【正文】 2 。 若電表指針不動 ,則損壞的電阻是 R 2 5 . ( 2022 年178。 ( 1 ) 使用多用電表粗測元件 X 的電阻 , 選擇“ 179。 ( 2 ) 連接所選電路 , 閉合 S , 滑動變阻器的滑片 P 從左向右滑動 , 電流表的示數(shù)逐漸 ( 填“增大” 或“減小” )。 將元件 X 換成元件 Y , 重復實驗。 ( 4 ) 該小組還借助 X 和 Y 中的線性元件和阻值 R= 21 Ω的定值電阻 , 測量待測電池的電動勢 E 和內(nèi)阻 r , 電路如圖乙所示 ,閉合 S 1 和 S 2 , 電壓表讀數(shù)為 3 . 00 V 。利用圖丁可算得 E= V , r= Ω ( 結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字 , 視電壓表為理想電壓表 ) 。 倍率 , 故 X 的讀數(shù)為 10 Ω 179。 ( 2 ) 滑片 P 從左向右滑動過程中 , 元件 X 兩端的電壓越來越大 , 電流越來越大 , 故電流表示數(shù)逐漸增大。 ( 4 ) 由丁圖中的 U I 圖象 , 可知線性元件的電阻 R X = 10 Ω , 當 S 1 、 S 2 都閉合時 , 回路中的電流 I 1 =??1????= 0 . 3 A , 當 S 1 閉合 , S 2 斷開時 , 回路中的電流 I 2 =??2????= 0 . 1 A , 根據(jù)閉合電路歐姆定律 , 得 E=I 1 ( R X +r ), E=I 2 ( R X +R+r ), 聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得 E ≈ 3 . 2 V , r= 0 . 50 Ω。 2 . 對伏安法描繪小燈泡特性曲線的實驗原理理解不清 ,缺乏用伏安法測電阻的知識。 4 . 對處理數(shù)據(jù)的方法缺乏全面掌握。 2 . 缺乏變通能力 , 不能將數(shù)學知識應用于物理。 3 . 缺乏規(guī)范作圖能力 , 不能用平滑曲線進行描點連線 ,作圖缺乏規(guī)范性 , 徒手作圖缺乏準確性。 ( 2 ) 間接測量的有效數(shù)字運算結(jié)果一般可用 2 ~ 3 位有效數(shù)字表示。最小刻度是 5 ( 或 2 ) 分度的 , 則把最小刻度 5 ( 或 2 ) 等分估讀一位。 4 . 實驗數(shù)據(jù)的處理 實驗數(shù)據(jù)的處理方法有公式法、列表法和圖象法等。 ( 2 ) 坐標軸標度的選擇要合適 , 使測量數(shù)據(jù)能在坐標軸上得到準確地反映 , 在物理圖象中 , 坐標原點可以是零也可以不是零。描點連線時 , 若圖象為直線 , 應讓盡量多的點落在直線上 , 不能落在直線上的點 , 應均勻分布在直線兩側(cè) 。 ( 4 ) 對探究問題 , 作圖時常通過選取適當?shù)淖鴺溯S使圖線線性化 , 即“變曲為直” , 如探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時 , 應作出 a 1??圖象。對一些復雜問題采用等效法 , 可將其變換成理想的、簡單的、已知規(guī)律的過程來處理 , 常使問題的解決得以簡化。 2 . 轉(zhuǎn)換法 將 某些不易顯示、不易直接測量的物理量轉(zhuǎn)化為易于顯示、易于測量的物理量的方法稱為轉(zhuǎn)換法 ( 間接測量法 ) 。 打點計時器是把流逝的時間轉(zhuǎn)換成紙帶上時間間隔相等的點跡。如用打點計時器打在紙帶上的點跡記錄小車的位移與時間的關(guān)系就是留跡法在實驗中的應用。如在“探究加速度與 力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中 , 可以先保持質(zhì)量一定 , 研究加速度和力的關(guān)系 , 再保持力一定 , 研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系 , 最后綜合得出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系?？疾閷嶒瀮x器的操作和讀數(shù) ,應用物理規(guī)律分析解決實際問題等。解決驗證性實驗相關(guān)問題的關(guān)鍵是根據(jù)題目給定的實驗 條件、實驗過程、實驗情景領(lǐng)會命題意圖 , 找出實驗中應測定的物理量 , 明確在誤差允許的范圍內(nèi)通過怎樣的定量關(guān)系才能達到實驗目的。當滑塊連接上紙帶 , 用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時 , 釋放沙桶 , 滑塊處于靜止狀態(tài)。 ( 2 ) 在 ( 1 ) 的基礎(chǔ)上 , 某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量 M ,向沙桶中裝入適量的細沙 , 用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量 m 。