2014高考高中物理实验操作总复习

2014年高三物理实验总复习

一、高考要求

1、高考要求学生掌握的分组实验有： 实验1、长度的测量

实验2、研究匀变速直线运动

实验3、探究弹力和弹簧伸长的关系 实验4、验证平行四边形定则 实验5、验证牛顿第二定律 实验6、研究平抛物体的运动 实验7、探究动能定理 实验8、验证机械能守恒定律 实验9、验证动量守恒定律

实验10、用单摆测定重力加速度 实验11、测定金属的电阻率

实验12、描绘小电珠的伏安特性曲线 实验13、把电流表改装为电压表 实验14、表测定电源的电动势和内阻 实验15、用多用电表使用 实验16、练习使用示波器 实验17、传感器的简单应用

实验18、用油膜法估测分子的大小 实验19、测定玻璃的折射率 实验20、用双缝干涉测光的波长 说明：

1．要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花或电磁打点计时器、弹簧秤、温度计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等

2．要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。

3．要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不做要求。

实验一、长度的测量

（一）、游标卡尺的使用 读数公式： （单位： ）+ （不需估读）×精确度（3个） 【实验器材】游标卡尺、硬塑料管、带凹槽的型材

【实验内容】1、测量硬塑料管的内径D1和外径D2。由于硬塑料管的粗细不可能绝对均匀，所以要在不同的横截面处，以及每个横截面的不同方向上多次测量，将测量数据记录在表1—1中。最后分别求出内径D1和外径D2的平均值。

表1—1 次数 物理量 D1 1 2 3 4 5 6 平均值 D2 2、测量带凹槽的型材上凹槽的深度：h= 。 【巩固练习】

甲图测量结果为 mm；

甲

乙图测量结果为 mm；

丙图测量结果为 mm；

乙

丙

（二）、螺旋测微器的使用

读数公式： +可动刻度上的格数（是否需要估读： ）×0.01（单位： ） （注意整毫米或半毫米刻线有没有露出来的方法是： ） 【实验器材】

螺旋测微器、小钢球 【实验内容】

1、测量小钢球的直径D。由于小钢球不可能绝对均匀，所以要在不同的大圆面处，以及每个大圆面的不同方向上多次测量，将测量数据记录在表1—2中。最后求出直径D的平均值。

表1—2 次数 物理量 直径D 【巩固练习】 某位同学在这次实验中，有三次测量结果如图1－2所示，请分别读出测量结果。

乙 甲 丙

甲为 mm 乙为 mm 丙为 mm。

1 2 3 4 5 6 平均值 实验二、验证力的平行四边形定则 【实验目的】

验证力的合成的平行四边形定则。 【实验原理】：

此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的 （即：在本实验中使一端固定的橡皮条 ），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，就验证了力的平行四边形定则 。 【实验器材】：

方木板一块，弹簧秤两个，细绳套两个，图钉（若干），三角板，刻度尺，铅笔。 实验中除了上述器材外，需要的器材还有： 。 【实验步骤】：

1、用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。

2、用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，有两条细绳套在橡皮条的另一端。

3、用个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图2-1所示）。

4、用铅笔描下 和 ，并记录 ，在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示。利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。 5、只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到 ，记下 和 ，按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F`的图示。

6、比较F`与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。

7、改变两个分力F1和F2的大小和夹角，再重复实验两次，比较每次的F与F`是否在实验误码差允许的范围内相等。 【注意事项】：

1、弹簧秤使用前应将弹簧秤 放置，然后检查、矫正零点，需了解弹簧秤的 、单位和 ，读数时视线要正对刻度盘。

2、选择弹簧秤时，可将两弹簧秤自由端钩在一起，沿水平方向拉伸，看两个读数变化是否一样，若一样即适用。

3、用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。

4、不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条，要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有无变化。

5、可用两根橡皮条并联使用以增大其劲度系数。

6、同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须 。

7、白纸不要选得过小，画力的图示时应选择适当的单位长度，尽可能使图画得大一些。 8、严格按力的图示要求和几何方法作出力的合力。

9、A点应选在靠近木板上边中点为宜，以使O点能确定在纸的上侧。 【数据处理】（忽略）

通过实验得出结论： 。 【问题与讨论】

1、本实验中要使用两个弹簧秤。在选择弹簧秤时，应将零点矫正好了的两弹簧秤自由端

钩在一起，沿水平方向拉伸，看两个读数变化是否一样，若一样即选用。为什么这样做？

2、用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。为什么？

3、同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。为什么？

【巩固练习】

1、在“验证力的平行四边形定则”实验中，橡皮条的一端固定在A点，另一端被两个弹簧秤拉到O点，两弹簧秤读数分别为F1和F2，细绳方向分别与OA直线延长线夹角为a1和a2，如图2-3，以下说法正确的是（ ）

