高中物理實驗報告模板

篇一:中學物理實驗報告 徐婷婷

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中 學 物 理 實 驗 報 告

實驗名稱乾電池的電動勢和內阻的測定及油膜法測分子直徑 班級 物理092班 姓名徐婷婷 學號 09180212

實驗日期 20xx/3/29 同組人 張豐蕾

一、 實驗目的

①參與實驗操作過程,熟悉相關實驗儀器的使用,探究實驗操作和數據處理中的誤差問題,領會實驗中的設計思想,並對相關問題進行深入思考。

②深入理解實驗原理,與高中物理知識相聯繫,探討學生分組探究實驗的教學方法,提高師範技能。

③在與他人的交流討論中培養分析、解決問題的能力和交流、合作的能力。

二、 實驗器材

乾電池的電動勢和內阻的測定:電壓表、電流表、電阻箱、1.5V乾電池、開關、導線若干條。

油膜法測分子直徑:油酸—水溶液、注射器、帶方格的塑料水盆、痱子粉。

三、 實驗原理

(1) 乾電池的電動勢和內阻的測定 1. 安阻法

如圖1所示連接好電路,改變電阻箱R的阻值,測出不同阻值時對應的電流表的示數,並記錄數據。設被測電源的電動勢和內阻分別為E、r,設電流表的內阻RA可忽略,則由閉合電路歐姆定律可得:E=I(R+r)。 處理數據時的方法有兩種: ① 計算法

在實驗過程中測得一組電流的值Ii和接入的電阻箱的阻值Ri。設其中兩組分別為R1、I1和R2、I2。由閉合電路歐姆定律可得:

E=I1(R1+r) (1) E=I2(R2+r) (2) 聯立(1)、(2)可得E

I1I2(R1R2)I1R1I2R2

r,

I2I1I2I1

將實驗得到的數據進行兩兩比較,取平均值。

由閉合電路歐姆定律可得:E=I(R+r),將其轉化為

1

REr (3)

I

1

根據實驗所得數據作出R曲線,如圖2所示,此直線的斜率為電源電動勢E,

I

對應縱軸截距的絕對值為電源的內阻r。

2. 伏阻法

如圖3所示連接好電路,改變電阻箱R的阻值,測出不同阻值時對應的電壓表的示數,並記錄實驗數據。設被測電源的電動勢和內阻分別為E、r,電壓表

U

的內阻RV可忽略,則由閉合電路歐姆定律可得:E(Rr)

R

處理數據時的方法有兩種: ① 計算法

在實驗過程中測得一組電壓的值Ui和接入的電阻箱的阻值Ri。設其中兩組分別為R1、U1和R2、U2。由閉合電路歐姆定律可得:

圖3

E

U1

(R1r) (3) R1

U2

(R2r) (4) R2

E

聯立(3)、(4)可得E

U1U2(R1R2)(U1U2)R1R2

r,

U2R1U1R2U2R1U1R2

將實驗得到的數據進行兩兩比較,取平均值。

U

(Rr),將其轉化為 R

1E11

(5) RrUr

1

根據實驗所得數據作出R曲線,如圖4所示,此直線對應縱軸截距的

U

絕對值的倒數為電源的內阻r,該直線的斜率除以對應縱軸截距的絕對值為電源電動勢E。

由閉合電路歐姆定律可得:E

3、伏安法

分別按如圖5所示的內接法和如圖6所示的外接法連接好電路,改變滑動變阻器R的阻值,測出不同阻值時對應的電壓表的示數及電

流表的示數,並記錄實驗數據。則由閉合電路歐姆定律可得:E=U+Ir

圖5

圖6

處理數據時的方法有兩種: ①計算法

在實驗過程中測得一組電壓表的讀數Ui和電流表的讀數Ii。設其中兩組分別為I1、U1和I2、U2。由閉合電路歐姆定律可得:

E=U1+I1r (6) E=U2+I2r (7) 聯立(6)、(7)可得E

I2U1I1U2UU2

,r1

I2I1I2I1

②圖像法

由閉合電路歐姆定律可得:E=U+Ir,將其轉化為

U=-rI+E (8)

