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高中物理全册20个实验知识点汇总整理!
2022-10-09 天星教育公众号
长度的测量
会使用游标卡尺和螺旋测微器,掌握它测量长度的原理和方法.
1、游标卡尺的两种读数方法:
法一:加法
先读主尺读数:读出游标尺零刻度线对应的主尺位置
再读游标读数:找出游标尺上的第几条刻度线与主尺上某一刻
度线对齐 两次数值相加得出被测工件的尺寸法二:减法
先读主尺读数:读出主尺上与游标尺对齐的主尺刻度线的读
数 再算游标长度:算出游标上与主尺对齐的游标刻度线前端
的长度 两次数值相减得出被测工件的尺寸
2、螺旋测微计(千分尺) 读数公式:
测量值=固定刻度值+固定刻度的中心水平线与可动刻度对齐
的位置的读数×0.01mm
研究匀变速直线运动
一、实验目的:
1.练习正确使用打点计时器,学会利用打上点的纸带研究物
体的运动.
2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法
3.测定匀变速直线运动的加速度.
二、实验原理
1.打点计时器
(1)作用:计时仪器,每隔0.02s打一次点。
(2)工作条件:
:4 V 6V
①电磁打点计时器 一 交流电源
②电火花计时器:220 V交流电源
(3)纸带上点的意义:
①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置.
②通过研究纸带上各点之间的距离,可以判断物体的运动情况.
③可以利用纸带上打出的点来确定计册占问的 新果际高中勃理2.利用纸带判断物体运动状态的方法
(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别
„ „
为v1、v2、v3、v4、 ,若v2-v1=v3-v2=v4-v3= ,则
说明物体在相等时间内速度的增量相等,由此说明物体在做匀
变速直线运动,即
(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1,
„ „
x2,x3,x4 ,若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3= ,则说明
物体在做匀变速直线运动,且
三、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器),一端附有定滑轮的长木
板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸
片.
四、实验步骤
1.仪器安装
(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,
把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电
路.(2)把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边挂上合适
的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的
后面.实验装置见图3所示,放手后,看小车能否在木板上平
稳地加速滑行.
2.测量与记录
(1)把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,后放开小
车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列
的点,换上新纸带,重复三次. (2)从三条纸带中选择一条比
较理想的,舍掉开头一些比较密集的点,从后边便于测量的点
开始确定计数点,为了计算
方便和减小误差,通常用连续打点五次的时间作为时间单位,
即T=0.1 s.正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距
离,并填入设计的表格中
(3)利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时
速度求得各计数点的瞬时速度.
(4)增减所挂钩码数,再重复实验两次.
3.数据处理及实验结论(1)由实验数据得出v-t图象 ①根据表格中的v、t数据,在平
面直角坐标系中仔细描点,如图: 所示可以
看到,对于每次实验,描出的几个点都大致落在一条直线
上. ②作一条直线,使同一次实验得到的各点尽量落到这条
直线上,落不到直线上的点,应均匀分布在直线的两侧,这条
直线就是本次实验的v-t图象,它是一条倾斜的直线.
(2)由实验得出的v-t图象进一步得出小车运动的速度随时间
变化的规律,有两条途径进行分析 ①分析图象的特点得出:
小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线如图5所示,当时间增
加相同的值Δt时, 速度也会增加相同的值
Δv,由此得出结论:小车的速度随时间均匀变化. ②通过函
数关系进一步得出:既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线,
那么v随t变化的函数关系式为v=kt+b,显然v与t成“线性关
系”,小车的速度随时间均匀变化.
五、注意事项
1.交流电源的电压及频率要符合要求.
2.实验前要检查打点计时器打点的稳定性和清晰程度,必要
时要调节振针的高度和更换复写纸.
3.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.
4.先接通电源,打点计时器工作后,再放开小车,当小车停
止运动时及时断开电源.5.要区别打点计时器打出的计时点与人为选取的计数点,一
般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点,即时间间隔为T=
0.02×5 s=0.1 s.
6.小车另一端挂的钩码个数要适当,避免因速度过大而使纸
带上打的点太少,或者速度太,使纸带上的点过于密集.
7.选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰.适当舍弃
开头密集部分,适当选取计数点,弄清楚相邻计数点间所选的
时间间隔T.
8.测x时不要分段测量,读数时要注意有效数字的要求,计
算a时要注意用逐差法,以减小误差.
