高中物理电磁学实验完全版
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高三物理总复习电磁学复习内容:高二物理(第十三章 电场、第十四章 恒定电流、第十五章 磁场、第十六章 电磁感应、第十七章 变交电流、第十八章 电磁场与电磁波)复习范围:第十三章~第十八章电磁学§.1 第十三章 电场1. (1)电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移给另一个物体或者从物体的一部分转移到另一部分。
(2)应用起电的三种方式:摩擦起电(前提是两种不同的物质发生摩擦)、感应起电(把电荷移近不带电的导体(不接触导体),使导体带电)、接触带电.注意:①电荷量e 称为元电荷电荷量C 1060.119-⨯=e ;②电子的电荷量e 和电子的质量m 的比叫做电子的比荷C/kg 1076.111⨯=em e。
③两个完全相同的带电金属小球接触时................电荷量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分;原带同种电荷的总电荷量平分.2. 库仑定律。
⑴适用对象:点电荷。
注意:①带电球壳可等效点电荷。
当带电球壳均匀带电时,我们可等效在球心处有一个点电荷;球壳不均匀带电荷时,则等效点电荷就靠近电荷多的一侧。
②库仑力也是电场力,它只是电场力的一种。
⑵公式:221r Q Q k F ⋅=(k 为静电力常量等于229/c m N 109.9⋅⨯).3.(1)电场:只要有电荷存在,电荷周围就存在电场(电场是描述自身的物理量...........),电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫做电场力. (2)ⅰ。
电场强度(描述自身的物理量........): E = F / q 这个公式适用于一切电场,电场强度E 是矢量,物理学中规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点的电场力的方向相同,即正电荷受的电场力方向,即E 的方向为负电荷受的电场力的方向的反向。
此外F = Eq 与221r Q Q k F ⋅=不同就在于前者适用任何电场,后者只适用于点电荷.注意:①对检验电荷(可正可负)的要求:一是电荷量应当充分小;二是体积也要小。
物理实验实验一研究匀变速直线运动目标要求 1.会正确使用打点计时器,学会利用纸带上的点迹求物体的速度和加速度.2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法.考点一实验技能储备一、打点计时器1.作用:计时仪器,当所用交变电源的频率f=50Hz时,每隔0.02s打一次点.2.结构(1)电磁打点计时器(如图)(2)电火花计时器(如图)3.电磁打点计时器:4~6V交变电源电火花计时器:220V交变电源二、实验:探究小车速度随时间变化的规律1.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、槽码、刻度尺、导线、交变电源.2.实验过程(1)按照实验装置,把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,接好电源;(2)把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,下端挂合适的槽码,纸带穿过打点计时器,固定在小车后面;(3)把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,后放开小车;(4)小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带;(5)更换纸带重复实验三次,选择一条比较理想的纸带进行测量、分析.3.数据处理(1)求物体的速度与加速度①利用平均速度求瞬时速度:v n =x n +x n +12T =d n +1-d n -12T.②利用逐差法求解平均加速度a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 2⇒a =a 1+a 2+a 33=(x 4+x 5+x 6)-(x 1+x 2+x 3)9T 2.③利用速度—时间图象求加速度a .作出速度—时间图象,通过图象的斜率求解物体的加速度;b .剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度.(2)依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动①x 1、x 2、x 3…x n 是相邻两计数点间的距离.②Δx 是两个连续相等的时间内的位移差:Δx 1=x 2-x 1,Δx 2=x 3-x 2,….③若Δx 等于恒量(aT 2),则说明小车做匀变速直线运动.④Δx =aT 2,只要小车做匀变速直线运动,它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.4.注意事项(1)平行:纸带、细绳要与长木板平行.(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,后取下纸带.(3)防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止槽码落地及小车与滑轮相撞.(4)减小误差:小车的加速度应适当大些,可以减小长度测量的相对误差,加速度大小以能在约50cm 的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜.(5)小车从靠近打点计时器位置释放.5.误差分析(1)纸带运动时摩擦力不均匀,打点不稳定引起误差.(2)计数点间距测量有偶然误差.