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2016年高考物理實驗復習建議

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 高中物理 來源: 記憶方法網

關于這篇高考物理實驗復習建議,希望大家認真閱讀,好好感受,勤于思考,多讀多練,從中吸取精華。

一、加強對基本儀器的使用原理及讀數的復習

基本實驗儀器的使用和讀數是實驗的基礎,特別是對刻度尺、螺旋測微器、游標卡尺、多用電表的正確讀數每年必考。我們在復習時一定要深刻理解其測量原理,學會準確讀數。

例1 圖1給出的是用螺旋測微器測量一小鋼球的直徑的示數,此讀數是mm。

解析:螺旋測微器的基本測量原理是通過可動刻度的放大原理,即將0.5mm等分為50等份,每一等份表示0.01mm。其讀數規則為:先將可動刻度尺的邊緣所對的固定刻度線讀出整毫米(或半毫米)數,再看固定刻度尺上的長橫線與可動刻度相對的小于0.5mm的數,以上兩部分相加就是螺旋測器的讀數。圖1中固定刻度尺讀數為5.5mm,可動刻度尺上讀數為0.201mm,最后的1是估讀出來的,故該次測量的讀數為5.701mm。

例2 有一種游標卡尺,與普通游標卡尺不同,它游標尺的刻線看起來就很稀疏,使得讀數時清晰明了,方便了使用者正確讀取數據。

(1)如果此游標尺的刻線是將39mm等分成20份那么它的準確度是mm。

(2)用游標卡尺測量某一物體的厚度,如圖2所示,正確的讀數是mm。

解析:普通游標卡尺有三種,一種是將9mm分成10個格,最小刻度是1/10=0.1mm。第二種是將19mm分成20個格,最小刻度是1/20=0.05mm。第三種是將49mm分成50個格,最小刻度是0.02mm。游標卡尺的讀法:通常以毫米為單位,由游標的零刻度線左側的主尺讀出整毫米數,再由游標尺中跟主尺刻度線正對齊的第n條線讀出小數部分,為最小刻度n。

(1)圖2中新式游標卡尺將39mm等分成20份,每份是39/20=1.95mm,與2mm的整數之差為2.00-1.95=0.05mm,所以它的準確度是0.05mm。

(2)因為游標尺的第五條刻度線與主尺刻度對齊,所以讀數為31.25mm

讀數還可以算出來,如圖2所示,31+(10-9.75)=31.25mm

評析:看來這種新式卡尺與傳統卡尺的準確度以及讀數方法是一模一樣的,只是新式游標尺的刻度較大,比原刻度多出了一個整數毫米而已。另外注意游標卡尺不需要估讀,所以讀出的數,若以mm位單位,小數點后的位數應與最小刻度的位數一致。

例3 用歐姆表測電阻Rx,粗測時用100擋,調零后進行測量,發現指針偏轉角太小,為了獲得較為準確的測量值,繼續測量時的正確做法是。

解析:歐姆表測電阻時,被測電阻Rx為歐姆表盤讀數x乘以所選倍率k,即:Rx=kx。歐姆表盤的刻度是不均勻的,且電阻刻度值逆時針增大。測量時歐姆表的指針在表盤的中間部分時讀數最準確。而題中測量時用100擋,發現指針偏轉角太小,即讀數x太大,為了使讀數減小,必須增大倍率k,即將選擇開關換至1000擋,重新調零后再測量。

二、靈活選用實驗器材,培養實驗設計能力

選用實驗器材一般應根據實驗原理掌握可行、精確和方便的原則?尚惺侵高x用的實驗器材要能保持實驗的正常進行;精確是指選用的實驗器材要考慮盡可能減小實驗誤差;方便是指選用的實驗器材要便于操作。根據解決問題的需要,已知內阻的電流表可當電壓表使用,已知內阻的電壓表可當電流表使用,電阻箱與電流表或電壓表配合使用可用于測電壓或電流等均體現出儀器選擇中的靈活性。

在電學物理量的測量和其他電學實驗中,通常還會遇到實驗線路的選擇問題,如伏安法測電阻時電流表內接法和外接法的選擇;滑動變阻器改變電路中電流或電壓時串聯限流和并聯分壓兩種接法的選擇。對于伏安法測電阻線路的選擇,可采用阻值比較法或實驗試探法。對于變阻器接法的選擇,若變阻器阻值較大時,宜采用串聯限流式;若變阻器阻值較小時,宜采用并聯分壓式。

