資源簡介

高中物理——物理實驗總復習
知識結構：
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方法指導：
??物理是以實驗為基礎的科學，實驗能力是物理學科的重要能力，物理高考歷來重視考查實驗能力。
一、基本實驗的復習
??要應對各類實驗試題，包括高層次的實驗試題，唯一正確的方法是把要求必做的學生實驗真正做懂、做會，特別是在實驗原理上要認真鉆研，對每一個實驗步驟都要問個為什么，即不但要記住怎樣做，更應該知道為什么要這樣做．對基本的實驗，復習過程中要注意以下六個方面的問題：
（1）實驗原理
??中學要求必做的實驗可以分為4個類型：練習型、測量型、驗證型、探索型．對每一種類型都要把原理弄清楚．
??應特別注意的問題：驗證機械能守恒定律中不需要選擇第一個間距等于2mm的紙帶．這個實驗的正確實驗步驟是先閉合電源開關，啟動打點計時器，待打點計時器的工作穩定后，再釋放重錘，使它自由落下，同時紙帶打出一系列點跡．按這種方法操作，在未釋放紙帶前，打點計時器已經在紙帶上打出點跡，但都打在同一點上，這就是第一點．由于開始釋放的時刻是不確定的，從開始釋放到打第二個點的時間一定小于0.02s，但具體時間不確定，因此第一點與第二點的距離只能知道一定小于2mm（如果這段時間恰等于0.02s，則這段位移s=gt2/2=(10×0.022/2)m=2×10-3m=2mm），但不能知道它的確切數值，也不需要知道它的確切數值．不論第一點與第二點的間距是否等于2mm，它都是從打第一點處開始作自由落體運動的，因此只要測量出第一點O與后面某一點P間的距離h，再測出打P點時的速度v，如果：
gh≈ ( )，
??就算驗證了這個過程中機械能守恒．
（2）實驗儀器
要求掌握的實驗儀器主要有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器（千分尺）、天平、停表（秒表）、打點計時器（電火花計時儀）、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱，等等。對于使用新教材的省市，還要加上示波器等。對這些儀器，都要弄清其原理、會正確使用它們，包括測量儀器的正確讀數。
（3）實驗裝置
對電學實驗主要指電路圖。
??下面幾個是應特別注意的：
??①驗證牛頓第二定律的實驗，如何平衡摩擦力是關鍵。
??②研究平拋物體的運動及碰撞中的動量守恒的實驗，這兩個實驗都要使用斜槽軌道，讓小球從軌道上端無初速滾下，然后平拋出去，在安裝裝置時要注意保證軌道末端必須水平，如果實驗要進行多次，每次小球應從同一高度處下落，因此應有一個擋板。
??③驗證機械能守恒定律的實驗，要用鐵架臺并用夾子固定紙帶，這樣在開啟打點計時器而未釋放重錘前，能保證打出的點跡在同一點上，若像課本上的實驗裝置圖那樣，用手握住紙帶，開啟打點計時器而未釋放紙帶前，會由于手的抖動而打出一“堆”點，從而無法準確找出第一個點（即自由落體運動起始位置）。
??④用單擺測重力加速度的實驗，在安裝單擺時要注意懸點的固定，隨便拴一個結系在鐵架臺的橫梁上是不可取的，因為懸點不確定，就不是單擺，并且擺長值也無法準確測量。
??⑤有關電路的電學實驗要注意安培表的外接與內接，制流與分壓電路的選擇，電表內阻的影響，等等。
（4）實驗步驟
復習實驗步驟時不能靠死背結論，而要與實驗原理聯系起來，要多問問自己，為什么要按這樣的步驟操作？把某些實驗步驟交換一下是否可以？省掉某個步驟行不行？等等。
（5）實驗數據的處理
重要的有打點計時器紙帶的處理方法（如分析是不是勻速運動或勻變速直線運動、如果是勻變速運動，如何求某時刻的速度、如何求加速度等）；解方程求解未知量、用圖像處理數據（把原來應該是曲線關系的通過改變坐標軸的量或單位而變成線性關系，即變成直線，是重要的實驗能力）。
（6）實驗誤差的定性分析
中學階段不要求進行定量的誤差分析，但對主要誤差的產生原因、系統誤差是偏大還是偏小等，應能理解。在電路的實驗中，粗略地看，認為電流表是短路、電壓表是斷路，但精確一點看，電流表和電壓表的內阻的影響都不能忽略，定性地討論電表電阻對測量結果的影響是我們應該掌握。
二、幾種重要的實驗方法
??下面幾種實驗方法是我們中學階段物理實驗中用過的，從方法的角度整理、復習一下，有助于我們提高認識水平和能力。
??（1）累積法：在“用單擺測重力加速度”測周期時我們用的是累積法，即我們不直接測一個周期的時間，而是測30～50個周期的總時間，再除以周期數即得周期T的值．用累積法的好處是：①相當于進行多次測量而后取平均值，這樣可以減少偶然誤差；②增加有效數字的位數．以測單擺的周期為例，我們實驗時單擺的擺長大約是1m或不到1m，用停表（最小分度值是0.1s）直接測1個周期的值，只能讀出兩位有效數字（機械停表的指針是跳躍式前進的，因此不能估讀），如1.8s、2.0s等，而測30個周期總時間，則可讀出至少3位有效數字。
用累積法的實驗還有很多，如測一張紙的厚度、用刻度尺測金屬絲的直徑…
??（2）替代法：在“互成角度兩個共點力的合成”的實驗中我們就用到了替代法，第一次我們用兩個彈簧秤成角度地拉橡皮筋，把結點拉到某一位置，再換成一個彈簧秤，同樣拉這個橡皮筋，也把結點拉到同樣位置，這說明后一個彈簧秤的拉力與前面兩個彈簧秤的拉力效果相等因此右以互相替代．對于“等效”這個問題，應正確理解：所謂效果相等，是對某一方面說的，并不是在所有方面都等效，仍以合力與分力來說，它們只是在改變物體的運動狀態上等效，而在其他方面，例如在產生形變上，二者并不等效。
??用替代法的例子還有很多，如用天平稱物物體的質量，電阻測量等都可以用替代法，我們古代三國時期曹沖稱象的故事就是替代法的典型實例。
??（3）測量量的轉換：例如在“碰撞中的動量守恒”的實驗中，把測物體的速度轉換為測物體平拋運動的水平位移，即把測速度轉換為測長度。
??又如在“測定玻璃的折射率”的實驗中，本應測量入射角和折射角，再根據折射率n=sini/sinr求出折射率，但角度不容易測準確（一般所用的量角器的最小分度是1°，并且測角度時頂點很難對得特別準確），而通過做輔助線的方法可以把測角度轉換為測線段的長度，從而增加了有效數字的位數，即提高了測量的準確度。
??（4）比較法：用天平稱物體的質量，就是把物體與砝碼進行比較，砝碼的質量是標準的，把被測量與標準的量進行比較，就是比較法．天平是等臂杠桿，因此用天平測物體質量時，不用再進行計算，而是直接讀出砝碼的質量，它就等于物體的質量。一般情況下，被測物跟標準量并不相等，而是要根據某種關系進行計算，最常用的是二者間滿足一定的比例關系，通過一定的比例計算即可得出結果，因此常常稱為比例法。用比例法測電阻是常見的，當兩個電阻串聯時，通過的電流相等，因此兩電阻兩端的電壓跟它們的電阻成正比，如果其中的一個電阻是標準電阻，另一個電阻的阻值就可測出．同樣，兩電阻并聯時，由于兩端電壓相等，通過兩支路的電流跟電阻成反比，只要一個是標準電阻，另一個電阻的阻可測出。
一、誤差和有效數字
1.誤差
測量值與真實值的差異叫做誤差。誤差可分為系統誤差和偶然誤差兩種。
⑴系統誤差的特點是在多次重復同一實驗時，誤差總是同樣地偏大或偏小。
⑵偶然誤差總是有時偏大，有時偏小，并且偏大和偏小的機會相同。減小偶然誤差的方法，可以多進行幾次測量，求出幾次測量的數值的平均值。這個平均值比某一次測得的數值更接近于真實值。
2.有效數字
