高中物理实验大全解析

专题五物理实验自然科学是实验性科学，物理实验是物理学的重要组成部分．理科综合对实验能力提出了明确的要求，即是“设计和完成实验的能力”，它包含两个方面：1．独立完成实验的能力．包括：（1）理解实验原理、实验目的及要求；（2）掌握实验方法步骤；（3）会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题；（4）会观察、解释实验现象，会分析、处理实验数据；（5）会分析和评价实验结果，并得出合理的实验结论．2．设计实验的能力．能根据要求灵活运用已学过的物理理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并一、基本仪器的使用［方法归纳］1刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多2．在力学和电学实验中，常需要利用测量工具直接测量基本物理量．3用各种测量仪器测量有关物理量，读数时首先要弄清测量仪器的精度．以螺旋测微器为例：精度为0.5mm=0.01mm，其读数方法是：读数=固定刻度数(含半毫米刻度)＋可动刻度数（含估读刻度数）×精50度．[典例分析]【例1】【特别提示】 一般来说，除游标卡尺、秒表、电阻箱外，其他测量仪器的读数都需要估读，即读到二、独立完成实验 ［方法归纳］1有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的测量转化．．为基本物理量的测量． 示数___________cm 示数__________cm示数___________s 示数__________s此时待测电阻为___________Ω电阻箱连入电路中的电阻为___________Ω用0～0.6A 档，此电流 表示数为___________A用0～15V 档，此电压 表示数为___________V2（1）多次测量求平均值；（23中学物理中只要求初步了解系统误差和偶然误差、绝对误差和相对误差的概念；能定性分析某些实验（1）系统误差和偶然误差：测量值总是有规律的朝着某一方向偏离真值（总是偏大或总是偏小）的误差，称为系统误差．系统误差的主要来源是仪器本身不够精确，或实验原理、方法不够完善．由于偶然因素的影响，造成测量值的无规则起伏称为偶然误差．偶然误差是由于各种偶然因素对实验者、测量仪器，（2）绝对误差和相对误差：设某物理量的真值为A 0，测量值为A ，则绝对误差0||A A ∆=-，相对误差为000||A A A A -∆=．真值A 0常以公认值、理论值或多次测量的平均值代替． [典型分析]【例1】 一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计器的纸带从斜面上滑下，如图5-1甲所示，图5—1图5—1（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz ，利用图乙给出的数据可求出小车下滑的加速度a =____________．（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需要测量的物理量有___________，用测得的量及加速度a 表示阻力的计算式为f =_________________【例2】 一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心且垂直于盘面的水平轴转动．用下面的方法测量它匀速转动时的角速度．（1）如图5—3所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使圆盘转动时，纸带可以卷在（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点．（3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量．①由已知量和测得量表示角速度的表达式为ω=________________，式中各量的意义是___________． ②某次实验测得圆盘半径r =5.50×10－2m ，得到的纸带的一段如图5—4所示，求得角速度为________．图5—4【例3】 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I 和U 分别表示小灯泡上的电（1）在左下框中画出实验电路图．可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0～10Ω）、（2）在图5—5中画出小灯泡的U —I 曲线．图5—5（3）若将该小灯泡接在电动势是1.5V ，内阻是2.0Ω的电池两端，小灯泡的实际功率是多少?（简要写出求解过程，若需作图，可直接画在图中）图5—3单位：cm三、实验设计 [专题精讲]实验设计应把重点放在力学和电学实验上，力学以打点计时器为中心展开，电学以电阻测量为中心展1（1（2（32→→→→⎧⎪⎨⎪⎩实验器材明确目的确定原理待测物理量数据处理误差分析实验步骤．实验设计的关键在于实验原理的设计，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤．而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材（条以测量电表的内阻为例： 纵向：伏安法及变式1°电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻2°两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻3°两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻横向：除伏安法外，还常用替代法、半偏法和闭合电路欧姆定律（计算法） 1°替代法2°半偏法S 13°闭合电路欧姆定律（计算法）3（1 完整的实验电路包括三个部分：①测量电路，②控制电路（变阻器、开关），③电源．