物理实验中的“多次测量”
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物理实验中的“多次测量”一、多次测量求平均值,减小误差。
试验中的误差不可避免,为了达到测量的准确程度,读数时需进行估读,估读值时测量工具最小刻度的下一位,因而读数时会出现有时偏大,有时偏小的现象,为减小误差,多次测量求平均值的方法二、多次测量找规律,排除偶然性通过实验数据,找出物理规律是研究物理问题的常用方法,但通过一两次实验数据得到的结论往往带有偶然性,不够准确、全面,因此这类实验需要进行多次测量三、多次测量物体在不同条件下的物理现象,进行比较。
物体在不同条件下表现出不同的规律是物理实验中常见的物理现象,因此这类实验需要在不同条件下对同一物理量进行测量,找出对应关系。
2、测量定值电阻的阻值3、估测声音传播的快慢1、测量一张纸的厚度2、探究物体所受重力的大小与质量关系 1、探究物质质量与体积的关系3、探究杠杆平衡条件4、使用定、动滑轮的特点1、探究凸透镜成像规律2、测量小灯泡的功率①、U >f②、f <U <2f ③、U <f 实际电压>额定电压 实际电压=额定电压 实际电压<额定电压四、多次测量探究影响某一物理量大小的因素。
影响某一物理量大小的因素通常有几个,每个因素对这一物理量有没有影响,有什么影响,需逐一通过实验进行测量。
多次测量在物理实验中的应用在物理实验中的许多地方都会遇到多次测量这一操作方法,针对不同的需要,多次测量的目的、作用都不尽相同,下面我结合苏科版教材中具体的实验,分析一下多次测量在物理实验中的应用。
1.多次测量求平均值,减小测量误差。
这种方法多见于单纯测量性的实验,实验本身的目的就是为了测量数据。
例如:8年级(上)108页,“活动5.3 用刻度尺测量纸张的厚度”,为这类实验设计的数据表一般都有求平均值的栏目。
活动 5.3 用刻度尺测量纸张的厚度这种方法一般用于研究测量原理和方法本身的优劣,在进行比较之后要对几次测量的1个回形针的质量A 、B 、C ,然后对3次用不同方法测出的数据进行比较,比较过后同学们会发现:A 与B 、C 的差距较大,而B 和C 之间的差距较小。
多次测量实验数据的目的在初中物理学习时,同学们会发现有不少实验,需要测量多组数据,才能最后得出结论,那么在这些实验中,多次测量的原因相同吗针对这一问题,下面我们以试题为例加以说明。
一、多次测量取平均值,减小误差(可测量定值电阻的阻值)1.在做“伏安法测量定值电阻”的实验中,小明同学设计了如下图甲所示的电路,电压和电流如表所示,请你完成下列问题.数据序号 1 2 3 4 电压U/V 2.0 3.0 4.0 6.0 电流I/A 0.6 1 1.3 2.0 电阻R/Ω3.33.03.13.0解析:(1)根据实验数据画出电压与电流的图像。
(2)由表格中的数据可知:该电阻的阻值为多少Ω=Ω+++=1.34.31.30.33.3R(3)实验中多次测量电阻的阻值,其目的是:多次测量取平均值,减小误差。
二、多次测量,探寻共同物理规律2.丁丁和冬冬同学分别设计了“探究并联电路中电流关系”的实验,他们的实验电路图及数据记录如下所示.(1)根据他们的实验数据可以得到:并联电路中的总电流 各支路电流之和(选填“大于”、“小于”或“等于”).(2)冬冬同学根据他的实验数据认为并联电路中各支路的电流一定相等,这是因为他选用的两个电阻R1、R2之间的大小关系是R1 R2(选填“大于”、“小于”或“等于”). (3)你认为选择不同阻值的电阻,进行多次测量电流的目的是什么 解析:(1)和(2)省略。
(3)为得出科学结论,防止以偏概全、找出在不同条件下的普遍物理规律,有不少物理实验必须进行多次测量,如探究串、并联电路中的电流、电压特点,探究杠杆平衡条件,探究平面镜、凸透镜成像特点、研究浮力原理等。
三、多次测量,研究不同状态下的物理量3.在测量额定电压为的某小灯泡电阻的实验中,实验电路图如图a 所示.闭合开关,调节滑动变阻器,改变小灯泡两端的电压,相应地读取通过小灯泡灯丝的电流.表中记录的是每次的测量值.U/v I/A(1))以电压为横坐标、电流为纵坐标,将测量数据转换为坐标点,标记在坐标系中,如图b 所示,请用平滑曲线将这些点连接起来.(2)通过计算或根据所画的实验图线都可以发现,小灯泡灯丝的电阻值是变化的,且随着电压的升高,其阻值变大 多次测量小灯泡值的阻值的目的是:找电阻的阻值随温度变化的规律。