(3)作图有误差.考点二探索创新实验对本实验的改进创新的方法1.实验器材的改进及速度的测量方法(如图)2.获得加速度方法的改进靠重物的拉力获得加速度―→长木板倾斜靠重力获得加速度,如图甲、乙所示.3.用频闪照相的方法、滴水法或光电计时器代替打点计时器.通过以上装置的改进能最大限度地减少因长木板和打点计时器的限位孔的阻力而导致的小车加速度不恒定,使小车尽可能做匀加速直线运动,以提高实验的精确度.实验二探究弹力和弹簧伸长的关系目标要求 1.会通过实验探究弹力和弹簧伸长的关系.2.进一步理解胡克定律,掌握以胡克定律为原理的拓展实验的分析方法.实验技能储备1.实验原理(1)如图1所示,弹簧下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等.图1(2)用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x,建立直角坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与形变量间的关系.2.实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线.3.实验步骤(1)将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长.(2)如图2所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,得出弹簧的伸长量x1,将这些数据填入自己设计的表格中.图2(3)改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹簧的伸长量x2、x3、x4、x5.钩码个数长度伸长量x钩码质量m弹力F0l01l1x1=l1-l0m1F12l2x2=l2-l0m2F23l3x3=l3-l0m3F3……………4.数据处理(1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图.用平滑的曲线连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线.(2)以弹簧的伸长量为自变量,写出图线所代表的函数表达式.首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数.(3)得出弹力和弹簧形变量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义.5.注意事项(1)不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过度拉伸,超过弹簧的弹性限度.(2)尽量多测几组数据:要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据.(3)观察所描点的走向:本实验是探究型实验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点.(4)统一单位:记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.实验三验证力的平行四边形定则目标要求 1.掌握实验原理、器材、步骤及注意事项.2.理解教材基本实验的数据处理方法,并会进行误差分析.3.理解创新和拓展实验原理并会处理数据,进行误差分析.实验技能储备1.实验原理(1)等效法:一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以一个力F′就是这两个力F1和F2的合力,作出力F′的图示,如图1所示.图1(2)平行四边形定则:根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示.(3)验证:比较F和F′的大小和方向,若在误差允许的范围内相等,则验证了力的平行四边形定则.2.实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计(2只)、三角板、刻度尺等.3.实验步骤(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上,如图2所示.图2(2)用两个弹簧测力计分别钩住两个绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一点O.(3)用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数F1、F2,利用刻度尺和三角板作平行四边形,画出对角线所代表的力F.(4)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面实验中的相同位置O,记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向,以同样的标度作出F′的图示.(5)比较F和F′,观察它们在实验误差允许的范围内是否相等.4.数据处理(1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示.(2)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出拉力F′的图示.(3)比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则.5.注意事项(1)弹簧相同:使用弹簧测力计前,要先观察指针是否指在零刻度处,若指针不在零刻度处,要设法调整指针,使之指在零刻度处,再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,两个示数相同方可使用.