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高三物理物理实验（四）~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~一、复习要点。2003年高考考试说明中关于实验的考试内容做了一些调整，本讲着重剖析其中变化的部分。二、难点剖析。１．长度测量与测量长度的仪器。物理学的任务概括起来说就是：测量玩Ｐt，搞清变化，预测将来。从这一角度看，物理学离不开测量。从某种意义上说，任何物理量的测量都必须转化为空间测量；而空间测量又是以一定空间（长度）测量为基础的。这就是说，若某个物理量与空间尺度建立起联系，则就是可测的量，否则，就不可测。精密的长度测量工具通常是利用主尺与付尺的差异来提高测量精度的。（１）游标卡尺简介构选：主尺上标有标准的“mm”刻度；付尺（游标）上标有与“mm”刻度略有差异的刻度。通常有如下几种规格：10格的总长度为９mm，每格为0.9mm，与主尺上刻度相差0.1mm；２０格的总长度为19mm，每１格为0.95mm，与主尺上刻度相差0.05mm;50格的总长度为49mm，每１格为0.98mm，与主尺上刻度相差0.02mm。原理：利用主尺和游标上刻度差异提高测量精度。读尺：以第一种规格的游标卡尺为例。Mm以上的部分从主尺上读，看游标上的“０”刻度线在主尺上哪两道刻度线之间；mm以下的部分从付尺（游标）读，看游标上的哪一道刻度线与主尺上某一道刻度线正对。注意：游标卡尺读尺时不再估读。（２）螺旋测微器构选：主尺上有标准的“半mm”刻度；付尺（螺旋）。旋转一圈将沿主尺进（或退）0.5mm,而付尺（螺旋）上的一周旋50等分，每一等分代表0.01mm。原理：把螺旋沿主就的进退转化为螺旋的旋转以提高测量精度。读尺：0.5mm以上的部分从主尺上读，看第几道“半mm”刻度线露出；0.5mm以下的部分从付尺（螺旋）上读，看主尺上的基准线在付尺（螺旋）上哪两道刻度线之间。注意：螺旋测微器读尺时需要估读。２．“半偏法”测电流表内阻。3.示波器及其示调原理。在“练习使用示皮器”的实验中，应注意到如下三个方面的要求：（1）示波器面板的认识则J2459型示波器，要求学生初步认识其面板上的各个旋钮，开关、接线柱。主要包括：电源开关、指示灯、辉度调节旋钮、聚值调节旋钮、辅助聚值调节旋钮、竖直位移旋钮、水平位移旋钮、Y增益旋钮、X增益旋钮，衰减调节旋钮、扫描范围旋钮、扫描微调旋钮、Y输入、X输入、地、交直流选择开关，同步极性选择开关等。（2）初步掌握如下几种调节：①观察荧光屏上的亮斑并进行调节。（注意调节亮斑的亮度，大小、位置等）②观察扫描并进行调节。③观察亮斑在竖方向的偏移并进行调节。④观察按正弦规律变化的电压的同线。（3）初步了解示波器的示波原理。了解示波器的示波原理应关注如下几个要点：①不起示波器的核心元件是示波管，示波管的基本原理是电偏转；②竖直方向盘偏转电极间加上被示电压波型，水平方向的偏转电极间加上同频扫描电压。③如仅仅在竖直方向的偏转电极间加上随时间正弦变化的电压，则荧光屏上的亮点将沿竖直线做往复的简谐运动，而只是形成一条竖直的亮线；如在此基础上在水平方向的偏转电极间加上分段随时间线性变化的同频率扫描电压，则竖直方向的亮线将会被“拉”开而形成完整的正弦曲线的波形。4．多用电表及所探索的几种元件。把测量电压的电压表、测量电流的电流表和测量（粗测）电阻的欧姆表组合在一起，形成所谓的多用电表。在“用多用电表探索黑箱内的电学元件”的实验中，被探索的元件主要应包括电源、电阻和二极管。二极管是一个具备身向导电特性的有极性元件，其正向电阻非常小，而反向电阻非常大。三、典型例题例1．如图29-2所示，游标卡尺的游标上有_______个小格，总长度为_______mm每小格的长度为_______mm，游标上每1小格与主尺上的mm刻度的差异为_______mm此时游标卡尺所测得的长度为_______mm.分析，要求熟悉游标卡尺的构造，了解原理和读尺方法。解答：依次填充：20、19、0.95、0.05、13.85。例2．如图29-3所示，螺旋测微器所测的长度为_______mm。分析：要求掌握螺旋测微器的读尺方法。解答：可以判断主尺上3mm刻度线刚刚露出，故所测长度为3.000mm。例3．如图29-4所示的是测定电流表内阻的实验电路，其操作步骤如下：（1）合上电键S1调节R1，使R1接入电路的阻值为R1=15KΩ，此时电流表的示数为3mA.（2）再合上电键S2，保持R1不变，调节R2，使R2接入电路的阻值为R2=100Ω，此时电流表的示数数为1mA.由此可判断：电流表的内阻的测量值应为r1g=_______Ω,和其真实值rg相比，应有r1g略于rg.分析：要求掌握测定电流表内阻的实验原理并能运用原理作灵活的定量处理。