關(guān)于這篇高考物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)建議，希望大家認(rèn)真閱讀，好好感受，勤于思考，多讀多練，從中吸取精華。
一、加強(qiáng)對(duì)基本儀器的使用原理及讀數(shù)的復(fù)習(xí)
基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用和讀數(shù)是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，特別是對(duì)刻度尺、螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺、多用電表的正確讀數(shù)每年必考。我們?cè)趶?fù)習(xí)時(shí)一定要深刻理解其測(cè)量原理，學(xué)會(huì)準(zhǔn)確讀數(shù)。
例1 圖1給出的是用螺旋測(cè)微器測(cè)量一小鋼球的直徑的示數(shù)，此讀數(shù)是mm。
解析：螺旋測(cè)微器的基本測(cè)量原理是通過可動(dòng)刻度的放大原理，即將0.5mm等分為50等份，每一等份表示0.01mm。其讀數(shù)規(guī)則為：先將可動(dòng)刻度尺的邊緣所對(duì)的固定刻度線讀出整毫米(或半毫米)數(shù)，再看固定刻度尺上的長橫線與可動(dòng)刻度相對(duì)的小于0.5mm的數(shù)，以上兩部分相加就是螺旋測(cè)器的讀數(shù)。圖1中固定刻度尺讀數(shù)為5.5mm，可動(dòng)刻度尺上讀數(shù)為0.201mm，最后的1是估讀出來的，故該次測(cè)量的讀數(shù)為5.701mm。
例2 有一種游標(biāo)卡尺，與普通游標(biāo)卡尺不同，它游標(biāo)尺的刻線看起來就很稀疏，使得讀數(shù)時(shí)清晰明了，方便了使用者正確讀取數(shù)據(jù)。
(1)如果此游標(biāo)尺的刻線是將39mm等分成20份那么它的準(zhǔn)確度是mm。
(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量某一物體的厚度，如圖2所示，正確的讀數(shù)是mm。
解析：普通游標(biāo)卡尺有三種，一種是將9mm分成10個(gè)格，最小刻度是1/10=0.1mm。第二種是將19mm分成20個(gè)格，最小刻度是1/20=0.05mm。第三種是將49mm分成50個(gè)格，最小刻度是0.02mm。游標(biāo)卡尺的讀法：通常以毫米為單位，由游標(biāo)的零刻度線左側(cè)的主尺讀出整毫米數(shù)，再由游標(biāo)尺中跟主尺刻度線正對(duì)齊的第n條線讀出小數(shù)部分，為最小刻度n。
(1)圖2中新式游標(biāo)卡尺將39mm等分成20份，每份是39/20=1.95mm，與2mm的整數(shù)之差為2.00-1.95=0.05mm，所以它的準(zhǔn)確度是0.05mm。
(2)因?yàn)橛螛?biāo)尺的第五條刻度線與主尺刻度對(duì)齊，所以讀數(shù)為31.25mm
讀數(shù)還可以算出來，如圖2所示，31+(10-9.75)=31.25mm
評(píng)析：看來這種新式卡尺與傳統(tǒng)卡尺的準(zhǔn)確度以及讀數(shù)方法是一模一樣的，只是新式游標(biāo)尺的刻度較大，比原刻度多出了一個(gè)整數(shù)毫米而已。另外注意游標(biāo)卡尺不需要估讀，所以讀出的數(shù)，若以mm位單位，小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)應(yīng)與最小刻度的位數(shù)一致。
例3 用歐姆表測(cè)電阻Rx，粗測(cè)時(shí)用100擋，調(diào)零后進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太小，為了獲得較為準(zhǔn)確的測(cè)量值，繼續(xù)測(cè)量時(shí)的正確做法是。
解析：歐姆表測(cè)電阻時(shí)，被測(cè)電阻Rx為歐姆表盤讀數(shù)x乘以所選倍率k，即：Rx=kx。歐姆表盤的刻度是不均勻的，且電阻刻度值逆時(shí)針增大。測(cè)量時(shí)歐姆表的指針在表盤的中間部分時(shí)讀數(shù)最準(zhǔn)確。而題中測(cè)量時(shí)用100擋，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太小，即讀數(shù)x太大，為了使讀數(shù)減小，必須增大倍率k，即將選擇開關(guān)換至1000擋，重新調(diào)零后再測(cè)量。
二、靈活選用實(shí)驗(yàn)器材，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力
選用實(shí)驗(yàn)器材一般應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理掌握可行、精確和方便的原則。可行是指選用的實(shí)驗(yàn)器材要能保持實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行;精確是指選用的實(shí)驗(yàn)器材要考慮盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差;方便是指選用的實(shí)驗(yàn)器材要便于操作。根據(jù)解決問題的需要，已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)電壓表使用，已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)電流表使用，電阻箱與電流表或電壓表配合使用可用于測(cè)電壓或電流等均體現(xiàn)出儀器選擇中的靈活性。
在電學(xué)物理量的測(cè)量和其他電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通常還會(huì)遇到實(shí)驗(yàn)線路的選擇問題，如伏安法測(cè)電阻時(shí)電流表內(nèi)接法和外接法的選擇;滑動(dòng)變阻器改變電路中電流或電壓時(shí)串聯(lián)限流和并聯(lián)分壓兩種接法的選擇。對(duì)于伏安法測(cè)電阻線路的選擇，可采用阻值比較法或?qū)嶒?yàn)試探法。對(duì)于變阻器接法的選擇，若變阻器阻值較大時(shí)，宜采用串聯(lián)限流式;若變阻器阻值較小時(shí)，宜采用并聯(lián)分壓式。