A、O点位置不变，合力不变。

B、用平行四边形定则求得的合力F一定沿OA直线方向。 C、若不改变O和a1，F1增大，F2必减小。 D、合力F必大于F1或F2。

2、在本实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作中错误的是（ ） ．．A、同一次实验过程中，O点位置允许变动。 B、 在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度。

C、实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点。

D、实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧之间的夹角应取90°不变，以便于算出合力的大小。

3、在验证力的平行四边形定则中如图2-4所法，用A、B两弹簧秤拉橡皮条结点O，使其拉于E处，此时(???)?90?，然后保持A的

读数不变，当a角由图中所示的值逐渐减小时，要使结点仍在E处，可采取的办法是（ ）

A、增大B的读数，减小β角。 B、减小B的读数，减小β角。 C、 减小B的读数，增大β角。 D、增大B地读数，增大β角。 4、在本实验中，采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差？ A、两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些。 B、两个分力F1、F2的大小要尽量大些。 C、拉橡皮条的细绳要稍长一些。

D、实验前，先把所用的两个弹簧秤的钩子相互钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同。

实验三、研究匀变速直线运动

【实验目的】

1．练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动． 2．掌握判断物体是否作匀变速运动的方法． 3．测定匀变速直线运动的加速度． 【实验原理】

1．打点计时器是一种使用 的计时仪器，它每隔 打一次点(电源频率是50Hz)，因此纸带上的点子就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点子之间的间隔，就可以了解物体运动的情况．

2．由纸带判断物体做匀变速运动的方法：如图3-1所示，0、1、2??为时间间隔相等的各记数点，x1、x2、x3??为相邻两记数点间的距离．

若满足 ，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动．

3．由纸带求物体运动加速度的方法： (1)用“逐差法”求加速度：即根据x4?x1?x5?x2?x6?x3?3aT2(T为相邻

两计数点间的时间间隔)求出a1= ，a2= ,a3= ,再求a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度。

(2)用v--t图像法：即先根据vn? 求出打第n点时纸带的瞬时速度，后作出v--t图像，图线的 即为物体运动的加速度． 【实验器材】

打点计时器；纸带；复写纸片；小车；细绳。一端附有滑轮的长木板；毫米刻度尺；钩码；导线．

实验中除了上述器材外，需要的器材还有： 。 【实验步骤】

纸带 打点计时器 1．把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮 ，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．如图3-2所示．

2．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮并在细绳

图3－2 的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面．

3．把小车停在 处，先 后 ，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点．取下纸带，换上新纸带，重复实验三次．

4．选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点子，确定好记数始点，标明记数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，并把测量结果填入表中，

用逐差法求出加速度值，最后求其平均值．还可求出各计数点对应的速度，作v-t图像，求得直线的斜率即为物体运动的加速度． 【注意事项】 1．小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7～8个记数点为宜．

如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面的分力平衡。 3．作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。 【巩固练习】

例1、在做“验证牛顿第三定律”的实验中

（1）本实验备有下列器材：打点计时器、秒表、天平（带有一套砝码）、纸带、复写纸片、细线、低压直流电源、砝码、小车、小桶、砂子、垫木、导线实验的研究对象是 。实验中不需要的器材是 ，缺少的器材是 。

（2）某学生做：“验证牛顿第二定律/的实验在平衡摩擦力时，把长木板的端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到a-F关系可用图1-11中哪根图线表示？图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力，答：

（3）本实验中，下列说法中正确的是

A. 平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力。 B. 平衡摩擦力时，小桶应该用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装砂子。 C. 实验中应该始终保持小车和砝码的总质量远远大于小桶和砂的总质量。

D. 作a-F或a-1/M的图线时，应该使所画的直线通过尽可能对称地分布在直线的两侧 ，

如遇个别特别远离的可舍去。

例2 “探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”实验。

① 图a所示为实验装置图。图b为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间

的时间间隔为0.1s，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。（结果保留两位有效数字） ②保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进行多次测量。根据实验数据做出了加速度a随拉力F的变化图线，如图c所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是 。

③保持砂和砂桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，分别得到小车加速度a与质量m及对应的

实验次数 小车加速度a/m·s -2 小车和砝码质量m/kg 1的数据如表中所示： m1 1.90 0.25 4.00 2 1.72 0.29 3.45 3 1.49 0.33 3.03 4 1.25 0.40 2.50 5 1.00 0.50 2.00 6 0.75 0.71 1.41 7 0.50 1.00 1.00 8 0.30 1.67 0.60 1/kg?1 ma．请在坐标纸中画出a?

b．根据作出的a?1图线； m1图像可以得到的结论是： 。 m实验六：研究平抛物体的运动

【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

O x X

y Ｙ A 图6－1 的运动轨迹，即小球作平抛运动的曲线，建立坐

斜槽 木板 标系如图6-1，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 求出小球的飞行时间t，再利用公式 ，铁求出小球的水平分速度，即为小球作平抛运动的架初速度。 台 【实验器材】