(2)位置不变:在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同.(3)角度合适:用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°~120°之间为宜.(4)尽量减少误差:在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些;细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.(5)统一标度:在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些.实验四验证牛顿运动定律目标要求 1.理解实验的原理,明确实验过程并能进行数据处理.2.了解实验的注意事项,会对实验进行误差分析.3.能对实验进行创新改进.考点一实验技能储备1.实验原理(1)保持质量不变,探究加速度跟合外力的关系.(2)保持合外力不变,探究加速度与质量的关系.(3)作出a-F图象和a-1m图象,确定a与F、m的关系.2.实验器材小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸.3.实验过程(1)测量:用天平测量槽码的质量m′和小车的质量m.(2)安装:按照如图1所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力).图1(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,使小车能匀速下滑.(4)操作:①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上,先接通电源后放开小车,断开电源,取下纸带,编号码.②保持小车的质量m不变,改变槽码的质量m′,重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分,计算加速度a.④描点作图,作a-F的图象.⑤保持槽码的质量m′不变,改变小车质量m,重复步骤①和③,作a-1m图象.4.数据处理(1)利用逐差法或v-t图象法求a.(2)以a为纵坐标,F为横坐标,描点、画线,如果该线为过原点的直线,说明a与F成正比.(3)以a为纵坐标,1m为横坐标,描点、画线,如果该线为过原点的直线,就能判定a与m成反比.5.注意事项(1)开始实验前首先平衡摩擦阻力:适当垫高木板不带定滑轮的一端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力.在平衡摩擦阻力时,不要把悬挂槽码的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动.(2)实验过程中不用重复平衡摩擦力.(3)实验必须保证的条件:m≫m′.(4)一先一后一按:改变拉力或小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.6.误差分析(1)实验原理不完善:本实验用槽码的总重力m′g代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力.(2)平衡摩擦阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.考点二拓展创新实验实验目的和原理的创新(1)将实验装置的平面改为斜面(2)将探究加速度与物体受力、物体质量的关系改为测定动摩擦因数实验器材的创新利用位移传感器与计算机相连,直接得出小车的加速度(1)用光电门代替打点计时器,结合遮光条的宽度可测滑块的速度(2)利用气垫导轨代替长木板,无需平衡摩擦阻力(3)用力传感器测滑块的拉力,无需满足m≪M实验过程(1)结合光电门得出物块在A、B两点的速度,由v B2-v A2=2ax得出位的创新移,算出物块的加速度(2)结合牛顿第二定律mg-μMg=(M+m)a得出物块与水平桌面间的动摩擦因数实验五探究动能定理目标要求 1.熟悉两种实验方案的原理、数据处理和注意事项.2.会用创新方法研究做功与速度变化的关系.实验技能储备实验方案一借助恒力做功探究功与速度变化的关系1.原理由钩码通过滑轮牵引小车,当小车的质量比钩码质量大得多时,可以把钩码所受的重力当作小车受到的牵引力.如图1所示.图1改变钩码的质量或者改变小车运动的距离,也就改变了牵引力做的功,从而探究牵引力做的功与小车获得的速度间的关系.2.实验过程(1)按照原理图安装好实验器材.(2)平衡摩擦力:将安装有打点计时器的长木板的一端垫高,让纸带穿过打点计时器连在小车后端,不挂(填“不挂”或“挂上”)钩码,接通电源,轻推小车,直到打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点为止.(3)在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线绕过滑轮连接小车和钩码.(4)将小车停在打点计时器附近,先接通电源,再释放小车,小车运动一段时间后,关闭打点计时器电源.(5)改变钩码的数量,更换纸带重复(4)的操作.3.数据处理(1)选取点迹清晰的纸带,选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点,并依次标上0、1、2、3….(2)测出0到点1、点2、点3…的距离,即对应的小车的位移x1、x2、x3…,利用公式v n=x n+1-x n-12T,求出点1、点2、点3…对应的瞬时速度v1、v2、v3….(3)确定此纸带所挂的钩码的重力G,利用W n=Gx n,分别求出小车的位移为x1、x2、x3…时牵引力所做的功W1、W2、W3….(4)先对测量数据进行估计,或作W-v草图,大致判断两个量可能的关系,如果认为是W∝v2(或其他),然后以W为纵坐标,v2(或其他)为横坐标作图,从而判定结论.4.