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2021年高考物理复习导与练实验十—第十一章第1节及参考答案

实验十测定电源的电动势和内阻

*●注意事项

1.电池选取:应选用内阻较大的电池.

2.实验操作:实验中不宜将电流调得过大,电表读数要快,每次读完数后立即断开开关.

3.数据要求:要测出不少于6组的(I,U)数据,且变化范围要大些.

4.描点画图:通过尽可能多的点作直线,使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去.

5.纵轴标度:可以不从零开始,而是依据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始).这时图线和横轴的交点不是短路电流,但图线与纵轴的截距仍为电源电动势,图线斜率的绝对值为内阻.

●误差分析

1.偶然误差

(1)由于电表读数不准引起误差.

(2)用图像法求E和r时,由于作图不准确造成的误差.

(3)测量过程中通电时间过长或电流过大形成误差.

2.系统误差

(1)若采用(甲)图,其U-I图像如(乙)图所示.由于电压表的分流作用造成误差.

常规实验

[例1] (2019·重庆高三统检)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻.实验器材:待测电源(电动势约3 V,内阻约2 Ω),保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干.

实验主要步骤:

(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关; (ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;

(ⅲ)以U为纵坐标,I为横坐标,作U-I图线(U,I都用国际单位);

(ⅳ)求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.

回答下列问题:

(1)电压表最好选用;电流表最好选用.

A.电压表(0～3 V,内阻约15 kΩ)

B.电压表(0～3 V,内阻约3 kΩ)

C.电流表(0～200 mA,内阻约2 Ω)

D.电流表(0～30 mA,内阻约2 Ω)

(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大,两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是.

A.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱

B.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱

C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱

①当电压表示数越大时,电压表分流越大;反之,电压表分流越小,可推断电压表示数为零时,短路电流测量值等于真实值.

②E测

(2)若采用(丙)图,其U-I图像如(丁)图所示.

由于电流表的分压作用造成误差.

①当电压表示数越小时,电流表的分压越大;电压表示数越大时,电流表的分压越小,可推断断路时,电流表分压为0,

则断路时,电压表示数等于电动势.

②E测=E真,r测>r真,一般地r测的误差非常大.

D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱

(3)选用k,a,R 1,R 2表示待测电源的电动势E 和内阻r,其表达式分别为E= ,r= .

解析:(1)电压表并联在电路中,故电压表内阻越大,分流越小,误差也就越小,因此应选内阻较大的A 电压表;

当滑动变阻器接入电阻最小时,通过电流表电流最大,此时通过电流表电流大小约为I=12E R R r ++=3

1052

++mA=176

mA,因此电流表选择C.

(2)分析电路可知,滑片右移电压表示数变大,则说明滑动变阻器接入电路部分阻值增大,A 项中两导线均接在金属杆的两端,接入电阻为零;B 项中两导线接在电阻丝两端,接入电阻最大并保持不变;C 项中一导线接在金属杆左端,而另一导线接在电阻丝左端,则可以保证滑片右移时阻值增大;D 项中两导线分别接右边上下接线柱,滑片右移时,接入电阻减小,可知选项C 正确.

(3)由闭合电路规律得:U=E-I(r+R 2),对比伏安特性曲线可知,图像的斜率为k=r+R 2;则内阻r=k-R 2;对应图线的横截距a,则U=0,a=I=

2E r R +=E

,解得E=ka. 答案:(1)A C (2)C (3)ka k-R 2

[例2] (2019·四川棠湖中学期末)在一次课外活动中,某物理兴趣小组为了测量由干电池组成的电源的电动势(约为3 V)和内电阻,在实验室寻找到了下列器材: 电压表V(量程0～15 V,内阻约为15 k Ω); 电流表A 1(量程0～0.6 A,内阻约为1.0 Ω); 电流表A 2(量程0～1 mA,内阻为40 Ω); 电阻箱R 1(阻值范围为0～9 999 Ω);

滑动变阻器R 2(阻值范围为0～20 Ω,额定电流2 A); 导线、开关若干.

(1)因电压表的量程过大,测量不精确,可用电流表改装.要将电流表改装成3 V 量程的电压表,应该选用的电流表是 (选填“A 1”或“A 2”),将其与电阻箱R 1 (选填“串联”或“并联”),此时电阻箱R 1的阻值应调至 Ω. (2)为了测定电源的电动势和内电阻,请你帮该小组设计一个测量电路图.

(3)闭合开关,改变变阻器滑片的位置,测得多组数据,画出了两电流表的关系I 2-I 1图像如图,则电源电动势E= V,电源内阻r= Ω.(结果均保留三位有效数字).

解析:(1)要将电流表改装成3 V 量程的电压表,应该选用已知内阻的电流表A 2,将其与电阻箱R 1串联,此时电阻箱R 1的阻值应调至R 1=

I -r g =33110-?Ω-40 Ω=2 960 Ω.

(2)测量电路如图所示.

(3)由闭合电路规律U=E-Ir 可得I 2(R 1+r g )=E-I 1r 整理得I 2=1g E R r +-11g

r I R r +,而R 1+r g =3 000 Ω,

则I 2=

3000E Ω-13000r

I Ω

结合I 2-I 1图像有3000r Ω=3(0.900.40)10A

(0.650.05)A

--?-,

和

3000E

=0.95×10-3 A,

解得E=2.85 V,r=2.50 Ω.

答案:(1)A 2 串联 2 960 (2)见解析 (3)2.85 2.50

1.(2019·山东济南联考)“用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻”的实验,供选用的器材有:

A.电流表(量程0～0.6 A,R A =1 Ω)

B.电流表(量程0～3 A,R A =0.6 Ω)

C.电压表(量程0～3 V,R V =5 k Ω)

D.电压表(量程0～15 V,R V =10 k Ω)

E.滑动变阻器(0～10 Ω,额定电流1.5 A)

F.滑动变阻器(0～2 k Ω,额定电流0.2 A)

G.待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干

(2)电路中的电流表应选用 ,电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 .(用字母代号填写)

(3)如图所示为实验所需器材,请按实验原理图连接成正确的实验电路.

解析:(1)电路图如图(甲)所示,电压表的内阻R V ?r,系统误差较小.

(2)考虑到待测电源只有一节干电池,所以电压表应选C;测量一节干电池的电动势和内阻一般选用0.6 A 的电流表,所以电流表应选A;滑动变阻器不能选择阻值太大的,从允许最大电流和减小实验误差的角度来看,应选择电阻较小额定电流较大的滑动变阻器E. (3)如图(乙)所示

答案:(1)见解析图(甲) (2)A C E (3)见解析图(乙)

2.(2019·安徽宣城高三二模)在测定电源电动势和内电阻的实验中,实验室提供了合适的实验器材.

(1)甲同学按电路图(a)进行测量实验,其中R 2为保护电阻,则

①请用笔画线代替导线在图(b)中完成电路的连接; ②根据电压表的读数U 和电流表的读数I,画出U-I 图线如图(c)所示,可得电源的电动势

E= V,内电阻

r= Ω(结果保留两位有效数字).

(2)乙同学做该实验时,误将测量电路连接成如图(d)所示,其他操作正确,根据电压表的读数U 和电流表的读数I,画出U-I 图线如图(e)所示,可得电源的电动势E= V,内电阻r= Ω(结果保留两位有效数字). 解析:(1)①根据原理图连接实物图,如图所示;

②根据闭合电路规律U=E-Ir,可知电动势E=2.8 V,内电阻r=

U I ??=

2.8 1.6

2.0

-Ω=0.60 Ω; (2)由乙同学的电路接法可知R 1左右两部分并联后与R 2串联,若开始滑片处于左端,则在滑片移动过程中,滑动变阻器接入电阻先增大后减小,则路端电压先增大后减小,U-I 图像如图(e)所示,由图像可知当电压为2.5 V 时,电流为0.50 A,此时两部分电阻相等,则总电流为I 1=1 A;而当电压为2.4 V 时,电流分别对应0.33 A 和0.87 A,则说明当电压为2.4 V 时,干路电流为I 2=0.33 A+0.87 A=1.2 A;根据U=E-Ir 可得2.5 V=E-1 A ·r,2.4 V=E-1.2 A ·r,解得电源的电动势E=3.0 V,内电阻r=0.50 Ω.

答案:(1)①见解析 ②2.8 0.60 (2)3.0 0.50

创新实验

[例3] (2018·江苏卷,10)一同学测量某干电池的电动势和内阻.

(1)如图(甲)所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处.① ;② .

(2)实验测得的电阻箱阻值R 和电流表示数I,以及计算的1

数据见下表: R/Ω

8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A

0.15

0.17

0.19

0.22

0.26

/A -1

6.7 5.9 5.3 4.5 3.8

根据表中数据,在图(乙)方格纸上作出R-

关系图像.

由图像可计算出该干电池的电动势为 V;内阻为 Ω.

(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV 的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A 时,电压表的指针位置如图(丙)所示,则该干电池的电动势应为 V;内阻应为 Ω.

解析:(1)在电学实验中,连接电路时应将开关断开,电阻箱的阻值调为最大,确保实验仪器、仪表的安全. (2)根据闭合电路欧姆定律,得E=I(R+r), 即R=E I -r=E ·1

-r, 即R-1

图像为直线. 描点连线后图像如图所示.

根据图像可知r=1.2 Ω. 图像的斜率为电动势E,在R-1

图像上取两点(2,1.59),(5,5.61) 则E=

5.61 1.59

-- V=1.34 V.

(3)题图中电压表读数U=66 mV,由题述知通过电流表的电流I=0.33 A,根据欧姆定律可得电流表内阻R A =

=0.2 Ω.重新分析第(1)问的实验电路图,考虑到电流表内阻,利用闭合电路欧姆定律,可得E=I(R+r+R A ),变化成R=E ·

1I -(r+R A ),对照作出的R-1I 图像,可知R-1

图像的斜率仍等于电池的电动势;R-

图像在纵轴的截距的绝对值等于电池的内阻与电流表内阻之和,可得电池的内阻为1.0 Ω. 答案:(1)①开关未断开 ②电阻箱阻值为零 (2)图像见解析

1.34(1.30～1.44都算对) 1.2(1.0～1.4都算对) (3)1.34[结果与(2)问中电动势一致]

1.0[结果比(2)问中内阻小0.2]

[例4] (2019·陕西榆林三模)某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻.

A.待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5 V,内阻约几欧姆

B.直流电压表V 1,V 2,量程均为3 V,内阻均为3 k Ω

C.定值电阻R 0未知

D.滑动变阻器R,最大阻值R m

E.导线和开关

(1)根据如图(甲)所示的实物连接图,在图(乙)虚线框中画出相应的电路图.

(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R 0,方法是先把滑动变阻器R 调到最大阻值R m ,再闭合开关,电压表V 1和V 2的读数分别为U 10,U 20,则R 0= (用U 10,U 20,R m 表示).

(3)实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表V 1和V 2的多组

数据U 1,U 2,描绘出U 2-U 1图像如图(丙)所示,图中直线斜率为k,与纵轴的截距为a,则两节干电池的总电动势

E= ,总内阻r= (用k,a,R 0表示). 解析:(1)由实物图可知电路的连接方式,得出的电路图如图所示.

(2)由图可知,V 2测量R 0与R 两端的电压,

V 1测量R 两端的电压,则R 0两端的电压为U 20-U 10; 由欧姆定律可知 R 0

201010m

U U U R -=2010

10U U U -R m . (3)由闭合电路规律可知E=U 2+21

U U R -r,整理得U 2=

00ER R r ++0r R r +U 1,结合图像有:0r R r +=k,0

0ER R r

+=a,解得E=

1a k -,r=0

1kR k

-. 答案:(1)电路图见解析 (2)

2010

U U U -R m (3)

1a k - 0

1kR k

1.(2019·山西太原模拟)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片、苹果制作了水果电池,他们想通过实验的方法测量这种电池的电动势E 和内阻r.现有如下实验器材: 多用电表一个;高阻值电阻箱R 一个;保护电阻R 0一只;导线、开关若干;

(1)如图(甲),已知锌比铜活泼,所以锌片失电子作负极,铜片得电子作正极.为了估计此苹果电池的电动势,某同学直接使用多用电表直流电压挡测量,则应将红表笔与 (选填“铜”或“锌”)片连接.通过上网查看可知水果电池的内阻与水果的种类、两电极之间的距离及电极面积大小有关,一般在几百至几千欧姆之间.为了估测此苹果电池的内阻, (选填“能”或“不能”)使用多用电表的欧姆挡进行初步测量.

