专题一 高中物理实验常用基础知识

（一）常用实验原理的设计方法

1．控制变量法：如：在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。在“研究单摆的周期”中，摆长、偏角和摆球质量的关系控制等等。

2．理想化方法：用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。

3．等效替代法：某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就转化为对水平位移的测量了。

4．模拟法：当实验情景不易创设或根本无法创设时，可以用物理模型或数学模型等效的情景代替，尽管两个情景的本质可能根本不同。“描绘电场中的等势线”的实验就是用电流场模拟静电场。

5．微小量放大法：微小量不易测量，勉强测量误差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转；在观察玻璃瓶受力后的微小形变时，使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。

（二）常见实验数据的收集方法

1．利用测量工具直接测量基本物理量

2．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。

（三）常用实验误差的控制方法

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控制实验误差。

1．多次测量求平均值，这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。

2．积累法。一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差。“用单摆测定重力加速度”的实验中，为了减小周期的测量误差，不是测量完成一次全振动的时间，而是测量完成30~50次全振动的时间。

（四）常用实验数据的处理方法

1．列表法：在记录和处理数据时，常将数据列成表格。数据列表可以简单而又明确的表示出有关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间的规律性的联系。列表的要求是①写明表的标题或加上必要的说明；②必须交待清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并写明单位；③表中的数据要正确反映测量结果的有效数字。

2．作图法：用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一。用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均的效果，由图线的斜率、截距、所包围面积和图线的交点等可以研究物理量之间的变化及其关系，找出规律。作图的规则是：①作图一定要用坐标纸．坐标纸的大小要根据测量数据有效数字的多少和结果的需要来定；②要标明坐标轴名、单位，在轴上每隔一定相等的间距按有效数字位数标明数值；③图上连线要是光滑曲线（或直线），连线时不一定要通过所有的数据点，而是要使数据点在线的两侧合理的分布；④在图上求直线的斜率时，要选取线上相距较远的两点，不一定要取原来的数据点；⑤作图时常设法使图线线性化，即“化曲为直”。

3．平均值法：将测定的若干组数相加求和，然后除以测量次数．必须注意，求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数。

4．逐差法：这就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法，这种方法充分利用了测量数据，具有较好的取平均的效果。

（五）有关误差分析的问题

要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。要熟练掌握常见实验的误差情况及分析方法。

 

第二篇：高中物理基础知识 总结22 电学实验专题

高考物理知识点总结22

电学实验专题

测电动势和内阻   

(1)直接法：外电路断开时，用电压表测得的电压U为电动势E ;U=E

(2)通用方法：AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法；

①单一组数据计算，误差较大

②应该测出多组(u，I)值，最后算出平均值

③作图法处理数据，(u，I)值列表，在u--I图中描点，最后由u--I图线求出较精确的E和r。

(3)特殊方法  （一）即计算法：画出各种电路图

         (一个电流表和两个定值电阻)

               (一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器)

        (一个电压表和两个定值电阻)   

（二）测电源电动势ε和内阻r有甲、乙两种接法，如图

甲法中：所测得ε和r都比真实值小，ε/r测=ε测/r真；

乙法中：ε测=ε真，且r测= r+r_A。

（三）电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A、B测定，单独使用A表时，读数是U_A，单独使用B表时，读数是U_B，用A、B两表测量时，读数是U，则ε=U_AU_B/（U_A－U）。

电阻的测量    

AV法测：要考虑表本身的电阻,有内外接法；多组(u，I)值，列表由u--I图线求。怎样用作图法处理数据

欧姆表测：测量原理  

两表笔短接后,调节R_o使电表指针满偏，得  I_g＝E/(r+R_g+R_o)
 接入被测电阻R_x后通过电表的电流为    I_x＝E/(r+R_g+R_o+R_x)＝E/(R中+R_x)
 由于I_x与R_x对应，因此可指示被测电阻大小

使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。
注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。

电桥法测：

半偏法测表电阻： 断s₂,调R₁使表满偏; 闭s₂,调R₂使表半偏.则R_表=R₂；

一、测量电路( 内、外接法 )  记忆决调 “内”字里面有一个“大”字

当R_v、R_A及R_x末知时，采用实验判断法：左端为定端，M、N端为动端。

动端分别与M接时(I₁；u₁) ，动端与N接时(I₂；u₂)

若I有较大变化（即）说明v有较大电流通过，采用内接法

若u有较大变化（即）说明A有较强的分压作用，采用内接法

测量电路( 内、外接法 )选择方法有（三）

①R_x与R_v、R_A粗略比较  

② 计算比较法 R_x 与 比较 

③当R_v、R_A及R_x末知时，采用实验判断法：

二、供电电路( 限流式、调压式 )

以“供电电路”来控制“测量电路”：采用以小控大的原则

电路由测量电路和供电电路两部分组成,其组合以减小误差,调整处理数据两方便

三、选实验试材(仪表)和电路,

按题设实验要求组装电路,画出电路图,能把实物接成实验电路,精心按排操作步骤,过程中需要测?物理量,结果表达式中各符号的含义.

(1)选量程的原则：测u I,指针超过1/2，    测电阻刻度应在中心附近.

(2)方法: 先画电路图,各元件的连接方式(先串再并的连线顺序)

明确表的量程,画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填,

先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上. 

(3)注意事项：表的量程选对,正负极不能接错；导线应接在接线柱上,且不能分叉；不能用铅笔画

用伏安法测小电珠的伏安特性曲线：测量电路用外接法，供电电路用调压供电。

(4)实物图连线技术

无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；即：先接好主电路(供电电路).

对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。

对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。

实物连线的总思路          分压（滑动变阻器的下两个接线柱一定连在电源和电键的两端）

画出电路图→连滑动变阻器→

                      限流（一般连上一接线柱和下一接线柱）

（两种情况合上电键前都要注意滑片的正确位

               电表的正负接线柱

→连接总回路： 总开关一定接在干路中

               导线不能交叉

微安表改装成各种表：关健在于原理

首先要知：微安表的内阻、满偏电流、满偏电压。

采用半偏法先测出表的内阻；最后要对改装表进行较对。

(1)改为V表：串联电阻分压原理

    (n为量程的扩大倍数)

(2)改为A表：并联电阻分流原理

    (n为量程的扩大倍数)

(3)改为欧姆表的原理

两表笔短接后,调节R_o使电表指针满偏，得  I_g＝E/(r+R_g+R_o)
 接入被测电阻R_x后通过电表的电流为    I_x＝E/(r+R_g+R_o+R_x)＝E/(R中+R_x)
 由于I_x与R_x对应，因此可指示被测电阻大小