弧形槽；白纸；图钉；木板；有孔的卡片；小球；刻度尺；铅笔。除了上述器材外，还必须有 。

A R 图6－2

【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。然后调节斜槽末端水平：

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： 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ABCDEF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?12gt计算出小2球的初速度v0，最后算出v0的平均值，并将有关数据记入表格内。 【注意事项】

1． 实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹

所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。 2． 小球必须每次从斜槽上同一位置滚下，即在斜槽上固定一个挡板。

3．坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球的球心在木板上的水平投影点。

4．要在斜轨上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨道由图板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差。

5．要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。 【实验数据记录和处理】

表6－1 v0 位置 x值/cm y值/cm v0的平均值 A B C D E F

【问题与讨论】

1．实验中要求调整木板竖直，斜槽末端水平，为什么？如何调整木板竖直，斜槽末端水平？

2．试验中在轨迹上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，计算小球的初速度v0时，这些点是离抛出点O近些好，还是远些好？

3． 除了用课本上介绍的这个实验来确定平抛物体的运动轨迹外，还可以有其他方法来确定平

抛物体的运动轨迹，请例举一二，并说明你例举的方法是如何确定平抛物体的初速度的。

【巩固练习】

1． 在研究“平抛物体运动”的实验中，小球做平抛运动的坐标原点位置应是（设小球半径为r） A．斜槽口末端O点。 B．小球在槽口时球心在钉有白纸的木板上的水平投影点。 C．槽口O点正前方r处。

D．小球放在槽口末端时，过小球最高点的水平线与过槽口的竖直线的交点正下方r处。 2． 为了准确地测出平抛轨道上某点的坐标，需要注意的是（ ）

A选距原点近一些点。B应正确标出平抛小球的球心在木板上的水平投影点。 C用重锤线准确地确定纵轴。D选距原点远一些的点。

3． 在“研究平抛物体的运动”的实验时，已备有下列器材，有孔的硬纸片、白纸、图钉、平

板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要的器材有（ ） A．秒表 B．天平C．重锤线 D．测力计

4． 某同学做研究平抛物体运动的实验，他在实验前进行了如下步骤：用硬纸做一个有孔的卡片，孔的宽度比小球的直径略大一些，并把它折成直角，然后用图钉把白纸钉在竖直的木板上，在木板的左上角固定着斜槽，然后便开始实验，找出小球做平抛运动的轨道上一系列位置??，请指出这位同学开始实验前的步骤中遗漏和不完整的是（1）_________，(2)__________。（3）_________。

5．下列哪些因素会导致计算“平抛物体运动的初速度”的误差增大 A．小球与斜槽之间有摩擦 B．安装斜槽时其末端不水平

C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点

D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远

6．如图6－3所示，在“研究平抛物体的运动”的实

图6－3

验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边10 20 30 40 A x/cm 长l=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图

中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式B 10 为v0=________(用l、g表示)，其值是________（取15 2C g=9.8m/s），小球在b点的速率是________。 20 7．某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验中，忘

D 记记下小球抛出点的位置O，如图6－4所示，A为物30 体运动一段时间后的位置。g取10m/s2，根据图象，

40 可知平抛物体的初速度为 ；小球抛出点的位

E 置O的坐标为 图6－4 y/cm

实验七：探究动能定理

【实验目的】

用实验方法探究动能定理 【实验原理】

外力对物体所做功等于物体动能增量。

实验中，可以通过 达到改变外力做功；通过打点计时器记录物体运动，分析物体的速度，从而得到它的动能增量；当然也可以直接利用光电门测出物体获得的速度

【实验器材】

打电计时器，小车， 电源，完全相同的橡皮筋，木板

（或：汽垫导轨，光电计时装置） 【实验步骤】

纸带

橡皮筋

打点计时器

1．按图把实验器材安装好，并平衡摩擦力。（调平垫导轨）

2．用一根橡皮筋套住物块，拉至某位置O，接通电源，放开物块，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。

3．增加橡皮筋根数，从同一位置O，释放物块，得到一系列纸带 4．通过纸带数据处理，得到物块的速度

【巩固练习】

1、（2009年安徽卷）21．Ⅲ．探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：

（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……；

纸带

橡皮筋

打点计时器

（2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、……；

（3）作出W?v草图；

（4）分析W?v图像。如果W?v图像是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W?v、W?v、W?v等关系。

以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是___________。 ．．．

A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、??。所采用的方法是选用同样的

橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、??橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、??实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、??。

B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。

C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种

情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。

23

D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距

离来进行计算。

2.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”。如图12，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。

（1）实验主要步骤如下： ①测量__________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路； ②将小车停在C点，________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。 ③在小车中增加砝码，或___________，重复②的操作。

22（2）表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，v2?v1是两个速度

传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量?E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所作的功。表格中的ΔE3＝_________，W3＝________。（结果保留三位有效数字）