例4 為了測量量程為3V的電壓表V的內阻(內阻約2000),實驗室可以提供的器材有:電流表A1,量程為0.6A,內阻約為0.1電壓表V2,量程為5V,內阻約為3500電阻箱R1的阻值范圍為0~99.9電阻箱R2阻值范圍為0~9999滑動變阻器R3的最大阻值約為100,額定電流1.5A;電源E,電動勢6V,內阻約0.5單刀單擲開關S,導線若干。

(1)請從上述器材中選擇必要的器材,設計一個測量電壓表V的內阻的實驗電路,畫出電路原理圖(圖中的元件要用題中相應的英文字母標注),要求測量盡量準確。

(2)寫出計算電壓表V的內阻Rv的計算公式為Rv=________。

解析:由于電源電動勢E比電壓表V的量程大的多,而滑動變阻器R3又比電壓表V的內阻小的多,所以滑動變阻器只能選用分壓式接法.不少考生解答此題,毫不猶豫地套用伏安法,由于沒有考慮待測電壓表的量程為3V,內阻約為2000,電壓表中的最大電流為1.5mm,電流表的量程太大,而導致設計出如圖3所示的錯誤電路。

若選用V和V2配合使用測電阻箱R2兩端電壓(不能選R1的原因是R1的總阻值相對Rv而言太小,無法起到很好的分壓作用),同樣可測得流過V的電流而達到測量Rv的目的,如是可設計出如圖4所示電路圖。閉合開關,電壓表V的示數為U,電壓表V2的示數為U2,電阻箱R2的讀數為R。根據歐姆定律,利用通過電壓表的電流與電阻箱R1的電流相等,算出電壓表的電阻為

。

三、注重對課本基本學生實驗原理的理解和延伸,培養發散思維能力

針對高考實驗命題素材主要來自教材中的學生實驗,即不脫離教材而又不拘泥于教材這一特點,我們可將學生實驗在內容上進行延伸討論。例如:

1.長度的測量:延伸到游標卡尺的放大原理;微小量的測量方法。

2.研究勻變速直線運動:延伸到測量速度、加速度的多種方法。

3.探究彈力和彈簧伸長的關系:研究材料形變的方法;研究彈簧壓縮;研究決定彈簧K值的因素;F-X圖象等。

4.驗證力的平行四邊形定則:等效法。

5.驗證動量守恒定律:巧妙設計,將不可測量量轉化為可測量量。

6.研究平拋物體的運動:留跡法;采用其它方法,如數碼相機、攝像機拍照法。

7.驗證機械能守恒定律:驗證的其它方案。

8.用單擺測重力加速度:測g的其它方法;利用T2-L圖象求g。

9.用油膜法估測分子的大。簻y微觀量的方法。

10.用軌跡法描出穩恒電流場中平面的等勢線:其它電場的等勢線研究,如點電荷電場、平行帶電板間電場等。

11.測定金屬的電阻率(練習使用螺旋測微器):螺旋測微器的放大原理測定電阻的其它方案。

12.描繪小燈泡的伏安特性曲線:線性與非線性元件的伏安特性曲線,實驗條件的控制。

13.把電流表改裝為電壓表:改裝原理討論;半偏法測表頭內阻;其它方案設計。

14.測電源電動勢和內阻:其它測定方案設計。

14.用多用電表探索黑箱內的電學元件:探究未知事物的方法。

15.練習使用示波器:使用新儀器,示波管工作原理。

16.傳感器的簡單使用:各種傳感器的信息轉換與記錄原理。

17.測定玻璃的折射率:測量折射率的其它方法。

18.用雙縫干涉測光的波長:器材、安裝、原理分析;現象明顯與否條件的討論等。

現以測量電源電動勢和內阻作如下示例供同學們參考:

實驗原理:如圖5,改變滑動變阻器R接入電路的阻值,從電流表和電壓表讀出幾組I、U的數值,通過多次測量作出圖6中的實線,由閉合電路歐姆定律U=E-IR知,此實線的延長線和縱軸的交點為電動勢的測量值E,和橫軸的交點為短路電流I0,那么電池的內電阻為

