解析:(1)螺旋测微器的读数为d=0.5 mm+1.2×0.01 mm=0.512 mm.
(2)由于待测电阻满足
RV Rx > ,电流表应用外接法,所以应选择电路 A;由于 Rx RA
电源电动势为 4 V,所以电压表应选 V1;若使电阻丝两端电压达 3 V,则电流约 为 0.37 A,所以电流表应选 A2;为使电阻丝两端电压不大于 3 V,则滑动变阻器 接入电路中的电阻应大于 0.7 Ω,所以变阻器应选 R2.
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1 U
(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
;
解析:(1)由题图 (甲)可知,电压表与定值电阻并联,所测为定值电阻两端的电 压,由欧姆定律可求得电路中电流 I= E=I(R0+R+r)=
U ,由闭合电路欧姆定律可得 R0
U (R0+R+r), R0
1 1 R0 r 变形得 = R+ . U ER0 ER0
宽度,使求出的遮光条通过光电门的平均速度更趋于瞬时速度,减小
速度测量带来的误差,D项正确. 答案: (4)BCD
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2.(2016· 陕西师大附中模拟)某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进 行了实验探究,现有如下器材: 电源E(电动势为4 V,内阻约为1 Ω ); 电流表A1(量程5 mA,内阻约为10 Ω ); 电流表A2(量程0.6 A,内阻约为1 Ω ); 电压表V1(量程3 V,内阻约为1 kΩ ); 电压表V2(量程15 V,内阻约为3 kΩ ); 滑动变阻器R1(阻值0～2 Ω ); 滑动变阻器R2(阻值0～20 Ω ); 开关及导线若干. 他对电阻丝做了有关测量,数据如下表所示:
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(3)根据实验得到的数据作出下落距离s与下落时间t的平方的关系如图(丙) 所示,则由实验测得当地的重力加速度g= m/s2,g值与实际相差较
远的原因是
.
解析:(3)由 s= g=2k=2×
1 2 g gt ,可知,图像的斜率表示 ,则有 2 2
370 m/s2=9.25 m/s2. 80
突破3
误差与误差分析问题 【题组突破】
1.(2015· 全国Ⅱ卷,23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流
的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材 如下:待测电压表 (量程3 V,内阻约为3 000 Ω ),电阻箱R0(最大阻值为
99 999.9 Ω ),滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω ,额定电流2 A),电源E(电动势
.
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(3)释放滑块,让滑块在钩码的带动下向左做加速运动,记录遮光条通过光电门的时间 Δ t1和Δ t2,为了计算滑块的加速度,还需要测量 理量用x表示,则滑块的加速度大小a= ,若需要测量的物 (用物理量的符号表示).
解析:(3)要计算滑块的加速度,还需要测量两遮光条间的距离,
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第三篇 实验数据处理与误差分析
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突破1
实验数据的常见处理方法 【题组突破】
1.(2016· 皖南八校联考)李明同学在用电火花计时器做“测定匀变速直线运动
的加速度”实验. (1)电火花计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它的工作电压是 解析:(1)电火花计时器采用的是220 V的交流电源. 答案: (1)220 V.
是先释放的纸带,后接通的电源; 答案: (1)先释放的纸带,后接通的电源
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(2)另选取一条符合实验要求的纸带,在第一个点上标O,在离O点较远的位置
开始选取三个连续点A,B,C,如图(乙)所示.已知打点计时器每隔0.02 s打一 次点,根据图中所得的数据,打B点时重锤的速度为 m/s(保留3位
在线上的点均匀分布在图线的两侧.
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突破2
减小误差的常用方法 【题组突破】
1.(2016· 安徽百校联考)某同学设计了如图(甲)所示的实验装置,测量滑块在
气垫导轨上滑动时的加速度,滑块左右两端有两个完全相同的遮光条,光电门 与计时器连接,可记录遮光条1,2通过光电门的时间Δ t1和Δ t2,将滑块放在导 轨上,用细线绕过导轨左端的滑轮,一端连在滑块上,另一端悬吊钩码.
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(4)为了减小实验误差,下列做法可行的是 A.适当减小钩码的质量 B.适当增大开始时遮光条1到光电门的距离 C.适当增大两遮光条间的距离 D.适当减小遮光条的宽度
.
