实验13
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实验13 分子介电常数和偶极矩的测定注意事项:1. 实验需要配制溶液摩尔分数以准确称量的数据计算得到,称量过程要迅速并且及时盖紧瓶塞以免溶液挥发。
2. 整个实验过程中每份溶液用完都要及时盖紧瓶塞以免溶液挥发。
3. 测电容时用滴管加入溶液,测量完后用注射器吸出溶液并用洗耳球或者电吹风吹干(避免用热风吹)。
加入待测样品至样品杯内的刻度线,每次加入的样品量必须严格相等。
4. 调节密度管内溶液刻度时要保证管内没有气泡,调节好刻度后迅速盖上磨口帽,此时管内若有气泡对测量没有影响。
5. 密度管称量时需擦干管外壁溶液并将密度管立于干净烧杯中进行称量。
实验步骤:1.打开小电容测量仪的开关,预热10分钟。
2.溶液的配制先将5个干洁的25mL 容量瓶分别称重得到w a 、w b 、w c 、w d 、w e ,然后依次加入20mL 环己烷再称重得到w a1、w b1、w c1、w d1、w e1,按照环己酮的摩尔分数分别约为0.01、0.02、0.03、0.06、0.09进行计算,再加入合适的环己酮,然后算出每个样品真实的摩尔分数。
环己酮极易挥发,所以实验中要随时关好瓶盖。
3.介电常数的测定(1)εS 的测定:以环己烷为标准物质,读取室温带入公式εS =2.023-0.0016(t /℃-20)计算出εS 。
(2)C air 和C d 的测定:先拔下鳄鱼夹再按一下“采零”键(实验中不用再校零),以清除仪表系统零位漂移,显示器显示“00.00”。
在电容池是干燥的条件下测定电容,三次取平均值即得到C air '。
用滴管吸取环己烷加到样品池中,测定电容三次取平均值即得到C S '。
代入公式 1S air s air -'-'=εC C C 和 1s S S air d -'-'=εεC C C 计算得出C air 和C d 。
(3)溶液电容C 样的测定把电容池及电极的溶液全部取出并用洗耳球吹干,重新测量C air ',同前面测得的C air '相差0.05PF 内就说明电容池干净了,用滴管加样,针管取样,依次加入不同浓度的溶液测定电容,两次取平均值即得到C X (注意测定不同浓度溶液的电容前,每次都要重复测C air '用来检查电容是否干净),代入公式C 样=C X -C d 即可求出C 样,代入公式ε样=C 样/C 0就可以得到各溶液的介电常数ε样。
图13-2 记录多组数据并进行数据计算 实验十三 气体压强与体积的关系►实验目的:研究一定质量的气体, 在温度不变时,压强与体积的关系►实验原理:玻意耳定律►实验器材朗威®DISLab 数据采集器、压强传感器、注射器、计算机。
►实验装置如图13-1。
►实验操作一、专用软件1、将压强传感器接入数据采集器。
点击教材专用软件主界面上的实验条目“气体压强与体积的关系”,打开该软件。
2、点击“开始记录”,观察压强传感器实时测得的大气压强值。
3、把注射器活塞置于初始位置(本次实验为15ml 处),并将注射器与压强传感器前端软管紧密连接,确保其气密性。
4、在软件窗口下方的表格中输入活塞初始位置对应的气体体积值。
点击“记录数据”,记录下此刻的压强值。
5、连续改变注射器活塞的位置使气体体积发生变化,将变化后的体积值输入到表格中,同时记录该体积对应的压强值,获得多组数据。
点击“数据计算”对表格中数据进行计算。
(图13-2)6、点击“P-V 绘图”,根据已有数据点绘出“压强-体积”关系图线(图13-3)。
7、点击“P-1/V 绘图”,绘出“压强-体积倒数”关系图线(图13-4)。
