1、物理实验复习 第 1 页 共 7 页实验基础知识一物理实验的基本要求二高中物理学生实验的分类1验证性实验（1）验证力的平行四边形法则（2）验证动量守恒定律（3）验证机械能守恒定律2研究性实验（1）研究平抛物体的运动（2）探究弹力和弹簧伸长的关系3观察也描绘类实验（1）描述小电球的伏安特性曲线（2）电场中等势线的描绘4测定物理量的实验（1）研究匀变速直线运动（2）利用单摆测重力加速度（3）测金属电阻率（4）用电流表和电压表测电池的电动势和内阻（5）测玻璃砖的折射率（6）用油膜法估测分子的大小（7）用双缝干涉测光的波长5仪器使用、组装类实验（1）长度的测量（2）用多用电表探索黑箱内的电学元件（3）
2、把电流表改装成电压表（4）练习使用示波器（5）传感器的简单应用附： 测量对象：长度、时间、质量、力、电流对基本仪器归纳仪器功能：放大、间接、组合也可以这样归类斜槽类对实验的主要实验装置归纳 打点计时器其它类三演示实验鉴于演示实验数量较多（高中物理教材中的演示实验有 106 个） 。实验本身比较简单，因此，高考对演示实验的考查以选择、填充题出现。在对演示实验复习应特别注意（1）重视物理学史中具有重要地位的实验。如紫外线照射锌板、扬氏双缝干涉实验、光的衍射中的旧松亮 、 粒子散射实验、质子和中子的发现实验等等。让学生充分了解其内容及其在物理学发展中的作用。 （2）把握实验中的关键要素。四题型研究基
3、本仪器使用和读数类、选择器材和连图类、实验操作类、实验原理类、实验数据处理类、误差分析类、设计实验类第二章 实验疑难问题选析一、测量仪器的使用。1、测量仪器的读数方法。2、测量仪器的分类。二、难点分析：（一）打点计时器计算方法： ， V0=2V1V2TSVnn21)(3456逐 差 法Sa1、纸带分析 加速：a 与 V 一致有关方向判断：运动方向：n0 加速度方向减速：a 与 V 相反注意事项：T 的确定（区别记数点周期和打点周期）交流电频率 f测量值打点不清晰：振针位置稍高、未达到共振、电压低、复写纸上油墨少等2、常见故障分析打出短线：振针位置低。（二） 测电池的电动势和内阻实验中，由于电表
4、内阻引起的误差。可用两种研究方法对这个问题进行分析，第一从图像分析，第二从等效电源分析，现对图 3 中（甲） 、 （乙）两电路图作以下讨论。（1）图像分析过程示意如下：图 1 甲电路 读数有误差I= UI 图像为图 2 甲VR真测 真测 r图 1 乙电路 读数有误差U=IR AUI 图像为图 2 乙 真测 真测（2）利用等效电源分析过程示意如下：物理实验复习 第 2 页 共 7 页图 1 甲电路 读数对其等效电源无误差 真测 真测 rRrVV图 1 乙电路 读数对其等效电源无误差 真测 真测 rrA最后说明伏特表一般内阻远大于电源内阻，利用图 1 甲测出的值误差较小，安培表内阻与电源内阻接近，
5、利用图 1乙测量的值误差大，故我们常采用图 1 甲作为测电源电动势和内阻的实验原理图。（三）电流表改装为伏特表实验中的误差分析：1半偏流法测得的电流表内阻偏大，偏小？由于 K2 合上，总电阻略变小，导致总电流 I 略大于 Ig，所以当电流计中电流为 Ig 时流过 R2 的电流略大于 I g，由半联电路特点可知，r g 测 =R2Rx，伏特表的分流作用引起的安培表读数误差较小。 ）反之待测电阻 Rx 为大电阻（ RxRA，R x 与 RV 可比，或 Rx 或试探法中 示数变化大）应采用安培表AV A内接法。(因 RxRA，安培表的分压作用引起的电压表读数误差较小。 ）（2）滑动变阻器限流法、分压
6、器法？通常情况下优先考虑限流式，因为耗电少。在以下三种情况考虑分压式。A 当需要待测电路的电压从零开始连续变化。物理实验复习 第 6 页 共 7 页B 题中提供的仪表量程或电阻的最大允许电流不够（安全性原则和适用性原则）C 变阻器电阻远小于被测电阻或电路中串联的其它电阻（准确性原则和方便性原则）（3）欧姆表挡位 R1、R10、R100 如何选择？先用 R10 挡，调零欧后估测，若指针在中值附近，则 Rx 等于 10指示值；在指针偏角太小，则换用R100，重新调零后测量，R x=100指示值；若 R10 时指针偏角太大，则换用 R1 挡，重新调零欧后测量， Rx=指针指示值。（4）电阻测量的电路