注意事项(1)平衡摩擦力时,不挂钩码,轻推小车后,小车能做匀速直线运动.(2)为保证钩码的重力近似等于小车受到的牵引力,应使钩码的质量远小于小车的质量.(3)计算牵引力做功时,可以不必算出具体数值,只用位移的数据与符号G的乘积表示即可.实验方案二借助橡皮筋做功探究功与速度变化的关系1.实验原理(1)不直接测量对小车做的功,用改变橡皮筋的条数确定对小车做的功为W0、2W0、3W0…(2)作出W-v、W-v2图象,分析图象,寻求橡皮筋弹力对小车做的功与小车获得速度的关系.2.实验过程图2(1)按图2组装好实验器材,由于小车在运动中会受到阻力,使木板适当倾斜来平衡摩擦力.(2)先用一条橡皮筋进行实验,把橡皮筋拉伸一定长度,理顺纸带,接通电源,放开小车.(3)换用纸带,改用2条、3条…同样的橡皮筋进行第2次、第3次…实验,每次实验中都要将小车从同一位置释放.(4)由纸带算出小车获得的速度,把第1次实验获得的速度记为v1,第2次、第3次…记为v2、v3…. 3.数据处理(1)测量小车的速度:为探究橡皮筋弹力做功和小车速度变化的关系,需要测量弹力做功结束时小车的速度,即小车做匀速运动的速度,由打点计时器所打的纸带可求得.(2)实验数据处理及分析①当橡皮筋的条数成倍增加,即合外力做的功成倍增加时,观察小车的速度或速度的平方如何变化,有何变化规律.②在坐标纸上画出W-v或W-v2图线(“W”以一条橡皮筋做的功为单位).(3)实验结论:从图象可知做功与物体速度变化的关系为W∝v2.4.注意事项(1)为了使橡皮筋对小车的拉力等于其合力,首先应平衡摩擦力.(2)测小车速度时,纸带上的点应选点迹均匀的部分,也就是选小车做匀速运动的部分.(3)橡皮筋应选规格一样的.力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值.(4)小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些.实验六验证机械能守恒定律目标要求 1.熟悉“验证机械能守恒定律”的基本实验原理及注意事项.2.会验证创新实验的机械能守恒.考点一实验技能储备1.实验原理(如图1所示)通过实验,求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和对应过程动能的增加量,在实验误差允许范围内,若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律.图12.实验器材打点计时器、交变电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线.3.实验过程(1)安装器材:将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与电源相连.(2)打纸带用手竖直提起纸带,使重物停靠在打点计时器下方附近,先接通电源,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:从打出的几条纸带中选出一条点迹清晰的纸带.(4)进行数据处理并验证.4.数据处理(1)求瞬时速度由公式v n=h n+1-h n-12T可以计算出重物下落h1、h2、h3…的高度时对应的瞬时速度v1、v2、v3….(2)验证守恒方案一:利用起始点和第n点计算代入mgh n和12m v n2,如果在实验误差允许的范围内,mgh n和12m v n2相等,则验证了机械能守恒定律.注意:应选取最初第1、2两点间距离接近2_mm的纸带(电源频率为50Hz).方案二:任取两点计算①任取两点A、B,测出h AB,算出mgh AB.②算出12v B2-12m v A2的值.③在实验误差允许的范围内,若mgh AB=12m v B2-12m v A2,则验证了机械能守恒定律.方案三:图象法测量从第一点到其余各点的下落高度h,并计算对应速度v,然后以12v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据作出12v2-h图象.若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律.5.注意事项(1)打点计时器要竖直:安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力.(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的.(3)应先接通电源,让打点计时器正常工作,后松开纸带让重物下落.(4)测长度,算速度:某时刻的瞬时速度的计算应用v n=h n+1-h n-12T,不能用v n=2gh n或v n=gt来计算.(5)此实验中不需要测量重物的质量.考点二拓展创新实验本实验可以从下列几个方面进行创新1.速度测量方法的创新2.研究对象的创新从单个物体创新为两个物体组成的系统,验证系统在某一过程机械能守恒.3.实验目的的创新由机械能守恒定律测量弹簧的弹性势能,测重力加速度.实验七验证动量守恒定律目标要求 1.理解动量守恒定律成立的条件,会利用动量守恒定律写出不同方案中动量守恒关系式.2.知道在不同实验方案中要测量的物理量,会进行数据处理及误差分析.实验技能储备一、实验原理在一维碰撞中,测出相碰的两物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1′、v2′,算出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p′=m1v1′+m2v2′,看碰撞前、后动量是否相等.二、实验方案及实验过程方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验1.实验器材气垫导轨、数字计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥.2.