1.如果物理量是个恒量,多次测量求平均值减小实验误差(1)测量物体的长度(2)用电压表和电流表测导体(定值电阻)的电阻2.多次测量,寻找普遍性规律(1)研究杠杆的平衡条件(2)研究串、并联电路的电压、电流特点时,换用不同定值电阻,多次测量(3)研究电流与电压、电阻的关系(4)测量小灯泡的电阻多次测量(5)测量小灯泡功率例1:在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:一是为了减小误差;二是为了寻找规律.在测量电功率的实验中,多次测量的目的是 ______;在测量物体长度的实验中,多次测量的目的是 ______.解析:首先要了解实验的目的,在此基础上来判断多次测量的目的。
测量电功率的实验是为了研究电功率与电压、电流的关系,因此多次测量是为了寻找普遍规律;而在测量物体长度的实验中,多次测量取平均值是为了减小误差,使实验结果更接近准确值。
故答案为:寻找规律;减小误差。
例2:在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:一是为了减小误差;二是为了寻找规律.以下两个实验中,属于减小误差的是______;属于寻找规律的是______(填序号)(1)在测量导体电阻的实验中进行多次测量.(2)“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”时要进行多次测量.解析:(1)在测量导体电阻的实验中进行多次测量,测量的是定值电阻的阻值,测量值是个定值,多次测量可以比较测量值减小误差.(2)“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”时要进行多次测量,保持电阻不变,多次改变电阻两端电压,为了寻找普遍规律.故答案为:(1);(2).多次测量是初中物理实验中最基本的操作和研究方法,但是实验目的不同时,多次测量的作用也不同。
1、多次测量取平均值,减少实验误差误差是不可避免的,只能减少,多次测量减少误差是一种最基本、最简单的方法。
通常这种方法用于测定某个固定的物理量,如:测量某物体的长度(多测几次长度)、测量某电阻的阻值(多测量几次电压电流)等等。
【多次测量的目的和方法】测量的目的多次测量的目的和方法现有初中苏科版物理教材中几乎每节课都安排有相关的实验活动,好多实验都需对某一物理量进行多次测量,但根据实验的要求,多次测量的目的和方法有所不同,而学生却往往以一概全,对不同的问题给出相同的答案。
现将教材中的有关实验根据多次测量的不同目的进行分类。
一、多次测量求平均值,减小误差实验中的误差是不可避免的,为了达到测量的准确程度,读数时需进行估读,而估读值是测量工具最小刻度的下一位,因而在读数时会出现有时偏大或有时偏小的现象,为了减小测量读数时的误差,在实验中需采用多次测量求平均值的方法。
在教材中涉及到的主要.实验有:1、测量一张纸的厚度。
2、测量定值电阻的阻值。
3、估测声音传播的快慢等。
这类实验中的物理量都有一个真实值,减小的是测量值和真实值之间的差距。
二、多次测量找规律,排除偶然性通过实验数据,找出物理规律是研究物理问题的常用方法,但通过一两次实验数据得到的结论往往带有偶然性,不够准确、全面,因此这类实验需进行多次测量,根据多组数据的分析,找出准确的、全面的、科学的结论。
在教材中涉及到的实验主要有:1、探究物体的质量与体积的关系。
结论:同种物质的不同物体,质量与体积的比值是相同的;不同物质的物体,质量与体积的比值一般是不同的。
在此基础上引入密度的概念。
2、探究物体所受重力的大小与质量的关系。
结论:物体所受重力的大小与它的质量成正比。
3、探究杠杆的平衡条件。
结论:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
4、使用定、动滑轮的特点等。
这类实验需要比较准确地测出数据,并会对测量的数据进行有效的、科学的分析。
得出结论后最好能再测一两组数据进行验证。
三、多次测量物体在不同条件下的物理现象,进行比较物体在不同条件下表现出不同的规律是物理实验中常见的物理现象,因此这类实验需要在不同的条件下对同一物理量进行测量,找出对应的关系。
