方法7测量性实验高考物理实验题技法 解析版Word文件下载.docx
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a.工作原理:
每转一周,螺杆运动一个螺距0.5mm,将它等分为50等份,则每转一份即表示0.01mm,故它精确到0.01mm即千分之一厘米,故又叫千分尺。
b.读数方法:
先从主尺上读出露出的刻度值,注意主尺上有整毫米和半毫米两行刻线,不要漏读半毫米值。
再读可动刻度部分的读数,看第几条刻度线与主尺线重合(注意估读),乘以0.01mm即为可动读数,再将固定与可动读数相加即为测量值。
注意:
螺旋测微器读数如以mm为单位,小数点后一定要读够三位数字,如读不够,应以零来补齐。
3、注意事项
a.游标卡尺读数时,主尺的读数应从游标的零刻度处读,而不能从游标的机械末端读。
b.游标尺使用时,不论多少分度都不用估读20分度的读数,末位数一定是0或5;
50分度的卡尺,末位数字一定是偶数。
c.若游标尺上任何一格均与主尺线对齐,选择较近的一条线读数。
d.螺旋测微器的主尺读数应注意半毫米线是否露出。
e.螺旋测微器的可动部分读数时,即使某一线完全对齐,也应估读零。
(二)、用单摆测重力加速度
1.实验目的:
用单摆测定当地的重力加速度。
2.实验原理:
g=4T2L/T2
3.实验器材:
长约1m的细线、小铁球、铁架台、米尺、游标卡尺、秒表。
4.易错点:
a.小球摆动时,最大偏角应小于50。
到10度。
b.小球应在竖直面内振动。
c.计算单摆振动次数时,应从摆球通过平衡位置时开始计时。
d.摆长应为悬点到球心的距离。
即:
L=摆线长+摆球的半径。
(三)、用油膜法估测分子直径
1.实验原理:
油酸滴在水面上,可认为在水面上形成了单分子油膜,,如把分子认为是球状,,测出其厚度即为直径。
2.实验器材:
盛水方盘、注射器(或胶头滴管)、试剂瓶、坐标纸、玻璃、痱子粉(或石膏粉)、酒精油酸溶液、量筒
3.步骤:
盘中倒水侍其静,胶头滴管吸液油,逐滴滴入量筒中,一滴体积应记清,痱粉均撒水面上,靠近水面一滴成,油膜面积稳定后,方盘上放玻璃稳,描出轮廓印(坐标)纸上,再把格数来数清,多于半格算一格,少于半格舍去无,数出方格求面积,体积应从浓度求。
4.注意事项:
(1)实验前应注意方盘是否干净,否则油膜难以形成。
(2)方盘中的水应保持平衡,痱子粉应均匀浮在水面上
(3)向水面滴酒精溶液时应靠近水面,不能离水面太高,否则油膜难以形成。
(4)向水面只能滴一滴油酸溶液
(5)计算分子直径时,注意滴加的不是纯油酸,而是酒精油酸溶液,应用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度
(四)、测定金属的电阻率
1.电路连接方式是安培表外接法,而不是内接法。
2.测L时应测接入电路的电阻丝的有效长度。
3.闭合开关前,应把滑动变阻器的滑动触头置于正确位置。
4.多次测量U、I,先计算R,再求R平均值。
5.电流不宜过大,否则电阻率要变化,安培表一般选0—0.6安挡。
(五)、测定电源的电动势和内电阻
1.实验电路图:
安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联。
2.测量误差:
e、r测量值均小于真实值。
3.安培表一般选0-0.6A档,伏特表一般选0-3伏档。
4.电流不能过大,一般小于0.5A。
误差:
电动势的测量值e测和内电阻的测量值r测均小于真实值
(六)、电表改装(测内阻)
实验注意:
(1)半偏法测电流表内阻时,应满足电位器阻值远远大于待测表内阻(倍左右)的条件。
(2)选用电动势高的电源有助于减少误差
(3)半偏法测得的内阻值偏小(读数时干路电流大于满度电流,通过电阻箱的电流大于半偏电流,由分流规律可得)
(4)改装后电表的偏转仍与总电流或总电压成正比,刻度或读数可由此来定且刻度线应均匀。
(5)校准电路一般采用分压器接法
(6)绝对误差与相对(百分)误差相比,后者更能反应实验精确程度。
高考真题
【2019年全国Ⅰ】某同学要将一量程为的微安表改装为量程为20mA的电流表。
该同学测得微安表内阻为,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。
然后利用一标准毫安表,根据图所示电路对改装后的电表进行检测虚线框内是改装后的电表。
根据图和题给条件,将图中的实物连线。
当标准毫安表的示数为时,微安表的指针位置如图所示。
由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是______。
填正确答案标号
A.18mA
B.21mA
C.25mA
D.28mA
产生上述问题的原因可能是______。
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中______。
【答案】C
AC
【解析】解:
微安表与分流电阻并联可以改装成电流表,根据图所示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
微安表量程为,由图所示表盘可知,其分度值为,其示数为,
电流表示数为,电流表示数为微安表示数的倍,
改装后电流表量程为:
,故C正确;
故选:
C;
、由可知,改装后电流表量程偏大,则流过分流电阻的电流偏大,由并联电路特点可知,分流电阻阻值偏小,
如果R值计算错误,接入的电阻偏小会导致改装后电流表量程偏大,故C正确,D错误;
