2006年高考总复习之二十三----物理.DOC

1、 1 2006 年高考总复习之二十三 - 物理实验（三） 复习要点 针对物理实验中几类典型问题，做一点理性的研究 . 二、难点剖析 1“纸带处理”问题。 （ 1）“纸带处理”实际上是应用“综合法”的一种数据处理 . （ 2）“纸带处理”问题包含着三个基本问题： 动动的形式的判断 s 恒定，则为匀速直线运动（ s 0，为匀加速直线运动， s 0，为匀减速直线运动， s 不恒定，则为变速直线运动 . 瞬时速度的计算 一般一段时间内的平均速度来代替这段时间中的时刻的瞬时速度，即 = 1 中 . 加速度的计算 除了借助于公式 s=n T2 来帮助计算加速度外，还可以借助于 t 图线的斜率来帮助计算加速

2、度 . （ 3）很显然，后两个基本问题的解决依赖于第一个问题的结论，即：只有当 s 恒定，运动是匀变速直线运动，瞬时速度和加速度的计算才可以用上述方法 . 2“伏安法”测电阻的两种电路选择问题 . （ 1）“伏安法”测电阻的两种电路：电流表内接电路和电流表外接电路分别如图 28 1（ a）、（ b）所示 . （ 2）两种电路引起系统误差的原因和系统误差的方 向：电流表内接电路是由于电流表内阻 RA的分压而引起系统误差，其测量值总是偏大；电流表外接电路则是由于电压表内阻 RV的分流而引起系统误差，其测量值总是偏小 . （ 3）两种电路的选择：粗略地讲，当待测电阻 Rx的阻值较大时，选择电流表内接

3、电路；当待测电阻 Rx的阻值较小时，选择电流表外接电路 .当xARR VxRR 时，选择电流表内接电路，当xARR VxRR 时，选择电流 表外接电路 . 3“测定电源的电动势和内阻”实验的系统误差的分析问题 . （ 1）用“公式法”分析如图 28 2 所示的电流表内接电路的系统误差测量值可由方程组 E=U1+I1r， E=U2+I2r， 求得，为 E=211221 II UIUI ， r=2112 II UU 考虑到电流表内阻 RA分压，其真实值 E0、 r0可由方程组 E0=U1+I1（ r0+RA）， E0=U2+I2(r0+RA)， 求得，为 E0=211221 II UIUI ， r

4、0=2112 II UU RA. 将测量值 E、 r 与真值 E0、 r0比较，有 E=E0， r r0. （ 2 ）用 “图线 法” 分析如 图 28 3 所示 的电流 表外 接电路 的系统 误差 . 图 28 3 以路端电压 U为纵坐标，干路电流 I 为横坐标建立直角坐标系 .不计电压表电阻 RV的分流时得到的2 实 验曲线应如图 28 4 中虚线所示，考虑到电压表内阻 RV的分流，同时注意到：短路电流不因电压表内阻 RV的分流而改变（即rE=00rE ） 路端电压取不同值（ U1和 U2时），电压表内阻， RV分流不同（VRU1 和VRU2 ），一是理论曲线应如图中虚线所示。对照两条线即

5、可得到测量值 E、 r 和真实值 E0、 r0间关系为 图 28 4 E E0， r r0. 4“仪器的选择原则”问题 . 仪器的选择原则可粗略地分为： （ 1）可行性原则：在这一原则指导下，主要考虑到三个基本问题，即：原理可行性问题，安全可行性问题和方便可行性问题。 （ 2）准确性原则：在这一原则指导下，考虑的主要问题是：选什么仪器可以减小实验的系统误差 . 应明确的是：这两个原则应该是相互包容和互为补充的，且“准确性原则”应建立在“可行性原则”的基础之上 . 三、典型例题 例 1如图 28 5 所示的是研究直线运动规律时用打点计时器打出的纸带， O、 A、 B、 C、 D 是每隔5个 点取

6、出的计数点 .A、 B、 C、 D各计数点距起始的 O点的距离分别为 8.79cm、 16.08cm、 21.87cm、 26.16cm，则： （ 1）物体做的是何种运动； （ 2）打点计时器打出 C点时物体的瞬时速度为多大？ （ 3）物体的加速度为多大？ 分析：运用匀变速直线运动的规律及其推论。即可解决“纸带处理”的各种问题。 解答：由题中所给数据可得 s1=8.79cm， s2=(16.08 8.79)cm=7.29cm， s3=(21.87 16.08)cm=5.79cm， s4=(26.16 21.87)cm=4.29cm. 图 28 5 T=5 0.02s=0.10s. （ 1） s