匀速直线运动实验常见考点:
①完善实验步骤
②纸带数据的处理
③实验原理迁移创新
高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材,即所谓情境新 而
知识旧.因此做实验题应注重迁移创新能力的培养,用 教材
中实验的原理、方法和技巧处理新问题. 纸带的处理、游标
卡尺的读数、匀变速直线运动规律以及 牛顿第二定律等,都
是教材中的重点知识,只要熟练掌握, 就不难解答。
探究弹力和弹簧伸长的关系
(胡克定律)探究性实验
实验目的:
1、探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系。
2、学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。实验原理:
1、如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产
生的弹力与重力大小相等。
2、用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x,建立
坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长
量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,
用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力
大小与伸长量间的关系。
实验器材:
轻质弹簧(一根),钩码(一盒),刻度尺,铁架台,重垂
线,坐标纸,三角板。
实验步骤:
1、如图所示,将铁架台放于桌面上(固定好),将弹簧的一
端固定于铁架台的横梁上,在挨近弹簧处将刻度尺(最小分度
为mm)固定于铁架台上,并用检查刻度尺是否竖直;2、记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0;
3、在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后,记下弹簧下端
所对应的刻度Ll;
4、用上面方法,记下弹簧下端挂2个、3个、4个 ……钩码
时,弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4 ,并将所得数据
记录在表格中;
5、用xn=Ln-L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹
簧的伸长量,并根据当地重力加速度值g,计算出所挂钩码的
总重力,这个总重力就等于弹簧弹力的大小,将所得数据填入
表格。
数据处理:
1、建立坐标系,标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位;
2、标度:标度要适当,让所得到的图线布满整个坐标系;
3、描点:描点时要留下痕迹;
4、连线:让尽可能多的点落在同一直线上,让其余的点落在直线的两侧,误差较大的点舍弃;
5、根据图象做出结论。
验证力的平行四边形定则
目的:实验研究合力与分力之间的关系,从而验证力的平行四
边形定则。
器材:方木板、白纸、图钉、橡皮条、弹簧秤(2个)、直尺
和三角板、细线
原理:该实验是要用互成角度的两个力和另一个力产生相同的
效果,看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实
验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就
验证了力的合成的平行四边形定则。
实验步骤:
1、把橡皮条的一端固定在板上的A点;
2、用两条细绳结在橡皮条的另一端,通过细绳用两个弹簧秤
互成角度拉橡皮条,橡皮条伸长,使结点伸长到O点(如
图);3、用铅笔记下O点的位置,画下两条细绳的方向,并记下两
个测力计的读数;
4、在纸上按比例作出两个力F1、F2的图示,用平行四边形定
则求出合力F;
5、只用一个测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的
位置O点,记下测力计的读数和细绳的方向,按同样的比例作
出这个力F′的图示,比较F′与用平行四边形定则求得的合力
F,比较合力大小是否相等,方向是否相同;
6、改变F1和F2的夹角和大小,再做两次。
注意事项:
1、使用的弹簧秤是否良好(是否在零刻度),拉动时尽可能
不与其它部分接触产生摩擦,拉力方向应与轴线方向相同。
2、实验时应该保证在同一水平面内
3、结点的位置和线方向要准确
验证动量守恒定律
实验目的:
研究在弹性碰撞的过程中,相互作用的物体系统动量守恒。
实验原理:
一个质量较大的小球从斜槽滚下来,跟放在斜槽前边小支柱上
另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。由于两小
球下落的高度相同,所以它们的飞行时间相等,这样如果用小
球的飞行时间作时间单位,那么小球飞出的水平距离在数值上
就等于它的水平速度。因此,只要分别测出两小球的质量
m1、m2,和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1,以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离
s1'和s2',若m1s1在实验误差允许范围内与m1s1'+m2s2'相
等,就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。
实验器材:
碰撞实验器(斜槽、重锤线),两个半径相等而质量不等的小
球;白纸;复写纸;天平和砝码;刻度尺,游标卡尺(选
用),圆规。
实验步骤:
1、用天平测出两个小球的质量m1、m2。
2、安装好实验装置,将斜槽固定在桌边,并使斜槽末端点的
切线水平。
3、在水平地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸。
4、在白纸上记下重锤线所指的位置O,它表示入射球m1碰前
的位置。
5、先不放被碰小球,让入射球从斜槽上同一高度处由静止开
始滚下,重复10次,用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落
点圈在里面,圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。
6、把被碰球放在小支柱上,调节装置使两小球相碰时处于同
一水平高度,确保入射球运动到轨道出口端时恰好与靶球接触
而发生正碰。
7、再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下,使两球发生
正碰,重复10次,仿步骤(5)求出入射小球的落点的平均位
置M和被碰小球落点的平均位置N。
8、过O、N作一直线,取OO'=2r(可用游标卡尺测出一个小
球的直径,也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距
离),O'就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。9、用刻度尺量出线段OM、OP、O'N的长度。
10、分别算出m1· 与m1· +m2· 的值,看m1· 与
m1· +m2· 在实验误差允许的范围内是否相等。
注意事项:
(1)必须以质量较大的小球作为入射小球(保证碰撞后两小
球都向前运动)。要知道为什么?