教材中这类实验主要有:1、探究凸透镜成像规律,这个实验根据烛焰与凸透镜的位置关系分三种情况研究凸透镜的成像情况,(1)u > 2f , 成倒立缩小的实像;(2)f < u< 2f, 成倒立放大的实像;(3)u < f, 成正立放大的虚像。
中学教育2019 年 6 月83人教版初中物理——多次测量的物理意义李春兰(湖北省武汉市吴家山第二中学 湖北武汉 430041)摘 要:在人教版初中物理教科书中,有多次出现多次测量的问题。
八年级上册第一章《机械运动》第一节《长度和时间的测量》14页,误差提到多次测量求平均值。
第六章《质量和密度》第二节《密度》多次测量铝块的质量和体积。
八年级下册、九年级全一册中很多实验也提到多次测量,比如:杠杆的平衡条件、串联与并联电路的电流电压规律、定值电阻与小灯泡的电阻测量、小灯泡电功率的测量等。
关键词:物理 测量学生往往会混淆,甚至只要出现多次测量就认为要去取平均值。
根本原因是学生两点不理解:第一、多次测量的目的是什么不理解;第二、误差是怎么产生。
以下这个题,不弄清楚以上两点,将会很难做。
[1](2013武汉市物理九年级四调)18.电现象中有三个同学们非常熟悉的实验:a 探究电流与电压的关系;b ,伏安法测定值电阻;c 伏安法测功率。
这三个实验对测量数据的处理方式并不相同。
下列说法正确的是( )A.a 实验是为了多次测量求平均值来减小误差B.b 实验是为了多次测量寻找普遍规律C.c 实验是为了比较实际功率与额定功率D.三个实验都是为了多次测量求平均值来减小误差弄清多次测量有两个不同的目的很重要。
一、多次测量是为了取平均值减小误差。
什么是误差?误差是对一个定量的测量,比如:物理课本的长,定值电阻的大小。
它们在常温下是一个不变的量,无论你对它测量多少次,真实量不会发生变化,这个时候多次测量的差异就是误差导致的,故而取平均值可以减小误差。
[2]若物理量本身是变化的,每一次测量的值不同,不是误差引起的,盲目用多次测量的值取平均值就没有意义。
比如灯泡的电阻电压改变是测量的值不同,而且差异很大。
这种差异不是误差引起,而是温度的变化导致的。
所以不能用对待减小误差的办法对待这种差异。
一句话,要取平均值来减小误差,只能是对一个定量的测量,且差异是误差引起才行。
物理实验中的准确性与精确性的区别物理实验是科学研究中不可或缺的一环,它通过观察、测量和记录数据来验证或推翻科学理论。
在进行物理实验时,准确性和精确性是两个非常重要的概念。
准确性指的是测量结果与真实值之间的接近程度,而精确性则是指测量结果之间的重复性和一致性。
准确性和精确性的区别在于它们关注的方面不同,但又密切相关。
首先,准确性是指测量结果与真实值之间的接近程度。
在物理实验中,我们通常会设定一个已知的参考值,称为真实值。
准确性的评估需要将测量结果与真实值进行比较,以确定其接近程度。
如果测量结果与真实值非常接近,我们可以说该实验具有高准确性。
然而,由于实验中可能存在各种误差,完全达到绝对准确是非常困难的。
因此,我们通常会使用统计方法来评估准确性,例如计算平均值、标准差等。
其次,精确性是指测量结果之间的重复性和一致性。
在物理实验中,我们通常会进行多次测量,以获取更多的数据并评估其精确性。
如果多次测量的结果非常接近,我们可以说该实验具有高精确性。
精确性的评估通常涉及到统计学中的方差、标准差等概念,用以描述数据的离散程度。
较小的方差或标准差意味着测量结果之间的差异较小,即具有较高的精确性。
准确性和精确性在物理实验中起着不可或缺的作用。
准确性是评估实验结果是否与真实值相符的重要指标,它直接影响到实验结果的可靠性和科学价值。
如果实验结果的准确性较高,我们可以更加自信地得出结论,进一步推动科学研究的发展。
然而,准确性的评估需要考虑到实验中可能存在的误差来源,例如仪器误差、人为误差等。
通过合理的实验设计和数据处理,我们可以尽可能减小这些误差,提高实验的准确性。
精确性则关注测量结果之间的一致性和重复性。
在物理实验中,我们通常会进行多次测量,以获取更多的数据并评估其精确性。
如果多次测量的结果非常接近,我们可以说该实验具有高精确性。
精确性的评估需要考虑到实验中各种可能的误差来源,例如随机误差、系统误差等。
通过重复测量和统计分析,我们可以评估实验结果的精确性,并进一步提高实验的精确性。
