高考物理一轮专题复习本单元实验

人教版必修第一册实验实验一探究小车速度随时间变化的规律.................................................................. - 1 - 实验二探究弹簧弹力与形变量的关系...................................................................... - 8 - 实验三探究两个互成角度的力的合成规律............................................................ - 13 - 实验四探究加速度与力、质量的关系.................................................................... - 20 -实验一探究小车速度随时间变化的规律1．平行：纸带和细线要和木板平行。

2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带。

3．防止碰撞：在小车到达长木板末端前，应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。

4．减小误差：小车的加速度要适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜。

5．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点。

6．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位长度(避免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。

1．根据纸带测量的位移有误差。

2．电源频率不稳定，造成相邻两点间的时间间隔不完全相等。

3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差。

4．用作图法作出的v-t图线并不是一条直线。

5．木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度。

实验6:验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律.二、实验原理在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化,但总的机械能守恒。

若物体从静止开始下落，下落高度为h 时的速度为v,恒有mgh＝错误!m v2。

故只需借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能守恒定律。

测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点相邻的前、后两段相等时间间隔T内下落的高度x n－1和x n＋1(或用h n－1和h n＋1）,然后由公式v n＝错误!或由v n＝错误!可得v n(如图所示)。

三、实验器材铁架台（带铁夹）、电磁打点计时器与低压交流电源（或电火花打点计时器)、重物(带纸带夹子)、纸带数条、复写纸片、导线、毫米刻度尺。

四、实验步骤1．安装器材：如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与低压电源相连,此时电源开关应为断开状态。

2．打纸带：把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条（3~5条)纸带。

3．选纸带:分两种情况说明（1)若选第1点O到下落到某一点的过程，即用mgh＝错误!m v2来验证,应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带,若1、2两点间的距离大于2 mm，这是由于打点计时器打第1个点时重物的初速度不为零造成的(如先释放纸带后接通电源等错误操作会造成此种结果)。

这样第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。

（2)用错误!m v错误!－错误!m v错误!＝mgΔh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可以选用。

