A. 电磁场感应的图象问题关健掌握哪些
第九章 电磁感应 类型:复习课 专题:电磁感应中的能量问题 电磁感应中的能量问题 安溪一中 谢金发 2011-1-7 三维目标 《知识与技能》 知识与技能》 掌握应用能量观点解决电磁感应的问题。 《过程与方法》 过程与方法》 1.体验对物体运动过程中的能量转化分析; 2.会用能量观点分析与电磁感应相关的问题; 3.会用能量守恒定律与动能定理解决问题; 《情感、态度与价值观》 情感、态度与价值观》 通过从能量视角审视电磁感应问题,利用能量守恒定律和动能定理解决相关问题,提升综合 处理问题的能力 ,更深层次理解能量守恒定律。 教学方法 复习法,多媒体辅助教学,讲练结合,分析总结 教学内容: 教学内容: 一、电磁感应定律与能量转化 在物理学研究的问题中, 能量是一个非常重要的课题, 能量守恒是自然界的一个普遍的、 重要的规律. 在电磁感应现象中,磁生电并不是创造了电能,而只是机 械能(或其他形式能)转化为电能而已。如图。金属棒 ab 沿光 滑导轨由静止下滑时产生的电能应如何计算? (导体重力势能转化为电能和动能,如果导轨足够长,棒 最终匀速,重力势能的减少则完全转化为电能) 1.用能量的视角审视电磁感应现象 1.用能量的视角审视电磁感应现象 (1)电磁感应现象: (1)电磁感应现象:只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流产生, 电磁感应现象 这种利用磁场产生感应电流的现象叫做电磁感应。 实质: 实质:发生电磁感应现象时,磁通量发生变化,是由于能量转化产生的,在这过程中,机械 能或其他形式的能转化为电能(并不是创造了电能) (2)愣次定律 (2)愣次定律:感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量 愣次定律 的变化。 能量守恒表述: 能量守恒表述: 感应电流的磁场效果总要反抗产生感应电流的原因 ①从磁通量变化的角度: “增反减同”感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变 化。 1 R C b A a θ θ D B ②从导体和磁场的相对运动: 来拒去留”导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是 “来拒去留” 阻碍相对运动。 ③从感应电流的磁场和原磁场:自感现象 自感现象感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。(增反、 自感现象 减同) 愣次定律相当于是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表述。 2.功能关系: 2.功能关系:电磁感应现象的实质是不同形式能量的转化过程。因此从功和能的观点入手。 功能关系 在力学中:功是能量转化的量度.那么在机械能转化为电能的电磁感应现象时,是什么 力在做功呢?是安培力在做功。 在电学中, 安培力做正功将电能 ? 机械能(如电动机), 安培力做负功将机械能 ? 电能, 在分析过程中务必分析清楚安培敬纳力做功的实质及其所引起的能量转化过程。 分析清楚电磁感应过程中能量转化关系,往往是解决电磁感应问题的关健,也是处理此 类题目的捷径之一。 电磁感应中的能量问题 中的能量问题: 二、 电磁感应中的能量轮稿枯问题 1.思路: 1.思路:从能量转化和守恒着手,运用动能定理或能量守恒定律。 思路 ①基本思路: 受力分析→弄清哪些力做功, 正功还是负功→明确有哪些形式的能量参与转化, 哪些增哪些减→由动能定理或能量守恒定律列方程求解. 安培力做负功 电流做功 ②能量转化特点:其它能(如:机械能) ?????? 电能 ????? 内能(焦耳热) → → 2.电能求解的三种方法 2.电能求解的三种方法: 电能求解的三种方法 ①功能关系:电磁感应过程产生的电能等于该过程克服安培力所做的功:Q=-W 安 ②能量守恒:电磁感应过程中产生的电能等于该过程中其他形式能的减少量:Q=ΔE 其他 ③利用电流做功:电磁感应过程中产生的电腊洞能等于通过电路中电流所做的功:Q=I Rt 例 1.如图所示,平行金属导轨与水平面间的倾角为 θ,导轨电阻不计,与阻值为 R 的定值 电阻相连, 匀强磁场垂直穿过导轨平面, 磁感应强度为 B.有一质量为 m 长为 l 的导体棒从 ab 位置获得平行于斜面的,大小为 v 的初速度向上运动,最远到达 a′b′的位置,滑行的距离 为 s,导体棒的电阻也为 R,与导轨之间的动摩擦因数为 ?.则( D B2l2v A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为 R 1 B.