“多次测量”和“多次实验”在初中物理实验中的作用作者:刘刚来源:《中学教学参考·理科版》2010年第08期初中苏科版物理教材中几乎每节课都安排有相关的实验活动,其中测量性实验主要以测量为主;演示性实验主要以观察现象为主;验证性实验和探究性实验既有定性研究又有定量分析的成分,学生不仅要观察现象还要进行测量,并对测量结果进行分析概括。
从物理研究的角度来看,必须经过多次实验才能总结出某一结论或归纳某一规律。
但根据实验的要求,多次测量的目的和方法有所不同,而学生却往往以一概全,对不同的问题给出相同的答案。
现结合具体实例谈一谈“多次测量”和“多次实验”在不同实验中的不同作用。
一、“多次测量”求平均值,减小误差图1【例1】(2008•株洲市)为测量阻值约10 Ω的电阻,小龙设计并连接了如图1所示电路,所使用的电源为两节干电池。
请指出他在电路设计和连接上存在的两个问题:(1);(2)。
答案:(1)电流表(正、负接线柱)接反;(2)只能读取一组实验数据,实验误差大。
点评:在初中物理实验中,有一些物理量的测定,需要进行多次测量求平均值,以减小误差。
如测量物体长度、定值电阻的阻值、滑动摩擦力大小、物质的密度等物理量。
二、“多次测量”寻找规律,排除偶然性图2【例2】(2009•江苏)用如图2所示的实验装置测量杠杆的机械效率。
实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)略;(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:;请简要说明两条理由:①;②。
答案:(2)不能两次实验时钩码没有挂在同一位置仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的图3【例3】(2009•河南)按照课本要求探究并联电路中电流的关系,他们设计的电路如图3所示。
22(08吉林)在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:一是为了减小误差;二是为了寻找规律。
在测量电功率的实验中,多次测量的目的是_______;在测量物体长度的实验中,多次测量的目的是_______。
22答案:寻找规律减小误差23(08淄博)在实验的基础上进行科学推理是研究物理问题的一种方法,通常称之为理想实验法或科学推理法,如牛顿第一定律的得出就是采用了这种方法。
下列研究过程中也采用了这一方法的是DA.探究影响压力作用效果的因素B.探究平面镜成像的特点C.用小磁针研究磁场方向D.研究真空不能传声9(08青岛)下列关于科学方法的说法中,错误的是:DA、为研究光现象,引入“光线”描述光的传播路径和方向,这是模型法B、噪声对人的身心健康会造成危害,科学家却能利用噪声来除草,这是缺点利用法C、根据加快蒸发的方法,想到减慢蒸发的方法,这是逆向思维法D、制作滑动变阻器时,发现导线太长而采取缠绕的方式,这是换元法1(08常州)体育课掷铅球活动后,同学们对“铅球”的制作材料进行讨论,有同学认为“铅球”是铁制的并从实验室借来磁铁吸一下.“吸一下”这一过程属于科学探究中的CA.提问B.猜想C.实验D.得出结论14(08宿迁)在物理实验中,通常要进行多次实验,如:①“研究凸透镜成像”时要多次改变物距找像;②“测量物体长度”时多次测量;③“研究并联电路电流规律”时换用不同灯泡多测几组数据;④“用电压表、电流表测电阻”,测量多组电压和电流值.其中属于从不同情况下探究普遍规律的多次实验是A.①②B.②③C.①④D.①③5.(08烟台)人们要认识事物,就要对事物进行比较,引入相应的物理量.对图3中几幅图给出的比较或说法,不正确的是A.进行长短的比较,引入“长度”的物理量B.进行大小的比较,引入“质量”的物理量C.进行运动快慢的比较,引入“速度”的物理量D.进行压力作用效果的比较,引入“压强”的物理量10. (08泰安)我们在学习物理知识过程中也学到了许多科学方法,其中有等效替代法、控制变量法、类比法、实验推理法和建立理想模型法等。
多次测量与多次实验作者:李晓慧来源:《中学生数理化·中考版》2017年第01期物理学是一门以实验为基础的学科,物理课本几乎每节课都安排若干实验,由此我们不难看出实验在物理学习中的重要性,通过实验可以有效地加强我们对物理概念、物理规律的理解,同时实验也是提高我们的观察能力、动手能力,以及创新能力等多方面能力的主要途径之一。