。

誤差分析:由于圖5中電壓表的分流作用,實際上干路電流比電流表的測量值大IV,在圖6中作出修正,可畫出傾斜虛線所示U-I圖象。該直線和縱軸的交點E0為電池電動勢的準確值。比較圖6中兩斜線可知,用此法測得的電動勢和內電阻都比真實值偏小。而選用內電阻越大的電壓表,這一誤差越小。為了減小系統誤差,要求RvRA+R,這一條件易于滿足,所以實驗時一般采用原理圖5。

拓展:由于已知電壓的電阻可充當電流表角色,所以可將圖5中電流表A和滑動變阻器用電阻箱替代,變形成如圖7所示原理圖。

當然還可等效為原理圖8。

由于原理圖7、8是由原理圖5等效變形而來,則可知這種U-R法測得的電源電動勢及內阻也必然偏小。

例5 如圖9中甲所示為一黑箱裝置,盒內有電源、電阻等元件,a、b為黑箱的兩個輸出端。

(1)為了探測黑箱,某同學進行了以下幾步測量:A.用多用電表的電阻擋測量ab間的電阻;B.用多用電表的電壓擋測量ab間的輸出電壓;C.用多用電表的電流擋測量ab間的輸出電流。你認為以上測量中不妥的有(填序號),理由是。

(2)含有電源的黑箱相當于一個等效電源,ab等效電源的兩極.為了測定這個等效電源的電動勢和內阻,該同學設計了如圖乙所示的電路,調節滑動變阻器的阻值,記錄下電壓表和電流表的示數,并在方格紙上建立了U-I坐標,根據實驗數據畫出了坐標點,如圖丙所示.請你進一步處理,并由圖求出等效電源的電動勢E=V,內阻r=。

(3)由于電壓表和電流表的內阻,會產生系統誤差,則采用此測量電路所測得的電動勢與實際值相比,測得的內阻與實際值相比(填偏大、偏小或相同)

解析:(1)以上測量中不妥的有A、C;理由是:A.不能用多用電表的歐姆擋測量含電源的電阻;B.可能造成短路而燒壞電表。

(2)如圖10所示,用直線將描得的點連接起來,要使更多的點在直線上,其它的點盡量分布在直線兩側.在圖上直接讀出電源的電動勢為1.45V,取直線上的兩點算出直線斜率的絕對值就是電源的內阻r=0.73。

(3)圖9-乙測量原理圖與上述原理圖5一樣,所以誤差情形一樣,即測量值均偏小。

四、注重教材的演示實驗和課后小實驗,加強實驗實際操作能力的培養與訓練

隨著高考改革的不斷深入,高考考查的知識面越來越寬,僅靠一些學生分組實驗已遠遠不夠,近幾年高考試題中不斷出現演示實驗、課后小實驗。如06年江蘇卷考察了光電效應現象的演示實驗;全國理綜I卷考查了共振現象的演示實驗等。所以復習實驗時一定要全面了解所有的演示實驗及課后小實驗。學校實驗室應盡可能地向學生開放,使學生能親自動手做做所有演示實驗、課后小實驗及分組實驗,在操作過程中提高實驗能力。由于現在的高考還不能讓學生在考場上動手操作實驗,而只能通過卷面來體現,畫電路圖、實物圖、電路連線題等就是考查學生實際操作能力的實驗題。所以在訓練實際動手能力的同時,還應訓練學生如何把已經獲取的實際操作能力在試卷上表達出來。

五、總結語

通過對基本演示、分組實驗的復習、操作,應達到這樣幾個目的:一要掌握實驗原理;二要學會誤差分析;三要學會對實驗數據的處理;四要掌握實驗的思想方法,如控制變量法、累積法、轉換法、替代法等。學習貴在知識遷移,注重培養自己的知識遷移能力和發散思維能力,達到靈活應用所學知識解答遇到的各種問題的復習最終目標。

小編為大家整理的高考物理實驗復習建議就到這里了,希望大家認真閱讀,祝大家學業有成。


本文來自:逍遙右腦記憶 /gaozhong/327152.html

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