实验9测定电源的电动势和内阻一、实验目的1．掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；2．掌握用图像法求电动势和内阻的方法．二、实验器材电压表、电流表、________、电池、开关、坐标纸和导线．考点一实验原理与实验操作1.实验原理1如图S9-1甲所示;改变R的阻值;从电压表和电流表中读出几组I、U值;利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值;最后分别算出它们的平均值．2用图像法来处理数据;在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标;用测出的几组I、U值画出U-I图像;如图乙所示;直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源________的值;图线的________的绝对值即内阻r的值．图S9-12．实验步骤1按实验电路图连接实物图;电流表一般用________量程;电压表一般用3V量程；2把滑动变阻器的滑片移到使滑动变阻器连入电路的阻值________的一端；3闭合开关;调节滑动变阻器使电流表有明显的示数;记录多组I、U数据；4处理数据：用公式法和作图法求出电源的电动势和内阻．要精确测量一个直流电源的电动势和内阻;给定下列实验器材：A．待测电源电动势约为4.5V;内阻约为2ΩB．电流表A1量程0.6 A;内阻为1ΩC．电压表V1量程15V;内阻为3kΩD．电压表V2量程3V;内阻为2kΩE．定值电阻R1＝500ΩF．定值电阻R2＝1000ΩG．滑动变阻器R阻值范围0～20ΩH．开关及导线1该实验中电压表应选________________填选项前面的序号;定值电阻应选________________填选项前面的序号．2在虚线方框中画出实验电路图．Ｋ3若将滑动变阻器滑片滑到某一位置;读出此时电压表读数为U;电流表读数为I;从理论上分析;电源电动势E和内阻r间的关系式应为E＝________________．2015·江苏卷小明利用如图S9-2所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻．图S9-21图中电流表的示数为________A.2请根据表中的数据;在图S9-3上作出U-I图线．图S9-3由图线求得：电动势E＝________V；内阻r＝________Ω.3实验时;小明进行了多次测量;花费了较长时间;测量期间一直保持电路闭合．其实;从实验误差考虑;这样的操作不妥;因为___________________________________．■注意事项1．在选用电池时;应选用内阻较大的电池;可以选用已经使用一段较长时间的1号电池;这样电池的路端电压才有较大的变化．2．实验过程中电路中的电流不要调得过大;读电表示数时要快;读完后立即断开电路．3．测量U、I数据不能少于6组;并且变化范围要大些．4．在作U-I图像时;要根据测量数据选取合适的坐标值;有时U轴的坐标值要从某一恰当的值开始;I轴的坐标值必须从零开始．在作图时;要使较多的点落在直线上;不落在直线上的点要均匀分布在直线的两侧．考点二数据处理与误差分析1.数据处理1公式法：需要测多组数据取平均值;以减少偶然误差．2图像法：注意结合解析式;明确图像斜率、截距的确切含义．2．误差分析根据闭合电路的欧姆定律;由两次测量列方程为;解得E测＝;r测＝.考虑电压表的分流影响;并设电压表的内阻为R V;应用闭合电路的欧姆定律;有;式中的E与r是电动势和内阻的真实值;解得E＝;r＝;比较得E测<E;r测<r.·全国卷现要测量某电源的电动势和内阻．可利用的器材有：电流表A;内阻为1.00Ω；电压表V；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有鳄鱼夹P 的导线1;其他导线若干．某同学设计的测量电路如图甲所示．1按图S9-4甲在实物图乙中画出连线;并标出导线1和其P端．甲乙图S9-42测量时;改变鳄鱼夹P所夹的位置;使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路;记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I.数据如下表所示．根据表中数据;在图S9-5的坐标纸上将所缺数据点补充完整;并画出U-I图线．图S9-53根据U-I图线求出电源的电动势E＝________V;内阻r＝________Ω.保留2位有效数字2015·天津卷用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组电动势约4.5V;内电阻约1Ω的电动势和内电阻;除待测电池组、开关、导线外;还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6 A;内电阻约1ΩB．电流表：量程为3 A;内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V;内电阻约30kΩD．电压表：量程6V;内电阻约60kΩE．滑动变阻器：0～1000Ω;额定电流0.5 AF．滑动变阻器：0～20Ω;额定电流2 A①为了使测量结果尽量准确;电流表应选用________;电压表应选用________;滑动变阻器应选用________均填仪器的字母代号．图S9-6②图S9-6为正确选择仪器后;连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小;还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连均填仪器上接线柱的字母代号．③实验时发现电流表坏了;于是不再使用电流表;剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器;重新连接电路;仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图像法处理采集到的数据;为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线;则可以________为纵坐标;以________为横坐标．