上滑过程中电流做功发出的热量为 mv2-mgssin θ 2 1 C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为 mv2 2 1 D.上滑过程中导体棒损失的机械能为 mv2-mgssin θ 2 B2l2v 解析:电路中总电阻为 2R,故最大安培力的数值为 .由能量守恒定律可知:导体棒动能 2R 减少的数值应该等于导体棒重力势能的增加量以及克服安培力做功产生的电热和克服摩擦 ) 2 2 1 1 阻力做功产生的内能. 其公式表示为: mv2=mgssin θ+?mgscos θ+Q 电热, 则有: 电热= mv2 Q 2 2 -(mgssin θ+?mgscos θ), 即为安培力做的功. 导体棒损失的机械能即为安培力和摩擦力做功 1 的和,W 损失= mv2-mgssin θ. D 正确. 2 例 2.如图所示,AB、CD 为两个平行的水平光滑金属导轨,处在方向竖直向下,磁感应强 度为 B 的匀强磁场中.AB、CD 的间距为 L,左右两端均接有阻值为 R 的电阻.质量为 m 长 为 L 且不计电阻的导体棒 MN 放在导轨上,与导轨接触良好,并与轻质弹簧组成弹簧振动系 统.开始时,弹簧处于自然长度,导体棒 MN 具有水平向左的初速度 v0,经过一段时间,导 体棒 MN 第一次运动到最右端,这一过程中 AC 间的电阻 R 上产生的焦耳热为 Q,则( C ) B 2L 2v 0 A.初始时刻导体棒所受的安培力大小为 R B.从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中,整个回路产生的焦耳热为 1 C.当导体棒第一次到达最右端时,弹簧具有的弹性势能为 mv2-2Q 2 0 B2L2v2 0 D. 当导体棒再次回到初始位置时,AC 间电阻 R 的热功率为 R 2B2L2v0 2E 解析:初始时刻由 E=BLv0、I= 及 F=BIL 可解得 F= , R R A 错误;由于导体棒往复运动过程中机械能逐渐转化为焦耳热,故 从开始到第一次到达最左端过程中产生的焦耳热 Q′大于从左端 1 运动到平衡位置产生的焦耳热,即 Q′> ×2Q,B 错误;由能量 3 守恒可知 C 正确;当导体棒再次回到平衡位置时,其速度 v<v0,AC 间电阻的实际热功率为 B 2L 2v 2 P= ,故 D 错误. R 例 3.如图所示,在倾角为θ的光滑的斜面上,存在着 两个磁感应强度相等的匀强磁场,方向一个垂直斜面向 上,另一个垂直斜面向下,宽度均为 L,一个质量为 m, 边长也为 L 的正方形线框(设电阻为 R)以速度 v 进入磁 场时, 恰好做匀速直线运动.若当 ab 边到达 gg’与 ff’中间 位置时,线框又恰好做匀速运动,则: (1)当 ab 边刚越过 ff′时,线框加速度的值为多少? (2)求线框开始进入磁场到 ab 边到达 gg′与 ff′中点的过程中产生的热量是多少? 解析: 此题旨在考查电磁感应与能量之间的关系.线框刚越过 ff′时, 两条边都在切割磁感线, 其电路相当于两节相同电池的串联,并且这两条边还同时受到安培力的阻碍作用. 3 2Q 3 (1)ab 边刚越过 ee′即做匀速直线运动, 表明线框此时所受的合力为 0, mg sin θ = B 即 Blv L R 在 ab 边刚越过 ff′时,ab、cd 边都切割磁感线产生感应电动势,但线框的运动速度不能突 变,则此时回路中的总感应电动势为 E′=2BLv,设此时线框的加速度为 a,则 2BE′L/R-mgsinθ=ma,a=4B2L2v/(Rm)-gsinθ=3gsinθ,方向沿斜面向上. (2)设线框再做匀速运动时的速度为 v′,则 mgsinθ=(2B2L2v′/R)×2,即 v′=v/4,从线框越 过 ee′到线框再做匀速运动过程中,设产生的热量为 Q,则由能量守恒定律 得: Q = mg ? 3 1 1 3 15 L sin θ + mv 2 ? mv' 2 = mgL sin θ + mv 2 2 2 2 2 32 解题心得:电磁感应过程往往涉及多种能量形式的转化,适时选用能量守恒关系常会使求解 很方便,特别是处理变加速直线运动或曲线运动问题。 例 4.如图所示,空间分布着水平方向的匀强磁场,磁场区域的水平宽度 d=0.4m, ,竖直方 向足够长,磁感应强度 B=0.5T。正方形线框 PQMN 边长 L=0.4m,质量 m=0.2kg, 电阻 R=0.1Ω,开始时放在光滑绝缘水平板上“I”位置,现用一水平向右的恒力 F=0.8N 拉 线框,使其向右穿过磁场区,最后到达“II’ ’位置(MN 边恰好出磁场) 。设线框平面在运 动中始终保持在竖直平面内,PQ 边刚进入磁场后线框恰好做匀速运动。试求: (1)线框进入磁场前运动的距离 D。 (2)上述整个过程中线框内产生的焦耳热。 (3)若线框 PQ 边刚进入磁场时突然撤去绝缘板,线框在空中运动,则线框离开磁场时速度 多大?线框内产生的焦耳热又为多大? 