1、 2014 2014年高三物理總復習年高三物理總復習（魯（魯 科科 版）版） 銅仁學院銅仁學院 譚德斌譚德斌 E-mail: 第第7專題專題 高考物理實驗高考物理實驗知識網絡知識網絡考點預測考點預測物理實驗是高考的主要內容之一課程標準物理實驗是高考的主要內容之一課程標準考試大考試大綱綱就高考物理實驗就高考物理實驗(包括表包括表2)共列出共列出16個考點，要求會正確個考點，要求會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天使用的儀器主要有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧測力計、平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧測力計、溫度表、電流

2、表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱溫度表、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等，并且對實驗誤差問題提出了更明確的要求等，并且對實驗誤差問題提出了更明確的要求 一、一、考試大綱考試大綱中的實驗與探究能力要求中的實驗與探究能力要求能能夠獨立完成夠獨立完成“物理知識表物理知識表”中所列的實驗，中所列的實驗，能能明確實明確實驗目的，驗目的，能能理解實驗原理和方法，理解實驗原理和方法，能能控制實驗條件控制實驗條件會會使用使用儀器，儀器，會會觀察、分析實驗現象，觀察、分析實驗現象，會會記錄、處理實驗數據，并記錄、處理實驗數據，并得出結論得出結論能能發現問題、提出問題，能靈活地應用已學過的發

3、現問題、提出問題，能靈活地應用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題二、實驗題的主要特點二、實驗題的主要特點物理實驗年年考，年年有變化從近年的實驗題來看，物理實驗年年考，年年有變化從近年的實驗題來看，其顯著特點體現在如下兩個方面其顯著特點體現在如下兩個方面(1)從簡單的背誦實驗轉向分析、理解實驗從簡單的背誦實驗轉向分析、理解實驗實驗原理是物理實驗的靈魂近年來，高考物理實驗題實驗原理是物理實驗的靈魂近年來，高考物理實驗題既不是簡單地回答既不是簡單地回答“是什么是什么”，也不是背誦，也不是背誦“該怎樣該怎樣”，而，而是從物理實驗情境中理解是從物理實驗情

4、境中理解“為什么為什么”，通過分析推理判斷，通過分析推理判斷“確實是什么確實是什么”，進而了解物理實驗的每一個環節，進而了解物理實驗的每一個環節(2)從既定的課本學生實驗轉向變化的創新實驗從既定的課本學生實驗轉向變化的創新實驗只有創新，試題才有魅力；也只有變化，才能永葆實驗只有創新，試題才有魅力；也只有變化，才能永葆實驗考核的活力近年來，既定刻板的學生實驗已經從高考物理考核的活力近年來，既定刻板的學生實驗已經從高考物理實驗題中淡出，取而代之的是學生尚未接觸過的要通過解讀實驗題中淡出，取而代之的是學生尚未接觸過的要通過解讀物理原理的新穎實驗物理原理的新穎實驗(如應用性、設計性、專題性實驗如應用性

5、、設計性、專題性實驗等等)創新的實驗題可以使能力考核真正落到實處創新的實驗題可以使能力考核真正落到實處要點歸納要點歸納一、實驗題的歸納與說明一、實驗題的歸納與說明歸類歸類實驗內容實驗內容說明說明應應用用性性實實驗驗1游標卡尺的使用游標卡尺的使用測量原理、使用方法；測量原理、使用方法；10分度、分度、20分度、分度、50分度的游標卡尺的讀數等分度的游標卡尺的讀數等2螺旋測微器的使用螺旋測微器的使用構造、原理、使用方法、正確讀數等構造、原理、使用方法、正確讀數等3練習使用示波器練習使用示波器面板上各個旋鈕或開關的作用；調試方面板上各個旋鈕或開關的作用；調試方法；觀察正弦波的波形等法；觀察正弦波的波

6、形等4傳感器的簡單應用傳感器的簡單應用光電轉換和熱電轉換及其簡單應用；光光電轉換和熱電轉換及其簡單應用；光電計數的簡單了解等電計數的簡單了解等驗驗證證性性實實驗驗5驗證力的平行四邊形定則驗證力的平行四邊形定則實驗的等效思想；作圖法等實驗的等效思想；作圖法等6驗證動量守恒定律驗證動量守恒定律用平拋實驗器進行實驗；轉化要驗證的用平拋實驗器進行實驗；轉化要驗證的等效表達式；對暫態過程分階段測量等等效表達式；對暫態過程分階段測量等7驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律用自由落體進行驗證；使用打點計時器用自由落體進行驗證；使用打點計時器和刻度尺等和刻度尺等歸類歸類實驗內容實驗內容說明說明測測量量性性實實

7、驗驗8用單擺測定重力加速度用單擺測定重力加速度使用刻度尺和秒表；實驗操作要求等使用刻度尺和秒表；實驗操作要求等9用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小溶液的配制；油膜面積的估算方法等溶液的配制；油膜面積的估算方法等10測定金屬的電阻率測定金屬的電阻率使用刻度尺和螺旋測微器；電流表、電使用刻度尺和螺旋測微器；電流表、電壓表量程的選擇；測量電路的選取與連壓表量程的選擇；測量電路的選取與連接等接等11把電流表改裝為電壓表把電流表改裝為電壓表“半偏法半偏法”的設計思想與誤差分析；計的設計思想與誤差分析；計算分壓電阻；改裝表的校對與百分誤差算分壓電阻；改裝表的校對與百分誤差等等12測定電源的電動勢

8、和內測定電源的電動勢和內阻阻實驗電路的選取與連接；作圖法求解的實驗電路的選取與連接；作圖法求解的方法等方法等13測定玻璃的折射率測定玻璃的折射率用插針法測定；畫光路圖等用插針法測定；畫光路圖等14用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉儀進行實驗；實驗調節；分用雙縫干涉儀進行實驗；實驗調節；分劃板的使用等劃板的使用等歸類歸類實驗內容實驗內容說明說明研研究究性性實實驗驗15研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動明確實驗目的；使用打點計時器；用刻明確實驗目的；使用打點計時器；用刻度尺測量、分析所打的紙帶來計算加速度尺測量、分析所打的紙帶來計算加速度等度等16研究平拋物體的運動研究平拋物體的

