模塊六專題十三物理實驗

模塊六實驗?zāi)K概覽

模塊定位：實驗為歷年來高考必考內(nèi)容，高考力圖通過在筆試的形式下考查考生對實驗儀器的使用、實驗原理的理解、實驗步驟的掌握、實驗數(shù)據(jù)的處理等能力，同時也希望通過考查一些簡單的設(shè)計型實驗來檢驗考生獨立解決新問題的能力、“遷移”能力．在物理實驗的第二輪復(fù)習(xí)中，要注重以下幾方面：(1)要進(jìn)一步熟悉基本儀器，掌握它們的性能、使用方法，會按照有效數(shù)字的規(guī)則讀數(shù)．(2)對每一個實驗都要明確實驗?zāi)康氖鞘裁?，搞清楚實驗原理，理解和掌握實驗的方法，并會根?jù)實驗要求來設(shè)計簡單的實驗．(3)要會從實驗原理及方法的要求出發(fā)，再結(jié)合具體的實驗條件來考慮實驗器材的選?。缹嶒炂鞑倪x取的一般原則．(4)要理解每個學(xué)生實驗中操作程序的安排用意，自己會科學(xué)合理地安排設(shè)計性實驗的步驟．(5)掌握實驗數(shù)據(jù)處理的常用方法，如列表法、圖象法、逐差法及其他一般計算方法．知道系統(tǒng)誤差及一些實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因．(6)會分析實驗數(shù)據(jù)，能通過對雜亂無章的實驗數(shù)據(jù)的分析來找出規(guī)律性的東西．要以科學(xué)的態(tài)度對待實驗數(shù)據(jù)，要正確地看待誤差，不可拼湊數(shù)據(jù)．(7)會根據(jù)中學(xué)物理中學(xué)過的知識、物理實驗中學(xué)過的方法、用過的器材，來設(shè)計新的實驗．要達(dá)到這一層次，只有真正悟懂學(xué)生實驗中思想、方法的真諦，才有可能將這些思想方法靈活地遷移應(yīng)用，只靠死記硬背實驗是絕對做不到這一點的．近幾年高考對實驗的考查，多以一大帶一小，小的為力學(xué)實驗或儀器的使用，大的、也是重點的是電學(xué)實驗，且以電學(xué)中滑動變阻器的分壓限流、電流表的內(nèi)接外接以及伏安法測電動勢與內(nèi)阻的實驗為考查重點．對力學(xué)實驗的考查以紙帶數(shù)據(jù)的處理、機械能守恒定律的驗證為主．預(yù)測2011年高考仍以電阻的測量(多種測量方法，電路設(shè)計、伏安曲線等)、電源電動勢和內(nèi)電阻的測量為重點考查對象，側(cè)重于考查電路的設(shè)計、儀器的選擇．力學(xué)實驗則考查紙帶數(shù)據(jù)的處理和游標(biāo)卡尺或螺旋測微器的讀數(shù)的可能性較高．知識網(wǎng)絡(luò)：專題十三物理實驗重點知識歸納一、測量讀數(shù)類儀器使用1．游標(biāo)卡尺(1)各種游標(biāo)卡尺的有關(guān)參數(shù)如下表所示：游標(biāo)尺(mm)精確度(mm)刻度格數(shù)刻度總長度(mm)每小格與1毫米差(mm)1090.10.120190.050.0550490.020.02(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：①以游標(biāo)零刻度線位置為準(zhǔn)，在主尺上讀取整毫米數(shù)；②看游標(biāo)上哪一條刻度線與主尺上的某一刻度線(此某一刻度線不需讀出)對齊，由游標(biāo)上對齊的刻度數(shù)(即格數(shù))乘以游標(biāo)卡尺的精確度得出毫米以下的小數(shù)；③總的讀數(shù)為毫米整數(shù)加上毫米以下的小數(shù)．2．螺旋測微器(千分尺)量程一般為0～25mm，精確度是0.5mm÷50＝0.01mm.圖13－1螺旋測微器的讀數(shù)方法：①從固定標(biāo)尺上讀出整毫米數(shù)，要注意半毫米刻度線是否露出，如果露出再加上0.5mm.②0.5mm以下的讀數(shù)則等于與固定標(biāo)尺上橫線對準(zhǔn)的可動圓周上的讀數(shù)(要估讀一位)乘以精度0.01mm.③測量長度為上述二者之和．如圖13－1中所示讀數(shù)為6mm＋0.5mm＋20.2×0.01mm＝6.702mm.特別提醒螺旋測微器的使用要注意兩點：(1)半毫米刻度線；(2)估讀，末位估讀的“0”不要漏掉．3．電流表、電壓表(1)電流表、電壓表使用時量程選擇的規(guī)則：根據(jù)被測電流或電壓值的大小選擇量程．測量時最好使指針偏轉(zhuǎn)超過所選量程的2/3，至少超過1/2.