(2)由于缺少电流表与电压表,研究小组仍然使用多用电表进行实验,某同学连接如图(乙)的实验电路,将多用电表当电流表使用(不计其内阻).调节电阻箱R 可测得多组多用电表读数I,为了减少偶然误差,该同学作1

-R 图像进行数据

处理.如果图像的斜率为k,截距为b,则由图像可得该苹果电池的电动势E= ,内阻r= .(用k,b 和R 0表示)

解析:(1)根据多用电表测电阻的原理和使用规则可知不能测量苹果电池的内阻.

(2)由闭合电路欧姆定律可知I=0

R r R ++,则

1I =1E R+r E +0R E

; 结合

1I -R 图像,有k=1E ,b=r E +0R E

;

解得E=

1k ,r=b

-R 0. 答案:(1)铜不能 (2)

1k b

-R 0 2.(2019·安徽蚌埠二模)某小组要测量电源的电动势E(约3 V)、内电阻r(约1 Ω)和电阻R x (约5 Ω)的阻值.已经提供的器材有:待测电源E,待测电阻R x ,电压表(量程1.5 V,内阻R V =1 500 Ω),电阻箱R(0～99.99 Ω),开关S 1,单刀双掷开关S 2,导线若干.

(1)实验时需要将电压表的量程扩大一倍,应该再选用一个阻值为 Ω的定值电阻与电压表 (选填“串联”或“并联”);设计好的电路如图(甲)所示,图中○V 为改装后的电压表,以下实验中可看成理想电压表. (2)为了测量R x 的电阻,闭合S 1,将S 2与a 连接,调节电阻箱,读出其电阻值R 和电压表的示数U 1;保持电阻箱阻值不变,将S 2与b 连接,读出电压表的示数U 2;则电阻R x 的表达式为 .

(3)为了测量电源的电动势和内电阻,闭合S 1,将S 2与a 连接,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,绘出如图(乙)所示的

1U -1

图像,若图像的斜率为k,纵轴截距为l,则电动势E 的表达式为 ,内电阻r 的表达式为 .(用k,l 和R x 表示)

解析:(1)实验时需要将电压表的量程扩大一倍,应串联一个定值电阻,它的阻值为 R=

U U U R -=1 500 Ω. (2)当电压表接a 时,电压表测电阻箱R 两端的电压;当接b 时,电压表测R x 及电阻箱R 两端的电压;则R x 两端的电压为U 2-U 1,此时流过R x 的电流为1

U R

,由欧姆定律可得R x =

U U U -R.

(3)实验中电阻箱的示数为R,电压表示数为电阻箱R 两端的电压,由闭合电路规律可知E=

(R+R x +r),整理得1U =x R r E +·1R +1E ,结合1U -1R 图像可得l=1E ,k=x R r E +,则E=1l ,r=k

-R x .

答案:(1)1 500 串联 (2)R x =

U U U -R (3)E=1l r=k

-R x

[创新分析]

实验器材

(2018·江苏卷,10)

用电流表和电阻箱代替电压表测量电源电动势和内阻的实验

实验

原理

(2019·陕西榆林三模)

(1)用已知内阻的两电压表示数和定值电阻R 0表示通过电源的电流

(2)利用作出的U 2-U 1关系图像的斜率、截距求解电源电动势和内阻

实验过

程

(2019·安徽蚌埠二模)

(1)将改装电压表,伏安法测电阻与测量电源电动势和

内阻结合,考查内容多样

(2)用电压表、电阻箱测量,作出

1U -1

图像实验十一练习使用多用电表

常规实验

[例1] (2019·四川南充高三适考)如图(甲)为一个多用电

表的表盘,图中S,K,T 为三个可调节部件,该多用电表用作欧姆表的原理如图(乙).

* ●注意事项

1.多用电表使用注意事项

(1)使用前要机械调零.

(2)两表笔在使用时,电流总是“红入”“黑出”. (3)测电阻时

①指针指中值附近较准,否则换挡. ②只要换挡必须重新欧姆调零.

③示数要乘以倍率.

(4)使用完毕,选择开关置于“OFF ”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池. 2.电路故障检测注意事项

(1)将多用电表拨到直流电压挡,在电源完好时,将红、黑表笔与外电路的某部分电路并联,若电压表示数等于电源电动势,则说明该部分电路中有断点.

(2)将多用电表拨到直流电流挡,在电源完好时,将红、黑表笔串联接入外电路某两点间,若有示数说明原两点间断路;若无示数说明该两点外其他部分有断路. ●误差分析 1.偶然误差

(1)估读时易带来误差.

(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大. 2.系统误差

(1)电池用旧后,电动势会减小,内阻会变大

,致使电阻测量值偏大,要及时更换电池.

(2)测电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值.

(1)现用此多用电表测量一个阻值约为十几欧的定值电阻,主要操作步骤如下:

①调节可调节部件 ,使电表指针停在表盘左侧零位置;

②调节可调节部件

,选择“×1”挡位置; ③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调节部件 ,使表笔指针指向右侧零位置;

④将红、黑表笔的笔尖分别接触电阻的两端,由表头指针示数则得电阻值.

(2)选择欧姆表的“×1k ”挡,两表笔笔尖相互接触且调零时,图(乙)中电源电动势和内阻分别为E,r,表头G 的内阻为R g ,滑动变阻器的阻值为R,则表头G 的满偏电流I g = (用题给符号表示);再把表笔的笔尖和某电阻接触,欧姆表的示数如图(丙),若电源电动势E=6 V,则通过表头G 的电流I= mA.

解析:(1)①多用电表的使用首先进行机械调零:调节可调部件S,使电表指针停在表盘左边的零刻度位置.②调节可调部件K 选择合适的倍率:因电阻约为十几欧,为使指针指在中央刻度附近,则选择欧姆“×1”挡位.③欧姆表选好挡后进行欧姆调零,即短接两红、黑表笔,调节T,使电表指针指向右边的零刻度位置.

(2)两表笔笔尖相互接触且调零时R x =0 Ω,此时电流为满偏电流I g ,由闭合电路欧姆定律可得I g =

g E

R R r

++;欧姆表选择

的“×1 k ”挡,中值电阻值为“15”,则R Ω=R g +R+r=15×1 000 Ω,而E=6 V,则I g =E R Ω=6

15000

A=0.4 mA,现接待测电

阻后指针所在位置对应电阻R x =15×1 000 Ω,则I=

R R Ω+=0.2 mA.

答案:(1)①S ②K ③T (2)g E

R R r

++ 0.2

[例2] (2019·山东聊城模拟)图(甲)是某实验小组在“练习使用多用电表”实验中的电路图.使用的器材有:

A.多用电表

B.电压表:量程5 V,内阻十几千欧

C.滑动变阻器:最大阻值5 k Ω

D.导线若干

实验进行了如下操作:

(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k ”挡,再将红表笔和黑表笔 ,调节“欧姆调零旋钮”使指针指到“0 Ω”.

(2)将图(甲)中多用电表的红表笔和 (选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端.

(3)多用电表的示数如图(乙)所示,读数为 Ω. (4)多用电表电阻挡内部电路可等效为一个电池,一个满偏电流I g =0.6 mA 的电流表和一个滑动变阻器串联而成的电路,如图(丙)所示.实验中一同学先调节图(甲)中滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,用欧姆挡正确测量时,多用电表和电压表的读数分别为12.0 k Ω和4.00 V.根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为 V.

(5)该欧姆表用久后,电池因老化造成其电动势减小、内阻增大但该欧姆表仍能进行欧姆调零,则用其测得的电阻值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.

解析:(1)欧姆表使用前一定要进行欧姆调零,即红、黑表笔直接接触(短接)后,调节欧姆调零旋钮,使指针指到0欧姆. (2)多用电表使用时,电流应从红表笔流入、从黑表笔流出电表;则图(甲)中电流从电压表正接线柱流入,故红表笔接触1. (3)欧姆表读数=表盘读数×倍率=15×1 k Ω=15 k Ω=1.5×104 Ω.

(4)图(丙)中多用电表选用欧姆挡,欧姆调零后,相当于是一个内阻r=15 k Ω的“电源”,正确接入图(甲)电路,电压表的内阻R V =12 k Ω,则有E=U 2+

U R ·r=9 V. (5)当欧姆表中的电池电动势变小,内阻变大时,根据闭合电路欧姆定律知,相同的待测电阻通过多用电表的电流减小,指针偏转角度减小,指针指示的读数变大,则测量值将变大. 答案:(1)直接接触(短接) (2)1 (3)1.5×104

(4)9 (5)大于

1.(2019·广东深圳模拟)如图1所示,是多用电表欧姆挡内部的部分原理图,已知电源电动势E=1.5 V 、内阻r=1 Ω,

小量程电流表(表头)满偏电流I g =10 mA 、内阻r g =90 Ω.表盘如图2所示,欧姆表表盘中值刻度为“15”

(1)多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某挡位时,将多用电表的红、黑表笔短接,进行欧姆调零,调零后多用电表的总内阻为 Ω.某电阻接入红、黑表笔间,表盘如图2所示,则该电阻的阻值为 Ω.

(2)若将选择开关旋至“×1”,则需要将表头 (选填“串联”或“并联”)一阻值为 Ω的电阻,再进行欧姆调零.

(3)多用电表长时间使用后,电源内阻变大,电动势变小,此因素会造成被测电阻的测量值比真实值 (选填“偏大”“不变”或“偏小”).

解析:(1)根据多用电表欧姆挡电路,欧姆调零时有E

R 内

=I g ,即R 内=

1.5

1010-?Ω=150 Ω,欧姆表表盘中值刻度为“15”,则

该挡位对应“×10”,因此某电阻接入红黑表笔间,表盘如图2所示,则该电阻的阻值为R=6×10 Ω=60 Ω.

(2)若将选择开关旋至“×1”,则中值电阻为15 Ω,把电流表量程扩大至100 mA,需要将表头并联一阻值为10 Ω的电阻,再进行欧姆调零.

(3)多用电表长时间使用后,电源内阻变大,电动势变小,测量同样的电阻,多用电表的指针偏转角度减小,所指欧姆刻度盘上数值较大,会造成被测电阻的测量值比真实值偏大. 答案:(1)150 60 (2)并联 10 (3)偏大

2.在物理课外活动中,某同学制作了一个简易的多用电表,图(甲)为电表的电路图.已知选用的表头内阻R g =10 Ω,满偏电流I g =10 mA,当选择开关接“3”时量程为250 V 的电压表.该多用电表表盘如图(乙)所示,下排刻度均匀,C 为上排刻度线的中间刻度,由于粗心上排刻度线对应数据没有标出.

(1)若指针指在图(乙)所示位置,选择开关接“1”时其读数为 ;选择开关接“3”时其读数为 . (2)为了测该多用电表电阻挡的内阻和表内电源的电动势,该同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验: ①将选择开关接“2”,红、黑表笔 ,调节R 1的阻值使电表指针满偏.

②将电表红、黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使电表指针

指C 处,此时电阻箱的示数如图(丙)所示,则C 处刻度应为 Ω.