9、運動用平拋實驗器進行實驗；研究的目的和用平拋實驗器進行實驗；研究的目的和方法；描繪平拋軌跡；計算平拋物體的方法；描繪平拋軌跡；計算平拋物體的初速度等初速度等17用描跡法畫出電場中平用描跡法畫出電場中平面上的等勢線面上的等勢線用恒定電流場模擬靜電場；尋找等電勢用恒定電流場模擬靜電場；尋找等電勢點的方法；描跡的方法等點的方法；描跡的方法等18描繪小電珠的伏安特性描繪小電珠的伏安特性曲線曲線使用電流表、電壓表、滑動變阻器；電使用電流表、電壓表、滑動變阻器；電路的選取與連接；描繪路的選取與連接；描繪UI圖象并分析圖象并分析曲線非線性的原因等曲線非線性的原因等探探究究性性實實驗驗19探究彈力和彈簧伸長的

10、探究彈力和彈簧伸長的關系關系實驗設計的原理和方法；實驗數據的記實驗設計的原理和方法；實驗數據的記錄與分析；實驗結論的描述與表達形式錄與分析；實驗結論的描述與表達形式等等20用多用電表探索黑箱內用多用電表探索黑箱內的電學元件的電學元件多用電表的使用與讀數；探索的思路；多用電表的使用與讀數；探索的思路；測量過程中的分析與判斷等測量過程中的分析與判斷等二、物理實驗的基本思想方法二、物理實驗的基本思想方法1等效法等效法等效法是科學研究中常用的一種思維方法對一些復雜等效法是科學研究中常用的一種思維方法對一些復雜問題采用等效法，可將其變換成理想的、簡單的、已知規律問題采用等效法，可將其變換成理想的、簡單的

11、、已知規律的過程來處理，常使問題的解決得以簡化因此，等效法也的過程來處理，常使問題的解決得以簡化因此，等效法也是物理實驗中常用的方法如在是物理實驗中常用的方法如在“驗證力的平行四邊形定驗證力的平行四邊形定則則”的實驗中，要求用一個彈簧秤單獨拉橡皮條時，要與用的實驗中，要求用一個彈簧秤單獨拉橡皮條時，要與用兩個互成角度的彈簧秤同時拉橡皮條時產生的效果相同兩個互成角度的彈簧秤同時拉橡皮條時產生的效果相同使結點到達同一位置使結點到達同一位置O，即要在合力與兩分力等效的條件，即要在合力與兩分力等效的條件下，才能找出它們之間合成與分解時所遵循的關系下，才能找出它們之間合成與分解時所遵循的關系平行平行四邊

12、形定則又如在四邊形定則又如在“驗證動量守恒定律驗證動量守恒定律”的實驗中，用小的實驗中，用小球的水平位移代替小球的水平速度；在球的水平位移代替小球的水平速度；在“驗證牛頓第二定驗證牛頓第二定律律”的實驗中，通過調節木板的傾斜度使重力的分力抵消摩的實驗中，通過調節木板的傾斜度使重力的分力抵消摩擦力而等效于物體不受摩擦力作用還有，電學實驗中電流擦力而等效于物體不受摩擦力作用還有，電學實驗中電流表的改裝、用替換法測電阻等，都是等效法的應用表的改裝、用替換法測電阻等，都是等效法的應用2轉換法轉換法將某些不易顯示、不易直接測量的物理量轉化為易于顯將某些不易顯示、不易直接測量的物理量轉化為易于顯示、易于測

13、量的物理量的方法稱為轉換法示、易于測量的物理量的方法稱為轉換法(間接測量法間接測量法)轉轉換法是物理實驗常用的方法如：彈簧測力計是把力的大小換法是物理實驗常用的方法如：彈簧測力計是把力的大小轉換為彈簧的伸長量；打點計時器是把流逝的時間轉換成振轉換為彈簧的伸長量；打點計時器是把流逝的時間轉換成振針的周期性振動；電流表是利用電流在磁場中受力，把電流針的周期性振動；電流表是利用電流在磁場中受力，把電流轉化為指針的偏轉角；用單擺測定重力加速度轉化為指針的偏轉角；用單擺測定重力加速度g是通過公式是通過公式T 把把g的測量轉換為的測量轉換為T和和L的測量，等等的測量，等等 2Lg3留跡法留跡法留跡法是利用

14、某些特殊的手段，把一些瞬間即逝的現象留跡法是利用某些特殊的手段，把一些瞬間即逝的現象(如位置、軌跡等如位置、軌跡等)記錄下來，以便于此后對其進行仔細研究記錄下來，以便于此后對其進行仔細研究的一種方法留跡法也是物理實驗中常用的方法如：用打的一種方法留跡法也是物理實驗中常用的方法如：用打點計時器打在紙帶上的點跡記錄小車的位移與時間之間的關點計時器打在紙帶上的點跡記錄小車的位移與時間之間的關系；用描跡法描繪平拋運動的軌跡；在系；用描跡法描繪平拋運動的軌跡；在“測定玻璃的折射測定玻璃的折射率率”的實驗中，用大頭針的插孔顯示入射光線和出射光線的的實驗中，用大頭針的插孔顯示入射光線和出射光線的方位；在描繪

15、電場中等勢線的實驗中，用探針通過復寫紙在方位；在描繪電場中等勢線的實驗中，用探針通過復寫紙在白紙上留下的痕跡記錄等勢點的位置等等，都是留跡法在實白紙上留下的痕跡記錄等勢點的位置等等，都是留跡法在實驗中的應用驗中的應用4累積法累積法累積法是把某些難以直接準確測量的微小量累積后測累積法是把某些難以直接準確測量的微小量累積后測量，以提高測量的準確度的一種實驗方法如：在缺乏高精量，以提高測量的準確度的一種實驗方法如：在缺乏高精密度的測量儀器的情況下測細金屬絲的直徑，常把細金屬絲密度的測量儀器的情況下測細金屬絲的直徑，常把細金屬絲繞在圓柱體上測若干匝的總長度，然后除以匝數就可求出細繞在圓柱體上測若干匝的

