4．实验要求，除以上三个因素外，还应注意实验实际，如电压是否能从零开始起调，所给电源与用电器是否匹配等。

[强化练习2](2008·西安模拟)一只小灯泡，标有“3V，0.6W”字样，现用图10－2－4给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻R₁.(滑动变阻器最大阻值为10Ω，电源电动势为12V，电阻为1Ω；电流表内阻为1Ω，电压表的内阻为10kΩ)。

(1)在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用__________(选填“内接”或“外接”)法，滑动变阻器的连接方式应采用_____________(选填“分压式”或“限流式”)。

(2)将你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)画在下面的虚线框中。

(3)用笔画线当导线，根据设计的电路图将实物图连成完整的电路(图中有三根导线已经接好)。开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最___________端)(选填“ 左”或“右”)

(4)若小灯泡发光暗时的电阻为R₂，你根据所学的知识可判断出R₁与R₂的大小关系为：R₁_______R₂(选填“大于”、“等于”或“小于”)

[例3]在一次研究性学习活动比赛中，李明同学利用如图10－2－5所示的电路，精确测出电池的电动势E和内阻。图中A是电流表，其内阻很小，V为电压表，其内阻很大，R是一个限流电阻，阻值未知，3个开关S₁、S₂、S₃都处于断开状态。

(1)写出测量电池的电动势和内阻的实验步骤，用适当的符合表示该步骤中应测的物理量。

(2)用所测得的物理量表示电池电动势的表达式为E＝_____________；电阻的表达式为＝_________________

规律总结

仔细审题研究电路的连接情况，看一下各个开关的作用，接通一个是什么样的电路，接通另外几个是什么样的电路，弄清这些之后，对各种情况下电路测量的量根据欧姆定律列出算式计算，求解时注意销掉非直接测量量。

[强化练习3]甲同学设计了如图10－2－6所示的电路测电源电动势E及电阻R₁和R₂的阻值，实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R₁，待测电阻R₂，电压表V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0~99.99Ω)，单刀单掷开关S₁，单刀双掷开关S₂，导线若干。

(1)先测电阻R₁的阻值，请将甲同学的操作补充完整：闭合S­₁，将S₂切换到，调节电阻箱，读出其示数和对应的电压表示数U₁，保持电阻箱示数不变，_______________________________，读出电压表的示数U₂，则电阻R₁的表达式为R₁＝________________

(2)甲同学已经测得电阻R₁=4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R₂的阻值，该同学的做法是：闭合S₁，将S₂切换到，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图10－2－7所示的图线，则电源电动势E＝____________V，电阻R₂＝___________Ω。

(3)利用甲同学设计的电路和测得的电阻R₁，乙同学测电源电动势E和电阻R₂的阻值的做法是：闭合S₁，将S₂切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R₂，这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围____________(选填“较大”、“较小”或“相同”)，所以_________同学的做法更恰当些。

题型3　 应用型实验

[例4](2008·山东·23)2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家，材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度，若图10－2－8为某种磁敏电阻在室温下的电阻－磁感应强度特性曲线，其中R_B、R₀分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值，为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值R_B，请按要求完成下列实验。

(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图10－2－9的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响)，要求误差较小，提供的器材如下：

A．磁敏电阻，无磁场时阻值R₀=150Ω

B．滑动变阻器R，全电阻约20Ω

C．电流表A，量程2.5mA，内阻约30Ω

D．电压表V，量程3V，内阻约3kΩ

E．直流电源E，电动势3V，内阻不计

F．开关S，导线若干

(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：

根据上表可求出磁敏电阻的测量值R_B=________Ω，结合图10－2－8可知待测磁场的磁感应强度B＝______T。

(3)试结合图10－2－8简要回答，磁感应强度在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻在一定温度下的电阻－磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称)，由图线可以得到什么结论？

命题特点

　　 本题以当前科技前沿问题为设题背景，新颖独特，重点考查了伏安法测电阻的知识，在能力上重点突出了分析综合能力和实验与探究能力。

[强化练习4]要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻，实验室提供下列器材：

待测线圈L，阻值约为3Ω

滑动变阻器R₁：阻值约为0-10Ω

滑动变阻器R₂：阻值约为1-1 kΩ

电池E：电动势6 V，内阻很小

开关S两个，导线若干

(1)在如图10-2-11所示的设计电路图中，由题意知，电流应选　　　　　 ，电压表应选　　　　　 。滑动变阻器应选　　　　　　 (填代号)