7、=s2 s1=s3 s2=s4 s3= 1.50cm， 即 s 恒定，且 s 0. 物体做的是匀减速直线运动 . （ 2）由 3= Tss2 )( 43 可得 c=0.504m/s （ 3）由 s=aT2可得 a= 1.5m/s2.（负号说明与速度方向相反） 例 2一个未知电阻 Rx无法估 计它的阻值，按图 28 6 中（ a）、（ b）两种电路各测一次，（ a）中电表读数分别为 3V和 4mA，（ b）中电表读数分别为 3V和 3mA.比较两组数据：按 _电路的接法测量较好， Rx的实验值为 _，它比 Rx的真实值偏 _. 3 图 28 6 分析：注意分析“伏安法”测电阻时两种连接方式产生系

8、统误差的原因。 解答：由于两种不同的接法使电流表的读数变化显著，这说明电压表的分流较明显，因此可以判断Rx的阻 值与电压表内阻较接近，应选用电流表内接电路（即 b 图所示电路） .Rx的实验值为 Rx=bbIU = mAV33 =1000 它比真实值偏大 . 例 3在“测电源的电动势和内阻”的实验中获得的四组数据如下： I1=0.15A、 U1=1.30V、 I2=0.25A、U2=1.20V、 I3=0.35A、 U3=1.10V、 I4=0.45A、 U4=0.95V.根据数据在图 28 7 所给出的坐标平面内画出 U I 图线，并根据图线求出电源电动势 E=_V和内电阻 r=_ . 图

9、28 7 图 28 8 分析：根据图线的物理意义是分析此例的基础 . 解答：根据数据作出 U I 图线如图 28 8 所示，由闭合电路的欧姆定律可得 E=1.45V， r=1.0 例 4：某同学在完成了“测定玻璃的折射率”的实验的光路后，采用了如图 28 9 所示的处理方式：以入射光线 P1P2 与玻璃砖界面的交点 O 为圆心画圆，交 P1P2于 A，交折射光线 OO/的延长线于 B，过 图 28 9 A、 B 作经 O 点的法线 NN/的垂线 AA/和 BB/ ，若测得圆半径 R=OA=OB=50mm， AA/=OB/=40mm，则玻璃的折射率为 n=_. 分析：折射定律与相约的几何关系是求

10、解比例的两个重要基础 . 解答：由折射定律 n= risinsin 不难得到 . n= risinsin = OAAA/ /OBOB=/BBAA =2/2/OBOBAA=22 405040 =34 . 4 例 5在本实验中，某同学测得电阻丝的长度为 92.00cm，接着进行的测量是 （ 1）用没有零误差的螺旋测微器测量电阻丝的直径 d=_m，计算得出电阻丝的横截面积S=_m2. 图 28 10 图 28 11 （ 2）用伏安法测量电阻丝的电阻，电流表和电压表的示数如图 28 11 所示，可知电阻丝两端的电压 U=_.通过电阻丝的电流 I=_，电阻丝的电阻 R=_. （ 3）依据上述数据所得的电

11、阻率为 =_. 分析：此例的解答要求会读数，懂得实验原理并据此作相应的数据处理 . 解答：（ 1）由图 28 10 中读得： d=0.520 10 3m；根据公式 S=41 d2算得： S=0.212 10 6m2。 （ 2）由图 28 11 中读得： u=2.20V. I=0.53A；根据欧姆定律 R= IU 算得： R=4.15 . （ 3）于是得： = LSR =9.56 10 7 m. 巩固练习 1在“测定金属的电阻率”的实验中，测定电阻丝的长度和直径的数据时，应进行多次测量后取其平均值，这是为了 _；而对于直径数据，还需要更换测量位置，并在不同的和径向进行多次测量后取其平均值，这是为

12、了 _. 2“伏安 法”测电阻时，为提高测量的精确度，可在连接电路时，将电压表的一端 P 预留出来，使P 分别跟 a、 b 两点接触一下，如图 28 12 所示，同时注意观察电 流表、电压表的示数，则下面的决定正确的是（ ） A两次比较若电流表 A的示数变化显著，则 P 应接在 a 点 B两次比较若电流表 A的示数变化显著，则 P 应接在 b 点 C两次比较若电压表 V的示数变化显著，则 P 应接在 a 点 D两次比较若电压表 V的法数变化显著，则 P 应接在 b 点 图 28 12 3如图 28 13 所示的电路中，灯泡 L1和 I2均能正常发光，工作一段时间后发 现 L1变亮， L2变暗，