解析: (1)线框在磁场中匀速运动,则 F 安=F 由公式得:F 安=BIL,I=E/R,E=BLv; 由以上四式联立解得: v1 = 由动能得: FD = 解得:D=0.5m. (2)由能量守恒定律可知 Q = 2 Fd = 2 × 0.8 × 0.4 = 0.64 J : (3)撤去绝缘板后,线框在磁场中水平方向所受合力为零,竖直方向只受重力,因此,线 框在穿越磁场过程做平抛运动。 水平方向: t = FR = 2m / s B 2 L2 1 2 mv1 2 2 d 2 × 0 .4 = = 0 .4 s v1 2 竖直方向: v y = gt = 4m / s v 2 = v1 + v y = 2 5m / s 2 2 撤去绝缘板前后,线框产生热量相同,即 Q’=Q=0.64J 4 ERROR: stackunderflow OFFENDING COMMAND: div STACK: 6
B. 高考物理电学实验一到求电动势和内阻我就不会了 能告诉我一个基本的解题方法吗常常是图像 UI图截距
不是固定阻值的某个外电阻的u--i图象,也是外让汪电压)是u
那么由电动势=外电压+内电压的关系得
e=u+i
*
r
即u=e-r
*
i
显然,输出电流是
i,内电阻是
r
,u和
i
是受到外电阻绝滑简的变化而变化分析:本题是已知电源的u--i图象:电源电动势为e,路端电压(电源两端的电压,直线的斜率等于(-r)
即图象的斜率是等于内阻的负数(不是等于内阻)。
注,u--i图象是一条直线
由闭合电路欧姆定律得
u1=e-i1r
u2=e-i2r
电源ui图像的斜率
u2-u1=(i1-i2)r
k=(u2-u1)/(i1-i2)=-δu/δi
内阻r是斜率绝对值
或
由
u=e-ir可知
图像的斜率是内阻
图像的纵轴截距(电流为0,电压为并裤xx)是电源电动势,横轴截距(电压为0,电流为xx)是短路电流,所以斜率是内阻。
希望能帮到你
C. 高中物理电学实验题的电源电动势与内阻怎么根据图像求我记得有三种图像。。。求大神详解!
□吴士玉(崇明中学 高级教师)
测电源电动势和内阻的方法有多种,诸如伏安法、电流表法、电压表法等。教材上对以上几种测量方法所得数据均介绍了方程组法,只对伏安法测电源电动势和内阻使用DIS实验,得出U-I图像后,利用图像所提供的信息求解电源的电动势和内阻。
但在平时的测试中,出题者往往不会测试大家都很熟悉的方程组法,而是另辟途径,考查学生利用所测数据建立合适的坐标系,得出图像并从图像上获取信息的能力。现就伏安法、电流表法和电压表法三种测电源电动势和内阻的方案中,建立适当的坐标系,利用图像求解电源电动势和内阻的方法做一介绍。
一、 伏安法测电源电动势和内阻,利用U-I图像求解E和r
伏安法测电源电动势和内阻的实验原理图如图1所示。改变电阻箱R的阻值测量至少5组U、I数据,然后以电压U为纵轴,电流I为横轴,建立U-I坐标系,采用描点法作图,最后可以得到如图2所示的U-I图像。
图2所示的图线为一条不过坐标原点的倾斜直线。由闭合电路的欧姆定律可知电压U=E-Ir,当I=0时,U=EVL,可见图线与纵轴U的交点即为电源的电动势;当端压U=0时,此时外电路被短路,I=E/r,即图线与横轴I的交点表示短路电流;而图像的斜率K=E/I短=r,即图线的斜率表示电源的内电阻。可见,利用U-I图像可以快速求解电源的电动势和内阻。
二、 电流表法求电源电动势和内阻,利用R-1/I图像求解E和r
电流表法测电源电动势和内阻的实验原理图如图3所示。改变电阻箱R的阻值测量至少5组R、I数据,然后以R为纵轴,1/I为横轴建立直角坐标系。同样采用描点法作图,可以得到如图4所示的图线。
图4所示的图线仍为一条不过坐标原点的倾斜直线。据闭合电路的欧姆定律E=I(R+r)可知R+r=■E即R=E■-r。这样结合图像就可以知道图线与纵轴R的交点表示电源内阻的大小,图像的斜率就是电源的电动势。
三、 电压表法测电源电动势和内阻,利用■-■图像求解E和r
电压表法测电源电动势和内阻的实验原理图如图5所示。改变电阻箱R的阻值测量至少5组实验数据,建立1/U-1/R直角坐标系,采用描点法作图,可以得到图6所示的图线。
据闭合电路的欧姆定律E=U+■r可知■=■·■+■。可见据图像可知图像与纵轴的交点表示电源电动势的倒数;图像与横轴的交点表示电源内阻的倒数;图像的斜率K=■。
从以上分析可见,建立合适的坐标系,利用图像可以直观、快速的求解电源的电动势和内电阻。
D. 谁会高中物理电学实验
高中物理电学实验复习
主要内容:
1、用描迹法画出电场中平面上的等势线
2、描绘小电珠的伏安特性曲线
3、测定金属的电阻率
4、把电流表改装为电压表
5、用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻
6、用多用电表探索黑箱内的电学元件
7、练习使用示波器
8、传感器的简单应用