若研究滑塊的 AB 段 ,本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為 ( 用題中的字母表示 , 重力加速度為 g , 打點計時器所接交變電流 的周期為 T ) 。 ( 2 ) 對滑塊 , 由動能定理 , mgx 2 =12M ??2212M ??12, 而 v 1 =??1+ ??22 ??、v 2 =??2+ ??32 ??, 聯(lián)立可得 mgx 2 =??8 ??2[( x 2 +x 3 )2 ( x 1 +x 2 )2] 。 [( x 2 + x 3 )2 ( x 1 +x 2 )2] 【點評】本題以驗證動能定理為背景 , 考查了紙帶的分析處理、表達式的分析驗證等 , 屬于典型的驗證性實驗。在水平放置的氣墊導軌上有一帶有方盒的滑塊 , 質(zhì)量為 M , 氣墊導軌右端固定一定滑輪 , 細線繞過滑輪 , 一端與滑塊相連 , 另一端掛有 6 個鉤碼 , 設(shè)每個鉤碼的質(zhì)量為 m , 且 M= 4 m 。 乙 ( 2 ) 某同學打開氣源 , 將滑塊由靜止釋放 , 滑塊上的擋 光片通過光電門的時間為 t , 則滑塊通過光電門的速度為 ( 用題中所給字母表示 ) 。 4 ) 若每次移動鉤碼后都從同一位置釋放滑塊 , 設(shè)擋光片距光電門的距離為 L , 鉤碼的個數(shù)為 n , 測出每次擋光片通過光電門的時間為 t , 測出多組數(shù)據(jù) , 并繪出 n 1??2圖象 , 如圖丙所示 , 已知圖線斜率為 k , 則當?shù)?重力加速度為 ( 用題中字母表示 ) 。 4 ) mm = 0 . 520 cm 。 ( 3 ) 細線一端掛有 6 個鉤碼時 , 分別對整體和滑塊 , 由牛頓第二定律 , 有 6 mg= ( 6 m+M ) a 1 、 F 1 =Ma 1 , 解得 F 1 =12 ?? ??5。 ( 4 ) 滑塊做勻加速運動 , v2= 2 aL , 而 v=????, 加速度a=?? ?? ??10 ??=?? ??10, 聯(lián)立可得 n=5 ??2?? ??178。 【答案】 ( 1 ) 0 . 520 cm ( 2 )???? ( 3 ) 小于 ( 4 )5 ??2?? ?? 【點評】測量的實驗原理是解決這類實驗的關(guān)鍵 , 通過直接測量與待測量相關(guān)的物理量 , 通常有兩種處理數(shù)據(jù)的方法 , 即公式法和圖象法。 二、探究性實驗 探究性實驗旨在通過實驗探索某種物理規(guī)律、研究某個物理問題 , 要求學生將自己掌握的物理知識和實驗技能應用到新的實驗情境中 , 由題給條件自行選定實驗原理 , 確定實驗方案 , 選擇合適的器材去研究物理現(xiàn)象 , 通過實驗得到的數(shù)據(jù)信息分析各物理量中的內(nèi)在聯(lián)系 , 找出其中所包含的物理規(guī)律。 甲 乙 ( 1 ) 該同學在實驗操作中有兩處明顯錯誤 , 分別是 和 。 每次釋放輕繩 , 由力傳感器可測得拉力的大小 F , 由紙帶上打出的點可算出對應加速度的大小 a 。該同學根據(jù)多組實驗數(shù)據(jù)畫出如圖乙所示的一條過坐標原點的直線 , 他標注縱軸為加速度 a , 但忘記標注橫軸 , 你認為橫軸代表的物理量是 ( 用所給的字母表示 ) 。 ( 4 ) 本裝置還可用來做 的實驗。 要進行打點的紙帶留得太短或鉛塊的位置太高 , 或砂桶的位置太低。 ( 3 ) 若把力傳感器裝在右側(cè)輕繩上 , 因繩與滑輪的摩擦 ,則實驗的誤差會更大。 【答案】 ① 打點計時器錯接在直流電源上 ( 或打點計時器應該接在交流電源上 ) 要進行打點的紙帶留得太短 ( 或鋁塊的位置太高 , 或砂桶的位置太低 ) ② F mg ③ 大 ④ 探究動能定理 ( 或驗證機械能守恒定律 , 或探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系 ) 三、遷移性實驗 實驗原理是解決知識遷移性實驗問題的關(guān)鍵 , 是進行這類實驗設(shè)計的根本依據(jù)和起點。實驗原理應根據(jù)題干的要求、條件等信息確定。實驗室提供如下器材 : A . 表面光滑的長直軌道 B . 可疊放鉤碼的物理小車 C . 秒表 D . 方木塊 ( 用于墊高軌道 ) E . 質(zhì)量為 m 的鉤碼若干個 F . 米尺 該研究小組采用控制變量法進行實驗探究 , 即 : ( 1 ) 當保持長直軌道的傾角不變 , 探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時 , 可通過 來改變物體質(zhì)量 , 通過測出軌道長 L 和小車由軌道頂端滑至底端所用時間 t , 可求得物 體的加速度 a= 。 由此得出結(jié)論 : 光滑斜面上物體下 滑的加速度與物體質(zhì)量無關(guān)。下表是他們的實驗數(shù)據(jù)。 