帶有一位不可靠數字的近似數字，叫做有效數字。⑴有效數字是指近似數字而言。⑵只能帶有一位不可靠數字，不是位數越多越好。
凡是用測量儀器直接測量的結果，讀數一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數值（可靠數字）后，再向下估讀一位（不可靠數字），這里不受有效數字位數的限制。
間接測量的有效數字運算不作要求，運算結果一般可用2~3位有效數字表示。
二、基本測量儀器及讀數
高考要求會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點計時器、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。
1.刻度尺、秒表、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表的讀數
使用以上儀器時，凡是最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位（估讀的這位是不可靠數字，但是是有效數字的不可缺少的組成部分）。凡是最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。
例如
⑴讀出上左圖中被測物體的長度。
⑵上右圖用3V量程時電壓表讀數為多少？用15V量程時電壓表度數又為多少？
⑶右圖中秒表的示數是多少分多少秒？
凡儀器的最小刻度是10分度的，在讀到最小刻度后還要再往下估讀一位。⑴6.50cm。⑵1.14V。15V量程時最小刻度為0.5V，只讀到0.1V這一位，應為5.7V。⑶秒表的讀數分兩部分：小圈內表示分，每小格表示0.5分鐘；大圈內表示秒，最小刻度為0.1秒。當分針在前0.5分內時，秒針在0~30秒內讀數；當分針在后0.5分內時，秒針在30~60秒內讀數。因此圖中秒表讀數應為3分48.75秒（這個5是估讀出來的）。
2.游標卡尺
⑴10分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.9mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.1mm。讀數時先從主尺上讀出厘米數和毫米數，然后用游標讀出0.1毫米位的數值：游標的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，0.1毫米位就讀幾（不能讀某）。其讀數準確到0.1mm。
⑵20分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.95mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.05mm。讀數時先從主尺上讀出厘米數和毫米數，然后用游標讀出毫米以下的數值：游標的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，毫米以下的讀數就是幾乘0.05毫米。其讀數準確到0.05mm。
⑶50分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.98mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.02mm。這種卡尺的刻度是特殊的，游標上的刻度值，就是毫米以下的讀數。這種卡尺的讀數可以準確到0.02mm。如右圖中被測圓柱體的直徑為2.250cm。
要注意：游標卡尺都是根據刻線對齊來讀數的， 所以都不再往下一位估讀。
3.螺旋測微器
固定刻度上的最小刻度為0.5mm（在中線的上側）；可動刻度每旋轉一圈前進（或后退）0.5mm。在可動刻度的一周上平均刻有50條刻線，所以相鄰兩條刻線間代表0.01mm。讀數時，從固定刻度上讀取整、半毫米數，然后從可動刻度上讀取剩余部分（因為是10分度，所以在最小刻度后應再估讀一位），再把兩部分讀數相加，得測量值。右圖中的讀數應該是6.702mm。
4.打點計時器
打點計時器是一種特殊的計時儀器，電源用50Hz的交流電，所以打相鄰兩個點的時間間隔是0.02s。
5.天平
天平使用前首先要進行調節。調節分兩步：調底座水平和橫梁水平（在調節橫梁水平前，必須把游碼移到左端零刻度處，左端與零刻線對齊，如圖中虛線所示）。測量讀數由右盤中砝碼和游標共同讀出。橫梁上的刻度單位是毫克（mg）。若天平平衡時，右盤中有26g砝碼，游碼在圖中所示位置，則被測物體質量為26.32g（最小刻度為0.02g，不是10分度，因此只讀到0.02g這一位）。
6.多用電表
使用多用電表時首先應該根據被測物理量將選擇開關旋到相應的位置。使用前應先進行機械調零，用小螺絲刀輕旋調零螺絲，使指針指左端零刻線。使用歐姆擋時，還應進行歐姆調零，即將紅、黑表筆短接，調節歐姆調零旋鈕，使指針指右端零刻線處。歐姆擋的使用：⑴選擋。一般比被測電阻的估計值低一個數量級，如估計值為200Ω就應該選×10的倍率。⑵調零。⑶將紅黑表筆接被測電阻兩端進行測量。⑷將指針示數乘以倍率，得測量值。⑸將選擇開關扳到OFF或交流電壓最高擋。用歐姆擋測電阻，如果指針偏轉角度太小，應增大倍率；如果指針偏轉角度太大，應減小倍率。
7.電阻箱
右圖中的電阻箱有6個旋鈕，每個旋鈕上方都標有倍率，將每個旋鈕上指針所指的數值（都為整數）乘以各自的倍率，從最高位依次往下讀，即可得到這時電阻箱的實際阻值。圖中最左邊的兩個黑點是接線柱。若指針所示如圖，則阻值為84580.2Ω。
三、重點的學生實驗
1.研究勻變速直線運動
右圖為打點計時器打下的紙帶。選點跡清楚的一條，舍掉開始比較密集的點跡，從便于測量的地方取一個開始點O，然后每5個點取一個計數點A、B、C、D …。測出相鄰計數點間的距離s1、s2、s3 … 利用打下的紙帶可以：
⑴求任一計數點對應的即時速度v：如(其中T=5×0.02s=0.1s）　　
⑵利用“逐差法”求a：
⑶利用上圖中任意相鄰的兩段位移求a：如
⑷利用v-t圖象求a：求出A、B、C、D、E、F各點的即時速度，畫出如右的v-t圖線，圖線的斜率就是加速度a。
2.探究彈力和彈簧伸長的關系（胡克定律）
利用右圖裝置，改變鉤碼個數，測出彈簧總長度和所受拉力（鉤碼總重量）的多組對應值，填入表中。算出對應的彈簧的伸長量。在坐標系中描點，根據點的分布作出彈力F隨伸長量x而變的圖象，從而發確定F-x間的函數關系。解釋函數表達式中常數的物理意義及其單位。
該實驗要注意區分彈簧總長度和彈簧伸長量。對探索性實驗，要根據描出的點的走向，嘗試判定函數關系。（這一點和驗證性實驗不同。）
3.互成角度度兩個力的合成
該實驗是要用互成角度的兩個力和另一個力產生相同的效果，看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個力是否在實驗誤差允許范圍內相等，如果在實驗誤差允許范圍內相等，就驗證了力的合成的平行四邊形定則。
4.研究平拋物體的運動（用描跡法）
該實驗的實驗原理：平拋運動可以看成是兩個分運動的合成：一個是水平方向的勻速直線運動，其速度等于平拋物體的初速度；另一個是豎直方向的自由落體運動。利用有孔的卡片確定做平拋運動的小球運動時的若干不同位置，然后描出運動軌跡，測出曲線任一點的坐標x和y，利用
、就可求出小球的水平分速度，即平拋物體的初速度。
該試驗的注意事項有：
⑴斜槽末端的切線必須水平。
⑵用重錘線檢驗坐標紙上的豎直線是否豎直。