(2)入射小球每次应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑
(3)小球落地点的平均位置要用圆规来确定:用尽可能小的
圆把所有落点都圈在里面,圆心就是落点的平均位置。
(4)所用的仪器有:天平、刻度尺、游标卡尺(测小球直
径)、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量
不同的小球、圆规。
研究平抛物体的运动(用描迹法)实验目的:
1、用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。
2、从实验轨迹求平抛物体的初速度。
实验原理:
平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动:一是水平方
向的匀速直线运动,另一个是竖直方向的自由落体运动。令小
球做平抛运动,利用描迹法描出小球的运动轨迹,即小球做平
抛运动的曲线,建立坐标系,测出曲线上的某一点的坐标x和
y,根据重力加速度g的数值,利用公式y= gt2求出小球的飞
行时间t,再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度,即为小
球做平抛运动的初速度。
实验器材:
斜槽,竖直固定在铁架台上的木板,白纸,图钉,小球,有孔
的卡片,刻度尺,重锤线。
实验步骤:
1、安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左
上角固定斜槽,可用平衡法调整斜槽,即将小球轻放在斜槽平
直部分的末端处,能使小球在平直轨道上的任意位置静止,就
表明水平已调好;2、调整木板:用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方
向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方
向记录到钉在木板的白纸上,固定木板,使在重复实验的过程
中,木板与斜槽的相对位置保持不变;
3、确定坐标原点O:把小球放在槽口处,用铅笔记下球在槽
口时球心在图板上的水平投影点O,O点即为坐标原点;
4、描绘运动轨迹:在木板的平面上用手按住卡片,使卡片上
有孔的一面保持水平,调整卡片的位置,使从槽上滚下的小球
正好穿过卡片的孔,而不擦碰孔的边缘,然后用铅笔在卡片缺
口上点个黑点,这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应
的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同,用同样
的方法,可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸用平
滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹;
5、计算初速度:以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右
的x轴,并在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点,
用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y,用公式x=v0t和y=
gt2计算出小球的初速度v0,最后计算出v0的平均值,并将有
关数据记入表格内。
注意事项:
1、斜槽末端的切线必须水平。
2、用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。
3、以斜槽末端所在的点为坐标原点。
4、每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑
5、如果是用白纸,则应以斜槽末端所在的点为坐标原点,在
斜槽末端悬挂重锤线,先以重锤线方向确定y轴方向,再用直
角三角板画出水平线作为x轴,建立直角坐标系。验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律。
实验目的:
当物体自由下落时,只有重力做功,物体的重力势能
实验原理:
和动能互相转化,机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速
度为v,下落高度为h,则应有: ,借助打点计时
器,测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v,即
可验证机械能是否守恒,实验装置如图所示。
测定第n点的瞬时速度的方法是:测出第n点的相邻前、后两
段相等时间T内下落的距离sn和sn+1,由公式vn= ,
或由vn= 算出,如图所示。实验器材:
铁架台(带铁夹),打点计时器,学生电源,导线,带铁夹的
重缍,纸带,米尺。
实验步骤:
1、按如图装置把打点计时器安装在铁架台上,用导线把打点
计时器与学生电源连接好。
2、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好,另一端穿过计时器
限位孔,用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。
3、接通电源,松开纸带,让重锤自由下落。
4、重复几次,得到3~5条打好点的纸带。
5、在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm,
且点迹清晰一条纸带,在起始点标上0,以后各依次标上1,