1、用描迹法画出电场中平面上的等势线
[实验目的]
利用电场中电势差及等势面的知识,练习用描迹法画出电场中一个平面上的等势线。
[实验原理]
用导电纸上形成的稳恒电流场来模拟静电场,当两探针与导电纸上电势相等的两点接触时,与探针相连的灵敏电流计中通过的电流为零,指针不偏转,当两探针与导电纸上电势不相等的两点接触时,与探针相连的灵敏电流计中通过的电流就不为零,从而可以利用灵敏电流计找出导电纸上的等势点,并依据等势点描绘出等势线。
[实验器材]
学生电源或电池组(电压约为6V),灵敏电流计,开关,导电纸,复写纸,白纸,圆柱形金属电极两个,探针两支,导线若干,木板一块,图钉,刻度尺等。
[实验步骤]
1.在平整的木板上,由下而上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张,导电纸有导电物质的一面要向上,用图钉把白纸、复写纸和导电纸一起固定在木板上。
2.在导电纸上平放两个跟它接触良好的圆柱形电极,两个电极之间的距离约为10cm,将两个电极分别与电压约为6V的直流电源的正负极相接,作为“正电荷”和“负电荷”,再把两根探针分别接到灵敏电流计的“+”、“-”接线柱上(如图所示)。
3.在导电纸上画出两个电极的连线,在连线上取间距大致相等的五个点作基准点,并用探针把它们的位置复印在白纸上。
4.接通电源,将一探针跟某一基准点接触,然后在这一基准点的一侧距此基准点约1cm处再选一点,在此点将另一探针跟导电纸接触,这时一般会看到灵敏电流计的指针发生偏转,左右移动探针位置,可以找到一点使电流计的指针不发生偏转,用探针把这一点位置复印在白纸上。
5.按步骤(4)的方法,在这个基准点的两侧逐步由近及远地各探测出五个等势点,相邻两个等势点之间的距离约为1cm。
6.用同样的方法,探测出另外四个基准点的等势点。
7.断开电源,取出白纸,根据五个基准点的等势点,画出五条平滑的曲线,这就是五条等势线。
[注意事项]
1.电极与导电纸接触要良好,且与导电纸的相对位置不能改变。
2.寻找等势点时,应从基准点附近由近及远地逐渐推移,不可冒然进行大跨度的移动,以免电势差过大,发生电流计过载现象。
3.导电纸上所涂导电物质相当薄,故在寻找等势点时,不能用探针在导电纸上反复划动,而应采用点接触法。
4.探测等势点不要太靠近导电纸的边缘,因为实验是用电流场模拟静电场,导电纸边缘的电流方向与边界平行,并不与等量异种电荷电场的电场线相似。
2、描绘小电珠的伏安特性曲线
[实验目的]
通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线,并分析曲线的变化规律.
[实验原理]
金属物质的电阻率随温度升高而增大,从而使得一段金属导体的电阻随温度发生相应变化.对一只灯泡来说,不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到十几倍,它的伏安特性曲线(I-U图线)并不是一条直线.即灯丝的电阻是非线性的,本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内阻值的变化,从而了解它的导电特性.
实验电路图:如图所示,用采用滑线变阻器的分压式接法。
[实验器材]
小灯泡,4V-6V学生电源,滑动变阻器,伏特表,安培表,开关,导线若干.
图87-1
[实验步骤]
(l)按上图连接好电路,把滑动变阻器的滑动臂P调节到靠近A端处.
(2)闭合电键S,把滑动臂P调节到某个合适的位置,然后读出此时伏特表的示数U1和安培表的示数I1,并把它们记录到下面表格中.
(3)把滑动片P从近A端逐渐往B端调节,重复步骤(2),读出并记录下12组左右不同的电压值和电流值.
(4)断开电键S,拆除电路.
(5)以I为纵轴,U为横轴画出直角坐标系,选取适当的标度,在坐标平面内依次描出12组数据所表示的点,然后用平滑曲线连接这些点,此曲线就是小灯泡的伏安特性曲线.
[注意事项]
1.本实验中,因被测小灯泡灯丝电阻较小,因此实验电路必须采用电流表外接法.
2.因本实验要作I-U图线,要求测出一组包括零在内的电压、电流值,因此变阻器要采用分压接法.
3.电键闭合前变阻器滑片移到图中所示的A端.
4.电键闭合后,调节变阻器滑片的位置,使灯泡的电压逐渐增大,可在伏特表读数每增加一个定值(如0.5V)时,读取一次电流值,并将数据(要求两位有效数字)记录在表中.调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压.
5.在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流,横轴表示电压,两坐标轴选取的标度要合理,使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸;要用平滑曲线将各数据点连接起来.