③计算得到多用电表内电源的电动势为 V.(保留两位有效数字)

④欧姆调零后,将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图(乙)所示位置,则待测电阻的阻值为 Ω.(保留两位有效数字)

解析:(1)选择开关接“1”时测电流,量程为10 mA,而表盘分度值为0.2 mA,其示数为6.8 mA;选择开关接“3”时测电压,量程为250 V,而表盘分度值为5 V,其示数为170 V. (2)①选择开关接“2”:多用电表改为欧姆表,红、黑表笔应短接,调节R 1的阻值使电表指针偏满.②由图(丙)可知,电阻箱示数为0×1 000 Ω+1×100 Ω+5×10 Ω+0×1 Ω=150 Ω,此时电表内阻与电阻箱相等,即C 处刻度为150 Ω.③当电表指针指在C 处时,电表示数为5 mA,此时总电阻为电表内电阻的2倍,而电表内阻为R=150 Ω,则电源电动势

E=IR 总=0.005×300 V=1.5 V.④由闭合电路的欧姆定律,I=

x E R R +,即6.8×10-3 A= 1.5

150x

R +,解得R x =71 Ω. 答案:(1)6.8 mA 170 V (2)①短接 ②150 ③1.5 ④71

创新实验

[例3] (2019·全国Ⅲ卷,23)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA 的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15 k Ω刻度正好对应电流表表盘的50 μA 刻度.可选用的器材还有:定值电阻R 0(阻值14 k Ω),滑动变阻器R 1(最大阻值1 500 Ω),滑动变阻器R 2(最大阻值500 Ω),电阻箱(0～99 999.9 Ω),干电池(E=1.5 V,r=1.5 Ω),红、黑表笔和导线若干.

(1)欧姆表设计

将图(a)中的实物连线组成欧姆表.欧姆表改装好后,滑动变阻器R 接入电路的电阻应为 Ω;滑动变阻器选 (填“R 1”或“R 2”). (2)刻度欧姆表表盘

通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示.表盘上a,b 处的电流刻度分别为25和75,则a,b 处的电阻刻度分别为、 .

(3)校准

红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向 k Ω处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量.若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为 Ω.

解析:(1)将电源与电流表、定值电阻R 0以及滑动变阻器R 串联起来即可将电流表改装为欧姆表;将红、黑表笔短接时,滑动变阻器接入电路的电阻应该满足使电流表恰好达到满偏电流,由闭合电路欧姆定律,有I g =g 0E

R R r R

+++,则

I -(R g +R 0+r)=900 Ω,故滑动变阻器应选择R 1. (2)当电路中的电流为25 μA 时,电路中的总电阻R 总=

I =60 k Ω,则接入电路的阻值即a 处的电阻刻度R ′=R 总-(R g +R 0+r+R)=45 k Ω,同理可得b 处的电阻刻度R ″

I -(R g +R 0+r+R)=5 k Ω. (3)红黑表笔短接的目的是进行欧姆调零,即使欧姆表指针指向0 k Ω处;图(c)中×10k 的旋钮指向3,×1k 的旋钮指向5,其余旋钮都指向0处,故读数为35 000.0 Ω.

答案:(1)如图所示 900 R 1

(2)45 5 (3)0 35 000.0

[例4] (2017·全国Ⅲ卷,23)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E 是电池;R 1,R 2,R 3,R 4和R 5是固定电阻,R 6是可变电阻;表头○G 的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关,A 端和B 端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V 挡和5 V 挡,直流电流1 mA 挡和2.5 mA 挡,欧姆 ×100 Ω 挡.

(1)图(a)中的A

端与 (填“红”或“黑”)色表笔相连接.

(2)关于R 6的使用,下列说法正确的是 (填正确答案标号).

A.在使用多用电表之前,调整R 6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C.使用电流挡时,调整R 6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

(3)根据题给条件可得R 1+R 2= Ω,R 4= Ω.

(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示.若此时B 端是与“1”相连的,则多用电表读数为 ;若此时B 端是与“3”相连的,则读数为 ;若此时B 端是与“5”相连的,则读数为 .(结果均保留3位有效数字) 解析:(1)黑表笔接欧姆表内电源的正极,故A 端与黑色表笔相连接.

(2)R 6与电源串联,作为欧姆表的欧姆调零电阻,选项B 正确. (3)当B 端接2时为1 mA 量程电流挡,由电流表原理得R 1+R 2=g g

1g I R I I -=636

25010480

11025010---???-?Ω=160 Ω.

当B 端接4时为1 V 直流电压挡, 由电压表原理得R 4=g

U U I -=63

148025010110---??? Ω=880

Ω.

(4)当B 端接1时为2.5 mA,电流挡电表读数为1.47 mA, 当B 端接3时为欧姆挡,读数为11.0×102 Ω, 当B 端接5时为5 V 直流电压挡,读数为2.95 V. 答案:(1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 11.0×102

Ω 2.95 V

1.(2019·上海静安区期末)二极管具有单向导电性,其正向电阻很小,反向电阻很大,现有一个二极管其正极记为A 、负极记为B.某同学研究二极管正、反向电阻的相关实验操作过程如下:

(1)先用多用电表的欧姆挡测量其电阻,其正向电阻约为10 Ω,反向电阻约为50 k Ω,则在测量二极管的正向电阻时,电表的红表笔应接 (选填“A ”或“B ”). (2)该同学设计了如图所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正反向电压均为2 V 时的电阻值,二极管接在1,2之间,

电压表的内阻约为40 k Ω,选用多用电表的直流电流挡作为电流表接在3,4之间.该多用电表的直流电流有三个量程,量程和对应的内阻分别为:①50 μA,内阻约为100 Ω;②50 mA,内阻约为50 Ω;③250 mA,内阻约为10 Ω.则在实验过程中,多用电表的红表笔应与接线柱 (选填“3”或“4”)相连;测二极管的反向电阻时电流表的量程应选用 (选填“①”“②”或“③”),单刀双掷开关S 2应拨向接点 (选填“5”或“6”).

解析:(1)多用电表测电阻时红表笔接表内电池的负极,所以测二极管的正向电阻时应与二极管的负极相连,即与B 相连.(2)多用电表使用时应使电流从红表笔流入,黑表笔流出,因此多用电表作直流电流表使用时,红表笔应与接线柱3相连;电压为2 V 时,二极管加反向电压时的电流约为I D ′=

5010? A=40 μA,所以电流挡应选用量程①;二极

管的反向电阻约为50 k Ω,与电压表内阻比较接近,与电流表内阻相差很大,因此应采用电流表内接法,所以单刀双掷开关S 2应拨向接点6. 答案:(1)B (2)3 ① 6

2.(2019·湖南衡阳模拟)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请回答下列问题:

(1)在使用多用电表测量时,若选择开关扳至“25 V ”挡,指针的位置如图(a)所示,则测量结果为 V. (2)多用电表测量未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电源的电动势为E,R 0为调零电阻.某学习小组将待测电阻用电阻箱代替,依次改变阻值,用多用电表测对应的电路中电流I 并

作出I-R x 关系图像如图(c)所示,则此时多用电表的内阻为 Ω,该电池的电动势E= V. (3)下列判断正确的是 .

A.在图(b)中、电表的左、右插孔处的标注为“-”“+”

B.由图线(c)的特点可知,欧姆表的刻度盘上的数字左小右大

C.欧姆表调零的实质是通过调节R 0,使R x =0时电路中的电流达到满偏电流

D.电阻R x 的变化量相同时,R x 越小,则对应的电流变化量就越小

(4)如果随着使用时间的增长,该多用电表内部的电源电动势减少,内阻增大,但仍然能够欧姆调零,如仍用该表测电阻,则测量结果将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”). 解析:(1)选择开关置于“25 V ”挡时,选择表盘中间一排刻度的“250”量程进行读数,分度值为0.5 V,对应刻度示数为11.5 V.内

(2)根据闭合电路的欧姆定律得I g =

E R 内

,I=x E

R R +内

由题图可得I g =0.8 mA,当I=0.4 mA 时,R x =15 k Ω,解得R

内=15 k Ω=1.5×10

4 Ω,E=12 V.

(3)根据多用电表的电流应红进黑出,电流进入孔标注为“+”,流出孔标注为“-”.在题图(b)中,电表的左插孔处的标注为“-”,故A 正确;函数图像是非线性变化,导致欧姆表刻度不均匀,且外电阻变大时电流变小,即欧姆表的刻度盘上的示数左大右小,故B 错误;欧姆表调零是通过调节滑动变阻器R 0,使待测电阻R x 为零(即两表笔短接)时,电流表满偏,对应欧姆表示数为零,故C 正确;欧姆表刻度不均匀的原因是待测电阻和电路电流关系非线性变化,而且I-R x 图线的切线斜率大小随待测电阻值增大而减小,即R x 阻值变化量对应电流变化量随待测电阻增大而减小,欧姆表刻度左密右疏,故D 错误. (4)根据闭合电路欧姆定律,若电池电动势变小、内阻变大时,欧姆表仍能重新欧姆调零,即满偏电流I g 不变,由公式I g =

R 中

可知,其内阻R 中变小,则I=x E

R R +中=g x I R R R +中中=g 1x

I R R +中

,则同一R x 的电流变小,对应电阻刻度值偏大.

答案:(1)11.5 (2)1.5×104

12 (3)AC (4)偏大 [创新分析] 实验器材

(2019·全国Ⅲ卷,23)

(1)对电流表改装为欧姆表的器材选择进行考查 (2)考查改装原理,并进行有关计算和校准

实验原理

(2019·上海静安区期末)

把多用电表的结构原理与测量二极管的正向电阻和反向电阻相结合,考查正确进行表笔连接、量程选取等

实验过程

(2019·湖南衡阳模拟)

(1)由测量欧姆表的电源电动势和内电阻替代多用电表测电阻或电压、电流

(2)由分析欧姆表电源引起的误差替代多用电表应用时的读数误差

核心素养提升(八)

[物理方法] 利用“柱体微元”模型求解电流的微观表达式问题

粗细均匀的一段导体长为l,横截面积为S,导体单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,当导体两端加上一定的电压时,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,则

(1)导体内的总电荷量:Q=nlSq. (2)电荷通过导体截面的时间:t=l

. (3)电流的微观表达式:I=

=nqSv. [示例](多选)截面积为S 的金属导体中通有电流I.已知导体每单位体积中有n 个自由电子,每个自由电子的电荷量是e,自由电子定向移动的速率是v,则在时间Δt 内通过导体截面的自由电子数是( AC )

A.nSv Δt

B.nv Δt

I t e ? D.I t

? 解析:因为Q=I ·Δt,则Δt 内通过导体截面的自由电子数为N=

Q e =I t e

?,选项C 正确.又因为电流的微观表达式为I=nevS,所以自由电子数为N=Q e =I t e ?=nevS t

?=nvS Δt,选项A 正确.

[即学即练] 来自质子源的质子(初速度可以为零),经一加速电压为800 kV 的直线加速器加速,形成电流为1 mA 的细柱形质子流.已知质子电荷量e=1.60×10-19

C.这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少?假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为N 1和N 2,则N 1∶N 2等于多少? 解析:质子流每秒打到靶上的质子数由 I=ne

可知 n t =I

=6.25×1015(个). 建立如图所示的“柱体微元”模型,设质子经过距质子源L 和4L 处时的速度分别为v 1,v 2,在L 和4L 处作两个长为ΔL(极短)的柱体微元.因ΔL 极短,故L 和4L 处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为v 1,v 2.对于这两个柱体微元,设单位体积内质子数分别为n 1和n 2,由I=Q t =neSvt t

=neSv 可

知,I 1=n 1eSv 1,I 2=n 2eSv 2,作为串联电路,各处的电流相等.