2,3……,用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3 。
6、应用公式vn= 计算各点对应的即时速度v1、v2、
v3 。
7、计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量
,进行比较。
注意项事:
1、打点计时器安装时,必须使两纸带限位孔在同一竖直线
上,以减小摩擦阻力。
2、选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。
3、因不需要知道动能和势能的具体数值,所以不需要测量重
物的质量。用单摆测定重力加速度
实验原理: 单摆在摆角小于5°时的振动是简谐运动,其固有
周期为T=2π ,由此可得g= 。据此,只要测出摆长l和
周期T,即可计算出当地的重力加速度值。
实验器材: 铁架台(带铁夹),中心有孔的金属小球,约1m
长的细线,米尺,游标卡尺(选用),秒表。
实验步骤:
1、在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结,将细线
穿过球上的小孔,制成一个单摆;
2、将铁夹固定在铁架台的上端,铁架台放在实验桌边,使铁
夹伸到桌面以外,把做好的单摆固定在铁夹上,使摆球自由下
垂;
3、测量单摆的摆长l:用米尺测出悬点到球心间的距离;或用
游标卡尺测出摆球直径2r,再用米尺测出从悬点至小球上端的
悬线长l',则摆长l=l'+r;
4、把单摆从平衡位置拉开一个小角度(不大于5°),使单摆
在竖直平面内摆动,用秒表测量单摆完成全振动30至50次所
用的时间,求出完成一次全振动所用的平均时间,这就是单摆
的周期T;5、将测出的摆长l和周期T代入公式g= 求出重力加速度g
的值;
6、变更摆长重做两次,并求出三次所得的g的平均值。
注意事项:
1、选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线,长度一般在1m
左右,小球应选用密度较大的金属球,直径应较小,最好不超
过2cm。
2、单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上,应夹紧在铁夹
中,以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。
3、注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5°,可通过估算
振幅的办法掌握。
4、摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形成
圆锥摆。
5、计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低位置时开始计
时,以后摆球从同一方向通过最低位置时,进行计数,且在
数“零”的同时按下秒表,开始计时计数。
此实验可以与各种运动相结合考查
用油膜法估测分子的大小
1
( )实验前应预先计算出每滴油酸溶液中纯油酸的实际体
积:先了解配好的油酸溶液的浓度,再用量筒和滴管测出每滴
V
溶液的体积,由此算出每滴溶液中纯油酸的体积 。
2
( )油膜面积的测量:油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘
上,将油膜的形状用彩笔画在玻璃板上;将玻璃板放在坐标纸
1cm
上,以 边长的正方形为单位,用四舍五入的方法数出油膜
S cm2
面积的数值 (以 为单位)。3 d=V/S
( )由 算出油膜的厚度,即分子直径的大小。
用描迹法画出电场中平面上等势线
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,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:
6V
学生电源或电池组(电压约为 ),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。
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 离约为 将 个电极 别与电 约为 的直10cm 6V
极之间的距离约为 ,将两个电极分别与电压约为 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
1cm
点的一侧距此基准点约 处再选一点,在此点将另一探计跟
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 4
、按步骤( )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 电纸边缘的电流方向与边 行 并 与等场模拟静电场,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。
测定金属的电阻率
(同时练习使用螺旋测微器)
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:
l
根据电阻定律公式 ,只要测量出金属导线的长度 和它
d S
的直径 ,计算出导线的横截面积 ,并用伏安法测出金属导
R
线的电阻 ,即可计算出金属导线的电阻率。
实验器材:
4V 0-0.6A
被测金属导线,直流电源( ),电流表( ),电压
0-3V 50Ω
表( ),滑动变阻器( ),电键,导线若干,螺旋
测微器,米尺。
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