3、测定金属的电阻率
[实验目的]
用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率;练习使用螺旋测微器。
[实验原理]
根据电阻定律公式R= ,只要测量出金属导线的长度 和它的直径d,计算出导线的横截面积S,并用伏安法测出金属导线的电阻R,即可计算出金属导线的电阻率。
[实验器材]
被测金属导线,直流电源(4V),电流表(0-0.6A),电压表(0-3V),滑动变阻器(50Ω),电键,导线若干,螺旋测微器,米尺等。
[实验步骤]
1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S。
2.按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。
3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出其平均值 。
4.把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,断开电键S,求出导线电阻R的平均值。
5.将测得的R、 、d值,代入电阻率计算公式 中,计算出金属导线的电阻率。
6.拆去实验线路,整理好实验器材。
[注意事项]
1.测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两接入点间的部分待测导线长度,测量时应将导线拉直。
2.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路必须采用电流表外接法。
3.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。
4.闭合电键S之前,一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。
5.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I的值不宜过大(电流表用0~0.6A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中变化。
【目的和要求】
学会用分流法测定电流表的内阻,进一步理解并联分流的原理;练习把电流表改装成电压表,加深对串联分压作用的理解;掌握确定改装电压表的百分误差的方法。
【仪器和器材】
电流表(J0409型或J0409-1型),直流电压表(J0408型或J0408-1型),滑动变阻器(J2354-1型),转柄电位器(22千欧)。简式电阻箱(J2262型),干电池2-3个,单刀开关2个(J2352型),导线若干。
【实验方法】
1.电流表内电阻的测量
(1)按图4.8-1接好电路。R0为电位器(22千欧),R′为电阻箱(0—9999欧),G为电流表,选用G0挡(Rg=80—125欧,Ig=300微安),电源为2—3节干电池。
将R0的阻值调至最大,断开S2,试触S1,如果电路中电流超过电流表的满偏电流,则应串联一个定值电阻;如电路中电流未超过电流表的量程,则可以开始实验。
(2)调节电位器R0的阻值,使电流表指针逐渐指到满刻度。
(3)将电阻箱R′的阻值调到最小,闭合S2,这时电流表G的示数很小。调节(增大)电阻箱R′的阻值,使电流表的指针正好指到满刻度的一半。
(4)记下电阻箱R′的阻值,它就是电流表内电阻Rg的阻值。
2.把电流表改装为电压表
(1)根据上面实验结果计算出电流表的满偏电压Ug=IgRg,为了将它的量程扩大到U(一般U可取2伏),则它的量程扩大的倍数为n=U/Ug,故应串联的分压电阻为R=(n-1)Rg。
(2)将电流表与电阻箱串联,使电阻箱阻值为R=(n-1)Rg,即组成量程为U的电压表。
(3)弄清改装后表盘的读数。首先明确表盘上每格表示多少伏。电流表的原量程为300微安,最大量程处标的是“30”,表盘上“0—30”之间是15格,改装成2伏的电压表后,每一格应表示2/15伏,如果指针指在110微安刻度上,实际电压是2×(110/300)=0.73伏,如果指针偏转3格,实际电压是(2/15)×3=0.40伏。
一般来说可以按公式U′=(I/Ig)U来计算,式中Ig为电流表满偏电流值,I为表盘电流的刻度值,U为改装表的最大量程,U′为改装表对应的刻度。
3.改装电压表的校准
(1)按图 4.8-3接好校准电路。滑动变阻器R1采用分压接法,开始时它的滑片置于分压最小的位置。电源用2节干电池。虚线框内为改装后的电压表,V为标准电压表。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,依次使标准电压表的读数为0.5伏、1.0伏、1.5伏、2.0伏,在下表中记下改装电压表的相应的读数。
实验次数 标准表读数(伏) 改装表读数(伏)
1 0.5
2 1.0
3 1.5
4 2.0
(3)按下式计算改装电压表的百分误差:
式中U0为改装表的最大量程,U为标准表的相应的读数值。
3、用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻
[实验目的]
测定电池的电动势和内电阻。
[实验原理]
如图1所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组 、r值,最后分别算出它们的平均值。
此外,还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标,U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U-I图象(如图2)所得直线跟纵轴的交点即为电动势值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。
[实验器材]
待测电池,电压表(0-3V),电流表(0-0.6A),滑动变阻器(10Ω),电键,导线。
[实验步骤]
1.电流表用0.6A量程,电压表用3V量程,按电路图连接好电路。
2.把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。