涉及物理实验的问题很多,在此笔者想就一个问题与同学们探讨交流。
那就是___“多次测量”与“多次实验”在物理实验中的作用。
九年级物理的电学实验中,“探究串、并联电路电压的规律”“探究决定电阻大小的因素”“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”“测量小灯泡的电阻”“测量小灯泡的电功率”“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”等都涉及“多次测量”或“多次实验”的问题,那么,这些实验中的“多次测量”或“多次实验”是否都只是单纯为了求平均值,减小实验误差呢?现在就让我们结合具体实例来看一看,作用一:多次测量,求平均值,减小实验误差在初中物理实验中,诸如“测量物体的长度”“测量物体的温度”“测量定值电阻阻值”等实验都是单纯以获得某个物理量的真实值为目的,从误差的来源看,有一种类型的误差是由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的,其特点是多次重复同一实验时,误差总是有时偏大,有时偏小,且偏大偏小的概率相同,这种误差叫偶然误差,因此,从数学角度看可以用多次测量求平均值的方法来减小偶然误差。
例1小明在做“用伏安法测量某定值电阻尺的阻值”的实验中:(1)请你按照图1甲所示的电路图,以笔画线代替导线。
将图1中未连接好的电路连接完整。
(2)实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于__(填“4”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是____。
A.滑动变阻器断路___B,R断路C.R短路(4)排除故障后,当电压表的示数如图2甲所示时,电流表的示数如图2乙所示,则通过定值电阻的电流大小为____A,它的阻值是___Ω。
三次测量的目的是什么于能武(江苏省泰州市姜堰区励才实验学校 225500)原载《中小学实验与装备》2013年第6期初中苏科版物理教材中几乎每节课都安排有相关的实验活动,其中测量性实验主要以测量为主;演示性实验主要以观察现象为主;验证性实验和探究性实验既有定性研究又有定量分析的内容,学生不仅要观察现象还要进行测量,并对测量结果进行分析概括。
从物理研究的角度来看,必须经过多次实验才能总结出某一结论或归纳某一规律。
但根据实验的要求,多次测量的目的和方法有所不同,而学生却往往以一概全,对不同的问题给出相同的答案。
现结合具体实例,谈一谈“多次测量”和“多次实验”在不同实验中的不同作用。
1“多次测量”求平均值减小误差例1在伏安法测电阻的实验中(1)请将如图1所示电路连接完整,要求当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数减小。
在连接电路时,开关应______________。
(2)移动滑动变阻器的滑片P ,当电压表的示数为2.4V 时,电流表的示数如图2所示,为__________A ,则该电阻的阻值为________Ω。
小明就把这次实验测得的阻值作为最后的结果,你认为合适吗?__________,理由是____________________。
(3)做完该实验后,该电路还能用来研究_____________________。
(写出1条即可) 考点:伏安法测电阻的探究实验。
专题:探究型实验综合题。
分析:(1)为了防止短路的发生,在连接和拆除电路时,开关应是断开的。
滑动变阻器应接“一上一下”,滑动变阻器的阻值大小是由滑片与下而一个接线柱之间的距离决定的。
(2)在进行电流表的读数时,注意量程和分度值。
根据R = U /I 计算电阻的阻值。
在测量电阻阻值时,为了数据更加准确,应多测几次求平均值。
(3)此电路还能用来研究电流和电压、电阻的关系。
解答:(1)滑动变阻器己连接了上而一个接线柱,应再连接下而一个接线柱。
物理减少误差的三种方法在物理实验中,减少误差是非常重要的,因为准确的实验结果是科学研究的基础。
在进行物理实验时,我们常常会受到各种误差的影响,包括仪器误差、人为误差、环境误差等。
为了减少误差,我们可以采取以下三种方法:第一种方法是增加测量次数。