（3）根据表1，请在图13中的方格纸上作出?E?W图线。

实验八：验证机械能守恒定律

【实验目的】

验证机械能守恒定律 【实验原理】

在只有重力作用的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总机械能守恒。

12方法（1）：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：mgh?mv，

2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7-1：

方法（2）：任意找两点A、B，分别测出两点的速度大小vA、vB以及两点之间的距离d。若物体的机械能守恒，应有 。

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?Sn?Sn?1dn?1?dn?1，或由vn?算出。

2T2T【实验器材】

铁架台（带铁夹）；打点计时器；重锤（带纸带夹子）；纸带数条；复写纸片；导线；毫米刻度尺。

除了上述器材外，还必须有 。 【实验步骤】

图7－1 1、按图7-1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，且点迹清晰的一条纸带，在起始

点标上0，以后各依次标1，2，3，??用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3、??。

hn?1?hn?1计算各点对应的即时速度v1、v2、v3、??。

2T127、 计算各点对应的势能减少量mgh。和动能的增加量mv，进行比较。

26、 应用公式v0?【注意事项】

1、打点计时器安装时，必须使两纸带限拉孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。

2、实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源、让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小点。

3、选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。

4、测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量值h时的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不宜过长，有效长度可在60cm～80cm以内。 2、 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。 【实验数据记录和处理】

用方法（1）验证重物做自由落体运动时，机械能是否守恒。

贴纸带处 表6－1

-1 hi/m vi/m·smghi/J 序号 1mvi2/J 21 2 3 4 5

结论： 。

用方法（2）验证重物做自由落体运动时，机械能是否守恒。（自己设计表格）

【问题与讨论】

1．使用方法（1）时，必须在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，为什么？比较方法（1）与方法（2）的不同，你认为用哪种方法好？

2．打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，为什么？实验时必须选用质量较大的重锤，为什么？

3．动能和重力势能都跟物体的质量有关，本实验为什么不称物体的质量？

4．本实验要用到重力加速度g。g取9.8m/s2呢？还是取当地的重力加速度值？或者通过实验打出的纸带，用g??s计算出来？ T2【巩固练习】

1．在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？（ ）

A．只要足够重就可以。 B．只要体积足够小就可以。

C．既要足够重，又要体积非常小。

D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲。

2．本实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、纸带和重物外，还需选用下述仪器中的哪几种？ A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．打点计时器

3．验证机械能守恒定律的实验步骤编排如下，其中有些是必要的，有些是错误的。根据实验，请选出必要的步骤，并按正确的操作顺序把它们前面的字母填写在题后的空格上。

（A） 用天平称出重锤的质量；

（B） 把纸带固定到重锤上，并把纸带穿过打点计器，然后提升到一定高度； （C） 拆掉导线，整理仪器；

（D） 断开电源，调换纸带，重做两次； （E） 用秒表测出重锤下落的时间；

（F） 在三条纸带中选出合适的一条，用直尺测出记数点与起点的距离，记录数据，

并计算出结果，得出结论；

（G） 把打点计时器接到低压交流电源上； （H） 接通电源，释放纸带；

（I） 把打点计时器固定在桌边的铁架台上。 4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得B 0 A C D 2当地的重加速度g=9.80m/s，测得所用的重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图7－2所示，把第一个点记作O，在纸

图7－2 带上另取连续4个点A、B、C、D作为测量的

点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根据以上数据，可知重物由O点到运动C点，重力势能减少量等于________J，动能的增加量等于________J。（取3位有效数字）

实验九：碰撞中的动量守恒

【实验目的】

验证两小球碰撞前后总动量守恒。 【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作平抛运动，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】

斜槽；重锤线；大小相等而质量不等的小球两个；白纸；刻度尺；天平；游标卡尺。 除了上述器材外，还必须有 。 【实验步骤】

1、用天平测出两小球的质量 m1、m2。 2、按图5-1所示安装好实验装置，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。 在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示?射球m1碰前的位置。 4、先不放被碰小球，让人射球从斜槽上同一高度处由OO’ M P N 图5-1 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。

''''5、 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。

6、 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。

7、 过O、N作一直线，取OO'=2r，O'就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。 8、 用刻度尺量出线段OM、OP、O'N的长度。

9、 分别算出m1?OP与m1?OM?m2?O'N的值，看m1?OP与m1?OM?m2?O'N在实验误差允许的范围内是否相等。 【注意事项】

1、要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，小支柱与槽口间距离使其等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。 3、 应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。

4、 每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处固定一挡板，使小球靠

着档板，然后释放小球。 5、 白纸铺好后不能移动。 【自己设计表格或列表计算】

【问题与讨论】

1．应使入射小球的质量大于被碰小球的质量，为什么？

2．每次入射小球都必须从槽上相同位置由静止滚下，为什么？

3．在调节实验装置时，为什么要使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平？为什么要使支柱与槽口间距离等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度？

【巩固练习】

a) 在“碰撞中的动量守恒”实验中，下列关于小球落点说法，正确的是（ ） A．如果小球每次从同一点无初速释放，重复几次的落点一定是重合的。

B．由于偶然因素存在，重复操作时小球落点不重合是正常的，但落点应当比较密集。 C．测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为P1、P2、P3?P10，则OP应取OP1、

