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4．實驗電路的連接
例6．(10年)用對溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻，在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線性的。某同學(xué)將和兩個適當(dāng)?shù)墓潭娮�、連成圖1虛線框內(nèi)所示的電路，以使該電路的等效電阻的阻值隨所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍。為了驗證這個設(shè)計，他采用伏安法測量在不同溫度下的阻值，測量電路如圖1所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大。
的測量結(jié)果如表l所示。
溫度t(0C)
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
RL阻值(
)
54.3
51.5
48.3
44.7
41.4
37.9
34.7
表1
回答下列問題：
(1)根據(jù)圖1所示的電路，在圖2所示的實物圖上連線。
[
5．簡單實驗的設(shè)計
例7．(09年)青島奧運會帆船賽場采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能。用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān)，實現(xiàn)自動控制。光敏電阻的阻值隨照射光的強(qiáng)弱而變化，作為簡化模型，可以近似認(rèn)為，照射光較強(qiáng)(如白天)時電阻幾乎為0：照射光較弱(如黑天)時電阻接近于無窮大。利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實現(xiàn)路燈自動在白天關(guān)閉，黑天打開。電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。1、2兩接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點連接。當(dāng)勵磁線圈中電流大于50mA時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分離，3、4斷開;電流小于50mA時，3、4接通。勵磁線圈中允許通過的最大電流為100mA。
利用以下器材設(shè)計一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖。
光敏電阻;燈泡L，額定功率40W，額定電壓36V;保護(hù)電阻;電磁開關(guān);蓄電池E，電壓36V，內(nèi)阻很小;開關(guān)S，導(dǎo)線若干。
（三）實驗數(shù)據(jù)的分析與處理能力
對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的分析與處理，從而得出正確的實驗結(jié)果或結(jié)論，是實驗的重要目的。數(shù)據(jù)處理的方法一般有列表法和作圖法，其中作圖法由于處理數(shù)據(jù)直觀、誤差小、易發(fā)現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)和求某些物理量，已成為高考最常見的考查手段。
1．對紙帶的處理
例8．(08年)物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。實驗裝置如圖，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點。
上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a=(保留三位有效數(shù)字)。
2．對實驗數(shù)據(jù)表格的分析
3．利用圖象進(jìn)行分析
例9．(10年)用對溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻，在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線性的。某同學(xué)將和兩個適當(dāng)?shù)墓潭娮琛⑦B成圖1虛線框內(nèi)所示的電路，以使該電路的等效電阻的阻值隨所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍。為了驗證這個設(shè)計，他采用伏安法測量在不同溫度下的阻值，測量電路如圖1所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大。
的測量結(jié)果如表l所示。
溫度t(0C)
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
RL阻值(
)
54.3
51.5
48.3
44.7
41.4
37.9
34.7
表1
回答下列問題：
為了檢驗與t之間近似為線性關(guān)系，在坐標(biāo)紙上作-t關(guān)系圖線
在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖3、4所示。電流表的讀數(shù)為____，電壓表的讀數(shù)為___。此時等效電阻的阻值為___：熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為____。
例10．(11年)利用圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度。一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動，當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t。改變光電門甲的位置進(jìn)行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離s，記下相應(yīng)的t值;所得數(shù)據(jù)如下表所示。