解析: (4)若适当减小钩码的质量,则减小了滑块运动的加速度,减小 了两遮光条通过光电门的速度差,增大了因两速度相差太小带来的误 差,A项错误;适当增大开始时遮光条1到光电门的距离,减小遮光条通 过光电门时间长带来的误差,B项正确;适当增大两遮光条间的距离, 减小长度测量及速度差太小带来的误差,C项正确;适当减小遮光条的
2.(2016· 广东茂名二模)如图(甲)所示是使用电磁打点计时器验证机械能守 恒定律的实验装置,用此装置打出一些纸带. (1)选用一条打点较清晰的纸带,测得第1,2点间的距离为6 mm,出现这现象的 原因是 .
解析: (1)如果是自由落体运动,前两点间的距离约为2 mm;现在1,2
两点间达到了6 mm,说明在打第一点时纸带已经下落了一段时间,即
入数据解得 k≈1.0×10-6 Ω·m.
答案:(3)
4 k高中总复习︱二轮·物理
/突破宝典/ 减小误差的常用方法 1.减小系统误差的方法:(1)更新仪器;(2)完善实验原理. 2.减小偶然误差的方法:(1)多次测量求平均值;(2)累积法;(3)图像法.
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d d 2 - =2ax, t 2 t1
2 2
d2 则加速度大小为 a= 2x
1 1 . 2 2 t2 t1
答案:(3)两遮光条间的距离
d2 2x
1 1 2 2 t2 t1
编号 1 2 3 电阻丝直径 D/mm 0.280 0.280 0.560 电阻丝直径的二 次方D2/mm2 0.078 4 0.078 4 0.313 6 电阻丝长度 L/cm 100.00 50.00 100.00 电阻 R/Ω 16.30 8.16 4.07
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(1)他在某次测量中,用螺旋测微器测电阻丝直径,示数如图(甲)所示,此示 数为 mm. (2)图(乙)是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图,则该同学应选择电 路 (选填“A”或“B”)进行测量.电流表应选 ,电压表 应选 ,滑动变阻器应选 .
本实验中误差主要来自于振针阻力、 空气阻力以及摩擦阻力等,从而使求出重 力加速度偏小;
答案: (3)9.25 振针阻力、空气阻力以及摩擦阻力
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3.(2016· 广东佛山二模)某同学为了测量一阻值约3 Ω 的定值电阻Rx的准确 阻值,准备了以下实验器材: 电源(电动势4 V) 电流表(量程0.6 A,内阻约1 Ω ) 电压表(量程3 V,内阻约5 kΩ ) 滑动变阻器A两只(最大阻值为5 Ω ) 滑动变阻器B两只(最大阻值为50 Ω )
6 V,内阻不计),开关2个,导线若干. (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补 充完整.
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解析: (1)由于R1的总阻值远小于测量电路总电阻,故控制电路采用分
压式接法,电路图如图所示.
答案:见解析
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(2)根据设计的电路,写出实验步骤: . (3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′,与电压表内阻的真实值RV相 比,RV′ RV(填“>”“=”或“<”),主要理由是 . 解析:(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分 压最小;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变
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(1)实验前,先用游标卡尺测出遮光条的宽度,读数如图(乙),则遮光条的宽度 d= mm. (2)实验时,先接通气源,调整气垫导轨左端的滑轮高度,使 . 解析:(1)游标卡尺的读数为5 mm+0.1 mm×2=5.2 mm. (2)调整气垫导轨左端的滑轮高度,使连接滑块的轻绳与气垫导轨平行. 答案:(1)5.2 (2)连接滑块的轻绳与气垫导轨平行
答案:(1)0.512 (2)A A2
V1
R2
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(3)请你认真分析表中数据,写出电阻R与L,D间的关系式R= 用k表示),并求出比例系数k=
(比例系数
Ω· m(结果保留两位有效数字).
解析:(3)根据表中数据可知,电阻丝横截面积相同时,电阻与长度成正比,电
πD 2 R L 4 kL 阻丝长度相同时,电阻与横截面积成反比,即 R=k = ,则 k= ,代 2 S πD 4L
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(2)从打出的若干纸带中选出了如图所示的一条(每相邻两点间还有四个点
没有画出来),计数点间距如图所示,打点计时器的电源频率是50 Hz.
计算出纸带上打下计数点2时小车的瞬时速度为v2= 运动的加速度a=
m/s;该匀变速直线
m/s2.(计算结果保留两位小数)
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解析:(3)由图可知,图像的截距为 b=0.70 V-1; 斜率 k=
1.42 0.70 -1 V ·Ω-1 =4.5×10-3 V-1·Ω-1. 160
V-1(保留两位有效
Ω (保留三位有效
(4)由表达式可得
1 R r =4.5×10-3, 0 =0.70, ER0 ER0
联立解得 E=1.48 V,r=5.56 Ω.
有效数字),应取图中O点和