(2)根据本实验电路测出L的阻值____________真实值。(填“大于”、“等于”或“小于”)

(3)某学生进行的实验步骤如下：

A．按电路图连接好实验电路

B．合上开关S₂、S₁，移动滑动变阻器的滑动触头到适当位置，读出电流表和电压表的读数I₁、U₁

C．移动滑动变阻器的滑动触头到适应位置，读出电流表和电压表的读数I₂、U₂，重复三次

D．先断开开关S₁，再断开开关S₂，拆除实验装置，整理好器材上述实验步骤中有错误的一项为___________，应改变_____________________________。

备考能力提升

3．便于操作，选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围要既能满足实验要求，又便于调节，在实验过程中，应使其大部分电阻线都用到。

2．误差因素：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可有使指针接近满量程，其指针应偏转到满刻度的1/3以上；使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位。

1．安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流；

6．(2008·聊城模拟)在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中

(1)某同学在实验中得到的纸带如图10一1-23所示，其中A、B、C、D是打下的相邻的四个点，它们到运动起始点O的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm．已知当地的重力加速度g=9.80 m／s²，打点计时器所用电源频率为50 Hz，重锤质量为1.00kg请根据以上数据计算重物由O点运动到C点的过程中，重力势能的减少量为　　　　　　　 J，动能的增加量为　 　　　　　J．(取三位有效数字)

(2)甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带，它们前两个点间的距离分别是1.0 mm、1.9mm、4.00 mm．那么一定存在操作错误的同学是　　　　　　　 ，错误原因是　　　　 　　　　　　　　

(3)某同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的势能，则出现这一问题的原因可能是(填字母代号)．

A．重锤的质量测量错误

B．交流电源的频率不等于50 Hz

C．重锤下落时受到的阻力过大

D．处理数据时，g取为10 m／s²

第2课时　 电学实验

题型1　 基本仪器的使用和读数

　　 电学实验中考查的基本仪器有：电火花计时器或电磁打点计时器、电流表、电压表、多用电表、示波器、滑动变阻器、电阻箱、传感器等．

[例1](2008·宁夏·22 I)图10―2―1为一正在测量中的多用电表表盘．

(1)如果是用×10 Ω挡测量电阻，则读数为　　　　　　　 Ω．

(2)如果是用直流10mA挡测量电流，则读数为　　　　　 mA

(3)如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为　　　　　 V．

规律总结

　　 万用表表盘由刻度线、指针和机械调零钉组成，在高中阶段主要用来测量交、直流电压；交直流电流和电阻，使用万用表测电阻时，要注意以下几个问题：

(1)使用前首先要对电表进行机械调零，再对电表进行欧姆调零。

(2)选择合适的倍率，指指针指示在中间位置附近，最好不使用刻度左边三分之一的部分，这部分刻度密集，读数误差较大。

(3)不能带电测量

(4)被测电阻不能有并联支路

(5)由于多用电表的欧姆挡表盘刻度不均匀，难于估读，测量结果只需取两位有效数字即可。

在对电流表或电压表进行读数时，要注意选择电流表、电压表的不同量程时，其最小刻度不同，其读数规则也相应不同。

①最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一拉按十分之一估读。

②最小分度是“2”或“5”的仪器，测量误差出现在同一位上，估读时同一位上估读，同一位分别按二分之一或五分之一估读，不是半小格的舍去，超过半小格的按一个格估读。

[强化练习1](2008·南通模拟)图10－2－2中电流表和电压表的读数是：________、___________。

题型2　 测定性实验

[例2](2008·山东调研)某同学在实验室测汽车电热器R_x的电功率，此电热器额定电压为12 V(车用蓄电池输出高直流电压)，该同学用学生电源代替蓄电池，输出电压为16 V，导线、开关等已经备齐，供选择的器材还有：

　 A．电流表(0-3 A，0.1Ω)

　 B．电流表(0-0.6 A，10Ω)