16、總長度，然后除以匝數就可求出細金屬絲的直徑；測一張薄紙的厚度時，常先測出若干頁紙的金屬絲的直徑；測一張薄紙的厚度時，常先測出若干頁紙的總厚度，再除以被測頁數即所求每頁紙的厚度；在總厚度，再除以被測頁數即所求每頁紙的厚度；在“用單擺用單擺測定重力加速度測定重力加速度”的實驗中，單擺周期的測定就是通過測單的實驗中，單擺周期的測定就是通過測單擺完成多次全振動的總時間除以全振動的次數，以減小個人擺完成多次全振動的總時間除以全振動的次數，以減小個人反應時間造成的誤差影響等反應時間造成的誤差影響等 5模擬法模擬法模擬法是一種間接實驗方法，它是通過與原型相似的模模擬法是一種間接實驗方法，它是通過與原型相似的

17、模型來說明原型的規律性的模擬法在中學物理實驗中的典型型來說明原型的規律性的模擬法在中學物理實驗中的典型應用是應用是“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”這一實驗，這一實驗，由于直接描繪靜電場的等勢線很困難，而恒定電流的電場與由于直接描繪靜電場的等勢線很困難，而恒定電流的電場與靜電場相似，所以用恒定電流的電場來模擬靜電場，通過它靜電場相似，所以用恒定電流的電場來模擬靜電場，通過它來了解靜電場中等勢線的分布情況來了解靜電場中等勢線的分布情況6控制變量法控制變量法 在多因素的實驗中，可以先控制一些量不變，依次研究在多因素的實驗中，可以先控制一些量不變，依次研究某一個因素

18、的影響如在某一個因素的影響如在“驗證牛頓第二定律驗證牛頓第二定律”的實驗中，的實驗中，可以先保持質量一定，研究加速度和力的關系；再保持力一可以先保持質量一定，研究加速度和力的關系；再保持力一定，研究加速度和質量的關系；最后綜合得出加速度與質定，研究加速度和質量的關系；最后綜合得出加速度與質量、力的關系量、力的關系三、實驗數據的處理方法三、實驗數據的處理方法1列表法列表法在記錄和處理數據時，常常將數據列成表格數據列表在記錄和處理數據時，常常將數據列成表格數據列表可以簡單而又明確地表示出有關物理量之間的關系，有助于可以簡單而又明確地表示出有關物理量之間的關系，有助于找出物理量之間聯系的規律性找出物

19、理量之間聯系的規律性列表的要求：列表的要求：(1)寫明表的標題或加上必要的說明；寫明表的標題或加上必要的說明；(2)必須交代清楚表中各符號所表示的物理量的意義，并必須交代清楚表中各符號所表示的物理量的意義，并寫明單位；寫明單位；(3)表中數據應是正確反映測量結果的有效數字表中數據應是正確反映測量結果的有效數字2平均值法平均值法現行教材中只介紹了算術平均值，即把測定的數據相加現行教材中只介紹了算術平均值，即把測定的數據相加求和，然后除以測量的次數必須注意的是，求平均值時應求和，然后除以測量的次數必須注意的是，求平均值時應該按測量儀器的精確度決定應保留的有效數字的位數該按測量儀器的精確度決定應保留

20、的有效數字的位數3圖象法圖象法圖象法是物理實驗中廣泛應用的處理實驗數據的方圖象法是物理實驗中廣泛應用的處理實驗數據的方法圖象法的最大優點是直觀、簡便在探索物理量之間的法圖象法的最大優點是直觀、簡便在探索物理量之間的關系時，由圖象可以直觀地看出物理量之間的函數關系或變關系時，由圖象可以直觀地看出物理量之間的函數關系或變化趨勢，由此建立經驗公式化趨勢，由此建立經驗公式作圖的規則：作圖的規則：(1)作圖一定要用坐標紙，坐標紙的大小要根據有效數字作圖一定要用坐標紙，坐標紙的大小要根據有效數字的位數和結果的需要來定；的位數和結果的需要來定；(2)要標明軸名、單位，在軸上每隔一定的間距按有效數要標明軸名、

21、單位，在軸上每隔一定的間距按有效數字的位數標明數值；字的位數標明數值；(3)圖上的連線不一定通過所有的數據點，而應盡量使數圖上的連線不一定通過所有的數據點，而應盡量使數據點合理地分布在線的兩側；據點合理地分布在線的兩側；(4)作圖時常通過選取適當的坐標軸使圖線線性化，即作圖時常通過選取適當的坐標軸使圖線線性化，即“變曲為直變曲為直”雖然圖象法有許多優點，但在圖紙上連線時有較大的主雖然圖象法有許多優點，但在圖紙上連線時有較大的主觀任意性，另外連線的粗細、圖紙的大小、圖紙本身的均勻觀任意性，另外連線的粗細、圖紙的大小、圖紙本身的均勻程度等，都對結果的準確性有影響程度等，都對結果的準確性有影響四、實

22、驗誤差的分析及減小誤差的方法四、實驗誤差的分析及減小誤差的方法中學物理中只要求初步了解絕對誤差與相對誤差、偶然中學物理中只要求初步了解絕對誤差與相對誤差、偶然誤差與系統誤差的概念，以及能定性地分析一些實驗中產生誤差與系統誤差的概念，以及能定性地分析一些實驗中產生系統誤差的主要原因系統誤差的主要原因(1)絕對誤差與相對誤差絕對誤差與相對誤差設某物理量的真實值為設某物理量的真實值為A0，測量值為，測量值為A，則絕對誤差為，則絕對誤差為A|AA0|，相對誤差為，相對誤差為 (2)偶然誤差與系統誤差偶然誤差與系統誤差偶然誤差是由于各種偶然因素對實驗的影響而產生偶然誤差是由于各種偶然因素對實驗的影響而產