7、伏安法测电阻和替代法 用欧姆表测量此法简便易行，但读数误差较大；用久之后，内部电源发生变化，测量误差更大。因此此法只适用于要求不太高的测量。惠斯通电桥法电桥伏安法。 电表内阻的测量I. 测 Rg 时，用半偏法？等值替代法？电路计算法？若只有二只单刀单掷开关、一只待测表，还有二只电阻箱 R1R1（R 2100R1 以上） ；电路如下若有二只电流表和一只变阻器及电源单刀单掷开关等，可采用电路计算法，此时另一只非待测表一定要已知量程和内阻 RA，电路如下：读出 Fg 支路 I2 及 I1，由 U=I1RA=I2Rg，得 Rg=I1RA/I2若有二只电流表，一只电阻箱和一只单刀双掷开关、滑动变阻器可采
8、用等值替代法，电路如下：K 接 a，调 R，记下 读数，然后 AK 接 b，保持 R不变，调 R 使 读数保持不变，则 Rg=R。 A若有二只电流表，一只电阻箱（或定值电阻，其阻值与电流表阻值接近）和一只单刀开关、滑动变阻器可采用电路计算法：如图，G 为待测电流表，为已知电阻，若把虚线框内电路看成一扩程电流表，则该电路为一改装表与标准表的校对电路设 G、A 表读数分别为 I1、I，则由相关知识可知：为便于器材选取与操作，Ro 的阻值应1(如 0，5)II. 若欲测伏特表内阻 RV，怎么办？2. 电学实验器材如何选择？a 表量程如何选？ 表量程如何选？ A V通过估算 ，保证 指针偏转范围在 x
9、mI A 3AI最佳；同样 指针偏转范围在 最佳。AI32 V 3U2b变阻器如何选？从安全性原则出发分析得，首先要求通过其最大电流小于其额定电流；从方便性和准确原则出发分析得，要求变阻器的最大阻值，在限流电路中尽量接近待测电阻或电路中串联的其它电阻，在分压电路中电阻尽量小。c电源如何选？测电源电动势 和内阻时，选内阻较大的旧电池；测电流计内阻 Rg 时，若采用半偏法测电阻时，应选电动势较大的电源，保证 R2R1，以减小实验误差；在测小灯泡功率描伏安特性曲线时，在测金属的电阻率时，选电动势较小的电源；在打点计时器中选 46V 交流电压；在描等势线实验中选 46V 直流电源。3. 实验线路的连接
10、分压式和限流式的接法要求：限流式是按“一上一下各一个”的原则，且使滑片处在阻值最大位置处；分压式是“一上二下”的原则，电源与开关串联以后直接接于下面两个连线柱，上面任一个接线柱引出导线和下面一个接线柱上引出导线（二线之间的电阻要小，保证初始取出的电压较小）将这两导线接至被测电路中。连线的总思路为：画出电路图滑动变阻器连接 连接总回路 并联伏特表的电压较小。滑 片 位 置 正 确限 流分 压 , 导 线 不 能 交 叉总 开 关 控 制 所 有 元 件电 表 的 正 负 接 线 柱（三）设计处理实验数据根某一物理规律或公式，设计实验情景，并给出实验数据，打好点的纸带或在图象上描出数据点，让学生求
11、出实验测量值，如 98 年的第 18 题，原题为： 在 LC 振荡电路中，如已知电容 C，并测得电路的固有振荡周期 T，即可求得电感 L，为了提高测量精度，需多次改变 C 值并测得相应的 T 值，现将测得的六组数据标示在以 C 为横坐标、T 2 为纵坐标的坐标纸上，即图中用“X”表示的点。T、 L、 C 的关系为_ 根据图中给出的数据点作出 T2 与 C 的关系图线求得的 L 值是_。分析与解答 (1)T=2LC 。 如图所示，图线应为一条直线，数据点靠近直线且均匀分布在直线两侧。 仔细观察图象上的数据可发现，纵坐标为 3 位有效数字，横坐标为 2 位有效数字，在图象上选取两个坐标点A(1X1
12、0 一 7，14 5 X 一 8 ) 和(3 5x10 7， 510x10 8)，则T2 / C = 146 ，L = 00365H 根据图上的数据点，正确读出纵，横坐标的有效数字的位数，是解答此问的关键。 （四）设计实验原理 用给定的器材测定某一物理量，要求学生写出实验原理。 例题 利用下列器材测当地的重力加速度、铁架台(附夹子) ，长约 15m 的细线，下坠一个 200g 左右的石子、秒表、米尺，请写出实验原理。分析与解答 设细线下端悬点到石子重心的距离为 x，第一次实验测得摆线长为 L1，摆长为(L l+x)，测得周期为T1，由单摆的周期公式可得T1=2 (Ll+x)g 将摆线长改变为
13、L2，对应摆线长为（L 2+x)，再测得周期为 T2，则 T2=2(L 2+x)g 由消去 x，解得 g=4 2 (Ll L2 )/ (T12T22 )即测出长、短摆的摆线长 L1、L 2 和对应的周期T1、 T2 代入 式就可算出 g 值。（五）设计控制实验条件用给定的器材测定某一物理量，要求学生写出需要控物理实验复习 第 7 页 共 7 页制的实验条件，控制方法及需要采取的措施等。 例题 例用下列器材测当地的重力加速度：铁架台(附夹子) ，长约 15m 的细线，下坠一个 200g 左右的石子，秒表、米尺，为尽量减小实误差，需要采取哪些措施?控制哪些实验条件? 分析与解答 测摆长时应该悬测，