■注意事项由于干电池的内阻较小;路端电压U的变化也较小;这时画U-I图线时;纵轴的刻度可以不从零开始;而是根据测得的数据从某一恰当值开始横坐标I必须从零开始;但这时图线在横轴的截距不再是短路电流;而在纵轴的截距仍为电源电动势;图线斜率的绝对值仍为电源的内阻．内阻为2kΩ的电压表和阻值为0～999.9Ω的电阻箱各一只;另有若干定值电阻、开关和导线等器材．为测定该电源的电动势和内阻;某同学设计了如图S9-7所示的电路进行实验;请回答下列问题：图S9-71实验室备有以下几种规格的定值电阻R0;实验中应选用的定值电阻是________．A．200ΩB．2kΩC．4kΩD．10kΩ2实验时;应先将电阻箱的电阻调到________选填“最大值”“最小值”或“任意值”;目的是_____________________________________________________．3该同学接入符合要求的R0后;闭合开关S;调整电阻箱的阻值;读取电压表的示数．根据记录的多组数据;作出如图S9-8所示的-图线．根据该图线可求得电源的电动势E＝________V;内阻r＝________Ω.保留两位有效数字图S9-82015·安徽卷某同学为了测量一节电池的电动势和内阻;从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω的表头;一个开关;两个电阻箱0～999.9Ω和若干导线．1由于表头量程偏小;该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表;则应将表头与电阻箱________填“串联”或“并联”;并将该电阻箱阻值调为________Ω.2接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量;实验电路如图S9-9所示;通过改变电阻R测相应的电流I;且作相关计算后一并记录如下表：①根据表中数据;图S9-10中已描绘出四个点;请将第5、6两组数据也描绘在图S9-10中;并画出IR-I图线；图S9-10②根据图线可得电池的电动势E是________V;内阻r是________Ω.1．下面给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法;其中既能减小偶然误差;又直观、简便的方法是A．测出两组I、U的数据;代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r;求出E、rB．测出多组I、U的数据;求出几组E、r;最后分别求出其平均值C．测出多组I、U的数据;画出U-I图像;再根据图像求出E、rD．测出多组I、U的数据;分别求出I和U的平均值;用电压表测出断路时的路端电压即电动势E;再用闭合电路欧姆定律求出内阻r2．2015·黄冈质检某同学要测量一节干电池的电动势和内阻;实验器材仅有一个电压表内阻很大、一个电阻箱、一个开关和导线若干;该同学按如图S9-11甲所示电路进行实验;测图S9-111根据表中提供的数据;若利用图像确定电池的电动势和内阻;则应作________图像．A．U-B．R-UC．R-D.-U2根据1;利用测得的数据;在图乙所示的坐标纸上作出适当的图像．3由2中作出的图像可知;该干电池的电动势E＝________V;内阻r＝________Ω.3．某课外小组在参观工厂时;看到一丢弃不用的电池;同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻;已知这个电池的电动势为11～13V;内阻小于3Ω;由于直流电压表量程只有3V;需要将这只电压表通过连接一固定电阻用电阻箱代替;改装为量程为15V 的电压表;然后再用伏安法测电池的电动势和内阻;以下是他们的实验操作过程：1把电压表量程扩大;实验电路如图S9-12甲所示;实验步骤如下;完成填空．第一步：按电路图连接实物；第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端;把电阻箱阻值调到零；第三步：闭合开关;把滑动变阻器滑片调到适当位置;使电压表读数为3V；第四步：把电阻箱阻值调到适当值;使电压表读数为________V；第五步：不再改变电阻箱阻值;保持电压表和电阻箱串联;撤去其他线路;即得量程为15V 的电压表．图S9-122实验可供选择的器材有：A．电压表量程为3V;内阻约2kΩB．电流表量程为3 A;内阻约0.1ΩC．电阻箱阻值范围0～9999ΩD．电阻箱阻值范围0～999ΩE．滑动变阻器阻值为0～20Ω;额定电流2 AF．滑动变阻器阻值为0～20kΩ;额定电流0.2 A电阻箱应选________;滑动变阻器应选________．3用该扩大了量程的电压表电压表的表盘没变测电池电动势E和内阻r;实验电路如图乙所示;得到多组电压U和电流I的值;并作出U-I图线如图丙所示;可知电池的电动势为________V;内阻为________Ω.4．2015·金华名校联考某同学要测定一电源的电动势E和内阻r;实验器材有：一只DIS 电流传感器可视为理想电流表;测得的电流用I表示;一只电阻箱阻值用R表示;一只开关和导线若干．该同学设计了如图S9-13甲所示的电路进行实验和数据采集．图S9-131该同学设计实验的原理表达式是E＝________用r、I、R表示．2该同学在闭合开关之前;应先将电阻箱调到________填“最大值”“最小值”或“任意值”;实验过程中;将电阻箱调至如图乙所示位置;则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω.3该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的-R图像;则由图像可求得;该电源的电动势E＝______V;内阻r＝________Ω.结果均保留两位有效数字5．为了测定电源电动势E、内阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线;某同学设计了如图S9-14甲所示的电路．