2025年中考物理复习实验大全

初中中考物理实验大全 1、长度的测量 测量工具 刻度尺 注意事项 三看 ①一看零刻度线，看刻度尺的零刻度线是否磨损，如已磨损则应重选一个未磨损的刻度线作为测量的起点； ②二看量程： 即看刻度尺的测量范围， 如图-1所示刻度尺的量程为 0~20cm。 测量长度时要求一次测量出物体的长度， 如果刻度尺测量范围小于物体的实际长度， 则肯定要移动刻度尺测量若干次(每次测量都会产生误差)，这样会使测量的结果与物体的长度产生较大的偏差； ③三看分度值： 相邻两刻度线之间的长度， 它决定测量的精确程度； 如图-1所示， 分度值为 1mm；使用不同分度值的刻度尺进行测量， 所达到的精确程度不同； 说明 ①如图-1所示其零刻度线在最左端， 没有磨损， 它的量程为0~20cm， 也就是说它一次能测出的最大长度是 20cm, 它的分度值是1mm; ②通过测量结果的准确程度可判断所用刻度尺的分度值，即测量结果倒数第二位所对应的单位就是刻度尺的分度值， 所以从这个意义上看， 3.40cm和3.4cm是不一样的， 后面的0.00 不是可有可无的， 如图-2； 图示 图-1 五会 ①会选： 根据测量的实际需要选取分度值和量程适当的刻度尺， 例如， 测人的身高， 准确到厘米就可以了，可选用分度值是1cm的刻度尺， 而没有必要选用分度值是1mm 的刻度尺， 并且刻度尺能测量的最大长度比人的身高要大。 ②会放： 会放： 刻度尺要放正， 即刻度尺与被测长度平行， 不能歪斜， 而且要使刻度尺有刻度的一侧紧贴被测物体， 零刻度线与物体边缘对齐， 如图-3正确， 图-4和图-5错误； 零刻度线磨损的， 应另选某一完整刻度线为“零点”， 与被测物体长度起始端对齐， 读数时应注意要减去“零点”前的数值； ③会看： 读数时， 视线要与尺面垂直， 不要斜视， 如图-6所示； 图-3 图-4 图-5 ④会读： 如图-7所示， 读出刻度尺的精确值后， 还要估读到测量值要估读到分度值的下一位, 其读数应为2.45cm, 其中2.4cm为准确数值, 0.05cm为估读数值(或2.44cm, 或2.46cm), 不能读为 2.4cm。 ⑤会记： 会记录测量值， 一个正确的测量值应包括精确值、估读值和单位. 图-7 说明 ①测量结果偏大还是偏小指的是 测量值比真实值大还是小；②为减少测量误差， 进行多次测量取平均值。 2、长度测量的特殊方法 方法 要点 实例 累积法 适合于测量无法直接测量的某些微小量。可把数个相同的微小量加在一起量， 再将测量结果除以微小量的个数， 就可得到一个微小量的长度； 测量一张纸的厚度， 细铜丝的直径， 塑料胶带的厚度， 如图-1所示； 化整为零 把被测物体分成若干等份， 使每一份的长度在刻度尺的测量范围内， 测出一份的长度可计算出全长； 测量一根细线的总长度， 一段细铁丝的长度； 辅助法 对于用刻度尺无法直接测出的物体长度可用三角板等进行辅助测量， 实质就是将被测长度平移至刻度尺上再进行测量； 测量圆柱体的直径、圆锥体的高、硬币的直径， 如图-2、图-3所示； 化曲为直 用不可伸长的细棉线和要量的曲线重合， 在起点和终点做好记号， 拉直后用刻度尺到量出两标记之间的距离， 有比例尺的除以比例尺计算出实际长度； 测量硬币直径， 测量乒乓球直径， 测量地图上河流的实际长度， 如图-4所示； 化直为曲 用已知周长的滚轮在较长的线段上滚动， 用滚轮的周长乘圈数得出线段的长度； 测量操场的长度， 汽车、火车的里程表； 化暗为明 有些待测长度， 不是明显地露在外面， 而是隐含在物体的内部，刻度尺不能直接测量， 可以选择大小合适的钢针插入孔内，在管口处给钢针做上记号，然后再测出钢针记号处的直径即可； 测量玻璃管的内径，工件的裂缝深度等，如图所示。 图示 图-3 图-4 注意 单独用直尺不能精确测量出圆柱体的直径； 3、时间的测量 测量工具 停表； 使用方法 ①一按： 实验开始， 需要计时时， 用大拇指迅速按下按钮A， 指针开始转动， 开始计时； ②二停： 当需要停止计时时，再迅速按一下同一按钮A，指针停止走动， 停止计时。 ③三读： 停止计时后， 先读出小表盘指针指示的“分”，再读出大表盘指针指示的”秒”， 最后将两个时间相加，分针和秒针所指的时间之和才是所测的时间间隔。 ④四归零： 测量结束后， 按一下复位键B将指针归零后存放入盒中。 停表读数 ①观察： 如图所示： 1) 停表大表盘 1 整圈是 30s, 1 小格是 0.1s; 2) 停表小表盘指示的是分钟, 1 整圈是15min, 1min 内有2个小格, 每个小格代表0.5min=30s， 小表盘上的示数只读整数部分； 3) 当小圆刻度盘上的指针在两整分刻度线之间未超过半分刻度线时， 大圆刻度盘上的示数在0~30s范围内； 当指针在两整分刻度线之间超过半分刻度线时， 大圆刻度盘上的示数在30~60s 范围内。停表的示数为大、小刻度盘读取示数之和。 ②读数：首先读出小表盘上的分钟数为2min，指针超过半分钟刻度线，然后读出大表盘上的秒数为 34.0s，测量结果是2min34.0s或154.0s。【先小(表盘)再大(表盘)】 注意事项 ①使用前先上紧发条， 但不要过紧， 以免损坏发条； ②注意调零； ③按表时不要用力过猛， 以防损坏机件。 说 明 停表读数时一般不估读， 这是因为机械停表为机械表， 其表针的运行是靠齿轮带动的， 指针不可能停在两刻度线之间， 一定停在刻度线上。 4、平均速度的测量 平均速度 在变速运动中，总路程除以通过这段路程的总时间可得物体在这段路程中的快慢程度，这就是平均速度。日常所说的速度多数情况下是指平均速度； 公式 v= 计算的是平均速度； 求平均速度不能用 v= 注意 ①求平均速度， 必须指明是在哪一段路程中或者哪一段时间内的平均速度； 公式中相应的速度、路程和时间必须一 一对应； ②平均速度不是速度的平均值，是总路程与总时间之比，中间过程有静止的时间也应该是总时间的一部分； 平均速度的测量 实验目的 ①练习使用刻度尺和停表测平均速度； ②加深对平均速度的理解； 实验器材 斜面、小车、刻度尺、停表、金属片； 测量原理 v= 测量方法 用刻度尺测出物体运动的路程s， 用秒表测量通过这段路程所用的时间t， 使用上述公式就可以计算出物体在这段时间内运动的平均速度 v。 图示 实验步骤 ①如图所示， 使斜面保持适当的坡度， 把小车放在斜面顶端， 金属片放在斜面底端； ②测小车从斜面顶端滑下到撞击金属片所通过的路程S₁和时间t₁； ③将金属片移到AC段中点B， 测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程S₂所用的时间t₂； ④求出小车通过下半段路程S₃所用的时间t₃, 利用S₃=S₁-S₂和t₃=t₁-t₂来计算S₃和t₃;注意不能从 B 点释放小车来测量下半段路程所用时间； ⑤计算 AC段、AB 段和BC段的平均速度； 实验结论 小车沿斜面滑下的速度是变化的， 下滑过程中速度越来越大。 注意 斜面的坡度应该小一些： 斜面坡度越大， 小车运动到斜面底端所用的时间越短， 越不易计时且误差较大，所以为了尽量减小误差， 应该减小斜面坡度。 5、理想实验法探究真空不能传声 转换法 ①在物理学中， 对于一些看不见、摸不着的东西或不易直接测量的物理量， 通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量， 这种研究方法称为转换法。 ②将纸屑放入发声的扬声器中， 或将发声的音叉放入水中， 通过纸屑跳动或溅起的水花反映出扬声器或音叉的振动， 用的都是转换法， 也是放大法。 图示 纸屑在发声的扬声器中跳动 发声的音叉激起水花 “探究真空不能传声”实验 科学 推理法 ①在“探究真空不能传声”这一实验中， 采用了科学推理法。 ②用抽气机逐渐抽去瓶内空气， 听到铃声逐渐变小， 可以得出结论； 声音不能在没有空气的空间中传播。实验中无法达到绝对的真空， 但可以通过铃声的变化趋势， 推测出真空时的情况，这种方法称为科学推理法。 ③在物理学中， 实验条件难以达到时， 常常需要将实验想象为理想情况来达到我们的目的， 在实验基础上 经过概括、抽象、推理得出规律， 这种研究问题的方法就叫做科学推理法。 经过科学推理得出的结论无法用实验验证。 但这些结论是建立在大量经验与科学推理的基础之上的， 所以这些结论是正确的。 类比法 声波 水波 鼓面向左振动时， 压缩鼓内的空气， 使其变密； 鼓面向右振动时， 又使左侧的空气变巯； 随着鼓面的不断振动， 空气中形成疏密相间的波动，向远处传播； 向水面投入一块小石子， 水面就会形成水波，不断向远处传播； 水波是一圈一圈向外传播的， 而声波是以疏密相间的波动向外传播的， 水波与声波具有相似的性质， 所以可以通过水波类比声波； 6、小孔成像 图示 成像原理 光的直线传播； 成像条件 只有小孔足够小时才能成像； 成像特点 ①成倒立、实像， 且左右颠倒 (上下颠倒， 左右相反) ； ②像的清晰程度与小孔的大小有关， 小孔越小， 成像越清晰， 但是亮度会比较小； (孔小， 通过的光强度小， 所以较暗) ③像的大小与物体大小和光屏到小孔的距离有关； 比例大小 = 小孔到成像屏的距离 ： 小孔到物体的距离； 若物体到小孔的距离大于光屏到小孔的距离， 则像比物体小； 若物体到小孔的距离小于光屏到小孔的距离， 则像比物体大。 ④像的形状跟小孔的形状无关。 说明 小孔成像是光的直线传播， 各种颜色的光都能通过小孔后成像。 如果物体是彩色的， 像也是彩色的， 像与物体的颜色完全一样。 7、光的反射规律 实验准备 把一个平面镜放在水平桌面， 再把一张纸板竖直地立在平面镜上， 纸板的左右两面此前多次对折， 使两面可以绕中线自由转动； 实验过程与现象 一束光贴着纸板 EN面斜射到O 点 (称为入射点) ，ON 垂直于镜面， 称为法线。 光线经平面镜反射， 沿另一个方向射出， 调整NF面， 使它与EN 面在同一平面内， 将在NF面上得到反射光线， 向后折转NF面， 反射光线在 NF面上消失。 装置图 现象分析 反射光线、入射光线和法线在同一平面内， 且反射光线和入射光线分居法线的两侧； 实验过程 与现象 重新将 NF 面调整到与EN 面在同一平面上得到反射光线，在纸板上用笔描出入射光线和反射光线的径迹。再改变光线的入射方向两次，重做两次实验， 换其他颜色的笔记录光的径迹。取下纸板， 用量角器分别测量出入射角和反射角的角度， 比较两角大小； 现象分析 反射角随入射角的变化而变化， 反射角和入射角相等； 注意事项 ①让光束斜射在平面镜上， 适当调节光束照射的角度和位置， 使纸板上出现入射光线和反射光线； ②要求室内光线稍暗， 便于观察。 深化透析 根据反射定律， 两角发生的量的变化是相对应的， 当入射角变化时， 反射角随之变化， 始终保持相等关系。入射角增大时反射角增大， 入射角减小时反射角减小， 入射角为0°， 即入射光线垂直入射到反射面上时，反射角也是0°， 此时反射光线和入射光线重合， 但方向相反. 反射定律 光反射时， 反射光线、入射光线与法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于法线的两侧， 反射角等于入射角。 (简记： 三线共面， 法线居中， 两角相等) 说 明 ①光的反射定律，意思是反射角随着入射角的变化而变化，若倒过来说意思就相反了， 不符合逻辑关系了。 ②光路可逆是一种路径上的可逆性，而不是光线上可逆， 所以“光路可逆”不能说是“光线可逆”。 8、平面镜成像规律 原理 光的反射； 装置 透明的玻璃板， 完全相同的两支蜡烛， 刻度尺， 火柴， 白纸等； 实验过程 ①如图所示， 将一张白纸平铺在水平桌面上， 用两支架将玻璃板竖立在白纸上； ②用火柴点燃玻璃板前面的蜡烛， 拿另一支相同的、未点燃的蜡烛在玻璃板后面， 前后、左右移动， 直到从不同位置看上去前一支蜡烛的像与后一支蜡烛重合在一起， 则后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛像的位置； ③改变玻璃板前蜡烛的位置， 重复实验两次， 每次都记下两支蜡烛的位置； ④撤掉玻璃板后面的蜡烛改换成一张白纸，前后、左右移动白纸，在玻璃板后面观察白纸， 无法看到蜡烛的像； ⑤在下面白纸上画出玻璃板的位置，移开玻璃板，借助刻度尺，把每次实验中两支蜡烛的位置用直线连接起来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离； ⑥用量角器测量像、物连线是否与镜面垂直； 实验数据 实验序号 蜡烛到平面镜的距离/ cm 蜡烛的像到 平面镜的距离/ cm 蜡烛的像与蜡烛的大小比较 (放大、缩小或等大) ① 10 10 等大 ② 15 15 等大 ③ 20 20 等大 现象 像和蜡烛完全重合(重叠)，白纸上没有蜡烛的像； 实验结论 ①物体通过平面镜所成的像是虚像； ②像与物体的大小相等； ③像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等； ④像与物体对于平面镜是对称的； 综合表述为： 像与物体关于平面镜对称； 口诀： 物像等大、等距、成虚像 (正立、等大、像与物体左右倒置) 说明 ①使用较薄的玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置和大小， 因为玻璃板既能透光又能反射光， 既能透过玻璃板看到对面又能成像， 便于使没点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像重合； ②实验中宜选择较薄的玻璃板，避免因玻璃板前后两个面所成的像不重合而有一定错位， 用较薄的玻璃板便于确定像的位置； ③将玻璃板倾斜了一定角度， 因为像与物关于平面对称， 所以像的位置上升或下降， 蜡烛A的像和蜡烛B不完全重合(其原因就是： 玻璃板未与水平桌面垂直)； ④白纸的作用是方便标记物和像及平面镜的位置； ⑤验证平面镜所成像是虚像的方法： 实验时在玻璃板后面放一张白纸作为光屏， 观察像是否呈现在白纸上； ⑥为了防止外界光的干扰， 使像更明亮些， 实验适合在较暗的环境里(成像位置处)进行。 ⑦多次试验是为了避免偶然性， 使实验结论更具有普遍性； 等效替代法 等效替代法： 在保证某种效果相同的前提下， 将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的方法叫做等效替代法； 探究平面镜成像特点的实验中应用了等效替代法： ①用玻璃板代替平而镜； ②将另一支未点燃的蜡烛放到点燃的蜡烛所成的像的位置， 使之完全重合， 来确定像的位置， 即利用未点燃的蜡烛替代点燃的蜡烛与像进行比较； 9、探究物体的颜色实验 物体 物体通常有透明和不透明两类； 物体颜色 在光照到物体上时， 不同物体对不同颜色的光反射、吸收和透过的情况不同， 因此呈现不同的色彩。物体的颜色由它所反射或透射的光的颜色所决定。 实验装置 三棱镜、光屏、红色玻璃、蓝色玻璃、红纸、蓝纸 实验过程实验现象 实验过程 实验现象 ①如图， 让一束太阳光照射三棱镜， 射出的光射到竖直放置的白屏上 白屏上得到彩色的光带 ②在白屏与棱镜之间竖直放一块红色玻璃， 让一束太阳光照射三棱镜 白屏上其他颜色的光消失， 只留下红色光 ③在白屏与棱镜之间竖直放一块蓝色玻璃， 让一束太阳光照射三棱镜 白屏上其他颜色的光消失， 只留下蓝色光 ④把一张红纸贴在白屏上， 让一束太阳光照射三棱镜 白屏只能看到红光 ⑤把一张蓝纸贴在白屏上， 让一束太阳光照射三棱镜 白屏只能看到蓝光 交流 和 论证 ①红色 (或蓝色) 玻璃只能透过红光 (或蓝光) ，其他颜色的色光都被吸收了， 眼睛接收到透明物体透过的色光是什么颜色， 我们就感觉透明物体是什么颜色； ②红纸 (或蓝纸) 只反射红光 (或蓝光) ，其他颜色的色光都被吸收了； ③白色光屏可以反射各种颜色的色光。 不透明物体反射什么颜色的光到我们眼里， 我们就感觉不透明物体是什么颜色的； 结论 ① 透明物体的颜色是由它透过光的颜色决定的， 透明物体只透过与自身颜色相同的色光，吸收其他色光； ②不透明物体的颜色是由它反射光的颜色决定的，不透明物体只反射与自身颜色相同的色光， 吸收其他色光； ③白色物体能反射所有色光， 所以呈白色； ④黑色物体吸收各种色光， 没有光线进入人眼， 所以物体呈黑色； 白色 与 无色 ①白色物体是不透明的， 白色物体能反射各种色光； ②无色物体是 透明的， 无色物体能透过各种色光； ③无色的物体一定透明， 透明的物体不一定无色。 说明 眼睛接收到的光通常有三类： 发射光、透射光、反射光。 ①我们常见到的太阳光、白炽灯光或日光灯光都是发射光且都是白光， 它们由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光复合而成。 ②当白光照射到透明物体上时， 一部分光被物体吸收， 另一部分光会透过物体， 透过物体的光就是透射光。 ③当白光照到不透明的物体上时，一部分光被物体吸收，另一部分光被物体反射，被物体反射的光就是反射光。 ④不同颜色的物体会透过或反射不同颜色的光， 这些透射光或反射光进入我们的眼睛， 我们就看到各种颜色的物体， 能透过所有色光的物体是无色透明的， 不反射任何光的物体是黑色的。 10、凸透镜成像规律 实验探究 凸透镜成像规律 实验装置 光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴 提出问题 凸透镜成什么样的像? 是实像， 还是虚像? 是放大的还是缩小的? 是正立的， 还是倒立的? 图示 实验过程 ①测出凸透镜的焦距； ②把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上， 调整烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心， 使三者的中心大致在同一高度上(目的： 是使成像完整地落在光屏的中央， 便于观察)； ③点燃蜡烛， 使蜡烛尽可能远离凸透镜， 即让蜡烛在2倍焦距外， 移动光屏， 在光屏上呈现烛焰清晰的像，记下此时的物距和像距， 观察所成像的特点； ④将蜡烛依次放到2倍焦距处、1倍焦距和2倍焦距之间、焦点等位置， 然后移动光屏， 看能否在光屏上得到烛焰清晰的像， 若能成像， 记下对应的物距和像距， 并观察所成像的特点； ⑤将蜡烛放在焦点以内， 先移动光屏看能否承接到像， 若不能， 再从光屏一侧透过凸透镜观察烛焰所成的像， 并记下所成像的特点； ⑥改变物距 (即改变蜡烛的位置) ，重复几次以上实验操作； 实验数据f=12cm 物距u/ cm 像距v/ cm 像的性质 60 15 倒立、缩小 像与物分居透镜的两侧， 能用光屏承接 24 24 倒立、等大 像与物分居透镜的两侧， 能用光屏承接 16 48 倒立、放大 像与物分居透镜的两侧， 能用光屏承接 12 -- 不能成像 折射光线平行于主光轴 8 --- 正立、放大 像与物 在透镜的同侧， 不能用光屏承接 说明 ①随着实验的进行， 像在光屏上的位置越来越高， 原因是蜡烛燃烧时间越长， 蜡烛越短， 所以像的位置越高， 调整方法有将蜡烛向上移动或将凸透镜和光屏同时向下移动； ②用一张不透明的纸遮住透镜的上半部分， 由于透镜仍然可以透光， 这时光屏上仍然能成完整的像，只是像变得有些暗； 光屏上 得不到像 的原因 实验过程中无论如何移动光屏都找不到像的原因： ①当蜡烛放在一倍焦距以内时， 烛焰经凸透镜成放大的虚像， 虚像不能用光屏接收到； ②蜡烛在焦点上时， 凸透镜不能成像， 光从焦点出发， 经过凸透镜成一束平行光， 此时在光屏上可以看到一个与凸透镜等大的圆形光斑； ③烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度， 造成所成的像在光屏高度范围之外， 如图所示； ④物体在焦点外侧靠近焦点处时， 物体成像很远， 超过了光具座的范围， 光屏接收不到像。 凸透镜成像规律及应用 物距 (u) 像距 (v) 成像特点 动态成像规律 应 用 正倒 大小 虚实 像的位置 u>2f f<v<2f 倒立 缩小 实像 透镜两侧 成实像时： 物距增大， 像距减小，像变小； 物距减小， 像距增大，像变大； 照相机、眼睛 u=2f v=2f 倒立 等大 实像 透镜两侧 ---- f<u<2f v>2f 倒立 放大 实像 透镜两侧 投影仪 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 透镜同侧 成虚像时， 物距增大像距增大， 像变大； 放大镜 说明 凸透镜成像的本质是光的折射， 折射时光路具有可逆性。 总结一 ①静态成像口诀： 一倍焦距分虚实， 二倍焦距分大小， 远小近大， 虚像同侧正， 实像异侧倒； ②动态成像口诀： 成实像时， 物近像远像变大； 成虚像时， 物近像近像变小； ③无论是成实像还是成虚像， 像与物体移动的方向相同； ④不论是成实像还是成虚像， 物体离焦点越近， 所成的像越大； 图示 总结二 ①一倍焦距分虚实： 物距小于一倍焦距成虚像， 大于一倍焦距成实像； ②二倍焦距分大小： 物距小于二倍焦距成放大的像， 大于二倍焦距成缩小的像； ③实像： 物近像远像变大， 成实像时， 物体向透镜靠近时， 像则远离透镜， 像逐渐变大； ④虚像： 物近像近像变小， 成虚像时， 物体向透镜靠近时， 像则靠近透镜， 像逐渐变小； ⑤实像总是异侧倒立： 成实像时， 像和物在透镜的两侧， 且像相对于物体是倒立的； ⑥虚像总是同侧正立： 成虚像时， 像和物在透镜的同侧， 且像相对于物体是正立的； 移动速度 ①从2倍焦距以外的位置向2 倍焦距位置靠近的过程中， 物体移动的速度大于像移动的速度； ②在1倍焦距和2倍焦距之间向焦点移动的过程中， 物体移动的速度小于像移动的速度； 说明 焦距 凸透镜的焦点到光心的距离称为焦距， 用f表示； 物距 物体到透镜光心的距离叫做物距， 用u 表示； 像距 像到透镜光心的距离叫做像距， 用v表示； 正立与倒立 像和物体上下、左右都一致为正立的像； 像和物体上下颠倒、左右互换为倒立的像； 放大或缩小 大于物体的像为放大的像； 等于物体的像为等大的像； 小于物体的像为缩小的像； 实像或虚像 实像是由实际光线会聚而成的像； 虚像是由实际光线的反向延长线相交而成的像； 11、质量的测量 托盘天平 ①称量： 指天平能够一次测量出的物体质量的最大值， 常以克(g)为单位表示； ②感量： 使天平指针从平衡位置偏转到刻度盘一分度所需的最大质量， 指的是天平能够称量出的最小质量， 常以毫克( mg)为单位； 感量的大小反映了天平的灵敏度和精度； 感量越小， 灵敏度越高， 精度越高； 感量越大， 灵敏度越低， 精度越低； 天平使用 测量步骤： 一选， 二放， 三调， 四称， 五读， 六整； ①选： 天平为精密测量仪器， 使用前估测物体的质量， 选择称量合适的天平， 也不能小于天平的感量 (否则天平不能精确测出物体的质量) ； ②放： 必须放在水平工作台上， 将天平底座调至水平， 将游码移到称量标尺左端的零刻度线处； ③调： 要调节天平左右两端的平衡螺母(有的天平只在其右端有一个平衡螺母)，使指针恰好指在分度标尺线的中央刻度处(指针左偏右调， 右偏左调)，当天平平衡， 就可以测量物质质量了； 左偏右调： 横梁往左偏(左低)，平衡螺母往右调； 右偏左调： 横梁往右偏(右低)，平衡螺母往左调； ④称： 把物体放在左盘， 用镊子根据估测物体质量按砝码质量由大到小顺序向右盘中加砝码(左物右码)，如果添加最小的砝码偏大， 而取出这个最小的砝码又偏小， 这时应取出最小的砝码， 调节游码在标尺上的位置，直到天平指针指在分度盘的中央刻度线处； ⑤读： 被测物体质量等于砝码总质量加上游码左侧对应示数， 即m物=m砝+m器； ⑥整： 称量完毕， 取下物体， 用镊子把砝码依次全部放入砝码盒内， 游码归零， 整理好其他器材； 注意事项 ①被测物体质量不能超过天平的量程； ②取放物体、加减法码和移动游码时动作要轻缓， 不要使天平剧烈震动； ③保持天平和托盘清洁、干燥， 不能用手摸； ④取放砝码和移动游码都应用镊子， 不能用手接触砝码； ⑤先大后小加减砝码， 加上最小砝码后指针偏右时， 应取下最小的砝码， 并拨动游码至天平平衡； ⑥指针恰好在分度标尺的中央刻度线处或在中央刻度线两侧摆动的幅度相同时， 才能读数； ⑦潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中； ⑧测量时不能再动平衡螺母； ⑨已调节好的天平， 移动位置后或进行下一次测量前都应重新调节天平平衡。 液体 一般先测量烧杯的质量m₁， 再测量液体和烧杯的总质量m₂则液体的质量为 m= m₂-m₁。 说明 ①测量某一物体的质量时， 通过增减砝码或移动游码来完成； ②取用一定质量的物体时， 通常先使所放砝码的总质量与游码所对的刻度值之和等于取用物体的质量， 然后通过增减物体的质量来完成。 注意 正常左物右码: m物=m砝+m游;如果放错了, 左码右物: m砝=m物+m游, m物=m砝-m游。 12、体积的测量 量筒量杯 ①量筒上下粗细一样， 量筒壁上刻度线分布均匀， 量杯上粗下细， 量杯壁上刻度线分布不均匀， 下疏上密； ②量筒和量杯刻度： 都是毫升 (mL) ； ③最大刻度线都不在最上端， 测量时不能超过最大量程和溢出。 常用量程 0~50mL, 0~100mL, 0~500mL, 0~1000mL; 量筒使用 ①选： 看量程、分度值和单位， 根据测量精度和被测液体体积等因素选择合适的量筒； ②放： 放在水平工作台上； ③读： 读数时， 视线要与液面相平， 若液面呈凹形， 观察时要以凹液面的底部为准， 若液面呈凸形， 观察时要以凸液面的顶部为准； 视线不能仰视(测量结果偏小)和俯视(测量结果偏大)(羊小虎大) 测体积 ①规则固体体积可以用刻度尺测量； ②不规则的较小固体和液体， 可以用量筒测量； 测量不规则的较小固体体积方法有： 排水法测体积、针压法测体积、沉坠法测体积等； 排水法 测量 不规则 固体体积 ①先在量筒中装入适量的水， 记下体积V₁， 再将固体慢慢放入水中使其完全浸入， 记下此时的体积V₂， 那么固体的体积V =V₂—V₁； ②助沉法： 对于在水中不能下沉的固体， 可以用针将固体压入水中(针压法)，或绑一重物使固体完全浸入水中(沉坠法)。 