⑶以斜槽末端所在的點為坐標原點。
⑷如果是用白紙，則應以斜槽末端所在的點為坐標原點，在斜槽末端懸掛重錘線，先以重錘線方向確定y軸方向，再用直角三角板畫出水平線作為x軸，建立直角坐標系。
⑸每次小球應從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。
5.驗證動量守恒定律
由于v1、v1/、v2/均為水平方向，且它們的豎直下落高度都相等，所以它們飛行時間相等，若以該時間為時間單位，那么小球的水平射程的數值就等于它們的水平速度。在右圖中分別用OP、OM和O /N表示。因此只需驗證：m1(OP=m1(OM+m2((O /N-2r）即可。
注意事項：
⑴必須以質量較大的小球作為入射小球（保證碰撞后兩小球都向前運動）。
⑵小球落地點的平均位置要用圓規來確定：用盡可能小的圓把所有落點都圈在里面，圓心就是落點的平均位置。
⑶所用的儀器有：天平、刻度尺、游標卡尺（測小球直徑）、碰撞實驗器、復寫紙、白紙、重錘、兩個直徑相同質量不同的小球、圓規。
⑷若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么兩小球將不再同時落地，但兩個小球都將從斜槽末端開始做平拋運動，于是驗證式就變為：m1(OP=m1(OM+m2(ON，兩個小球的直徑也不需測量了。
6.驗證機械能守恒定律
驗證自由下落過程中機械能守恒，圖示紙帶的左端是用夾子夾重物的一端。
⑴要多做幾次實驗，選點跡清楚，且第一、二兩點間距離接近2mm的紙帶進行測量。
⑵用刻度尺量出從0點到1、2、3、4、5各點的距離h1、h2、h3、h4、h5，利用“勻變速直線運動中間時刻的即時速度等于該段位移內的平均速度”，算出2、3、4各點對應的即時速度v2、v3、v4，驗證與2、3、4各點對應的重力勢能減少量mgh和動能增加量是否相等。
⑶由于摩擦和空氣阻力的影響，本實驗的系統誤差總是使
⑷本實驗不需要在打下的點中取計數點。也不需要測重物的質量。
7.用單擺測定重力加速度
擺長的測量：讓單擺自由下垂，用米尺量出擺線長L/（讀到0.1mm），用游標卡尺量出擺球直徑（讀到0. 1mm）算出半徑r，則擺長L=L/+r
開始擺動時需注意：擺角要小于5°（保證做簡諧運動）；不要使擺動成為圓錐擺。
必須從擺球通過最低點時開始計時，測出單擺做50次全振動所用時間，算出周期的平均值T。
改變擺長重做幾次實驗，計算每次實驗得到的重力加速度，再求這些重力加速度的平均值。
8用描跡法畫出電場中平面上等勢線
實驗所用的電流表是零刻度在中央的電流表，在實驗前應先測定電流方向與指針偏轉方向的關系：將電流表、電池、電阻、導線按圖1或圖2 連接，其中R是阻值大的電阻，r是阻值小的電阻，用導線的a端試觸電流表另一端，就可判定電流方向和指針偏轉方向的關系。
該實驗是用恒定電流的電流場模擬靜電場。與電池正極相連的A電極相當于正點電荷，與電池負極相連的B相當于負點電荷。白紙應放在最下面，導電紙應放在最上面（涂有導電物質的一面必須向上），復寫紙則放在中間。
9.測定玻璃折射率
實驗原理：如圖所示，入射光線AO由空氣射入玻璃磚，經OO1后由O1B方向射出。作出法線NN1，則折射率
n=Sinα/Sinγ
注意事項：手拿玻璃磚時，不準觸摸光潔的光學面，只能接觸毛面或棱，嚴禁把玻璃磚當尺畫玻璃磚的界面；實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變；大頭針應垂直地插在白紙上，且玻璃磚每一側的兩個大頭針距離應大一些，以減小確定光路方向造成的誤差；入射角應適當大一些，以減少測量角度的誤差。
10．伏安法測電阻
伏安法測電阻有a、b兩種接法，a叫(安培計)外接法，b叫（安培計）內接法。外接法的系統誤差是由電壓表的分流引起的，測量值總小于真實值，小電阻應采用外接法；內接法的系統誤差是由電流表的分壓引起的，測量值總大于真實值，大電阻應采用內接法。如果無法估計被測電阻的阻值大小，可以利用試觸法：如圖將電壓表的左端接a點，而將右端第一次接b點，第二次接c點，觀察電流表和電壓表的變化，若電流表讀數變化大，說明被測電阻是大電阻，應該用內接法測量；若電壓表讀數變化大，說明被測電阻是小電阻，應該用外接法測量。（這里所說的變化大，是指相對變化，即ΔI/I和ΔU/U）。
（1）滑動變阻器的連接
滑動變阻器在電路中也有a、b兩種常用的接法：a叫限流接法，b叫分壓接法。分壓接法被測電阻上電壓的調節范圍大。當要求電壓從零開始調節，或要求電壓調節范圍盡量大時應該用分壓接法。用分壓接法時，滑動變阻器應該選用阻值小的；用限流接法時，滑動變阻器應該選用阻值和被測電阻接近的。
（2）實物圖連線技術
無論是分壓接法還是限流接法都應該先把伏安法部分接好；對限流電路，只需用筆畫線當作導線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動變阻器、伏安法四部分依次串聯起來即可（注意電表的正負接線柱和量程，滑動變阻器應調到阻值最大處）。
對分壓電路，應該先把電源、電鍵和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來，然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭，比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低，根據伏安法部分電表正負接線柱的情況，將伏安法部分接入該兩點間。
（3）描繪小電珠的伏安特性曲線
因為小電珠（即小燈泡）的電阻較小（10Ω左右）所以應該選用安培表外接法。
小燈泡的電阻會隨著電壓的升高，燈絲溫度的升高而增大，所以U-I曲線不是直線。為了反映這一變化過程，燈泡兩端的電壓應該由零逐漸增大到額定電壓。所以滑動變阻器必須選用分壓接法。在上面實物圖中應該選用右面的那個圖，開始時滑動觸頭應該位于左端（使小燈泡兩端的電壓為零）。
由實驗數據作出的I-U曲線如右，說明燈絲的電阻隨溫度升高而增大，也就說明金屬電阻率隨溫度升高而增大。（若用U-I曲線，則曲線的彎曲方向相反。）
若選用的是標有“3.8V 0.3A”的小燈泡，電流表應選用0-0.6A量程；電壓表開始時應選用0-3V量程，當電壓調到接近3V時，再改用0-15V量程。
11．把電流表改裝為電壓表
⑴、用圖(a)測定電流表內阻rg，方法是：先斷開S2，閉合S1，調節R，使電流表滿偏；然后閉合S2，調節R/，使電流表達到半滿偏。當R比R/大很多時，可以認為rg=R/。（當R比R/大很多時，調節R/基本上不改變電路的總電阻，可認為總電流不變，因此當電流表半滿偏時，通過R/的電流也是滿偏電流的一半，兩個分路的電阻相等）。實際上，S2閉合后，總電阻略有減小，總電流略有增大，當電流表半滿偏時，通過R/的電流比通過電流表的電流稍大，即R/比rg稍小，因此此步測量的系統誤差，總是使rg的測量值偏小。其中R不必讀數，可以用電位器，R/需要讀數，所以必須用電阻箱。
根據rg、Ig和擴大后的量程，計算出需要給電流表串聯的電阻R1的值。
⑵、用(b)圖把改裝的電壓表和標準電壓表進行校對。校對要每0.5V校對一次，所以電壓要從零開始逐漸增大，因此必須選用分壓電路。
百分誤差的計算：
如果當改裝電壓表示數為U時，標準電壓表示數為U / ，則這時的百分誤差為|U-U / | / U /。
如果校對時發現改裝電壓表的示數總是偏大，則應該適當增大R1的阻值(使表頭的分壓減小一些)，然后再次重新進行校對。