3.闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数据(I1、U1),用同样方法测量几组I、U的值。
4.打开电键,整理好器材。
5.处理数据,用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。
[注意事项]
1.为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的1号干电池。
2.干电池在大电流放电时,电动势 会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过0.3A,短时间放电不宜超过0.5A。因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完立即断电。
3.要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的I、U数据中,第1和第4为一组,第2和第5为一组,第3和第6为一组,分别解出 、r值再平均。
4.在画U-I图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样,就可使偶然误差得到部分的抵消,从而提高精确度。
5.干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小,即不会比电动势小很多,这时,在画U-I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。
4、练习使用多用电表(万用表)测电阻
[实验目的]
练习使用多用电表测电阻。
[实验原理]
多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成(如图),表头是一块高灵敏度磁电式电流表,其满偏电流约几十到几百 A,转换开关和测量线路相配合,可测量交流电流和直流电流、交流电压和直流电压及电阻等。测量电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的,原理如图所示,当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有
Ig= = (1)
当电笔间接入待测电阻Rx时,有
Ix= (2)
联立(1)、(2)式解得
= (3)
由(3)式知当Rx=R中时,Ix= Ig,指针指在表盘刻度中心,故称R中为欧姆表的中值电阻,由(2)式或(3)式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I,如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值,那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端,就可以从表盘上直接读出它的阻值。
由上面的(2)可知,电流和电阻的非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度是不均匀的,电阻的零刻度在电流满刻度处。
[实验器材]
多用电表,标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个,小螺丝刀。
[实验步骤]
1.机械调零,用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处,并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。
2.选挡:选择开关置于欧姆表“×1”挡。
3.短接调零:在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处,若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零,应更换表内电池。
4.测量读数:将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示的电阻值并与标定值比较,随即断开表笔。
5.换一个待测电阻,重复以上2、3、4过程,选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定,可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡。
6.多用电表用完后,将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡,拔出表笔。
[注意事项]
1.多用电表在使用前,应先观察指针是否指在电流表的零刻度,若有偏差,应进行机械调零。
2.测量时手不要接触表笔的金属部分。
3.合理选择量程,使指针尽可能指在中间刻度附近(可参考指针偏转在 ~5R中的范围)。若指针偏角太大,应改换低挡位;若指针偏角太小,应改换高挡位。每次换挡后均要重新短接调零,读数时应将指针示数乘以挡位倍率。
4.测量完毕后应拔出表笔,选择开关置OFF挡或交流电压最高挡,电表长期不用时应取出电池,以防电池漏电。
[实验目的]
实验原理
当信号电压输入示波器时,示波管的荧光屏上就反映出这个电压随时间变化的波形来。示波管主要由电子枪、竖直偏转电极和水平偏转电极组成。两电极都不加偏转电压时,由电子枪产生的高速电子做直线运动,打在荧光屏中心,形成一个亮点。这时如果在水平偏转电极上加上随时间均匀变化的电压,则电子因受偏转电场的作用,打在荧光屏上的亮点便沿水平方向匀速移动。如果再在竖直偏转电极上,加上一随时间变化的信号电压,则亮点在竖直方向上也要发生偏移,偏移的大小与所加信号电压的大小成正比。这样,亮点一方面随着时间的推移在水平方向匀速移动,一方面又正比于信号电压在竖直方向上产生偏移。于是在荧光屏上便形成一波形曲线,此曲线反映出信号电压随时间变化的规律。
实验器材
J2459型示波器1台;低压电源1台;变阻器1只;电键1只;导线若干。
实验步骤
1.熟悉J2459型示波器板上各旋钮的作用。如图7-1为J2459型示波器的面板,荧光屏右边最上端的是辉度调节旋钮,标以“ ”符号,用来调节光点和图像的亮度。顺时针旋转旋钮时,亮度增加。