（2（3①电表选择：为了减小电表读数引起的偶然误差，选择电表时应先估算待测电流或电压的最大值，同在下列情况12°限流不能保证安全，即限流电路中的最小电流超过电表量程或用电器的额定电流．常见于变阻器全3°限流能保证安全，但变阻器调节过程中，电表读数变化不明显，不满足实验测量多组数据的要求．常在限流电路中，对测量电路而言，全电阻较大的变阻器起粗调作用，全电阻较小的变阻器起微调作用；在分压电路中，变阻器的粗、微调作用正好与限流电路[典型分析]【例4】 如图5—8所示，水平桌面上固定着斜面体A ，有小铁块B ．斜面体的斜面是曲面，由其截面图可以看出曲线下端的切线是水平的．现提供的实验测量工具有：天平、直尺． 其它的实验器材可根据实验需要自选．现要设计一个实验，测出小铁块B 自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中，小铁块B 克服摩擦力做的功．请回图5—8（1）除题中供给的器材处，还需要选用的器材是：____________________________________________________________．（2）简要说明实验中需要测量的物理量(要求在图上标明)：_____________________________________________________________． （3）写出实验结果的表达式（重力加速度g 已知）：____________________________________________________________． 【例5】 用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下待测电阻R x （阻值约为25k Ω） 电流表A 1：（量程100μA ，内阻2k Ω） 电流表A 2：（量程500μA ，内阻300Ω） 电压表V 1：（量程10V ，内阻100k Ω） 电流表V 2：（量程50V ，内阻500k Ω） 电源E ：（电动势15V ，允许最大电流1A ） 滑动变阻器R ：（最大阻值1k Ω） 电键S（1）电流表应选________________，电压表应选__________________（2【变式】 用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1000Ω电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ； 电压表V 1，量程为1.5V ，内阻r 1=750Ω电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2=2500Ω 滑线变阻器R ，最大阻值约为100Ω； 单刀单掷开关S ，导线若干．的13，试画出测量（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程电阻R x 的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中的相应的（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图5—11上画出连（3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表v 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x =____________________【例6】 为了测定电流表A 1的内阻，采用如图5—14所示的电路．其中：A 1是待测电流表，量程为300μA ，内阻约为100Ω；A 2是标准电流表，量程为200μA ；R 1是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω；R 2是滑动变阻器；R 3是保护电阻；E 是电池组，电动势为4V ，内阻不计；S 1是单刀掷开关．S 2是单刀双掷开图5—11图5—14 图5—15（1）根据电路图，请在图5—15（2）连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电表A2的读数是150μA；然后将开关S2扳到接点b处，保护R2不变，调节电阻R1，使的位置如图5—A2的读数仍为150μA．若此时电阻箱各旋钮16所示，电阻箱的阻值是_______Ω，则待测电流表A1的内阻R1=______Ω．（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用：_____________________（填写阻值相应的字母）．A．200kΩB．20kΩC．15kΩD．20Ω（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用．既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器___________________A．1kΩB．5kΩC．10kΩD．