实验过程(1)测质量:用天平测出滑块的质量.(2)安装:正确安装好气垫导轨,如图1所示.图1(3)实验:接通电源,利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度.(4)改变条件,重复实验:①改变滑块的质量;②改变滑块的初速度大小和方向.(5)验证:一维碰撞中的动量守恒.3.数据处理(1)滑块速度的测量:v=ΔxΔt,式中Δx为滑块上挡光片的宽度(仪器说明书上给出,也可直接测量),Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间.(2)验证的表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′.方案二:利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验1.实验器材光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥.2.实验过程(1)测质量:用天平测出两小车的质量.(2)安装:将打点计时器固定在光滑长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面,在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,如图2所示.图2(3)实验:接通电源,让小车A运动,小车B静止,两车碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两小车连接成一个整体运动.通过纸带上两计数点间的距离及时间,算出速度.(4)改变条件:改变碰撞条件,重复实验.(5)验证:一维碰撞中的动量守恒.3.数据处理(1)小车速度的测量:v=ΔxΔt,式中Δx是纸带上相邻两计数点间的距离,可用刻度尺测量,Δt为小车经过Δx的时间,可由打点间隔算出.(2)验证的表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′.方案三:利用斜槽滚球完成一维碰撞实验1.实验器材斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、圆规、铅垂线等.2.实验过程(1)测质量:用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球.(2)安装:按照如图3甲所示安装实验装置.调整固定斜槽使斜槽底端水平.图3(3)铺纸:白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好.记下铅垂线所指的位置O.(4)放球找点:不放被撞小球,每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次.用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置.(5)碰撞找点:把被撞小球放在斜槽末端,每次让入射小球从斜槽同一高度(同步骤4中的高度)自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次.用步骤4的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N,如图乙所示.(6)验证:连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度.将测量数据填入表中,最后代入m1·OP=m1·OM +m2·ON,看在误差允许的范围内是否成立.(7)整理:将实验器材放回原处.3.数据处理验证的表达式:m1·OP=m1·OM+m2·ON.三、注意事项1.前提条件:碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”.2.方案提醒(1)若利用气垫导轨进行验证,调整气垫导轨时,应确保导轨水平.(2)若利用两小车相碰进行验证,要注意补偿阻力.(3)若利用平抛运动规律进行验证:①斜槽末端的切线必须水平;②入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放;③选质量较大的小球作为入射小球;④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变.实验八描绘小电珠的伏安特性曲线目标要求 1.会选择实验器材,控制电路及测量电路.2.会根据电路进行正确的实物连线.3.会实验操作,描绘出小电珠的伏安特性曲线.实验技能储备1.实验原理(1)实验原理图:如图1甲;(2)测多组小电珠的U、I的值,并绘出I-U图象;(3)由图线的斜率反映电流与电压和电阻的关系.图12.实验器材小电珠“3.8V,0.3A”、电压表“0~3V~15V”、电流表“0~0.6A~3A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.3.进行实验及数据处理(1)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如图乙所示的电路.(2)移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入自己设计的表格中.(3)数据处理①在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立直角坐标系.②在坐标纸上描出各组数据所对应的点.③将描出的点用平滑的曲线连接起来,得到小电珠的伏安特性曲线.4.注意事项(1)电路的连接方式:①电流表应采用外接法:因为小电珠(3.8V,0.3A)的电阻很小,与量程为0.6A的电流表串联时,电流表的分压影响很大.