OP2、OP3?OP10的平均值，即：OP?OP1?OP2???OP10

10

P。

D．用半径尽量小的圆把P1、P2、P3?P10圈住，这个圆的圆心是入射小球落点的平均位置

2．在“碰撞中的动量守恒”实验中，产生误差的主要原因有（ ） A．碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向。 B．小球在空中飞行时受到空气阻力。 C．通过复写纸描得的各点，不是理想的点，有一定的大小，从而带来作图上的误差。 D．测量长度时有误差。 3．如图5-2所示，M、N和P为验证动量守恒定律实验中小球的落点，如果碰撞中动量守恒，入射球、被碰球的质量分别为m1、m2，则有（ ）

A、 m1?(OP?OM)?m2?ON. B、 m1?(OP?OM)?m2?O'N. C、 m1?(OP?OM)?m2?O'N. D、 m1?OP?m2?(O'N?OM).

4．某同学用图5-3所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图7－2中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图7－3所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。

（1）碰撞后B球的水平射程应取为__________cm。 （2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：__________(填选项号)。 A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离

B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离 C．测量A球或B球的直径

D．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）

E．测量G点相对于水平槽面的高度

图7－2

图7-3

5．某同学设计了一个用打点计时器“验证动量守恒”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动。然后与原A B 来静止在前方的小车B相碰并粘合在一体，继续作匀速运动。他设计的具体装

图5－4 置如图5－4所示，在小车A后连着纸

A C D E .. . . . B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cm 带，电磁打点计时器电源频率为50Hz。

8.40 10.50 9.08 6.95 长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。

图5－5 （a）若已得到打点纸带如图5－5

所示，并测得各计数点间距标在图上。点O为运动起始的第一点。则应选 段来计算小车A的碰前速度。应选 段来计算小车A和B碰后的共同速度。（以上两格填“OA”或“AB”或“BC”或“CD”） （b）已测量得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg。由以上测量结果可得：碰前总动量= kg·m/s；碰后总动量= kg·m/s。

实验十：用单摆测定重力加速度

【实验目的】

1． 利用单摆测定当地的重力加速度。 2． 巩固和加深对单摆周期公式的理解。

【实验原理】

单摆在偏角很小时的摆动，可以看成是简谐运动。其固有周期为 ，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】

铁架台及铁夹，中心有小孔的金属小球；约1m的细线；秒表，游标卡尺，刻度尺。

【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．用刻度尺测量单摆长（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= 。

4．把单摆从平衡位置拉开一个小角度，使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动30次（或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。反复测量3次，再算出测得的周期T的平均值。

4?2l5．将测出的摆长l和周期T代入公式g=2，求出重力加速度g的值。

T【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、 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。

4、 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。

5、 为使摆长测量准确，从而减小实验误差，在不使用游标卡尺测量摆球直径的情况下，可以

l1?l2图 8-2

用刻度尺量出图8-2中的l1和l2，再通过l?计算求得摆长。

2【实验数据记录和处理

次序 1 2 3 摆长 l/m 50次全振动时间t/s 周期 T/s 重力加速度g/m·s-2 表8－1 g的平均值 s-2 g/m·

【问题与讨论】

1．应该在单摆处于自然下垂状态时测量单摆的摆长l，为什么？

2．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，为什么？

3． 实验中测量单摆的周期T时，为什么采用测50T，而不是直接测量T？

【巩固练习】

1．某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5s。则 （1）他测得的重力加速度g=________m/s2。 （2）他测得的g值偏小，可能的原因是 A．测摆线长时摆线拉得过紧

B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，秒表过迟按下

D．实验中误将49次全振动数为50次 （3）为了提高实验精度，在

T2/s2 实验中可改变几次摆长l并测出

相应的周期T，从而得出一组对

3.40 应的l与T的数据，如表8－2所示。描点并作出T2-l图线。通3.20 过图线求得当地的重力加速度

3.00 g=________.

表8－2 2.80 22T/s 序号 摆长l/m 2.60 1 0.600 2.47 l/m 2.40 0.6 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 2 3 4 5 6 0.650 0.700 0.750 0.800 0.850 2.67 2.88 3.08 3.29 3.49 0 1 2．某此实验某次测量时，秒表记时如图8－3所示，则秒表的示数为： s

59 0 31 28 14 0 1 2 57 13 33 2 12 4 26 3 4 11 35 55 10 5 24 6 9 8 7 6 37 53 22 8 51 39 20 10 49 41 18 12 47 16 45 14 43 2 3 10 9 图8－3