第二个是聚焦调节“⊙”和辅助聚焦“○”,这两个旋钮配合着使用,能使电子射线会聚,在荧光屏上产生一个小的亮斑,得到清晰的图像。
再下面是电源开关和指示灯,用后盖板上的电源插座接通电源后,把开关扳向“开”的位置,指示灯亮,经过一两分钟的预热,示波器就可以使用了。
荧光屏下边第一行左、右两端的旋钮是垂直位移“ ”和水平位移“ ”,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置。它们中间的两个旋钮是“Y增益”和“X增益”,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度,顺时针旋转时,幅度连续增大。
中间一行左边的大旋钮是“衰减”,它有1、10、100、1000四挡,最左边的“1”挡不衰减,其余各挡分别使输入的电压衰减为原来
最右边的正弦符号 挡不是衰减,而是由示波器内部自行提供竖直方向的交流试验信号电压,可用来观察正弦波形或检查示波器是否正常工作。
中间一行右边的大旋钮是“扫描范围”,也有四挡,可以改变加在水平方向的扫描电压的频率范围,左边第一挡是10~100Hz,向右旋转每升高一挡,扫描频率都增大10倍,最右边的是“外X”挡,使用这一挡时,机内没有加扫描电压,水平方向的电压可以从外部输入。
中间的小旋钮是“扫描微调”,用来调整水平方向的扫描频率,顺时针转动时频率连续增加。
底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱。左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、交流选择开关。置于“DC”位置时,所加的信号电压是直接输入的;置于“AC”位置时,所加信号电压是通过一个电容器输入的,它可以让交流信号通过而隔断直流成分。右边的“同步”也是一个选择开关。置于“+”位置时,扫描由被测信号正半周起同步,置于“-”位置时,扫描由负半周起同步。这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用,对于正弦波、方波等,无论扳到“+”或“-”,都能很好地同步,对测量没有影响。
2.练习使用示波器
①把辉度旋钮反时针旋到底,垂直位移和水平位移旋钮转到中间位置,衰减旋钮置于最高挡,扫描旋钮置于“外X”挡。
②接通电源,打开电源开关。经预热后,荧光屏上出现亮点。调节辉度旋钮,使亮度适中。
③调节聚焦和辅助聚焦旋钮,观察亮点的大小变化,直至亮点最圆、最小时为止。
④旋转垂直位移和水平位移旋钮,观察亮点的上下移动和左右移动。
⑤把扫描范围旋钮旋至最低档,扫描微调旋钮反时针旋到底,把X增益旋钮顺时针旋到1/3处,观察亮点的水平方向的移动情况。
⑥顺时针旋转扫描微调旋钮,观察亮点的来回移动(随着扫描频率增大而加快,直至成为一条水平亮线)。旋转X增益旋钮,观察亮线长度的变化。
⑦把扫描范围旋钮置于“外X”挡,交直流选择开关扳到“DC”,并使亮点位于荧光屏中心。按图7-2接好电路,输入一直流电压。
⑧移动变阻器的滑动片,改变输入电压的大小,观察亮点的移动。
⑨将电池的正负极接线调换位置,重复步骤⑧。
⑩使Y增益旋钮顺时针旋到底,衰减旋钮置于“1”挡。使变阻器的滑动片从最右端起向左滑动至某一位置,读取亮点偏移的格数。此时亮点每偏移1格,表示输入电压改变50mV。计算此时输入电压的大小。如果衰减旋钮置于其他挡时,应将所得数值乘以相应的倍数。
(11)实验完毕后,把辉度旋钮反时针旋到底,然后关机,切断电源。
[实验原理]
[实验器材]
[实验步骤]
[注意事项]
(4)测电学量
名称 备考要点
电流表
电压表 1. 正确读数 合理选择量程,尽可能使指针偏在1/3—2/3的范围
2. 表头原理:θ=BSI/K,即θ∝I
3 量程的扩大:电流表——并联分流电阻Rx=Rg/(n-1)
电压表——串联分压(大)电阻Rx=(n-1)Rg
多用电表 1、 电路和原理图
当选择开关分别接到1,2,3,4时,即可测直流电流,直流电压,交流电压,电阻
2、 使用与读数:
(1) 测电流和电压时,必须使电流以红笔进,从黑笔流出
(2) 测电阻时,待测电阻要与电源及其它电阻断开,且不要用手接触表笔,合理选择量程,尽可能使指针在中央位置附近,否则应更换量程,每次更换量程时,都要重新调零后才能测量
(3) 三条主要刻线:
最上面是欧姆档的刻度,零刻度在右侧,且刻线不均匀
第二条是电压和电流刻线,零刻线在左侧,且刻线均匀
第三条是交流低压刻线,零刻线在左侧,且刻线均匀
测量直流电阻部分即欧姆档是根据闭合电路欧姆定律设计的,原理如图所示。当红黑表笔短接并调节R使指针满偏时有:
Ig=E/(r+rg+ R)=E/R中 (1)(R中= r+rg+ R)
当表笔接入待测电阻Rx时,
Ix=E/(R中+Rx) (2)
由(1)(2)两式解得:
Ix/Ig=R中/(Rx+R中) (3)
由(3)式可知当Rx = R中时,Ix=Ig/ 2 ,指针指在表盘刻度中心,故称R中为欧姆档的中值电阻,并可知每一个Rx 都有一个对应的电流值Ix 如果在刻度盘上直接标出与Ix对应Rx的值,就可在表盘上读出待测电阻的阻值
池的正极跟“一”插孔相连.
例题 (2003年广东,11)图为一正在测量中的多用电表盘。
(1) 如果是用直流10V档测量电压,则读数为_________V。
(2) 如果是用 ×1档测量电阻 , 则读数为__________欧。
(3) 如果是用直流5mA档测量电流,则读数为_________mA.。
答案: 6.5 8.0 3.25
(5) 调节仪器
名称 备考要点
滑动变阻器 (1) 原理:R=ρL/S,实际接入电路的电阻丝长度L
(2) 两种接法:限流器电路与分压器电路,两种接法的比较
电阻箱 接入电路的初态R取最大值
H.变阻箱的读数
【例16】如图所示,a、b、c、d是滑动变阻器的4个接线柱。现把此变阻器串联接人电路中,并要求沿片P向接线柱C移动时,电路中的电流减小,则接入电路中的接线柱可能是( ).
A.a和b B.a和c C.b和c D.b和d
解C、D.
变阻器串联接在电路中,改变其阻值电流随之变化.根据欧姆定律,电路中的电流减小时,变阻器阻值应变大,所以保证P向C移动时,变阻器阻值变大即可.