23、生的偶然誤差具有隨機性，有時偏大，有時偏小，所以可以的偶然誤差具有隨機性，有時偏大，有時偏小，所以可以通過多次測量求平均值的方法減小偶然誤差通過多次測量求平均值的方法減小偶然誤差000|AAAAA 系統誤差是由于儀器本身不夠精確，或實驗方法粗略，系統誤差是由于儀器本身不夠精確，或實驗方法粗略，或實驗原理不完善而產生的它的特點是使測量值總是偏大或實驗原理不完善而產生的它的特點是使測量值總是偏大或總是偏小所以，采用多次測量求平均值的方法不能減小或總是偏小所以，采用多次測量求平均值的方法不能減小系統誤差要減小系統誤差，必須校準儀器，或改進實驗方系統誤差要減小系統誤差，必須校準儀器，或改進實驗方法，或

24、設計在原理上更為完善的實驗方案法，或設計在原理上更為完善的實驗方案課本上的學生實驗中就有不少減小實驗系統誤差的方法課本上的學生實驗中就有不少減小實驗系統誤差的方法和措施譬如，在和措施譬如，在“研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動”的實驗中，若使的實驗中，若使用電磁打點計時器測量，由于電磁打點計時器的振針與紙帶用電磁打點計時器測量，由于電磁打點計時器的振針與紙帶之間有較大的且不連續、不均勻的阻力作用，會給加速度的之間有較大的且不連續、不均勻的阻力作用，會給加速度的測定帶來較大的系統誤差；若改用電火花計時器，就可以使測定帶來較大的系統誤差；若改用電火花計時器，就可以使這一阻力大為減小，從而減小加速

25、度測定的系統誤差再這一阻力大為減小，從而減小加速度測定的系統誤差再如：如：在用伏安法測電阻時，為減小電阻測量的系統誤差，就要根在用伏安法測電阻時，為減小電阻測量的系統誤差，就要根據待測電阻阻值的大小考慮是采用電流表的外接法還是內接據待測電阻阻值的大小考慮是采用電流表的外接法還是內接法；在用半偏法測電流表的內阻時法；在用半偏法測電流表的內阻時(如圖如圖71所示所示)，為減小，為減小測量的系統誤差，就要使電源的電動勢盡量大，使測量的系統誤差，就要使電源的電動勢盡量大，使 表滿偏表滿偏時限流電阻時限流電阻R比半偏時并聯在電流表兩端的電阻箱比半偏時并聯在電流表兩端的電阻箱R的阻值的阻值大得多大得多 圖

26、圖71 五、電學實驗電路的基本結構及構思的一般程序五、電學實驗電路的基本結構及構思的一般程序1電學實驗電路的基本結構電學實驗電路的基本結構一個完整的電學實驗電路往往包括測量電路與控制電路一個完整的電學實驗電路往往包括測量電路與控制電路兩部分兩部分測量電路：指體現實驗原理和測量方法的那部分電路，測量電路：指體現實驗原理和測量方法的那部分電路，通常由電表、被測元件、電阻箱等構成通常由電表、被測元件、電阻箱等構成控制電路：指提供電能、控制和調節電流控制電路：指提供電能、控制和調節電流(電壓電壓)大小的大小的那部分電路，通常由電源、開關、滑動變阻器等構成那部分電路，通常由電源、開關、滑動變阻器等構成有

27、些實驗電路的測量電路與控制電路渾然一體，不存在有些實驗電路的測量電路與控制電路渾然一體，不存在明顯的分界如明顯的分界如“測定電源的電動勢和內阻測定電源的電動勢和內阻”的實驗電路的實驗電路2實驗電路構思的一般程序實驗電路構思的一般程序(1)審題審題實驗目的；實驗目的；給定器材的性能參數給定器材的性能參數(2)電表的選擇電表的選擇根據被測電阻及給定電源的相關信息，如電源的電動根據被測電阻及給定電源的相關信息，如電源的電動勢、被測電阻的阻值范圍和額定電流等，估算出被測電阻的勢、被測電阻的阻值范圍和額定電流等，估算出被測電阻的端電壓及通過它的電流的最大值，以此為依據，選定量程適端電壓及通過它的電流的最

28、大值，以此為依據，選定量程適當的電表當的電表(3)測量電路的選擇測量電路的選擇根據所選定的電表以及被測電阻的情況，選擇測量電路根據所選定的電表以及被測電阻的情況，選擇測量電路(估算法、試觸法估算法、試觸法)(4)控制電路的選擇控制電路的選擇通常優先考慮限流式電路，但在下列三種情形下，應選通常優先考慮限流式電路，但在下列三種情形下，應選擇分壓式電路：擇分壓式電路：“限不住限不住”電流，即給定的滑動變阻器阻值偏小，即電流，即給定的滑動變阻器阻值偏小，即使把阻值調至最大，電路中的電流也會超過最大允許值；使把阻值調至最大，電路中的電流也會超過最大允許值；給定的滑動變阻器的阻值給定的滑動變阻器的阻值R太

29、小，即太小，即RRx，調節滑動，調節滑動變阻器時，對電流、電壓的調節范圍太小；變阻器時，對電流、電壓的調節范圍太小；實驗要求電壓的調節范圍盡可能大，甚至表明要求使實驗要求電壓的調節范圍盡可能大，甚至表明要求使電壓從零開始變化電壓從零開始變化如描繪小電珠的伏安特性曲線、電壓表的校對等實驗，如描繪小電珠的伏安特性曲線、電壓表的校對等實驗，通常情況下都采用分壓式電路通常情況下都采用分壓式電路(5)滑動變阻器的選擇滑動變阻器的選擇根據所確定的控制電路可選定滑動變阻器根據所確定的控制電路可選定滑動變阻器限流式電路對滑動變阻器的要求：限流式電路對滑動變阻器的要求：a能能“限住限住”電流，且保證不被燒壞；電

30、流，且保證不被燒壞；b阻值不宜太大或太小，有一定的調節空間，一般選阻值不宜太大或太小，有一定的調節空間，一般選擇阻值與負載阻值相近的變阻器擇阻值與負載阻值相近的變阻器分壓式電路對滑動變阻器的要求：分壓式電路對滑動變阻器的要求：電阻較小而額定電流較大，電阻較小而額定電流較大，I額額 (R為變阻器的總電為變阻器的總電阻阻)3電表的反常規用法電表的反常規用法其實，電流表、電壓表如果知道其內阻，它們的功能就其實，電流表、電壓表如果知道其內阻，它們的功能就不僅僅是測電流或電壓因此，如果知道電表的內阻，電流不僅僅是測電流或電壓因此，如果知道電表的內阻，電流表、電壓表就既可以測電流，也可以測電壓，還可以作為