闭合开关;调节电阻箱的阻值;同时记录电阻箱的阻值R;电压表V1的示数U1;电压表V2的示数U2.根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I;分别描绘了a、b两条U-I图线;如图乙所示．请回答下列问题：1写出流过电阻箱的电流I的表达式：________；2小灯泡两端电压随电流变化的图像是________选填“a”或“b”；3根据图乙可以求得电源的电动势E＝________V;内电阻r＝________Ω;该电路中小灯泡消耗的最大功率为________W.图S9-146．2015·济宁模拟老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻;所给的实验器材有：待测电源E;定值电阻R1阻值未知;电压表V量程为3.0V;内阻很大;电阻箱R0～99.99Ω;单刀单掷开关S1;单刀双掷开关S2;导线若干．图S9-15某同学连接了一个如图S9-15所示的电路;他接下来的操作是：a．拨动电阻箱旋钮;使各旋钮盘的刻度处于如图S9-16甲所示的位置后;将S2接到A;闭合S1;记录下对应的电压表示数为2.20V;然后断开S1；b．保持电阻箱示数不变;将S2切换到B;闭合S1;记录此时电压表的读数电压表的示数如图乙所示;然后断开S1.图S9-161请你解答下列问题：图甲所示电阻箱的读数为________Ω;图乙所示的电压表读数为________V．由此可算出定值电阻R1的阻值为________Ω.2在完成上述操作后;该同学继续以下的操作：将S2切换到A;多次调节电阻箱;闭合S1;读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U;由测得的数据;绘出了如图丙所示的-图像．由此可求得该电池组的电动势E及内阻r;其中E＝________V;电源内阻r＝________Ω.实验9测定电源的电动势和内阻实验器材滑动变阻器考点互动探究考点一实验原理与实验操作1．2电动势E斜率 2.10.6 A2最大例11D F2如图所示3U＋1Ω＋rI或U＋r解析1待测电源的电动势约为4.5V;用量程为15V的电压表V1误差大;选用量程为3V 的电压表V2;需串联电阻扩大量程;串联的定值电阻R＝R V＝1kΩ.2如图所示．3由闭合电路的欧姆定律;对甲图;有E＝U＋1Ω＋rI;对乙图;有E＝U＋r.变式题10.442U-I图线如图 1.601.58～1.62都算对1．21.18～1.26都算对3干电池长时间使用后;电动势和内阻会发生变化;导致实验误差增大．解析1电流表选的是0.6 A量程;读数时以下面的刻度为准;故读数为0.44 A.2在方格纸上取合适的标度;使图像尽量多地分布在整个坐标纸上．图像与纵轴的交点对应读数为电动势的值;图像斜率的绝对值就是内阻．考点二数据处理与误差分析例2答案1连接如图所示2U-I图线略．32.90在2.89～2.91之间均给分 1.03在0.93～1.13之间均给分解析1实物连线要注意先连接主干电路;最后再连接电压表．2根据坐标纸上描出的各点;连接成一条直线;尽量使得各点对称分布在直线两旁．3图线纵轴截距表示电源电动势;斜率绝对值表示电源内电阻．变式题①A D F②ad cg fh③-或U-或-R横纵坐标互换亦可解析①若选用0～1000Ω的滑动变阻器;则电路中的电流太小;且移动滑动变阻器滑片时;电压表和电流表的示数要么变化得特别慢;要么变化得特别快;所以滑动变阻器选用F；电源的电动势为4.5V;所以电压表选用D；若电流表选用B;则移动滑动变阻器的滑片时;电流表的指针要么偏转得特别小;要么突然偏转得比较大;所以电流表选用A.②电压表测量路端电压;滑动变阻器接成限流式;开关要控制整个电路．③由闭合电路欧姆定律得R＋r＝E;变形得＝·＋;或U＝－r·＋E;或＝·R＋;则可以为纵坐标;为横坐标;或以U为纵坐标;为横坐标;或以为纵坐标;R为横坐标．考点三同类实验拓展与创新例31C2最大值保证电源的安全38.63634～38均可解析1定值电阻的作用是扩大电压表的量程到9V;所以实验中应选用定值电阻C.2实验时应先将电阻箱的电阻调到最大值;以保护电源的安全．3由闭合电路的欧姆定律得E＝3U ＋·r;即＝·＋;由-图像的纵截距＝0.35V－1解得E＝8.6V;由斜率k＝解得r＝36Ω.点评应用图像研究E和r;推导出满足线性关系的函数式是关键;然后结合函数来研究图像的斜率、截距、面积等特征值;本题推导出＝·＋关系式;斜率表示;图像与纵轴的交点表示;从而得到E、r.变式题1并联 5.02①如图所示②1.53 2.0解析1将小量程表头改装成更大量程的电流表;需给表头“并联”一个合适阻值的分流电阻；已知表头的满偏电流I g＝100μA;表头内阻R g＝2500Ω;改装后电流表量程I A＝50mA;设分流电阻为R x;由I g R g＝I A－I g R x解得R x≈5.0Ω.2①将表中第5、6两组数据描入坐标纸;分析电路并由闭合电路的欧姆定律可得E＝IR＋R A＋r;变形得IR＝－R A＋r·I＋E;可知IR-I图像为一条直线;故应用一条直线拟合各数据点;如图；②由上述分析知;IR-I图像的纵轴截距为电池电动势;由图知E＝1.53V1.52～1.54V；图中直线斜率的绝对值为R A＋r;则R A＋r＝7.0Ω;所以;电池内阻r＝7.0Ω－R A＝2.0Ω.教师备用习题1．2015·四川卷用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值R x.已知电池的电动势约6V;电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：电流表A1量程0～30mA；电流表A2量程0～100mA；电压表V量程0～6V；滑动变阻器R1阻值0～5Ω；滑动变阻器R2阻值0～300Ω；开关S一个;导线若干条．某同学的实验过程如下：Ⅰ.设计如图甲所示的电路图;正确连接电路．甲Ⅱ.将R的阻值调到最大;闭合开关;逐次调小R的阻值;测出多组U和I的值;并记录．以U为纵轴;I为横轴;得到如图乙所示的图线．乙Ⅲ.断开开关;将R x改接在B、C之间;A与B直接相连;其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤;得到另一条U-I图线;图线与横轴I的交点坐标为I0;0;与纵轴U的交点坐标为0;U0．