25kΩ【例7】现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50Aμ，内阻约为800～850Ω，把它改装成1mA、10mA滑动变阻器R1，最大阻值20Ω；滑动变阻器R2，最大阻值100kΩ电阻箱R′，最大阻值9999Ω；定值电阻R0，阻值1kΩ电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势3V；电池E3，电动势4.5V；（所有电池内阻不计），标准电流表A，满偏电流1.5mA；单刀单掷开关S1和S2；单刀双掷开关S 3（1）采用如图5—18（甲）所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为____ ______________，选用的电池为_______________甲乙丙图5—18（2）将G改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图5—18（乙）、（丙）所示．图_________为合理电路，另一电路不合理的理由是_______________________________．（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核图5—16对的电流表符号用A′【例8】（1）一个电压表V A的内阻R A=1000Ω，量程为1.0V，现要利用电阻箱扩大它的量程，改装成量程为 3.0V的电压表．改装后，再用一量程为3.0V的精确的电压表V B对改装后的电压表的所有刻度进行校准．除了这两个电压表V A、VB外，还有下列一些器材：电源E（电动势约为6V，内阻较小）变阻器R（总电阻约10Ω）电阻箱R0（0～9999Ω）开关S导线若干①如图5—20所示是以上器材和两个电压表V A、V B的实物示意图，试在图中画出连线，连成进行校准时的实验电路．②图中电阻箱的取值等于________________Ω（2）用上述电压表V B和改装后并已校准过的电压表（以下称之为V C）以及一个开关和一些导线，去测量一个电动势大约为2V的电源的内阻r．②用测得的量表达r的公式应为r=____________四、跟踪练习1．下列关于误差的说法正确的是(填字母)____________．A．误差是实验中产生的错误BC ．误差都是由于测量工具不精密产生的DE．实验时认真测量就可以避免误差图5—20FGH．多次测量取平均值可以减小偶然误差I．多次测量取平均值可以减小系统误差2甲同学：使用游标为50分度的卡尺，读数为12.045cm乙同学：使用游标为10分度的卡尺，读数为12.04cm丙同学：使用游标为20分度的卡尺，读数为12.045cm从这些数据中可以看出读数肯定有错误的是____________同学．3．如图5—22甲、乙所示，用同一套器材测量铁块P与长金属板间的滑动摩擦力．甲图使金属板静止在水平桌面上，用手通过弹簧秤向右用力F拉P，使P向右运动；乙图把弹簧秤的一端固定在墙上，用力F 水平向左拉金属板，使金属板向左运动．则铁块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是__________N．图5—22 图5—234．在“研究平抛物体的运动”的实验中，得到的轨迹如图5—23所示．根据平抛运动的规律及图中给出的数据，可计算出小球平抛的初速度v0=________m/s．5．在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图5—24所示，相邻记数点间的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2．求：图5—24（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v B=________________(保留两位有效数字)（2）从起点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能减小量ΔE P=___________，动能的增加量ΔE=_________________k（3）即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的ΔE p也一定略大一ΔE k，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因．6．在测定一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变阻器为（20Ω，3A），B变阻器为（500Ω，0.2A电压表应该选_______________ (填A或B)，这是因为____________________．变阻器应该选_______________ (填A或B)，这是因为__________________________．7．利用如图5—25所示的电路测量电流表mA的内阻，闭合电键S，当变阻器的滑片滑至c处时，测得电流表mA和电压表V的示数分别是40mA、9V．已知图5—25中热敏电阻的I—U关系图线如图5—26所示，则电流表mA的内阻为（）图5—25 图5—26A．0.14ΩB．85ΩC．140ΩD．225Ω8．如图5—27所示，一只黑箱有A、B、C三个接线柱，规定每两个接线柱间最多只能接一个电器元件．并且已知黑箱内的电器元件是一只电阻和一只二极管．某同学利用多用电表的欧姆挡，用正确的操作方法依次进行了6由表中的数据可以判定:（1）电阻接在_________________两点间，阻值为_________________Ω．（2）二极管接在_________________两点间，其中正极接在_________________点．二极管的正向阻值为____________Ω，反向阻值为______________Ω．9．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，测量头示意图如图5—28所示，调节分划板的位置，使分划板中心剖线对齐某亮条纹的中心，此时测量头的读数为_________________mm，转动手轮，使分划线向一侧移动，到另一条亮条纹的中心位置，由测量头再读出一读数．