20xx届高三第二三轮物理复习策略(编辑修改稿)内容摘要:

3.设计思路: 在熟练掌握学生分组实验基本原理和实验技能、技巧的基础上,认真审题,构建实验情景,寻找实验原理,设计出最优方案(经反复估算后才能得出)。 4.流程如下: 由实验目的→实验原理→实验情景模型→电路图、实验装置图→实验器材→实验步骤→待测物理量→递推用测出量表示的未知量的函数式→误差分析 5.思考题: a. 如何测电流表内阻。 b. 如何测优特表的内阻。 二. 设计型实验的命题方式 (一)试题列出所需实验器材,有实验步骤提示 这类试题条件充足,基本无迷惑性条件,解答较易,且与平时所学知识和方法有紧密联系,但也不能轻视。 解答过程中需全面分析所列出的实验器材,抓住器材特点,联系实验步骤,并结合所学知识和方法,选择可行的实验方案,完成实验。 例 1 如图所示的器材是:木质轨道 (其倾斜部分倾角较大,水平部分足够长 ),小铁块,两枚图钉,一条细线,一个量角器,用上述器材测定小 铁块与木质轨道间的动摩擦因素μ,实验步骤是: (1) 将小铁块从 ______________________ ; (2) 用图钉把细线______________________; (3) 用量角器测量 ____________________ ; (4) 动 摩 擦 因 素 表 示 μ =________________。 分析 试题所列器材中只有量角器可定 量测量,结合步骤提示,可猜测μ =tgθ,联系μ =tgθ的物理情景及物理意义,结合试题所列出的其它器材,可作如下解答: (1)将小铁块从斜板上 A 点由静止释放,运动至水平板上 B 点静止; , (2)用图钉把细线拉紧固定在 A、 B 两点间; (3)用量角器测量细线与水平板间的夹角θ; (4)动摩擦因素表示为μ =tgθ。 这类试题的条件有很强的迷惑性,解答过程中须加以全面分析,辅以一定的逻辑推理并结合所学知识和方法才能顺利完成实验。 (二) 试题只列出所需全部实验器材,无其他任何提示 这类试题所提供的全部信息即实验器材,因而在解答过程中须紧紧抓住所列器材与可取实验方案间的联系,结合各器材的特点,逐步完 善实验方案,完成实验。 例 2 已知待测电阻 RX为 9000 欧姆左右,另有 6 伏直流电源 (内阻不计 ),一个电流表,一个电压表 (两电表量程均合适 ),一个阻值为 200 欧姆的滑线变阻器,一个电键和若干导线,请画出实验设计电路并简述其理由。 分析 就本试题而言,简述理由的过程即分析过程,也就是完成实验的过程,具体如下: (1)有电流表、电压表且量程合适,可用伏安法测电阻; (2)与两电表比较; Rx 属大电阻,可用内接法; (3)滑线变阻器最大阻值比 R 小得多,可用分压器接法; (4)电键应对全电路起控制作用,须接在干路上。 实验设计电器如 图所示。 (三)试题所列实验器材多于所需器材或试题所列实验步骤多于实际操作步骤,即实验条件须选择使用 13 例 3 为了测重力加速度 g 的值,实验室只有下列可供选择的器材: A、长度为 1 米的刻度尺; B、游标卡尺; C、连有细线的金属小球; D、低压交流电源; E、打点计时器 (包括所附的纸带、复写纸、重锤等 ); F、蓄电池; G、铁架台; H、天平。 (1)从上面所列器材中挑选必须的器材有 _____________。 (2)写出测重力和加速度的主要计算公式及简述其中的物理量的测量方法: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 分析 ①初审此题,最易选择用单摆法测重力的加速度,但所列实验器材中无秒表, 不能测单摆周期,故此方案不可行;②根据其它器材,可选用重锤作自由落体运动来测定重力加速度,器材齐全,但要注意:电源应选 D。 