在不知道被測電流或電壓大小的情況下，應(yīng)選用電表的較大量程，然后再根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)情況選取合適的量程．(2)讀數(shù)方法：讀數(shù)時應(yīng)使視線垂直于刻度盤表面．凡儀器最小刻度是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(shù)字)；凡儀器最小刻度不是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．4．電阻箱電阻箱是按照各個數(shù)量級上指針的對應(yīng)數(shù)值讀數(shù)的，指針必須指向某一個確定的數(shù)值，不能在兩個數(shù)值之間，因此電阻箱測量結(jié)果的各位讀數(shù)都是從電阻箱上指針?biāo)肝恢弥苯幼x出的，不再向下估讀．如圖13－2所示的電阻箱的阻值為84580.2Ω.圖13－25．多用電表(1)使用多用電表測電壓、電流時，應(yīng)根據(jù)選擇的量程確定最小刻度值，然后讀數(shù)．(2)使用歐姆擋時，注意以下幾個方面：①用多用電表測電阻時，測量前應(yīng)根據(jù)估計的阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷唬捎跉W姆擋刻度的非線性，使用歐姆擋測電阻時，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差，通常只使用表盤中間一段刻度范圍為測量的有效范圍，否則要變換倍率．譬如，J0411型多用電表歐姆擋的R中＝15Ω，當(dāng)待測電阻約為2kΩ時，則應(yīng)采用R×100擋．②每更換一次倍率，都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．③由于歐姆擋表盤刻度不均勻，難于估讀，測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字．計數(shù)時不要忘記乘上相應(yīng)擋位的倍率．④測量時待測電阻要跟其他元件和電源斷開，不然就不能得到正確的測量結(jié)果，甚至還可能損壞電表．⑤多用電表使用完畢后，應(yīng)將選擇開關(guān)撥離歐姆擋，旋至OFF擋或交流電壓最高擋上．特別提醒要區(qū)分開“機械零點”與“歐姆零點”：“機械零點”在表盤刻度左側(cè)“0”位置．調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲．“歐姆零點”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕．二、力學(xué)實驗1．“紙帶類”實驗(1)打點計時器打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它接在頻率為50Hz的交流電源上使用時，每隔0.02s打一次點，因此，紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置．通過研究紙帶上點跡間的距離，就可以確定物體的運動情況．(2)紙帶的應(yīng)用①利用紙帶計算瞬時速度圖13－3②當(dāng)物體做勻速直線運動時，某段時間內(nèi)的平均速度等于各個時刻的瞬時速度．在“探究動能定理”實驗中，就是據(jù)此求得物體最終獲得的速度大?。虼艘x取紙帶上打點間隔基本相等的部分進(jìn)行測量．(3)利用紙帶計算加速度2．“胡克定律類”實驗(1)原理：利用橡皮條或彈簧在彈性限度內(nèi)、力與形變量成正比，計算(測量)其長度的變化分析力的變化情況或建立F－x坐標(biāo)系，描點畫圖研究力的變化規(guī)律．(2)應(yīng)用：①根據(jù)平行四邊形定則驗證力的合成與分解．②探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系．三、電學(xué)實驗1．電路設(shè)計及儀器選取原則正確地選擇儀器和設(shè)計實驗電路，有一定的靈活性，應(yīng)遵循以下幾個基本原則：(1)正確性：實驗所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理．(2)安全性：實驗方案的實施要安全可靠，實施過程中不應(yīng)對儀器及人身造成危害．