若实验测得第一条到第五条亮条纹中心间的距离为Δx = 0.960mm，已知双缝间距为d=1.5mm，双缝到屏的距离为L=1.00m ，则对应的光波波长λ=_________________nm．图5—28 图5—2910．如图5—29所示，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上．M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合．OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y 轴负方向的夹角．只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测出角α、β，便某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针，但在y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应采取的措施是______________________________．若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是___________________________________．若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n=________________．11．在用“油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，图5—27用注射器测得1mL 上述溶液为75滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图5—30所示，坐标中正方形方格的边长为1cm ．试求：（1）油酸膜的面积是____________cm 2． （2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______________mL ．（3）按以上实验数据估测出油酸分子直径为___________m ．[（2）、（3）两问答案取一位有效数字]12．在一次用单摆测定重力加速度的实验中，图5—31（甲）的O点是摆线的悬挂点，a 、b 点分别是球的上沿和球心，摆长L =_____________m图5—31图（乙）为测量周期用的秒表，长针转一圈的时间为30s ，表盘上部的小圆共15大格，每一大格1min ，该单摆摆动n =50次时，长、短针位置如图所示，所用时间t =_____________s ．用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为g =_____________（不必代入具体数值）．13．电磁打点计时器是一种计时装置，请根据电磁打点计时器的相关实验回答下列问题（电磁打点计时器所用电源频率为50Hz ）：（1）如图5—32所示，某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验装置，在光滑水平面上，小车A 的前端粘有橡皮泥，小车A 受到瞬时冲量作用后做匀速运动，与原来静止在前方的小车B图5—32实验得到的打点纸带如图5—33所示，小车A 的质量为0.4kg ，小车B的质量为0.2kg ，则碰前两小车的总动量为__________________kg ·m/s ，碰后两小车的总动量为___________]kg ·m/s ．（计算结果保留三位有效数字）图5—33（2图5—30图5—34甲 乙①某同学用图5—34所示装置进行实验，得到如图5—35所示的纸带．测出点A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重锤的质量为m=1.0kg，则垂锤在下落过程中受到的平均阻力大小F f =_____________图5—35②某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能，则出现这一问题的原因可能是_______A．重锤的质量测量错误BC．交流电源的频率不等于50Hz D．重锤下落时受到的阻力过大14．如图5—36所示，A、B是两个相同的小物块，C是轻弹簧，用一根细线连接A、B使弹簧C处于压缩状态，然后放置在光滑的水平桌面上．提供的测量器材有天平和刻度尺．试设计一个测定弹簧此时弹性势能E p的实验方案，说明实验中应测定的物理量(同时用相应的字母表示)，并写出计算弹簧弹性势能E p 的表达式（用测得物理量的字母表示）．图5—3615．图5—37中E为直流电源，R为已知电阻，V为理想电压表，其量程略大于电源电动势，S1和S2是开关．现要利用图中电路测量电源的电动势E和内阻r，试写出主要实验步骤及结果的表达式．图5—3716．在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻R x．图5—38 图5—39 （1）请写出测金属丝电阻率的表达式： ＝_________________（用上述测量量的字母表示）．（2）若实验中测量：金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图5—38所示，则金属丝长度的测量值为l＝_________________cm值为d=_________________mm．（3）用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差．