12.測定金屬的電阻率
被測電阻絲的電阻較小，所以選用電流表外接法；本實驗不要求電壓調節范圍，可選用限流電路。因此選用上面左圖的電路。開始時滑動變阻器的滑動觸頭應該在右端。本實驗通過的電流不宜太大，通電時間不能太長，以免電阻絲發熱后電阻率發生明顯變化。
13用電流表和電壓表測電池的電動勢和內電阻
根據閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實驗電路中電壓表的示數是準確的，電流表的示數比通過電源的實際電流小，所以本實驗的系統誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個系統誤差， 電阻R的取值應該小一些，所選用的電壓表的內阻應該大一些。
為了減小偶然誤差，要多做幾次實驗，多取幾組數據，然后利用U-I圖象處理實驗數據：將點描好后，用直尺畫一條直線，使盡量多的點在這條直線上，而且在直線兩側的點數大致相等。這條直線代表的U-I關系的誤差是很小的。它在U軸上的截距就是電動勢E（對應的I=0），它的斜率的絕對值就是內阻r。（特別要注意：有時縱坐標的起始點不是0，求內阻的一般式應該是r=|ΔU/ΔI |）。
為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內阻宜大些。（選用使用過一段時間的1號電池）
14.用多用電表探索黑箱內的電學元件
設定黑箱上有三個接點，兩個接點間最多只能接一個元件；黑箱內所接的元件不超過兩個。
測量步驟和判定：
⑴用直流電壓擋測量，A、B、C三點間均無電壓；說明箱內無電源。
⑵用歐姆擋測量，A、C間正、反接阻值不變，說明A、C間有一個電阻。⑶用歐姆擋測量，黑表筆接A紅表筆接B時測得的阻值較小，反接時測得的阻值較大，說明箱內有一個二極管，可能在AB間，也可能在BC間，如右圖中兩種可能。
⑷用歐姆擋測量，黑表筆接C紅表筆接B測得阻值比黑表筆A紅表筆接B時測得的阻值大，說明二極管在AB間。所以黑箱內的兩個元件的接法肯定是右圖中的上圖。
四、重要的演示實驗
1.用油膜法估測分子的大小
實驗前應預先計算出每滴油酸溶液中純油酸的實際體積：先了解配好的油酸溶液的濃度，再用量筒和滴管測出每滴溶液的體積，由此算出每滴溶液中純油酸的體積V。
油膜面積的測量：油膜形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，將油膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上；將玻璃板放在坐標紙上，以1cm邊長的正方形為單位，用四舍五入的方法數出油膜面積的數值S（以cm2為單位）。
由d=V/S算出油膜的厚度，即分子直徑的大小。
2加速度和力的關系 加速度和質量的關系
兩個相同的小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤里分別放有不同質量的砝碼。小車所受的水平拉力F的大小可以認為等于砝碼（包括砝碼盤）的重力大小。小車后端也系有細線，用一只夾子夾住兩根細線，控制兩輛小車同時開始運動和結束運動。
由于兩個小車初速度都是零，運動時間又相同， s=at2∝a，只要測出兩小車位移s之比就等于它們的加速度a之比。
實驗結果是：當小車質量相同時，a∝F，當拉力F相等時，a∝1/m。
實驗中用砝碼（包括砝碼盤）的重力G的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做會引起什么樣的系統誤差？怎樣減小這個系統誤差？
3.卡文迪許實驗
左下圖是卡文迪許扭秤實驗的示意圖。其中固定在T形架上的小平面鏡起著非常大的作用。利用光的反射定律可以把T形架的微小轉動放大到能夠精確測量的程度。設小平面鏡到刻度尺的距離為L，T形架兩端固定的兩個小球中心相距為l，設放置兩個大球m/ 后，刻度尺上的反射光點向左移動了Δx，那么在萬有引力作用下，小球向大球移動了多少？ ????????
4.描繪單擺的振動圖象
對同一個單擺，如果兩次拉出木板得到的圖形分別如a、b所示，說明兩次拉木板的速度之比為3∶2。
對擺長不同的單擺，如果兩次拉木板速度相同，說明擺的周期之比為3∶2，擺長之比為9∶4。
5.波的疊加
在一根水平長繩的兩端分別向上抖動一下，就分別右兩個凸起狀態1和2在繩上相向傳播。它們在相遇后，彼此穿過，都保持各自的運動狀態繼續傳播，彼此都沒有受到影響。
觀察一下：在它們相遇過程中，繩上質點的最大位移出現在什么位置？每個點都有可能達到這個位移嗎？
在同一根繩子上，各種頻率的波傳播速度都是相同的。
6.擴散現象
裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮氣體的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開。抽去玻璃板，過一段時間可以發現，兩種氣體混合在一起，上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致。
擴散現象也證明分子在做永不停息的無規則運動。
從熱力學第一定律分析一下：設環境溫度不變。在擴散過程中，瓶中氣體將吸熱還是放熱？這個實驗也證明擴散現象有方向性。
7. 絕熱過程，做功改變物體內能
用打氣筒向容器中打氣到一定壓強，穩定后讀出靈敏溫度計的讀數。打開卡子，氣體迅速沖開膠塞，溫度將會明顯降低。（ΔU=Q+W，作用時間極短，來不及熱交換，是絕熱過程，因此Q=0，而W為負，所以ΔU必然為負，即氣體內能減小，溫度降低）。
迅速向下壓活塞，玻璃氣缸內的硝化棉會燃燒起來(ΔU=Q+W，也是絕熱過程，Q=0，W為正，所以ΔU為正，氣體內能增大，溫度升高，達到硝化棉的燃點，因此被點燃）。這就是柴油機的工作原理。
8.平行板電容器的電容
靜電計是測量電勢差的儀器。指針偏轉角度越大，金屬外殼和上方金屬小球間的電勢差越大。在本實驗中，靜電計指針和A板等電勢，靜電計金屬殼和B板等電勢，因此指針偏轉角越大表示A、B兩極板間的電壓越高。
本實驗中，極板帶電量不變。三個圖依次表示：正對面積減小時電壓增大；板間距離增大時電壓增大；插入電介質時電壓減小。由知，這三種情況下電容分別減小、減小、增大。因此可以確定C和S、d、ε的關系是。
思考：如何測量電容器兩極板間的電壓？
9.磁電式電表原理
圓柱形鐵芯的作用是在磁鐵兩極和鐵芯間生成均勻地輻向分布的磁場。不管線圈轉到什么角度，線圈平面都跟磁感線平行，線圈受到的安培力矩的大小只跟電流大小成正比。線圈繞在鋁框上，線圈的兩端分別和兩個螺旋彈簧相接，被測電流由這兩個彈簧流入線圈。鋁框可以起到電磁阻尼的作用。指針偏轉方向與電流方向有關。因此根據指針偏轉方向，可以知道被測電流方向。
10.研究電磁感應現象
首先要查明電流表指針偏轉方向和電流方向的關系（方法與畫電場中平面上等勢線實驗相同）。
電鍵閉合和斷開時、電鍵閉合后滑動變阻器的滑動觸頭移動過程中、電鍵閉合后線圈A在B中插入、拔出時，都會發現電流表指針發生偏轉，說明有電流產生。而電鍵保持閉合、滑動觸頭不動、線圈A 在B中不動時，電流表指針都不動，說明無電流產生。
結論：閉合電路中有感應電流產生的充要條件是穿過閉合電路的磁通量發生變化。
11.單縫衍射
從圖中看出：當狹縫寬度在0.5mm以上時，縫越窄亮斑也越窄；當狹縫寬度在0.5mm一下時，縫越窄中央亮條越寬，整個亮斑范圍越寬，亮紋間距越大。
