动变阻器的粗调和微调..doc

专题五 物理实验 自然科学是实验性科学，物理实验是物理学的重要组成部分．理科综合对实验能力提出了明确的要求，即是“设计和完成实验的能力”，它包含两个方面： 1．独立完成实验的能力．包括： （1）理解实验原理、实验目的及要求； （2）掌握实验方法步骤； （3）会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题； （4）会观察、解释实验现象，会分析、处理实验数据； （5）会分析和评价实验结果，并得出合理的实验结论． 2．设计实验的能力．能根据要求灵活运用已学过的物理理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题． 一、基本仪器的使用 ［方法归纳］ 1．要求会正确使用的仪器 刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱、示波器． 2．在力学和电学实验中，常需要利用测量工具直接测量基本物理量． 基本物理量 测量仪器 力学 长度 刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器 时间 秒表（停表）、打点计时器 质量 天平 电学 电阻（粗测） 欧姆表、电阻箱 电流 电流表 电压 电压表 3．读数方法： 用各种测量仪器测量有关物理量，读数时首先要弄清测量仪器的精度．以螺旋测微器为例：精度为mm=0.01mm，其读数方法是：读数=固定刻度数(含半毫米刻度)＋可动刻度数（含估读刻度数）×精度． [典例分析] 【例1】 请将下列各种测量仪器的读数填在题中的横线上． 【特别提示】 一般来说，除游标卡尺、秒表、电阻箱外，其他测量仪器的读数都需要估读，即读到精度的下一位． 二、独立完成实验 ［方法归纳］ 1．常见间接测量的物理量及其测量方法 有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的测量转化为基本物理量的测量． 待测物理量 基本测量方法 力学 速度 ①利用纸带，；②利用平抛， 加速度 ①利用纸带，逐差法；②利用单摆 力 根据F=ma转化为测量m、a 功 根据转化为测量m、S、v 电学 电阻（精确测量） ①根据转化为测量U、I（伏安法）；②电阻箱（半偏、替代） 电功率 根据P=IU转化为测量U、I 电源电动势 根据E＝U＋Ir转化为测量U、I 2．处理实验数据的常用方法 为了减小由于实验数据而引起的偶然误差，常需要采用以下方法进行处理． （1）多次测量求平均值；（2）图象法 3．实验误差的分析 中学物理中只要求初步了解系统误差和偶然误差、绝对误差和相对误差的概念；能定性分析某些实验中产生误差的主要原因；知道用平均值法、图象法减小偶然误差；但不要求计算误差． （1）系统误差和偶然误差：测量值总是有规律的朝着某一方向偏离真值（总是偏大或总是偏小）的误差，称为系统误差．系统误差的主要来源是仪器本身不够精确，或实验原理、方法不够完善．由于偶然因素的影响，造成测量值的无规则起伏称为偶然误差．偶然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，多次测量偏大和偏小的机会相同，因此，多次测量求平均值可减小偶然误差． （2）绝对误差和相对误差：设某物理量的真值为A0，测量值为A，则绝对误差，相对误差为．真值A0常以公认值、理论值或多次测量的平均值代替． [典型分析] 【例1】 一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计器的纸带从斜面上滑下，如图5-1甲所示，图5—1乙是打出的纸带的一段． 图5—1 （1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图乙给出的数据可求出小车下滑的加速度a=____________． （2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需要测量的物理量有___________，用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f =_________________． 【例2】 一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心且垂直于盘面的水平轴转动．用下面的方法测量它匀速转动时的角速度． 实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸． 实验步骤： （1）如图5—3所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上． （2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点． （3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量． ①由已知量和测得量表示角速度的表达式为ω=________________，式中各量的意义是___________． ②某次实验测得圆盘半径r =5.50×10－2m，得到的纸带的一段如图5—4所示，求得角速度为________． 图5—4 【例3】 小灯泡灯