31、定表、電壓表就既可以測電流，也可以測電壓，還可以作為定值電阻來用，即值電阻來用，即“一表三用一表三用”ER熱點、重點、難點熱點、重點、難點一、應用性實驗一、應用性實驗1所謂應用性實驗，就是以熟悉和掌握實驗儀器的具所謂應用性實驗，就是以熟悉和掌握實驗儀器的具體使用及其在實驗中的應用為目的的一類實驗；或者用實驗體使用及其在實驗中的應用為目的的一類實驗；或者用實驗方法取得第一手資料，然后用物理概念、規律分析實驗，并方法取得第一手資料，然后用物理概念、規律分析實驗，并以解決實際問題為主要目的的實驗主要有：以解決實際問題為主要目的的實驗主要有：儀器的正確操作與使用，如打點計時器、電流表、電儀器的正確操作

32、與使用，如打點計時器、電流表、電壓表、多用電表、示波器等，在實驗中能正確地使用它們是壓表、多用電表、示波器等，在實驗中能正確地使用它們是十分重要的十分重要的(考核操作、觀察能力考核操作、觀察能力)；物理知識的實際應用，如科技、交通、生產、生活、物理知識的實際應用，如科技、交通、生產、生活、體育等諸多方面都有物理實驗的具體應用問題體育等諸多方面都有物理實驗的具體應用問題2應用性實驗題一般分為上面兩大類，解答時可從以應用性實驗題一般分為上面兩大類，解答時可從以下兩方面入手下兩方面入手(1)熟悉儀器并正確使用熟悉儀器并正確使用實驗儀器名目繁多，具體應用因題而異，所以，熟悉使實驗儀器名目繁多，具體應用

33、因題而異，所以，熟悉使用儀器是最基本的應用如打點計時器的正確安裝和使用，用儀器是最基本的應用如打點計時器的正確安裝和使用，滑動變阻器在電路中起限流和分壓作用的不同接法，多用電滑動變阻器在電路中起限流和分壓作用的不同接法，多用電表測不同物理量的調試等，只有熟悉它們，才能正確使用它表測不同物理量的調試等，只有熟悉它們，才能正確使用它們熟悉儀器，們熟悉儀器，主要是了解儀器的結構、性能、量程、工作主要是了解儀器的結構、性能、量程、工作原理、使用方法、注意事項，如何排除故障、正確讀數和調原理、使用方法、注意事項，如何排除故障、正確讀數和調試，使用后如何保管等試，使用后如何保管等 (2)理解實驗原理理解實

34、驗原理面對應用性實驗題，我們一定要通過審題，迅速地理解面對應用性實驗題，我們一定要通過審題，迅速地理解其實驗原理，這樣才能將實際問題模型化，運用有關規律去其實驗原理，這樣才能將實際問題模型化，運用有關規律去研究它研究它具體地說，應用性實驗題的依托仍然是物理知識、實驗具體地說，應用性實驗題的依托仍然是物理知識、實驗的能力要求等解答時不外乎抓住以下幾點：的能力要求等解答時不外乎抓住以下幾點：明確實驗應明確實驗應該解決什么實際問題該解決什么實際問題(分清力學、電學、光學等不同實際問分清力學、電學、光學等不同實際問題題)；明確實驗原理與實際問題之間的關系明確實驗原理與實際問題之間的關系(直接還是間直接

35、還是間接接)；明確是否僅用本實驗能達到解決問題的目的，即是否明確是否僅用本實驗能達到解決問題的目的，即是否還要聯系其他物理知識，包括數學知識；還要聯系其他物理知識，包括數學知識；明確是否需要設明確是否需要設計實驗方案；計實驗方案；明確實際問題的最終結果明確實際問題的最終結果例例1 1新式游標卡尺的刻度線看起來很新式游標卡尺的刻度線看起來很“稀疏稀疏”，使，使讀數顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數據通常游標卡讀數顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數據通常游標卡尺的刻度有尺的刻度有10分度、分度、20分度和分度和50分度三種規格；新式游標卡分度三種規格；新式游標卡尺也有相應的三種，但刻度卻是：尺也有

36、相應的三種，但刻度卻是：19 mm等分成等分成10份，份，39 mm等分成等分成20份，份，99 mm 等分成等分成50份圖份圖72就是一個就是一個“39 mm等分成等分成20份份”的新式游標卡尺的新式游標卡尺圖圖72(1)它的準確度是它的準確度是_mm(2)用它測量某物體的厚度，示數如圖用它測量某物體的厚度，示數如圖71所示，正確的所示，正確的讀數是讀數是_cm【解析】【解析】(1)游標上游標上20格對應的長度為格對應的長度為39 mm，即每格長，即每格長為為1.95 mm，游標上每格比主尺上每兩格小，游標上每格比主尺上每兩格小x0.05 mm，故，故準確度為準確度為0.05 mm(2)這種

37、游標卡尺的讀數方法為：主尺讀數游標對準刻這種游標卡尺的讀數方法為：主尺讀數游標對準刻度度x3 cm60.005 cm3.030 cm答案答案(1)0.05(2)3.030【點評點評】游標卡尺、螺旋測微器的使用在高考題中頻繁游標卡尺、螺旋測微器的使用在高考題中頻繁出現對游標卡尺的使用要特別注意以下兩點：出現對游標卡尺的使用要特別注意以下兩點：深刻理解它的原理：通過游標更準確地量出深刻理解它的原理：通過游標更準確地量出“0”刻度刻度與左側刻度之間的間距與左側刻度之間的間距游標對準刻度游標對準刻度x；讀準有效數據讀準有效數據例例2圖圖73為一簡單歐姆表原理示意圖，其中電流為一簡單歐姆表原理示意圖，其