12.小孔衍射和泊松亮斑
小孔衍射和泊松亮斑的中心都是亮斑。區別是：泊松亮斑中心亮斑周圍的暗斑較寬。
13.倫琴射線管
電子被高壓加速后高速射向對陰極，從對陰極上激發出X射線。在K、A間是陰極射線即高速電子流，從A射出的是頻率極高的電磁波，即X射線。
X射線粒子的最高可能的頻率可由Ue=hν計算。
14.α粒子散射實驗
全部裝置放在真空中。熒光屏可以沿著圖中虛線轉動，用來統計向不同方向散射的粒子的數目。觀察結果是，絕大多數α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進，但是有少數α粒子發生了較大的偏轉。
15.光電效應實驗
把一塊擦得很亮的鋅板連接在靈每驗電器上，用弧光燈照鋅板，驗電器的指針就張開一個角度，表明鋅板帶了電.進一步檢查知道鋅板帶( )電。這表明在弧光燈的照射下，鋅板中有一部分( )從表面飛了出去鋅板中少了( )，于是帶( )電。
五、設計實驗舉例
例1．略測定玩具手槍子彈射出時的初速度。除玩具手槍外，所給的測量儀器為：
⑴只有秒表；⑵只有米尺。
解：⑴若只有秒表，可如圖(a)，將玩具手槍從地面豎直向上發射子彈，用秒表記下從發射到子彈落會地面所用的時間t，則子彈上升的時間為t/2，故子彈初速度v0=gt/2。⑵若只有米尺，可如圖(b)，將玩具手槍子彈從某一高度處水平射出，用米尺測量射出時離地面的高度h和水平射程s，則子彈初速度。
例2．利用如圖所示的一只電壓表、一個電阻箱和一個電鍵，測量一個電池組的電動勢和內電阻。畫出實驗電路圖，并用筆畫線作導線將所給器材連接成實驗電路。用記錄的實驗數據寫出電動勢和內電阻的表達式。
解：與學生實驗相比，用電阻箱代替了電流表。由于電壓可測，由電壓、電阻就可以算出電流。電路圖如右。實驗方法有兩種：
⑴改變電阻箱阻值，讀出兩組外電阻和對應的路端電壓值R1、U1、R2、U2，根據閉合電路歐姆定律列出兩種情況下的方程，。
解這個方程組可得E和r：。
⑵改變電阻箱阻值，讀出電壓表對應的示數，多測幾組數據，利用U-I圖象求電動勢和內電阻。這樣偶然誤差會更小一些。
該實驗的系統誤差是由于電壓表的分流引起的。所以選取電阻箱阻值時不宜太大，電壓表則應該選用內阻較大的。
如果只給出電阻箱和電流表，同樣可以測量電源的電動勢和內電阻。
例3．某同學在研究彈簧振子的周期和振子質量的關系時，利用同一根彈簧，記錄了不同振子質量對應的周期值如下表：
m (g)
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
T (s)
0.40
0.57
0.69
0.80
0.89
0.98
他在T-m坐標系中根據此表描點后發現T、m間不是正比關系，而好象是T 2∝m關系，請你進一步驗證這一猜想是否正確？
解：可以根據表中的T值計算出相應的T 2值填入表中，畫出對應的T 2-m圖象。如果所描出的點很接近在一條過原點的直線上，就可以確認T 2∝m關系成立。
在給出的表中增加一行對應的T ２(s2)值：　　
m (g)
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
T (s)
0.40
0.57
0.69
0.80
0.89
0.98
T２(s2)
0.16
0.32
0.48
0.64
0.79
0.96
　　如圖作出T 2-m圖象：得到的6個點可以認為在同一條直線上，因此可以確定T2∝m關系成立。
例4．某同學利用一架固定好的自動相機，用同一張底片多次曝光的方法，拍下了一輛小轎車啟動后不久做勻加速直線運動的照片。相鄰兩次曝光的時間間隔為2.0s。已知小轎車的車長為4.5m．他用刻度尺測量照片上的長度關系，結果如圖所示。請你估算這輛小轎車的加速度a和小轎車在照片中第2個像所對應的時刻的即時速度大小v。
解：從照片上可得，刻度尺的1厘米相當于實際長度3m。量出前后兩段位移分別為4.00cm和6.70cm，對應的實際位移分別為12m和20.1m，由ΔS=aT2可得a=2.0m/s2，再根據這4秒內的平均速度等于中間時刻的即時速度，可得照片中第2個像對應的速度v=8.0m/s。
例5．如圖所示，是用高電阻放電法測電容的實驗電路圖。其原理是測出電容器在充電電壓為U時所帶的電荷量Q，從而求出其電容C。該實驗的操作步驟如下：
⑴按電路圖接好實驗電路；
⑵接通電鍵S，調節電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿刻度．記下這時的電壓表讀數U0=6.2V和微安表讀數I0=490μA；
⑶斷開電鍵S并同時開始計時，每隔5s或10s讀一次微安表的讀數i，將讀數記錄在預先設計的表格中；
⑷根據表格中的12組數據，以t為橫坐標，i為縱坐標，在坐標紙上描點（右圖中用“×”表示）。根據以上實驗結果和圖象，可以估算出當電容器兩端電壓為U0時該電容器所帶的電荷量Q0約為_________C，從而算出該電容器的電容約為________F。
解：按照圖中的點，用光滑曲線把它們依次連接起來，得到i-t圖線，圖線和橫軸所圍的面積就是放電量，即原來電容器的帶電量。每小格相當于2.5×10-4C，用四舍五入法數得小方格有32個，所以Q0=8×10-3C。再由C= Q0/ U0，得C=1.3×10-3F。
例6．某同學在做探究彈力和彈簧伸長的關系的實驗中，設計了如圖所示的實驗裝置。所用的鉤碼每只的質量都是30g，他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應的彈簧總長度，將數據填在了下面的表中。(彈力始終未超過彈性限度，取g=9.8m/s2)
⑴試根據這些實驗數據在右圖給定的坐標紙上作出彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長L之間的函數關系圖線，說明圖線跟坐標軸交點的物理意義。
⑵上一問所得圖線的物理意義?該彈簧的勁度k是多大?
解：⑴根據實驗數據在坐標紙上描出的點，基本上在同一條直線上。可以判定F和L間是一次函數關系。畫一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，不在直線上的點均勻地分布在直線兩側。該圖線跟橫軸交點的橫坐標表示彈簧的原長。
⑵圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比。由可得k=25N/m。
例7．在上海市青少年校外活動營地“東方綠舟”內有一個綠色能源區，同學們可以在這里做太陽能和風能的研究性實驗。某同學為了測定夏季中午單位面積上、單位時間內獲得的太陽能，制作了一個太陽能集熱裝置、實驗器材有：（a）內壁涂黑的泡沫塑料箱一個，底面積為1m2；（b）給你盛水塑料袋一個；（c）溫度計一個；（d）玻璃板一塊（約1m2）。如右圖所示。
有一塊斜坡草地，太陽光垂直照射到草地表面，請將上述實驗器材按實驗設計要求畫在右圖中。
已知水的比熱容c，被水吸收的熱量Q與水的質量m、水溫升高量△t間的關系是Q＝cm△t，則為了測定中午單位面積上、單位時間內獲得的太陽能，除了需要測量m、△t外，還應測量的物理量是 。本實驗會有一定誤差，試寫出一條產生誤差的主要原因： 。
解：裝置圖如右。還應該測量的物理量是溫度t。產生誤差的主要原因是太陽能沒有全部被水吸收。
六、實驗練習題
1．按照有效數字規則讀出以下各游標尺的測量值.