不需要测量质量,因而 H 不选,要处理纸带,因而 A 不可漏选;③在具体选用测量公式时,公式不是唯 — 的,可选用 g=v2/ 2h 或 g= 2h/t2均可。 故此题应选用器材为: A、 D、 E、 G,其它略。 三、实验设计内容 (一)设计实验方法 下面是测定“重力加速度”;“测定物体间动摩擦因素”及“测量干电池的电动势和内电阻”的几种方案,供参考: 测定重力加速度 ( 1) 14 15 (二)设计实验电 路 根据给定的器材和实验提出的目的,画出或补全实验电路。 1. 电路选择原理 ( 1)安培表内接、外接。 待测电阻 Rx为小电阻,( Rx与 RA 可比、 RxRV、或 Rx AVRR 、或试探法中 ○V示数变化显著)应采用安培表外接法; (因 RVRx,伏特表的分流作用引起的安培表读数 16 误差较小。 ) 反之待测电阻 Rx为大电阻( RxRA, Rx与 RV可比,或 Rx AVRR 或试探法中 ○A示数变化大)应采用安培表内接法。 (因 RxRA,安培表的分压作用引起的电压表读数误差较小。 ) ( 2)滑动变阻器限流法、分压器法。 ①通常情况下优先考虑限流式,因为耗电少。 ②在以下三种情况考虑分压式。 A 当需要待测电路的电压从零开始连续变化。 B 题中提供的仪表量程或电阻的最大允许电流不够(安全性原则和适用性原则) C变阻器电阻远小于被测电阻或电路中串联的其它电阻(准确性原则和方便性原则) ( 3)欧姆表挡位 R R R 100 如何选择。 先用 R 10 挡,调零欧后估测,若指针在中值附近,则 Rx等于 10指示值;在指针偏角太小,则换用 R 100,重新调零后测量, Rx=100指示值;若 R 10 时指针偏角太大,则换用 R 1 挡,重新调零欧后测量, Rx=指针指示值。 ( 4)电阻测量的电路 ①伏安法测电阻和替代法 ②用欧姆表测量 此法简便易行,但读数误差较大;用久之后,内部电源发生变化,测量误差更大。 因此此法只适用于要求不太高的测量。 ③惠斯通电桥法 ④电桥伏安法。 ⑤电表内阻的测量 I. 测 Rg 时,用半偏法。 等值 替代法。 电路计算法。 ①若只有二只单刀单掷开关、一只待测表,还有二只电阻箱 R1R2时, 只能采用半偏法,此时为了减少误差,应选电动势较大的电源,达到 R2R1 ( R2100R1以上);电路如下 ②若有二只电流表和一只变阻器及电源单刀单掷开关等,可采用电路计算 法,此时另一只非待测表一定要已知量程和内阻 RA,电路如下: 读出 Fg 支路 I2及 I1,由 U=I1RA=I2Rg,得 Rg=I1RA/I2 ③若有二只电流表,一只电阻箱和一只单刀双掷开关、滑动变阻器可采用等 值替代法, 电路如下: K 接 a,调 R′,记下 ○A读数,然后 K 接 b,保持 R′不变, 调 R 使 ○A读数保持不变,则 Rg=R。 ④若有二只电流表,一只电阻箱(或定值电阻,其阻值与电流表阻值接近) 和一只单刀开关、滑动变阻器可采用电路计算法: 如图, G为待测电流表, 为已知电阻,若把虚线框内电路看成一扩程电流表,则该电路为一改装表与标准 表的校对电路.设 G、 A 表读数分别为 I I,则由相关知识可知:为便于器材 选取与操作, Ro的阻值应≤ 1Ω (如 0, 5Ω ) II. 若欲测伏特表内阻 RV,怎么办。 2. 电学实验器材如何选择。 a. ○A表量程如何选。 ○V表量程如何选。 通过估算xm RI ,保证 ○A指针偏转范围在 3AI ~ AI32 最佳;同样 ○V指针偏转范围在3U ~ U32 最佳。 b.变阻器如何选。 从安全性原则出发分析得,首先要求通过其最大电流小于其额定电流;从方便性和 17 准确原则出发分析得,要求变阻器的最大阻值,在限流电路中尽量接近待测电阻或电路中串联的其它电阻,在分压电路中电阻尽量小。 c.电源如何选。 