第一部分 物理、化学实验集锦
一、物理实验
（一）基本仪器的使用
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1.测量质量的仪器
（1）步骤
①被测物放左盘，砝码放右盘；
②砝码要由大到小逐步替换，用游码微调，直至天平恢复平衡；
③物体质量等于砝码总质量和游码的刻度值相加；
④测量结束后，砝码放回砝码盒，游码归“0”。
（2）注意事项
①天平放在水平台面上；
②游码移至标尺左端的零刻度线处；
③调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处。
2.测量长度的仪器
游标卡尺
螺旋测微器
构造
精度
0.1mm、0.05mm、0.02mm
0.01mm
是否
估读
不估读
估读，估读位数在0.001mm
原理
精度=主尺分度值/游标尺格数
精度=螺距/可动刻度格数
读数
方法
主尺上读的毫米数+0.1n（精度0.1mm）
主尺上读的毫米教+0.05n（精度0.05mm）
主尺上读的毫米数+0.02n（精度0.02mm）
（n表示游标尺上刻度线）
螺旋测微器测量长度l的普遍表达式为l=（0.5n+0.01k）mm
（n表示固定刻度上下刻线总条数）
3.测量时间的仪器（电磁打点计时器）
（1）工作条件
4~6V低压交流电源
（2）使用方法
①将纸带穿过限位孔，复写纸套在定位轴上，并压在纸带上。
②在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，两根导线的另一端分别接低压交流电源（4~6 V）的两个接线柱。
③先打开电源开关，再使纸带按实验需要运动，纸带上被打下许多小点。
④关闭电源，取下纸带
（3）注意事项
①要接在频率为50 Hz的低压交流电源上，而不能接在低压直流电源上。
②使用前要对打点计时器进行检查，使之具有良好的等时性。
③调节指针的高度，使之适当，且不要松动，以避免纸带上出现漏点、重影、等时性不好等缺陷，并减小对纸带的阻力。
④打点计时器是按间歌式工作方式设计的，每打完一条纸带要及时切断电源，以免通过线圈的电流时间过长而烧坏线圈。
⑤在利用打点计时器的实验中，纸带与打点计时器之间的摩擦是引起实验误差的主要原因之一，所以在实验前首先要放正打点计时器的位置，使纸带在移动过程中不与限位孔的侧壁相碰。
4.测量电流、电压的仪器
直流电流表
直流电压表
外部构造
使用方法
①电流表和被测的用电器串联
②电流从红色（或标识“+”号）接线柱流进，再从黑色（或标识“-”号）接线柱流出
③估算待测电流，选择合适量程
④电流表不能直接接在电源两极上
①电压表应该跟被测用电器并联
②电压表标有“-”号的接线柱应该连接在电源的负极，另一个接线柱应该连接电源的正极
③估算待测电压，选择合适量程
读数方法
①明确所选电流表的量程是0~0.6A或0~3A
②确定电流表的分度值，即表盘的一个小格代表电流的大小
③接通电路后，看看表针向右总共偏过了多少个小格，这样就能知道电流是多大了
电压表上读数的方法与电流表相似
5.调节电阻的仪器（滑动变阻器）
（1）原理
根据电阻定律
来制造的。当ρ、S不变时，R与L成正比，通过改变连入电路的电阻丝的长度，达到改变电阻的目的。
（2）注意事项
①无论滑动变阻器起作用的是全部还是部分，电流均不得超过其额定电流值。
②滑动变阻器虽然有四个接线柱，但实际上只有三个接线柱起作用（滑杆两端的两个接线柱实际上是一个），应根据不同的需要来选用接线柱。
③滑动变阻器的总阻值在仪器上标识，但触头两侧的电阻不能直接读出。
（二）力学实验
1.探究杠杆平衡的条件
（1）实验目的
通过实验探究杠杆的平衡条件。
（2）实验器材
带刻度的杠杆、支架、2个细铁丝环、钩码（10个，每个钩码重50N）、弹簧测力计、刻度尺
（3）实验原理
杠杆原理，即动力×动力臂=阻力×阻力臂。
（4）实验步骤
①调节杠杆两端平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
②用铁丝环在杠杆两侧挂上钩码，移动铁丝环的悬挂位置，使杠杆在水平位置重新平衡，用测力计测出杠杆两端受到的拉力（大小等于钩码的重力），分别记为F1和F2；再用刻度尺测出两端铁丝环到支点的距离，记为L1和L2。
③改变杠杆两端钩码数量或改变铁丝环的位置，重复上述实验。计算出几次实验中动力×动力臂和阻力×阻力臂的数据并对之进行比较，归纳出实验结论。
2.研究匀变速直线运动
（1）实验目的
①掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。
②测定匀变速直线运动的加速度。
（2）实验器材
打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸
（3）实验原理
①逐差法：在纸带上取相邻的7个计数点，间距依次为x1、x2、x3…x6，则
有
②图像法：由
求出打各计数点时的纸带的瞬时速度，作出v-t图像，求出图线斜率即得加速度。
（4）实验步骤
①把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
②把细绳的一端固定在小车上，跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上，用手拉住小车。
③先接通电源，后放开小车，让小车运动，这样打点计时器就在纸带上打下一系列点，取下纸带，更换新纸带，至少重复3次。
④选打点清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集的点，确定好计数始点，每隔4个计时点取一个计数点，使时间间隔T=0.1 s。
⑤用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离x1、x2、x3…xn或各计数点到起始点的距离d1、 d2、d3…dn，用逐差法计算加速度的值，最后求其平均值
（5）注意事项
①细绳尽可能与长木板平行，以确保细绳对小车的拉力不变。
②开始释放小车时，小车应尽量靠近打点计时器。
③小车的加速度应适当大一些，以能在纸带长约50cm的范围内清楚地取7~8个计数点。
④为防止钩码落地磨损以及小车跟定滑轮相撞而损坏器材，应采取一些防范措施。
⑤要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点。选取的计数点不少于6个。
⑥不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕。读数时估读到毫米的下一位。
（6）误差分析
误差来源主要是长度的测量，再者就是用图像法处理时作图产生的误差。
