表应选用　　　　　　　　；滑动变阻器应选用；滑动变阻器应选用　　　　　　　　.(以以上均填器材代号上均填器材代号)②为达到上述目的，请在下面的虚线框内画出正确的实为达到上述目的，请在下面的虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号验电路原理图，并标明所用器材的代号.96解析：解析：(1)①游标卡尺有专门测量内径的内测脚，游标卡尺有专门测量内径的内测脚，50分分度的游标卡尺的精度为度的游标卡尺的精度为0.02 mm，选择它既符合实际测，选择它既符合实际测量的可行性，又符合精确性的要求，所以选游标卡尺量的可行性，又符合精确性的要求，所以选游标卡尺.②多次测量求平均值是减小偶然误差的基本方法多次测量求平均值是减小偶然误差的基本方法.(2)①从所给的伏安特性曲线看出，最大电流为从所给的伏安特性曲线看出，最大电流为0.14 A，大于电流表，大于电流表A1的量程，小于电流表的量程，小于电流表A2的量程，所以电的量程，所以电流表选择流表选择A2；最大电压不超过；最大电压不超过V1的量程，且的量程，且V1的测量更的测量更精确精确.R1的最大阻值与所给的伏安特性曲线反映的元件的最大阻值与所给的伏安特性曲线反映的元件的电阻值相当，的电阻值相当，97且且                          A＝＝0.4 A＜＜1 A，而，而R2的阻值太大，所以选的阻值太大，所以选择择R1.②待测元件的电阻满足待测元件的电阻满足RA＜＜Rx≪≪RV，所以选择电流表，所以选择电流表外接法，伏安特性曲线中要求电压从零开始变化，所以选外接法，伏安特性曲线中要求电压从零开始变化，所以选择滑动变阻器分压式连接择滑动变阻器分压式连接.98答案：答案：(1)①①A　　②②为了减小偶然误差为了减小偶然误差(2)①①A2　　V1　　R1②②电路如图所示电路如图所示99。