S(m)
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
0.950
T(m)
292.9
371.5
452.3
552.8
673.8
776.4
s/t(m/s)
1.71
1.62
1.55
1.45
1.34
1.22
完成下列填空和作圖：
(1)若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度v1測量值s和t四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是_______;
(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在圖2給出的坐標(biāo)紙上畫出圖線;
(3)由所畫出的
圖線，得出滑塊加速度的大小為a =____________m/s2(保留2位有效數(shù)字)。
（四）分析誤差能力
學(xué)會分析誤差的來源，盡量減小誤差是做好實驗的關(guān)鍵，也是學(xué)生以后進(jìn)行科學(xué)研究所必須具備的一種素養(yǎng)，分析誤差能力指能找到實驗中可能存在的系統(tǒng)誤差和消除系統(tǒng)誤差的方法，會用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差。
1．系統(tǒng)誤差分析與處理
在2008年測量滑塊和木板之間的動摩擦因數(shù)實驗題中第(3)問，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)與真實值相比，測量的動摩擦因數(shù)是偏大或偏小，并寫出支持你的看法的一個論據(jù)，這就是對系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析。
2．偶然誤差分析與處理
在2011年測量微安表頭內(nèi)阻實驗題中第(3)問，計算RN讀數(shù)的平均值當(dāng)作待測微安表頭內(nèi)阻的測量值，就是多次測量求平均值的方法減小偶然誤差。
三、2012年高考實驗復(fù)習(xí)備考策略
1．重視實驗操作，讓學(xué)生到實驗室去做一做
命題者在實驗題命題時總希望把做過實驗的考生和沒有做過實驗的考生區(qū)分開來;另外課本中的實驗學(xué)生不親自做一做，他們也很難達(dá)到對實驗的真正理解;所以對高中階段要求的12種基本儀器要求學(xué)生會規(guī)范操作與讀數(shù)，對16個學(xué)生實驗(含5個選考模塊實驗)要求學(xué)生能親自動手獨立操作，只有能獨立完成所規(guī)定的實驗，才有可能達(dá)到《考試大綱》中能運用已學(xué)過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題這一要求。
2．立足課本，同時對課本實驗適度拓展和延伸
目前高考中的物理實驗題，很少有與我們課本上實驗一模一樣的問題，但大都是源于教材，只是稍有變化;對于這些實驗題，好多同學(xué)解題時感覺無從下手，其最主要的原因往往與沒有真正理解教材中實驗的原理有關(guān)，這就要求我們在復(fù)習(xí)實驗時仍然要將精力放在課本上的實驗。對于大綱規(guī)定的實驗，在復(fù)習(xí)中要認(rèn)真體會每個實驗原理和設(shè)計意圖，要著重去思考這些實驗有哪些可以拓展延伸的地方，不能滿足于知其然，而必須知其所以然例如：
(1)長度的測量：延伸到游標(biāo)卡尺的放大原理;微小量的測量方法。
(2)研究勻變速直線運動：延伸到測量速度、加速度的多種方法。
(3)探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系：研究材料形變的方法;研究彈簧壓縮;研究決定彈簧K值的因素;F-X圖象等。
(4)驗證力的平行四邊形定則：等效法。
(5)驗證機(jī)械能守恒定律：驗證的其它方案。
(6)測定金屬的電阻率(練習(xí)使用螺旋測微器)：螺旋測微器的放大原理測定電阻的其它方案。
(7)描繪小燈泡的伏安特性曲線：線性與非線性元件的伏安特性曲線，實驗條件的控制。
(8)測電源電動勢和內(nèi)阻：其它測定方案設(shè)計。
(9)練習(xí)使用多用電表：探究黑箱內(nèi)的電學(xué)元件的方法。
(10)傳感器的簡單使用：各種傳感器的信息轉(zhuǎn)換與記錄原理。
(11)用油膜法估測分子的大�。簻y微觀量的方法。
(12)探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度：測g的其它方法;利用T2-L圖象求g。
(13)測定玻璃的折射率：測量折射率的其它方法。
(14)用雙縫干涉測光的波長：器材、安裝、原理分析;現(xiàn)象明顯與否條件的討論等。
(15)驗證動量守恒定律：巧妙設(shè)計，將不可測量量轉(zhuǎn)化為可測量量。
3．重視實驗的歸納與總結(jié)
學(xué)生進(jìn)入高三掌握的知識更豐富、思維能力更強(qiáng);因此應(yīng)該在備考復(fù)習(xí)時，應(yīng)該站在更高的角度，對所學(xué)過的實驗要加以歸納、總結(jié)。例如利用紙帶串聯(lián)力學(xué)實驗，利用紙帶可以驗證機(jī)械能守恒定律、探究動能定理、測定動摩擦因數(shù)、測量重力加速度、測小車的功率、測電動機(jī)的轉(zhuǎn)速等。如電源電動勢和內(nèi)阻的測量，可以利用電流表和電壓表測量、利用電流表和電阻箱測量、利用電壓表和定值電阻測量、利用電流表和定值電阻測量、利用兩只電壓表測量、利用兩只電流表測量等方法。又如電阻的測量方法，有伏安法、半偏法、等效法、直接用歐姆表測量法等方法。
4．注意課本中的演示實驗和小實驗
高考試題有向演示實驗和小實驗拓展延伸趨勢，如受迫振動、平行板電容器、通電和斷電自感現(xiàn)象、光電效應(yīng)、肥皂液膜的薄膜干涉等演示實驗和小實驗，經(jīng)常在高考試題中出現(xiàn)。
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