13、电压表 V的示数变大，若电路中只有一个元件发生断路故障，该元件是（ ） A R1 B R2 C R3 D R4 图 28 13 图 28 14 4一量程为 100 A 内阻为 100的电流表，现串联一个 9900的电阻将它改装成电表的量程是_V.用它测量电压表盘指针位置如图 28 14 所示，该电压的大小是 _V. 5如图 28 15所示是把量程为 3mA的电流表改装成欧姆表 的结构示意图，其中电流电动势 E=1.5V，5 经改装后，若将原电流表 3mA刻度处的刻度值定为零位置。则 2mA刻度处应标 _， 1mA处应标 _ . 6在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，所需器材如图 28 16

14、所示，请画线将实物连接好。 图 28 15 图 28 16 7用伏安法较准确地测定一个电阻值约 100的电阻，所给的器材规格如下： A电流表（ 0 0.6A，内阻 0.1 ） B电压表（ 0 6V，内阻 5k） C电池（ 4.5V，内阻不计） D滑动变阻器（ 0 50， 1A） E电键一个，导线若干 要求用图象法求 Rx时画图尽量准确，试画出所采用的电路图。 8一电压表由电流表 G 与电阻 R串联而成，如图 28 17 所示，若在使用中发现此电压表的读数比准确值稍小一些，采用下列哪些措施可能加以改进（ ） A在 R上串联一比 R 小得多的电阻 B在 R上串联一比 R 大得多的电阻 C在 R上并

15、联一比 R 小得多的电阻 图 28 17 D在 R 上并联一比 R 大得多的电阻 9两 个电压表 V1和 V2是守全相同的两个电流表改装的， V1量程是 5V， V2量程是 15V，为了测 1520V电压，我们把 V1与 V2串联起来用，以下叙述正确的是（ ） A V1、 V2的读数相同 B V1、 V2指针偏转角度相等 C V1、 V2读数不同，指针偏转角度也不同 D V1、 V2读数之比等于两电压表内阻之比 10用伏安法测一节干电池的伏安图像，如图所示，根据图线回答： 图 28 18 （ 1）干电池的电动势和内电 阻各多大？ （ 2）图线上 a 点对应的外电路电阻是多大？电源此时内部热耗功

16、率是多少？ （ 3）图线上 a、 b 两点对应的外电路电阻之比是多大？对应的输出功率之比是多大？ 5 （ 4）在此实验中，电源最大输出功率是多大？ 11有一电阻 Rx，其阻值大约在 40 50 欧姆之间。需要进一步测定其阻值，手边现有下列器材 器材 代号 电池组 伏特表 毫安表 毫安表 滑动变阻器 滑动变阻器 E V A1 A2 R1 R2 K 电动势 9 伏特，内阻约 0.5 欧姆 量程 0 10 伏特，内阻 20 千欧 量程 0 50 毫安，内 阻约 20 欧姆 量程 0 300 毫安，内阻约 4 欧姆 阻值范围 0 100 欧姆，额定电流 1 安培 阻值范围 0 1700 欧姆，额定电流

17、 6 电键 几根连接用导线 0.3 安培 有两种可供选用的电路，如图 28 19（ a）、（ b）所示 . 实验要求多测几组电流，电压值，画出电流一压关系图。 （ a） (b) 图 28 19 实验要求多测几组电流，电压值、画出电流一电压关系图。为了实验能正确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 28 19 中 _所示的电路，应选代号是_的毫安表和代号是 _的滑线变阻器。 12在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，采用了如图28 20 所示的电路。 （ 1）用 u 和 I 分别表示图 28 20 所示，则若在忽略电表内阻的影响把相应的“ u I”是谁图线画在图 28 21 上。 图 28 20 （ 2）若以 E、 r 分别表示电池电动势和内电阻的测量值，以 E0、 r0 分别表示相应的真实值，则E_E0； r_r0. 参考答案 1减小偶然误差；避免由于电阻丝粗细不均匀而引起的误差 . 2 BC 3 A 4 1V， 0.85 5 250， 1000 6（略） 7（略） 8 D 9 BD 10（ 1） 1.5V， 0.2；（ 2） 0.4， 1.25W； （ 3） 4 ： 1， 1 ： 1； （ 4） 2.81W. 11电路（ a）；毫安表 A2；滑动变阻器 R1 12（ 1）图略 （ 2）， .