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1储能中学2005专题复习资料物理实验一（实验仪器）一、弹簧秤1.构造与原理弹簧秤有两种，一种是圆柱形弹簧秤，另一种是板式弹簧秤，它们的主要部件是由一个弹簧和刻度尺组成的.如图1-23所示.弹簧秤测力原理是根据胡克定律，F=kx，其中F为弹簧弹力，k为弹簧劲度系数，x为弹簧的形变量，由于弹簧伸长度与弹簧弹力之间是成正比关系，所以弹簧秤的刻度是均匀的.2.使用方法(1)使用前要校准零点，并用标准砝码检查示数是否准确，如果不准需要调整.(2)提住弹簧秤的拉环，将被测物挂在秤钩上.(3)待物体静止后，从弹簧秤的刻度上读出物体的重量和拉力的大小.(4)取下重物或撤掉拉力.3.注意事项(1)使用时不得超过弹簧秤的称量范围.(2)弹簧的伸长方向要与所测力的方向一至，弹簧、指针、拉杆都不要与弹簧秤外壳发生摩擦.(3)如不能调零，应记住不测力时的读数，在测量时加以修正.(4)读数时要注意在弹簧秤的最小刻度后估读一位，且要保持视线与指针处于同一水平面内时读数.(5)弹簧秤不可长时间的测量，实验结束后应立即将弹簧放松，以免发生形变.例题1-8如图1-24所示，当不测量时，弹簧秤的示数如图甲所示，当测量某一重物的重力时，弹簧秤的示数如图乙所示，若g取10m/s2，则该物体的质量为_____.二、秒表1.构造与用途如图1-26所示，秒表的主要构造是：①外壳按钮：使指针启动、停止、回零；②分针刻度：读取整分钟数(包括半分钟)；③2秒针刻度:用于读取秒数.2.使用方法使用秒表前首先要上好发条，按压第一次外壳按钮，表将启动，按压第二次外壳按钮，秒表指针停止转动，按压第三次外壳按钮，表将回零.3.原理与读数方法秒表是利用周期性振动的等时性制成的.它的读数方法是：①首先读出小刻度盘中的整分钟数(包括半分钟)；②然后读出大刻度盘的秒刻度数；③将两个读数统一单位后相加即得最后读数.4.注意事项(1)检查秒表没有启动时指针是否指零，如不为零应读出此时的读数，在使用时加以修正.(2)实验完毕，应启动秒表，使发条完全放松.难点在读大表盘的读数时，一般没有估读，读数只读到大表盘的最小分值，因为机械秒表是靠齿轮转动，指针不是连续的转动，而是在跳动，它不可能停在两小格之间.例题1-9如图1-27所示为一位同学跑400m时所用的时间，该同学的400m成绩是_____.例题1-10某同学在测量一单摆50个周期的振动时间时，得到如图1-28所示的图示刻度，则该单摆的周期为_____.三、打点计时器1.构造及用途中学实验室经常见到的打点计时器有两种，一种是电磁打点计时器，另一种是电火花打点计时器，它们都是计时仪器，具体各部分名称见图1-32和图1-33所示.2.原理(1)电磁打点计时器：当给电磁打点计时器的线圈通电后，线圈产生磁场，线圈中的振3片被磁化，振片在永久磁铁磁场的作用下向上或向下运动，由于交流电的方向每个周期要变化两次，因此振片被磁化后的磁极要发生变化，永久磁铁对它的作用力的方向也要发生变化，如图1-34所示，当电流为图甲所示时，振片受向下的力，此时打点一次，当电流方向为图乙所示时，振片受向上的力，此时不打点，所以在交流电的一个周期内打点一次，即每两个点间的时间间隔等于交流电的周期.我们可以利用纸带上的点的情况来分析物体的运动情况.(2)电火花打点计时器：电火花打点计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器.给电火花打点计时器接220V电源，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流，接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上打出一系列的点，而且在交流电的每个周期放电一次，因此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期.3.使用步骤(1)把打点计时器固定在桌子上，将纸带穿过限位孔，复写纸套在定位轴上，并压在纸带上.(2)将打点计时器的两个接线柱分别与交流电源相连.(电磁打点计时器接交流电源4～6V，电火花打点计时器接220V交流电.)