d S
直径,求出其平均值 ,计算出导线的横截面积 。
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
3 l
度,反复测量 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
S
的位置,电路经检查确认无误后,闭合电键 。改变滑动变阻
I U
器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数 和
S R
的值,断开电键 ,求出导线电阻 的平均值。
5 R l d
、将测得的 、 、 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,亦即电压表两并入点间的部分待测
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 S
、闭合电键 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 I
、在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度 的值不宜
0~0.6A
过大(电流表用 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逐渐增
大。螺旋测微器:
0.5mm
固定刻度上的最小刻度为 (在中线的上侧);可动刻
0.5mm
度每旋转一圈前进(或后退) 。在可动刻度的一周上
50 0.01mm
平均刻有 条刻线,所以相邻两条刻线间代表 。读数
时,从固定刻度上读取整、半毫米数,然后从可动刻度上读取
10
剩余部分(因为是 分度,所以在最小刻度后应再估读一
位),再把两部分读数相加,得测量值。如图中的读数应该是
6.702mm
。
使用螺旋测微器应注意以下几点:
(1)
测量时,在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮,
而改用微调旋钮,避免产生过大的压力,既可使测量结果精
确,又能保护螺旋测微器。
(2)
在读数时,要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已
经露出。
(3)
读数时,千分位有一位估读数字,不能随便扔掉,即使固
定刻度上的水平刻线正好与可动刻度的某一刻度线对齐,千分
“0”
位上也应读取为 .如下图所示。
描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线
实验目的:
1
、描绘小灯泡的伏安特性曲线。
2
、理解并检验灯丝电阻随温度升高而增大。
3
、掌握仪器的选择和电路连接。
实验原理:
1 R U I
、根据部分电路欧姆定律,一纯电阻 两端电压 与电流 总
U=I?R R U—I
有 ,若 为定值时, 图线为一过原点的直线。小灯
泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大,其电阻也就随温度的
升高而增大。而通过小灯泡灯丝的电流越大,灯丝的温度也越
U—I
高,故小灯泡的伏安特性曲线( 曲线)应为曲线。
2 3.8V 0.3A
、小灯泡( , )电阻很小,当它与电流表
0.6A
( )串联时,电流表的分压影响很大,为了准确测出小
U I
灯泡的伏安特性曲线,即 、 的值,电流表应采用外接法,为
0
使小灯泡上的电压能从 开始连续变化,滑动变阻器应采用分
压式连接。
3
、实验电路如图所示,改变滑动变阻器的滑片的位置,从电
I U I
压表和电流表中读出几组 、 值, 在坐标纸上以 为横坐标,
U I U U-I
为纵坐标,用测出的几组 、 值画出 图象。
实验器材:
3.8V 0.3A 0-3V-15V 0-
小灯泡( , ),电压表( ),电流表(
0.6A-3A 20Ω
),滑动变阻器( ),学生低压直流电源,电
键 线若 坐标纸 铅笔键,导线若干,坐标纸、铅笔。
实验步骤:
1
、如图所示连结电路安培表外接,滑线变阻器接成分压式。
0.6A 0 3V
电流表采用 量程,电压表先用 ~ 的量程,当电压超过
3V 15V
时采用 量程。
2
、把变阻器的滑动片移动到一端使小灯泡两端电压为零
3 15 u
、移动滑动变阻触头位置,测出 组不同的电压值 和电流
I
值 ,并将测量数据填入表格。
4 u I
、在坐标纸上以 为横轴,以 为纵轴,建立坐标系,在坐标
纸上描出各组数据所对应的点。(坐标系纵轴和横轴的标度要
适中,以所描图线充分占据整个坐标纸为宜。)将描出的点用
平滑的曲线连结起来,就得小灯泡的伏安特性曲线。
4
、拆除电路、整理仪器。
注意事项:
1 U<3v 0—3v
、实验过程中,电压表量程要变更: 时采用 量
u>3V 0—15V
程,当 时采用 量程。
2
、读数时,视线要与刻度盘垂直,力求读数准确。
3 U/I
、实验中在图线拐弯处要尽量多测几组数据( 值发生明显
变化处,即曲线拐弯处。此时小灯泡开始发红,也可以先由测
U—I
绘出的 图线,电压为多大时发生拐弯,然后再在这一范围
加测几组数据)。
4
、在电压接近灯泡额定电压值时,一定要慢慢移动滑动触
头。当电压指在额定电压处时,测出电流电压值后,要马上断
开电键。
5 u—I
、画 曲线时不要画成折线,而应画成平滑的曲线,对误
差较大的点应当舍弃。
实验数据记录和处理:把电流表改装为电压表
1
.实验目的:加深对电压表构造的理解,学会把电流表改装
成电压表的方法。
2 G
.实验原理:电流表 (表头),由欧姆定律满偏电压
Ug=IgRg Ig Ug