3.验证牛顿运动定律
（1）实验目的
①探究加速度与外力、质量的关系。
②学习用控制变量法研究物理规律。
（2）实验器材
打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘和砝码、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺
（3）实验原理
①保持研究对象即小车的质量不变，改变小盘内砝码的质量，即改变牵引力测出小车的对应加速度，用图像法验证加速度是否正比于作用力。
②保持小盘内砝码的质量不变，改变研究对象的质量，即往小车内加砝码，用打点计时器测出小车的对应加速度，用图像法验证加速度是否反比于质量。
（4）实验步骤
①用天平测出小盘的质量m0和小车的质量M0。
②把一端附有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。
③平衡摩擦力：小车的尾部挂上纸带，纸带穿过打点计时器的限位孔，将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，使小车在不挂小盘和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动。这样小车所受重力沿木板的分力与小车所受的滑动摩擦力平衡。在保证小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下，可以近似认为小盘和砝码的总重力的大小等于小车所受的合外力的大小。
④把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上做匀加速运动，打出一条纸带。计算小盘和砝码的总重力，即小车所受的合外力。由纸带计算出小车的加速度。
⑤改变小盘内砝码的个数，重复步骤④，并多做几次。
⑥保持小盘内的砝码个数不变，在小车内放入砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带，计算砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度。
⑦改变小车上砝码的个数，重复步骤⑥。
（5）注意事项
①实验中始终要求砝码和小盘的总质量远小于小车和砝码的总质量。
②平衡摩擦力时不要挂小盘，但应连着纸带且接通电源。
③小车所受的阻力f应包括车受的摩擦力和打点计时器对车后所拖纸带的摩擦力。
④实验中应作
或
图像而不是a-M图像来分析实验结果。
⑤提高测量精度的措施
a.应含掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起点。
b.可以把每打五次点的时间作为时间单位，即从开始点起，每隔四个点标出一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s。
（6）误差分析
①将小盘与砝码的总重力大小作为小车受到的合外力大小引起系统误差。
②未完全平衡摩擦力或摩擦力平衡过度引起误差。
③拉小车的细绳与板面不平行引起误差。
④测量、作图不准确引起误差。
（三）电学实验（描绘小灯泡的伏安特性曲线）
（1）实验目的
①描绘小灯泡的伏安特性曲线。
②理解并检验灯丝电阻随温度升高而增大的規律。
③掌握仪器的选择和电路的连接方法。
（2）实验器材
小灯泡、4~6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干
（3）实验原理
在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由于各种因素的影响，I-U图像不再是一条直线。读出若干组小灯泡两端的电压U和电流I，然后在坐标纸上以I为纵轴，以U为横轴画出I-U曲线。
（4）实验步骤
①适当选择电流表、电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的电路原理图连接好实验电路。
②滑动变阻器采用分压接法。把滑动变阻器的滑片调至滑动变阻器的左端，电路经检查无误后，闭合开关S。
③改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开开关S。
④在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I，横轴表示电压U，描点并用平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线。
⑤拆去实验线路，整理好实验器材。
（5）注意事项
①滑动变阻器要采用分压接法。
②实验电路必须采用电流表的外接法。
③调节滑片位置时应注意使电压表的示教不要超过小灯池的额定电压。
④改变电压时，要从低向高调节，不可使电压从高向低调节，以减小温度的影响。
⑤在坐标纸上建立坐标系，横纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线。
（6）误差分析
①测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大。
②电压表和电流表的读数引起的误差。
③描绘I-U图线时作图不准确造成偶然误差。
（四）光学实验（凸透镜成像）
（1）实验目的
探究凸透镜成像的规律。
（2）实验器材
光具座、凸透镜、蜡烛、刻度尺、光屏、火柴
（3）实验步骤
①将蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在光具座上，点燃蜡烛，把烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调至同一高度，使烛焰的像能成在光屏的中间。
②将蜡烛移至凸透镜2倍焦距以外的某一位置，调节光屏的位置直到光屏上出现清晰的烛焰像，观察并在表中记录下像的情况。
③将蜡烛移至距凸透镜2倍焦距处，调节光屏的位置直到上面出现清晰的烛焰像，观察并在表中记录下像的情况。
④将蜡烛移至距凸透镜1倍焦距和2倍焦距之间的某一位置，调节光屏的位置直到上面出现清晰的烛焰像，观察并在表中记录下像的情况。
⑤将蜡烛移至距凸透镜1倍焦距处，调节光屏的位置，观察并在表中记录下像的情况。
⑥将蜡烛移至距凸透镜焦距以内的某一位置，观察并在表中记录下像的情况。
⑦实验完成后熄灭蜡烛并整理仪器。
（4）实验结论
（5）注意事项
①蜡烛、凸透镜、光屏的位置，凸透镜应该在当中。
②烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在同一高度。
③移动时不要把蜡烛油滴到光具座上，以免影响下次实验。