(3)打开电源开关，按实验需要使纸带运动，在纸带上打出一系列的点.(4)取下纸带，根据具体情况选出计数点，按实验要求进行测量计算.难点1.在使用打点计时器时，经常出现周期不稳定，或不起振不打点等现象，此时要松开振片的固定螺丝，改变振片长度，调整其固有频率，让它的固有频率与电源频率相同，即可解决上述问题.2.打点计时器不能长时间连续工作，要每打一条纸带后及时切断电源，以免长期使用电流过大而烧坏线圈.例题1-11利用电磁打点计时器，测量物体自由落体的加速度，图1-35所示为打点计时器示意图，图中标出几个部件的代号，在下面的空格中分别填上它们的名称.A是__①__，B是__②__，C是__③__，D是__④__.例题1-12某同学在用打点计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验时，纸带上打出的点不是圆点，而是一些间断的短线，使得实验无法进行数据测量，这可能是因为()A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定C.电源频率不稳定D.打点针压的过紧4四、气压计和温度计中学常用气压计有两种，一种是槽式水银气压计，其构造和各部分名称如图1-36甲所示，另一种是曲管气压计，其构造和各部分名称如图1-36乙所示.两种气压计都是根据托里折利实验原理制成.2.气压计的使用方法(1)槽式气压计的使用方法①转动竖直挂在墙壁上的气压计的螺旋A，使槽内水银面刚好和槽上的象牙针尖接触；②移动刻度尺C上的可动游标D，使它的下边“0”刻度线正好与水银的月牙面相切；③从前后两个窗口读出刻度尺和标尺的读数，相加即得大气压强.(2)曲管式气压计的使用方法①将整个装置竖直放置；②移动上、下两个游标，直至其零刻度与水银面相切；③读出两个游标尺的读数后相减即得大气压强值.3.气压计使用时注意的问题(1)气压计必须保持竖直.(2)读数时，视线要与刻度尺垂直平视.(3)由于水银密度较大，移动气压计时应轻拿轻放，旋转要慢4.温度计的原理及参数温度计的种类很多，常见的液体温度计有水银温度计、酒精温度计.液体温度计都是利用热胀冷缩原理制成.温度计的主要参数有两个，一是它的测量温度的最大值，二是温度计最小分度的值，也称温度计的灵敏度，常用的温度计最小分度值有1℃、0.5℃、0.2℃等.5.使用温度计时要注意的问题(1)温度计测量的温度不能超过它的测量范围；(2)测量液体温度时，温度计不要接触器壁；(3)读数时，视线要与温度计的液面在同一水平面内.例题1-13在用曲管式气压计测定大气压强时，它的上、下两个游标尺均与水银面对齐时的读数如图1-37所示，则此时大气压强为_____，在实验操作中不慎使气压计A部分混入部分气体，则此时的读数比实际的大气压_____.(偏大、偏小)5五、滑动变阻器1.构造与原理滑动变阻器主要包括：①电阻丝，②滑动头，③瓷管，④金属杆，⑤接线柱，如图1-39所示.电阻丝间有绝缘层密绕在一起，通过改变滑动头的位置、改变电阻丝接入电路中的长度，从而改变其电阻值，它的阻值可以连续变化.2.作为限流器接入电路如图1-40所示，在该电路中，变阻器起限流作用，此时变阻器只需用两个接线柱，上下各一个.当滑动头C在A端时，电路中的电流最大，当滑动头C在B端时，电路中的电流最小，电流的变化范围是～.3.作为分压器接入电路如图1-41所示，在该电路中，变阻器起分压作用，此时变阻器要用三个接线柱，上一个下两个，当滑动头C在A端时，负载上的电压为零，当滑动头C在B端时，负载的电压为最大，负载上的电压可调范围是0～E.4.注意事项(1)无论滑动变阻器采用什么接法，流过它的电流均不能超过额定电流.(2)滑动变阻器上端的两个接线柱，实际上是一个，实际连接电路时可根据需要选用其中一个，绝不可两个都用.(3)滑动变阻器的总电阻可以读出，但使用时它的两端电阻值是不可知的.难点滑动变阻器两种接法的选用原则：如果负载电阻为R0，滑动变阻器的总电阻为R，则常用的选用方法有：(1)若R0R(一般在10倍以上)，选用分压式接法.(2)若R与R0相差不大或R0小于R时，选用限流式接法.(3)若要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续调节时，选用分压式接法.