高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題7 處理電學(xué)設(shè)計性實驗的思路與方法課件.ppt

必考部分 第七章恒定電流 微專題七處理電學(xué)設(shè)計性實驗的思路與方法 電學(xué)設(shè)計性實驗?zāi)苡行У乜疾閷W(xué)生的實驗技能和創(chuàng)造性思維能力 在高考中的考查頻率很高 不少學(xué)生面對這類題感到無從下手 實際上 只要能掌握實驗的基本知識和主要思想方法 明確設(shè)計電路的原則 問題便可迎刃而解 一 熟練掌握實驗的基本知識1 基本儀器的使用和操作刻度尺 游標(biāo)卡尺 螺旋測微器 打點計時器 電流表 電壓表 多用電表等 都是基本的測量儀器 要熟練掌握它們的使用方法 操作規(guī)程 讀數(shù)規(guī)則 在高考前要系統(tǒng)地練習(xí) 實際測量 特別是電學(xué)實驗中的基本儀器 如電流表 電壓表 多用電表 滑動變阻器等 每年必考 不僅要明確其構(gòu)造 原理 會讀數(shù) 還要明確量程的選取規(guī)則 正確進行實物連線 2 深刻理解實驗原理實驗原理是實驗的核心 實驗方法 實驗步驟 儀器的選擇 數(shù)據(jù)的處理等一切與實驗相關(guān)的問題都是依據(jù)實驗原理而來的 把握住實驗原理 許多問題就會迎刃而解 典例1 測量電壓表內(nèi)阻的電路如圖甲所示 供選擇的器材如下 待測電壓表V 0 3V 內(nèi)阻約3000 電流表A 0 10mA 內(nèi)阻約100 定值電阻R1 400 定值電阻R2 100 滑動變阻器R3 0 1000 滑動變阻器R4 0 20 干電池 1 5V 開關(guān)S及導(dǎo)線若干 1 定值電阻應(yīng)選 滑動變阻器應(yīng)選 填寫序號 2 在圖乙中連接實物圖 2 直接根據(jù)電路圖連接實物圖 如圖所示 名師歸納點題破疑 二 明確設(shè)計電路的原則設(shè)計電路一般應(yīng)遵循 安全性 原則 精確性 方便性 原則 兼顧 運用儀器少 耗電少 等三條原則 1 安全性原則選用儀器組成電路 首先要保證實驗正常進行 例如通過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不得超過其量程 滑動變阻器 被測電阻不得超過其額定電流 額定功率 等 使實驗安全進行 2 精確性原則 精確 是指選用儀器組成實驗電路時要盡可能減小測量誤差 提高精確度 例如所用電流表 電壓表的指針應(yīng)有較大的偏轉(zhuǎn) 一般應(yīng)使指針偏轉(zhuǎn)在滿刻度的1 3以上 以減小因讀數(shù)引起的偶然誤差 3 方便性原則 方便 是指實驗中便于調(diào)節(jié)控制 便于讀數(shù) 例如應(yīng)根據(jù)電路可能出現(xiàn)的電流 電壓范圍選擇滑動變阻器 對大阻值的滑動變阻器 如果滑片稍有移動就使電路中的電流 電壓有很大變化 則不宜采用 1 在如圖所示的實驗電路原理圖上標(biāo)明所選用的滑動變阻器 2 下面是主要的實驗操作步驟 將所缺的內(nèi)容填寫在橫線上 第一步 斷開S 按電路原理圖連接器材 將兩個滑動變阻器R1 R2的觸頭分別置于合理的位置 第二步 閉合S 分別調(diào)節(jié)R1和R2的觸頭至適當(dāng)位置 名師歸納點題破疑 2 實驗數(shù)據(jù)處理方法的應(yīng)用與創(chuàng)新數(shù)據(jù)探究性實驗的主要功能是通過實驗提供的數(shù)據(jù)信息 分析各數(shù)據(jù)中的內(nèi)在聯(lián)系 找出數(shù)據(jù)中所包含的物理規(guī)律 常用的數(shù)據(jù)處理方法 如平均值法 圖象法 逐差法 比較法等 和誤差分析方法應(yīng)該掌握 對于用圖象法處理實驗數(shù)據(jù) 一定要明確縱軸 橫軸所表示的物理量 正確地進行描點連線 然后根據(jù)物理規(guī)律列出與該圖線對應(yīng)的方程式 若題目不需要利用斜率和截距進行求解 或題目沒有給出斜率和截距的大小 可在直線圖象中找出兩個點的坐標(biāo)代入方程 組成方程組進行求解 若題目給出了斜率和截距的大小 須將方程化簡成y kx b的形式求解 三 掌握實驗的主要思想方法1 等效法等效法也是物理實驗的主要思想方法 例如 驗證力的平行四邊形定則的實驗中 用合力與分力效果相同來檢驗定則是否成立 在測量微小長度的儀器中 螺旋測微器利用等效的思想把微小的直線位移轉(zhuǎn)化為角位移并在較大的圓周上對其進行顯示等 2 累積法 放大法 把某些難以直接準(zhǔn)確測量的微小量累積后測量 提高測量精度 累積法是物理中的一種重要思想方法 它能把不可能的測量變成可能 同時提高測量精度 3 控制變量法所謂控制變量法 就是在研究和解決問題的過程中 對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制 使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生或不發(fā)生變化 4 留跡法把瞬息即逝的現(xiàn)象 位置 軌跡 圖象 記錄下來 以便從容地測量 比較 研究的方法 典例3 2012 廣東理綜 某同學(xué)測量一個圓柱體的電阻率 需要測量圓柱體的尺寸和電阻 1 分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑 某次測量的示數(shù)如圖 a 和 b 所示 長度為 cm 直徑為 mm 2 按圖 c 連接電路后 實驗操作如下 a 將滑動變阻器R1的阻值置于最 填 大 或 小 處 將S2撥向接點1 閉合S1 調(diào)節(jié)R1 使電流表示數(shù)為I0 b 將電阻箱R2的阻值調(diào)至最 填 大 或 小 S2撥向接點2 保持R1不變 調(diào)節(jié)R2 使電流表示數(shù)仍為I0 此時R2阻值為1280 3 由此可知 圓柱體的電阻為 答案 1 5 015 315 2 大大 3 1280 若一個未知電阻在電路中所產(chǎn)生的效果與一個已知電阻相同 則可認(rèn)為這兩個電阻的阻值相等 替代法的測量思路是等效的思想 常見的等效替代有兩種 名師歸納點題破疑 圖1 1 等效電流法 如圖1所示 閉合開關(guān)S1 再把開關(guān)S2撥向a 記下此時電流表的讀數(shù)I 然后再把開關(guān)S2撥向b 調(diào)節(jié)電阻箱 使電流表的讀數(shù)也為I 那么此時電阻箱的讀數(shù)就是待測電阻的阻值 2 等效電壓法 如圖2所示 閉合開關(guān)S1 再把開關(guān)S2撥向a 記下此時電壓表的讀數(shù) 然后再把開關(guān)S2撥向b 調(diào)節(jié)電阻箱 使電壓表的讀數(shù)與原來的讀數(shù)相同 那么此時電阻箱的讀數(shù)就是待測電阻的阻值 圖2