所以I 1=I 2, 故12n n =21

v . 根据动能定理, 分别有eEL=12m 21v ,eE ·4L=1

m 22v , 可得

21v v =21

, 所以有

12n n =2

,因此,两柱体微元中的质子数之比12N N =12n n =2

. 答案:6.25×1015

个 2∶1

考点内容要求

高考(全国卷)三年命题情况对照分析 2017

2018

2019

磁场、磁感应强度、磁感线 Ⅰ

Ⅰ卷T19:安培定则、左手定则 Ⅱ卷T18:带电粒子在圆形磁场中的运动 T21:安培力、左手定则

Ⅲ卷T18:磁感应强度的合成、

安培定则

Ⅰ卷T19:安培定则

T23:组合场、匀速圆周运动及其相关的知识点 Ⅱ卷T20:右手定则、矢量叠加 T25:组合场、匀速圆周运动及其相关的知识点 Ⅲ卷T24:组合场、匀速圆周运动及其相关的知识点

Ⅰ卷T17:安培定则、左手定则、矢量叠加 T24:带电粒子在三角形磁场中的运动 Ⅱ卷T17:带电粒子在正方形磁场中的运动 Ⅲ卷T18:组合场、匀速圆周运动及其相关的知识点

通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 Ⅰ

安培力、安培力的方向 Ⅰ

匀强磁场中的安培力 Ⅱ

洛伦兹力、洛伦兹力的方向 Ⅰ 洛伦兹力公式 Ⅱ 带电粒子在匀强磁场中的运动 Ⅱ

质谱仪和回旋加速器 Ⅰ

备考策略:

1.考查方式:近几年高考对该部分内容考查重点是磁场的叠加、安培力和带电粒子在磁场(或复合场)中的运动,命题形式有选择题,也有综合性较强的计算题且难度较大.

2.命题趋势:预计仍将以带电粒子在磁场中运动的综合分析为重点,出现大型综合题的概率较大.以现代科技为载体,对安培力、洛伦兹力进行考查,仍将是今后高考命题的趋势.

第1节磁场对电流的作用

一、磁场的基本性质及常见磁场

1.磁场的基本性质

磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用.

2.匀强磁场

(1)定义:在磁场的某个区域内,如果各点的磁感应强度大小和方向都相同,这个区域的磁场叫做匀强磁场.

(2)特点:磁感线是一组平行而且等距的直线.

3.地磁场

(1)地磁的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近.

(2)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度相等,且方向水平向北.

4.电流的磁场

直线电流的磁场通电螺线

管的磁场

环形电流

的磁场

特点非匀强磁场,

且距导线越

远处磁场越

弱

与条形磁铁的磁场

相似,管内为匀强磁

场且磁场最强,管外

为非匀强磁场

环形电流的两

侧是N极和S

极,且离圆环中

心越远,磁场越

弱

安

培

定

则

续表

直线电流的磁场通电螺线

管的磁场

环形电流

的磁场

立体

图

横截

面图

二、磁感应强度磁感线

1.磁感应强度

(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向.

(2)大小:B=F

(通电导线垂直于磁场).

(3)方向:小磁针的N极所受磁场力的方向,也就是小磁针静止时N极的指向.

(4)单位:特斯拉,符号T.

2.磁感线及其特点

(1)磁感线:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致.

(2)特点

①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向. ②磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱.

③磁感线是闭合曲线,没有起点和终点.

④磁感线是假想的曲线,客观上不存在.

三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力

1.安培力的大小

(1)磁场和电流垂直时:F=ILB.

(2)磁场和电流平行时:F=0.

(3)磁场和电流夹角为θ时:F=ILBsin θ.

2.安培力的方向

左手定则判断:

(1)伸开左手,四指并拢,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内.

(2)让磁感线垂直穿过手心,四指指向沿电流方向.

(3)大拇指所指方向就是通电导线所受安培力的方向.

自

主

探

究

按照如图所示进行实验.

若仅使磁场方向(或电流方向)反向,通电导线的受力

方向是否改变?

若同时使磁场方向和电流方向均反向,通电导线的受

力方向是否改变?

答案:若仅使磁场方向(或电流方向)反向,通电导线的

受力方向反向;若同时使磁场方向和电流方向均反向,

通电导线的受力方向不变.

1.思考判断

(1)磁场是客观存在的,磁感线实际上是不存在的.( √)

(2)磁场中某点磁感应强度的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致.( ×)

(3)磁场中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的试探电流元的情况无关.( √)

(4)将通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处磁感应强度为零.( ×)

(5)1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流的磁效应.( √)

2.(2019·山东德州模拟)指南针是我国古代的四大发明之

一.当指南针静止时,其N极指向如图中虚线(南北向)所示,若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线(N极指向北偏东)所示.则以下判断正确的是( C )

A.可能在指南针上面有一导线东西放置,通有由东向西的电流

B.可能在指南针上面有一导线东西放置,通有由西向东的电流

C.可能在指南针上面有一导线南北放置,通有由北向南的电流

D.可能在指南针上面有一导线南北放置,通有由南向北的电流

解析:若指南针静止时N极指向北偏东方向,则有一指向东的磁场,由安培定则知,可能在指南针上面有一导线南北放置,通有由北向南的电流,故C正确.

3.(2019·四川成都一诊)如图,水平放置的两根等高固定长直导线的截面图,O点是两导线连线的中点,a,b是过O点的竖直线上与O点距离相等的两点,两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流.下列说法正确的是( C )

A.两导线之间存在相互吸引的安培力

B.O点的磁感应强度为零

C.O点的磁感应强度方向竖直向下

D.a,b两点的磁感应强度大小相等、方向相反

解析:同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,A错误;两根导线中的电流在O点的磁感应强度方向都是竖直向下的,不为零,B错误,C正确;根据磁场的叠加原理可知,a,b两点磁感应强度大小相等、方向相同,D错误.

4.(2019·河南南阳联考)如图所示,长为L、质量为m的导体棒ab置于倾角为θ的光滑斜面上.导体棒与斜面的水平底边始终平行.已知导体棒通以从b向a的电流,电流为I,重力加速度为g.匀强磁场方向竖直向上,为使导体棒静止

在斜面上,求磁感应强度B的大小.

解析:导体棒受力如图所示,由平衡条件得

F=mgtan θ,且F=ILB.联立解得B=mg

tan θ.

答案:

tan θ

考点一安培定则的应用及磁场叠加

1.安培定则的应用

在运用安培定则时应分清“因”和“果”,电流是“因”,磁场是“果”,既可以由“因”判断“果”,也可以由“果”追溯“因”.

原因(电流方向) 结果(磁场方向) 直线电流的磁场大拇指四指

环形电流的磁场四指大拇指

2.磁场的叠加

磁感应强度为矢量,合成与分解遵循平行四边形定则.

[例1](2019·云南玉溪月考)如图所示,a,b是两根垂直纸面的通有等值电流的直导线,两导线外有一点P,P点到a,b 距离相等,要使P点的磁场方向向右,则a,b中电流的方向为( C )

A.都垂直纸面向外

B.都垂直纸面向里

C.a中电流方向垂直纸面向外,b中垂直纸面向里

D.a中电流方向垂直纸面向里,b中垂直纸面向外

解析:若a,b中电流方向均垂直纸面向外,根据安培定则判断可知,a在P处产生的磁场的方向垂直于aP连线向上,b在P 处产生的磁场的方向垂直于bP连线向上,根据平行四边形

定则进行合成,P点的磁感应强度方向竖直向上,故A错误;若a,b中电流方向均垂直纸面向里,同理可知,P点的磁感应强度方向竖直向下,故B错误;若a中电流方向垂直纸面向外,b中垂直纸面向里,同理可知,P点的磁感应强度方向水平向右,故C正确;若a中电流方向垂直纸面向里,b中垂直纸面向外,同理可知,P点的磁感应强度方向水平向左,故D错误. [针对训练](2019·湖北八校二模)如图所示,A,B,C,D,E是圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一根垂直于纸面的通电导体棒,A点处的通电导体棒中的电流垂直于纸面向里,其余各点处的通电导体棒中的电流均垂直于纸面向外,所有通电导体棒中的电流大小均为I.已知A点处的通电导体棒在圆心O点处产生的磁感应强度大小为B0,则五根通电导体棒在圆心O处产生的磁感应强度大小为( D )

A.B0

B.2B 0

C.3B0

D.2B0

解析:若A点处通电导体棒中电流方向也是垂直纸面向外,由对称性可知O点处磁感应强度为零,此时其余四点处的通电导体棒在O点处产生的合磁感应强度大小为B0,方向与此时A点处通电导体棒在O点处产生的磁感应强度方向相反,将A点处通电导体棒中的电流方向反向,那么其在O点处产生的磁感应强度与其余四点处通电导体棒在O点处产生的磁感应强度大小相等,方向相同,所以五根通电导体棒在圆心O处产生的磁感应强度大小为2B0,选项D正确.

考点二安培力作用下导体运动趋势的判断

1.在应用左手定则判定安培力方向时,磁感线方向不一定垂直于电流方向,但安培力的方向一定与磁场方向和电流方向垂直,即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面.

2.用公式F=ILB计算安培力大小时应注意

(1)B与I垂直.

(2)L是有效长度.

①当B与I垂直时,F最大,F=ILB;当B与I平行时,F=0.

②弯曲导线的有效长度L等于在垂直磁场平面内的投影两端点所连线段的长度(如图所示),相应的电流方向沿L由始端流向末端.

③闭合线圈通电后,在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零.

3.判定安培力作用下导体运动情况的常用方法电

流

元

法

将整段导体分割为电流元安培力方向→整

段导体所受合力方向→运动方向

特

殊

位

置

法

在特殊位置→安培力方向→运动方向

等

效

法

环形电流小磁针

条形磁铁通电螺线管多个环形电流

结

论

法

同向电流互相吸引,异向电流互相排斥;两不平行的

直线电流相互作用时,有转到平行且电流方向相同的

趋势

转

换

研

究

对

象

法

例如,在定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或

运动趋势的问题时,可先分析电流在磁体磁场中所受

的安培力,然后由牛顿第三定律,确定磁体所受电流

磁场的作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向

[例2] (2019·河北保定一模)一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,如图所示.当两线圈中通以图示方向的电流时,从左向右看,线圈L1将( B )

A.不动

B.顺时针转动

C.逆时针转动

D.在纸面内平动

解析:法一(电流元法) 把线圈L1沿水平转动轴分成上下两部分,每一部分又可以看成无数段直线电流元,电流元处在L2产生的磁场中,根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上,由左手定则可得,上半部分电流元所受安培力均指向纸外,下半部分电流元所受安培力均指向纸内,因此从左向右看线圈L1将顺时针转动.

法二(等效法) 把线圈L1等效为小磁针,该小磁针刚好处于环形电流I2的中心,小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向,由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上,而L1等效成小磁针后,转动前,N极指向纸内,因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上,所以从左向右看,线圈L1将顺时针转动.

法三(结论法) 环形电流I1,I2之间不平行,则必有相对转动,直到两环形电流同向平行为止.据此可得,从左向右看,线圈

L1将顺时针转动.

判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势,首先必须

弄清楚导体所在位置的磁场磁感线分布情况,然后利用左手

定则准确判定导体的受力情况,进而确定导体的运动方向或

运动趋势的方向.

1.(电流元法+特殊位置法)(2019·山东济南一模)如图所示,

把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上

方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I时,导线

的运动情况是(从上往下看)( A )

A.顺时针方向转动,同时下降

B.顺时针方向转动,同时上升

C.逆时针方向转动,同时下降

D.逆时针方向转动,同时上升

解析:如图(甲)所示,把直线电流等效为无数小段,中间的点

为O点,选择O点左侧S极右上方的一小段为研究对象,该

处的磁场方向指向左下方,由左手定则判断,该小段受到的安

培力的方向垂直纸面向里,在O点左侧的各段电流元都受到

垂直纸面向里的安培力,把各段电流元受到的力合成,则O点

左侧导线受到垂直纸面向里的安培力;同理可判断,O点右侧

的导线受到垂直纸面向外的安培力.因此,由上向下看,导线

沿顺时针方向转动,然后再分析导线转过90°时的情形,如

图(乙)所示,此时导线中的电流垂直纸面向外,根据左手定则

判断得安培力方向向下,故A正确.

2.(转换研究对象法)如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,

用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A为水平放置的直导线

的截面,导线中无电流时磁铁对斜面的压力为N1;当导线中

有垂直纸面向外的电流时,磁铁对斜面的压力为N2,则下列

关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是

( C )

A.N1

B.N1=N2,弹簧的伸长量减小

C.N1>N2,弹簧的伸长量增大

D.N1>N2,弹簧的伸长量减小

解析:在题图中,由于条形磁铁的磁感线是从N极出发到S

极,所以可画出磁铁在导线A处的一条磁感线,其方向是斜向

左下方的,如图所示.

