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    设计实验表格计录数据注意多次测量求平均值的方法 原理: 实验八:描绘小电珠的伏安特性曲线 器材:电源.直流电压表.直流电流表.滑动变阻器.小灯泡灯座.单刀开关.导线若干 ①因为小电珠的电阻较小所以应该选用安培表外接法. ②小灯泡的电阻会随着电压的升高.灯丝温度的升高而增大.且在低电压时温度随电压变化比较明显,因此在低电压区域内,电压电流应多取几组,所以得出的U-I曲线不是直线. 为了反映这一变化过程. ③灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压(电压变化范围大).所以滑动变阻器必须选用调压接法. 在上面实物图中应该选用上面右面的那个图. ④开始时滑动触头应该位于最小分压端(使小灯泡两端的电压为零). 由实验数据作出的I-U曲线如图. ⑤说明灯丝的电阻随温度升高而增大.也就说明金属电阻率随温度升高而增大. (若用U-I曲线.则曲线的弯曲方向相反.) ⑥若选用的是标有“3.8V 0.3A 的小灯泡.电流表应选用0-0.6A量程,电压表开始时应选用0-3V量程.当电压调到接近3V时.再改用0-15V量程. 实验九:测定电源的电动势和内阻. [实验目的]:测定电池的电动势和内电阻. [实验原理] 如图1所示.改变R的阻值.从电压表和电流表中读出几组I.U值.利用闭合电路的欧姆定律求出几组 .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图象所得直线跟纵轴的交点即为电动势值.图线斜率的绝对值即为内电阻r的值. [实验器材] 待测电池.电压表.滑动变阻器.电键.导线. [实验步骤] 1．电流表用0.6A量程.电压表用3V量程.按电路图连接好电路. 2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大. 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的值. 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.电池的内阻宜大些.可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.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.每次读完立即断电. 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. 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.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. 外电路断开时.用电压表测得的电压U为电动势E U=E 原理:根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir. (一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器) ①单一组数据计算.误差较大 ②应该测出多组(u.I)值.最后算出平均值 ③作图法处理数据.(u.I)值列表.在u--I图中描点.最后由u--I图线求出较精确的E和r. 本实验电路中电压表的示数是准确的.电流表的示数比通过电源的实际电流小. 所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的.为了减小这个系统误差. 电阻R的取值应该小一些.所选用的电压表的内阻应该大一些. 为了减小偶然误差.要多做几次实验.多取几组数据.然后利用U-I图象处理实验数据: 将点描好后.用直尺画一条直线.使尽量多的点在这条直线上.而且在直线两侧的点数大致相等.这条直线代表的U-I关系的误差是很小的. 它在U轴上的截距就是电动势E(对应的I=0).它的斜率的绝对值就是内阻r. (特别要注意:有时纵坐标的起始点不是0.求内阻的一般式应该是. 为了使电池的路端电压变化明显.电池的内阻宜大些(选用使用过一段时间的1号电池) 补充实验:1．伏安法测电阻 伏安法测电阻有a.b两种接法.a叫外接法.b叫内接法. ①估计被测电阻的阻值大小来判断内外接法: 外接法的系统误差是由电压表的分流引起的.测量值总小于真实值.小电阻应采用外接法,内接法的系统误差是由电流表的分压引起的.测量值总大于真实值.大电阻应采用内接法. ②如果无法估计被测电阻的阻值大小.可以利用试触法: 如图将电压表的左端接a点.而将右端第一次接b点.第二次接c点.观察电流表和电压表的变化. 若电流表读数变化大.说明被测电阻是大电阻.应该用内接法测量, 若电压表读数变化大.说明被测电阻是小电阻.应该用外接法测量. (这里所说的变化大.是指相对变化.即ΔI/I和ΔU/U). (1)滑动变阻器的连接 滑动变阻器在电路中也有a.b两种常用的接法:a叫限流接法.b叫分压接法. 分压接法:被测电阻上电压的调节范围大. 当要求电压从零开始调节.或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法. 用分压接法时.滑动变阻器应该选用阻值小的,“以小控大 用限流接法时.滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的. (2)实物图连线技术 无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好, 对限流电路: 只需用笔画线当作导线.从电源正极开始.把电源.电键.滑动变阻器.伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程.滑动变阻器应调到阻值最大处). 对分压电路. 应该先把电源.电键和滑动变阻器的全部电阻丝 三部分用导线连接起来.然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头.比较该接头和滑动触头两点的电势高低. 根据伏安法部分电表正负接线柱的情况.将伏安法部分接入该两点间. 实验十:练习使用多用电表 [实验目的]:练习使用多用电表测电阻. [实验原理]:多用电表由表头.选择开关和测量线路三部分组成.表头是一块高灵敏度磁电式电流表.其满偏电流约几十到几百 A.转换开关和测量线路相配合.可测量交流电流和直流电流.交流电压和直流电压及电阻等.测量电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的.