,如图所示。 电流表的满偏电流 满偏电压 一般
都很小,测量较大电压时,要串联一个电阻,
UAB=I Rg+R UAB∝I
( ),即 ,(至于电表刻度盘,只需要把
来的电流表刻度盘的每 刻度数值扩大为 来的Rg+R
原来的电流表刻度盘的每一刻度数值扩大为原来的( )
倍,即得到改装后电压表的表盘。)
3 2
.实验器材:电流表、电阻箱、电源、电键 个,滑动变阻
器两个(总阻值一个很大或换做电位器,另一个很小),标准
电压表,开关导线。
4
.实验步骤
⑴用半偏法测电阻
R1
①按图方式连结电路②先将变阻器 触头位置移至最右端,
S1 S2
使其连入电路的电阻最大,然后闭合电键 断开 ,移动触
S2
头位置,使电流表指针指在满偏刻度处,再闭合 ,改变电
R2
阻箱 阻值,使电流表指针在 刻度处,记下此时电阻箱的
Rg =
阻值 ,则 。
⑵改装电流表为电压表
R U Ig
①计算分压电阻 的值:将量程 量,满偏电流 ,电流表内
Rg Ug=Ig Rg+R R
阻 代入 ( )即可求出电阻 的值。②将分压电
R
阻 与电流表串联,引出二个接线柱,并将电流表刻度盘改为
电压表刻度盘。
⑶校对电压表
①按图所示电路连接。②先将触头移动到最左端,然后闭合电
键,移动触头位置,使改装后电压表的示数从零逐渐增大到量
程值,每移动一次记下改装的电压表和标准电压表示数,并计
= ×100
算中心满刻度时的百分数误差 %。
5 R
.注意事项:⑴半偏法测电流表电阻时,应选择阻值 远大
于电流表内阻的变阻器。⑵闭合电键前应检查变阻器触头位置
是否正确。⑶校对改装后电压表时,应采用分压式电路,且变
阻器阻值应较小。
6 Rg S2
.误差分析:利用半偏法测电阻 时,由于闭合电键
Ig
后,电路的总阻减小,使干路电流大于电流表的满偏电流 ,故当电流表半偏时,流过电阻箱的电流大于 ,此时,电阻
Rg Rg
箱阻值小于 ,故 测 。 。
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:
1 R I
如图 所示,改变 的阻值,从电压表和电流表中读出几组 、
U ε r
值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组 、 值,最后分别算
出它们的平均值。
I
此外,还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以 为横
U I U U-I
坐标, 为纵坐标,用测出的几组 、 值画出 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
r
即为内电阻 的值。
实验器材:
0-3V 0-0.6A
待测电池,电压表( ),电流表( ),滑动变阻
10Ω
器( ),电键,导线。
实验步骤:
1 0.6A 3V
.电流表用 量程,电压表用 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 样方法测 组 的值I1 U1 I U
数据( 、 ),用同样方法测量几组 、 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
1
选用已使用过一段时间的 号干电池。
2 ε r
、干电池在大电流放电时,电动势 会明显下降,内阻 会明
0.3A
显增大,故长时间放电不宜超过 ,短时间放电不宜超过
0.5A I
。因此,实验中不要将 调得过大,读电表要快,每次读
完立即断电。
3 6 I U
、要测出不少于 组 、 数据,且变化范围要大些,用方程
I U 1 4 2
组求解时,要将测出的 、 数据中,第 和第 为一组,第 和
5 3 6 ε r
第 为一组,第 和第 为一组,分别解出 、 值再平均。
4 U-I
、在画 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 U
、干电池内阻较小时路端电压 的变化也较小,即不会比电
U-I
动势小很多,这时,在画 图线时,纵轴的刻度可以不从零
I
开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标 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。
用多用电表探索黑箱内的电学元件
熟悉表盘和旋钮
理解电压表、电流表、欧姆表的结构原理
电路中电流的流向和大小与指针的偏转关系
“+” “ ”
红笔插 ; 黑笔插 一 且接内部电源的正极
解 半 体 件 极管 有单向 电性 向电 很小理解:半导体元件二极管具有单向导电性,正向电阻很小,反
向电阻无穷大
步骤:
A B C
①、用直流电压档(并选适当量程)将两笔分别与 、 、
三点中的两点接触,从表盘上第二条刻度线读取测量结果,测
量每两点间的电压,并设计出表格记录。
A B
②、用欧姆档(并选适当量程)将红、黑表笔分别与 、 、
C
三点中的两点接触,从表盘的欧姆标尺的刻度线读取测量结
果,任两点间的正反电阻都要测量,并设计出表格记录。
练习使用示波器
( )
多看课本
传感器的简单应用
传感器担负采集信息的任务,在自动控制、信息处理技术都有
很重要的应用。
如:自动报警器、电视摇控接收器、红外探测仪等都离不开
传感器
( )
传感器是将所感受到的物理量 力热声光 转换成便于测量的量
( )
一般是电学量 的一类元件。
工作过程:
通过对某一物理量敏感的元件,将感受到的物理量按一定规律
转换成便于利用的信号,转换后的信号经过相应的仪器进行处
理,就可以达到自动控制等各种目的。热敏电阻,升温时阻值
迅速减小 光敏电 光 时 值减小 致电路中的电流.