回答下列问题：①电流表应选用______;滑动变阻器应选用______；②由图乙的图线;得电源内阻r＝________Ω；③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式R x＝________;代入数值可得R x；④若电表为理想电表;R x接在B、C之间与接在A、B之间;滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置;两种情况相比;电流表示数变化范围________;电压表示数变化范围________．均选填“相同”或“不同”答案①A2R2②25③－r④相同不同解析①根据题意;电池内阻和待测电阻阻值均为数十欧;从电路图可以看出;滑动变阻器采用限流接法;故滑动变阻器应选R2；又电池的电动势为6V;由欧姆定律可知电流表A1量程太小;故电流表选用A2.②由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋Ir;即U＝E－Ir;U-I图线的斜率的绝对值表示电池的内阻;从U-I图线可以得出r＝25Ω.③将R x改接在B、C之间后;由闭合电路欧姆定律有E＝U＋IR x＋r;即U＝E－IR x＋r;可知＝R x＋r;则R x＝－r.④滑动变阻器接入电路的阻值变化相同时;电流表示数变化范围相同;电压表测的是不同电阻两端的电压;所以示数变化范围不同．2．2014·新课标全国卷Ⅰ利用如图a所示电路;可以测量电源的电动势和内阻;所用的实验器材有：待测电源;电阻箱R最大阻值999.9Ω;电阻R0阻值为3.0Ω;电阻R1阻值为3.0Ω;电流表A量程为200mA;内阻为R A＝6.0Ω;开关S.图a实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大;闭合开关S；②多次调节电阻箱;记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R；③以为纵坐标;R为横坐标;作-R图线用直线拟合；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.回答下列问题：1分别用E和r表示电源的电动势和内阻;则与R的关系式为________．2实验得到的部分数据如下表所示;其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图b所示;读出数据;完成下表．图b3在图c的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图;根据图线求得斜率k＝______A－1·Ω－1;截距b＝______A－1.图c4根据图线求得电源电动势E＝________V;内阻r＝________Ω.答案1＝R＋20.1109.0931.0或在0.96～1.04之间;6.0或在5.9～6.1之间43.0或在2.7～3.3之间;1.0或在0.6～1.4之间解析本题考查了测量电源电动势和内阻的实验．1根据闭合电路欧姆定律有E＝R＋R0＋r＋IR A.代入数据;化简得＝R＋.2电流表每小格表示4mA;因此电流表读数是0.110 A;倒数是9.09 A－1.3根据坐标纸上给出的点;画出一条直线;得出斜率k＝1.0 A－1·Ω－1;截距b＝6.0 A－1.4斜率k＝;因此E＝3.0V;截距b＝R A＋r＋R0;因此r＝－5＝1.0Ω.3．2014·北京卷利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．1应该选择的实验电路是图1中的________选填“甲”或“乙”．甲乙图12现有电流表0～0.6 A、开关和导线若干;以及以下器材：A.电压表0～15VB.电压表0～3VC.滑动变阻器0～50ΩD.滑动变阻器0～500Ω实验中电压表应选用__________；滑动变阻器应选用__________．选填相应器材前的字母3某位同学记录的6组数据如下表所示;其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上;4根据3中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V;内电阻r＝________Ω.5实验中;随着滑动变阻器滑片的移动;电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．图3的各示意图中正确反映P-U关系的是________．A B C D图3答案1甲2B C3略41.501.49～1.510.830.81～0.855C解析1根据U＝E－Ir测量电源电动势和内阻时;需要测出多组对应的路端电压U和干路电流I;电压表和电流表内阻影响会造成实验误差．电源内阻较小;所以电流表分压影响较大;因此应选择甲电路．3略．4根据U-I图像;电源的电动势等于纵轴的截距;内阻等于斜率的绝对值．5电源输出功率P＝UI＝U＝－U2＋U;P-U图像为开口向下的二次函数图像;应选C.4．2014·福建卷某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻;实验原理如图甲所示;其中;虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A;V为标准电压表;E为待测电池组;S为开关;R为滑动变阻器;R0是标称值为4.0Ω的定值电阻．①已知灵敏电流计G的满偏电流I g＝100μA;内阻r g＝2.0kΩ;若要改装后的电流表满偏电流为200mA;应并联一只阻值为________Ω保留一位小数的定值电阻R1；②根据图甲;用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路；甲乙内阻r＝________Ω保留两位小数；为减小偶然误差;逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是______________________．