38、中電流表的滿偏電流表的滿偏電流Ig300 A，內阻，內阻Rg100 ，可變電阻，可變電阻R的最的最大值為大值為10 k，電池的電動勢，電池的電動勢E1.5 V，內阻，內阻r0.5 ，圖中，圖中與接線柱與接線柱A相連的表筆顏色應是相連的表筆顏色應是_色按正確使用方色按正確使用方法測量電阻法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx_ k若該歐姆表使用一段時間后，電池的電動勢若該歐姆表使用一段時間后，電池的電動勢變小、內阻變大，但此表仍能調零，變小、內阻變大，但此表仍能調零，按正確使用方法再測上述按正確使用方法再測上述Rx，其測量結，其測量結果與原結果

39、相比將果與原結果相比將_(填填“變變大大”、“變小變小”或或“不變不變”)2009年高考年高考天津理綜卷天津理綜卷 答案答案紅紅5變大變大【點評點評】歐姆表的原理就是閉合電路的歐姆定律，可以歐姆表的原理就是閉合電路的歐姆定律，可以作為結論的是：歐姆表正中央的刻度值等于歐姆表的內阻作為結論的是：歐姆表正中央的刻度值等于歐姆表的內阻圖圖73 二、測量性實驗二、測量性實驗所謂測量性實驗，就是以測量一些物理量的具體、準確所謂測量性實驗，就是以測量一些物理量的具體、準確數據為主要目的的一類實驗，可用儀器、儀表直接讀取數數據為主要目的的一類實驗，可用儀器、儀表直接讀取數據，或者根據實驗步驟按物理原理測定實

40、驗結果的具體數據，或者根據實驗步驟按物理原理測定實驗結果的具體數值測量性實驗又稱測定性實驗，如值測量性實驗又稱測定性實驗，如“用單擺測定重力加速用單擺測定重力加速度度”、“用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小”、“測定金屬的電阻測定金屬的電阻率率”、“測定玻璃的折射率測定玻璃的折射率”等等例例3如圖如圖74所示，將打所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測定重力加速度用此裝置可以測定重力加速度 圖圖74(1)所需器材有打點計時器所需器材有打點計時器(帶導線帶導線)、紙帶、復寫紙、帶、

41、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需_(填字母代填字母代號號)中的器材中的器材A直流電源、天平及砝碼直流電源、天平及砝碼B直流電流、毫米刻度尺直流電流、毫米刻度尺C交流電源、天平及砝碼交流電源、天平及砝碼D交流電源、毫米刻度尺交流電源、毫米刻度尺(2)通過作圖的方法可以剔除偶然誤差較大的數據，提高通過作圖的方法可以剔除偶然誤差較大的數據，提高實驗的準確程度為使圖線的斜率等于重力加速度，除作實驗的準確程度為使圖線的斜率等于重力加速度，除作vt圖象外，還可作圖象外，還可作_圖象，其縱軸表示的是圖象，其縱軸表示的是_，橫軸表示的是，橫軸表示的是_2

42、009年高考年高考天津理綜卷天津理綜卷(1)所需器材有打點計時器所需器材有打點計時器(帶導線帶導線)、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需_(填字母代號填字母代號)中的器中的器材材A直流電源、天平及砝碼直流電源、天平及砝碼 B直流電流、毫米刻度尺直流電流、毫米刻度尺C交流電源、天平及砝碼交流電源、天平及砝碼 D交流電源、毫米刻度尺交流電源、毫米刻度尺(2)通過作圖的方法可以剔除偶然誤差較大的數據，提高實驗通過作圖的方法可以剔除偶然誤差較大的數據，提高實驗的準確程度為使圖線的斜率等于重力加速度，除作的準確程度為使圖線的斜率等于

43、重力加速度，除作vt圖象外，圖象外，還可作還可作_圖象，其縱軸表示的是圖象，其縱軸表示的是_，橫軸表示，橫軸表示的是的是_2009年高考年高考天津理綜卷天津理綜卷答案答案(1)D (2) h 速度平方的二分之一速度平方的二分之一 重物下落的高度重物下落的高度【點評點評】高中物理中講述了許多種測量重力加速度的方高中物理中講述了許多種測量重力加速度的方法，如單擺法、自由落體法、滴水法、阿特伍德機法等法，如單擺法、自由落體法、滴水法、阿特伍德機法等圖象法是常用的處理數據的方法，其優點是直觀、準確，圖象法是常用的處理數據的方法，其優點是直觀、準確，還能容易地剔除錯誤的測量數據還能容易地剔除錯誤的測量數

44、據202v例例4現要測量電源現要測量電源B的電動勢的電動勢E及內阻及內阻r(E約為約為4.5 V，r約為約為1.5 )，已有下列器材：量程為，已有下列器材：量程為3 V的理想電壓表的理想電壓表 ，量程為量程為0.5 A的電流表的電流表 (具有一定內阻具有一定內阻)，固定電阻，固定電阻R40 ，滑動變阻器滑動變阻器R，開關，開關S，導線若干，導線若干(1)畫出實驗電路原理圖圖中各元件需用題目中給出的畫出實驗電路原理圖圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出符號或字母標出(2)實驗中，當電流表的示數為實驗中，當電流表的示數為I1時，電壓表的示數為時，電壓表的示數為U1；當電流表的示數為；當電流表的

45、示數為I2時，電壓表的示數為時，電壓表的示數為U2由此可求由此可求出，出，E_，r_(用用I1、I2、U1、U2及及R表示表示)【解析】【解析】本題是常規伏安法測電源的電動勢和內阻實驗本題是常規伏安法測電源的電動勢和內阻實驗的情境變式題，本題與課本上實驗的區別是電源的電動勢大的情境變式題，本題與課本上實驗的區別是電源的電動勢大于理想電壓表的量程，但題目中提供的器材中有一個阻值不于理想電壓表的量程，但題目中提供的器材中有一個阻值不大的固定電阻，這就很容易把該情境變式題大的固定電阻，這就很容易把該情境變式題“遷移遷移”到學過到學過的實驗上把固定電阻接在電源的旁邊，的實驗上把固定電阻接在電源的旁邊，

