（2）不估读的测量仪器有：数字显示的仪表，机械秒表，游标卡尺，水银气压计等。 2、测量仪器的分类。 记录结果 类型 仪器 名称 精确度 确定 最小 分度值 精确度 读数方法 (mm) (小数点后的位数) 1 1 L=L主+k 不估读 注意事项 刻度尺 游标卡尺 测 长 度 螺旋测微器 (差分法) 1mm n=10 0.1mm 0.05mm 0.02mm 估读一位 测量起点及单位 1、游标边界线与零刻度的区别。 2、主天上的单位为cm(ncm-12cm) 3、记录的有效数字。 1、半毫米刻度是否 露出（①直接看 ②推理） 2、记录的有效数字 不估读 接低压交流电源 交直流表的区别 （刻度均匀情况） 1、读数不忘乘倍年 2、选档方法 1mm n(n为游标上的总格数 n=20 1 2 n2 n=50 dmm(n为nn=50 可动刻度上的总格数 最小分度值 d=0.5mm 0.01mm L=L固+kd n3 估读一位 秒表 0．1秒 测打点计时 时器 间 闪光照 相 安培表 电学优特表 仪表 欧姆表 其它 t分针+ t秒针 1(秒为单位) t=n×0.02秒 t=nT 最小分度值 略 估读一位 略 测力——弹簧称 测温度——温度计 测气压——气压计
二、难点分析： （一）打点计时器
Sn?Sn?1， V0=2V1–V2 2TS?S3?S5?S2?S4?S1 an?6(逐差法) 23?3T1、纸带分析 加速：a与V一致
计算方法：Vn? 有关方向判断：运动方向：n→0 加速度方向
减速：a与V相反 注意事项：①T的确定（区别记数点周期和打点周期） ②交流电频率f↑→测量值↓
打点不清晰：振针位置稍高、未达到共振、电压低、复写纸上油墨少等 2、常见故障分析
打出短线：振针位置低。
（二） 测电池的电动势和内阻实验中，由于电表内阻引起的误差。
可用两种研究方法对这个问题进行分析，第一从图像分析，第二从等效电源分析，现对图3中（甲）、（乙）两电路图作以下讨论。 （1）图像分析过程示意如下：
?U??测??真 图1甲电路————— 读数有误差△I=——U–I图像为图2甲??
RV??r测?r真???测??真 图1乙电路————— 读数有误差△U=IRA——U–I图像为图2乙??
??r测?r真（2）利用等效电源分析过程示意如下：
?RV????测R?r??真V? 图1甲电路———————— 读数对其等效电源无误差??
RVr?r??测R?r?r真V?
???测??真 图1乙电路 读数对其等效电源无误差??
??r测?r?RA?r真 最后说明伏特表一般内阻远大于电源内阻，利用图1甲测出的值误差较小，安培表内阻与电源内阻接
近，利用图1乙测量的值误差大，故我们常采用图1甲作为测电源电动势和内阻的实验原理图。 （三）电流表改装为伏特表实验中的误差分析： 1．半偏流法测得的电流表内阻偏大，偏小？
由于K2合上，总电阻略变小，导致总电流I略大于Ig，所以当电流计中电流为大于
1Ig时流过R2的电流略21I g，由半联电路特点可知，rg测=R2 2．据半偏流法测得的电流表内阻而改装成的电压表与标准电压表相比，测量值偏大、偏小？ 改装时需与电流计串联的电阻Rx=Rx?小。 3．满刻度百分误差计算：??|标准电压表示数?改装电压表量程| 标准电压表示数 第三章 实验设计 一．设计型实验的设计思路和原则： 设计类实验：属实验知识的运用类，题在书外，理在书内。 1．设计原则：安全、科学性 精确（准确）性 方便易行性 省器材、节能 2．题型：a. 在已知的实验器材中选择合适的器材，选择合适的量程和电路，达到题设实验 目的； b. 为达到题设实验目的，自选器材、装置或电路，安排实验步骤。 c. 电路计算、误差分析、故障排除等。 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 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。 例4 为了测量一个量程为0—3V的电压表的内阻Rv(约为几KΩ)，可以采用如图所 示的电路。 (1)在测量时，可供选择的实验步骤有： A、闭合开关S； B、将电阻箱R0的阻值调到最大； C、将电阻箱R0的阻值调到零； D、调节电阻箱R0的阻值；使电压表指针指示1．5V，记下此时R0的值； E、调节变阻器R的滑动片P，使电压表示数为3V； F、把变阻器R的滑动片P滑到a端； G、把变阻器R的滑动片P滑到b端； H、断开开关。 把必要的、合理的实验步骤选出来，按操作顺序将字母代号填在横线上 (2)若在步骤D中，读出R0的阻值为2400Ω，则电压表的内阻Rv= ________ ，用这种方法测出的内阻Rv与其真实内阻相比偏(大或小)。 分析 由(2)中提示可知，步骤D为测量过程的重要步骤，由步骤D可推断，在D之前只能是步骤E，根据E、D可以推断在E之前的步骤中可由B、C中选出C，至此，主要实验步骤已完成，其它按实验要求及操作过程可以继续完成，即实验步骤为：F、A、C、E、D、H。可见，这是一种粗略测量伏特表内阻的方法，在改变电阻箱R0的阻值过程中，忽略了Uap的变化，因而Rv=2400Ω，但实际上Uap在由步骤E到步骤D过程中略微增大，故考虑误差，则只R0<2400Ω，即测量值偏大． 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）