原理如图所示.当红.黑表笔短接并调节R使指针满偏时有 Ig= = (1) 当电笔间接入待测电阻Rx时.有 Ix= 式解得 = 式知当Rx=R中时.Ix= Ig.指针指在表盘刻度中心.故称R中为欧姆表的中值电阻.由式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I.如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值.那么当红.黑表笔分别接触待测电阻的两端.就可以从表盘上直接读出它的阻值. 由上面的(2)可知.电流和电阻的非线性关系.表盘上电流刻度是均匀的.其对应的电阻刻度是不均匀的.电阻的零刻度在电流满刻度处. [实验器材]:多用电表.标明阻值为几欧.几十欧.几百欧.几千欧的定值电阻各一个.小螺丝刀. [实验步骤] 1．机械调零.用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处.并将红.黑表笔分别接入“+ .“- 插孔. 2．选挡:选择开关置于欧姆表“×1 挡. 3．短接调零:在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处.若“欧姆零点 旋钮右旋到底也不能调零.应更换表内电池. 4．测量读数:将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示的电阻值并与标定值比较,随即断开表笔. 5．换一个待测电阻.重复以上2.3.4过程.选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定.可置于“×1 或“×10 或“×100 或“×1k 挡. 6．多用电表用完后.将选择开关置于“OFF 挡或交变电压的最高挡.拔出表笔. [注意事项] 1．多用电表在使用前.应先观察指针是否指在电流表的零刻度.若有偏差.应进行机械调零. 2．测量时手不要接触表笔的金属部分. 3．合理选择量程.使指针尽可能指在中间刻度附近(可参考指针偏转在R中/5 ~5R中的范围).若指针偏角太大.应改换低挡位,若指针偏角太小.应改换高挡位.每次换挡后均要重新短接调零.读数时应将指针示数乘以挡位倍率. 4．测量完毕后应拔出表笔.选择开关置OFF挡或交流电压最高挡.电表长期不用时应取出电池.以防电池漏电. 用多用电探索黑箱内的电学元件 熟悉表盘和旋钮 理解电压表.电流表.欧姆表的结构原理 电路中电流的流向和大小与指针的偏转关系 红笔插“+ , 黑笔插“一 且接内部电源的正极 理解: 半导体元件二极管具有单向导电性.正向电阻很小.反向电阻无穷大 步骤: ①.用直流电压档将两笔分别与A.B.C三点中的两点接触.从表盘上第二条刻度线读取测量结果.测量每两点间的电压.并设计出表格记录. ②.用欧姆档将红.黑表笔分别与A.B.C三点中的两点接触.从表盘的欧姆标尺的刻度线读取测量结果.任两点间的正反电阻都要测量.并设计出表格记录. 实验十一:传感器的简单使用 传感器担负采集信息的任务.在自动控制.信息处理技术都有很重要的应用. 如:自动报警器.电视摇控接收器.红外探测仪等都离不开传感器 传感器是将所感受到的物理量转换成便于测量的量的一类元件. 工作过程:通过对某一物理量敏感的元件.将感受到的物理量按一定规律转换成便于利用的信号.转换后的信号经过相应的仪器进行处理.就可以达到自动控制等各种目的. 热敏电阻.升温时阻值迅速减小 光敏电阻.光照时阻值减小. 导致电路中的电流.电压等变化来达到自动控制 光电计数器 集成电路 将晶体管.电阻.电容器等电子元件及相应的元件制作在一块面积很小的半导体晶片上.使之成为具有一定功能的电路.这就是集成电路. 实验十二:验证动量守恒定律 碰撞中的动量守恒 [实验目的]:研究在弹性碰撞的过程中.相互作用的物体系统动量守恒. [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做平抛运动.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] 碰撞实验器.两个半径相等而质量不等的小球,白纸,复写纸,天平和砝码,刻度尺.游标卡尺.圆规等. [实验步骤] 1．用天平测出两个小球的质量m1.m2. 2．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. 4．在白纸上记下重锤线所指的位置O.它表示入射球m1碰前的位置. 5．先不放被碰小球.让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下.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. 6．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被碰球接触而发生正碰. 7．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. 8．过O.N作一直线.取OO'=2r(可用游标卡尺测出一个小球的直径.也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离).O'就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置. 9．用刻度尺量出线段OM.OP.O'N的长度. 10．分别算出m1· 与m1· +m2· 的值.看m1· 与m1· +m2· 在实验误差允许的范围内是否相等. [注意事项] 1．应使入射小球的质量大于被碰小球的质量. 2．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．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档板.使小球靠着档板.然后释放小球. 4．白纸铺好后不能移动. 由于v1.v1/.v2/均为水平方向.且它们的竖直下落高度都相等.所以它们飞行时间相等.若以该时间为时间单位.那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度.在右图中分别用OP.OM和O /N表示.因此只需验证:m1žOP=m1žOM+m2ž(O /N-2r)即可. ⑴必须以质量较大的小球作为入射小球(保证碰撞后两小球都向前运动).要知道为什么? ⑵入射小球每次应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑 (3)小球落地点的平均位置要用圆规来确定:用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面.