通过增加测量次数,我们可以得到更多的数据,从而减少由于偶然误差引起的误差。
在实验中,我们可以多次重复测量同一物理量,然后取平均值作为最终结果。
通过多次测量取平均值的方法,可以有效地减小误差,提高实验结果的准确性。
第二种方法是校准仪器。
仪器的精确度和准确度对实验结果的影响非常大,因此在进行物理实验时,我们必须确保仪器是准确的。
为了减少仪器误差,我们可以定期对仪器进行校准。
校准仪器可以帮助我们准确地测量物理量,减少仪器误差的影响。
另外,在实验中,我们还可以通过比较测量结果和标准值的差异来检查仪器的准确性,及时发现和纠正仪器误差。
第三种方法是控制环境条件。
环境条件的变化会对实验结果产生影响,因此在进行物理实验时,我们需要尽可能地控制环境条件。
例如,实验室的温度、湿度、气压等因素都可能对实验结果产生影响,我们可以通过保持实验室的稳定环境条件来减少环境误差的影响。
另外,我们还可以通过避免实验中的外部干扰、减少实验过程中的人为误差等方法来控制环境条件,从而减少误差的产生。
总的来说,减少误差是物理实验中非常重要的一环,只有准确的实验结果才能为科学研究提供可靠的数据支持。
通过增加测量次数、校准仪器、控制环境条件等方法,我们可以有效地减少误差,提高实验结果的准确性和可靠性。
希望以上方法对您减少误差的实验有所帮助。
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一、多次测量求平均值,减小误差。
试验中的误差不可避免,为了达到测量的准确程度,读数时需进行估读,估读值时测量工具最小刻度的下一位,因而读数时会出现有时偏大,有时偏小的现象,为减小误差,多次测量求平均值的方法
二、多次测量找规律,排除偶然性
通过实验数据,找出物理规律是研究物理问题的常用方法,但通过一两次实验数据得到的结论往往带有偶然性,不够准确、全面,因此这类实验需要进行多次测量
三、多次测量物体在不同条件下的物理现象,进行比较。
物体在不同条件下表现出不同的规律是物理实验中常见的物理现象,因此这类实验需要在不同条件下对同一物理量进行测量,找出对应关系。
四、多次测量探究影响某一物理量大小的因素。
影响某一物理量大小的因素通常有几个,每个因素对这一物理量有没有影响,有什么影响,需逐一通过实验进行测量。
2、测量定值电阻的阻值
3、估测声音传播的快慢
1、测量一张纸的厚度
2、探究物体所受重力的大小与质量关系
1、探究物质质量与体积的关系
3、探究杠杆平衡条件
4、使用定、动滑轮的特点
1、探究凸透镜成像规律
2、测量小灯泡的功率
①、U >f
②、f <U <2f
③、U <
f
实际电压>额定电压 实际电压=额定电压 实际电压<额定电压
1、探究物体的形状、物质的状态,以及地理位置对质量的影响
2、探究物体的形状、物质的状态,以及地理位置对质量的影响
3、探究物体的形状、物质的状态,以及地理位置对质量的影响。
“多次测量”与“多次实验”作者:曹云贵来源:《中学物理·初中》2016年第02期物理实验常常出现“多次测量”或“多次实验”,对其目的不少同学混淆不清,中考实验试题中同样容易出错,现举例供同学们学习时参考.1“多次测量”取平均值,减小误差例1(2015年安徽)小明利用最小分度值为1 mm的刻度尺测量一个物体的长度,三次测量的数据分别为2.35 cm、 2.36 cm 、2.36 cm ,则测量结果应记为A.2.36 cmB.2.357 cmC.2.35 cmD.2.4 cm分析三次测量结果都对,不过,为了减少误差,我们常采用多次测量求平均值,由于小明利用最小分度值为1 mm的刻度尺,故只能精确到1 mm,为此也只能加一位估读数字,算不清就四舍五入.答案A点评此外,伏安法测电阻、物质的密度等也要用到多次测量求平均值来减少误差.2“多次测量”排除偶然性,从中找出普遍规律例2(2015年扬州)如图1所示,在探究光的反射定律时,将平面镜放在水平桌面上,再把一个可以沿ON向前、向后折的纸板垂直放置在平面镜上.(1)让一束红光贴着纸板沿AO射到O点,为了便于测量和探究,需要在纸板上记录的是;将纸板的右半边沿着ON向后折去,则在折过去的纸板上(能/不能)看到反射光线.(2)为了得到反射角等于入射角的规律,应当.