　 C．电压表(0-3 V，1 kΩ)

　 D．电压表(0-15 V，30 kΩ)

　 E．滑动变阻器(0~10Ω，0.5 A)

　 F．滑动变阻器(0~10Ω，2 A)

　 该同学测量的数据记录如下

(1)合理选择使用的器材：电流表选　　　　　 ，电压表选　　　　　　 ，滑动变阻器选　　　　　 ．(填序号)

(2)画出合理的测量电路图．

(3)在图10－2－3中的坐标纸上作出U－I图象。

(4)电热器的额定功率为__________W

规律总结

电学实验器材主要是电表、滑动变阻器、电源等器材，选择实验器材一般要考虑四个方面因素：

5．某探究学习小组的同学欲以图10－1－22装置中的滑块为对象验证“动能定理”，它们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放木桶，滑块处于静止状态，若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

(1)你认为还需要的实验器材有

___________________________________

(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，实验时首先要做的步骤是　　　　　　　　　　　　

(3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小()，则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为_________________________________________________(用题中的字母表示)

(4)如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小 ()．要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，则最终需验证的数学表达式为

　　　　　　　　 　　　(用题中的字母表示)．

4．(2008·盐城模拟)某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出了以下几种猜想：①W∝，②W∝²，③W∝,他们的实验装置如图10－1-21甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度)．在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的读数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议．

(1)请你简要说明为什么不需要测出物体的质量?

(2)让小球分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L₁、L₂、L₃、L₄……，读出小球每次通过Q点的速度、、、……，并绘制了如图乙所示的L-v图象．若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应怎么做?

(3)在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果，为什么？

3．(2008·南京模拟)某同学在实验室用如图10一1-19所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题．

(1)为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用

　　　　　　　 (填“电磁式打点计时器”或“电火花式计时器”)，同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带穿过计时器时能　 　　．

(2)在　　　　　　 条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制　 　　　　　　　　　不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系．

(3)在此试验中，此同学先接通计时器的电源,再放开纸带,如图10-1-20是在m=100 g，M=1 kg情况下打出的一条纸带，0为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图10--1--20所示，则小车的加速度为 　　　　m／s²，打B点时小车的动能E_k=　　 J，从开始运动到打出B点时，绳的拉力对小车做功W=　　　　　　 J．(保留2位有效数字，g＝9.8 m／s²)

(4)在第(3)中绳的拉力对小车做功Ⅳ和小车获得的动能E_k不相等，请你举出导致不等的可能原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2．(2008·南通、扬州、泰州模拟)(1)如图10一1-17图所示，甲图中游标卡尺的读数为　　　　　 mm。乙图中螺旋测微器的读数为　　　　　 mm．

(2)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，图10-1-18甲为实验装置示意图，小车放在光滑水平轨道上，一端挂有钩码的细线跨过定滑轮与小车相连(图中未画出)，打点计时器接频率为50 Hz的交流电，接通电源，让小车由静止开始运动．实验中得到了一条纸带，纸带上每5个点取一个计数点，经测量第6个和第7个计数点间的距离为7.29 cm，第7个和第8个计数点间的距离为8.31 cm，

则打第7个计数点时小车的瞬时速度=　　　　　 m／s．

实验中用同样方法测出其它各点的瞬时速度，描点作出其v-t图象(如图乙所示)，根据图象算得小车0-1.0 s时间内加速度大小=　　 m／s²；在图线右部分发生明显弯曲，你认为产生这一现象的原因是　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　

1． (2008．宁夏·22Ⅱ)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图10一1-15所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz．开始实验时，在托盘中放人适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．

(1)图10－1－16给出的实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示，根据图中数据计算的加速度＝__________(保留三位有效数字)

(2)回答下列两个问题：

①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有___________(填入所选物理量前的字母)

A．木板的长度　　 B．木板的质量

C．滑板的质量　 D．托盘和砝码的总质量　 E．滑块运动和时间

②测定①中所选定的物理量时需要的实验器材是______________

(3)滑块与木板间的动摩擦因数＝____________(用被测物理量的字母表示，重力加速度为)。与真实值相比，测量的动摩擦因数_________(填“增大”或“偏小”)。写出支持你的看法的一个论据：_____________________________________