AB、把微安表改装成电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值:
,
如果微安内阻测量值错误,微安表内阻实际阻值大于,即内阻测量值偏小,
并联电阻阻值:
偏小,会导致改装后电流表量程偏大,故A正确,B错误;
AC;
把微安表改装成电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值:
由可知,流过分流电阻电流为流过微安表电流的99倍,则并联电阻:
,,
把微安表改装成20mA的电流表,并联电阻阻值:
则:
;
故答案为:
实物电路图如图所示;
。
根据电路图连接实物电路图。
根据微安表量程与图所示表盘确定其分度值,根据指针位置读出其示数,然后根据电流表改装原理求出改装后电流表的量程。
把微安表改装成大量程的电流表需要并联分流电阻,根据题意与改装原理分析实验误差。
根据电流表的改装原理与题意求出并联电阻阻值。
本题考查了电流表的改装问题,把微安表改装成大量程的电流表需要并联分流电阻,应用并联电路特点与欧姆定律可以求出并联电阻阻值,掌握基础知识是解题的前提与关键,根据题意应用基础知识即可解题。
热身训练
1.(2019·
北京师大附中高二期末)某同学想测量一节干电池的电动势和内电阻(较小),实验桌上有下列器材:
干电池,电流表(0.6A,0.1);
电压表(3V,3k);
滑动变阻器R1(最大阻值5);
滑动变阻器R2(最大阻值50);
开关导线若干。
(1)实验中滑动变阻器应选用__________(填“R1”或“R2”),请在下面的方框内画出他的实验电路图___________________________。
(2)他将实验中测得的数据描绘在坐标纸上,得到上图所示的U-I图像(横轴从0开始标数值且横截距的数值为),由图像可知这次实验中电源电动势的测量值为_________V,内阻测量值为_________Ω。
(3)某同学认为,如果考虑电表内阻对电路的影响,该实验存在误差下,下列分析正确的是___________。
A.电压表测量值是准确的
B.电流表测量值是准确的
C.电动势测量值大于真实值
D.内电阻测量值小于真实值
【答案】R11.51AD
【解析】
(1)[1]因为干电池的内阻较小,所以选择电阻较小的滑动变阻器方便调节电路。
[2]滑动变阻器采用限流式接法,由于电源电阻较小,采用安培表外接法,实验电路图如图
(2)[3]根据闭合电路欧姆定律变形
可知图像的纵截距为电动势
[4]斜率的大小为内阻
(3)[5]AB.根据电路图可知电压表测量的为真实的路端电压,由于电压表的分流,所以电流表的测量值比真实的干路电流偏小,故A正确,B错误;
CD.通过电压表的电流为,真实的闭合电路欧姆定律为
可知电动势测量值偏小,结合图像可知内阻的测量值也偏小,故C错误,D正确。
故选AD。
2.(2019·
北京和平街第一中学高二期末)某同学想通过实验测定一个阻值约为50Ω的电阻Rx的阻值。
设计了一个如图所示的电路图。
请你帮助他完善实验设计。
(1)如果实验室提供的滑动变阻器最大电阻R1=20Ω,想要实现对Rx的测量,要求电路简单,可操作性强,则在此电路图的基础上去掉一根导线_______即可。
(填“ab”、“cd”、“ed”或“ef”)
(2)如果实验室提供的滑动变阻器最大电阻R1=200Ω,想要实现对Rx的测量,要求电路简单,可操作性强,则在此电路图的基础上去掉两根导线_______、______即可。
(3)如果不加修改,直接用上图测量,请你从安全、精确、可操作等角度评价这一方案,并预测可能出现的问题___。
【答案】edabed当滑动变阻器划片滑到b端时,电路会造成短路
(1)[1]因为滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻,故使用分压式接法,所以要去掉图中的ed导线;
(2)[2][3]如果滑动变阻器最大电阻R1=200Ω,则为了方便测量,需要采用限流式接法,故要去掉图中ab和ed两根导线即可;
(3)[4]如果不加修改,则会有安全隐患,当滑动变阻器划片滑到b端时,电路会造成短路。
3.(2019·
浙江高二期末)
(1)在“用单摆测定重力加速度”的实验中,某同学用游标卡尺测得摆球的直径如图(甲)所示,则小球直径为_________cm;
并用秒表测出单摆的多个周期,秒表的读数如图(乙)所示,该读数为_________s;
(2)为了提高测量的准确性,下列说法中正确的是________
A.选择密度稍大一些的小球
B.实验时摆角不要太大
C.测量周期时,当小球运动到最低点时开始计时
D.摆线应选用弹性好的细线
E.测量摆线长度时,应先将摆线放置在水平桌面上,拉直后再用刻度尺测量
(3)某同事将他的实验数据代入单摆周期公式,计算得到的g值都比其它同学大,其原因可能是______
A.摆线上端没有固定,振动中出现松动,使摆线边长了
B.单摆没在同一竖直面内摆动,而成了圆推摆
C.测量周期时,误将摆球n次全振动记成了n+1次
D.将摆线的长度与小球直径之和作为摆长
【答案】2.02099.6sABCCD
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为2.0cm,游标读数为0.05×
4mm=0.20mm,则最终读数为2.020cm;
[2]秒表的读数为99.6s;
(2)[3
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