迅速减小 光敏电阻,光照时阻值减小, 导致电路中的电流、
电压等变化来达到自动控制
光电计数器
集成电路 将晶体管,电阻,电容器等电子元件及相应的元件
制作在一块面积很小的半导体晶片上,使之成为具有一定功能
的电路,这就是集成电路。
测定玻璃折射率
实验原理:
AO OO1 O1B
如图所示,入射光线 由空气射入玻璃砖,经 后由
NN1
方向射出。作出法线 ,
则由折射定律
对实验结果影响最大的是光在波璃中的折射角的大小
应该采取以下措施减小误差:
1
、采用宽度适当大些的玻璃砖,以上。
2 15 75
、入射角在 至 范围内取值。
3
、在纸上画的两直线尽量准确,与两平行折射面重合,为了
更好地定出入、出射点的位置。
4
、在实验过程中不能移动玻璃砖。
注意事项:
手拿玻璃砖时,不准触摸光洁的光学面,只能接触毛面或棱,
严禁把玻璃砖当尺画玻璃砖的界面; 实验过程中,玻璃砖与
白纸的相对位置不能改变;
大头针应垂直地插在白纸上,且玻璃砖每一侧的两个大头针距
离应大一些,以减小确定光路方向造成的误差;
入射角应适当大一些,以减少测量角度的误差。
用双缝干涉测光的波长器材:
光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光
( )
筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺、相邻两条亮 暗 条纹之间的
a1 a2( ) n ( )
距离;用测量头测出 、 用积累法 测出 条亮 暗 条纹之
a, : f (
间的距离 求出双缝干涉 条件 相同,相位差恒定 即是两光
) ?
的振动步调完全一致 当其反相时又如何
: ΔS nλ : n
亮条纹位置 = ; 暗条纹位置 ( =
0,1,2,3, (ΔS : ( ) d
、、、);条纹间距: 路程差 光程差 ; 两条
L ) n
狭缝间的距离; :挡板与屏间的距离 测出 条亮条纹间的距
a
离
补充实验:
1
.伏安法测电阻
a b a ( ) b
伏安法测电阻有 、 两种接法, 叫 安培计 外接法, 叫
(安培计)内接法。
①估计被测电阻的阻值大小来判断内外接法:
外接法的系统误差是由电压表的分流引起的,测量值总小于真
实值,小电阻应采用外接法;内接法的系统误差是由电流表的
分压引起的,测量值总大于真实值,大电阻应采用内接法。
②如果无法估计被测电阻的阻值大小,可以利用试触法:
a b
如图将电压表的左端接 点,而将右端第一次接 点,第二次
c
接 点,观察电流表和电压表的变化,
若电流表读数变化大,说明被测电阻是大电阻,应该用内接法
测量;
若电压表读数变化大,说明被测电阻是小电阻,应该用外接法
测量。
ΔI/I U/U
(这里所说的变化大,是指相对变化,即 和 )。
1
( )滑动变阻器的连接
a b a
滑动变阻器在电路中也有 、 两种常用的接法: 叫限流接
b
法, 叫分压接法。
分压接法:被测电阻上电压的调节范围大。
当要求电压从零开始调节,或要求电压调节范围尽量大时应该
用分压接法。
接法时 滑动变 应该选 值小的 小控大“ ”
用分压接法时,滑动变阻器应该选用阻值小的; 以小控大
用限流接法时,滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。
2
( )实物图连线技术
无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好;
对限流电路:
只需用笔画线当作导线,从电源正极开始,把电源、电键、滑
动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负
接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。
对分压电路,应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝
三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任
选一个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,
根据伏安法部分电表正负接线柱的情况,将伏安法部分接入该
两点间。
α
粒子散射实验
全部装置放在真空中。荧光屏可以沿着图中虚线转动,用来统
α
计向不同方向散射的粒子的数目。观察结果是,绝大多数 粒
α
子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但是有少数 粒子发
生了较大的偏转。