实验九：用油膜法估测分子的大小

【实验目的】

用油膜法估测分子的大小 【实验原理】

一滴油酸滴在水面上，它会在水面上形成一层薄膜，由于油酸分子一个挨一个排列，直立于水面上，所以可称为单分子层，只需测出该油酸的厚度，即为一个油酸分子的线度，油酸滴入水面后其体积V保持不变，因此油膜厚度d=V／S，式中S为在水面上所形成油膜的面积。实验中用液滴和稀释的方法控制油膜的大小，用漂浮的粉粒来显示油膜的边界线。 【实验器材】

浓度为1／1000的酒精油酸溶液，直径为40cm的浅盘，清水，痱子粉，滴管，玻 璃板，水彩笔，注射器(滴管)，坐标纸 【实验步骤】

1．往边长为30cm一40cm的浅盘里倒人

约2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上。 2．用注射器或滴管将事先配制好的酒精油 酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积时的滴数。

3．用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶

液滴在水面上一滴，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中，并很快挥发，在水面上形成如上图9-1所示形状的一层纯油酸薄膜。

4．待油酸薄膜的形状稳定后，将事先准备好的有机玻璃板放在浅盘上，然后将油酸薄膜

的形状用彩笔画在玻璃板上。

5．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油膜面积，(求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个)。

6．根据配制的酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。

7．根据一滴油酸的体积V和薄膜的面积s，即可算出油酸薄膜的厚度，即油酸分子的大小。 【注意事项】

1．油酸溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度，产生实验误差。

2．注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果。 3．实验之前要掌握好滴法。

4．待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩。

5．做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，以保持盘的清洁。

【实验数据记录和处理】

请自行设计表格记录和处理数据

【巩固练习】

1．在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：

A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，大于半个的算一个)再根据方格的边长求出油膜的面积s

B．将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上

C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上 D．用公式L=V／S，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小

E．根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V F．用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数

上述实验步骤的合理顺序是 。 2．将浓度为5％(体积比)的酒精油酸溶液lml滴在足够宽的水面上，可形成单分子油膜的面积为

-10

(设油酸分子的直径为9×10m)，此种油酸的分子数约为 个，由此可见在做实验时，酒精油酸溶液的浓度(油酸的含量)不宜 (“太大”或“太小”)，否则形成的油膜面太大，不便测量。(或者形成的不是单分子油膜)

3．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，准备有以下器材：

用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔．还缺少 的器材有 。

实验十一：测定金属的电阻率

【实验目的】

1、练习使用螺旋测微器；

2、学会用伏安法测量电阻的阻值； 3、测定金属的电阻率。 【实验原理】

根据电阻定律公式R??l，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的S横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻率。

【实验器材】

被测金属导线，直流电源（4V），电流表(0--0.6A)，电压表（0--3V），滑动变阻器（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，毫米该度尺。 【实验步骤】

V 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直

径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S。

Rx 2、 按图11-1所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验

R 电路。 A 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度，

反复测量3次，求出其平均值l。

图11－1 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

的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S，改变滑动变

阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格内，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。

RS?d2U?5、 将测得R、d、l的值，代入电阻率计算公式??中，计算出金属导线的电阻l4lI率。

6、 拆去实验线路，整理好实验器材。

【注意事项】

1、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。

2、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。

3、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。

4、闭合电键S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、在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用0~0.6A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。

6、求R的平均值可用两种方法：第一种是用R?U算出各次的测量值，再取平均值；第二种I是用图象（U-I图线）的斜率来求出，若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两测，个别明显偏离较远的点可以不予考虑。 【实验数据记录和处理】

表11－1 1 2 3 次序 d的平均值 横截面积S 直径d 次序 长度l 1 2 表11－2 3 l的平均值 表11－3

次序 1 2 3 U/V I/A R/Ω R的平均值 将测得的R、l、d值，代入电阻率计算公式 中，计算出金属导线的电阻率为： 。 【问题与讨论】

1．实验电路为什么必须采用电流表外接法？

2．现有实验器材：干电池（4节），滑线变阻器（0—20Ω），单刀双掷电键一个，单刀单掷电键一个，电流表（0—0.6A），电阻箱（0—999.9Ω），导线若干。能否用上述器材测定电阻丝的电阻？若能，请说明测量方法。

若将上述器材中的“电流表（0—0.6A）”换成“电压表（0—3V）”呢？

【巩固练习】

1．在“测定金属的电阻率”实验中，以下操作中错误的是 A．用米尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值

B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 C．用伏安法测电阻时采用安培表的内接线路，多次测量后算出其平均值 D．实验中应保持金属丝的温度不变

2．在做“测定金属的电阻率”实验时，下列操作中正确的是（ ）

A、若待测金属导线是漆包线，应该用火烧去表面的漆皮，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径，千万不可用小刀去刮掉漆皮，而两端接头部分则要用砂布打磨干净，以保证电路接触良好。

B．用米尺反复测量3次导线的总长，求出平均值l，然后将导线接入测量电路中。

C．估计待测金属导线的电阻值大小，选择合适的仪器和实验电路。

D．合上电键S，不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值，记录几组对应的电流强度和电压的数值，计算出导线的电阻R。