例4 為了測(cè)量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻(內(nèi)阻約2000)，實(shí)驗(yàn)室可以提供的器材有：電流表A1，量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.1電壓表V2，量程為5V，內(nèi)阻約為3500電阻箱R1的阻值范圍為0～99.9電阻箱R2阻值范圍為0～9999滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值約為100，額定電流1.5A;電源E，電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻約0.5單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干。
(1)請(qǐng)從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電壓表V的內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路，畫出電路原理圖(圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注)，要求測(cè)量盡量準(zhǔn)確。
(2)寫出計(jì)算電壓表V的內(nèi)阻Rv的計(jì)算公式為Rv=________。
解析：由于電源電動(dòng)勢(shì)E比電壓表V的量程大的多，而滑動(dòng)變阻器R3又比電壓表V的內(nèi)阻小的多，所以滑動(dòng)變阻器只能選用分壓式接法.不少考生解答此題，毫不猶豫地套用伏安法，由于沒有考慮待測(cè)電壓表的量程為3V，內(nèi)阻約為2000，電壓表中的最大電流為1.5mm，電流表的量程太大，而導(dǎo)致設(shè)計(jì)出如圖3所示的錯(cuò)誤電路。
若選用V和V2配合使用測(cè)電阻箱R2兩端電壓(不能選R1的原因是R1的總阻值相對(duì)Rv而言太小，無法起到很好的分壓作用)，同樣可測(cè)得流過V的電流而達(dá)到測(cè)量Rv的目的，如是可設(shè)計(jì)出如圖4所示電路圖。閉合開關(guān)，電壓表V的示數(shù)為U，電壓表V2的示數(shù)為U2，電阻箱R2的讀數(shù)為R。根據(jù)歐姆定律，利用通過電壓表的電流與電阻箱R1的電流相等，算出電壓表的電阻為
。
三、注重對(duì)課本基本學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理的理解和延伸，培養(yǎng)發(fā)散思維能力
針對(duì)高考實(shí)驗(yàn)命題素材主要來自教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，即不脫離教材而又不拘泥于教材這一特點(diǎn)，我們可將學(xué)生實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容上進(jìn)行延伸討論。例如：
1.長度的測(cè)量：延伸到游標(biāo)卡尺的放大原理;微小量的測(cè)量方法。
2.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)：延伸到測(cè)量速度、加速度的多種方法。
3.探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系：研究材料形變的方法;研究彈簧壓縮;研究決定彈簧K值的因素;F-X圖象等。
4.驗(yàn)證力的平行四邊形定則：等效法。
5.驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律：巧妙設(shè)計(jì)，將不可測(cè)量量轉(zhuǎn)化為可測(cè)量量。
6.研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)：留跡法;采用其它方法，如數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)拍照法。
7.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：驗(yàn)證的其它方案。
8.用單擺測(cè)重力加速度：測(cè)g的其它方法;利用T2-L圖象求g。
9.用油膜法估測(cè)分子的大小：測(cè)微觀量的方法。
10.用軌跡法描出穩(wěn)恒電流場(chǎng)中平面的等勢(shì)線：其它電場(chǎng)的等勢(shì)線研究，如點(diǎn)電荷電場(chǎng)、平行帶電板間電場(chǎng)等。
11.測(cè)定金屬的電阻率(練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)：螺旋測(cè)微器的放大原理測(cè)定電阻的其它方案。
12.描繪小燈泡的伏安特性曲線：線性與非線性元件的伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)條件的控制。
13.把電流表改裝為電壓表：改裝原理討論;半偏法測(cè)表頭內(nèi)阻;其它方案設(shè)計(jì)。
14.測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻：其它測(cè)定方案設(shè)計(jì)。
14.用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件：探究未知事物的方法。
15.練習(xí)使用示波器：使用新儀器，示波管工作原理。
16.傳感器的簡單使用：各種傳感器的信息轉(zhuǎn)換與記錄原理。
17.測(cè)定玻璃的折射率：測(cè)量折射率的其它方法。
18.用雙縫干涉測(cè)光的波長：器材、安裝、原理分析;現(xiàn)象明顯與否條件的討論等。
現(xiàn)以測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻作如下示例供同學(xué)們參考：