导线A中的电流垂直纸面向外时,由左手定则可判断导线A

必受斜向右下方的安培力F,由牛顿第三定律可知磁铁所受

作用力F′的方向是斜向左上方,所以磁铁对斜面的压力减

小,即N1>N2,同时,F′有沿斜面向下的分力,使得弹簧弹力

增大,可知弹簧的伸长量增大,故C正确.

考点三安培力作用下导体的平衡与加速

1.与安培力有关的力学问题与其他力学问题一样,受力分析

是关键.利用左手定则正确分析安培力的方向,用安培力公

式正确求解其大小,根据平衡条件或牛顿第二定律列方程求

解.

2.将三维图转换为二维平面图,即通过画俯视图、剖面图、

侧视图等,将立体图转换为平面受力图.

[例3](2019·安徽江淮十校联考)如图所示,质量m=0.5 kg

的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1

m的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直框架平面向下(磁场仅

存在于绝缘框架内).右侧回路中,电源的电动势E=8 V、内

阻r=1 Ω,额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机M正

常工作.取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小

g=10 m/s2,则磁场的磁感应强度大小为( C )

A.2 T

B.1.73 T

C.1.5 T

D.1 T

解析:电动机M正常工作时的电流I1=P

=2 A,电源内阻上

的电压U′=E-U=8 V-4 V=4 V,根据欧姆定律得干路中的

电流I=U

=4 A,通过导体棒的电流I

=I-I1=2 A,导体棒受

力平衡,有I2LB=mgsin 37°,得B=1.5 T,选项C正确.

1. (安培力作用下导体的平衡)(2019·河南师大附中一模)(多选)在倾角θ=30°的光滑导体滑轨的上端接入一个电动势E=3 V,内阻r=0.1 Ω的电源,滑轨间距L=10 cm,将一个质量m=30 g,电阻R=0.4 Ω的金属棒水平放置在滑轨上.若滑轨周围加一匀强磁场,当闭合开关S后,金属棒刚好静止在滑轨上,如图所示,则磁感应强度的大小和方向是

( AC )

A.磁感应强度有最小值0.25 T,方向垂直斜面向下

B.磁感应强度有最小值0.5 T,方向垂直斜面向上

C.磁感应强度有可能值0.5 T,方向水平向右

D.磁感应强度有可能值0.25 T,方向水平向左

解析:由题意知,电路中的电流I=

r R

=6 A,对金属棒受力

分析可知,当安培力沿斜面向上时,安培力最小,此时

F=mgsin θ=0.15 N,当安培力最小,且磁感应强度方向与

电流方向相互垂直时,磁感应强度最小,为B min=F

=0.25 T,磁感应强度的方向为垂直斜面向下,A项正确,B项错误;当安

培力竖直向上、大小等于金属棒的重力时,金属棒也可静止,

此时磁感应强度B=mg

=0.5 T,方向水平向右,C项正确,D 项错误.

2.(2019·吉林延边期末)在与水平方向成θ角的倾斜光滑导轨上放一质量为m的导体棒ab(导轨宽度为L,导轨和棒的电阻不计),电源电动势为E,内电阻为r,定值电阻阻值为R,整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向竖直向下,如图所示.

(1)求释放瞬间导体棒所受安培力的大小和方向.

(2)求导体棒由静止释放瞬间的加速度的大小.

解析:(1)由闭合电路欧姆定律有I=

E r R +

导体棒受到的安培力

F=BLE

R r

,方向水平向右.

(2) 以导体棒为研究对象,受力情况如图

根据牛顿第二定律有

mgsin θ-Fcos θ=ma

解得

a=()sin cos

()

mg R r BLE

m R r

θθ

答案:(1)

BLE

R r

,方向水平向右

(2)

()sin cos

()

mg R r BLE

m R r

θθ

1. (2019·全国Ⅰ卷,17)如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M,N与直流电源两端相接,已知导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为( B )

A.2F

B.1.5F

C.0.5F

D.0

解析:设每根导体棒的电阻为R,长度为L,则上、下两并联电路的电阻之比为R1∶R2=2R∶R=2∶1,根据欧姆定律可知,电流之比为I1∶I2=1∶2.上支路两导体受安培力的有效长度为L,根据安培力计算公式F=ILB,上下两支路所受安培力之比为F1∶F2=I1∶I2=1∶2,又F2=F,则F1=0.5F,根据左手定则可知,两个安培力的方向相同,故线框LMN所受的安培力大小为1.5F,故B正确.

2.(2018·全国Ⅱ卷,20)(多选)

如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1,L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a,b两点,它们相对于L2对称.整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外.已知a,b两点的磁感应强度大小分别为

B0和

B0,方向也垂直于纸面向外.则( AC )

A.流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712B 0

B.流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112B 0

C.流经L

的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112B 0 D.流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712

B 0 解析:

原磁场、电流的磁场方向如图所示,由题意知在b 点:

B 0=B 0-B 1+B 2 在a 点:1

B 0=B 0-B 1-B 2

由上述两式解得 B 1=

712B 0,B 2=1

B 0,选项A,

C 正确. 3.(2017·全国Ⅲ卷,18)

如图,在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中,两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时,纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零.如果让P 中的电流反向、其他条件不变,则a 点处磁感应强度的大小为( C ) A.0 B.

33B 0 C.23

B 0 D.2B 0 解析:由题意知P,Q 在a 点产生的磁感应强度的大小相等,设为B 1,两B 1的合磁感应强度为B 合,由在a 点的磁感应强度为零得,B 合和匀强磁场的磁感应强度B 0大小相等,方向相反,即B 合=B 0,如图(甲)所示,由几何关系得

B 1=2cos30B ?合

3B 0.P 中电流反向,P,Q 在a 点的合磁感应强

度B 合′,如图(乙)所示,

由几何关系得B 合′=B 1=

B 0, 所以当P 电流反向后在a 点的磁感应强度

B=220B B '+合=22003

()3

B B +=

233B 0,选项C 正确. 4.(2019·四川成都检测)(多选)如图所示,质量为m 的通电直导线用一绝缘轻绳悬挂,电流方向垂直于纸面向里,匀强

磁场平行于纸面,导线处于静止状态,轻绳与竖直方向的夹角为30°.以下说法中正确的是( BD )

A.安培力的大小可能等于4

,此时磁场的方向是唯一的 B.安培力的大小可能等于

,此时磁场的方向是唯一的 C.安培力的大小可能等于mg,此时磁场的方向是唯一的 D.安培力的大小可能等于2mg,此时磁场的方向是唯一的解析:

对通电直导线受力分析,受重力、安培力和轻绳的拉力,根据平衡条件,当安培力方向与轻绳垂直且向上时,安培力最小,如图所示,F=ILB=mgsin 30°=

mg,根据左手定则可知,磁感线方向沿悬线向上,故此时磁场方向是唯一的;再分析受力分析图,由力的三角形定则可知,当mg ≥F>1

mg 时,有两个解;当F>mg 时,有唯一解;当F<1

mg 时,无解,故A,C 错误,B,D 正确.

第2节磁场对运动电荷的作用

一、洛伦兹力

1.定义:运动电荷在磁场中受到的磁场力,称为洛伦兹力.

2.方向

(1)判定方法:左手定则:

掌心——磁感线垂直穿过手心;

四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向; 拇指——指向洛伦兹力的方向.

(2)方向特点:F洛⊥

B,F洛⊥v,即F洛垂直于B和v决定的平面.

3.大小:F洛=qvBsin θ,θ为v与B的夹角

(1)v∥B时,洛伦兹力F洛=0.(θ=0°或180°)

(2)v⊥B时,洛伦兹力F洛=qvB.(θ=90°)

(3)v=0时,洛伦兹力F洛=0.

知识解读导线中带电粒子的定向运动形成了电流.电荷定向运动时所受洛伦兹力的合力,在宏观上表现为导线所受的安培力.按照这个思路,可由安培力的表达式导出洛伦兹力的表达式.

设有一段长度为L的通电导线,横截面积为S,导线每单位体积中含有的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,定向移动的平均速率为v.

这段导线中电流的微观表达式为I=nqSv.

这段导线受到的安培力为F=ILB=BnqSvvt.

这段导线中含有的自由电荷数为N=nvtS.

每个自由电荷受到的力为F洛=qvB.

二、带电粒子在匀强磁场中的运动

1.带电粒子在匀强磁场中的运动情况

(1)若v∥B,带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.

(2)若v⊥B,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速度v做匀速圆周运动.

2.半径和周期公式:(v⊥B)

基本公式:qvB=m

?导出公式:半径R=

,周期

T=2πR

2πm

自主

探究在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度

B相互垂直.某一水平速度为v的带电粒子,将沿着图中

所示的虚线穿过两板间的空间.如果已知粒子A(重力

不计)的质量为m、带电荷量为+q,两极板间距为d,磁

场的磁感应强度为B.

(1)试证明带电粒子具有速度v=

时,才能沿着图示

的虚线路径通过.

(2)若粒子A从图中的右端两极板中央以-v入射,还能

沿直线从左端穿出吗?为什么?

答案:(1)带电粒子A进入场区后,受到竖直向下的电场

力F=qE和竖直向上的洛伦兹力F洛=qvB的作用,如果带

电粒子穿过两板间做匀速直线运动不发生偏转,应有

F=F洛,即qE=qvB.所以v=

(2)粒子A在选择器的右端入射,电场力与洛伦兹力同

方向,因此粒子不可能沿直线从左端穿出,一定偏向下

极板.

1.思考判断

(1)带电粒子在磁场中运动时一定受到磁场力的作

用.( ×)

(2)洛伦兹力的方向一定与带电粒子的速度方向垂

直.( √)

(3)洛伦兹力同电场力一样,可对运动电荷做正功或负

功.( ×)

(4)回旋加速器的半径越大,带电粒子获得的最大动能就越

大.( √)

(5)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,其运动半径

与带电粒子的比荷有关.( √)

2.(2019·河南郑州二模)(多选)电子e以垂直于匀强磁场的

速度v,从a点进入长为d、宽为L的磁场区域,偏转后从b

点离开磁场,如图所示.若磁场的磁感应强度为B,那么

( BD )

A.电子在磁场中的运动时间t=

B.电子在磁场中的运动时间t=

oab

C.洛伦兹力对电子做的功是W=BevL

D.电子在b点的速度值也为v

解析:电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由a点到b点运动

时间t=

oab

,洛伦兹力对电子不做功,故B,D正确.

3.(2019·山东烟台一模)在同一匀强磁场中,α粒子（42He )和质子（11He )做匀速圆周运动,若它们的动量大小相等,则α粒子和质子( B )

A.运动半径之比是1∶1

B.运动半径之比是1∶2

C.运动周期之比是1∶1

D.运动周期之比是1∶2 解析:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,有qvB=m 2v R

,解得R=mv

qB ,由题意可知m αv α

=m H v H ,所以有

αH R R =H αq q =12

,根据T=2πR

v ,解得T=2πm qB ,所以有αH T T =αH m m ·H αq q =2

,选项B 正确,A,C,D 错误.

4. (2019·江西南昌模拟)空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面.一质量为m 、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v 0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°角.不计重力,求该磁场的磁感应强度大小.

解析:

根据题意画出粒子的运动轨迹如图所示,由几何关系可得,粒子的轨迹半径r=3R,

根据粒子受到的洛伦兹力提供向心力可得qv 0B=m 2

0v r

解得B=

33mv qR

. 答案:0

33mv qR

考点一对洛伦兹力的理解

1.洛伦兹力的特点

(1)利用左手定则判断洛伦兹力的方向,注意区分正、负电荷.

(2)当电荷运动方向发生变化时,洛伦兹力的方向也随之变化.

(3)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用. (4)洛伦兹力一定不做功.

2.洛伦兹力与安培力的联系及区别

(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现,二者性质相同,都是磁场力.