测电源电动势ε和内阻时,选内阻较大的旧电池;测电流计内阻 Rg 时,若采用半偏法测电阻时,应选电动势较大的电源,保证 R2R1,以减小实验误差;在测小灯泡功率描伏安特性曲线时,在测金属的电阻率时,选电动势较小的电源;在打点计 时器中选 4~ 6V交流电压;在描等势线实验中选 4~ 6V直流电源。 3. 实验线路的连接 分压式和限流式的接法要求:限流式是按“一上一下各一个”的原则,且使滑片处在阻值最大位置处;分压式是“一上二下”的原则,电源与开关串联以后直接接于下面两个连线柱,上面任一个接线柱引出导线和下面一个接线柱上引出导线(二线之间的电阻要小,保证初始取出的电压较小 ) 将这两导线接至被测电路中。 连线的总思路为: 画出电路图→滑动变阻器连接滑片位置正确 限流分压 ,→连接总回路导线不能交叉总开关控制所有元件电表的正负接线柱 →并联伏特表的电压较小。 (三)设计处理实验数据 根某一物理规律或公式,设计实验情景,并给出实验数据,打好点的纸带或在图象上描出数据点,让学生求出实验测量值,如 98 年的第 18 题,原题为: 在 LC 振荡电路中,如已知电容 C,并测得电路的固有振荡周期 T,即可求得电感 L,为了提高测量精度,需多次改变 C 值并测得相应的 T 值,现将测得的六组数据标示在以C 为横坐标、 T2为纵坐标的坐标纸上,即图中用“ X”表示的点。 ⑴ T、 L、 C 的关系为 _____________ ⑵ 根据图中给出的数据点作 出 T2与 C 的关系图线 ⑶ 求得的 L 值是 ___________。 分析与解答 (1)T=2π √ LC。 ⑵ 如图所示,图线应为一条直线,数据点靠近直线且均匀分布在直线两侧。 ⑶ 仔细观察图象上的数据可发现,纵坐标为 3 位有效数字,横坐标为 2 位有效数字,在图象上选取两个坐标点 A(1X10 一 7, 14. 5 X 一 8 ) 和 (3. 5x10— 7, 51. 0x10— 8),则 T2 / C = 1. 46, L = 0. 0365H 根据图上的数据点,正确读出纵,横坐标的有效数字的位数,是解答此问的关键。 (四)设计实验原理 用给定的器材测定某一物理量,要求学生写出实验原理。 例题 利用下列器材测当地的重力加速度、铁架台 (附夹子 ),长约 1. 5m的细线,下坠一个 200g 左右的石子、秒表、米尺,请写出实验原理。 分析与解答 设细线下端悬点到石子重心的距离为 x,第一次实验测得摆线长为 L1,摆长为 (Ll+x),测得周期为 T1,由单摆的周期公式可得 T1=2π √ (Ll+x)/ g ① 将摆线长改变为 L2,对应摆线长为( L2+x),再测得周期为 T2,则 T2=2π √ (L2+x)/ g ② 由①②消 去 x,解得 g=4π 2 (Ll — L2 )/ (T12— T22 )③ 即测出长、短摆的摆线长 L L2和对应的周期 T T2代入③式就可算出 g 值。 (五)设计控制实验条件 用给定的器材测定某一物理量,要求学生写出需要控制的实验条件,控制方法及需要采取的措施等。 18 例题 例用下列器材测当地的重力加速度:铁架台 (附夹子 ),长约 1. 5m的细线,下坠一个 200g 左右的石子,秒表、米尺,为尽量减小实误差,需要采取哪些措施 ?控制哪些实验条件 ? 分析 与解答 ①测摆长时应该悬测,而不能平测、摆长不应小于 70cm,否则很难保证做简谐振动。 ②长摆与短摆的摆长差应尽可能大些,以不小于 50cm 为宜,这样才可以保证差值(T12— T22 )的有效数字的位数不减少。 ③ 摆球应尽可能贴近地面,以便用刻度尺来控制振幅,从而保证摆角小于 5176。 ,同时还可判断摆球是否沿直线做往复运动,避免锥摆现 ④计时的起始、终止位置,应是摆球的平衡位置,周期的测量应用累计平均法,全振动的。
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