實(shí)驗(yàn)原理：如圖5，改變滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值，從電流表和電壓表讀出幾組I、U的數(shù)值，通過多次測(cè)量作出圖6中的實(shí)線，由閉合電路歐姆定律U=E-IR知，此實(shí)線的延長線和縱軸的交點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值E，和橫軸的交點(diǎn)為短路電流I0，那么電池的內(nèi)電阻為
。
誤差分析：由于圖5中電壓表的分流作用，實(shí)際上干路電流比電流表的測(cè)量值大IV，在圖6中作出修正，可畫出傾斜虛線所示U-I圖象。該直線和縱軸的交點(diǎn)E0為電池電動(dòng)勢(shì)的準(zhǔn)確值。比較圖6中兩斜線可知，用此法測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻都比真實(shí)值偏小。而選用內(nèi)電阻越大的電壓表，這一誤差越小。為了減小系統(tǒng)誤差，要求RvRA+R，這一條件易于滿足，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)一般采用原理圖5。
拓展：由于已知電壓的電阻可充當(dāng)電流表角色，所以可將圖5中電流表A和滑動(dòng)變阻器用電阻箱替代，變形成如圖7所示原理圖。
當(dāng)然還可等效為原理圖8。
由于原理圖7、8是由原理圖5等效變形而來，則可知這種U-R法測(cè)得的電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻也必然偏小。
例5 如圖9中甲所示為一黑箱裝置，盒內(nèi)有電源、電阻等元件，a、b為黑箱的兩個(gè)輸出端。
(1)為了探測(cè)黑箱，某同學(xué)進(jìn)行了以下幾步測(cè)量：A.用多用電表的電阻擋測(cè)量ab間的電阻;B.用多用電表的電壓擋測(cè)量ab間的輸出電壓;C.用多用電表的電流擋測(cè)量ab間的輸出電流。你認(rèn)為以上測(cè)量中不妥的有(填序號(hào))，理由是。
(2)含有電源的黑箱相當(dāng)于一個(gè)等效電源，ab等效電源的兩極.為了測(cè)定這個(gè)等效電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，記錄下電壓表和電流表的示數(shù)，并在方格紙上建立了U-I坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了坐標(biāo)點(diǎn)，如圖丙所示.請(qǐng)你進(jìn)一步處理，并由圖求出等效電源的電動(dòng)勢(shì)E=V，內(nèi)阻r=。
(3)由于電壓表和電流表的內(nèi)阻，會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，則采用此測(cè)量電路所測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)與實(shí)際值相比，測(cè)得的內(nèi)阻與實(shí)際值相比(填偏大、偏小或相同)
解析：(1)以上測(cè)量中不妥的有A、C;理由是：A.不能用多用電表的歐姆擋測(cè)量含電源的電阻;B.可能造成短路而燒壞電表。
(2)如圖10所示，用直線將描得的點(diǎn)連接起來，要使更多的點(diǎn)在直線上，其它的點(diǎn)盡量分布在直線兩側(cè).在圖上直接讀出電源的電動(dòng)勢(shì)為1.45V，取直線上的兩點(diǎn)算出直線斜率的絕對(duì)值就是電源的內(nèi)阻r=0.73。
(3)圖9-乙測(cè)量原理圖與上述原理圖5一樣，所以誤差情形一樣，即測(cè)量值均偏小。
四、注重教材的演示實(shí)驗(yàn)和課后小實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練
隨著高考改革的不斷深入，高考考查的知識(shí)面越來越寬，僅靠一些學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，近幾年高考試題中不斷出現(xiàn)演示實(shí)驗(yàn)、課后小實(shí)驗(yàn)。如06年江蘇卷考察了光電效應(yīng)現(xiàn)象的演示實(shí)驗(yàn);全國理綜I卷考查了共振現(xiàn)象的演示實(shí)驗(yàn)等。所以復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要全面了解所有的演示實(shí)驗(yàn)及課后小實(shí)驗(yàn)。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室應(yīng)盡可能地向?qū)W生開放，使學(xué)生能親自動(dòng)手做做所有演示實(shí)驗(yàn)、課后小實(shí)驗(yàn)及分組實(shí)驗(yàn)，在操作過程中提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�。由于現(xiàn)在的高考還不能讓學(xué)生在考場(chǎng)上動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，而只能通過卷面來體現(xiàn)，畫電路圖、實(shí)物圖、電路連線題等就是考查學(xué)生實(shí)際操作能力的實(shí)驗(yàn)題。所以在訓(xùn)練實(shí)際動(dòng)手能力的同時(shí)，還應(yīng)訓(xùn)練學(xué)生如何把已經(jīng)獲取的實(shí)際操作能力在試卷上表達(dá)出來。
五、總結(jié)語
通過對(duì)基本演示、分組實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)、操作，應(yīng)達(dá)到這樣幾個(gè)目的：一要掌握實(shí)驗(yàn)原理;二要學(xué)會(huì)誤差分析;三要學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理;四要掌握實(shí)驗(yàn)的思想方法，如控制變量法、累積法、轉(zhuǎn)換法、替代法等。學(xué)習(xí)貴在知識(shí)遷移，注重培養(yǎng)自己的知識(shí)遷移能力和發(fā)散思維能力，達(dá)到靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解答遇到的各種問題的復(fù)習(xí)最終目標(biāo)。
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