(2)安培力可以做功,而洛伦兹力对运动电荷不做功. 洛伦兹力电场力产生条件 v ≠0且v 与B

不平行电荷处在电场中

大小 F 洛=qvB(v ⊥

B) F=qE

方向

F 洛⊥B 且 F 洛⊥v

正电荷受力与电场方向相同,负电荷受力与电场方向相反

做功情况任何情况下都不做功

可能做正功,可能做负功,也可能不做功

[例1]初速度为v 0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则( A )

A.电子将向右偏转,速率不变

B.电子将向左偏转,速率改变

C.电子将向左偏转,速率不变

D.电子将向右偏转,速率改变

解析:由安培定则可知,通电导线右方磁场方向垂直纸面向

里,则由左手定则可判断电子所受洛伦兹力方向向右,所以电子向右偏;由于洛伦兹力不做功,所以电子速率不变. [针对训练]

(2019·河南开封联考)如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场中.质量为m 、带电荷量为+Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑.在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是( C ) A.滑块受到的摩擦力不变

B.滑块到达地面时的动能与B 的大小无关

C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下

D.B 很大时,滑块可能静止于斜面上

解析:根据左手定则可知,滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力,故C 正确;随着滑块速度的变化,洛伦兹力大小变化,它对斜面的压力大小发生变化,故滑块受到的摩擦力大小变化,故A 错误;B 越大,滑块受到的洛伦兹力越大,受到的摩擦力也越

2018高中物理实验总结【最新完整版】

2018高中物理实验总结【最新完整版】高中物理实验总结【最新完整版】应特别注意的问题：验证机械能守恒定律中不需要选择第一个间距等于2mm的纸带.这个实验的正确实验步骤是先闭合电源开关，启动打点计时器，待打点计时器的工作稳定后，再释放重锤，使它自由落下，同时纸带打出一系列点迹.按这种方法操作，在未释放纸带前，打点计时器已经在纸带上打出点迹，但都打在同一点上，这就是第一点.由于开始释放的时刻是不确定的，从开始释放到打第二个点的时间一定小于0.02s，但具体时间不确定，因此第一点与第二点的距离只能知道一定小于2mm(如果这段时间恰等于0.02s，则这段位移s=gt2/2=(100.022/2)m=210-3m=2mm)，但不能知道它的确切数值，也不需要知道它的确切数值.不论第一点与第二点的间距是否等于2mm，它都是从打第一点处开始作自由落体运动的，因此只要测量出第一点O与后面某一点P间的距离h，再测出打P点时的速度v，如果： gh ( )，就算验证了这个过程中机械能守恒.

(2)实验仪器要求掌握的实验仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器(千分尺)、天平、停表(秒表)、打点计时器(电火花计时仪)、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，等等。对于使用新教材的省市，还要加上示波器等。对这些仪器，都要弄清其原理、会正确使用它们，包括测量仪器的正确读数。 (3)实验装置对电学实验主要指电路图。下面几个是应特别注意的： ①验证牛顿第二定律的实验，如何平衡摩擦力是关键。 ②研究平抛物体的运动及碰撞中的动量守恒的实验，这两个实验都要使用斜槽轨道，让小球从轨道上端无初速滚下，然后平抛出去，在安装装置时要注意保证轨道末端必须水平，如果实验要进行多次，每次小球应从同一高度处下落，因此

高考物理电学实验复习总结

高考物理电学实验第一讲电学实验基础知识近几年高考物理电学实验的考查不断推陈出新,但仍然是基于两个基本的实验原理,即R ＝U/Ｉ，和E ＝Ｕ外＋U 内．从考查的形式上看,主要表现在以下三方面:一是命题由知识立意向能力立意转变,从机械记忆向分析理解与迁移应用转变;二是在试题情景设置上多与生产、生活实际相结合,更注重综合应用能力的考查；三是注重实验中科学探究能力的考查,为学生进入高校的继续学习打下基础。高考电学实验题是“源于教材，但又高于教材”，侧重考查实验思想和方法，考查动手操作、观察记录和数据分析处理的能力和简单的实验设计能力。电学实验虽然常考常新，但万变不离其宗,”题在书外,理在其中”，不变的实验的基本原理、基础知识、基本方法和基本技能。理论讲解一、明确电路结构除“测电源电动势和内阻”外,其他实验的电路结构都可以分为测量电路和控制电路两部分,如图１。二、电流表、电压表的选取 1.顺序问题一般情况下电源是唯一性器材，首先由电源的电动势Ｅ出发, 由E 或所测元件的额定电压来估算所测元件的最大电压U m ,以此来确定○Ｖ表量程；再计算电流表的最大电流I m 或者由所测元件的额定电流来确定错误!表量程。 2.可获取的实验数据宽度问题基于实验测量精确度的，实验可获取的数据宽度下限是电表量程的1/3，上限是电表量程和Ｕm (I ｍ）二者中的最小值。选择电表时,能获取实验数据宽度越大的电表,就是应选择的电表。 3．选择电流表、电压表时不考虑U m (Im)超过量程的问题,因为有控制电路可以控制。三、两种控制电路的比较 2.两种控制电路的选择（1）根据关键词选择凡题目中要求“测量数据从0开始”、“数据变化范围大（图象、特征曲线、多测数据）”, 电路图负载R 上电压Ｕ调节范围负载Ｒ上电流调节范围闭合电键前触头处位置相同条件下电路消耗的总功率分压接法 R R+Ｒ0 U ０≤U ≤ Ｕ0 Ｕ0 R+Ｒ0 ≤I R ≤U 0R a Ｕ0I R 限流接法０≤U ≤Ｕ0 0≤I R ≤U ０ R a U 0(ＩR ＋I aP ) 比较分压路调节范围大分压电调节范围大保护电路限流电能耗较小测量电路控制电路图1

全国高考物理实验试题汇总

20XX 年全国高考物理实验试题汇总 1、（安徽21.）（18分） Ⅰ.（5分）根据单摆周期公式2T =，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。（1）用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图2所示，读数为_______mm 。（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_______。 a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些 b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的 c.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 d.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔t 即为单摆周期T e.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t ，则单摆周期 50 t T = Ⅱ.（6分）（1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________ mm ，合金丝的直径为_______mm 。（2）为了精确测量合金丝的电阻R x ,设计出如图Ⅰ所示的实验电路图，按照该电路图完成图2中的实物电路连接。

Ⅲ。（7分）根据闭合电路欧姆定律，用图Ⅰ所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R 0两端的对应电压U 12,对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在 12 1 R u -坐标系中描出坐标点，如图2所示。已知0150R =Ω，请完成以下数据分析和处理。（1）图2中电阻为 Ω的数据点应剔除；（2）在坐标纸上画出 12 1 R u -关系图线；（3）图线的斜率是 1 1 ()v --?Ω，由此可得电池电动势n E = v 。 2、（北京21.）(18分) 某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx 的阻值。（1）现有电源（4V ，内阻可不计），滑动变阻器（0—50Ω，额定电流2A ）,开关和导线若干，以及下列电表： A ．电流表（0—3A,内阻约为0.025Ω） B ．电流表（0—0.6A,内阻约为0.125Ω） C ．电压表（0—3V,内阻约为3k Ω） D ．电压表（0—15V,内阻约为15k Ω）为减小实验误差，在实验中，电流表应选用，电压表应选用（选填器材字母）。实验电路应采用图1中的（选填甲或乙）（2）图2是测量Rx 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（1）问中所选的电路图，补充完整图2中实物间的连线。

高中物理学史高考必背

高考高中物理学史必修部分：一、力学： 1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）； 2、1687年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。 3、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 4、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。 5、1638年，伽利略在《两种新科学的对话》一书中，运用观察－假设－数学推理的方法，详细研究了抛体运动。 6、人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。 7、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律；、 8、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量； 9、1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930年，美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。 10、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖，与现代火箭原理相同；俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父，他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。 11、1957年10月，苏联发射第一颗人造地球卫星； 1961年4月，世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。二、相对论： 12、物理学晴朗天空上的两朵乌云：①迈克逊－莫雷实验——相对论（高速运动世界）， ②热辐射实验——量子论（微观世界）； 13、19世纪和20世纪之交，物理学的三大发现：X射线的发现，电子的发现，放射性的发现。 < 14、1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，有两条基本原理： ①相对性原理——不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的； ②光速不变原理——不同的惯性参考系中，光在真空中的速度一定是c不变。 15、1900年，德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说：物质发射或吸收能量时，能量不是连续的，而是一份一份的，每一份就是一个最小的能量单位，即能量子； 16、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”；

高考物理实验全面总结完整版

高考物理实验全面总结 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

2017高考物理实验复习针对每一个实验，注意做到“三个掌握、五个会”，即掌握实验目的、步骤、原理;会控制条件、会使用仪器、会观察分析、会处理数据并得出相应的结论、会设计简单的实验方案。（这句是听别的老师说的，觉得挺对的）第一部分考查的内容及要点一、基本仪器的使用：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等二、基本实验操作：实物连线、实验步骤、纠错、补漏、排序等。三、基本实验原理：详见“第二部分：实验专题总结” 四、实验数据处理及误差分析：图像法（剔除错误数据，找规律），列表法（多个量之间的关系，正反比关系）；减小误差（换仪器、换方法、多次测量、作图等）五、开放性实验题：设计实验，实验探究，实验变式（这部分的关键是回归已知的实验，用脑海里已有的实验原理和实验仪器去解决新问题是这类题的关键）

高考物理实验知识点总结

2019-2019高考物理实验知识点总结高考物理实验知识点是高考的主要内容之一.《考试大纲》就高考物理实验共列出19个考点，其中力学8个、热学1个、电学8个、光学2个.要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等，并且对实验误差问题提出了更明确的要求. 一、《考试大纲》中的实验与探究能力要求能够独立完成“物理知识表”中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件.会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论.能发现问题、提出问题，能灵活地应用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题. 二、实验题的主要特点物理实验年年考，年年有变化.从近年的实验题来看，其显著特点体现在如下两个方面. (1)从简单的背诵实验转向分析、理解实验实验原理是物理实验的灵魂.近年来，高考物理实验题既不是简单地回答“是什么”，也不是背诵“该怎样”，而是从物理实验情境中理解“为什么”，通过分析推理判断“确实是什么”，进而了解物理实验的每一个环节. (2)从既定的课本学生实验转向变化的创新实验

只有创新，试题才有魅力；也只有变化，才能永葆实验考核的活力.近年来，既定刻板的学生实验已经从高考物理实验题中淡出，取而代之的是学生尚未接触过的要通过解读物理原理的新颖实验(如应用性、设计性、专题性实验等).创新的实验题可以使能力考核真正落到实处. 2019-2019高考物理实验知识点总结分享到这里，更多内容请关注高考物理实验栏目。相关链接名师解读高考物理实验题如何拿高分? 盘点2019高考物理实验题四大提分技巧

2018高考物理实验全面总结

第二部分实验专题总结一、实验部分考题分析：力学实验的主线是打点计时器（光电门）；电学实验的主线是各种方法测各种电阻；电磁学内容实验题略有涉猎，但很少；考题基本为课本实验的变式、组合或重新设计。二、考纲实验：实验一：研究匀变速直线运动实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平等四边形定则实验四：验证牛顿运动定律实验五：探究动能定理实验六：验证机械能守恒定律实验七：验证动量守恒定律实验八：测定金属的电阻率实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线实验十：测定电源的电动势和内阻实验十一：练习使用多用电表实验十二：传感器的简单使用实验十三：用油膜法估测分子的大小（3-3）实验十四：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度（3-4）实验十五：测定玻璃的折射率实验十六：用双缝干涉测光的波长三、专题突破：实验一研究匀变速直线运动本题做的比较多了，要点基本上都掌握了，这里只强调两点：1.不要上来就用公式，要先验证一下是不是匀变速，即△s是否都相等；2.本题可能涉及到牛顿力学，不要漏知识点。一、实验目的 1．练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动． 2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法． 3．能够利用纸带测定物体做匀变速直线运动的加速度．