(6) 其他
名称 备考要点
测力的弹簧秤 (1) 原理:胡克定律及二力平衡原理
(2) 校正零点,认清量程与最小刻度,正确使用与读数
示波器 (1) 示波器可以直接观察电信号随时间变化的情况
(2) 示波器面板名称,功能一览
(3) 示波器的原理和作用
例题:若示波器所显示的输入波形如图(C)所示,要将波形上移,应调节面板上的_______旋钮;要使此波形横向展宽,应调节________旋钮;要使屏上能够显示3个完整的波形,应调节_______旋钮。
分析与解:竖直位移;X增益;扫描范围和扫描微调
例题 (2003年江苏,11)图为示波器面板,屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。
(1) 若要增大显示波形的亮度,应调节___________旋钮。
(2) 若要屏上波形线条变细且边缘清晰,应调节_____________旋钮。
(3) 若要将波形曲线调至屏中央,应调节_______与_______旋钮。
答案: (1)辉度 (2)聚焦 (3)竖直位移或“↓↑” 水平位移或“ ”
(二)测量性实验
这类实验以某一原理或物理规律(公式)为依据,通过测量相关的物理量,从而实现测定某个(或某些)物理量或物理常数为实验目的。
序号 名称 备考重点
1
测量匀变速直线运动的加速度 数据处理方法:公式法和图象法
2 用单摆测定重力加速度 摆长的确定与测量;累积法测周期的方法;计时起,终点位置的选择;数据处理方法;公式法与图象法
3 用油膜法估测分子的大小 实验原理的理解;区分油酸体积和油酸酒精体积
4 测定金属的电阻率 器材的选择:选电源、选滑动变阻器、选电表;选电路
5 测电池电动势和内电阻 电路连接方式;测量数据的图象处理方法;作图时坐标分度的选取
6 测定玻璃的折射率 实验步骤要合理,注意误差分析,计算折射率的方法
7 用双缝干涉测光的波长 会调整实验装置;会正确读数
【例12】在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点,(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出)打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流.如图,他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐.
(1)求打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度vB、vC、vD、vE.
(2)根据(1)中得到的数据,试在图中所给的坐标系中,用做v-t图象的方法,从求物体的加速度a(要标明坐标及其单位,单位大小要取得合适,使作图和读数方便,并尽量充分利用坐标纸).
(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏 .理由是: .
解析:(1)用匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度进行计算.(2)由上问结果可知A、F对应的速度大约为0.08m/s和0.29m/s,所以横坐标从0开始每格表示0.1s,纵坐标从0.05m/s开始每大格表示0.05m/s.图线的斜率就是加速度.(3)由于实际的周期大于0.02s,所以周期的测量值偏小了,导致加速度的测量值偏大.
答案:(1)0.12m/s,0.20m/s, 0.16m/s, 0.25m/s。(2)由图象得a=0.42m/s2(3)大,周期的测量值偏小.
例题(2001上海)利用打点记时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动,将纸带粘在卷帘底部,纸带通过
E. 初中物理电学的公式、规律与解题方法与思路
欧姆定律:I=U/R
变形求电压:U=IR
变形求电阻:R=U/I
串联电路的特点
电压的关系:U=U1+U2
电流的关系:I=I1=I2
电阻的关系:R=R1+R2
并联电路的特点
电压的关系:U=U1=U2
电流的关系:I=I1+I2
电阻的关系:1/R=1/R1+1/R2
电功的计算:W=UIt
电功率的定义式:P=W/t
常用公式:P=UI
焦耳定律:Q放=I2Rt
对于纯电阻电路而言:Q放=I2Rt =U2t/R=UIt=Pt=UQ=W
照明电路的总功率的计算:P=P1+P1+……
祝你学习进步! 物理考试时怎样答题一、单项选择题解答
有两种主要方式:直接判断法和排除法。
二、填空题的解答
要求对概念性的问题回答要确切、简练;对计算性的问题回答要准确,包括数字的位数、单位、正负号等,对比例性的计算千万不要前后颠倒。包括回忆法,观察法,分析法,对比法,剔除法,心算法,比例法,图象法,估算法。
三、简答题的解法
演绎推理法,返普归真法(这里的“普”和“真”都是指普遍的规律,对于给出一系列实验过程(或探究过程、或一系列数据)让大家总结规律的考题,一般思路是依托课本,总结规律。),透视揭纱法(这里的“视”和“纱”是指考题中给出的一种现象,大家需要通过科学分析,透过现象,看出本质。),信息优选法。
四、实验题的解答
要严格按题中要求进行:
一是测量型实验题(直接测量型实验与间接测量型实验),探究型实验题(解探究题要深入了解课本上的物理规律,做到了如指掌,才能对基础探究题做到万无一失;
二是掌握探究的方法,了解探究的全过程(七个步骤),熟练运用各种探究方法如“控制变量法”“等效替代法”“类比法”等,以不变应万变的解答提高性的题目。),设计型实验题(设计型实验题所能涵盖的内容较多,提供的信息较少,出题的知识点不好把握,要求我们要富有创新精神,能灵活运用所学知识去分析问题和解决问题,变“学物理”为“做物理”,遇到问题需要充分发挥自己的想象力。),开放型实验题(求解开放性实验,需要我们在日常生活中做个有心人,多思考、多做实验,试着从不同角度、用不同的方法去解决相同的问题,了解事物的内涵,提高自己的创新能力、发散思维能力。)。
五、计算题的解法:
(1)仔细读题、审题,弄清题意及其物理过程。
(2)明确与本题内容有关的物理概念、规律及公式。
(3)分析题目要求的量是什么,现在已知了哪些量,并注意挖掘题中的隐含条件、该记的物理常量。
(4)针对不同题型,采用不同方法进行求解。分析、逆推等方法是解题时常用的行之有效的方法。
(5)详略得当、有条有理地书写出完整的解题过程,并注意单位统一。