(4)两种情况均可使用时，选用限流式接法.(5)如有特殊要求，还需根据电压表、电流表的量程以及电阻允许通过的最大电流等参数来分析，以更安全、误差小为原则来选用连接方式.6例题1-14如图1-42所示，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片P向接线柱c移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是()(全国)A.a和cB.a和bC.b和cD.b和d例题1-15图1-43为一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变且对温度很敏感)的I—U关系曲线图.为了通过测量得到上述I—U关系的完整图线，在实验中应选用图1-44中的图_____；简要说明选用的理由.(2003年，上海)7六、电阻箱1.构造与原理电阻箱是由多个电阻串联而成的，它改变电阻的原理是通过旋转电阻表面的转柄来改变串联电阻的个数，而达到改变电阻的目的.一般的电阻箱表面有4个旋柄，并分别标有:R×1000、R×100、R×10、R×1,如图1-51所示.电阻箱接入电路后，可当一个已知电阻使用，但它的阻值不能连续变化.2.使用方法(1)调节电阻箱阻值时，要先调大再调小，如:将579Ω调至584Ω时，应先调到589Ω然后再调至584Ω，不能先调至574Ω再调到584Ω.(2)电阻箱的读数为：每档指示数乘以该档倍率然后相加.3.注意事项使用电阻箱时，一定要注意流过它的电流不能超过其允许通过的最大电流例题1-16一个旋钮式电阻箱表面示意图如图1-52所示，则该电阻箱表示的阻值是_____，若将它调至1998Ω，你采取的办法是______________.七、直流电流表和直流电压表2.电流表和电压表的读数读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读.具体估读方法如下：(1)量程为3V和3A的电压表和电流表，其最小分度为0.1V和0.1A,读数要估读到最小分度的十分之一.(2)量程为0.6A的电流表，其最小分度为0.02A,读数要估读到最小分度的，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，小数点后面有两位，尾数可能为0、1、2、3…(3)量程为15V的电压表，其最小分度为0.5V,读数要估读到最小分度的，因此最后读数如果以伏特为单位，小数点后面只有一位，尾数为0、1、2、3、4…3.使用方法(1)在使用表前，观察指针是否指在零刻度，若不是，应调整表的中心螺母使指针指零.(2)估算电路中的电压或电流，选择适当量程，选取原则是:使表的读数达到满刻度的8以上.(3)电流表要串联在电路中，电压表要并联在电路中，且使电流从正接线柱流入，负接线柱流出.(4)根据表的量程及最小分度值，正确读出表的读数，包括估读.难点电流表和电压表的读数误差：电表的制作准确度为七个等级，分别为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0.我们用k表示表的准确度，若表的量程为A，则表的最大测量误差的计算式为:Δx=A·k%.由于中学常用电表的准确度为2.5级.所以当选用3A的电流时，其读数的最大测量误差:ΔI=3.00×2.5%=0.075A.例题1-17如图1-57甲、乙两图为常用的电流表和电压表的刻度盘，在甲图中如果接入电路的“+”和“-0.6”两个接线柱，则表的示数为_____，如果接入电路的是“+”和“-3”两个接线柱，则表的示数为_____.在乙图中，若选用的量程为0～15V，则表的示数为_____，若选用的量程为0～3V，则表的示数为_____.例题1-18某电流表中的线框通以0.1mA的电流时，指针偏转30°，如果指针偏转45°，那么线圈的电流为多少？若该表的量程0.6A,则该表指针的最大偏角不能超过多少度？八、多用电表1.多用电表的构造和用途如图1-60所示为多用电表外形图，多用电表是一种多量程、多用途的测量交直流电学量的仪器，可以测量电阻、交直流电压和电流.具体名称如下，①表盘，表盘上有电流、电