注意事项 ①被测固体不能溶于水； ②被测固体不能吸水， 如测焦炭的体积时， 要先将焦炭烤上蜡， 以防吸水； ③被测固体要完全浸入水中； ④排水法测固体体积，实质上是等效替代法，即被测固体的体积与该固体放入水中后所排开水的体积相等。 其他测量方法 ①累积法： 单个微小物体的质量无法测量时， 使用累积法测量。 如测一个大头针、一个图钉、一张邮票的质量等。这种方法是先测出几十其至上百个相同 物体的总质量， 然后用总质量除以个数就可以得到单个物体的质量。 如测量多个 (如n个, n=50或100) 质量为 M, 则单个质量m=M/n。 个数越多测量结果越准确； ②取样法： 在某种条件下， 测量较大物体的质量， 可以用取样法； 如： 测量一卷铜丝(长度为 L)的质量， 由于其质量和长度成正比， 可先用刻度尺测量一定长度的铜丝(长度为l)，然后测出该段铜丝的质量m， 最后计算出整卷铜丝质量M=L/l×m. 13、测量物质的密度 A：测量固体 (不溶于水) 的密度 原理 ρ= 器材 托盘天平、量筒、水、细线、烧杯、待测物体； 规则形状固体 ①用天平测出其质量m； ②用刻度尺测出其规格长度， 利用体积公式计算出体积V； ③根据P=V计算该固体的密度。 不规则 形状 固体 ①用天平测量小石块的质量 m； ②在量筒中放入适量的水， 记下水的体积 V₁； ③用绳子系住小石块慢慢浸没水中， 读出量筒中水和小石块的体积V₂(排水法测体积), 算出被测物体的体积V= V₂- V₁; ④根据密度公式计算被测物体密度：p==; 误差分析 ①体积先测： 石块会有残留水， 导致测量质量偏大， 所以测量密度偏大； ②线太粗： 会导致测体积偏大， 所以测量密度偏小； 较大固体 ①用天平测出其质量m； ②若矿石偏大， 放不进量筒， 可使用如下2 种方法： 方法1： 把大烧杯装满水， 以水刚好溢出为准， 此时把较大固体浸没在烧杯内的水中， 同时用另一容器承接从烧杯中溢出的水， 再用量筒测量溢出水的体积V就是较大固体的体积； 方法2： 采用标记法，如图： 步骤C 需要将量筒内水加入烧杯中至标记位置， 记录加入水的体积V就是较大固体的体积； ③计算出较大固体的密度： ρ= 误差分析 方法1： 承接容器壁上会有残留液体， 导致测量体积偏小， 所以测得密度偏大； 方法2： 因石块带出水， C往烧杯中倒水会多一点， 导致测量体积偏大， 所以测得密度偏小； 漂浮固体 ①用天平测出其质量m； ②若测木块、蜡块等不能浸没于水的物体体积， 可使用如下2 种方法： 1) 针压法： 用细针将物体顶入水下； 2) 沉坠法： 先把重物浸没水中， 读出量筒中水面的读数 V₁， 再用重物拉着待测物体一起浸没在水中，再读出这时水面的读数 V₂， 则待测物体的体积V= V₂-V₁, 见图,V木塞=60ml-54ml=6ml。 ③根据密度公式计算被测物体密度：p== B：用天平和量筒测量液体的密度 (剩液法 误差小) 实验步骤 ①用天平称出烧杯和液体的总质量 m₁； ②把烧杯中的一部分液体倒入量筒中， 读出量筒中液体的体积 V； ③用天平称出烧杯和剩余液体的质量m₂； m=82g,m₂=33.4g, V=40ml ρ=(m-m₂)/V=1.215g/cm³ ④计算出液体的密度：p= 说明 剩液法：测液体的质量时，必须先测出烧杯和液体的总质量 m₁，再测烧杯与剩余液体的总质量m₂， 然后计算倒出部分液体的质量m=m₁-m₂， 这样才能保证测量的质量和体积都是准确的， 从而确保计算出来的密度也是准确的。 误差分析 ①先测质量再测体积时， 会导致烧杯中有液体残留， 体积测量偏小， 最后导致密度测量偏大； ②先测体积再测质量时， 会导致量筒中有液体残留， 质量测量偏小， 最后导致密度测量偏小； C：只用天平测固体密度 (等量替代，溢出的水和固体体积相等) 简要步骤 ①用天平测出固体的质量 m₁； ②用天平测出空小烧杯的质量m₂； ③在溢水杯中装满水， 将固体慢慢浸没在水中， 用小烧杯收集溢出的水， 用天平测出小烧杯和溢出水的总质量m₃； ④计算待测固体密度P= ρ水 m₁=54g, m₂=33.4g, m₃=53.4g∴ ρ=m₁ρ水/ (m₃-m₂)=2.7 g/cm³ D 只用天平测液体的密度(利用空杯的等容性，装满水或液体的体积相等，没装满做标记也可以。) 简要步骤 ①用天平测出空瓶子 (含盖子) 的质量 m₁； ②在瓶子中装满水， 盖好盖子， 用天平测出总质量m₂； 请务必学会写实验步骤：指明器材和所测物理量，并立即跟上物理量符号。同时不能漏写注意点，最终表达式中每个物理量必须是已测量或已知量！ ③将水倒净， 在瓶中装满液体， 盖好盖子， 用天平测出总质量m₃； ④计算待测液体密度p= ρ水 m奶= m₃-m₁, m水= m₂-m₁, V奶=V水 ∴(m₃-m₁)/ ρ奶=(m₂-m₁)/ρ水 14、测力计的使用 用途 用来测量力的大小的工具， 称为测力计。有握力计、拉力计、弹簧测力计等。 构造 测力计有各种不同的构造， 但它们的主要部分都是弯曲而有弹性的钢片或螺旋形弹簧； 原理 当外力使弹性钢片或弹簧发生形变时，通过杠杆等传动装置带动指针转动， 根据指针停在刻度盘上的位置，即可读出外力的大小。 图示 弹簧测力计 握力计 拉力计 构造 弹簧测力计主要由弹簧、挂钩、指针、刻度盘和外壳等组成； 原理 在弹性限度内， 弹簧的伸长量与受到的拉力成正比(=). 弹簧受到的拉力越大， 弹簧的伸长量越长。注意： 是“伸长量”， 不是伸长后弹簧的长度； 弹性限度内： 指外力作用停止， 弹簧可以完全恢复原状， 超过弹性限度， 弹簧会损坏； 测量前 ①看： 使用前要先观察弹簧测力计的量程和分度值， 待测力大小应在量程范围内； ②调： 测量前要检查指针与零刻度线是否对齐， 若没有对齐， 将指针调节到零刻度线(校零)； ③拉： 使用前要轻轻拉动挂钩几下， 防止弹簧被外壳卡住； 使用时 ①测量时， 加在弹簧测力计上的力不能超过它的量程； ②测量时， 要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上， 弹簧不要靠在刻度盘上， 避免弹簧与外壳发生摩擦， 造成测量错误； 测重力时竖直放置， 测水平拉力时水平放置； ③读数时， 视线应与刻度盘垂直， 示数=整刻度值+后面的小格数×分度值。 注意 ①等到指针稳定后再读数； ②弹簧不要靠在刻度盘上 (避免由于摩擦而影响测量的准确程度) ； 说明 ①只要力的方向与弹簧轴线方向在一条直线上， 各个方向的力都能测量； 但弹簧测力计不能倒着使用， 倒着使用时， 测量的重量相当于是物体重量加上测力计的重量； ②弹簧可以看作是一种传递力的媒介。 15、影响滑动摩擦力大小的因素 探究实验 影响滑动摩擦力大小的因素 测量原理 二力平衡条件： 水平拉物体做匀速直线运动时， 拉力等于摩擦力； 实验步骤 ①如图-甲所示， 用弹簧测力计水平拉木块在较光滑木板上匀速滑动， 此时弹簧测力计的示数等于木块与木板间的滑动摩擦力， 记录弹簧力计的示数F₁。 图-甲 图-乙 图-丙 ②如图-乙所示， 在桌面上放一较粗糙的木板， 以与步骤①相同的速度匀速拉动木块， 记录弹簧测力计的示数F₂; ③在木块上放一个重物， 在较光滑的木板上以与步骤①相同的速度匀速拉动木块， 如图-丙所示， 记录弹簧测力计的示数F₃； ④木块上不放重物， 在较光滑的木板上以与步骤①不同的速度匀速拉动木块， 记录弹簧测力计的示数F₄； ⑤木块侧放在较光滑的木板上以与步骤①相同速度匀速拉动木块， 记录弹簧测力计示数 F₅； 实验结论 ①滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关； ②接触面粗糙程度相同时， 压力越大， 滑动摩擦力越大(F₃>F₁)； 压力相同时， 接触面越粗糙 滑动摩擦力越大(F₂>F₁)； 其他结论 通过实验还可以研究滑动摩擦力大小与接触面积、运动速度大小、运动方向等无关(F₁=F₄=F₅)； 说明 ①影响滑动摩擦力大小的因素有多个， 注意控制变量法的应用； 探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时， 应该控制接触面的粗糙程度相同； 探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系时， 应该控制压力大小相同。 ②实验时， 必须拉动木块沿水平方向做匀速直线运动， 因为只有这样， 摩擦力与拉力才相等， 弹簧测力计的示数才等于木块所受摩擦力的大小， 这里运用了“转换法”； ③实际操作时， 很难做到保持木块的匀速直线运动， 测力计示数不稳定， 很难读数。 改进实验 为方便操作和减小实验误差， 采用如下图所示方法进行改进实验， 改进实验不必保证木板匀速运动，无论木板怎么运动(滑动摩擦力不变)，木块都处于静止状态， 便于读数； 16、探究牛顿第一定律 错误观点 力是 维持 物体运动的原因， 不受力而一直运动的物体是不存在的； (亚里士多德) 正确观点 力是 改变 物体运动的原因； (伽利略) 理想小球实验 伽利略通过“理想小球实验”发现： 运动物体如果不受力的作用， 将保持匀速直线运动； 物体的运动不需要力来维持， 运动的物体之所以停下来， 是因为受到了阻力的作用； 实验探究 探究牛顿第一定律 实验名称 斜面小车实验， 或斜面滑块实验、斜面小球实验； 实验步骤 如图所示， 让小车从斜面顶端由静止滑下， 滑到铺有毛巾、棉布、木板的水平面上， 观察小车前进的距离和变化； 图示 毛巾表面 棉布表面 木板表面 实验方法 控制变量法， 即让滑块从斜面同一高度释放滑下， 目的是控制滑块滑到斜面底端在平面开始运动时的速度相同； 分析与论证 相同条件下， 接触面越光滑， 小车受到的摩擦力越小， 它运动得越远。 进一步推断： 如果表面绝对光滑， 小车将做匀速直线运动， 并将永远运动下去， 直到有外力改变它的运动状态； 说明 ①小车每一次都要从同一高度由静止出发， 以保证小车在三种表面上运动时的初速度相同； ②给水平面铺上粗糙程度不同的物体， 目的是使小车在水平面上运动时受到的摩擦力不同； ③滑块从斜面滑下时， 由静到动且会加速下滑， 因为受重力作用； 在平面滑行时， 不再受向前的力；滑块在平面上滑行会越来越慢， 直至停止， 是因为受到摩擦力的作用； ④在其它条件相同时， 平面越光滑， 滑块受到的摩擦力越小， 滑块滑行距离越远； ⑤阻力对物体运动的影响： 物体的运动并不需要力来维持， 运动的物体之所以会停下来， 是因为受到了阻力； ⑥在此实验基础上进一步推理： 如果平面足够光滑 (完全没有摩擦力) ，滑块将保持匀速运动状态，一直运动下去； 这种研究物理的方法叫实验推理法(或科学推理法). 17、探究二力平衡条件 探究二力平衡条件 1) 如下图所示， 吊盘内各放一个等质量的砝码， 观察小车是否能静止； (探究条件②) 2) 向其中一盘里加砝码， 观察小车是否还能静止； (探究条件②) 3) 保持两盘里的砝码质量相等， 把小车扭转一个角度， 使拉力 F₁、F₂不在一条直线上，然后释放小车， 观察小车的运动情况； (探究条件④) 4) 将右侧的吊盘也挂在左侧， 观察小车的运动情况； (探究条件③) 5) 另取一个相同的小车， 将一个吊盘挂在左边小车的左侧， 将另一个吊盘挂在右边小车的右侧， 观察小车的运动情况。(探究条件①) 二力平衡条件 ①作用在同一物体上(同体)；(四个条件缺一不可)； ②大小相等(等大)； ③方向相反(反向)； ④作用在同一直线上(共线)； 图-探究二力平衡实验 说明： 两个力必须同时具备四个条件才是平衡力， 有一条不具备就肯定不是平衡力； 判断要点 物体同时受两个力的作用， 物体保持静止或者匀速直线运动状态 (即平衡状态) ； 满足这两点才是平衡力； 理解 ①互为平衡的两个力合力为0； ②在水平面上静止的物体受到的重力和支持力是平衡力， 而物体对水平面的压力和物体受到的支持力是相互作用力， 而相互作用力肯定不是平衡力， 因为相互作用力是彼此相互作用； 注意事项 ①用小车而不用木块进行实验， 能够有效地减小摩擦， 更方便观察小车的运动情况； ②通过观察小车是否静止在桌面上来判断小车是否处于平衡状态； ③在向已处于平衡的吊盘中加砝码时， 所加砝码的质量不能太小， 避免因摩擦而使小车不能向质量大的砝码一端运动， 造成理解上的麻烦。 二力平衡条件应用 ①判断物体是否平衡 先确定研究对象， 后分析受力情况， 满足二力平衡条件， 则受平衡力作用， 处于平衡状态， 反之受非平衡力作用， 处于非平衡状态。 ②判断力的大小和方向 若物体处于平衡状态， 则受平衡力的作用， 然后再对物体受力分析， 判断哪些力是平衡力， 若为二力平衡，根据其中的一个力的大小和方向判断另一个力的大小和方向。 ③判断物体的运动状态 物体受平衡力时， 应保持静止状态或匀速线运动状态； 物体受非平衡力作用时， 运动状态会发生改变。 18、压力作用效果及影响因素探究实验 作用效果 压力的作用效果是使物体的形状发生变化(形变)； 实验探究 如图所示， 分别把一块砖平放、两块砖叠放、两块砖竖放在泡沫塑料上， 观察泡沫塑料被压下的深浅； 图示 一块砖平放在泡沫塑料上 两块砖叠放在泡沫塑料上 一块砖竖放在泡沫塑料上 实验方法 探究影响压力作用效果的因素实验中， 运用了控制变量法和转换法： ①转换法： 压力的作用效果可以用泡沫塑料的形变量来表示； 也可以用海绵代替泡沫塑料； ②控制变量法： 探究压力大小对压力作用效果的影响时， 要保持受力面积大小不变；探究受力面积大小对压力作用效果的影响时， 要保持压力大小不变； 实验结论 压力的作用效果不仅跟压力的大小有关， 而且跟受力面积有关； ①当受力面积相同时，压力越大， 压力的作用效果越显著； ②当压力大小相同时， 受力面积越小， 压力的作用效果越显著。 19、探究液体内部压强的规律 实验探究 探究液体内部压强的规律 实验过程 ①如图-甲所示， 用手指轻轻按金属盒上的橡皮膜， 观察压强计 U形管两边液面高度有何变化 (橡皮膜把受到的压强作用传递给密闭金属盒和胶管里的空气， 作用在U形管左端的液面上) ； ②把压强计的探头放入水中， 观察 U 形管两边液面是否出现高度差。 理论上探头在水中的深度应与左、右液面高度差相等，但实际实验中发现高度差Δh 要小于在水中的深度，其原因是金属盒上的橡皮膜能承受一定的压强； ③保持压强计探头所在的深度不变， 改变橡皮膜朝向， 如图-乙所示， 记下U形管两边的液面高度差； ④改变探头在水中的深度， 记下 U形管两边液面的高度差； ⑤把槽中的水换成盐水， 比较深度相同时， U形管两边液面的高度差。 图-甲 实验结论液体压强特点 ①液体内部向各个方向都有压强 (说明液体压强和方向无关) ； ②在液体内部同一深度， 向各个方向的压强都相等； ③同一液体， 深度越深， 压强越大； ④深度相同时， 液体的密度越大， 压强越大； 产生原因 液体受重力的作用， 且具有流动性； ①液体受到竖直向下的重力作用， 对支撑它的容器底产生压力和压强； ②液体没有固体的形状， 能够流动， 对限制它流动的容器的侧壁产生压力和压强； ③液体内部各相邻部分之间互相挤压， 液体内部向各个方向都有压强； 说明 ①将压强计放入液体前， 应检查连接处的气密性 (不能漏气) ； ②在测试同一深度、不同方向的压强时， 要改变探头的方向。这时应注意保持探头中心位置的深度不变， 且一定不要使与探头连接的胶管受到挤压， 否则会影响实验结果。 应用 ①潜水员使用不同的潜水服， 潜水越深， 潜水服的抗压能力需要越强； ②水坝设计成上窄下宽， 是因为液体压强随深度的增加而增大， 相比于大坝上部而言，下部承受更大的压强和压力。 21 20、托里拆利实验 实验名称 托里拆利实验 (意大利科学家托里拆利最早测出大气压=760mm汞柱) 实验过程 ①如图-甲， 在长约1m， 一端封闭的玻璃管里灌满水银， 将管口堵住； ②如图-乙， 将玻璃管倒插在水银槽中放开堵管口的手指， 管内水银面下降一些就不再下降； ③如图-丙， 用刻度尺测出管内外水银面的高度差约为 760mm， 即为所测得的大气压强值； 图示 玻璃管中装潢水银 图-甲 图-乙 图-丙 原理分析 ①在管内与管外液面相平的地方取一液片， 因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强； ②正是大气压强支持着玻璃管内约760mm高的汞柱，也就是说此时的大气压强跟760mm高的汞柱产生的压强大小正好相等； 结论 标准大气压=760mmHg=P水暖 gh=13.6×10³kg/m³×9.8N/kg×0.76m≈1.013×10⁵Pa,粗略计算时可取1×10⁵Pa; 注意 ①汞柱高度指的是管内外汞面的竖直高度差， 不是指倾斜管内汞柱的长度； 实验时， 玻璃管倾斜后， 水银柱的长度变长， 但水银柱的高度不变。 ②玻璃管粗细(内径不同)不影响大气压测定值， 因为液体压强只与液体密度和深度有关系； 玻璃管是否倾斜、玻璃管上移或下移一些都不会影响实验结果； ③实验中， 玻璃管内进入汞液槽中的深度对测量值没有影响； ④实验中管内不能进入空气， 必须为真空才能测量准确， 否则会使测量值小于实际值； ⑤实验为什么不用水? 因为 760mmHg=ρ* gh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×h 求得： h≈10.336米， 用水做实验很不方便， 所以采用密度比较大的汞进行实验； ⑥本实验采用了等效替代法， 用汞柱产生的压强代替大气压强； 21、称重法测浮力 称重法测浮力 称重法：F浮=G-F拉， 其中F拉： 物体浸在液体中弹簧测力计读数； 先用弹簧测力计在空气中测出物体受到的重力G， 再用弹测力计测出物体浸在液体中受到的拉力 F拉， 则浸在液体中的物体受到的浮力大小为F浮=G-F拉。 如图-1所示， 物体受到的浮力为F浮=G-F₂=5N-2.8N=2.2N; 图-2 产生原因 浸在液(气)体中的物体受到液(气)体对它的下表面和上表面的压力差， 即浮力； ①如图-2， 浸没在液体中的立方体， 左右两侧面、前后两侧面所受液体压力大小相等， 方向相反， 彼此平衡； ②上、下两表面处在液体中不同深度， 所受到的液体的压强不同， 受到的压力也不相等； ③下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力， 因而产生了浮力， 其大小F浮=F向上-F向下， 且浮力的方向总是竖直向上的。 对 压力差 的理解 ①当物体上表面露出液面时， F向上=0， 则F浮=F向上； ②浸在液体中的物体不一定都受到浮力， 如： 桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合， 水对它向上的压力 F向上=0， 故物体不受浮力作用； ③同一物体浸没在液体的不同深度， 上、下表面所受的压力差不变， 浮力不变。 注意 浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力； 因此， 在分析浸在液体中物体的受力情况时， 浮力和液体的压力不能同时考虑； 22、浮力的大小与哪些因素有关实验研究 实验探究 浮力的大小与哪些因素有关 实验过程 ①如图-1所示， 将体积相同(控制变量法)的铝块和铁块分别浸没在水中， 观察测力计示数变化情况； ②如图-2所示， 将体积相同的铁块分别浸没在水和酒精中， 观察测力计示数变化情况； 图-1 图-2 ③如图-3所示， 将铁块分别浸入水中， 甲图中部分浸入， 乙图中全部浸入， 观察测力计示数变化情况； ④如图-4所示， 将铁块分别浸没在水中不同深度处， 观察测力计示数变化情况； 图-4 实验结论 浮力的大小跟 液体的密度和 物体排开液体的体积 有关，与浸没到 液体中的深度无关。液体的密度越大， 排开液体的体积越大， 物体受到的浮力越大； 说明 ①浸在液体中的物体所受浮力大小与物体的材料、质量、重力、密度、体积、形状以及液体的多少、物体浸在液体中的深度、物体在液体中的运动状态等因素无关； ②物体浸入液体中， 在浸没之前， 浮力随深度的增大而增大， 浸没后， 浮力大小与物体所处的深度无关； 注意事项 ①同一物体受到的重力无需重复测量； ②物体浸没在液体中时， 要注意不要碰到容器壁或容器底； ③弹簧测力计要保持竖直方向， 待示数稳定后再读数。 23、探究浮力大小 浮力大小猜想 浸在液体中的物体受到的浮力跟 液体的密度 和 物体排开液体的体积 有关； 根据公式G= mg和m= pv可知， 排开液体的密度和体积越大， 排开液体的质量就越大， 即排开液体受到的重力就越大。可以进一步推想， 浮力的大小跟排开液体所受的重力有关。 探究浮力大小 如图所示， 先在空气中分别称出石块的重力和小桶的重力，再把石块浸在溢水杯中， 求出石块受到的浮力， 然后称出从溢水杯排到小桶中的水和小桶所受的总重力， 计算出小桶中水所受的重力。 图示 图-2 V排 实验结论原理内容 浸在液体中的物体受到向上的浮力， 浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 公式 F浮=G排=ρ液gV排 P液： 表示液体的密度； V排： 是被物体排开的液体的体积； 适用于 液体和气体 V排 ①如图-2， 在一个盛水至溢口处的溢水杯中放一个物体， 物体静止后溢出水的体积即V排； ②对于漂浮的物体， 等于该物体浸入水中的体积； ③对于浸没的物体， 物体体积多大， 则排出多少体积的水， 即V排=V物。 公式推导 如图： 底面积为 S， 高为 h 的长方体浸没在液体中受到的浮力； F浮=F 向上- F 向下 =P向上S-P向下S =ρ液 gh下S- ρ液 gh上S =ρ液g(h下-h上)S =ρ液ghS =ρ液gV排 24、研究杠杆平衡条件 杠杆平衡 是指杠杆静止或匀速转动。 实验步骤 ①调节杠杆两端的螺母， 使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡； ②如图所示， 在杠杆的左右两边分别挂上数目不等的钩码， 移动钩码悬挂的位置， 使杠杆再次平衡，记录此时杠杆的动力(F₁)、动力臂(l₁)和阻力(F₂)、阻力臂(l₂); ③改变动力和阻力的大小， 重复三次实验； 图示 结论/ 杠杆 平衡条件 杠杆平衡条件(杠杆原理)：动力×动力臂=阻力×阻力臂 即: F₁·L₁=F₂·L₂ 也可写成: F₁/ F₂=L₂/L₁ 在杠杆平衡时， 动力臂是阻力臂的几倍， 动力就是阻力的几分之一； 说明 ①在实际生产和生活中， 匀速转动或在水平位置平衡的杠杆是不多的； 很多情况下， 杠杆都是倾斜静止的， 也是平衡状态； ②杠杆在倾斜位置平衡时进行试验也可得到杠杆的平衡条件； ③本实验调节杠杆处于水平位置平衡； 目的： 可以方便地从杠杆上量出力臂， 同时消除杠杆自重对实验产生的影响； 注意事项 ①调节杠杆平衡时， 要遵循“左高左调， 右高右调”的原则， 即杠杆的哪一侧高， 就将两端的螺母向哪一侧调节； ②实验中， 不能再次调节两端的螺母， 否则将破坏掉原来的平衡状态； ③实验中测量三组数据， 不是为了求平均值减小误差， 而是为了避免实验具有偶然性， 寻找普遍规律。 25、滑轮组机械效率的测量 原 理 η= = 物理量 G物： 钩码重力， h： 钩码提升的高度， F： 拉力， s： 绳的自由端移动的距离。 器 材 除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。 实验步骤 ①用弹簧测力计测量钩码所受的重力； ②按图把滑轮组安装好， 分别记下钩码和绳端的位置； ③匀速竖直拉动弹簧测力计使钩码升高， 读出拉力F的值， 用刻度尺测出钩码被提升的高度h和弹簧测力计拉绳子自由端移动距离s； ④改变钩码数量、换用不同滑轮重复实验； ⑤算出W有用、W总、机械效率η； 实验结论 钩码重和动滑轮重都影响滑轮组的机械效率： ①同装置提不同钩码， 钩码越重， 机械效率越高； ②用不同装置提升相同钩码， 动滑轮越重， 机械效率越低； 注意 ①实验时， 要看准最下面的钩码下端及弹簧测力计与绳自由端连接处对准刻度尺的位置； ②弹簧测力计要竖直向上匀拉动时读数， 目的： 保证弹簧测力计示数大小不变； ③绳端移动的距离和钩码上升的离度， 只测量其中的一个量也可以， 另一个量可以利用公式s= nh 进行计算； 26、探究影响动能的因素 实验 通过观察被撞击木块移动的距离来观察动能的大小 (转换法) ； 探究一 探究动能与速度关系， 要控制质量不变。 通过改变同一小球由斜面下落的高度来改变速度， 高度越高， 速度越大； (控制变量法) 实验设计 光滑斜面下的水平桌面上铺一水平木板，将木块放在木板上， 分别让同一钢球 (保持质量不变) 从斜面不同高度 (h₁和h₂) 由静止开始滚下， 撞击木块， 比较木块被撞击后运动的距离。 探究二 探究动能与质量关系， 要控制速度不变， 即不同质量小球由同一高度下落。 实验设计 分别让不同质量的木球和钢球从斜面同一高度 (h₁) 由静止开始滚下， 撞击木块， 比较木块被撞击后运动的距离。 说明： 要使小球在水平面具有相同的速度， 必须使小球从斜面同一高度滚下 (实验时用笔标记)； 分析论证 ①质量相同的钢球从不同高度由静止释放， 起点高的钢球， 到达底端的速度大， 撞击后使木块运动的距离长， 表明它的动能大； ②木球和钢球的质量不同， 钢球的质量大， 当它们从同一高度由静止释放时， 到达斜面底端的速度相同，但钢球撞击木块运动的距离长， 表明它的动能大。 