高中物理实验专题讲座泰兴市初中物理实验技能大赛主办方：泰兴市第二高级中学主讲人：丁军1主讲讲内容基本仪器的使用 考察实验验证 机械能守恒定律描绘小灯泡伏安特性曲线2物理基本仪器的使用游标卡尺 螺旋测微器 秒表 电流表和电压表 滑动变阻器 电阻箱 多用电表3认识游标卡尺4游标卡尺一、构造 二、精确度 三、原理和读数方法 四、读数练习5一、游标卡尺的构造6二、游标卡尺的精确度1.10 分度精确度为1 10=0.1mm2.20 分度精确度为1 20=0.05mm3.50 分度精确度为1 50=0.02mm7三、游标卡尺的原理和读数方法1、10分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm，比 主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。读数时先 从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出 0.1毫米位的数值，其读数准确到0.1mm。82、20分度的游标卡尺游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm， 比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。 读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数， 然后用游标读出毫米以下的数值：游标的 第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫 米以下的读数就是几乘0.05毫米。其读数 准确到0.05mm93、50分度的游标卡尺0123456789001234567891 0游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm，比主尺 上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这种卡尺的读 数可以准确到0.02mm。读数方法和前两种一样。1029.8mm33.10mm四、读数练习119.00mm12认识螺旋测微器13螺旋测微器一、构造二、原理和读数方法三、读数练习14螺旋测微器固定刻度上的最小刻度为 mm（在中线的上侧）可动刻度每旋转一圈前进（或后退） mm。在可动刻度的一周上平均刻有 条刻线，所以相邻两 条刻线间代表 mm。读数时，从固定刻度上读取整 、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（因为 是10分度，所以在最小刻度后应再估读一位），再把 两部分读数相加，得测量值。0.50.550 0.01其读数单位为mm时,小数点后有三位,所 以螺旋测微器又叫做千分尺15502025156.703mm读数练习16认识秒表17电流表、电压表读数伏安法测电阻1819电流表、电压表读数20电流表读数例题0.60.020.340.11.7021电压表读数例题3.00.12.200.511.022名称电路图说明内接法电电流表接在电电 压压表两接线线柱 内侧侧外接法电电流表接在电电 压压表两接线线柱 外侧侧AVRAVR伏安法测电阻的两种电路 23电路U、I关系误差结 果误差来源 适用条件内接法U测 UR I测 = IRR测 R真 偏大电流表 分压R RA 时， U测 =UR，即适合大电阻外接法U测 = UR I测 IRR测 R真 偏小电压表 分流R RV 时， I测=IR，即适合小电 阻AVRAVR.内接法：内（大）、大、大外接法：外（小）、小、小伏安法内、外接法对比表U测URI测IR24伏安法测电阻电路选择伏安法测电阻电路选择 当时，选用电流表内接法时，选用电流表外接法当、比值法1、阻值比较法当Rx较大，RXRA 时，用内接法。当Rx较小， RXRV时，用外接法。25、实验试探法：若伏特表示数有明显变化，即 宜外接若安培表示数有明显变化，即 宜内接26例、一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学 用伏安法测量此电阻,用如图(a)(b)两种电路各测 一次,用(a)图所测数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测 得的数据是2.9V、4.0mA,由此可知,用 图测得 Rx的误差较小,测量值Rx= .a a10001000AVAVRxRx(a)(b)27一、滑动变阻器的限流接法和分压接法 1两种接法比较由上表可以看出：滑动变动变 阻器的分压压式接法中，电压电压 和电电流的调节调节 范围围很 大，限流式接法较节较节 能282两种接法的选择29限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变 阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总 电阻还小)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比 滑动变阻器的总电阻要大)3、两种接法的适用条件304、以下三种情况必须采取分压式滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻的阻值 ； 电压要求从零变化； 实验仪 器最大允许电流、电压不够，即连成 限流式接法时，电压或电流超过电表量程31(1)待测电阻 (约约100) (2)直流毫安表(量程10mA，内阻50) (3)直流电压电压 表(量程3V，内阻5k) (4)直流电电源(输输出电压电压 4V，内阻可不计计) (5)滑动变动变 阻器(阻值值范围围15，允许许最大电电流1 A) (6)开关一个，导线导线 若干 根据器材的规规格和实验实验 要求，在本题题的实实物图图 上 连线连线 图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所 需的器材实物图，器材规格如下： 电流表内外接、限流和分压接法的选择、实物连接 32要点： 1、电流表内外接的选择： 2、限流接法和分压接法的选择： 3、连接实物图： 3334认识电阻箱35认识多用电表36欧姆表基本构造 欧姆表原理 表盘结构 中值电阻 欧姆表的使用 欧姆表的读数 欧姆表测电阻的优缺点 仿真模拟演示 二极管返回 371.