⑴ ⑵

讀數為_____________cm. 讀數為_____________mm.


⑶ ⑷

讀數為____________m. 讀數為_____________cm.

⑸
讀數為_____________cm.
2．按照有效數字規則讀出下列電表的測量值.

⑴ ⑵

接0~3V量程時讀數為________V. 接0~3A量程時讀數為_______A.
接0~15V量程時讀數為_______V. 接0~0.6A量程時讀數為______A.
3．多用電表表頭的示意圖如右。
⑴當指針位置如圖中灰三角箭頭所示,則測量的是______,測量結果為___________.
⑵當指針位置如圖中白三角箭頭所示,則測量的是______,測量結果為___________.
⑶當指針位置如圖中黑三角箭頭所示,則測量的是______,測量結果為___________.
⑷當指針位置如圖中黑三角箭頭所示,正確操作后發現指針的偏轉角很小,那么接下來的操作步驟應該依次為:①_________________,②_________________,③__________________.
測量結束后應將選擇開關撥到__________或者____________.
⑸無論用多用電表進行何種(直流)測量，電流都應該從______表筆經______插孔流入電表。
4．用螺旋測微器測量長度時,可以精確到______m,讀數應該讀到______mm.讀出下列四種情況下的測量結果。
⑴　　　　　　 ⑵　　　　　　　 ⑶　　　　　　　　　　　　　 ⑷
⑴_________mm。⑵_________cm。 ⑶____________m。 ⑷_________×10-3m。
5．如圖是一個游標卡尺。
⑴圖中a、b、c分別叫做________、_________、____________.
⑵如圖有一個小型氣缸,欲測量其所用材料的體積V,需要測量①高度H,②深度h,③外徑D,④內徑d,應該分別用游標卡尺的哪一部分?(用字母表示)___,___,___.
⑶在測量外徑時，游標卡尺的尺面應該跟氣缸底面垂直還是平行?________.為減小偶然誤差,要求測量4四次,那么每測量一次后應將氣缸繞中心軸轉動______度.
⑷用測量結果表示V的表達式為:_____________.
6．右圖是千分尺的示意圖.⑴圖中所標的各部分依次叫做:
①__________,②___________,③__________.
④___________,⑤_________,⑥__________ .
⑵在測量時,當②快要接觸被測物體時,要停止使
用_____,改用_______,目的是既可以__________,又能_________________.
⑶千分尺中的精密螺紋的螺距為________mm,其
可動刻度部分分為50等分,每一小格表示______mm.
7．實驗室用水銀氣壓計測量大氣壓時刻度尺和游標的位置如右圖所示.由此可以讀出當時的大氣壓為_________mmHg=________________Pa.
8．某同學用天平稱量一只小鐵球的質量。他將被測物體放在天平左盤內，在右盤內放有16g砝碼，將游碼移到如圖位置時天平恰好平衡。則被測物體的質量為__________g。請在圖中畫出在調節天平橫梁水平時游碼應該處在的位置。
9．右下圖是一個彈簧秤的示意圖,該彈簧秤的量程為_______N。由圖中讀出的測量值應為__________N。
10．在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個計數點（每相鄰兩個計數點間還有4個打點計時器打下的點，本圖中沒有畫出）打點計時器接的是220V、50Hz的交變電流。他把一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計數點A對齊。
⑴按照有效數字的讀數規則讀出相鄰計數點AB、BC、CD、DE、EF間的距離s1、s2、s3、s4、s5，它們依次為______cm、______cm、______cm、______cm、______cm。
⑵由以上數據計算打點計時器在打B、C、D、E各點時,物體的即時速度vB、vC、vD、vE依次是______m/s、______m/s、______m/s、______m/s。
⑶根據以上結果,試用兩種不同的方法計算該物體的加速度a。
⑷根據⑵中得到的數據,試在右邊所給的坐標系中，用做v-t圖象的方法，從圖象中求物體的加速度a.。要標明坐標及其單位，單位大小要取得合適，使作圖和讀數方便，并盡量充分利用坐標紙).試說明為什么用圖象法求加速度的偶然誤差比較小?
⑸從圖象上求紙帶上的A、F點所對應的物體的即時速度vA=______m/s，vF=______m/s，并由此計算:當打點計時器打下A點的時刻，物體已經從靜止開始做勻加速運動_____s了。
⑹如果當時電網中交變電流的頻率是f=49Hz，而做實驗的同學并不知道，那么由此引起的系統誤差將使加速度的測量值比實際值偏_______，理由是：___________________________。
11．某同學在公路邊等汽車回校上學,他發現路邊有一臺小四輪拖拉機的發動機下漏機油,他估算了一下,大約每2秒鐘滴下一滴機油,這些油在路面上形成一小片油跡.后來這臺拖拉機開走了,在路面上留下一系列油點.他走過去觀察了一下,發現從那一小片油跡開始,向前2m有一個油點,再向前4m有一個油點,再向前6m又有一個油點.這位同學由此估算出這臺拖拉機啟動時的加速度約為______m/s2.如果拖拉機勻加速到6m/s后保持勻速運動，那么它啟動半分鐘后大約開出_________m遠。
12．橡皮筋的一端固定在A點，另一端栓上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5N、最小刻度為0.1N的彈簧測力計，沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計。當橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直，如圖所示。這時彈簧測力計的讀數可從圖中讀出。
⑴由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為_____N和_____N。（只須讀到0.1N）；
⑵在右圖的方格紙中按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。
13．在用落體法驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如右。其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續打下的3個點.該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離,并記錄在圖中(單位cm)。
⑴這三個數據中不符合有效數字讀數要求的是_____ ,應記作_______cm。
⑵該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，已知當地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作為跟B點對應的物體的即時速度，則該段重錘重力勢能的減少量為_______，而動能的增加量為________，(均保留3位有效數字，重錘質量用m表示).這樣驗證的系統誤差總是使重力勢能的減少量_______動能的增加量，原因是_____________________________________________。
⑶另一位同學根據同一條紙帶，同一組數據，也用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，不過他數了一下：從打點計時器打下的第一個點O數起，圖中的B是打點計時器打下的第9個點。因此他用vB=gt計算跟B點對應的物體的即時速度，得到動能的增加量為________，這樣驗證時的系統誤差總是使重力勢能的減少量_______動能的增加量,原因是______________________________________。
14．某同學想在家里做用單擺測定重力加速度的實驗，但沒有合適的擺球，他找到了一塊大小為3cm左右，外形不規則的大理石塊代替小球。他設計的實驗步驟是：
A.將石塊用細尼龍線系好，結點為M，將尼龍線的上端固定于O點
B.用刻度尺測量OM間尼龍線的長度L作為擺長
C.將石塊拉開一個大約α=30°的角度,然后由靜止釋放
D.從擺球擺到最高點時開始計時，測出30次全振動的總時間t,，由T=t/30得出周期
E.改變OM間尼龍線的長度再做幾次實驗，記下相應的L和T
F.求出多次實驗中測得的的平均值作為計算時使用的數據,帶入公式求重力加速度g。
⑴你認為該同學以上實驗步驟中有重大錯誤的是_______________。為什么?