探究归纳 影响因素： 影响动能大小的因素是物体的质量和速度； 物体的质量越大， 速度越大， 物体所具有的动能就越大； 说明 ①一切运动的物体都具有动能， 物体的动能取决于物体的质量和速度； ②物体由于运动而具有的能叫动能； 但不能说运动物体具有的能叫动能(因为还可能有势能) ③动能只和物质的质量和速度有关， 物体质量越大， 速度越快， 物体的动能越大； 但不能理解成物体的动能与物体的质量及运动速度成正比(Eₖ=1/2mv²)。 ④控制变量法的应用： 探究动能大小与质量的关系时， 保持物体的速度不变；探究动能大小与速度的关系时， 保持物体的质量不变； ⑤转换法的应用： 用木块被推动的距离表示小球动能的大小； 应用 不同车型 限制的载重量不同， 限制车速不同： 车的质量越大、速度越大， 动能就越大， 越不容易刹住车， 行驶时的危险性就越大. 因此要在同样的道路上对不同的车型设定不同的最高行驶速度， 载重量越大的车， 它的最高行驶速度(限速)越小。 27、探究影响重力势能的因素 实验 ①让同一重物从不同高度自由下落， 冲击小方桌(小方桌的桌腿是四根钉， 并放置在沙箱的沙面上) ，比较小方桌下陷的深度； ②让不同质量的重物从同一高度自由落下， 冲击小方桌， 比较小方桌下陷的深度； 实验结论影响因素 重力势能只与物体的质量和物体被举起的高度有关； 物体质量越大、举得越离， 重力势能就越大； 说明 ①控制变量法的应用： 探究重力势能大小与质量的关系时， 保持物体下落时的竖直高度不变；探究重力势能大小与竖直高度的关系时， 保持物体的质量不变； ②转换法的应用： 用桌腿陷入沙中的深度表示重力势能的大小； ③所选择的沙子要松软， 便于使桌腿陷入沙中， 方便比较重力势能的大小； 28、机械能之间的相互转化 相互转化 动能和重力势能之间的转化 单摆实验 将一个小球用细线悬挂起来， 拉着小球到达一定高度处释放， 小球在摆动的过程中具有动能和重力势能， 这些能量大小发生怎样的变化呢? 运动方向 高度 重力势能 速度 动能 能量转化 C到O 降低 减小 变大 增大 重力势能转化为动能 O到B 升高 增大 变小 减小 动能转化为重力势能 B到O 降低 减小 变大 增大 重力势能转化为动能 O到C 升高 增大 变小 减小 动能转化为重力势能 图示 单摆实验 滚摆实验 滚摆实验 将滚摆挂起来， 捻动滚摆使悬线缠绕在轴上， 当滚摆上升到最高点后， 放开手； 运动方向 高度变化 重力势能变化 速度变化 动能变化 能量转化 下降 降低 减小 变大 增大 重力势能转化为动能 上升 升高 增大 变小 减小 动能转化为重力势能 动能和弹性势能之间的转化 动能弹性势能之间转化 如图所示， 一个木球从一定高度滚下来， 撞到弹簧片上； 研究过程 球的速度 动能 弹簧片形变程度 弹性势能 能量转化 木球 压弯弹簧片 不断减小直至为零 不断减小直至为零 由小变大 不断增大 动能转化为弹性势能 弹簧片 把木球弹回 由零 不断增大 由零 不断增大 由大变小 不断减小直至为零 弹性势能转化为动能 弹性势能和重力势能之间的转化 弹性 势能 重力 势能 之间 转化 图-1中， 撑杆跳高运动员正在上升， 发生形变的杆的弹性势能转化为人的重力势能； 图-2中， 放在弹簧上的重物将弹簧压缩， 重物的重力势能转化为弹簧的弹性势能。 图-1 图-2 转化规律 1) 动能和重力势能间的转化规律： ① 质量一定的物体， 如果加速下降， 则动能增大， 重力势能减小， 重力势能转化为动能； ② 质量一定的物体， 如果减速上升， 则动能减小， 重力势能增大， 动能转化为重力势能； 2) 动能与弹性势能间的转化规律： ① 如果一个物体的动能减小， 而另一个物体的弹性势能增大， 则动能转化为弹性势能； ② 如果一个物体的动能增大， 而另一个物体的弹性势能减小， 则弹性势能转化为动能。 动能势能转化问题分析 ①明确研究对象和所要研究的过程； ②物体在起始位置所具有的动能、势能； ③在运动过程中， 物体高度、弹性形变、速度是否变化， 如何变化， 物体的重力势能、弹性势能、动能是否变化， 如何变化； ④得出结论： 减小的一种形式的能必定转化为增加的另一种形式的能。 注意 ①注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和变化； 如果除重力和弹力外没有其他外力做功， 即没有其他形式能量补充和能量损失， 则动能、势能转化过程中机械能不变。 ②题中如果有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表示不受摩擦力， 没有能量损失， 如果没有外力做功， 则机械能守恒； “斜面上匀速下滑”表示有能量损失--机械能不守恒。 归纳总结 ①动能和势能之间可相互转化， 在转化过程中， 物体的速度、高度、弹性形变都可能发生改变； ②动能与势能的相互转化可以发生在同一物体上， 也可以发生在不同的物体上。 29、温度计的使用和水浴法 名称 温度计的使用 使用注意事项 使用前首先观察量程， 判断是否适合待测物体温度； 并认清温度计分度值， 以便准确读数； ①会选： 估算被测温度， 选择量程合适的温度计； ②会看： 会观察量程和分度值； ③会放： 温度计竖直放置， 玻璃泡全部浸入被测液体中， 不要碰到容器内壁或容器底部； ④会读： 温度计玻璃泡浸入被测液体中稍等一会儿， 待温度计的示数稳定后再读数； 读数时玻璃泡要继续留在被测液体中， 视线与温度计中液柱的液面相平， 再读液柱下最近的整刻度值， 然后从整刻度值向上开始数小格数到液面， 整刻度值+小格数×分度值， 即为最终读数； 注意： 读数时， 不能仰视和俯视 (仰小俯大) ⑤会记： 测量结果由数值和单位两部分组成， 注意温度有“正”“负”之分， 如图示数-3℃。 水浴法 水浴加热法， 又叫隔水加热法， 简称水浴法。 说明 ①火焰分三层， 外边一层淡黄色、第二层桔红色、最里边层浅蓝色；分别为焰心、内焰、外焰； ②外焰温度最高， 所以用酒精灯外焰加热； ③用石棉网起到均匀受热的作用， 避免直接加热， 烧裂烧杯。 ④烧杯上放硬纸板作用是防止热量散失， 缩短加热时间， 或者加入温水，目的也是缩短时间。 注意事项 ①酒精不能超过酒精灯容积 ②用灯帽盖灭酒精灯。 优点 受热均匀； 温度上升缓慢且容易控制； 不会导致暴沸现象， 同时便于记录数据。 30、探究固体熔化时温度的变化规律 晶体 非晶体 定义 分子间整齐规则排列， 有熔点的固体 分子杂乱无章， 没有固定熔化温度的固体 举例 冰， 食盐， 海波， 奈， 石英， 石墨及金属 石蜡， 塑料， 玻璃， 松香， 沥青， 橡胶 熔点/凝固点 有熔点、凝固点 无熔点、凝固点 特性 不同晶体熔点不同； 同一晶体凝固点和熔点相同 熔化 温度 熔化过程中， 温度不变 熔化过程中， 温度不断升高 条件 温度达到熔点， 能够继续吸热， 二者缺一不可 不断吸收热量 熔化过程 AB 段： 持续吸热， 温度升高， 为固态； BC 段： 持续吸热， 温度不变； 熔化状态，固液共存， 此时温度为熔点； C点： 为液态， 熔化过程结束， 全部熔化成液态； CD 段： 持续吸热， 温度升高， 为液态。 整个过程持续吸收热量， 温度逐渐升高； 如石蜡， 在熔化过程中， 先变软， 再变稀， 最后熔化为液体； 非晶体熔化是缓慢软化过程； 图示 熔化 凝固 熔化 凝固 凝固 温度 凝固过程中， 温度不变 凝固过程中， 温度不断降低 条件 温度达到凝固点， 能够继续放热， 二者缺一不可 不断放出热量 凝固过程 DC段： 持续放热， 温度降低， 为液态； CB 段： 持续放热， 温度不变； 凝固状态， 固液共存，此时温度为凝固点； B点： 为固态， 凝固过程结束， 全部凝固成固态； BA 段： 持续放热， 温度降低， 为固态。 整个过程持续放出热量， 温度不断降低； 易误点辨析 ①处于熔点或者凝固点的物质， 状态 可能是 固态、液态、固液混合态， B、C为临界点， 其中， B点为固态， C点为液态。 ②晶体温度正好处于熔点时， 认为晶体一定处于固液共存状态， 这种认识是不正确的。 晶体吸热达到熔点时， 若不再吸收热量， 则晶体不会熔化， 此时为固态； 若能继续吸收热量， 则开始熔化， 熔化过程中温度保持不变， 此时为固液共存状态； 全部熔化后为液态， 若再吸热， 则温度上升。 故处于熔点的物质， 其状态可能是固态、液态或固液混合态 (处于凝固点亦如此) 。 说明 晶体和非晶体的重要区别： 是否具有熔点和凝固点。 反映在温度与时间的关系图上， 看是否有一段图线平行于时间轴。 拓展 为什么晶体熔化时， 停止加热熔化过程就会停止? 晶体被加热时， 分子运动加剧， 分子间的束缚随之减弱， 以致有的分子能较自由地“游动”， 呈现出流动性， 这就是晶体熔化过程， 如果停止加热， 分子因缺少能量不能“游动”， 就会停止熔化。 31、做功可以改变物体的内能吗 实验探究 做功可以改变物体的内能吗? 猜想与假设 对物体做功， 物体内能可能增加； 物体对外做功， 内能可能减少。 实验装置 实验过程 如图所示， 在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放入一小团硝化棉， 迅速向下压活塞， 观察实验现象 如图所示， 将一根铁丝速反复弯折数十次， 触摸弯折处， 感觉一下温度的变化 实验现象 硝化棉燃烧起来了 铁丝弯折处发热 交流与论证 向下压活塞， 活塞对筒内空气做了功。 硝化棉燃烧表明筒内的空气温度升高了， 也就是说， 筒内空气的内能增加了 快速弯折铁丝时， 对铁丝做功， 铁丝弯折处发热，表明铁丝弯折处的温度升高， 铁丝的内能增加 结论 对物体做功， 物体的内能增加； 实验探究 物体对外做功， 物体内能的变化 实验过程 ①向装有少量水的瓶子内打气； ②夏天， 打开可乐瓶， 观察有什么现象? 分析与论证 ①向装有少量水的瓶子内打气， 使得瓶内水蒸气的气压增大，水蒸气的内能增加，温度升高。当瓶塞跳起来时， 可以看到瓶内出现白雾， 这是因为水蒸气对瓶塞做功， 内能减少， 温度降低， 水蒸气液化成小液滴。 ②刚打开的可乐瓶口出现“白气”。可乐内有二氧化碳气体， 打开瓶盖时， 可乐内的二氧化碳气体从瓶内逸出到空气中， 对空气做功， 使瓶口的气体温度降低， 内能减少， 瓶口出现的“白气”是由空气中的水蒸气遇冷液化形成小液滴。 探究归纳 物体对外做功， 物体的内能会减少， 温度会降低。 做功与内能变化的关系 ①对物体做功， 物体的内能会增加。例如： 冬天天冷时， 双手互相搓搓就会感到暖和， 这是双手通过克服摩擦做功， 温度升高， 内能增加。 ②物体对外做功， 内能会减少， 内能转化为其它形式的能(通常是内能转化为机械能)。例如： 空气膨胀推动塞子做功时， 空气的内能减少， 温度降低。 32、物体在温度升高时，吸收热量的多少与哪些因素有关 实验探究 物体在温度升高时， 吸收热量的多少与哪些因素有关。 提出问题 物体在温度升高时， 吸收的热量除了跟物体的质量和升高的温度有关外， 还跟什么因素有关呢? 猜想或假设 物体在温度升高时， 吸收的热量可能还跟物质的种类有关。 设计实验制订计划 取等质量的两种液体(如水和煤油) 放入两个相同的容器中， 用同样的热源分别对它们加热，比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。 实验器材 两只相同的酒精灯、两只相同的烧杯、水和煤油、两支温度计、天平和砝码 (或量筒和密度计) 、两只搅拌器、两个铁架台、钟表、火柴。 进行实验 ①用天平称取相同质量的水和煤油分别放入两只相同的烧杯中。按图所示组装实验器材； ②观察并记录加热前两液体各自的初温度t₁， 预先设定好液体加热的末温度t₂； ③分别给两液体加热， 记下加热的开始时刻。加热时， 上下反复缓慢地提拉搅拌器； ④当一种液体温度达到t₂时， 记录该液体加热的最终时刻， 计算该液体加热的时间t。 对另一种液体做同样的观察、操作和记录。当热源相同时， 两液体升高温度相同的情况下， 加热时间越长的液体从热源吸热越多； ⑤将用过的煤油和水倒在指定的器皿内。整理好实验器材。 实验 记录 表格 序号 液体名称 液体质量m/g 液体初温t₁/℃ 液体末温t₂/℃ 加热时间t/ min 液体吸热情况 ① 水 100 20 50 10 多 ② 煤油 100 20 50 5 少 ③ 水 100 50 80 10 多 ④ 煤油 100 50 80 5 少 分析 与论证 将各组的实验数据公布交流， 通过对这些数据的研究和分析， 我们发现： 1) 相同质量的水， 升高相同的温度时， 其吸收的热量是相同的(加热时间相等)(①③对比)，用煤油做的实验也能得出相同的结论(②④对比)； 2) 相同质量的水和煤油， 升高相同的温度时， 水吸收的热量比煤油多 (水的加热时间长)(①②对比或③④对比)。 实验结论 相同质量的 同种物质， 升高相同的温度， 吸收的热量相等； 相同质量的不同种物质， 升高相同的温度， 吸收的热量一般不相等。 说明 ①钟表记录加热时间， 通过记录加热时间间接知道水和煤油吸收热量的多少； ②实验时调整两只酒精灯的灯芯， 使两灯的火焰基本相同， 目的是保证相同加热时间内两种液体吸收的热量相同。 ③各组实验数据可能有较大的差异： 原因之一： 实验中所使用的酒精灯在相同的时间内供给的热量有差异， 因此， 实际上研究对象在单位时间内吸收的热量并不完全相等； 原因之二： 实验中有热量损失。 ④运用控制变量法探究物体吸热的多少与物质种类是否有关时， 要控制物体的质量和升高的温度相等，改变物质的种类， 比较吸热的多少； ⑤转换法： 用加热时间的长短表示物质吸收热量多少； ⑥进行多次实验的目的是寻找普遍规律， 避免实验结论的偶然性， 不是减小实验误差。 注意事项 ①实验仪器组装“从下而上”。 ②保证用酒精灯火焰的外焰加热， 下面不要忘记安装石棉网。 ③提拉搅拌器的目的是使液体均匀受热。 33、电荷间的作用规律 电荷 自然界中只有两种电荷， 正电荷和负电荷； 正电荷 与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷规定为正电荷， 用“+”表示； 实质： 物质中的原子失去了电子； 丝绸得到电子， 带负电荷； 玻璃棒失去电子， 带正电荷； 负电荷 与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷规定为负电荷， 用“-”表示； 实质： 物质中的原子得到了多余的电子； 毛皮失去电子， 带正电荷； 橡胶棒得到电子， 带负电荷； 实验 ①用两根丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近会相互排斥； ②用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近丝绸摩擦过的玻璃棒会相互吸引。 实验结论： 同种电荷互相排斥， 异种电荷互相吸引。 作用规律 电荷间的作用规律： 同种电荷相互排斥， 异种电荷相互吸引； 34、电流表的使用 测量仪表 电流表 使用规则 ①电流表要串联在电路中。如果与用电器并联， 则用电器被短路， 可能会烧坏电流表或电源； ②使用电流表前， 要先检查指针是否指零， 若不指零， 要先调零； ③被测电流不要超过电流表的量程 (试触法验证所测电流是否超过量程) 。 如果被测电流超过了电流表的量程， 指针会被打弯， 还可能会烧坏电流表； ④电流要从“+”接线柱流入， 从“-”接线柱流出。 如果“+-”接线柱接反， 则电流表指针会反向偏转， 不仅测不出电流， 还可能将指针打弯。 ⑤绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上。 如果电流表不经过用电器直接接到电源的两极上， 则会造成电源短路， 烧坏电流表或电源。 量程 实验室中常用的电流表有两个量程： ①0~0.6A (分度值0.02A) ; ②0~3A (分度值0.1A) ; 注意： 测量最小电流不能小于分度值。 读数方法 示数 = 指针偏过的小格数 × 分度值； 说明 ①要测量谁的电流， 则电流表就与谁串联； 反之， 电流表与谁串联， 则表示测量谁的电流。 ②分析电路时， 电流表在电路中可看作导线， 其串联在电路中， 对电路的分析不产生影响。 备注 ①灵敏电流计一般用于测量比较小的电流 (如0~30μA) 。 ②电流表的工作原理： 通电导体在磁场中受到磁场力的作用制成的(参见17 章电磁场)。 试触法 选择 量程 在连接电流表之前， 为选择合适的量程有时要进行试触。试触时主要看指针的偏转情况： ①不偏转： 一方面可能是电流表所在的电路断路， 另一方面也可能是电流表已经损坏。 ②反偏： 即指针向反方向偏转， 说明“+”“一”接线柱接反了， 造成通过电流表的电流方向反向，这样不但无法读数， 还会损坏电流表。 ③偏角太大： 即指针偏转超出了其量程， 可能是待测电路发生了短路， 电流过大；也可能所选量程太小。短路和所选量程太小都会损坏电流表。 ④偏角太小： 偏角太小是由于电流表所选量程太大。一个电流表有0~3A和0~0.6A 两个量程，用0~3A量程时分度值为0.1A, 用0~0.6A 量程时分度值为0.02A, 所以0~0.6A 量程的精确度高些。 说明： 使用试触法， 首先选用大量程， 如果选用大量程测量而偏角很小时， 再换用小量程试触。 35、电压表的使用 测量仪表 电压表 使用规则 ①电压表必须要和被测用电器并联； ②使用电压表前， 要看指针是否指零， 若不指零， 要先调零； ③被测电压不要超过电压表的量程， 无法估计待测电压时，可接大量程， 用试触法来试一下； ④电流要从“+”接线柱流进电压表， 从“-”接线柱流出； ⑤在不超过电压表量程的前提下， 电压表可以直接接在电源两极 (测电源电压) ； 量程 实验室常用电压表有两个量程： ①0~3V (分度值是0.1V) ; ②0~15V (分度值是0.5V) ; 指针在同一位置， 0~15V 量程的示数为0~3V量程示数的5倍。 读数方法 示数 = 指针偏过的小格数 × 分度值； 电压表 问题推断 ①指针不偏转， 说明： 1) 与电压表并联电路外的部分电路开路； 2) 或电压表没有接入电路； 3) 或与电压表并联部分短路； ②指针反向偏转， 说明正负接线柱接反； ③指针正向偏转， 但偏转角度很小， 说明选用的量程太大； ④指针正向偏转， 但偏转角度很大， 超过最大刻度值， 说明选用的量程太小； ⑤示数等于电源电压， 说明与电压表并联部分断路或电压表两接线柱直接接到了电源两端； 判断方法 在判断电压表与谁并联时， 主要观察电压表两个接线柱是直接接在哪个用电器的两端； 说明 ①要测量谁的电压， 则电压表就与谁并联； 反之， 电压表与谁并联， 则表示测量谁的电压； ②电压表与导线并联时， 电压表示数为0； ③电压表所在的支路相当于开路； 注意 ①要产生电流必须有电压， 有电压不一定有电流， 还要看电路是不是通路； ②电压不能说成是哪一点的电压， 表述电压时， 必须指明是“哪一个用电器两端的电压”或“那段电路两端的电压”， 而不是“通过某用电器的电压”。 36、影响电阻大小的因素实验探究 说明 ①导体的电阻大小与多个因素有关， 设计实验方案时， 要采用控制变量法。 ②电阻大小不同， 即对电流的阻碍作用不同。 电源电压不变， 电流越小， 表明该导体电阻越大， 通过电流表示数大小间接反映电阻的大小， 运用了转换法。 ③实验中确保电源电压保持不变； 实验过程 ①按照图-甲连接实物图； ②分别将 A、B(材料、横截面积相同但长度不同的镍铬合金)、 A、C(材料、长度相同但横截面积不同的镍铬合金)、 A、D(长度、横截面积相同但材料不同的镍铬合金和锰铜合金) 接入电路中， 观察电流表读数的大小。 ③将镍铬合金、锰铜合金制作的线圈分别接在电路中， 如图乙所示， 用酒精灯加热， 观察电流表读数的大小。 图-乙 实验结论 ①导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料、温度有关； ②其他条件相同时， 导体长度越大， 电阻就越大； ③其他条件相同时， 导体横截面积越小， 电阻越大； 控制变量法 ①选用长度、横截面积相同而材料不同的合金丝， 目的探究导体电阻大小与导体材料的关系； ②选用长度不同、横截面积和材料相同的合金丝， 目的探究导体电阻大小与导体长度的关系； ③选用长度、材料相同而横截面积不同的合金丝， 目的探究导体电阻大小与导体横截面积关系； 温度影响 ①一般来说， 导体电阻随温度升高而增大， 如金属导体， 也有少数导体的电阻随温度的升高而减少， 如石墨；(题目如果不加说明温度对电阻的影响， 一般不予考虑)； ②大部分热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小； 也有一部分随着温度的升离而增大； ③白炽灯在刚开灯的瞬间容易烧断， 原因是刚开灯时灯丝温度较低， 电阻较小， 电流较大。 37、实验探究 电流和电压、电阻之间的关系 实验目的 实验一： 保持电阻不变， 研究电流和电压之间的关系； 实验二： 保持电压不变， 研究电流和电阻之间的关系； 实验方法 控制变量法 电路图 实验数据 实验一 实验二 序号 电阻(R/Ω) 电压(U/V) 电流(I/A) 序号 电压(U/V) 电阻(R/Ω) 电流(I/A) ① 5 2 0.4 ① 5 5 1 ② 4 0.8 ② 10 0.5 ③ 6 1.2 ③ 20 0.25 滑变作用 实验一 ①保护电路； ②改变电路中的电流和定值电阻两端的电压； 实验二 ①保护电路； ②更换电阻时， 调节滑动变阻器使电阻两端电压不变； 实验二滑 动变阻器的调节 口诀： 换大调大， 换小调小 (等比例调整， 才能保证分压不变) 。 更换阻值大一些的电阻时， 应将滑片向连入电路的电阻变大的方向移动(即远离所接下接线柱)；相反， 当更换阻值小一些的电阻时， 应将滑片向连入电路的电阻变小的方向移动(即靠近所接下接线柱)。 注意： 更换大电阻时， 如果可能超过电压表的量程， 则应将滑片调到阻值最大处。 注意事项 ①在测量过程中， 开关闭合时间不宜过长， 以减小电阻发热影响电阻大小而给实验带来误差； ②为防止偶然性结果的发生， 测量次数应尽量多些， 至少要测三组， 使实验结论更具有普遍性； ③若选用学生电源， 用滑动变阻器调节电阻两端的电压时， 尽量使电阻两端的电压成整数倍增大， 以减小读数带来的误差。 绘图 根据实验一和实验二的表格数据可以分别绘出电阻不变时电流随电压变化的图像(如图-甲)和电压不变时电流随电阻变化的图像(如图-乙)； 图像 图-甲 分析 与 论证 ①分析图-甲和实验一表格中的数据， 可以看出， 在导体的电阻一定时， 加在它两端的电压越大， 通过该导体的电流越大。电压与电流的比值是一个定值(电阻值)，即导体中的电流跟导体两端的电压成正比(正比例函数) 。 ②分析图乙和实验二中的数据， 可以看出， 在导体两端的电压一定时， 导体的电阻越小， 通过该导体的电流越大。电流与电阻的乘积是一个定值， 即导体中的电流跟导体的电阻成反比 (反比例函数) 。 结论 ①保持电阻不变时， 电流与电压成正比； ②保持电压不变时， 电流与电阻成反比； 说明 ①当电压不变时， 电阻越大， 则通过的电流就越小 (I=U/R) ； ②当电流一定时， 电阻越大， 则电阻两端的电压就越大 (U=IR) ； ③R=U/I只是 R的确定式(可用于计算电阻)，而不是决定式 (电阻是由导体本身决定的) ； ④同一电阻的阻值与电流和电压无关； 其电流随电压增大而增大； 38、伏安法测电阻 伏安法 根据欧姆定律的变形式 R=U/I， 测出待测电阻两端的电压和通过它的电流，就可以计算出导体的电阻， 这种测电阻的方法叫做“伏安法”。 伏安法是测电阻的一种基本方法， 这种通过测量电压和电流来测量电阻的方法属于间接测量法。 实验原理 R=U/I 实验电路图 实验器材 电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表、电压表、待测电阻 实验步骤 ①按电路图连接好实物； ②检查电路无误后， 将滑动变阻器调到最大阻值处， 闭合开关， 调节滑动变阻器的滑片， 改变待测电阻两端的电压， 使电压表的示数分别为1V、2V、3V， 观察相应的电流表的示数， 分别填入表格中； ③根据记录的三组数据， 分别求出三次对应的电阻值， 计算出它们的平均值， 即 ,= 实验表格 序号 电压(U/V) 电流(I/A) 电阻(R/Ω) 平均电阻(Ω) ① 1 0.1 10 10 ② 2 0.2 10 ③ 3 0.3 10 实验数据 处理 与评估 实验中每次测量的电阻值往往不同， 若相差不大， 这是正常的，是由于电压表、电流表读数误差引起的； 若相差较大， 则说明测量中出现了错误， 测量数据不能被采用。 为减小测量误差， 应采用多次测量取平均值的方法， 同时电表的量程尽量选用小的。 图像法 图像法分析实验数据： 建立直角坐标系U—I图像， 将多组实验数据 (I， U) 描绘在 U—I图像上， 做出图像， 求解待测电阻阻值， 同样是减少实验误差的方法。 滑动变阻器作用 ①保护电路； ②通过改变滑动变阻器接入电路的阻值改变待测电阻两端的电压，测得多组数据，便于多次测量求平均值； 注意事项 ①连接电路时开关断开， 并将滑片移至阻值最大处； ②实验测量结束断开开关后， 为了安全， 应首先拆除电源两端导线； ③操作时， 用手移动滑动变阻器的滑片， 眼睛观察电压表示数； ④读取电表示数时要客观、实际， 不能为了方便计算而出现凑数或造数的现象； ⑤电表量程选择要恰当， 尽量让其读数时指针有较大的偏转， 最好是在满刻度的1/3以上； 注意 调节滑动变阻器改变电压和电流值时， 可使每次改变值稍大些； 每次读数完毕应及时断开开关， 避免因通电时间过长， 电阻温度升高而使电阻增大， 造成测量值误差过大. 