要注意到各種電表均有量程、電阻等器件均有最大允許電流和最大功率，電源也有最大允許電流，不能燒壞儀器．(3)方便性：實驗應(yīng)當(dāng)便于操作，便于讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．(4)精確性：在實驗方案、儀器、儀器量程的選擇上，應(yīng)使實驗誤差盡可能的小．2．“伏安類”實驗中電流表的內(nèi)、外接法特別提醒在RV、RA均不知的情況下，可采用試觸法．如圖13－4所示，分別將a端與b、c接觸，如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯，說明電壓表分流作用大，應(yīng)采用內(nèi)接法；如果前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯，說明電流表分壓作用大，應(yīng)采用外接法．圖13－43．滑動變阻器的接法(1)若符合下列情況之一，則滑動變阻器必須接成分壓式．①要求電表能從零開始讀數(shù)；②要求電表能有較大的調(diào)節(jié)范圍；③當(dāng)待測電阻Rx?R(滑動變阻器的最大阻值)時．(2)當(dāng)待測電阻Rx?R(滑動變阻器的最大阻值)時，既可接成分壓式、也可接成限流式．(3)滑動變阻器連接的限流接法和分壓接法的對比四、實驗誤差1．偶然誤差和系統(tǒng)誤差從性質(zhì)和來源看，誤差分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩種．(1)偶然誤差是由各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的誤差．其特點是多次重復(fù)做同一實驗時，誤差總是時大時小，且偏大偏小的機會相同，所以減小偶然誤差的方法就是通過多次測量求平均值．(2)系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不精確，或?qū)嶒灧椒ù致曰驅(qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的．它的特點是使測量總是偏大或總是偏小，不會出現(xiàn)這幾次偏大，另幾次偏小的現(xiàn)象．所以，采用多次測量求平均值的方法不能減小系統(tǒng)誤差．要減小系統(tǒng)誤差，必須校準(zhǔn)儀器，或改進(jìn)實驗方法，或完善實驗原理．2．有效數(shù)字(1)測量既然總有誤差，測量的數(shù)值就只能是近似數(shù)，如“174.2mm”最末的一位數(shù)字“2”是不可靠數(shù)字，但它仍有意義不能舍，因為它代表了一個大概數(shù)量關(guān)系，比如這里174.2與174.8相比是接近174還是175就顯而易見了．像174.2mm這種帶一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字，有效數(shù)字的最后一位為誤差所在位．在實驗中，測量時要按有效數(shù)字的規(guī)則來讀數(shù)．(2)確定有效數(shù)字時，應(yīng)注意以下問題：①有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點的位置無關(guān)．有效數(shù)字的位數(shù)與單位無關(guān)．②關(guān)于“0”在有效數(shù)字中的特殊性：0在前時，從左往右數(shù)第一個不為零的數(shù)字才是有效數(shù)字.0在后時，計入有效數(shù)字．③乘方不算有效數(shù)字；比如3.020×10－3m/s中的－3不是有效數(shù)字，10也不是．3．減小實驗誤差的方法為了減小由于實驗數(shù)據(jù)而引起的偶然誤差，常需要采用以下方法控制實驗誤差．(1)多次測量求平均值：這是所有實驗必須采取的辦法，也是做實驗應(yīng)具有的基本思想．(2)累積法：一些小量直接測量誤差較大，可以累積起來測量，以減小誤差．(3)圖象法：作圖法是實驗數(shù)據(jù)處理的最常用方法，通過描點、畫線消除數(shù)據(jù)誤差，有取平均的效果．五、創(chuàng)新實驗1．