⑵該同學用OM的長作為擺長，這樣做引起的系統誤差將使重力加速度的測量值比真實值偏大還是偏小?________。你認為用什么方法可以解決擺長無法準確測量的困難?
15．在做用油膜法估測分子大小的實驗中，已知實驗室中使用的酒精油酸溶液的體積濃度為n,，又用滴管測得每N滴這種酒精油酸的總體積為V,，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為a的正方形小格的紙上(如右圖)測得油膜占有的小正方形個數為m。
⑴用以上字母表示油酸分子的大小d = 。
⑵從右圖中數得油膜占有的小正方形個數為m =_____ _。
16．在有些電學實驗中要用到零刻度在中央的靈敏電流表G.，而且在使用前往往要求先判定通過該電流表的電流方向跟指針偏轉方向的關系。這種電流表的量程一般都很小，一不小心就可能燒毀電表。如圖，現在有一只這樣的靈敏電流表G、一只干電池、一個阻值很大的電阻R1和一只阻值很小的電阻R2。
⑴用筆畫線作為導線,把以上元器件都連接在測試電路中。
⑵簡述測試方法。
17．用恒定電流的電流場模擬靜電場描繪等勢線時，下列哪些情況是能夠實現的是（ ）
⑴　　　　　　　　⑵　　　　　　　　⑶　　　　　　　⑷
A.如圖⑴圓柱形電極M、N都接電源的正極，模擬等量正點電荷周圍的靜電場
B.如圖⑵圓柱形電極M接電源正極，圓環形電極N接電源負極，模擬正點電荷周圍的靜電場
C.如圖⑶兩個平行的長條形電極M、N分別接電源正、負極，模擬平行板電容器間的靜電場
D.如圖⑷圓柱形電極M接電源負極，模擬負點電荷周圍的靜電場
18．用伏安法測量一只定值電阻的實驗所需的器材實物如圖，各器材規格為：
⑴待測電阻RX（約100Ω）
⑵直流毫安表（量程0-10mA，內阻50Ω）
⑶直流電壓表（量程0-3V，內阻5kΩ）
⑷直流電源（輸出電壓3V，內阻可不計）
⑸滑動變阻器（0-15Ω，允許最大電流1A）
⑹電鍵一只，導線若干。
根據器材的規格和實驗要求，在下面方框中畫出實驗電路圖，并在實物圖上用筆畫線當導線連接成實驗電路。
19．某電壓表的內阻在20~30kΩ之間，為了測量其內阻，實驗室提供下列可用的器材：
⑴待測電壓表V（量程3V）
⑵電流表A1（量程200μA）
⑶電流表A2（量程5mA）
⑷電流表A3（量程0.6A）
⑸滑動變阻器R（最大阻值1 kΩ）
⑹電源E（電動勢4V）
⑺電鍵。
在所提供的電流表中應選用______。為了盡量減小偶然誤差，要求多測幾組數據。試在右邊方框中畫出符合要求的實驗電路圖（其中電源和電鍵及其連線已畫出）
20．在測定金屬的電阻率的實驗中，金屬導線長約0.8m，直徑小于1mm，電阻在5Ω左右。實驗主要步驟如下：
⑴用______測量金屬導線的長度，測3次，求出平均值L；
⑵在金屬導線的3個不同位置上用______________測量直徑，求出平均值d；
⑶用伏安法測量金屬導線的電阻R。
在方框中畫出實驗電路圖，并試把右圖中所給的器材連接成測量R的合適的線路。圖中安培計要求用0-0.6A量程，內阻約1Ω；伏特計要求用0-3V量程，內阻約幾kΩ；電源電動勢為6V；滑動變阻器阻值0-20Ω。在閉合電鍵前，滑動變阻器的滑動觸點應處于正確位置。 根據以上測量值，得到該金屬電阻率的表達式為ρ=__________。
21．用伏安法測電阻的實驗中，所用電壓表的內阻約為20kΩ，電流表的內阻約為10Ω，滑動變阻器的最大阻值為20Ω，選用能夠盡量減小系統誤差的電路進行實驗，所測得的各組數據已用實心點標在了右圖的坐標紙上。
⑴根據各點表示的數據描出該電阻的伏安特性圖線，并由此圖線得出該電阻的阻值為RX=______Ω（保留2位有效數字）。
⑵在方框中畫出實驗電路圖。
⑶將實物連接成實驗電路。
22．用圖示的電路測定未知電阻RX的值。圖中電源電動勢未知，電源內阻和電流表的內阻均可忽略不計，R為電阻箱。
⑴若要測得RX的值，R至少需要取__ __個不同的數值。
⑵若電流表每個分度表示的電流值未知，但指針偏轉角度與通過的電流成正比，則在用此電路測RX時，R至少需取__ _個不同的數值。
⑶若電源內阻不可忽略，能否應用此電路測量RX？
答：_____ __。
23．有一只電阻RX，其阻值大約在40-50Ω之間，需要進一步測定其阻值。現有的器材有：
①電池組E（電動勢9V，內阻約0.5Ω）
②伏特表V（量程0-10V，內阻約20kΩ）
③毫安表A1（量程0-50mA，內阻約20Ω）
④毫安表A2（量程0-300mA，內阻約4Ω）
⑤滑動變阻器R1（0-100Ω，額定電流1A）
⑥滑動變阻器R2（0-1700Ω，額定電流0.3A）
⑦電鍵一只，導線若干。
有兩種可供選擇的電路如圖1和圖2所示。實驗中要求多測幾組電流、電壓值。

⑴為了實驗能正常進行并減小系統誤差，而且要求滑動變阻器要便于調節，在實驗中應選圖______所示的電路；應選代號為______的毫安表和代號為______的滑動變阻器。該實驗的系統誤差主要是由____________引起的，這個因素總是使實驗的測量值比真實值偏______。
⑵若已知所用的毫安表的準確電阻值，則應選用圖_____所示的電路進行測量。
24．欲將量程為100μA內阻為500Ω的靈敏電流表改裝為量程為1mA的毫安表。
⑴需要給它_____聯一只R=_____Ω的電阻。
⑵需要用一只標準毫安表對改裝毫安表進行校對。
校對所用的器材的實物圖如下（其中標準毫安表事先已與一只固定電阻串聯，以防燒表）。校對過程要求通過毫安表的電流能從0連續調到1mA。請按要求在方框中畫出校對電路圖，并在所給的實物圖上連線。
25．電路圖中E為電源，其電動勢為E，R1為滑動變阻器，R2為電阻箱，A為電流表。用此電路，經以下步驟可近似測得A的內阻RA：
①閉合K1，斷開K2，調節R1，使電流表讀數等于其量程I0；
②保持R1不變，閉合K2，調節R2，使電流表讀數等于I0/2，然后讀出R2的值，取RA=R2。
⑴按照電路圖在右邊實物圖所給出的實物圖中畫出連接導線。
⑵真實值與測得值之差除以真實值叫做測量結果的相對誤差，即，試導出它與電源電動勢E、電流表量程I0及電流表內阻RA的關系式。
⑶若已知I0=10mA，真實值RA約為30Ω，要想使測量結果的相對誤差不大于5%，電源電動勢最小應為多少伏？
26．把電流表改裝為電壓表的實驗中，分3個主要步驟，實驗中給出的器材有：
①電流表（量程0-100μA）
②標準伏特表（量程0-5V）
③電阻箱（0-9999Ω）
④電阻箱（0-99999Ω）
⑤電源（電動勢2V，有內阻）
⑥電源（電動勢6V，有內阻）
⑦滑動變阻器（0-50Ω，額定電流1.5A）
⑧電鍵兩只，導線若干。
⑴首先要用半偏法測定電流表的內阻。如果采用圖1所示的電路測定電流表A的內電阻并且要想得到較高的精確度，那么從以上給出的器材中，可變電阻R1應選用______，可變電阻R2應選用______，電源E應選用______。