14、而不能平测、摆长不应小于 70cm，否则很难保证做简谐振动。 长摆与短摆的摆长差应尽可能大些，以不小于50cm 为宜，这样才可以保证差值 (T12T22 )的有效数字的位数不减少。 摆球应尽可能贴近地面，以便用刻度尺来控制振幅，从而保证摆角小于 5，同时还可判断摆球是否沿直线做往复运动，避免锥摆现 计时的起始、终止位置，应是摆球的平衡位置，周期的测量应用累计平均法，全振动的次数不能少于 30 次。 （六）设计实验步骤题目给出实验目的，器材等，让学生写出实验步骤，或题目中给出实验步骤，但次序凌乱，其中有错误，有空缺，有多余，要求学生指出错误并纠正、补全，而后指出合理的顺序等。 例题 今有二相同材
15、料制成的物体 A 和 B，一卷细绳，一架天平( 带砝码)，一根米尺和一张边缘带有定滑轮的桌子，请用以上器材(可以不全用，但不能增加)设计一个测量物块和桌面间滑动摩擦系数的实验。要求写出简单的实验步骤，画出装置图，并写出摩擦系数 的表达式。 分析与解答 分别用天平称出 A 与 B 的质量 mA 和mB。 截取适当长的细绳，把 A、B 系在绳两端，把 A放在桌上，使 B 离地面适当高度 h，如图所示，用直尺测出 h，并将细绳拉紧，记下 A 在桌面上的位置。放开 B使之下落，量出 A 在桌面上滑动的距离 x。由动能定理得mBgh -m Agh=(mA+mB ) v2 / 2 m Ag (x h)=
16、mA v2/2 由 解得 = m Bh/(mA+mB )x mBh3对于涉及十九个学生分组实验以及十三种主要仪器，包括重要演示实验的物理选择题,应从亲自实践过的实验过程出发，对实验原理、步骤、各种仪器的正确使用和故障分析进行正确判断或估算，总结出一套实验操作的技能技巧，在此基础上一般采用“排除法” ，选出最优的答案。例四：用伏安法测电池的电动势和内阻，由于电路存在问题，当闭合 K 后，移动变阻器的滑动头 P 时，出现下列异常情况：A伏特表示数始终为零，安培表读数可变B伏特表示数保持不变，安培表读数为零C伏特表示数可变，安培表读数保持不变D安培表烧毁以上四种情况对应的错误电路应为下图中：A：_
17、B： _ C： _ D：_分析与解：本题涉及的是理想电表（R A=O，R V=） ，测电源 、r 的实验电路的故障分析，显然丁图将出现 A现象；乙图将出 B 现象；丙图将出现 C 现象；甲图将出现D 现象。思考题 4、用伏安法测电阻的实验器材为：电流表（500A、300） 、电压表（10V、100K）稳压电源（20V） 、滑动变阻器（2K、2A） 、电键和足够的导线，若用这些器材测定一个阻值约为“30K、1W”的电阻 Rx的比较准确的阻值，应采用图中哪个电路：( )思考题 5、用右图所示的装置演示光电效应现象，当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表的读数为 i。若改用更高频率的光照射，此时：
18、A将电池 E 的极性反转，则光电管中没有光电子产生B将电键 k 断开，则有电流流过电流表 GC将变阻器的触点 c 向 b 端移动，光电子到达阳极时的速度必将变小D只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点 c 向a 端移动，电流表 G 的读数必将变大物理计算的规范化解答解题的规范化的一般格式为1画出原理分析图。如受力分析图、电路图、光路图等。2写出必要的文字说明。如“设” ， “由定律” “由式得”等。一定要言简意明，不必罗嗦很多。3列出方程或方程组，但要注意以下几点：一定要写方程的原表达式，不要写变形式。写出的方程式一定要与题意相关。方程式中的符号一定要与题目所给相一致。4写出重要的数学关系式和推导步骤，但切忌分步运算造成的步骤庞大而混乱。5得出最简的计算式。6代入数据，得出结果，并对结果加以说明或讨论。要做好计算题的规范化解答，应该注意：思想上要引起足够的重视，坚决克服只重结果，忽视过程的想法，从高考题所提供的参考答案可以看出；解题中的文字说明、方程式都是有分数的。规范化解题主要体现以下三个方面：思想方法的规范化，解题过程的规范化，物理语言和书写规范化。