高考物理实验全面总结

高考物理实验全面总结考点内容实验一：研究匀变速直线运动实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平等四边形定则实验四：验证牛顿运动定律实验五：探究动能定理实验六：验证机械能守恒定律实验七：测定金属的电阻率实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线实验九：测定电源的电动势和内阻实验十：练习使用多用电表实验十一：传感器的简单使用实验十二：验证动量守恒定律实验十三：用油膜法估测分子的大小实验一匀变速直线运动的探究一、实验目的 1．练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动． 2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法． 3．能够利用纸带测定物体做匀变速直线运动的加速度．二、实验原理 1．理论基础沿直线运动的物体在连续相等的时间内不同时刻的速度分别为v1、v2、v3、…，若v2-v1=v3-v2=v4-v3=…，则说明该物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明该物体在

做匀变速直线运动；K =??=??=1 1t v t v a 2．打点计时器的工作原理： (1)作用：计时仪器，每隔0.02 s 打一次点．工作条件①电磁打点计时器：4～6v 交流电②电火花打点计时器：200v 交流电 (3)纸带上点的意义： ①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置．（记录了时间和位移） ②通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况．设相邻两点之间的位移为S 1、S 2、S 3… (1)若如S 2-S 1=S 3-S 2=…=S n -S n-1=0．则物体做匀速直线运动． (2)若如S 2-S 1=S 3-S 2=…=S n -S n-1≠0，则物体做变速直线运动． 3．求物体加速度的方法和速度 (1)逐差法如图实-1-1所示，相邻两计数点间的距离分别为S 1、S 2、S 3…、S 6两计数点间的时间间隔为T ，根据△s=aT 2 2122334143)()()(aT s s s s s s s s =-+-+-=- 同理如236253aT s s s s =-=- 即为所求物体运动的加速度．（2）平均速度法求速度

高考物理实验考什么

高考物理实验考什么初中是学物理的开始，打好地基才能盖高楼大厦;高中是盖好这座高楼大厦的重要过程。小编准备了高考物理实验，希望你喜欢。 (1)独立完成考试说明中所要求的实验能在理解的基础上独立完成考试说明的“知识内容表”中所列的实验(共17个学生实验)，明确实验目的，理解实验原理，控制实验条件。这里要强调的是，学生要在明确目的、理解原理的基础上独立完成实验，既要真止理解而不是亦步亦趋地单纯模仿;又要能有创见地在实验过程中提山自己的想法，特别是在控制实验条件促成达到实验目的方面积极进行独立思考，不拘泥于固有的模式。 (2)会运用在这些实验中学过的实验方法要学会掌握做某个或某几个所列实验的基本实验方法，经自己消化吸收后能举一反三，能够用以完成其他类似的实验，或设计某些实验。比如用比较法测电阻的实验内容，也不属于前述所列实验范围。但所涉及的一些实验方法、数据处理的方法都在考试说明要求的17个实验范围之内。 (3)会正确使用在所列实验中用过的仪器考试说明中写明的、要求会止确使用的仪器主要有：刻度尺、游标}尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、

温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，等等。要会止确使用仪器，就需要列它的性能、功用、规格、使用规则、读取数据的方法有较全面的认识和理解，尽可能地对它的构造和工作原理有一定程度的了解和理解。要会从实验要求山发选择符合需要的仪器或量程。在高考中将选择仪器和设计实验步骤、实验电路等相结合，常常是深入考查实验能力的方式。 (4)会观察、分析实验现象，处理实验数据，并得山结论观察、分析实验现象要从实验目的山发、结合实验原理进行。对于实验中获得的原始数据(用有效数字表达直接测量的结果)，如何根据相关规律进行止确处理并从中得山应有的结论，是实验效果如何的关键性一步。如果这一步没有完成，不仅是功败垂成，也是实验能力有缺陷的一种表现。在处理分析数据时要能归纳出规律性的东西，必要时要能用函数图象作图法正确处理数据，要会发现实验的误差，并能进行初步的误差分析。还要强调一点：物理高考试题中有时还会有考查演示实验的内容。物理演示实验是物理教学过程中的一个重要环节，对物理演示实验的理解在一定程度上也反映了考生掌握物理知识的情况，适当地安排一点演示实验的考查题，会对中学物理教学起到一定的导向作用。

高考物理实验知识点归纳总结

高考物理实验知识点归纳总结一个实验是基本仪器的使用、实验的设计、实验数据的处理与实验结构的分析三个有机体的合成。带来了高考物理实验知识点归纳总结，供大家参考! 物理实验是高考的主要内容之一.《考试大纲》就高考物理实验共列出19个考点，其中力学8个、热学1个、电学8个、光学2个.要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等，并且对实验误差问题提出了更明确的要求. 一、《考试大纲》中的实验与探究能力要求能够独立完成物理知识表中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件.会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论.能发现问题、提出问题，能灵活地应用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题. 二、实验题的主要特点物理实验年年考，年年有变化.从近年的实验题来看，其显著特点体现在如下两个方面. (1)从简单的背诵实验转向分析、理解实验实验原理是物理实验的灵魂.近年来，高考物理实验题既不

是简单地回答是什么，也不是背诵该怎样，而是从物理实验情境中理解为什么，通过分析推理判断确实是什么，进而了解物理实验的每一个环节. (2)从既定的课本学生实验转向变化的创新实验只有创新，试题才有魅力;也只有变化，才能永葆实验考核的活力.近年来，既定刻板的学生实验已经从高考物理实验题中淡出，取而代之的是学生尚未接触过的要通过解读物理原理的新颖实验(如应用性、设计性、专题性实验等).创新的实验题可以使能力考核真正落到实处. 要点归纳一、实验题的归纳与说明归类实验内容说明应用性实验 1．游标卡尺的使用测量原理、使用方法；10分度、20分度、50分度的游标卡尺的读数等

高中物理实验设计原则

高中物理实验设计原则 1实验的设计最初的高中物理实验手册对验证机械能守恒实验的设计，是让重锤连接一条纸带，纸带穿过竖直固定的电火花计时器的限位孔(如图1所示)，接通计时器电源，手提纸带从高处静止释放重锤，重锤和纸带一起加速下落，打点计时器在纸带上记录了重锤的运动情况．重复做多次试验，然后选择一条打点清晰的纸带(如图2所示)来研究重锤下落是否机械能守恒．重锤从静止开始下落，要求出减少的机械能mgh，首先要找到开始下落时的那个纸带上的那一个打点O点．设计者利用理论计算。所以把距离为2mm的两个打点的那一个点记做是静止下落的起始点O点．这样就可以用刻度尺测量出重锤下落的高度hOB，算出减少的机械能．再利用短时间内AC平均速度约等于B点的瞬时速度．实验分析从以上试验设计原理上去分析以上的实验设计，似乎都一一满足了．而且此实验设计简便，测量数据较少，数据处理也很方便，这样也同时提高了实验的精确性．只是实验中纸带下落过程受到打点计时器和空气的阻力，但重锤的重力远大于阻力．因此数次的实验结果也比较符合设计者的预想．粗略看来此实验的设计较为成功，但问题出在初始点O点的确定上，即2mm的推导上． 2实验的改进设计者为了避开因寻找起始点而犯的科学性错误，现行的物理实验手册中在处理纸带时，实验不再确定起始点，而是随机取了纸带中较为清晰的两点A、B(如图3所示)，验证重锤从A到B的过程中机械能是否守恒．实验要量出AB的距离，然后用短时间内平均速度约等于瞬时速度。实验分析实验的操作过程没有发生变化，只是在纸带打点处理上进行了改进，而改进后的实验没有了科学性错误，并且也是切实可行的．从实验设计原则上看都满足了七大原则，那这样的实验设计是不是完美了呢?不需要做任何的优化了呢?其实我们可以发现这实验设计也有它的缺陷存在．①实验至少需要测量三段距离，要计算两个瞬

2019年全国高考物理实验题Word版

2019年全国高考物理实验题（5分）（2019年全国1卷22）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在ABCDE 五个点中，打点计时器最先打出的是点，在打出C点时物块的速度大小为 m/s （保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为m/s2（保留2位有效数字）。(A 0.233 0.75) 23．（2019年全国1卷23）（10分）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。（1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。（2）当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是。（填正确答案标号）A．18 mA A．21 mA C．25mA D．28 mA （3）产生上述问题的原因可能是。 A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω C．R值计算错误，接入的电阻偏小 D．R值计算错误，接入的电阻偏大（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是都正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k= 。（1）连线如图所示（2）C （3）AC （4）99 79

高考必考物理实验总结

17年高考必考物理实验总结高三在我们的关注中如约而至，征战高考的号角已经吹响，时间不容置疑地把我们推到命运的分水岭。小编为大家搜集了高考必考物理实验，一起来看看吧。一、验证性实验 (一)验证力的平等四边形定则 1：目的：验证平行四边形法则。 2.器材：方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度尺,图钉几个。 3.主要测量： a.用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳的结点到达某点O。结点O的位置。记录两测力计的示数F1、F2。两测力计所示拉力的方向。 b.用一个测力计重新将结点拉到O点。记录：弹簧秤的拉力大小F及方向。 4.作图：刻度尺、三角板 5.减小误差的方法: a.测力计使用前要校准零点。 b.方木板应水平放置。 c.弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致,并与木板平行. d.两个分力和合力都应尽可能大些.

e.拉橡皮条的细线要长些,标记两条细线方向的两点要尽可能远些. f.两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取600---1200为宜 (二)验证动量守恒定律 1.原理：两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零,动量守恒。m1v1=m1v1/+m2v2/ 本实验在误差允许的范围内验证上式成立。两小球碰撞后均作平抛运动,用水平射程间接表示小球平抛的初速度： OP-----m1以v1平抛时的水平射程 OM----m1以v1'平抛时的水平射程 O'N-----m2以V2'平抛时的水平射程验证的表达式：m1OP=m1OM+m2O/N 2.实验仪器：斜槽、重锤、白纸、复写纸、米尺、入射小球、被碰小球、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。 3.实验条件： a.入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1>m2) b.入射球半径等于被碰球半径 c.入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下。 d.斜槽未端的切线方向水平 e.两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上 4.主要测量量： a.用天平测两球质量m1、m2

高考物理实验读数专题

高考物理实验读数专题一、螺旋测微器例题：读出下列数据（1）读数 mm 读数 mm 读数 mm （2） mm mm mm mm （3）用螺旋测微器测量某一物体厚度时，示数如图甲所示，读数是 mm 。用螺旋测微器测一金属丝的直径，示数如图乙所示．由图甲可读出金属丝的直径为 mm ．二、游标卡尺例题：（1）现用游标为50分度的卡尺的（填图中的A 或B ）测脚，测定某圆筒的内径，卡尺上的示数如图，可读出圆筒的内径为 mm ．（2）用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时，示数如图所示，则读数分别为_______ mm 图乙

三、螺旋测微器和游标卡尺读数练习 1、图（甲）是用一主尺最小分度为1mm ，游标上有20个分度的卡尺测量一工件的长度，结果如图所示。可以读出此工件的长度为____________mm ．图（乙）是用螺旋测微器测量某一圆筒内径时的示数，此读数应为 mm 解：102.35 ; 5.545（5.544、5.546均可得分） 2、写出如图所示的游标卡尺和螺旋测微器的读数： ①游标卡尺的读数 mm ； ②螺旋测微器的读数　mm 。 3、用螺旋测微器测量某一物体厚度时，示数如图甲所示，读数是______mm 。用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时，示数如图乙所示，则读数分别为_______ mm （乙）（甲）

答：1.193mm 11.50mm 4、某同学用游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图所示，则该工件的长度L ＝ cm 。 5、用游标卡尺测量某一物体的厚度，如图所示，正确的读数是 mm 答： 29.35 6、（1）用螺旋测微器测一金属丝的直径，示数如图所示．由图可读出金属丝的直径为 mm ．（2）现用游标为50分度的卡尺的（填图中的A 或B ）测脚，测定某圆筒的内径，卡尺上的示数如图，可读出圆筒的内径为 mm ．答：（10分）（1）1.555mm （4分）（2）A （2分） 11.14mm （4分） 7、一同学用游标卡尺测一根金属管的深度时，游标卡尺上的游标尺和主尺的相对位置如图甲所示，则这根金属管的深度是 cm ；该同学用螺旋测微器测量小零件的厚度时螺旋测微器上的示数如图乙所示，则小零件的厚度为 cm ．答：1.055； 0.8464（答案在0.8462～0.8467之间均可） 8、（1）读出游标卡尺和螺旋测微器的读数：游标卡尺读数为_______5.45 ___cm ．（2）螺旋测微器读数为_____ 6.725 ___mm ．（2）图乙