④该小组在前面实验的基础上;为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响;用一已知电动势和内阻的标准电池组;通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同;但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误;则内阻测量值总是偏大的原因是________．填选项前的字母A．电压表内阻的影响B．滑动变阻器的最大阻值偏小C．R1的实际阻值比计算值偏小D．R0的实际阻值比标称值偏大答案①1.0②如图所示③1.66充分利用已测得的数据④CD解析①由串、并联电路的特点可得：R1＝＝Ω＝1.0Ω；②从电源正极出发;沿电流的流向依次连线;注意电流要由两电表的正接线柱流入;由负接线柱流出；③E－U＝Ir内＋R0;则－ΔU＝ΔIr内＋R0;所以r内＋R0＝－＝＝＝＝＝＝5.66Ω;所以r内＝5.66Ω－R0＝1.66Ω;逐差法处理实验数据的优点是可以充分利用已测得的数据;减小实验误差；④电压表的读数等于路端电压;所以电压表内阻对测量结果没有影响;选项A错误；滑动变阻器用来改变路端电压;对测量结果没有影响;选项B错误；若R1的实际阻值偏小;则电流表的实际量程偏大;电流表的读数比实际值偏小;电池组的内阻测量值偏大;选项C正确；R0的实际阻值偏大时;电池组的实际内阻比测量值偏小;选项D正确．5．2013·安徽卷根据闭合电路欧姆定律;用图1所示电路可以测定电池的电动势和内电阻．图中R0是定值电阻;通过改变R的阻值;测出R0两端的对应电压U12;对所得的实验数据进行处理;就可以实现测量目的．根据实验数据在-R坐标系中描出坐标点;如图2所示．已知R0＝150Ω;请完成以下数据分析和处理．图1图21图2中电阻为________Ω的数据点应剔除；2在坐标纸上画出-R关系图线；3图线的斜率是________V－1·Ω－1;由此可得电池电动势E x＝________V.答案180.02如图所示34.44×10－3 1.50解析1电阻为80.0Ω的数据点离直线过远;超过了误差范围;应剔除；2如图所示．3图线的斜率是k＝V－1·Ω－1＝4.44×10－3V－1·Ω－1.根据闭合电路欧姆定律E＝r＋R＋U12;变形得＝R＋;斜率是k＝;故电池电动势是E＝＝1.50V.6．2012·福建卷某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.1先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下;多用电表表盘示数如图;其示数为________V.2然后;用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路;测定该电池电动势．①根据电路图;用笔画线代替导线;将实物图连接成完整电路．②闭合开关S;调整电阻箱阻值R;读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据;分析筛选出下表所示的R、U数据;并计算出相应的与的值．请用表中数据在坐标纸上描点;并作出③从图线中可求得E＝________V.答案19.42①如图所示②图略③10.09.5～11.1解析1量程为10V;根据从上往下第2行刻度线;共50小格;每小格代表0.2V;指针指在第47小格;其对应的电压为0.2×47V＝9.4V由于最小刻度为0.2V;所以结果只需保留到0.1V即可；2根据闭合电路的欧姆定律有：E＝r＋R0＋U;两边同时除以EU;整理可得＝·＋;对照-图像可知;图像的斜率表示;图像与纵坐标的交点表示;代入相关数值即可得出E＝10.0V.课时巩固训练1．C解析测出多组I、U的数据;画出U-I图像可消除某次测量不准造成的偶然误差;且方法直观、简便;C正确．2．1A2如图所示31.471.46～1.48均可0.940.92～0.96均可解析1根据表中提供的数据;若利用图像确定干电池的电动势和内阻;则应作U-I图像;即U-图像．2如图所示．3根据闭合电路欧姆定律可知;电源的电动势等于断路电压;所以由2中作出的图像可知;该干电池的电动势E＝1.47V;图像斜率的绝对值表示干电池的内阻;内阻r＝0.94Ω.3．10.62C E311.5 2.5解析1将3V电压表改装成15V电压表;串联电阻箱后的总内阻为原来电压表内阻的5倍;由于滑动变阻器位置不变;分压部分的两端电压仍为3V;此时电压表两端的电压为0.6V.2改装电压表需要串联大电阻;电阻箱选C；由于用分压电路;滑动变阻器选E.3由于电压表改装后量程扩大5倍;将图丙的纵坐标扩大5倍;即可根据纵轴截距得电池的电动势为11.5V;由图线斜率的绝对值可求电池的内阻为2.5Ω.4．1IR＋r2最大值2136.86.5～7.1均正确 2.72.4～3.0均正确解析1根据闭合电路欧姆定律;该同学设计实验的原理表达式是E＝IR＋r．2根据实验的安全性原则;在闭合开关之前;应先将电阻箱调到最大值．根据电阻箱读数规则;电阻箱接入电路的阻值为2×10Ω＋1×1Ω＝21Ω.3由E＝IR＋r可得＝R＋r.-R图像斜率等于;由图像数据可得E≈6.8V;图像在纵轴截距等于r;r≈2.7Ω.5．1I＝2b33.0 2.0 1.0解析1首先要明白电路的组成：电源、开关、电阻箱、灯泡串联成闭合回路;电压表V1测灯泡两端电压;电压表V2测路端电压;电阻箱两端电压为U＝U2－U1;电阻箱阻值为R;所以流过电阻箱的电流I＝；2小灯泡两端电压随电流的增大而增大;所以选图线b；图线a为电源路端电压随电路中电流变化的图线；3图线a与纵轴的交点为电源的电动势3.0V;图线a的斜率的绝对值为电源的内阻r＝2.0Ω;图线a、b的交点表示U1＝U2;即电阻箱的阻值为0;此时小灯泡消耗的功率最大;P＝U1I ＝1.0W.6．120.00 2.80 5.4522.860.27解析1电阻箱的读数等于各挡位的电阻之和;为20.00Ω；电压表读数应估读一位;为2.80V；根据部分电路欧姆定律可得＝;解得R1的阻值约为5.45Ω.2根据闭合电路的欧姆定律;有E＝U＋R1＋r;得＝·＋;结合图像可知;纵轴截距为＝0.35V －1;得E＝2.86V;斜率为＝2V－1·Ω;得r＝0.27Ω.。