说明 ①利用“伏安法”也可以测量小灯泡的电阻； 实验中多测几组数据的目的是通过比较灯泡的亮度及计算出来的电阻值， 得出“灯丝的电阻随温度的升高而增大的规律”； ②不同电压下小灯泡的亮度不同， 灯丝的温度也不同， 所以计算出的电阻值相差较大， 因此，多次测量不是为了计算灯丝电阻平均值， 目的是寻找普遍规律， 求灯泡电阻的平均值毫无意义； 43 实验器材选择 ①根据不使电表损坏和尽量减小误差的原则选择电表； 量程过大， 指针偏转较小， 会影响读数的精确度； 量程过小， 会损坏电表。 选择时， 要使指针有较大偏转且不超过量程 (一般取满偏的1/3~ 2/3) ； ②根据电路中可能出现的电流和操作方便原则选择滑动变阻器； 1) 滑动变阻器允许通过的最大电流要大于电路中的最大电流； 2) 滑动变阻器最大阻值应略大于或接近待测电阻的阻值， 既能得到较大的调节范围， 又能使电流、电压变化均匀； (滑动变阻器阻值选择太大或太小都不适宜) 3) 对高阻值的滑动变阻器， 如果滑片稍有移动， 电流、电压会有很大变化， 不宜采用； ③根据实验中的估算、试触选择电源或电表的量程。对于这种情况，只有熟悉实验原理， 才能做出恰当的选择。 举例 ①估计被测电阻的阻值约为80Ω， 选用一节干电池作为电源时， 若不考虑滑动变阻器的阻值， 可利用I=U/R估算出电路中的最大电流为 Imax=U/R=1.5V/80Ω≈0.02A, 由于电流表0~0.6A量程的分度值为0.02A,那么电路中这么小的电流在电流表上不易显示和精确读数， 所以要选择电压大小适当的电源。 ②电源电压12V， 滑动变阻器规格“2A 10Ω”， 待测电阻的阻值约为 8Ω， 当不考虑滑动变阻器的电阻时，根据I=U/R 估算出电路中的最大电流 Imax=U/R=12V/8Ω=1.5A， 此时将滑动变阻器滑片移到最大阻值处，闭合开关， 利用0~3A量程试触观察电流表示数大小， 若电流表的示数(最小电流约为 Imin=U/R总=12V/(10Ω+8Ω)≈0.67A) 大于0.6A, 则电流表只能选0~3A量程。 由于待测电阻两端的最小电压为 Umin=IminR=0.67A×8Ω=5.36V>3V, 所以电压表只能选0~15V 量程。 伏安法测电阻误差分析 内阻 电流表与电压表都有电阻， 它们的电阻叫内阻； 电流表内阻 电流表的内阻非常小， 一般零点几Ω到几Ω， 所以在电学实验中， 它的内阻常常忽略不计； 电压表内阻 电压表的内阻非常大， 一般几KΩ到几十KΩ， 连入电路中通过的电流很小， 所以在电学实验中通过它的电流常常忽略不计； 实验误差 但在实际测量中这些忽略不计的物理量却使测量结果产生误差； 连接方法 在伏安法测电阻的实验中， 可以有以下两种测量方法， 分别叫内接法和外接法 (对电流表而言) ，如图所示， 分别为实验电路的一部分； 分类 外接法 内接法 电路图 举例 测量 R=5Ω的电阻 测量 R=10kΩ的电阻 偏差 测量值<真实值 (偏小) 测量值>真实值 (偏大) 原因分析 电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流(电压表有分流) 电压表测量的是电阻和电流表的总电压(电流表有分压) IR为通过电阻R的电流； I，为通过电压表的电流； UR为电阻R两端电压； UA为电流表两端电压； 适用于 被测电阻的阻值 较小 被测电阻的阻值 较大 巧记 “大内偏大， 小外偏小”： 被测电阻较大时，选择电流表内接法测量结果偏大；被测电阻较小时选择电流表外接法测量结果偏小。 举例 已知: 待测电阻标定阻值1000Ω, 选择: 电压表: 量程0~6V, 内阻: 6kΩ; 电流表：量程0~10mA，内阻：40Ω；分别用外接法和内接法测量待测电阻阻值； 测量方法 外接法 内接法 数据记录 电压(U/V) 电流(I/mA) 电阻(R/Ω) 电压(U/V) 电流(I/mA) 电阻(R/Ω) 2.0 2.30 870 2.0 1.92 1042 2.5 2.90 862 2.5 2.45 1020 4.0 4.70 851 4.0 3.75 1067 取平均值 861 1043 说明 待测电阻阻值较大时使用外接法测量， 电压表的分流比较大造成测量误差较大； 待测电阻阻值较大时，应使用内接法测量，电流表分压会比较小测量误差相对较小； 无论电流表还是电压表实际上都有一定的内阻， 所以， 无论是外接法还是内接法都会有一定的误差，遵循“大内偏大， 小外偏小”原则选择测量方法， 尽量减少误差。 39、电阻的其他测量方法 方法一 主要步骤 公式 电路图 伏安法电压表电流表 ①滑动变阻器调到最大阻值处 Rmax，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P， 改变待测电阻两端的电压， 使电压表的示数分别是1V、2V、3V，观察对应电流表的示数； Rₓ=(R₁+R₂+R₃)/3 ②根据R=U/I分别计算每次测量对应的电阻值； ③根据三次对应电阻值， 计算平均值； 伏阻法 已知R₀ 电压表 移动电表法 ①闭合开关， 测出定值电阻R₀ 两端电压 U₀； I=Iₓ=I₀ I= Rₓ== ②断开开关， 把电压表换接到Rₓ两端， 然后闭合开关, 测出 Rₓ两端电压 Uₓ; ③利用I=U₀/R₀算出Rₓ的电流, 利用 Rₓ= Uₓ/I计算出结果。 伏阻法 开关控制法 ①S₁、S₂闭合, 测电源电压; U₀= U- Uₓ I== Rₓ== ②S1 闭合、S2 断开测出Rₓ两端电压Uₓ; ③根据串联电路电压关系，算出R₀两端电压(U₀=U - Uₓ, 滑动变阻器中的电流 I= (U- Uₓ) /R₀,最后利用 Rₓ= Uₓ/I计算出结果。 伏滑法 已知 Rmax 电压表 ①滑动变阻器调到最大阻值处 Rmax，闭合开关，测出定值电阻 Rₓ两端电压Uₓ； Umax= U - Uₓ I= = R.= ②滑动变阻器调到最小阻值处(Rmin=0)， 测出Rₓ两端电压 U (即电源电压) ； ③根据串联电路电压关系， 算出滑动变阻器连入电路阻值最大时其两端电压 Umax= U - Uₓ,滑动变阻器中的电流 I= (U- Uₓ)/ Rmax, 最后利用Rₓ= Uₓ/I计算出结果。 方法二 主要步骤 公式 电路图 安阻法 已知R₀ 电流表 移动电表法 ①闭合开关测出定值电阻 R₀的电流I₀； U₀=Uₓ=U U=R₀ Rₓ==R₀ ②断开开关， 把电流表换接到Rₓ的支路， 然后闭合开关， 测出Rₓ的电流Iₓ； ③利用U=I₀R₀算出电源电压, 利用Rₓ= U/Iₓ计算出待测电阻； 安阻法 开关控制法 串联 ①S₁、S₂闭合, 测出通过Rₓ的电流Iₓ; U=IₓRₓ U=I(R₀+Rₓ) IₓRₓ= I(R₀+Rₓ) Rₓ=R₀ ②S₁闭合、S₂断开，测出通过电路的电流I； ③根据两次测量， 用电器两端电压相等列等式， 求出待测电阻； 安阻法 开关控制法 并联 ①S₁闭合、S₂断开, 测出通过R₀的电流I₀; U= I₀R₀ U=Rₓ(I-I₀) I₀R₀=Rₓ(I-I₀) Rₓ=R₀ ②S₁、S₂闭合，测出通过电路的电流I； ③根据两次测量，并联电路各支路两端电压相等列等式， 求出待测电阻； 安滑法 已知 Rmax 电流表 ①滑动变阻器调到最大阻值处 Rmax，闭合开关， 测出电路的电流I₁； U=I₁(Rₓ+ Rmax) U=I₂Rₓ Rₓ=Rmax ②滑动变阻器调到最小阻值处( Rmin=0)，闭合开关，测出电路的电流I₂； ③根据电源电压不变 U=I₁Rmaₓ+I₁Rₓ=I₂ Rₓ计算出结果。 等效替代法 电流表 电阻箱 ①先闭合 S₁，调节划片P 至适当位置， 读出电流表的示数I； Rₓ= R ②断开 S₁, 闭合 S₂, 保持滑片 P 的位置不变,调节电阻箱旋钮， 直到电流表的示数也为I，读出电阻箱的示数R。 总结 不必死记硬背， 除等效替代法之外， 其他测量方法无非是运用数学的方程思维， 一个未知量(Rₓ)，找到等量关系， 测出其他需要测量的相关量， 根据等量关系列方程， 列出Rₓ的表达式， 求出Rₓ的值。 40、伏安法测电功率 提出问题 如何测小灯泡的电功率? 实验原理 P=UI 伏安法 根据电功率的计算公式P=UI可知， 只要测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流， 代入公式P=UI中就可以求出小灯泡的电功率， 而小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流我们可以用电压表和电流表分别测出，这种测电功率的方法叫伏安法。与前面学过的伏安法测小灯泡电阻的方法一样， 是一种间接测量的方法。 实验器材 电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、小灯泡； 设计实验 根据测电功率的实验原理P=UI， 设计如图所示的电路图； 实验过程 ①将实验器材按图示电路图连接好， 连接时开关处于断开状态； ②闭合开关前将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处； ③闭合开关， 调节滑动变阻器的滑片， 观察电压表的示数， 使小灯泡两端的电压达到小灯泡的额定电压，此时小灯泡正常发光， 记下此时电压表、电流表的示数； ④调节滑动变阻器的滑片， 观察电压表的示数， 使小灯泡两端的电压略低于额定电压， 观察小灯泡的发光情况， 记下电压表、电流表的示数； ⑤调节滑动变阻器的滑片， 观察电压表的示数， 使小灯泡两端的电压略高于额定电压 (不离于额定电压的1.2倍， 否则会烧坏小灯泡) ，观察小灯泡的发光情况， 记下电压表、电流表的示数。 试验记录 序号 电压/V 电流/A 功率/W 灯泡亮度 ① 2.5 0.2 0.5 正常 ② 2.0 0.18 0.36 较暗 ③ 3.0 0.22 0.66 较亮 交流论证 ①当小灯泡两端实际电压等于额定电压时， 小灯泡实际功率等于额定功率， 小灯泡正常发光； ②当小灯泡两端实际电压大于额定电压时， 小灯泡实际功率大于额定功率， 小灯泡发光较亮； ③当小灯泡两端实际电压小于额定电压时， 小灯泡实际功率小于额定功率， 小灯泡发光较暗。 ④通过实验可知， 当实际电压等于额定电压时， 小灯泡正常工作， 小灯泡的发光亮度决定于小灯泡的实际功率， 实际功率越大发光越亮。 注意事项 ①开始实验前， 要注意检查电路并试触； 为了防止连接电路时出现短路现象， 连接电路时开关应处于断开状态； 为了防止闭合电路时电路中电流过大， 烧坏电路元件， 闭合开关前， 应将滑动阻器接入电路中的阻值调到最大值。实验结束后，要先断开开关， 再整理实验器材。 注意事项 ②为了探究小灯泡在额定电压下工作以及当电压略高于、略低于额定电压时的实际功率， 进行实验时，要注意电压表所显示的小灯泡两端电压， 并用同一个小灯泡进行三次实验， 每次实验测量一种电压下对应的电流， 进而计算出对应的电功率。 ③由于需要多次改变小灯泡两端的电压， 所以要使用滑动变阻器来调节。 调节滑动变阻器时， 需小心慢慢地调节滑片， 以免小灯泡两端的电压变化太快、超过额定电压太多而烧坏小灯泡。 41、用电能表测算用电器实际功率G 电能表 电流做多少功， 就要消耗多少电能， 电能 (功) 的测量仪器——电能表(电度表) 作用 测量用电器在一段时间内消耗电能的多少； 计量 电能表计数器上前后两次示数之差， 就是用电器在这段时间内消耗的电能， 单位为kW·h。 参数含义 说明 ①一般电能表的表盘上有5个格(20096 每位数字1 格)，最后面的框内的数字(6)为小数位； ②标定电流(5A)是指正常工作电流， 就是在这个电流的条件下， 它的精度最高； 额定最大电流 表示允许通过的最大电流(10A) (实际计算时， 使用额定最大电流) ； ③根据电能表转盘的转数， 可以精准地计算出这段时间内消耗的电能， 如某段时间内转盘转了n转(上图电能表为 3000转/kW·h)，则这段时间内用电器消耗的电能为： =kw.h=J 用电能表测算用电器实际功率 实验原理 P=W/t 实验器材 电能表、停表或钟表、待测用电器 实验过程 ①观察电能表铭牌， 记下每消耗1kW·h电能时电能表的转数(或指示灯闪烁次数)N； ②关闭其他用电器， 只让待测用电器工作； ③用停表或钟表测量待测用电器工作时电能表表盘转n转(或指示灯闪烁n次)所用的时间t； ④计算待测用电器的实际功率； 说明 电能表表盘转1转 (或指示灯闪烁1 次) 电流所做的功为： W₁= kw.h=J 电能表表盘转n转 (或指示灯闪烁n次) 电流所做的功为： w=kWh=× 3.6× 10⁶J 用电器的实际功率为：P= =× 3.6× 10⁶J 5 42、实验探究 电流产生的热量与哪些因素有关 实验探究 电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关? 提出问题 电炉接入电路时， 通过电炉的电流和连接电炉的导线中的电流是相等的， 电炉和导线都要发热， 可是电炉内金属电阻丝热得变红， 导线的发热却觉察不出来， 这是为什么呢? 