▲注意:点击“清屏”按钮,可清除已绘制的图线;如实验数据有误,可点击“清除本次数据”,重新进行实验;读取体积数据时,应考虑到软管中气体的体积(约1ml );因绘出的图线是基于数据点拟合得来,所以“P-V ”数据少于三组时,点击“绘图”后只出现数据点,不能绘出相应的图线。
图13-1气体压强与体积关系图13-3 气体压强与体积关系曲线 图13-4 气体压强与体积倒数关系曲线图13-5 通用软件记录的多组数据图13-6 通用软件的P-V曲线图13-7 通用软件的P-1/V曲线二、通用软件1、将压强传感器接入数据采集器。
点击教材通用软件主界面上的实验条目“气体压强与体积的关系”,打开该软件。
2、增加变量V,添加公式V^-1=1/V和P2*V。
实验用单摆测量重力加速度的大小用单摆测量重力加速度的大小。
由单摆的周期公式T=2π lg ,可得出g=4π2T2l,测出单摆的摆长l和振动周期T,就可求出当地的重力加速度g。
带中心孔的小钢球、约1 m长的细线、带有铁夹的铁架台、游标卡尺、毫米刻度尺、停表。
1.测摆长用毫米刻度尺量出摆线长L(精确到毫米),用游标卡尺测出小球直径D,则单摆的摆长l=L+D2。
2.测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度(不超过5°),然后释放小球,记下单摆摆动30次或50次全振动的总时间,算出平均每摆动一次全振动的时间,即为单摆的振动周期T。
数据处理的两种方法:方法一:公式法。
根据公式T=2πlg ,g=4π2lT2。
将测得的几组周期T和摆长l分别代入公式g=4π2l T 2中算出多组重力加速度g 的值,再求出g 的平均值,即为当地重力加速度的值。
方法二:图像法。
由单摆的周期公式T =2π l g 可得l =g 4π2T 2,因此以摆长l 为纵轴,以T 2为横轴描点作图,作出的l -T 2图像理论上是一条过原点的直线,如图所示,求出图像的斜率k ,即可求出g 值。
g =4π2k ,k =l T 2=Δl ΔT 2。
1.本实验的系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求,即:悬点固定,小球质量大、体积小,细线轻质非弹性,振动是在同一竖直平面内的振动,这些要求是否符合。
2.本实验的偶然误差主要来自时间的测量和摆线长度的测量,因此,要从摆球通过平衡位置时开始计时,不能多计或漏计摆球全振动次数。
使用刻度尺测量摆线长度时,要多次测量取平均值以减小误差。
3.利用图像法处理数据具有形象、直观的特点,同时也能减小实验误差。
利用图像法分析处理时要特别注意图像的斜率及截距的物理意义。
1.小球选用密度大的钢球。
2.选用1 m 左右难以伸缩,且尽量轻的细线。
3.悬线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证悬点固定。
4.单摆必须在同一平面内振动,且摆角小于5°。
实验十三双棱镜干涉一、实验目的(一)观察双棱镜干涉现象;(二)利用双棱镜干涉测定单色光的波长。
二、实验器材氦氖激光器(1套)扩束透镜(f=5cm)(1个)双棱镜(1个)读数显微镜(1台)透镜夹(3个)光具座(1付)小灯(1个)太阳眼镜(1付)光屏(1个)三、实验原理与仪器描述观察光波干涉现象的方法很多,双棱镜干涉是其中之一。
双棱镜是一块表面光滑。
顶角接近于180°的玻璃棱镜,其顶端的直线称为双棱镜的脊,两侧的表面称为棱面,双棱镜干涉的实验装置如图13-1所示。
图13-1 双棱镜干涉光路图从激光光管发出的单色光经扩束透镜扩束后入射在双棱镜的两个棱面上,经棱镜的折射后分成两束光A1A2和B1B2。
在A2B2之间的区域内,这两束光互相叠加而形成干涉。