創(chuàng)新實驗方案的設(shè)計，一般應(yīng)遵循以下四條原則(1)科學(xué)性原則：實驗方案所依據(jù)的原理要簡明正確；(2)可靠性原則：實驗方案的設(shè)計要安全可靠；(3)方便性原則：在保證實驗?zāi)軌蛘＿M(jìn)行的情況下，應(yīng)便于操作，便于讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；(4)準(zhǔn)確性原則：要盡可能選用準(zhǔn)確度、可靠性強的實驗方案．2．設(shè)計性實驗的設(shè)計思路3．常見實驗創(chuàng)新舉例(1)可否設(shè)計一種游標(biāo)卡尺，游標(biāo)尺20分格，總長為9mm？游標(biāo)卡尺原理可否移置到電表的讀數(shù)中去？可否移置到角度的測量讀數(shù)中去？(2)驗證力的平行四邊形定則用一個測力計怎么完成？(3)勻變速直線運動打點計時器數(shù)據(jù)處理．(4)可否驗證物體在光滑斜面上下滑時機械能守恒？(5)重力加速度g有多種測量方法：用單擺的周期公式測量；根據(jù)頻閃照相測量；由物體自由下落過程中打出的紙帶測量．(6)多種電場的模擬方法：在導(dǎo)電紙上平行放兩根直導(dǎo)體棒作電極可模擬勻強電場；用一個環(huán)形電極和圓柱形電極，圓柱形電極正好放在圓環(huán)中心，可模擬點電荷電場．(7)電阻測量的方法舉例：用一塊電表和一個電阻箱、一個單刀雙擲開關(guān)，采用等效替代法；沒有合適的電流表時，可用已知內(nèi)阻的電壓表作電流表用，沒有合適的電壓表時，可用已知內(nèi)阻的電流表作電壓表用．(8)電學(xué)實驗中利用圖象處理數(shù)據(jù)時，兩坐標(biāo)軸的物理意義及斜率、截距代表的物理量，如利用電阻或電流的倒數(shù)作為坐標(biāo)軸．高考熱點示例熱點一實驗數(shù)據(jù)的讀取例1(2010年高考安徽理綜卷)(1)在測定金屬的電阻率實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖13－5所示，讀數(shù)為________mm.(2)在用單擺測定重力加速度實驗中，用游標(biāo)為20分度的卡尺測量擺球的直徑，示數(shù)如圖13－6所示，讀數(shù)為________cm.圖13－5圖13－6【自主解答】(1)固定刻度部分讀數(shù)為0.5mm，可動刻度部分讀數(shù)為11.7×0.01mm＝0.117mm，則螺旋測微器的讀數(shù)為0.5mm＋0.117mm＝0.617mm(0.616mm～0.619mm都對)．(2)主尺上的讀數(shù)為0.6cm游標(biāo)尺上的第15條刻線與主尺的某一刻線對齊，游標(biāo)尺讀數(shù)為15×0.05mm＝0.75mm，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為0.6cm＋0.075cm＝0.675cm.【答案】(1)0.617mm(0.616mm～0.619mm)(2)0.675cm強化訓(xùn)練1．(2009年高考上海卷)用多用表的歐姆擋測量阻值約為幾十千歐的電阻Rx，以下給出的是可能的實驗操作步驟，其中S為選擇開關(guān)，P為歐姆擋調(diào)零旋鈕．把你認(rèn)為正確步驟前的字母按合理的順序填寫在下面的橫線上．a(chǎn)．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)P使指針對準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的0刻度，斷開兩表筆b．將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出Rx的阻值后，斷開兩表筆c．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋×1kd．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋×100e．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)交流500V擋，并拔出兩表筆__．根據(jù)圖13－7所示指針位置，此被測電阻的阻值約為___Ω.圖13－7解析：使用歐姆表時，指針指在“中值”附近較為準(zhǔn)確．由圖知中值電阻為30Ω，而被測電阻Rx為幾十千歐，故選用×1k擋．測量前必須調(diào)零，實驗完畢后，將選擇開關(guān)撥至交流最高擋，故操作順序應(yīng)為：c、a、b、e.答案：c、a、b、e