圆心就是落点的平均位置. (4)所用的仪器有:天平.刻度尺.游标卡尺.碰撞实验器.复写纸.白纸.重锤.两个直径相同质量不同的小球.圆规. (5)若被碰小球放在斜槽末端.而不用支柱.那么两小球将不再同时落地.但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动.于是验证式就变为:m1žOP=m1žOM+m2žON.两个小球的直径也不需测量了. 讨论此实验的改进方法: 选修部分 实验一:用油膜法估测分子的大小 ①实验前应预先计算出每滴油酸溶液中纯油酸的实际体积:先了解配好的油酸溶液的浓度.再用量筒和滴管测出每滴溶液的体积.由此算出每滴溶液中纯油酸的体积V. ②油膜面积的测量:油膜形状稳定后.将玻璃板放在浅盘上.将油膜的形状用彩笔画在玻璃板上,将玻璃板放在坐标纸上.以1cm边长的正方形为单位.用四舍五入的方法数出油膜面 实验二:探究单摆的运动.用单摆测定重力加速度,用单摆测定重力加速度 [实验目的]:利用单摆测定当地的重力加速度. [实验原理]:单摆在摆角小于5°时的振动是简谐运动.其固有周期为T=2π.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.中心有孔的金属小球,约1m长的细线,米尺,游标卡尺.秒表等. [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．测量单摆的摆长l: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=l'+r. 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至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. 5．将测出的摆长l和周期T代入公式g=求出重力加速度g的值. 6．变更摆长重做两次.并求出三次所得的g的平均值. [注意事项] 1．选择细绳时应选择细.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.以免摆动时发生摆长改变.摆线下滑的现象. 3．注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5°.可通过估算振幅的办法掌握. 4．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. 5．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. 由于g,可以与各种运动相结合考查 本实验用到刻度尺.卡尺.秒表的读数.1米长的单摆称秒摆.周期为2秒 摆长的测量:让单摆自由下垂.用米尺量出摆线长L/.用游标卡尺量出摆球直径算出半径r.则摆长L=L/+r 开始摆动时需注意:摆角要小于5°, 摆动时悬点要固定.不要使摆动成为圆锥摆. 必须从摆球通过最低点时开始计时. 测出单摆做30至50次全振动所用的时间.算出周期的平均值T. 改变摆长重做几次实验.计算每次实验得到的重力加速度.再求这些重力加速度的平均值. 若没有足够长的刻度尺测摆长.可否靠改变摆长的方法求得加速度 实验三:测定玻璃的折射率 [实验目的]:测定玻璃的折射率 [实验原理] 如图所示.当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时.通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线的O'B.从而求出折射光线OO'和折射角r.再根据n=算出玻璃的折射率. [实验器材] 一块两面平行的玻璃砖.一张白纸.木板一块.大头针(4枚).量角器.刻度尺.铅笔等 [实验步骤] 1．把白纸铺在木板上. 2．在白纸上画一直线aa'作为界面.过aa'上的一点O画出界面的法线NN'.并画一条线段AO作为入射光线. 3．把长方形玻璃砖放在白纸上.并使其长边与aa'重合.再用直尺画出玻璃砖的另一边bb'. 4．在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1.P2. 5．从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P1.P2的像.调整视线的方向直到P1的像被P2的像挡住.再在bb'一侧插上两枚大头针P3.P4.使P3能挡住P1.P2的像.P4能挡住P1.P2的像及P3本身. 6．移去玻璃砖.在拔掉P1.P2.P3.P4的同时分别记下它们的位置.过P3.P4作直线O'B交bb'于O'.连接O.O'.OO'就是玻璃砖内折射光线的方向.∠AON为入射角.∠O'ON'为折射角. 7．用量角器量出入射角和折射角的度数.查出它们的正弦值.并把这些数据填入记录表格里. 8．用上述方法分别求出入射角是15°.30°.45°.60°和75°时的折射角.查出入射角和折射角的正弦值.记录在表格里. 9．算出不同入射角时 的值.比较一下.看它们是否接近一个常数.求出几次实验测得的 的平均值.就是这块玻璃的折射率. [注意事项] 1．轻拿轻放玻璃砖.手只能接触玻璃砖的毛面或棱.不能触摸光洁的光学面.严禁把玻璃砖当直尺用. 2．实验过程中.玻璃砖在纸面上的位置放好后就不可移动. 3．插针P1与P2.P3与P4的间距要适当地大些.以减小确定光路方向时出现的误差. 4．实验时入射角不能太小.否则会使测量误差加大,也不能太大.否则会不易观察到P1.P2的像. 5．本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖.如采用三棱镜.半圆形玻璃砖等.只是出射光和入射光不平行.但一样能测出其折射率. [例题] 1．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中.其实验光路如图1所示.对实验中的一些具体问题.下列意见正确的是 A．为了减少作图误差.P3和P4的距离应适当取大些 B．为减少测量误差.P1.P2的连线与玻璃砖界面的夹角应尽量大些 C．若P1.P2的距离较大时.通过玻璃砖会看不到P1.P2的像 D．若P1.P2连线与法线NN'夹角较大时.有可能在bb'面发生全反射.所以在bb'一侧就看不到P1.P2的像 答案:A 【查看更多】

     

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