按如图5—39所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差．利用该电路进行实验的主要操作过程是:第一步：先将R2的滑动头调到最左端,单刀双掷开关S2向1闭合，闭合电键S1，调节变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些（不超过量程），读出此时电压表和电流表的示数U1、I1．第二步：保持两滑动变阻器的滑动头位置不变，将单刀双掷开关S2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2请写出由以上记录数据计算被测电阻R x的表达式R x=__________________．17．某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关的实验，以下是实验A．待测小灯泡（额定功率6W，额定电流0.5A）B．电流表（量程0～0.6A，内阻0.1Ω）C．电压表（量程0～5V，内阻约5kΩ）D．电压表（量程0～15V，内阻约15kΩ）E．滑线变阻器（最大阻值50Ω）F．滑线变阻器（最大阻值1kΩ）G．直流电源（电动势15V，内阻可忽略）H实验中调节滑线变阻器，小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化，从而测出小灯泡在不同电（1）请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图．并在每个选用的器材旁标上题目所给图5—40（2）如图5—40所示是该研究小组测得小灯泡的I—U关系图线．由图线可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_________________（填“增大”、“减小”或“不变”）；当小灯泡两端所加电压为6V时，其灯丝电阻值约为_________________Ω．（保留两位有效数字）18．有以下可供选用的器材及导线若干条,要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电A．被测电流表A1：满偏电流约700～800A，内阻约100Ω，刻度均匀、总格数为NB．电流表A2：量程0.6A，内阻0.1ΩC．电压表V：量程3V，内阻3kΩD．滑动变阻器R 1：最大阻值200ΩE．滑动变阻器R2：最大阻值1kΩF．电源E：电动势3V、内阻1.5ΩG．开关一个（1）在虚线框内画出实验电路图,并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号．（2）测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格，可算出满偏电流I g=___________，式中除N、n外,其他字母符号代表的物理量是______________．19电池E（电动势约10V、内阻r约1Ω）标准电流表A1（量程300mA，内阻r1约为5Ω）电阻箱R1（最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω）滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）开关S要求设计—个测定电流表A2（量程250mA，内阻r2约为5Ω（1）在方框中（2）要直接测出的物理量是____________________，用这些物理量表示待测电流表A2内阻的计算公式是______________．20．如图5—41电源E（电动势为12V，内阻不计）；木板N（板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张）；两个金属条A、B（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良滑线变阻器R（其总电阻值小于两平行电极间导电纸的电图5—41直流电压表○V（量程为6V，内阻很大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针P相连）；开关S现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线．AB间的电压要求取为6V（1（2ab．____________________________________________c．合上S，并将探针P与Ad．____________________________________________e．用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上，画一线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5f．将探针与某一基准点相接触，________________________，这一点是此基准点的等势点．用探针把g．重复步骤f，找出其他4个基准点的等势点，取出白纸画出各条等势线．21A．干电池E（电动势约为1.5V，内阻小于1.0Ω）B．电流表A1（满偏电流3mA，内阻r1=10Ω）C．电流表A2（0～0.6A，内阻0.1Ω）D．滑线变阻器R 1（0～20Ω，10AE．滑线变阻器R2（0～100Ω，10A）（990ΩF．定值电阻RG（1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑线变阻器是______________（2图5—42（3）如图5—42为某一同学根据他所设计的实验给出的I1、I2图线（I1为A1的示数，I2为A2的示数），由图线可求得被测电池的电动势E＝______________V，内阻r =_____________Ω．