基本构造欧姆表由电流表G、电 池、调零电阻R，刻度盘 和红、黑表笔组成。在欧姆表内部是电流表 、电池、调零电阻三者串 联而成；在欧姆表外部，接上被 测电阻后，与欧姆表内部 电路一起组成闭合电路返回 38E Rg+ r + RIg=E Rg+ r + RRx+Ix=I=02. 欧姆表原理返回注意：红、黑表笔哪个表 笔电势高？390欧姆表盘的刻度是均匀的吗？因为I 与Rx 之间的关系不是线性关系， 所以欧姆 表盘的刻度不均匀ER+r+Rg+RxI =3.表盘结构返回 404.中值电阻R =EIg中R + r + Rg=注意（1） 欧姆表的刻度与其它表刻 度相反，且刻度不均匀（2）欧姆表每次测电阻前需欧 姆调零。不能带电测量。（3）欧姆表中电池用久了，电 动势和内阻要改变，测出的电阻值 有较大的误差。所以欧姆表常用来 粗测电阻。RG ErIgRg返回 415.欧姆表的使用: 一般常用的欧姆表是多用电表中的一个功能欧 姆表的使用要点是：（1）机械调零：先检查表针是否停在左端的“0”位置 上，如果没有停在“0”位置上，需用小螺丝刀轻轻地 转动机械调零螺丝，使指针指零. （2）选欧姆挡倍率：根据被测电阻的大致值，将选 择开关旋转到欧姆挡相应的倍率上欧姆档的倍率表示测量值跟指针指示值的倍数关系 例如用“10”档测某电阻时，指示值为15，则表示 被测电阻值是1510150（）选取档位的根据是以测量时指针尽可能达半偏为 宜 42（3）欧姆调零：红、黑表笔短接，调节调零旋钮（调节调零电 阻的值）使指针指向最右方0处 （4）测量：将被测电阻跨接在红、黑表笔间注意：不要用手接触电阻的两引线若发现指针偏角太大或太小应换用倍率较小或较大的挡但每次换档后必须重新调零每次测电阻前都要把电阻从电路中断开不能带电测量 。 （5）读数：测量值表盘指针示数倍率 （6）测量完毕，将选择开关旋转到空档或交流高 压档，拨出表笔，长期不用应取出电池返回 436.欧姆表读数124 1.50k 返回 447.欧姆表测电阻的优缺点:优点：测量方便缺点：若电池用久， 电动势与内阻会变化 ，产生误差较大，只 能粗略测量电阻RxR_GEr+返回 45实验目的实验原理实验步骤实验器材数据处理注意事项验证机械能守恒定律46【实验目的】通过实验验证机械能守恒定律. 47图1【实验原理】48打点计时器 ，交流电源， 带有铁夹的铁 架台，纸带， 复写纸，带夹 子的重物，刻 度尺，导线【实验器材】491安装置：按图2将检查、调整 好的打点计时器竖直固定在铁架 台上，接好电路 2打纸带：将纸带的一端用夹 子固定在重物上，另一端穿过打 点计时器的限位孔用手提着纸带 使重物静止在靠近打点计时器的 地方先接通电源，后松开纸带 ，让重物带着纸带自由下落 更换纸带重复做35次实验.图2【实验步骤】50【实验步骤】51【数据处理】52利用匀变速直线运动的规律可以用 AC 的平均速度代表 B 的瞬时速度。53【数据处理】54图图 象象 法法 处处 理理 数数 据据0hv 21 2该图象的 斜率表示 什么？为什么图 象通过原 点？55【误差分析】56【注意事项】571、在验证机械能守恒定律的实验中，下列操作正确的是 （ ） A先释放重物，后接通电源 B用秒表测量重物下落的时间 C打完一条纸带后，立即切断电源 D每打完一条纸带，活动复写纸位置CD2、在验证机械能守恒定律的实验中要用到的器材和测量仪器 有_ _A电火花计时器B交流电源 C秒表 D重锤 E铁 架台和复夹 F纸带 G刻度尺 H天平A B D E F G习题巩固583、在验证机械能守恒定律的实验中： A带重锤的纸带穿过电火花计时器，用手将纸带竖直提起 B用天平测出重锤的质量 C把电火花计时器竖直固定在铁架台上 D把电火花计时器接上低压交流电源 E松开纸带，使重锤自由下落 F闭合电键 G重做几次，选出第一、二点间距离接近2mm，点子清晰的纸带 H在纸带上，记下第一个点的位置0，并在纸带上依次选取几个点标 出0、1、2、3 I计算出与各点对应的速度V1、V2和测出各点到0点的距离h1、 h2把数据填入表格 J算出重物运动到点1、2、3时减少的重力势能以及增加的动能 ，进行验证 在上述步骤中不必要的是_ 将必要的步骤前面的字母按合理的顺序排列出来， _C、D、A、F、E、G、H、I、JB习题巩固594、(1)若某小组打出了一条纸带如图所示，相邻两点 之间的时间间隔为0.02 s，请根据纸带计算出B点的 速度大小为_m/s.(结果保留三位有效数字)1.37习题巩固60(2)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v2h 图线如图所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g _m/s2.(结果保留三位有效数字)9.75习题巩固615、在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用 电源的频率为50赫.查得当地的重力加速度g=9.80米/秒2.测得 所用的重物的质量为1.00千克.实验中得到一条点迹清晰的纸 带,把第一个点记作0,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量 的点.经测量知道A、B、C、D各点到0点的距离分别为62.99 厘米、70.18厘米、77.76厘米、85.73厘米.根据以上数据,可 知重物由0点运动到C点,重力势能的减少量等于 焦,动 能的增加量等于 焦(取3位有效数字).根据数据得出什 么结论？产生误差的原因是什么？01A B C D7.627.56 结论：在实验误差允许范围内，重锤重力势能减少量等于动能的增加量 即机械能守恒； 误差原因：下落过程中克服摩擦阻力做功习题巩固62描绘小灯泡的伏安特性曲线631电路的连接方式 (1)电流表应采用外接法：因为小电珠的电阻较 小，与00.6 A电流表串联时，电流表的分压影 响不能忽略 (2)滑动变阻器应采用分压式连接：目的是为了 使小电珠两端的电压能从零开始连续变化 2闭合电键S前，滑动变阻