3．用伏安法测电阻，应当用滑动变阻器改变通过待测电阻的电流强度，以便多测几组数据。如图11-2所示，变阻器有a、b两种接法，关于这两种接法，下列说法中正确的是（ ）

A、变阻器在a图中作分压器使用，在b图中作限流器使用。

B、若变阻器的全阻值比待测电阻小时，用b电路能较大范围地调节RX中的电流强度。 C、若变阻器的全阻值比待测电阻大时，用a电路能较大范围地调节RX中的电流强度。 D、若变阻器的全阻值比待测电阻小得多时，用a电路能较大范围地调节RX中的电流强度。

4．有一个未知电阻RX，用图11-3中的(a)(b)两种电路分别对它进行测量。用(a)图电路测量时，两表读数分别为6V、6MA；用(b)图电路测量时，两表读数分别为 5.9V、10mA，则用 图所示电路测该电阻的阻值误差较小，测量值RX= ?，测量值比真实值偏 。（填“大”或“小”）

5．欲用伏安法测定一段阻值约为5?左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：

图11－4

A．电池组（3V，内阻1?）； B．电流表（0~3A，内阻0.025?） C．电流表（0~0.6A，内阻0.125?） D．电压表（0~3V，内阻3k?） E．电压表（0~15V，内阻15k?） F．滑动变阻器（0~20?，额定电流1A）

G．滑动变阻器（0~2000?，额定电流0.3A）

图11－5 H．电键、导线。

（1）上述器材中应选用的是________。（填写各器材的字母代号） （2）实验电路应采用电流表________接法。（填“内”或“外”）

（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图11－4所示，图示中I=_______A，

U=________V。

（4）将图11－5中给定的器材连成实验电路。

实验十二：描绘小灯泡的伏安特性曲线

【实验目的】

V 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。

A 3．掌握仪器的选择和电路连接。

【实验原理】 1．根据部分电路欧姆定律，一纯电阻R两端电压

C A B U与电流I总有U=I·R，若R为定值时，u—I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

S 灯泡灯丝的电流越大，灯丝的

温度也越高，故小灯泡的伏安特性曲线(u—I曲线)应为曲线。

2．小灯泡(3.8V，0．3A)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，为了准确测出小灯泡的伏安特性曲线，即U、I的值，电流表应采用外接法，为使小灯泡上的电压能从0开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式连接。

3．实验电路如右图12-1所示，改变滑动变阻器的滑片的位置，从电压表和电流表中读出

几组I、U值， 在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象。

【实验器材】

小灯泡(3．8V，0．3A)，电压表(0-3V-15V)，电流表(0-0．6A-3A)， 滑动变阻器(20Ω)，学生低压直流电源，电键，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。电流表采用0．6A量程，电压表先用0～3V的量程，当电压超过3V时采用15V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．移动滑动变阻触头位置，测出15组不同的电压值u和电流值I，并将测量数据填入表格。 4．在坐标纸上以u为横轴，以I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．实验过程中，电压表量程要变更：U<3V时采用0—3V量程，当U>3V时采用0—15V量程。 2．读数时，视线要与刻度盘垂直，力求读数准确。

3．实验中在图线拐弯处要尽量多测几组数据(U／I值发生明显变化处，即曲线拐弯处。此时小灯泡开始发红，也可以先由测绘出的U—I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．画u—I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】 U（V） I（A） U（V） I（A）

0 1.4 0.2 1.6 0.4 2.0 0.6 2.4 0.8 2.8 1.0 3.2 1.2 3.6 此处贴坐标纸

【问题与讨论】

1．此实验为什么采用电流表外接法？

2．此实验为什么采用分压电路？ 3．小灯泡的电阻是定值吗？用你的数据计算几个不同电流时的电阻值并说明随电流的增大小灯泡的电阻的变化规律。

【巩固练习】

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6V，3W”，其它选择的器材有：

电压表V1(量程6V，内阻20Ω)

电压表V2(量程20V，内阻60kΩ) 电流表A1(量程3A，内阻0．2Ω) 电流表A2(量程0．6A，内阻lΩ) 变阻器R1(0—1000Ω，0．5A) 变阻器R2(O一20Ω，2A) 学生电源E(6—8V) 开关S及导线若干

实验中要求电压表在0—6V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值u和对应的电流值I，以便作出伏安特性曲线，在上述器材中，电流表应选用 ，变阻器应选用 。在如图所示方框中画出实验的原理图。

6．某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据：

①在图上画出I—U图线。

②从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是 。

③这表明导体的电阻随温度升高而 。

实验十三：把电流表改

G

装成电压表

【实验目的】

1．将电流表改装为电压表 2．用半偏法测电流表内阻

【实验原理】

（1）半偏法测电流表内阻我们用图可以测电流表的内阻rg。13-1图中的R为 ，R′用 。

（2）设电流表的满偏电压为Ug，内阻为rg，则要将电流表改装成量程为U的电压表，则电阻R= 。在方框中画出实验电路图

（写推导过程）

【实验器材】 电流表，学生电源（10V），电键，导线若干，电压表（用于校准） 还需要 【实验内容】 一．半偏法测电流表内阻

1．按图连接电路，电键S1闭合前，R接入电路阻值最大 2．闭合S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度（注意量程） 3．合上开关S2，调整R′的阻值，使电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半，记下此时的R′