第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。

(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。

(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。

2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

(2)公式：E ＝n ΔΦΔt，其中n 为线圈匝数。

(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的欧姆定律，即I ＝ER ＋r 。

3．导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝Blv 。

(2)v ∥B 时，E ＝0。

二、自感、涡流 1．自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。

(2)自感电动势①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫作自感电动势。

②表达式：E ＝L ΔIΔt。

(3)自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。

②单位：亨利(H)，1 mH ＝10－3H,1 μH＝10－6H 。

2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡，所以叫涡流。

授课提示：对应学生用书第196页命题点一 对法拉第电磁感应定律的理解及应用 自主探究1．感应电动势的决定因素(1)由E ＝n ΔΦΔt 知，感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈匝数n 共同决定，磁通量Φ较大或磁通量的变化量ΔΦ较大时，感应电动势不一定较大。

(2)ΔΦΔt 为单匝线圈产生的感应电动势大小。

2．法拉第电磁感应定律的三个特例(1)回路与磁场垂直的面积S 不变，磁感应强度发生变化，则ΔΦ＝ΔB·S，E ＝n ΔBΔt S 。

(2)磁感应强度B 不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则ΔΦ＝B·ΔS，E ＝nB ΔSΔt。

(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则ΔΦ＝Φ末－Φ初，E ＝n B 2S 2－B 1S 1Δt ≠n ΔB·ΔSΔt。

第8讲实验:验证机械能守恒定律1.在“验证机械能守恒定律”实验中,小王用如图甲所示的装置,让重物从静止开始下落,打出一条清晰的纸带,其中的一部分如图乙所示。

O点是打下的第一个点,A、B、C和D为另外4个连续打下的点。

甲乙(1)为了减小实验误差,对体积和形状相同的重物,实验时选择密度大的重物的理由是。

(2)已知交变电流频率为50 Hz,重物质量为200 g,当地重力加速度为9.80 m/s2,则从O点到C点,重物的重力势能变化量的绝对值|ΔE p|=J,C点的动能E kC= J。

(计算结果均保留3位有效数字)比较E kC与|ΔE p|的大小,出现这一结果的原因可能是。

A.工作电压偏高B.存在空气阻力和摩擦力C.接通电源前释放了纸带2.(湖南长沙二模)某兴趣小组用频闪摄影的方法验证机械能守恒定律,实验中将一钢球从与课桌桌面等高处的O点自由释放,在频闪仪拍摄的照片上记录了钢球在下落过程中各个时刻的位置,拍到整个下落过程的频闪照片如图所示。

(1)若已知频闪仪的闪光频率为f,重力加速度为g,再结合图中所给下落高度的符号,为验证从O点到A点过程中钢球的机械能守恒成立,需验证的关系式为2gs7= 。

(2)结合实际的实验场景,请估算闪光频率f应为(g取10m/s2)。

A.1 HzB.5 HzC.20 HzD.100 Hz3.某物理兴趣小组在实验室中找到的实验器材有:光电计时器(配两个光电门),铁架台,小钢球,游标卡尺,电磁铁,铅垂线,电源及导线若干。

利用这些器材设计如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。

(1)利用铅垂线调整铁架台、光电门等,使电磁铁、光电门1、光电门2的中心在同一竖直线上。

用游标卡尺测量小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d=cm。

(2)切断电磁铁的电源,小球由静止自由下落,计时器记录小球通过两个光电门的挡光时间分别为Δt1和Δt2,同时记录小球从光电门1到光电门2的时间为t。

则小球通过光电门1时的速度为(用题中给出的物理量符号表示)。

第4讲实验一研究匀变速直线运动双基知识：一、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打点纸带研究物体的运动。

2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法Δx＝aT2。

3．掌握使用速度—时间图像求加速度的方法。

4．掌握使用逐差法计算匀变速直线运动加速度的方法。

二、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸。

[部分器材用途]钩码通过细绳跨过定滑轮拖拽小车加速运动纸带记录小车在每次打点间隔时间内的运动情况刻度尺用于测量计数点间的距离三、实验原理1．实验原理图2．打点计时器(1)电磁打点计时器：6V以下交流电源。

(2)电火花计时器：220V交流电源。

(3)当所用交流电源的频率f＝50Hz时，每隔0.02s打一次点。

若交流电的频率变化，对应打点时间间隔也会发生变化。

3．处理纸带数据时区分计时点和计数点计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。

计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1s。

4．匀变速直线运动的判断(1)若物体在连续相等时间T内的位移之差Δx为一恒量，即Δx＝aT2，则物体做匀变速直线运动。

(2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v­t图像，若图像是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动。

5．由纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度vn ＝xn＋xn＋12T来计算。

6．利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔)，求出a1＝x4－x13T2，a2＝x5－x23T2，a3＝x6－x33T2，然后取平均值，即a＝a1＋a2＋a33＝x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x39T2，即为物体的加速度。