46、將其等效成電源的內阻即可將其等效成電源的內阻即可(如圖甲所如圖甲所示示)，再把電壓表跨接在它們的兩側，再把電壓表跨接在它們的兩側顯然，顯然，“內阻增大，內電壓便增大內阻增大，內電壓便增大”，電壓表所測量的外電壓相應的減小，電壓表所測量的外電壓相應的減小，通過定量計算通過定量計算,符合實驗測量的要求符合實驗測量的要求這樣這樣,一個新的設計性實驗又回歸到一個新的設計性實驗又回歸到課本實驗上了課本實驗上了(1)實驗電路原理圖如圖乙所示實驗電路原理圖如圖乙所示甲甲 乙乙 (2)根據根據EUIr ，給定的電源，給定的電源B的電動勢的電動勢E及內阻及內阻r是一是一定的，定的，I和和U都隨滑動變阻器都隨滑動

47、變阻器R的阻值的改變而改變，只要改的阻值的改變而改變，只要改變變R的阻值，即可測出兩組的阻值，即可測出兩組I、U數據，列方程組得：數據，列方程組得：EU1I1(Rr)EU2I2(Rr)解得：解得：E ，r答案答案(1)如圖乙所示如圖乙所示(2)【點評點評】本題所提供的理想電壓表的量程小于被測電源本題所提供的理想電壓表的量程小于被測電源的電動勢，需要學生打破課本實驗的思維定式，從方法上進的電動勢，需要學生打破課本實驗的思維定式，從方法上進行創新，運用所提供的器材創造性地進行實驗設計行創新，運用所提供的器材創造性地進行實驗設計112212I UI UII 112212I UI UII 1212.U

48、URII 1212UURII 三、測量性實驗三、測量性實驗：“伏安法測電阻伏安法測電阻”規律匯總規律匯總縱觀近幾年的實驗題，題目年年翻新，沒有一個照搬課縱觀近幾年的實驗題，題目年年翻新，沒有一個照搬課本中的實驗，全是對原有實驗的改造、改進，甚至創新，但本中的實驗，全是對原有實驗的改造、改進，甚至創新，但題目涉及的基本知識和基本技能仍然立足于課本實驗題目涉及的基本知識和基本技能仍然立足于課本實驗實驗題作為考查實驗能力的有效途徑和重要手段，在高實驗題作為考查實驗能力的有效途徑和重要手段，在高考試題中一直占有相當大的比重，而電學實驗因其實驗理考試題中一直占有相當大的比重，而電學實驗因其實驗理論、步驟

49、的完整性及與大學物理實驗結合的緊密性，成了高論、步驟的完整性及與大學物理實驗結合的緊密性，成了高考實驗考查的重中之重，測量電阻成為高考考查的焦點考實驗考查的重中之重，測量電阻成為高考考查的焦點伏伏安法測電阻是測量電阻最基本的方法，常涉及電流表內外接安法測電阻是測量電阻最基本的方法，常涉及電流表內外接法的選擇與滑動變阻器限流、分壓式的選擇，前者是考慮減法的選擇與滑動變阻器限流、分壓式的選擇，前者是考慮減小系統誤差，后者是考慮電路的安全及保證可讀取的數小系統誤差，后者是考慮電路的安全及保證可讀取的數據另外，考題還常設置障礙讓考生去克服，如沒有電壓表據另外，考題還常設置障礙讓考生去克服，如沒有電壓表

50、或沒有電流表等，這就要求考生根據實驗要求及提供的儀或沒有電流表等，這就要求考生根據實驗要求及提供的儀器，發揮思維遷移，將已學過的電學知識和實驗方法靈活地器，發揮思維遷移，將已學過的電學知識和實驗方法靈活地運用到新情境中去這樣，就有效地考查了考生設計和完成運用到新情境中去這樣，就有效地考查了考生設計和完成實驗的能力實驗的能力 一、一、 伏安法測電阻的基本原理伏安法測電阻的基本原理1基本原理基本原理伏安法測電阻的基本原理是歐姆定律伏安法測電阻的基本原理是歐姆定律R ，只要測出，只要測出元件兩端的電壓和通過的電流，即可由歐姆定律計算出該元元件兩端的電壓和通過的電流，即可由歐姆定律計算出該元件的阻值件

51、的阻值2測量電路的系統誤差測量電路的系統誤差 (1)當當Rx遠大于遠大于RA或臨界阻值或臨界阻值R真真 (2)當當Rx遠小于遠小于RV或臨界阻值或臨界阻值Rx時，時， 采用電流表外接采用電流表外接 ( 如圖如圖76所所示示)采用電流表外接時，系統誤差使得采用電流表外接時，系統誤差使得電阻的測量值小于真實值，即電阻的測量值小于真實值，即R測測R真真UIAVR RAVR R圖圖75 圖圖76 3控制電路的安全及偶然誤差控制電路的安全及偶然誤差根據電路中各元件的安全要求及電壓調節的范圍不同，根據電路中各元件的安全要求及電壓調節的范圍不同，滑動變阻器有限流接法與分壓接法兩種選擇滑動變阻器有限流接法與分

52、壓接法兩種選擇(1)滑動變阻器限流接法滑動變阻器限流接法(如圖如圖77所示所示)一般情況或沒一般情況或沒有特別說明的情況下，由于限流電路能耗較小，結構連接簡有特別說明的情況下，由于限流電路能耗較小，結構連接簡單，應優先考慮限流連接方式限流接法適合測量小電阻和單，應優先考慮限流連接方式限流接法適合測量小電阻和與變阻器總電阻相比差不多或還小的電阻與變阻器總電阻相比差不多或還小的電阻圖圖77(2)滑動變阻器分壓接法滑動變阻器分壓接法(如圖如圖78所示所示)當采用限流電當采用限流電路，電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流時，必須選路，電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流時，必須選用滑動變阻器的分壓

53、連接方式；當用電器的電阻遠大于滑動用滑動變阻器的分壓連接方式；當用電器的電阻遠大于滑動變阻器的總電阻值，且實驗要求的電壓變化范圍較大變阻器的總電阻值，且實驗要求的電壓變化范圍較大(或要求或要求測量多組實驗數據測量多組實驗數據)時，必須選用滑動變阻器的分壓接法；要時，必須選用滑動變阻器的分壓接法；要求某部分電路的電壓從零開始可連續變化時，必須選用滑動求某部分電路的電壓從零開始可連續變化時，必須選用滑動變阻器的分壓連接方式變阻器的分壓連接方式圖圖784常見的測量電阻的方法常見的測量電阻的方法例例5從下表中選出適當的實驗器材，設計一電路來從下表中選出適當的實驗器材，設計一電路來測量電流表的內阻測量電