精选高考物理实验复习专题

精选2019高考物理实验复习专题高考在即，为了方便考生们更好地复习总结物理知识，小编在这里整理了精选2019高考物理实验复习专题，供考生们学习，希望能对考生们有帮助! 复习重点：1、长度的测量;2、研究匀变速直线运动;3、探究弹力和弹簧伸长的关系;4、验证力的平行四边形定则。知识能力点提要：实验一、长度的测量。实验目的：练习使用刻度尺和游标卡尺测量长度。一、练习使用刻度尺测量长度。刻度尺又称米尺，常用米尺的最小刻度为lmm，量程不等。 1、刻度尺测量物体的长度时要注意以下几点： (1)刻度线紧贴被测物，眼睛正对刻度线读数，以避免视差。 (2)为防止因端头磨损而产生误差，常选择某一刻度线为测量起点，测量的长度等于被测物体的两个端点在刻度尺上的读数之差。 (3)毫米以下的数值靠自测估读一位，估读最小刻度值的1/10。 (4)测量精度要求高时，要进行重复测量后取平均值。可用累积法测细金属丝的直径或一张白纸的厚度。二、练习使用游标卡尺测量长度。 1、游标卡尺的构造如图所示。 2、读数原理：如表。 3、测量范围：一般最多可以测量十几个厘米的长度。

4、使用游标卡尺时要注意： (1)对游标尺的末位数不要求再作估读，如遇游标上没有哪一根刻度线与主尺刻度线对齐的情况，则选择靠最近的一根线读数。有效数字的末位与游标卡尺的精度对齐。 (2)测量物不可在钳口间移动或压得太紧，以免磨损钳口或损坏工件。 (3)测量物上被测距离的连线必须平行于主尺。 (4)读数时，在测脚夹住被测物后适当旅紧固定螺丝。实验二、研究匀变速直线运动。 1、实验目的：测定匀变速直线运动的加速度。 2、电磁打点计时器或电火花计时器是计时仪器。工作电压为_____ 流伏，f = 50Hz时，每隔_______ s打一次点。 3、实验原理：如图所示，T=0.02n秒： (1)逐差法： a平= (a1 + a2 +a3)/3 = [(s4 + s5 +s6) - (s1 + s2 +s3)]/9T2 (2)v - t图象法：利用vn = (sn + sn + 1)/2T求出v1、v2、v3……再作出v - t图象求出斜率，即可得到a。 4、注意事项： (1)实验中应先根据测量和计算得出的各Δs先判断纸带是否做匀变速直线运动，据估算，如果各Δs的差值在5%以内，可认为它们是相等的，纸带做匀变速直线运动。 (2)每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰，同时注意纸带打完后及时断开电源。

高中物理实验的创新性设计

高中物理实验的创新性设计摘要：为了更好地培养学生的科学素养与创新能力，教师需要在教学中设计创新性的实验。这要求教师提高自身的知识储量，培养自身的创新意识，掌握一定的创新方法。缺点列举法、希望点列举法、信息交合法等创新技法可为物理实验的创新性设计提供广阔的思路，但不应忘记创新性设计的目的——为教学目标的实现服务。同时，安全性、科学性、实用性、适用性等原则仍是物理创新性设计时所要考虑的最基本原则。关键词：物理实验；创新性设计；缺点列举法；希望点列举法；信息交合法一、物理实验创新性设计的意义作为一门建立在实验基础上的基础自然学科，物理学在研究物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律之外，也注重对所采用的实验手段和思维方法的研究。因此，物理的教学始终离不开物理实验的教学：有趣的实验现象是激发学生探索自然、理解自然的兴趣与热情的催化剂，亲手的操作是培养学生物理技能和实践能力的最佳途径；此外亲身的实验经历能让学生体验科学探究的过程、了解科学研究的方法，有助于提高学生的科学素养。作为教学活动的主导者，教师首先要对实验在物理教学中的重要性有足够的认识，其次要充分利用教材中已有的实验资源，并能够够根据教学实际设计一些创新性的实验。这种创新性的实验设计可以是对教材已有实验的改进，以解决个别实验取材不易、操作不便、实验效果不明显等弊端；也可以是基于教学需要的全新设计，以弥补教材的不足，帮助学生构建一些重要的物理概念和物理规律。物理实验的创新性设计，是教师秉承新课程标准课程开放性理念，由课程的复制者走向课程的创造者的有效尝试。它可以有效地促进学生自主地、富有个性地学习，对学生的科学探究能力、实践能力和创新意识的培养大有裨益。二、物理实验创新性设计的方法那么我们该如何在教学实践中进行创新性的实验设计呢？创新需要丰富的创造力，而一个人的创造力由他所拥有的知识储量、创造性思维能力和创新技法三个因素共同决定。因此要进行创新性的实验设计，教师要有终身学习的意识，力求在专业上不断进步，不断提高自身的知识储量和创造性思维能力。然而知识是无穷无尽的，创造性思维能力的培养也绝非一日之事，因此要想在短时间提高创造力，掌握必要的创新技法是简单而有效的方法。创新技法的种类非常之多，本文将结合《感应电流的方向》（鲁科版高中物理选修3-2第2章第1节）中的两个实验介绍缺点列举法、希望点列举法和信息交合法三种创新技法在物理实验创新性设计中的应用。（一）缺点列举法

高考物理备考专题：物理实验总复习

高考物理备考专题：物理实验总复习知识结构：

方法指导：物理是以实验为基础的科学，实验能力是物理学科的重要能力，物理高考历来重视考查实验能力。一、基本实验的复习要应对各类实验试题，包括高层次的实验试题，唯一正确的方法是把要求必做的学生实验真正做懂、做会，特别是在实验原理上要认真钻研，对每一个实验步骤都要问个为什么，即不但要记住怎样做，更应该知道为什么要这样做．对基本的实验，复习过程中要注意以下六个方面的问题：（1）实验原理中学要求必做的实验可以分为4个类型：练习型、测量型、验证型、探索型．对每一种类型都要把原理弄清楚．应特别注意的问题：验证机械能守恒定律中不需要选择第一个间距等于2mm的纸带．这个实验的正确实验步骤是先闭合电源开关，启动打点计时器，待打点计时器的工作稳定后，再释放重锤，使它自由落下，同时纸带打出一系列点迹．按这种方法操作，在未释放纸带前，打点计时器已经在纸带上打出点迹，但都打在同一点上，这就是第一点．由于开始释放的时刻是不确定的，从开始释放到打第二个点的时间一定小于0.02s，但具体时间不确定，因此第一点与第二点的距离只能知道一定小于2mm（如果这段时间恰等于0.02s，则这段位移s=gt2/2=(10×0.022/2)m=2×10-3m=2mm），但不能知道它的确切数值，也不需要知道它的确切数值．不论第一点与第二点的间距是否等于2mm，它都是从打第一点处开始作自由落体运动的，因此只要测量出第一点O与后面某一点P间的距离h，再测出打P点时的速度v，如果：

gh≈( )，就算验证了这个过程中机械能守恒．（2）实验仪器要求掌握的实验仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）、天平、停表（秒表）、打点计时器（电火花计时仪）、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，等等。对于使用新教材的省市，还要加上示波器等。对这些仪器，都要弄清其原理、会正确使用它们，包括测量仪器的正确读数。（3）实验装置对电学实验主要指电路图。下面几个是应特别注意的： ①验证牛顿第二定律的实验，如何平衡摩擦力是关键。 ②研究平抛物体的运动及碰撞中的动量守恒的实验，这两个实验都要使用斜槽轨道，让小球从轨道上端无初速滚下，然后平抛出去，在安装装置时要注意保证轨道末端必须水平，如果实验要进行多次，每次小球应从同一高度处下落，因此应有一个挡板。 ③验证机械能守恒定律的实验，要用铁架台并用夹子固定纸带，这样在开启打点计时器而未释放重锤前，能保证打出的点迹在同一点上，若像课本上的实验装置图那样，用手握住纸带，开启打点计时器而未释放纸带前，会由于手的抖动而打出一“堆”点，从而无法准确找出第一个点（即自由落体运动起始位置）。 ④用单摆测重力加速度的实验，在安装单摆时要注意悬点的固定，随便拴一个结系在铁架台的横梁上是不可取的，因为悬点不确定，就不是单摆，并且摆长值也无法准确测量。 ⑤有关电路的电学实验要注意安培表的外接与内接，制流与分压电路的选择，电表内阻的影响，等等。（4）实验步骤复习实验步骤时不能靠死背结论，而要与实验原理联系起来，要多问问自己，为什么要按这样的步骤操作？把某些实验步骤交换一下是否可以？省掉某个步骤行不行？等等。（5）实验数据的处理重要的有打点计时器纸带的处理方法（如分析是不是匀速运动或匀变速直线运动、如果是匀变速运动，如何求某时刻的速度、如何求加速度等）；解方程求解未知量、用图像处理数据（把原来应该是曲线关系的通过改变坐标轴的量或单位而变成线性关系，即变成直线，是重要的实验能力）。（6）实验误差的定性分析中学阶段不要求进行定量的误差分析，但对主要误差的产生原因、系统误差是偏大还是偏小等，应能理解。在电路的实验中，粗略地看，认为电流表是短路、电压表是断路，但精确一点看，电流表和电压表的内阻的影响都不能忽略，定性地讨论电表电阻对测量结果的影响是我们应该掌握。二、几种重要的实验方法下面几种实验方法是我们中学阶段物理实验中用过的，从方法的角度整理、复习一下，有助于我们提高认识水平和能力。（1）累积法：在“用单摆测重力加速度”测周期时我们用的是累积法，即我们不直接测一个周期的时间，而是测30～50个周期的总时间，再除以周期数即得周期T的值．用累积法的好处是：①相当于进行多

17年高考必考物理实验总结(20201122072445)

17 年高考必考物理实验总结高三在我们的关注中如约而至，征战高考的号角已经吹响，时间不容置疑地把我们推到命运的分水岭。小编为大家搜集了高考必考物理实验，一起来看看吧。一、验证性实验（一）验证力的平等四边形定则1：目的：验证平行四边形法则。 2. 器材：方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度尺, 图钉几个。 3. 主要测量： a. 用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳的结点到达某点 Q结点O的位置。记录两测力计的示数F1、F2。两测力计所示拉力的方向。 b. 用一个测力计重新将结点拉到O点。记录：弹簧秤的拉力大小F 及方向。 4. 作图：刻度尺、三角板 5. 减小误差的方法: a. 测力计使用前要校准零点。 b. 方木板应水平放置。 c. 弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致, 并与木板平行. d. 两个分力和合力都应尽可能大些.

e. 拉橡皮条的细线要长些,标记两条细线方向的两点要尽可能远些. f. 两个分力间的夹角不宜过大或过小, 一般取600---1200 为宜 (二) 验证动量守恒定律 1. 原理：两小球在水平方向发生正碰, 水平方向合外力为零, 动量守恒。 m1v1=m1v1/+m2v2/ 本实验在误差允许的范围内验证上式成立。两小球碰撞后均作平抛运动, 用水平射程间接表示小球平抛的初速度：OP m1 以v1 平抛时的水平射程 OM ---- m1 以v1' 平抛时的水平射程 O'N --- m2 以V2' 平抛时的水平射程验证的表达式：m1OP=m1OM+m2O/N 2. 实验仪器：斜槽、重锤、白纸、复写纸、米尺、入射小球、被碰小球、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。 3. 实验条件： a. 入射小球的质量ml大于被碰小球的质量m2(m1>m2) b. 入射球半径等于被碰球半径 c. 入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下。 d. 斜槽未端的切线方向水平

2021年高考物理复习导与练 实验十—第十一章第1节 及参考答案