22．实验室内有一电压表○mA，量程为150mV，内阻约为150Ω．现要将其改成量程为10 mA的电流表，并进行校准．为此，实验室提供如下器材：干电池E（电动势为1.5V），电阻箱R，滑线变阻器R′，电流表○A（有1.5mA，15mA与150 mA三个量程）及开关S（1）对电表改装时必须知道电压表的内阻．可用如图5—43所示的电路测量电压表○mA的内阻．在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的电流表○A应选用的量程是________________．若合上S，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150mV，电流表○A的读数为1.05 mA，则电压表的内阻R mV 为______________．(取三位有效数字)图5—43（2）在对改装成的电流表进行校准时，把○A作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图（滑线变阻器作限流使用），图中各元件要用题中给出符号或字母标注．图中电阻箱的取值是_______（取三位有效数字），电流表○A应选用的量程是_____________________．23．一只量程为1V，内阻R V约为900Ω的电压表是由小量程电流表改装而成的，现在要测量它的内A．待测电压表B．标准电压表（量程1 V）C．滑动变阻器（最大阻值1 000Ω，额定电流1A）D．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流1A）E．电阻箱（最大阻值999．9Ω，最小改变量0.1Ω）F．电阻箱（最大阻值99．9Ω，最小改变量0.1 Ω）G．电池组（电动势约3 V，内阻约1Ω）H（1）为了用半偏法测量该电压表的内阻，某同学设计了两种电路，如图5—44甲、乙所示，要使测量较精确，应选择___________________（填“甲”或“乙”）电路．在器材的选择上，除了电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的器材中选用___________________________________（用器材前的序号用上述方法测出的电压表内阻的测量值R V_________（填“大于”、“等于”或“小于”）电压表内阻的真实值．图5—44图5—45（2）在对该电压表进行校正时，该同学已经选择好器材，如图5—45所示．若要求对电压表的每一条刻度线都进行校正，请你将这些器材连接成测量电路，并标出所选滑动变阻器的序号字母．24．量程为3V 的电压表V 内阻约为3k Ω，要求测出该电压表内阻的精确值．实验中可供选用的器材电阻箱R a （最大值9999.9Ω，阻值最小改变量0.1Ω 滑线变阻器R b （最大阻值1000Ω，允许最大电流0.2A电源E （开路电压约为5V开关S（1（2）列出测量步骤，并写出计算电压表内阻的最后公式．专题五 物理实验参考答案典型例题【例1】 解析： （1）利用逐差法求小车的加速度．由纸带可知，任意两相邻记数点间的时间间隔T =0.04s ， 由逐差法可得6172839412342222,,,5555S S S S S S S S a a a a TTTT----====则12346172839422241()445555a a a a S S S S S S S S a T T T T +++----==+++67891234222()()20(8.338.959.1610.26)(5.12 5.75 6.417.05)10m/s20(0.04)S S S S S S S S T -+++-+++=+++-+++=⨯⨯=4.00m/s 2（2）为了求出小车下滑过程中所受到的阻力，还需要测量小车的质量m ，斜面上任意两点间距离l 和这两点间的高度差h小车的受力情况如图5—2所示．根据牛顿第二定sin ,mg f ma θ-=而sin hlθ=所以，hf mgma l=-． 【点评】 （1）逐差法充分利用了纸带的实验数据，从而减小了数据测量引起的偶然误差．本题中所给出的实验数据个数为奇数（9（2）小车下滑过程中所受到的阻力无法直接测量，但根据牛顿第二定律可转化为测量m ，a ，h 和l ．与此相类似，你能求出打点计时器打纸带上的两记数点的过程中小车克服阻力所做的功吗？【例2】 解析： ①本实验测量角速度的原理是：圆盘匀速转动时，其线速度sv t=，又角速度v r ω=，所以，其原理式为srtω=在纸带上选定两点，设它们在米尺上对应的刻度值分别为x 1、x 2，数出这两点间（含这两点）的打点数n ，打点计时器打点的周期为T ，则打这两点的时间间隔t =(n －1)T ，这段时间内圆盘转过的弧长S =x 2－x 1，若测得圆盘的半径为r ，由已知量和测得量表示的角速度的表达式为21(1)x x T n rω-=-．②若取120,6x x ==cm ，则n =9，又21s, 5.501050T r -==⨯cm ． 代入可得226.010rad/s 6.8rad/s 18 5.01050ω--⨯==⨯⨯⨯【点评】 实验原理是完成实验的依据和关键．虽然该实验没有做过，但所用到的实验方法并不陌生，要结合题给实验器材和实验步骤通过联想和迁移，弄清实验原理和所需测量的物理量，进而得出待测量的表达式．【例3】 解析： （1）由于小灯泡灯丝的电阻值远小于电压表的内阻（如：电压为2.00V 时，其阻值R 灯=2.004.000.50U I =Ω=Ω），为减少由于电表接入电路引起的系统误差，应采用电流表外接法．为使小灯泡两端的电压的变化范围尽可能大，滑线变阻器应连接成分压电路，实验电路如图5—6图5—2。