由于激光束有很好的平行性,通过扩束透镜后的光必会聚于透镜的后焦点F上,因此,可以认为入射双棱镜的光束是从位于F的点光源S发射出来的。
将A1A2向后延长,其交点S1就是由双棱镜造成的S的虚像点。
同样,B1B2向后延长的交点S2也是S的虚象点,由此可以看到,这里的双棱镜干涉相当于以S1和S2为双孔的杨氏干涉。
我们知道杨氏干涉在屏上形成明暗相间的条纹,相邻两亮条纹或相邻两暗条纹之间的距离为(13-1)式中d是两个虚光源(相当于杨氏干涉实验的两个小孔)S1和S2之间的距离,D是虚光源与光屏的距离,λ是光源的波长,由几何光学可推得以下结果:D=L1+L2 (13-2)d=L1 (13-3)=(n-1)(π-) (13-4) 上式由双棱镜玻璃的折射率n和双棱镜顶角(以弧度为单位)所决定,可称为双棱镜常数。
假设我们测得第一条暗纹至第K+1条暗纹的距离是L K,则相邻两暗纹的距离为(13-5)将(13-2)、(13-3)、各式代入(13-1)式,得到(13-6) 本实验通过测量干涉条纹的距离及各光学元件在光路中的位置,间接测出氦氖激光的波长。
四、实验方法与步骤(1)按图13-1在光具座上顺次摆好各器件。
2024年中考物理二轮复习热点题型归纳与练习—实验13:探究串联电路与并联电路中电流的特点知识点一、串联电路的电流规律1.实验:探究串联电路的电流规律提出问题串联电路中各处电流之间有什么关系猜想与假设(1)测量电路中电流只有一条路径,所以各处电流可能相等;(2)从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越小;(3)从电源正极到负极,由于存在用电器,串联电路中电流可能越来越大设计实验将不同规格的小灯泡按照如图所示的方式接入电路,进行实验,分别把电流表接入图中A、B、C三点处,测出A、B、C三点的电流I A、I B、I C,记录数据并进行比较进行实验(1)按照设计的电路图连接好实物图,并合理选择电流表量程;(2)把电流表接在电路中的A处,如图甲所示,经检查连接无误后,闭合开关,测出A处的电流值I A,并填入表格中;(3)把电流表先后改接在电路中的B、C处,如图乙丙所示,分别测出这两处的电流值I B、I C,并填入表格中;(4)换用不同规格的小灯泡,重复上述操作,并将每次的实验数据填入表格中;(5)比较测得的数据,总结串联电路电流的规律实验数据实验次数A点的电流I A/A A点的电流I B/A A点的电流I C/A10.20.20.220.240.240.2430.30.30.3…分析论证电路中ABC三点的电流相等,即I A=I B=I C实验结论串联电路中电流处处相等,即I=I A=I B=I C=…=I n2.交流与反思(1)记录数据要真实,不得随意修改实验数据,在误差允许范围内得出结论;(2)同一次实验过程中,每盏小灯泡的亮度可能不同,甚至有的小灯泡不亮,但这不能说明各处电流不相等,因为各小灯泡的规格不同。
3.实验操作中应注意的事项(1)首先画好电路图,在根据电路图连接实物图;(2)在连接实物图过程中,开关应属于断开位置;(3)连接电流表时,要使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;(4)根据估测的电流大小选择电流表的量程,若不能事先估计被测电流的大小,连接好电路,检查无误后,采用试触的方法来选择合适的量程;(5)读数要客观、准确,视线与刻度盘垂直,且要正对刻度线,读数并记录完毕后断开开关,切断电源,整理好器材。
实验十三 用冲击电流计测量磁感应强度实验目的1.了解冲击电流计的结构特点、工作原理,学习使用冲击电流计。
2.掌握用冲击电流计测量磁感应强度的方法。