30k(或30000)熱點二

“紙帶類”數(shù)據(jù)的處理例2

在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學(xué)得到一條用打點計時器打下的紙帶如圖13－8所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個計時點，本圖中沒有畫出)，打點計時器接的是220V、50Hz的交變電源．他把一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計數(shù)點A對齊．圖13－8(1)按照有效數(shù)字的讀數(shù)規(guī)則讀出相鄰計數(shù)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.(2)由以上數(shù)據(jù)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.(3)根據(jù)以上結(jié)果，試用兩種不同的方法計算該物體的加速度a.(4)根據(jù)(2)中得到的數(shù)據(jù)，試在如圖13－9所示的坐標(biāo)系中，用作v－t圖象的方法，從圖象中求物體的加速度a.圖13－9(5)從圖象上求紙帶上的A、F點所對應(yīng)的物體的即時速度vA＝________m/s，vF＝________m/s.并由此計算：當(dāng)打點計時器打下A點的時刻，物體已經(jīng)從靜止開始做勻加速運動________s了．(6)如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝49Hz，而做實驗的同學(xué)并不知道，那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏________．理由是______________________．(4)圖象如圖13－10所示．圖13－10【答案】(1)1.00

1.40

1.84

2.26

2.67(2)0.120

0.162

0.205

0.247(3)0.42m/s2(4)如圖13－10所示0.42m/s2(5)0.079

0.290

0.188(6)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強化訓(xùn)練2．(2010年鄭州市預(yù)測卷)某同學(xué)用如圖13－11所示裝置測量重力加速度g，所用交流電頻率為50Hz.在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點，然后每3個點取一個計數(shù)點，測量數(shù)據(jù)(用符號表示)如圖乙所示．圖13－11(1)在實際操作中應(yīng)該先釋放紙帶還是先接通電源？________________________________________________________________________.(2)從數(shù)據(jù)處理方法看，選擇方法________(填“一”或“二”)更合適，這樣可以減少實驗的________(填“系統(tǒng)”或“偶然”)誤差．(3)此實驗系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是：(至少寫兩條)________________．解析：在使用打點計時器時，應(yīng)先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶，這樣打出的點才準(zhǔn)確；兩種數(shù)據(jù)處理方法中，方法一只用了s1和s6，其他數(shù)據(jù)被消去了，而方法二，六個數(shù)據(jù)全部使用了，這樣減小了實驗中的偶然誤差．答案：(1)先接通電源(2)二偶然(3)重物下落受到阻力；長度測量；交流電頻率波動；數(shù)據(jù)處理方法(任寫兩條)熱點三“胡克定律類”實驗的處理例3(2010年高考浙江卷)在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系”的實驗中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧．為測量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們在橡皮繩下端依次逐個掛上鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量均為m＝0.1kg，取g＝10m/s2)，并記錄繩下端的坐標(biāo)X加i(下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個數(shù))，然后逐個拿下鉤碼，同樣記錄繩下端的坐標(biāo)X減i，繩下端坐標(biāo)的平均值Xi＝(X加i＋X減i)/2的數(shù)據(jù)如下表：掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)(Xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1)同一橡皮繩的X加i________X減i(大于或小于)；(2)________同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實驗要求(甲或乙)；(3)選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法求出該橡皮繩的勁度系數(shù)k(N/m)；(4)為了更好地測量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時需考慮的因素有哪些？【自主解答】(1)當(dāng)所掛鉤碼增加時，橡皮繩的形變量增加，橡皮繩的長度變長，但發(fā)生形變需要一定的時間，因而在剛剛掛上鉤碼時，橡皮繩的長度應(yīng)小于掛上鉤碼平衡時的長度；同理可知當(dāng)所掛鉤碼減小時，橡皮繩的長度應(yīng)大于掛上鉤碼平衡時的長度，而坐標(biāo)x即為橡皮繩的長度，所以x加i小于x減i.(2)每增加一個鉤碼，橡皮繩的形變量應(yīng)相等，所以乙同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實驗要求．(3)根據(jù)題意，求出掛上不同鉤碼時，橡皮繩的形變量，鉤碼的重力等于橡皮繩的彈力F，做出彈力F隨形變量變化的圖線，圖線的斜率即為橡皮繩的勁度系數(shù)．(4)盡可能使橡皮繩的伸長量在彈性范圍內(nèi)，同時要有足夠大的伸長量，以減小長度測量的誤差．【答案】(1)小于(2)乙(3)由所給數(shù)據(jù)得改變量如下表所示掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)改變量(Xi－X1)/mm甲乙1230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86245.584.5由上表作圖得圖13－12由圖13－12可得k乙＝57～70(N/m)或圖13－13對于甲同學(xué)的數(shù)據(jù)，因為只有前幾個數(shù)據(jù)可認(rèn)為在彈性范圍內(nèi)，由圖13－13中切線的斜率得k甲＝25～34(N/m)．(4)盡可能使伸長量在彈性范圍內(nèi)，同時有足夠大的伸長量，以減少長度測量的誤差．強化訓(xùn)練3．(2010年高考天津卷)在探究求合力的方法時，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩．實驗時，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細(xì)繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條．(1)實驗對兩次拉伸橡皮條的要求中，下列哪些說法是正確的________(填字母代號)．A．將橡皮條拉伸相同長度即可B．將橡皮條沿相同方向拉到相同長度C．將彈簧秤都拉伸到相同刻度D．將橡皮條和繩的結(jié)點拉到相同位置(2)同學(xué)們在操作過程中有如下議論，其中對減小實驗誤差有益的說法是________(填字母代號)．A．兩細(xì)繩必須等長B．彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行C．用兩彈簧秤同時拉細(xì)繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大D．拉橡皮條的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點要遠(yuǎn)些解析：(1)實驗對兩次拉伸橡皮條的要求是兩次拉伸橡皮條的作用效果要相同，故選項B、D正確．(2)要減小實驗誤差，彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都必須與木板平行.用兩彈簧秤同時拉細(xì)繩時，彈簧秤的示數(shù)之差適當(dāng)大些即可，拉橡皮條的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點要遠(yuǎn)些，故選項B、D正確．答案：(1)BD