实验11：用单摆测定重力加速度一、实验目的1．会用单摆测定重力加速度。

2．会使用秒表。

二、实验原理当偏角很小时，单摆做简谐运动，其运动周期为T ＝2πl g ，它与偏角的大小及摆球的质量无关，由此得到g ＝4π2l T 2。

因此，只要测出摆长l 和振动周期T ，就可以求出当地重力加速度g 的值。

处理数据有两种方法：（1）公式法：测出30次或50次全振动的时间t ，利用T ＝t n 求出周期；不改变摆长，反复测量三次，算出三次测得的周期的平均值T ，然后利用g ＝4π2l T 2求重力加速度。

（2）图象法：由单摆周期公式不难推出：l =g 4π2T 2，因此，分别测出一系列摆长l 对应的周期T ，作l －T 2的图象，图象应是一条通过原点的直线，求出图线的斜率k =Δl ΔT 2，即可利用g =4π2k =4π2Δl ΔT 2求得重力加速度值，如图所示。

三、实验器材带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球，不易伸长的细线（约1米）、秒表、带毫米刻度的米尺和游标卡尺。

四、实验步骤1．让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，做成单摆。

2．把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处作上标记，如图。

3．用米尺量出摆线长度l ′，精确到毫米，用游标卡尺测出摆球的直径，即得出金属小球半径r ，计算出摆长l ＝l ′＋r 。

4．把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度（不超过5°），然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30～50次全振动所用的时间t ，计算出金属小球完成一次全振动所用时间，这个时间就是单摆的振动周期，即T ＝t N （N 为全振动的次数），反复测3次，再算出周期T ＝T 1＋T 2＋T 33。

5．根据单摆振动周期公式T ＝2πl g 计算当地重力加速度g ＝4π2lT 2。

6．改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度值，求出它们的平均值，该平均值即为当地的重力加速度值。

2023年高考物理一轮实验专题复习：用单摆测定重力加速度1．（2022·北京朝阳·二模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。

例如：（1）实验仪器。

用螺旋测微器测某金属丝的直径，示数如图1所示。

则该金属丝的直径为________mm 。

（2）数据分析。

打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，纸带的一部分如图2示，B 、C 、D 为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。

打点计时器接在频率为50Hz 的交流电源上。

则物体运动的加速度=a ___________2m /s （结果保留两位有效数字）。

（3）实验原理。

某同学用单摆测量重力加速度的大小，他测量摆线的长度l 和对应的周期T ，得到多组数据，作出了2l T -图像，如图3所示。

他认为根据图线可求得重力加速度2214πb g a a =-，则从理论上分析，他求得的重力加速度g ___________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。

请分析说明理由。

2．（2022·浙江温州·三模）（1）在“研究平抛运动”的实验中，为了测量小球平抛运动的初速度，采用如图甲所示的实验装置。

实验操作的主要步骤如下：a .将坐标纸用图钉固定在木板上，并将木板竖直固定；b .将斜槽安装在木板左端，调节斜槽末端轨道水平，同时将重锤线挂在水平轨道边缘；c .在斜槽上端一固定位置静止释放小球，同时记录抛出点位置O ，记录重锤线方向；d .小球从O点飞出后，撞到与木板平面垂直的竖直挡条上。

小球撞击挡条时，会在挡条上留下一个痕迹点。

用铅笔将痕迹点的投影点记录在坐标纸上；e.向右移动竖直挡条，从斜槽上相同的位置无初速度释放小球，小球撞击挡条后，再次将挡条上痕迹点的投影点记录在坐标纸上，重复以上操作；f .取下白纸，描绘平抛运动轨迹，研究轨迹的性质，求出小球平抛运动的初速度大小。

实验4 验证牛顿第二定律➢要点梳理一、实验目的（1）学会用控制变量法研究物理规律；（2）验证牛顿第二定律；（3）学会利用图像处理数据。

二、实验原理探究加速度a与力F及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量即小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系，再控制砝码盘和砝码的质量不变，即力F 不变，改变小车的质量M，讨论加速度a与质量M的关系。

三、实验器材小车、砝码、钩码、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、复写纸、托盘天平、刻度尺。

四、实验步骤1.称量质量——用天平测量小车的质量m0。

2.安装器材——按照如图所示的装置把实验器材安装好，只是不把悬挂钩码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)。

3.平衡摩擦力——在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态。

4.让小车靠近打点计时器，挂上钩码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带。

钩码的重力即为小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并记录力和对应的加速度。

5.改变钩码的个数，重复步骤4，并多做几次。

6.保持钩码的个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带。

计算小车和砝码的总质量m，并由纸带计算出小车对应的加速度，记录对应的质量和加速度。

7.改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并多做几次。

五、数据处理1.计算加速度——先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。

2.作图像找关系——根据记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F，建立直角坐标系，描点画a-F图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比。

再根据记录的各组对应的加速度a与小车和砝码总质量m，建立直角坐标系，描点画图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比。