3.测定螺线管轴线上磁感应强度的分布。
实验仪器冲击电流计,待测螺线管(内附探测线圈),标准互感器,电阻箱,直流稳压电源,滑线变阻器,直流毫安表等。
实验原理1.冲击电流计的工作原理冲击电流计的结构与灵敏电流计相似,都属于磁电式检流计,它的结构特点,也就是它与一般灵敏电流计的区别在于它的线圈扁而宽或带一圆盘形重物,如图4-13-1所示,从而使线圈的转动惯量J 较大,自由振荡周期T 0较长(D J T π20=,式中D 为线圈悬丝的扭转系数),普通磁电式检流计的T 0约为3—5s ,而冲击电流计的T 0约为20s 。
正因为冲击电流计具有T 0大这一特点,所以可用来测量短时期内脉冲电流所迁移的电量,以及与此有关的其它测量,如磁感应强度、高阻、电容的测量等。
当时间间隔τ很短(τ≤0201T )的脉冲电流通过线圈时,则线圈的运动有以下特性:(1)在脉冲电流通过的时间内,线圈虽有一角速度,但还来不及偏转,线圈仍处于静止状态。
(2)当圈开始偏转时,脉冲电流已经通过完毕。
利用以上的特性,由电磁理论可以推出,冲击电流计线圈在脉冲电流作用下第一次最大偏转角θmax 与通过线圈的总电量q 成正比。
在冲击电流计的标尺与线圈上的小圆镜之间的距离较远(如1米)的情况下,小圆镜光标在标尺上的偏转距离与线圈的偏转角成正比,因此冲击电流计光标第一次最大偏转距离d max 正比于通过线圈的总电量q ,即q S d d C q q q ==max max或 (4-13-1)式中比例系数C q 称为电量冲击常数,S q =1/C q 称为电量冲击灵敏度,C q 和S q 都与电流计的装置、外电路的电阻有关。
(4-13-1)式告诉我们,已知C q 或S q ,由冲击电流计最大偏转值d max 可以求出通过电流计的电量q 。
实验 氧化还原反应和氧化还原平衡实验目的1、学会装配原电池;2、掌握电极本性、电对的氧化型或还原型物质的浓度、介质的酸度等因素对电极电势、氧化还原反应的方向、产物、速度的影响;3、通过实验了解化学电池电动势。
实验用品仪器:试管(离心、10mL)、烧杯(100mL、250mL)伏特计(或酸度计)、表面皿、U 形管。
固体药品:琼脂、氟化铵。
液体药品:HCl(浓)、HNO3(2mol/L、浓)、HAc(6mol/L)、H2SO4(1mol/L)、NaOH(6mol/L,40%)、 NH3 ·H2O(浓)、ZnSO4(1mol/L)、CuSO4(0.01mol/L、1mol/L)、KI(0.1mol/L)、KBr(0.1mol/L)、 FeCl3(0.1mol/L)、Fe2(SO4)3(0.1mol/L)、FeSO4(1mol/L)、H2O2(3%)、KIO3(0.1mol/L)、溴水、碘水 (0.1mol/L)、氯水(饱和)、KCl(饱和)、CCl4、酚酞指示剂、淀粉溶液(0.4%)。
材料:电极(锌片,铜片)、回形针、红色石蕊试纸(或酚酞试纸)、导线、砂纸、滤纸。
实验内容一、氧化还原反应和电极电势(1)KI(0.5mL,0.1mol/L)+ FeCl3(0.1mol/L,2 滴) → 摇匀 → 加 CCl4(0.5mL) → 振荡 → 观察 CCl4 层颜色2I — + 2Fe 3+ === I2 + 2Fe 2+ CCl4 层变红色(2)用 KBr 溶液代替 KI溶液进行同样实验。
Br — + Fe 3+ → 不反应(3)碘水(3 滴) + FeSO4(0.5mL,0.1mol/L) → 摇匀 → 加 CCl4(0.5mL) → 振荡 → 观察 CCl4 层颜色。
溴水 (3 滴)+ FeSO4(0.5mL,0.1mol/L) → 摇匀 → 加 CCl4(0.5mL) → 振荡 → 观察 CCl4 层颜色。