分析(1)为了便于测量和研究,需要把反射光线的传播路径记录在纸板上,可以用量角器代替纸板,这样就可以直接读出反射角和入射角的大小,进行比较;法线在纸板上,法线与镜面垂直,入射光线、法线和反射光线在同一平面内,如果将纸板的右半边沿着ON向后折去,入射光沿纸板照射后,反射光线不在纸板上,则我们在纸板上看不到反射光线;(2)只进行一次实验,根据一次测量就得出实验结论,实验结论不具有普遍性,为了得出普遍结论,使结论符合客观事实,应改变入射角大小,进行多次实验,进行多次测量.答案(1)反射光线的传播路径;不能;(2)改变入射角大小,进行多次实验,进行多次测量.点评本题通过多次测量,研究光的反射定律的实验,从而得出正确结论.再如探究串联、并联电路中电流、电压的特点等也用此法.3“多次实验”观察现象,寻找关系例3(2015年丹东)小勇在测量额定电压是2.5 V小灯泡电功率的实验中:(1)为完成实验,请用笔画线代替导线,将图2甲连接完整.(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最(填“左”或“右”)端.若开关闭合后,发现无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡发光较暗且亮度一直不变,则故障原因是.(3)故障排除后,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2 V时,电流表示数如图2乙所示,此时通过小灯泡的电流为A,小灯泡此时的电功率为W.若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向(填“左”或“右”)移动,直到电压表示数为V为止.(4)移动滑动变阻器的滑片,记下多组电流表及对应电压表的示数,并画出图2丙所示的I-U图像,从图像可算出小灯泡的额定功率为W.(5)小勇继续调节滑动变阻器的过程中,小灯泡突然熄灭,电压表示数(填“变大”、“变小”或“不变”),经检查发现灯丝烧断.分析(1)因小灯泡的额定电压是2.5 V,再加上图中电源是两节干电池,总电压为3 V,故电压表接“3”接线柱,变阻器应“一上一下”接线,图中下面已接好,上面可接在任意一端;(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至阻值最大,若开关闭合后,发现无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡发光较暗且亮度一直不变,表明电路中电流较小且不变,可见滑动变阻器变成定值电阻接入电路;(3)故障排除后,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2 V时,电流表示数为0.22 A,小灯泡此时的电功率P=UI=2 V×0.22 A=0.44 W.若要测量小灯泡的额定功率,电压表的示数要变大,滑动变阻器的阻值就要变小,故滑片向左调,直到电压表示数为2.5 V为止;(4)从图2丙中看出,灯泡两端电压为2.5 V时,通过其电流为0.25 A,可算出小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W.答案(1)见图3;(2)右;滑动变阻器都接在下面的两个接线柱;(3)0.22;0.44;左;2.5;(4)0.625;(5)变大.点评只有当灯泡两端电压等于额定电压,小灯泡的实际功率才等于额定功率,灯泡也才正常发光,灯泡两端实际电压大于或小于额定电压,小灯泡的实际功率才大于或小于额定功率,灯泡变得更亮或更暗.此外,“多次实验”的还有探究凸透镜成像规律等.4“多次实验”控制变量,探究影响因素例4(2015年德阳)为了探究电流跟电压的关系,王亮同学设计了图4甲所示的电路.(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图4乙中未连成完整的电路连接起来(导线不能交叉)(2)调节滑片位置,改变定值电阻两端的,读出其中三组电流表、电压表的示数,如表1所示.①由表1中的数据可知实验使用的定值电阻的阻值是Ω;②由表1中的数据进行分析,可归纳出的结论是.(3)如果仍用图4甲电路研究电流与电阻的关系,实验中当换用不同阻值的定值电阻后,每次应调节滑动变阻器的滑片,保持不变;实验记录数据如表2所示,根据表2数据可得出的结论是.