該步實驗操作的步驟有：A.合上K1 B.合上K2 C.觀察R1的阻值是否最大，如果不是，將R1的阻值調至最大 D.調節R1的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度 E.調節R2的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半 F.記下R2的阻值。 把以上步驟的字母代號按實驗的合理順序填寫在下面橫線上空白處：①____；②_____；③_____；④_____；⑤_____；⑥_____。如果在步驟F中所得的R2的阻值為600Ω，則圖1中被測電流表的內阻Rg的測量值為_____Ω。
⑵如果要將圖1中的電流表A改裝為量程為0-5V的伏特表，則改裝的方法是給電流表_____聯一個阻值為________Ω的電阻。 在用以上步驟將電流表改裝成伏特表后，下列說法中正確的是
A.由于電流表內阻的測量值比其真實值小，這一因素使得用上述步驟改裝成的伏特表測定電壓時，其讀數比伏特表兩端的實際電壓小
B.由于電流表內阻的測量值比其真實值小，這一因素使得用上述步驟改裝成的伏特表測定電壓時，其讀數比伏特表兩端的實際電壓大
C.由于電流表內阻的測量值比其真實值大，這一因素使得用上述步驟改裝成的伏特表測定電壓時，其讀數比伏特表兩端的實際電壓小
D.由于電流表內阻的測量值比其真實值大，這一因素使得用上述步驟改裝成的伏特表測定電壓時，其讀數比伏特表兩端的實際電壓大
⑶圖2所示器材中，一部分是將電流表改裝為伏特表所需的，其余是為了把改裝成的伏特表跟標準伏特表進行校對所需的。在下面方框中畫出改裝和校對都包括在內的電路圖（要求對0-5V的所有刻度都能在實驗中進行校對）；然后在圖2上畫出連線，將所示器材按以上要求連接成實驗電路。
27．在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內電阻的實驗中，所用的電流表和電壓表的內阻分別為0.1Ω和1kΩ。右邊為實驗原理圖，下邊為所需器材實物圖。試按原理圖在實物圖中畫線連接成實驗電路。


一位同學記錄的6組數據如下，試根據這些數據在下圖中畫出U-I圖線，根據圖線讀出電池的電動勢E=____V，根據圖線求出電池的內電阻r=___Ω。
I（A）
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
U（V）
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05

28．電源的輸出功率P跟外電路的電阻R有關。下左圖是研究它們的關系的實驗電路。為了便于進行實驗和保護蓄電池，給蓄電池串聯了一個定值電阻R0，把它們一起看作電源（圖中虛線框內部分）。電源的內電阻就是蓄電池的內電阻和定值電阻R0之和，用r表示。電源的電動勢用E表示。⑴寫出電源的輸出功率P跟E、r、R的關系式：_____________。（安培表、伏特表看作理想電表）⑵在實物圖中按電路圖畫出連線，組成實驗電路。
⑶下表中給出了6組實驗數據，根據這些數據，在方格紙中畫出P-R關系圖線。根據圖線可知，電源輸出功率的最大值是______W，當時對應的外電阻是______Ω。
I（A）
0.20
0.28
0.36
0.44
0.52
0.60
U（V）
3.00
2.60
2.20
1.80
1.40
1.00
U/I(Ω)
UI(W)
由表中所給出的數據，若已知跟電源串聯的定值電阻的阻值為R0=4.5Ω，還可以求得該電源的電動勢E=______V，內電阻r0=______Ω。
29．如圖電路中R1=R2=100Ω，是阻值不隨溫度而變的定值電阻．白熾燈泡L的伏安特性曲線如右邊I-U圖線所示．電源電動勢E=100V，內阻不計．求：
⑴當電鍵K斷開時燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實際電功率．
⑵當電鍵閉合時，燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實際電功率．
30．右圖是示波器面板，左上圖是一個信號源。⑴若要觀測此信號源發出的正弦交流信號的波形的應將信號源的a端與示波器面板上的______接線柱相連，b端_____接線柱相連。⑵若示波器顯示的輸入波形如左下圖所示，要將波形上移，應調節面板上的__________旋鈕；要使此波形橫向展寬，應調節__________旋鈕；要使屏上能夠顯示3個完整的波形，應調節_________旋鈕。
七、實驗練習題答案
1.⑴0.56；⑵9.8；⑶0.0203；⑷1.095；⑸1.180
2.⑴2.17，10.8；⑵0.81，0.16
3.⑴電流，3.2mA ⑵電壓，16.0V ⑶電阻，3.4×103Ω
⑷①該用×1kΩ倍率；②重新調零；
③將紅、黑表筆分別接被測電阻兩根引線，從表盤讀數乘以倍率；OFF，交流電壓最高擋；
⑸紅，正。
4.10-5，10-3⑴3.319；⑵0.5042；⑶0.011630；⑷5.487
5.⑴內測量爪、外測量爪、深度尺；⑵b、c、b、a；⑶平行，45°；⑷π(D2H-d2h)/4
6.⑴①測砧，②測微螺桿，③固定刻度，④可動刻度，⑤旋鈕，⑥微調旋鈕；
⑵⑤，⑥，保護儀器，保證測量結果準確。⑶0.5，0.01
7.757.5，1.0097×105
8. 16.56
9. 50，27
10.⑴1.00，1.40，1.84，2.26，2.67；⑵0.120，0.162，0.205，0.247；
⑶0.42m/s2；⑷0.42m/s2；⑸0.079，0.290，0.188；
⑹大，實際周期大于0.02s，a=Δs/T2∝1/T2，實際加速度小于測量加速度。
11.0.5，144
12.⑴4.0N，2.5N。⑵圖略，但必須有刻度和單位。
13.⑴OC，15.70
⑵1.22m，1.20m，大于，v是實際速度，因為有摩擦生熱，減少的重力勢能一部分轉化為內能；
⑶1.23m，小于，v是按照自由落體計算的，對應的下落高度比實際測得的高度要大。
14.⑴B（擺長應從懸點到重心）、C（擺角太大，不能看作簡諧運動）、F應先分別求和各組L和T值對應的g，再取所求得的各個g的平均值。
⑵小。設兩次實驗中擺線長分別為L1、L2，石塊重心M點高x由和可解得
15.⑴；⑵58
16.略
17.B、C
18.外接法，分壓
19.A1，分壓
20.⑴米尺；⑵螺旋測微器；⑶外接法，限流或分壓都可以，
21.內接法，分壓，2.4×103
22.⑴2；⑵2；⑶不能。
23.⑴1，A2，R1，電壓表的分流，小；⑵2
24.⑴并，55.6；⑵分壓
25.⑴略；⑵；⑶E≥6V
26.⑴④，③，⑥；C、A、D、B、E、F，600⑵串，49400，A；⑶分壓
27.1.46，0.719
28.⑴；⑵略；⑶0.80，5.0，4，0.5
29.⑴0.60A，24W；⑵0.46A，12W
30.⑴Y輸入，地 ⑵6，X增益，掃描范圍和掃描微調。

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