甲 ② 分析 α sin α 圖象得出的結(jié)論是 。 【解析】 ( 1 ) 改變小車的質(zhì)量 , 就是增減砝碼 。 ( 2 ) ① 由幾何關(guān)系 , sin α =???, 當 h= 0 . 2 m , L= 1 m 時 , sin α = 0 . 2 。 然后根據(jù)描點 ,連成平滑的線 , 如圖乙。 ③ 根據(jù) a=g sin α 可得圖象的斜率就是當?shù)氐闹亓铀俣?, 可得 g= 9 . 76 m/s2。 某次實驗中 , 由靜止開始向右拉動紙帶的右端 , 使小車向右加速運動 , 由傳感器測出細繩對小車的拉力 F= 0 . 69 N ,打點計時器打出的紙帶如圖乙所示 , 打點計時器使用交流電的頻率 f= 50 Hz , 重力加速度 g= 10 m/s2, 試回答下列問題 : 甲 乙 ( 1 ) 打點計時器打下標號為“ 3 ”的計數(shù)點時 , 小車的速度 v 3 = m/s ( 保留 3 位有效數(shù)字 ) 。 ( 3 ) 不計輕繩與滑輪及軸與滑輪之間的摩擦 , 動滑輪 B下面所懸掛鉤碼的質(zhì)量 m= kg 。 10 2 m/s = 1 . 62 m/s 。 ( 3 ) 對鉤碼 , 由牛頓第二定律 , 2 F T mg=m??2, 即 2 179。 【答案】 ( 1 ) 1 . 62 ( 2 ) 3 ( 3 ) 0 . 12 第二講 電 學 實 驗 2 . 多用電表的使用 ( 1 ) 電流的方向 : 歐姆表內(nèi)部電池的正極接外部負接線柱 ( 黑表筆 ) 。 ( 2 ) 區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點” : “機械零點”在刻度盤左側(cè)“ 0 ”位置 , 需要時通過表盤下方中間的定位螺絲進行調(diào)節(jié) 。 ( 3 ) 測電阻時需選用適當?shù)膿跷?( 倍率 ), 每改變一次擋位 , 都要重新進行歐姆調(diào)零。 3 . 電學儀器的選擇 ( 1 ) 電源的選擇 : 一般可以根據(jù)待測電阻的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源。 根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表。 被控制電路的電阻 R 遠大于滑動變阻器的最大值 R 0 。 若采用限流接法 ,電路中實際電壓 ( 或電流 ) 的最小值仍超過電表或電器的額定值。 測量電源電動勢和內(nèi)阻。 若試觸結(jié)果為電壓表示數(shù)變化大 , 則 選用外接法?？v觀近幾年高考 , 電學實驗部分考查了儀表的讀數(shù)、儀器和電路的選擇、實物圖的連接、實驗電路的設(shè)計、步驟的安排、實驗數(shù)據(jù)的處理方法、誤差分析 , 真正考查了考生對電學實驗的實際操作能力、探究能 力和對實驗原理、方法的理解和遷移能力。 ( 2 ) 轉(zhuǎn)換法 將某些不易顯示、不易直接測量的物理量轉(zhuǎn)化為易于顯示、易于測量的物理量的方法稱為轉(zhuǎn)換法 ( 間接測量法 ) 。例如 , 電流表是利用電流在磁場中受力 , 把電流轉(zhuǎn)化為指針的偏轉(zhuǎn)角。 測一張薄紙的厚度時 , 常先測出若干頁紙的總厚度 , 再除以被測頁數(shù) , 即所求每頁紙的厚度 。 2 . 實驗數(shù)據(jù)的處理方法 ( 1 ) 列表法 在記錄和處理數(shù)據(jù)時 , 常常將數(shù)據(jù)列成表格。 ( 2 ) 公式法 把數(shù)據(jù)代入物理公式計算出結(jié)果的方法。如 : 在測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中 , 就可以根據(jù)閉合電路歐姆定律公式E=U+Ir=I ( R+r ), 解方程 組求電動勢和內(nèi)阻。如 : 在測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中 , 可以用如圖甲所示的電路 , 根據(jù)測量的若干組路端電壓和電流數(shù)據(jù) , 作 U I 圖象求解電動勢和內(nèi)阻 。改變電阻箱的阻值 R , 測出相應的電壓 U , 得到若干組 R 和 U 的數(shù)值 , 然后作出???? U 圖象 , 得到一條直線 , 直線的截距為電源的電動勢 E , 斜率為電源內(nèi)阻 r 。等等 。 【解題精要】 一、測量性實驗 電學測量性實驗的核心是電阻的測量 , 如定值電阻的測量、電流表和電壓表內(nèi)阻的測量、電源電動勢和內(nèi)阻的測量 ,基本原理是部分電路歐姆定律或閉合電路歐姆定律。 有一個螺線管 , 為測量它的兩個接線柱間繞制的均勻金屬絲的長度 , 現(xiàn)提供下列器材 : A . 待測螺線管 L : 繞制螺線管金屬絲的電阻率 , 其總電阻 R L 大約為 100 Ω B . 螺旋測微器 C . 微安表