根據實驗所得數據作出U-I曲線,如圖7所示,此直線縱軸截距的含義是電動勢E,橫軸截距的含義是短路電流I0 (注意縱座標要從0開始),斜率的含義是內阻r,r

E

或用直線上任意兩點求解斜率的絕對值。 I0

圖7

I

(2) 油膜法測分子直徑

對於物質分子大小的測量,利用現代技術,像離子顯微鏡或掃描隧道顯微鏡已經能觀察到物質表面的分子。但是,這畢竟離中學物理太遠,用油膜法估測分子的大小這一學生實驗,不僅可以讓學生形成一定的微觀物質模型,而且更重要的是讓學生學習一種方法,即用宏觀手段來研究微觀問題,因此指導學生做好這個實驗是十分有意義的。

油酸分子式為C17H33COOH。是一種結構較為複雜的高分子。由兩部分組成,一部分是 C17H33是不飽和烴具有憎水性。另一部分是COOH 對水有很強的親和力。被酒精稀釋過的油酸滴在水面上時,油酸溶液會在水面上很快散開,其中酒精先溶於水,並很快揮發,最後在水面上形成一塊純油酸薄膜。

要做好油膜法測分子直徑這個實驗,在實驗操作的過程中,需注意以下兩個個主要問題。 一、 粉的厚度

粉的厚度實驗中痱子粉的作用是界定油膜大小的邊界,痱子粉過厚,油膜不易擴散,使水面的痱子粉開裂,痱子粉太少,油膜邊界不清。因此如何將痱子粉均勻地撒在水面上是關鍵,在實驗的過程中輕敲裝有痱子粉的塑料瓶,在水盆裏撒上均勻的、很薄的一層痱子粉,具體撒多薄的痱子粉才能成功要經過反覆的試驗。

二、點的滴法

實驗時,拿到配好濃度的油酸溶液用注射器抽取一定的體積,然後一滴一滴地滴回瓶子中,訓練準確、均勻地滴點,並記下滴完這部分油酸溶液的滴數。接下來把一滴油酸溶液滴入撒好痱子粉的水面中央,因張力作用油酸立即向四面八方散開,在水中形成一個近似圓形的薄膜油膜,邊緣與痱子粉形成一個分界線。首先,在滴的過程中手的力道要與之前數滴數時相同,另外油滴下落點不能離液麪太近也不能太遠,下滴點距水面約2至3cm左右為宜。

四、 實驗過程

乾電池的電動勢和內阻的測定:

1、選用一隻電阻箱、一隻電流表按照安阻法原理圖連接好電路,電流表的量程選擇0.6A。閉合開關,改變電阻箱的阻值,記錄下不同阻值R對應的電流表的示數I。

2、選用一隻電阻箱、一隻電壓表按照伏阻法原理圖連接好電路,電壓表的量程選擇3V。閉合開關,改變電阻箱的阻值,記錄下不同阻值R對應的電壓表的示數U。

3、選用一隻滑動變阻器、一隻電壓表、一隻電流表按照伏安法,分別採用內接法和外接法連接好電路,電流表的量程選擇0.6A,電壓表的量程選擇3V。閉合開關,滑動滑動變阻器改變接入電路中電阻的阻值,記錄下不同阻值對應的電壓表的示數U和電流表的示數I。

油膜法測分子直徑:

1、用注射器吸取0.5ml 1:1000的油酸酒精溶液,隨後一滴滴地滴回瓶中。數出0.5ml約108滴左右。每滴含油酸體積V為0.5ml/108 ×1/1000≈4.63×10-6ml

2、在塑料水盆中倒入適量的水,約為容器的1/3,水面完全穩定後均勻的撒上痱子粉。

3、等粉完全靜止後開始滴油酸溶液。下滴點距水面約2至3cm左右為宜。過幾分鐘後油酸薄膜的形狀趨於穩定。

4、把玻璃板蓋在塑料盆上。用彩筆把油酸薄膜的形狀勾勒在玻璃板上。

5、以超過半格算一格,沒超過半格捨去的方法,數出油酸薄膜所佔的格數,根據每格面積為1cm2,進而算出油酸薄膜的面積S。

6、根據每一滴油酸的體積V,和薄膜的面積S即可算出油酸薄膜的厚度d=V/S,即油酸分子直徑的大小。

五、實驗數據記錄及分析

乾電池的電動勢和內阻的測定實驗數據記錄: ① 安阻法