解答：由于R1=15KΩR2=100Ω所以合上电键S2在电流表上并联R2后，电路的总阻值几科未变，于是总电流AB可以认为是3mA，而此时流过电流表的电流为1mA，则可认为流过R2的电流为2mA，考虑到并联电路分流，电流强度与电阻成反比，可能判断：电流表内阻的测量值为r1g=200Ω由于并联上R2后毕竟使电路总电阻略有减小，干路总电流略有增加，流过R2的电流应该比2mA略大一些，由此可判断：r1g略小于rg例4．在示波器竖直偏转电极间加上如图29-5（a）所示的电压，则在示波管荧光屏上将出现一个亮点，其位置如同29-5（b）中的P点所示。若同时Pt示波器水平偏转电极和竖直偏转电极间加上如同29-6所示的电压Ux和Uy则是示波管荧屏上亮点位置应如何？分析：此例初步涉及到了示波器的示波原理问题。解答：竖直偏转电极间所加的偏转电压Uy将使得荧光屏中心处的亮点偏移；水平偏转电极间所加的偏转电压Ux将使得荧光屏中心处的亮点向右偏移。由于Ux和Uy同时存在，所以荧光屏上的亮点位置应该从荧光屏中心偏向右上方处。例5．如图29-7所示，R是一个阻值不太在的定值电阻，D是________；今用多用电表测定a、b端的电阻，当红、黑表笔分别接a、b两端时，所选的欧姆档倍率应该较_____，测得的阻值________；当红、黑表笔分别接b、a两端时，所选的欧姆档倍率应该较________，测得的阻值_________。分析：考查的是二极管的单向导电性及欧姆表的结构解答：依次填充：晶体二极管，大，很大，小，较小。练习题1．如图29-8所示的游标卡尺的示数分别为：LA=mm;LB=cm;LC=m.2.如图29-9所示，螺旋测微器的示数为mm，记录该测量结果的有效数字位数为位。若改用m为单位，并采用科学计数法，其示数为m.相应的有效数字位数为位。3．如图29-10所示，使用螺旋测微器物体长度当测砧A与测微螺杆F快要接触被测物体时，安停止使用旋钮D而改用微调旋钮D1，其目的是和。4．示波器面板上的下列旋钮的调节动能分别是什么？（1）辉度作调节旋钮；（2）聚值调节旋钮；（3）X增益旋钮；（4）扫描范围旋钮。5．使用示波器观察电压波形，当调节衰减调节旋钮到“”档在竖直偏转电极间加上随时间正弦变化的交变电压，而将扫描范围旋钮置于“外X档”时，荧光屏上出现的应该是此时将扫描范围旋钮任意调至某一档而Pt水平偏转电极间加上扫描电压，荧光屏上是否一定会出现一个完整的正弦波形。6．黑箱内有一个二极管，两极分别接在a、b两个接线柱上，给你一节干电池，一个小灯泡及若干导线，你能探测出二极管的正极是接在哪个接线柱上的吗？试写出步骤及判断依据。7．在图29-12所示电路的三根导线中，有一根是断的。其余元件都是好的，为了查出断导线，某同学想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的C端，并观察多用电表指针的示数。在下列选项中，符合操作规程的是（）A．直流10V档B直流0.5A档B．直流2.5V档D欧姆档8．如图29-13所示的是一个电容式传感器；在金属线a的外面涂一层绝缘的是介质后放放导电液体中构成一个电容器，a与导电液体就是该电容器的两极。今使该电容器充电后与电源断开，并将a与静电计的导体球相连，插入导电液体中的电极b与静电计外壳相连，则当导电液体深度h变大时（）A．引起两极间正对面积变大B．电容器的电容将变小C．电容器两极间的电压将变大D．静电计指针的张角将变大9.一个盒子内装有由导线和几个阻值相同的电阻组成的电路，盒外1、2、3、4是该电路的四个接线柱（如图29-14所示）。已知1、2间的电阻是1、3和2、4间电阻的2倍，3、4间无明显电阻，试画出盒内电路最简单的一种电路图。10．用万用表欧姆挡（×100）测试三只二极管，其结果依次如图29-15中①、②、③所示，由图可知，图中的二级管是好的，该二极管的正极是端。11．把电池（a），晶体二极管（b），电阻（c）中的某两个元件接入如图29-16所示的黑箱中，A、B、C是接线时的三个接点。（1）若用多用电表的直流电压档测量各接线点间的电压，测得UAB=UBC=UCA=0,这说明接入黑箱中的元件是（填符号即可）（2）若用多用电表的欧姆档测量，红黑表笔与各接点接触情况以及相应的读数情况如下表所示，则请将实际接线情况画在图29-16中。Ω123456红表笔ABACBC黑表笔BACACB读数约100Ω很大约100Ω约100Ω很大很小参考答案参考答案1．LA=0.2mm.LB=1.04cm.LC=1.10×10-2m.2．1.853,4,1.853×10-3，4。3．保证测量结果的准确，保护仪器。4．（1）调节图像亮度；（2）与畏助聚值调节旋钮配合使用，使电子表会聚成一细表，从而使图像清晰；（3）调节图像在水平方向的幅度；（4）与扫描微调旋钮配合使用，改变扫描电压的频率。5．一条竖直的亮线；不一定。6．（略）7．A.8.A9.（图略）10.②,a11.(1)b,c(2)（图略）