②滑动变阻器应采用分压式接法:目的是使小电珠两端的电压能从0开始连续变化.(2)闭合开关S前,滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为0的一端,使开关闭合时小电珠的电压能从0开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝.(3)I-U图线在U0=1.0V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0V左右绘点要密,以防出现较大误差.5.误差分析(1)由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得的电流值大于真实值.(2)测量时读数带来误差.(3)在坐标纸上描点、作图带来误差.实验九测量金属的电阻率目标要求 1.熟悉“测量金属的电阻率”的基本原理及注意事项.2.掌握测电阻的电路图及误差分析.实验技能储备1.实验原理(如图1所示)由R=ρlS得ρ=RSl,因此,只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ.图1 2.实验器材。
普通高中课程标准实验教科书—物理选修3-1[人教版]第三章磁场3.4 磁场对通电导线的作用力★新课标要求(一)知识与技能1、知道什么是安培力,会推导安培力公式F=BIL sinθ。
2、知道左手定则的内容,并会用它判断安培力的方向。
3、了解磁电式电流表的工作原理。
(二)过程与方法通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。
(三)情感、态度与价值观1、通过推导一般情况下安培力的公式F=BIL sinθ,使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。
2、通过了解磁电式电流表的工作原理,感受物理知识的相互联系。
★教学重点安培力的大小计算和方向的判定。
★教学难点用左手定则判定安培力的方向。
★教学方法1实验观察法、逻辑推理法、讲解法★教学用具:蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线、投影片,多媒体辅助教学设备★教学过程(一)引入新课教师:通过第二节的学习,我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力。
安培在这方面的研究做出了杰出的贡献,为了纪念他,人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。
这节课我们对安培力作进一步的讨论。
(二)进行新课1、安培力的方向教师:安培力的方向与什么因素有关呢?演示:如图所示,连接好电路。
实验(1)改变电流的方向,观察发生的现象。
[现象]导体向相反的方向运动。
(2)调换磁铁两极的位置来改变磁场方向,观察发生的现象。
[现象]导体又向相反的方向运动。
[教师引导学生分析得出结论](1)安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。
(2)安培力的方向既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,也就是说,安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
教师:如何判断安培力的方向呢?[出示投影片]通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系,可以用左手定则来判定:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都和手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
高中物理课程的电磁学实验研究课题申报书一、课题背景与意义随着信息化时代的发展,电子技术的迅速进步和应用,电磁学作为物理学中的重要分支,具有重要的科研价值和实际应用价值。
在高中物理课程中,电磁学实验是学生理解电磁学概念、深入掌握电磁现象的重要途径。
因此,开展高中物理课程的电磁学实验研究,对于提高学生的实践能力、培养科学态度具有重要意义。
本课题旨在通过对高中物理课程中的电磁学实验内容、方法、教材进行系统研究,探讨提高电磁学实验教学质量的有效途径,为高中物理课程改革提供有力支持。
二、研究内容与方法(一)研究内容:1. 电磁学实验内容:对高中物理课程中的电磁学实验教学内容进行系统归纳和总结,包括电荷守恒法则、安培力和电磁感应等实验内容。
2. 电磁学实验方法:对不同电磁学实验方法进行研究,探讨不同实验方法对学生实验操作能力和认知能力的影响。
3. 实验教材分析:研究不同教材对电磁学实验内容的安排和组织方式,比较不同教材的优缺点,并提出改进措施。
4. 提高实验教学质量的探索:通过调查问卷、实践教学和案例研讨等方法,探索提高电磁学实验教学质量的有效途径,拓宽实验教学的思路。
(二)研究方法:1. 文献研究法:通过查阅国内外相关文献,了解电磁学实验的研究现状和发展趋势,为本研究提供理论基础。
2. 实验观察法:采用实验观察法研究不同实验方法对学生实验操作能力和认知能力的影响。
3. 调查问卷法:通过对学生和教师的电磁学实验教学情况进行调查问卷,了解教学过程中的问题和需求。
4. 实践教学法:通过实际教学实践,不断改进实验教学的方法和手段。
三、研究预期成果通过本研究,预期取得以下成果:1. 电磁学实验教学内容的系统归纳和总结,明确高中物理课程中的电磁学实验教学重点和难点。
2. 研究不同的电磁学实验方法,对提高学生实验操作能力和认知能力提供具体实践经验。
3. 对高中物理教材中电磁学实验内容的分析和评价,提出改进意见,为教材编写提供参考。