54、流表的內阻r1要求方法簡捷，有盡可能高的測量精要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數據度，并能測得多組數據(1)畫出電路圖，標明所用器材的代號畫出電路圖，標明所用器材的代號(2)若選測量數據中的一組來計算若選測量數據中的一組來計算r1，則所用的表達式，則所用的表達式r1_，式中各符號的意義是：，式中各符號的意義是：_【解析】【解析】根據所列儀器的特點，電流表根據所列儀器的特點，電流表 的內阻已知，的內阻已知，由此可采用兩電流表并聯因為兩電流表兩端的電壓相等，由此可采用兩電流表并聯因為兩電流表兩端的電壓相等，即可省去電壓的測量，從而減小實驗誤差，由即可省去電壓的測量，從而減小實驗誤差

55、，由I2r2I1r1，得，得r1 答案答案(1)電路圖如圖所示電路圖如圖所示(2) I1、I2分別分別為為 、 的示數的示數【點評點評】 分析題意可知需測量電流分析題意可知需測量電流表表 的內阻，按常規方法應用伏安法的內阻，按常規方法應用伏安法,將電將電壓表并聯在待測電流表兩端，但經分析可知即使該電流表滿壓表并聯在待測電流表兩端，但經分析可知即使該電流表滿偏偏,其兩端的電壓也僅為其兩端的電壓也僅為0.4 V,遠小于量程遠小于量程10 V.這恰恰就是本這恰恰就是本題設計考核學生應變能力的題設計考核學生應變能力的“陷阱陷阱”此題也可理解為此題也可理解為“將已知內阻的電流表將已知內阻的電流表 當成電

56、壓表當成電壓表使用使用”，這實際也是伏安法的一種推廣形式，這實際也是伏安法的一種推廣形式221I RI221I RI例例6有一根圓臺狀勻質合金棒如圖有一根圓臺狀勻質合金棒如圖79甲所示，某甲所示，某同學猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率同學猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率、長度、長度L和兩底和兩底面直徑面直徑d、D有關他進行了如下實驗：有關他進行了如下實驗：圖圖79(1)用游標卡尺測量合金棒的兩底面直徑用游標卡尺測量合金棒的兩底面直徑d、D和長度和長度L圖圖78乙中的游標卡尺乙中的游標卡尺(游標尺上有游標尺上有20個等分刻度個等分刻度)的讀數的讀數L_cm (2)測量該合金棒電阻的實物電路如

57、圖測量該合金棒電阻的實物電路如圖79丙所示丙所示(相關相關器材的參數已在圖中標出器材的參數已在圖中標出)該合金棒的電阻約為幾個歐該合金棒的電阻約為幾個歐姆圖中有一處連接不當的導線是姆圖中有一處連接不當的導線是_(用標注在導線用標注在導線旁的數字表示旁的數字表示)圖圖79丙丙 (3)改正電路后，通過實驗測得合金棒的電阻改正電路后，通過實驗測得合金棒的電阻R6.72 根據電阻定律計算電阻率為根據電阻定律計算電阻率為、長為、長為L、直徑分別為、直徑分別為d和和D的圓臺狀合金棒的電阻分別為的圓臺狀合金棒的電阻分別為Rd13.3 、RD3.38 他他發現：在誤差允許范圍內，電阻發現：在誤差允許范圍內，電

58、阻R滿足滿足R2RdRD，由此推斷，由此推斷該圓臺狀合金棒的電阻該圓臺狀合金棒的電阻R_(用用、L、d、D表述表述)2009年高考年高考江蘇物理卷江蘇物理卷【解析】【解析】(1)游標卡尺的讀數，按步驟進行則不會出游標卡尺的讀數，按步驟進行則不會出錯首先，確定游標卡尺的精度為錯首先，確定游標卡尺的精度為20分度，即為分度，即為0.05 mm；然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數99.00 mm，注意小，注意小數點后的有效數字要與精度一樣；再從游標尺上找出對的最數點后的有效數字要與精度一樣；再從游標尺上找出對的最齊一根刻線，精度齊一根刻線，精度格數格數0.058

59、 mm0.40 mm；最后兩；最后兩者相加，根據題目單位要求換算為需要的數據，者相加，根據題目單位要求換算為需要的數據，99.00 mm0.40 mm99.40 mm9.940 cm(2)本實驗為測定一個幾歐姆的電阻，在用伏安法測量其本實驗為測定一個幾歐姆的電阻，在用伏安法測量其兩端的電壓和通過電阻的電流時，因為安培表的內阻較小，兩端的電壓和通過電阻的電流時，因為安培表的內阻較小，為了減小誤差，應用安培表外接法，為了減小誤差，應用安培表外接法，線的連接使用的是安線的連接使用的是安培表內接法培表內接法(3)審題是關鍵，弄清題意也就能夠找到解題的方法根審題是關鍵，弄清題意也就能夠找到解題的方法根據

60、電阻定律計算電阻率為據電阻定律計算電阻率為、長為、長為L、直徑分別為、直徑分別為d和和D的圓柱的圓柱狀合金棒的電阻分別為：狀合金棒的電阻分別為：Rd13.3 ，RD3.38 即即Rd ，RD而電阻而電阻R滿足滿足R2RdRD將將Rd、RD代入得：代入得：R 答案答案(1)9.940 (2) (3)2()2Ld2()2LD4LdD 4LdD 三、設計性實驗三、設計性實驗1所謂設計性實驗，就是根據實驗目的，自主地運用所謂設計性實驗，就是根據實驗目的，自主地運用掌握的物理知識、實驗方法和技能，完成實驗的各環節掌握的物理知識、實驗方法和技能，完成實驗的各環節(實驗實驗目的、對象、原理、儀器選擇、實驗步