(实验器材使用正确,量程选用合理)分析(1)由电路图电压表与定值电阻并联,电流表串联在电流中,电流从电表的正接线柱流进,负接线柱流出,如图5所示;(2)导体中的电流与导体电阻和导体两端电压有关.探究电流跟电压的关系,要控制电阻不变,改变定值电阻两端的电压,所以实验中要调节滑片位置,改变定值电阻两端的电压;由表格第一组数据:R=2.0 V/0.1 A=20 Ω;由表格数据知,电阻不变,电压增大为原来的几倍,则电流也增大为原来的几倍,可得:电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比;(3)研究电流与电阻的关系时,要控制电压不变,换用不同阻值的定值电阻进行实验,所以每次调节滑片应使定值电阻两端电压不变;由表格数据,电压增大的倍数与电流减小倍数相同,由此可得:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.答案(1)见图5;(2)20;电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比;(3)定值电阻两端电压;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.点评此题是探究通过电阻的电流跟电压和电阻的关系,考查了实物连接,对实验数据的分析,注意控制变量法在实验中的应用,在写结论时,不要忘了控制的变量.此外像探究影响电阻大小的因素,探究影响液体内部压强大小的因素等也用到“多次实验”.试一试(2015年河北)学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了进一步的探究,器材有:开关、电流表、电源(电压恒为1.5 V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干.【实验过程】电路如图6所示.将合金丝以不同方式接入电路A、B之间,闭合S后,记录的数据填入表3.回答下列问题:(1)图7是一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中.(2)导体电阻的大小跟材料、长度、横截面积的关系.A.电阻的大小与长度的关系是:;B.电阻的大小与横截面积的关系是:.(3)进行多次测量的目的是.(4)此实验也可以得出电流与电阻的关系是:.拓展用上述合金材料制成长为1 m,横截面积为1 mm2的电阻丝的阻值为1 Ω.而实验中所用合金丝的横截面积为0.5 mm2,则一根合金丝的电阻为Ω,长度为m.参考答案(1)0.6;(2)A.横截面积相同的同种导体,其电阻大小跟导体长度成正比;B.长度相同的同种导体,其电阻大小跟导体横截面积成反比;(3)使结论具有普通性;(4)电压一定时,通过导体电流与电阻成反比.拓展2.5 ;1.25.。
物理实验中的“多次测量”
一、多次测量求平均值,减小误差。
试验中的误差不可避免,为了达到测量的准确程度,读数时需进行估读,估读值时测量工具最小刻度的下一位,因而读数时会出现有时偏大,有时偏小的现象,为减小误差,多次测量求平均值的方法
二、多次测量找规律,排除偶然性
通过实验数据,找出物理规律是研究物理问题的常用方法,但通过一两次实验数据得到的结论往往带有偶然性,不够准确、全面,因此这类实验需要进行多次测量
三、多次测量物体在不同条件下的物理现象,进行比较。
物体在不同条件下表现出不同的规律是物理实验中常见的物理现象,因此这类实验需要在不同条件下对同一物理量进行测量,找出对应关系。
四、多次测量探究影响某一物理量大小的因素。
影响某一物理量大小的因素通常有几个,每个因素对这一物理量有没有影响,有什么影响,需逐一通过实验进行测量。
2、测量定值电阻的阻值
3、估测声音传播的快慢
1、测量一张纸的厚度
2、探究物体所受重力的大小与质量关系
1、探究物质质量与体积的关系
3、探究杠杆平衡条件
4、使用定、动滑轮的特点
1、探究凸透镜成像规律
2、测量小灯泡的功率
①、U >f
②、f <U <2f
③、U <
f
实际电压>额定电压 实际电压=额定电压 实际电压<额定电压
1、探究物体的形状、物质的状态,以及地理位置对质量的影响
2、探究物体的形状、物质的状态,以及地理位置对质量的影响
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