猜想与假设 电流通过导体产生热量的多少可能与导体的电阻、通过导体的电流大小以及通电时间有关； 设计实验 取两个阻值不同的电阻， 放入质量相等的煤油中， 然后串联起来， ①可以探究电流产生的热量与电阻的关系； ②取甲或乙烧瓶，改变通过的电流， 保持通电时间相等， 可以探究电流产生的热量与电流的关系；③保持电阻和电流不变， 改变通电时间， 可以探究电流产生的热量与通电时间的关系。 进行实验收集证据 ①在两个相同的烧瓶中装入质量相等、初温相同的煤油，瓶中接入两根电阻丝且让其电阻值R甲> R已，然后在瓶中分别插入一支温度计。 按照图所示的实物图连接好电路， 让两电阻丝串联； ②检查电路连接无误后， 接通电路一段时间， 记录两瓶中煤油的温度值变化； ③在两瓶中的煤油温度降低一些后， 只把甲瓶接入电路， 调节滑动变阻器的滑片， 增大电路中的电流，重做上述实验， 通电时间与上次相同； ④保持电路中的电流大小不变， 再延长甲瓶电阻丝的通电时间， 记录温度变化情况。 记录数据 序号 电流/A 电阻/Ω 通电时间/ min 煤油温度变化/℃ ① 1.0 R甲 (电阻较大) 3 11 ② 1.0 R已 (电阻较小) 3 7 ③ 2.0 R甲 3 44 ④ 2.0 R甲 6 88 分析论证 1) 比较①与②可知， 在电流相等、通电时间相同时， 导体的电阻越大， 产生的热量越多； 2) 比较①与③可知， 在电阻相等、通电时间相同时， 通过导体的电流越大， 产生的热量越多； 3) 比较③与④可知， 在电阻相等、电流相等时， 通电时间越长， 产生的热量越多； 实验结论 电流热效应的影响因素： 电流通过导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间都有关系，导体的电阻越大、通过导体的电流越大、通电时间越长，产生的热量也越多。 说 明 ①实验中采用了“转换法”，通过观察温度计示数变化可以间接知道煤油吸收热量的多少。 ②实验中采用了“控制变量法”， 1) 探究电流产生的热量与电阻的关系时， 只改变电阻大小， 控制其他因素不变； 2) 探究电流产生的热量与电流的关系时， 只改变电流大小， 控制其他因素不变； 3) 探究电流产生的热量与通电时间的关系时， 只改变通电时间的长短， 控制其他因素不变。 ③分析实验数据时， 应分别选取 1) 电流和通电时间相同， 电阻不同(①与②)； 2) 电阻和通电时间相同， 电流不同(①与③)； 3) 电流和电阻相同， 通电时间不同(③与④)； 三组数据进行比较、归纳出结论； 这是控制变量法在分析实验数据时的应用。 43、奥斯特实验 奥斯特实验 1820年的某一天，丹麦的物理学家奥斯特在静止的小磁针上方拉一根与磁针平行的直导线，给导线通入直流电后， 不经意间看到小磁针立即偏转一个角度， 如图-1； 再切断电路后， 导线中无电流通过， 小磁针恢复到原来的指向， 不再发生偏转， 如图-2；若将电源的正负两极对调(即改变电流的方向)，小磁针的偏转方向也发生了改变， 如图-3。 实验图 图-1 图-2 图-3 实验分析 导线通电后下方的小磁针偏转， 说明通电导体周围的空间和磁体周围的空间一样也存在着特殊物质--磁场。小磁针受到了磁场力的作用而发生偏转。改变通电导体中电流的方向， 小磁针的偏转方向也改变，这说明通电导体周围的磁场方向与电流的方向有关。(转换法) 实验结论 ①通电导体周围存在着磁场； ②通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关。 说明 ①任何导体中有电流诵过时， 其周围空间均会产生磁场， 这种现象叫做电流的磁效应。 ②电流磁效应是由丹麦物理学家奥斯特首先发现的。奥斯特实验揭示了电现象和磁现象不是彼此孤立的，而是有密切联系的， 奥斯特实验是第一个揭示电和磁联系的实验。 ③实验时为了使现象明显， 导线应该南北放置。 ④实验时间不要过长， 因为本实验是一个短路的实验， 长时间通电容易烧毁电源； 应用 电流的磁效应的应用： ①电铃； ②电磁继电器。 44、通电螺线管实验 实验探究 通过通电螺线管实验：通电螺线管周围的铁屑分布情况与条形磁体的一样， 证明了通电螺线管周围存在磁场， 其周围磁场与条形磁体磁场相似， 且它两端磁极性质与电流方向有关。 探究归纳 通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似； 两端的磁极性质与螺线管中电流方向有关。 磁场方向 通电螺线管的磁场方向跟线圈中的电流方向、线圈的绕法有关，且两个决定因素中只改变 其中一个时， 磁场方向将改变； 如果两个因素同时改变， 则磁场方向不变。 实验结论 ①通过电流越大， 磁性越强； ②线圈匝数越多， 磁性越强； ③插入软铁芯， 磁性大大增强； ④通电螺线管的极性可用电流方向来改变。 45、影响电磁铁磁性强弱的因素 实验探究 影响电磁铁磁性强弱的因素 装置 控制变量 同一电磁铁的线圈匝数一定，利用滑动变阻器改变电流大小； 两个匝数不同的电磁铁串联， 电流大小相同； 实验数据 线圈匝数 电流 吸引大头针数目 电流 线圈匝数 吸引大头针数目 7匝 0.5A 6枚 0.5A 7匝 6枚 1A 11枚 10匝 11枚 实验现象 闭合开关并向左移动滑片， 电路中电流变大时，电磁铁吸引的大头针数目增多； 断开开关， 大头针全部落下； 闭合开关后发现电磁铁B 吸引大头针数目多； 分析论证 电磁铁的线圈匝数一定时， 电流越大， 电磁铁磁性越强； 没有电流通过电磁铁时， 电磁铁无磁性； 当通过电磁铁的电流相同时， 线圈的匝数越多， 电磁铁磁性越强。 探究归纳 电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数多少有关， 其规律是： ①电磁铁通电时有磁性， 断电时无磁性； ②通入电磁铁的电流越大， 它的磁性越强； ③在电流一定时， 外形相同的螺线管， 线圈匝数越多， 它的磁性越强。 ④内部有铁芯时， 磁性增强； 优点 ①可以通过电流的通断， 来控制其磁性的有无； ②可以通过改变电流的方向， 来改变其磁极的极性； ③可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少， 来控制其磁性的强弱。 说明 ①通电螺线管内部的磁场方向： 从S 极指向N极。 ②插入铁芯磁性增强的原因： 螺线管的磁性与被磁化的铁芯共同作用的结果； ③电磁体内部插入软铁， 而不能用钢或铝、铜等其他金属； 软铁为软磁性材料， 被通电线圈的磁场磁化后也会变成磁体， 从而使电磁铁的磁性更强， 且断电后磁性消失； 而钢是硬磁性材料， 一旦被磁化， 磁性会长时间保持， 这样的电磁铁无法实现磁性有无的可控性。金属铝或铜不是磁性材料， 无法被磁化， 无法实现磁性的增强。 ④控制变量法： 电磁铁磁性强弱与多种因素有关， 探究时需用到控制变量法； ⑤转换法： 磁性强弱不便于直接观察， 因此通过比较吸引大头针的数量来判断磁性强弱； 注意事项 ①连接电路时开关应该处于断开状态； ②实验不能长时间进行， 以免损坏电源；__ ③电路中的电流不宜过大， 以免放出热量太多， 烧坏电路； 应用 电磁起重机、磁悬浮列车、电动机、电磁继电器、电铃等； 55 46、磁场对通电导体的作用 实验探究 通电导体在磁场中的受力情况 探究结论 通电导体在磁场中受到磁场力的作用， 磁场力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关， 当只改变电流方向或磁场方向时， 通电导体受力的方向也随之发生改变； 当电流方向和磁场方向同时反向时， 通电导体受力的方向不变。 受力特点 ①通电导体在磁场中受到的力的方向，跟导体中的电流方向有关，也跟磁场的方向有关，若导体中的电流方向或磁场方向二者有一个改变时， 导体的受力方向也随之改变；若二者同时反向， 导体的受力方向不变； ②通电导体在磁场中的受力方向跟电流的方向垂直， 也与磁场的方向垂直(见： 左手法则)； ③通电导体中的电流方向与磁场方向相同或相反 (即导体中的电流方向与磁场方向平行) 时， 导体不受磁场的作用力； 当通电导体中电流方向与磁场方向垂直时， 导体所受磁场的作用力最大； ④通电导体在磁场里受到力的大小与磁场的强弱、电流大小及导体的根数有关。 说明 ①不要认为任何情况下通电导体在磁场中都受到力的作用， 当通电导体中电流方向与磁场方向相同或相反(即电流方向与磁感线方向平行)时， 通电导体将不受磁场力的作用； ②通电导体在磁场中会受到磁场力的作用， 但不一定运动(磁场力小于最大静摩擦力)； ③磁场对通电导体产生力的作用，实际上是磁体的磁场与通电导体的磁场之间产生的相互作用； ④能量转化： 通电导体在磁场中受力而运动时， 消耗了电能， 得到了机械能； ⑤要增加导体受到的力的大小可以增强磁场的强度， 增大通过导体的电流， 用多匝线圈的某个边代替直导体。 左手法则 (扩展) 确定通电导体受力方向： 使用左手法则。 左手法则： 伸开左手， 使拇指与其余四个手指垂直， 并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从攀心进入， 并使四指指向电流的方向， 这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中受力的方向。 应用 磁场对电流的作用的应用： ①电动机； ②扬声器。 47、通电线圈在磁场里受到力的作用 实验探究 通电线圈在磁场里受到力的作用； 设计实验 如图-2所示， 把一个线圈放在磁场中， 接通电源， 让电流流过线圈， 观察发生的现象； 图示 图-1 图-2(平衡位置) 实验现象 接通电源后， 线圈在磁场里发生转动， 但只转了大约90°， 便摆动几下停在图-2所示的位置； 实验现象分析 图-1中， 通电线圈 ab和 cd两个边由于通过的电流方向相反， 故在磁场里受到的力的方向相反，当两个力不在同一条直线上时， 线圈受到力的作用会发生转动； 图-2中， 当两个力在同一条直线上时(平衡位置)，线圈受到的两个力大小相等， 方向相反， 受到平衡力的作用， 所以线圈会停在此位置(图-2位置)。 探究归纳 通电线圈在磁场里受力而转动， 电动机就是根据这一原理制成的。 说明 平衡位置： 当线圈平面转到与磁感线方向垂直的位置时， 线圈受到的两个力大小相等， 方向相反，受到平衡力的作用， 所以线圈会停在此位置， 这个位置叫做平衡位置。 57 48、怎么产生感应电流 实验探究 怎么产生感应电流 实验步骤 ①如图所示， 连接如图装置， 闭合开关， 让导线 ab分别顺着磁感线上下运动或静止不动、水平向左运动、水平向右运动， 观察电流表指针是否偏转以及偏转方向； ②将磁铁的磁极位置对调， 闭合开关， 导线 ab水平向左运动时， 观察电流表指针偏转方向； ③断开开关， 使导线 ab以不同的方式运动， 观察电流表的指针是否偏转； 实验结论 通过实验得出： 闭合电路中导体做切割磁力线运动时产生电流， 电流方向与磁场方向和导体切割磁力线运动方向有关， 改变其一， 电流方向发生改变； 两者同时改变， 电流方向不变。 说明 由于产生的感应电流较小， 故选用灵敏电流计测量电流效果会更明显； 电磁感应现象 闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生电流的现象，叫做电磁感应。电磁感应现象是由英国物理学家法拉第发现的。 感应电流 电磁感应中产生的电流称为感应电流。 感应电流方向 感应电流跟导体切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。 若导体切割磁感线运动的方向或磁场的方向有一个改变时， 导体中感应电流的方向将改变；两者同时改变时， 导体中感应电流的方向不变。 说明 “闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动”这句话包含两层意思： ①导体必须是闭合电路的一部分； ②导体必须做切割磁感线运动。 切割 磁感线 切割磁感线是指导体运动的方向与磁场的方向有一定的夹角， 不能平行。 切割包括垂直切割和倾斜切割两种， 其他条件相同的情况下垂直切割产生的感应电流最大； 如图所示： (a)是垂直切割磁感线； (b)是非垂直切割磁感线； (c)平行时， 不切割磁感线； “切割磁感线运动”指的是导体与磁场的相对运动： ①磁场不动， 导体运动时， 导体能切割磁感线； ②导体不动， 磁场运动时， 导体也能切割磁感线， 同样能产生感应电流。 产生条件 通过上面的实验可以证明， 产生感应电流的条件： ①电路必须闭合； ②导体必须是闭合电路的一部分； ③这部分导体必须做切割磁感线运动； 影响因素 产生感应电流的大小与磁场强弱、线圈的匝数、切割磁感线的速度有关， 磁场越强， 线圈匝数越多， 切割磁感线速度越快， 产生的感应电流就越大。 能的转化 电磁感应现象中， 导体运动消耗机械能， 产生感应电流， 得到电能， 即把机械能转化为电能； 应用 电磁感应现象的应用： ①发电机； ②动圈式话筒； ③变压器。 学科网（北京）股份有限公司 $$