4．当R比R′大很多时，可以认为rg=R′ 电流表内阻rg= 二．将电流表改装成电压表 1．改装成量程为U=2V，则需要 联的电阻R= 2．连接电路：将分压电阻R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。 3．校对电压表

①按如右图13-2所示的电路连线。

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，每移动一次记

下改装的电压表和标准电压表示数，并计算满刻度时的百分误差：

U\?U?100℅将数据填入下列表格 百分误差=

U中。

【注意事项】

1．半偏法测电阻时，滑动变阻器的阻值R1应远大于电流表内阻。

2．闭合电键前应检查变阻器触头位置是否正确，应使回路电流最小。

3．校对改装后电压表时，应采用分压式电路，变阻器阻值应较小，使改装电压表的示数从零开始增加。

【问题与讨论】

1． 半偏法测电阻时，为什么当R比R′大很多时，可以认为rg=R′？

2．试分析本实验中采取的“半偏法”测电流表内阻的系统误差。

3．如何将满偏电压为Ug，内阻为RV的电压表改装成量程为I的电流表？

【巩固练习】

1．有一量程为0.6A的电流表，其刻度盘如右图13-3所示，今在此电流表的两端并联一电阻，其阻值等于该电流表内阻的1/2，使之成为一个新的电流表，则此时刻度盘上的每一个小格表示 A。

2．现有一量程为3V的电压表，内阻约3Ω。为了较为准确的测量其内阻值，在没有电流表的情况下，某同学设计了如右图13-4所示的电路。其中R1的最大电阻为20Ω,，电阻箱的电阻最大值为9999Ω。请按顺序写出实验步骤。

实验十四：用电流表和电压表测定电池的

A 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】

如图14-1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表

V 中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组

A ?、r值，最后分别算出它们的平均值。

此外，还可以用作图法来处理数据，即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出

U-I图象（如图14-2），所得直线跟纵轴的交点即为 值，图线斜率的绝对值即为 的值。

O I 【实验器材】 图14－2

待测电池，电压表（0-3V），电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。

【实验步骤】

1、电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路。 2、把变阻器的滑动片移动到一端使阻值最大。

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（I1、U1）。用同样方法测量几组I、U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，电池的内阻应大些（选用已使用过一段时间的1号干电池）。 2、干电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势?会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A，因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断开电键。

3、 要测出不少于6组I、U数据；且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数

据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出?、r值再取平均。

4、 在画U-I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。

U 图14－1 5、 干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图

线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I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。

【实验数据记录和处理】

表12－1 I/A U/V 次序 1 2 3 4 5

电源电动势E＝ ；内电阻r＝ 。

【问题与讨论】

1．现有仪器：待测电池，电流表（0-0.6A），定值电阻（5Ω），电键，导线。能否利用上述仪器测量一节电池的电动势和内电阻？

若将电流表换成电压表（0-3V）呢？

2．能否直接用多用电表的欧姆挡测量电池的内电阻？

3．能否通过作出的U－I图象说明电池的输出功率随外电阻变化的关系？

【巩固练习】

1．用图14-1所示电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表V1、V2量程相同，内阻分别为RV1、RV2，且RV1?RV2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻分别为RA1、RA2，且

贴坐标纸 RA1?RA2；在该实验中，为了使?、r的测量值精确些，选择的电表可以是（ ）

A．V1与A1 C．V2与A1

B．V1与A2 D．V2与A2

2．用图14-3所示电路（R1、R2为标准定值电阻）测定电池的电动势和内电阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则下列说法中正确的是（ ）

Ａ．电动势的测量值等于真实值。 Ｂ．内电阻的测量值大于真实值。

Ｃ．测量误差的产生原因是电流表具有内电阻。

Ｄ．测量误差的产生原因是测量次数少，不能用图象法求电池的电动势和内电阻。

3．用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内电阻分

.?和1k?，如图14－4所示为所需的器材。 别为01 （1）请你把它们连成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大。

（2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图12－5中画出U-I图线，根据图线求出电池的电动势E=________V，内阻r?________?。

I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.19 1.05 U/V

1.50 1.40

1.30 1.20

1.10

图14－4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 I/A

4．用伏安法测电池的电动势

图14－5 和内阻的实验中，由于电流表A 和电压表内阻的影响，以下说

V 法正确的是

V A A．用图14－5所示a电路时，

E测?E真

B．用图14－5所示a电路时，r测?r真

C．用图14－5所示b电路时，E测?E真

D．用图14－5所示b电路时，r测?r真

实验十五：用多用电表探索黑箱内的电学元件

图a 图b 图14－6

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