(2)BD熱點四電學(xué)實驗器材的選取及應(yīng)用例4(18分)(2010年高考北京卷)(1)甲同學(xué)要把一個量程為200μA的直流電流計G，改裝成量度范圍是0～4V的直流電壓表．圖13－14①她按圖13－14所示電路用半偏法測定電流計G的內(nèi)電阻rg，其中電阻R0約為1kΩ.為使rg的測量值盡量準(zhǔn)確，在以下器材中，電源E應(yīng)選用________，電阻器R1應(yīng)選用________，電阻器R2應(yīng)選用________(選填器材前的字母)．A．電源(電動勢1.5V)B．電源(電動勢6V)C．電阻箱(0～999.9Ω)D．滑動變阻器(0～500Ω)E．電位器(一種可變電阻，與滑動變阻器相當(dāng))(0～5.1kΩ)F．電位器(0～51kΩ)②該同學(xué)在開關(guān)斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將R2的阻值調(diào)至最大．后續(xù)的實驗操作步驟依次是：________，________，________，________，最后記錄R1的阻值并整理好器材．(請按合理的實驗順序，選填下列步驟前的字母)A．閉合S1B．閉合S2C．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度D．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半E．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半F．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度③如果所得的R1的阻值為300.0Ω，則圖13－14中被測電流計G的內(nèi)阻rg的測量值為________Ω，該測量值________實際值(選項“略大于”、“略小于”或“等于”)．④給電流計G________聯(lián)(選填“串”或“并”)一個阻值為________kΩ的電阻，就可以將該電流計G改裝為量程為4V的電壓表．(2)乙同學(xué)要將另一個電流計G改裝成直流電壓表，但他僅借到一塊標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0、一個電池組E、一個滑動變阻器R′和幾個待用的阻值準(zhǔn)確的定值電阻．①該同學(xué)從上述具體條件出發(fā)，先將待改裝的表G直接與一個定值電阻R相連接，組成一個電壓表；然后用標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0校準(zhǔn)．請你畫完圖13－15方框中的校準(zhǔn)電路圖．圖13－15②實驗中，當(dāng)定值電阻R選用17.0kΩ時，調(diào)整滑動變阻器R′的阻值，電壓表V0的示數(shù)是4.0V時，表G的指針恰好指到滿量程的五分之二；當(dāng)R選用7.0kΩ時，調(diào)整R′的阻值，電壓表V0的示數(shù)是2.0V時，表G的指針又指到滿量程的五分之二．由此可以判定，表G的內(nèi)阻rg是________kΩ，滿偏電流Ig是________mA.若要將表G改裝成量程是15V的電壓表，應(yīng)配備一個________kΩ的電阻．【規(guī)范解答】(1)①考慮到減小誤差，電源應(yīng)選電動勢較大的B；R1要選能讀出接入電路的電阻值的電阻箱；R2在電路中是限流連接，應(yīng)選用總阻值大于30kΩ的電位器F.(2分)②電流半偏法的具體操作順序是：a.S1斷開，S2閉合；b.調(diào)節(jié)R2，使電流計指針滿偏；c.閉合S1；d.保持R2不變，調(diào)節(jié)R1，使電流計指針半偏；e.讀出R1，即為電流計內(nèi)阻值．(4分)③根據(jù)半偏法原理，rg＝R1＝300Ω.由于閉合S1后，干路電流會略為變大，故半偏時，流過R1的電流略大于電流計的電流，故R1的阻值略小于電流計的內(nèi)阻．(8分)圖13－16【答案】(1)①B

C

F②B

C

A

E③300略小于④串19.7(2)①見解析②3.0

0.50

27.0強化訓(xùn)練4．(2009年高考福建理綜卷)某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件．圖13－17為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對其提出質(zhì)疑，現(xiàn)需進(jìn)一步驗證該伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：圖13－17器材(代號)規(guī)格電流表(A1)量程0～50mA，內(nèi)阻約為50Ω電流表(A2)量程0～200mA，內(nèi)阻約為10Ω電壓表(V1)量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ電壓表(V2)量程0～15V，內(nèi)阻約為25kΩ滑動變阻器(R1)阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1A滑動變阻器(R2)阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流100mA直流電源(E)輸出電壓6V，內(nèi)阻不計開關(guān)(S)導(dǎo)線若干(1)為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用________；電壓表應(yīng)選用________；滑動變阻器應(yīng)選用________．(以上均填器材代號)(2)為達(dá)到上述目的，請在虛線框內(nèi)畫出正確的實驗電路原理圖，并標(biāo)明所用器材的代號．(3)若發(fā)現(xiàn)實驗測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請說明該伏安特性曲線與小燈泡的伏安特性曲線有何異同點？相同點：____________________________；不同點：______________________________.(2)待測元件的電阻滿足RA<Rx?RV，所以選擇電流表外接法，伏安特性曲線中要求電壓從零開始變化，所以選擇滑動變阻器分壓式連接．(3)伏安特性曲線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所測出的伏安特性曲線是