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  4. 实像和虚像电压的测量,电压表的使用质量的测量,天平的使用力的示意图重力的示意图

(1)图甲中电压表的示数为______V.(2)小明用天平测量某物体的质量时砝码和游码的示数如图乙所示,则该物体的质量为______g.(3)完成图丙的光路图(4)如图丁,茶杯静止在水平桌面

一、题文

(1)图甲中电压表的示数为 ______V.
(2)小明用天平测量某物体的质量时砝码和游码的示数如图乙所示,则该物体的质量为 ______g.
(3)完成图丙的光路图
(4)如图丁,茶杯静止在水平桌面上,画出它所受重力的示意图.








考点提示:实像和虚像,电压的测量,电压表的使用,质量的测量,天平的使用,力的示意图,重力的示意图

二、答案

(1)电压表选用的是0~15V量程,分度值是0.5V,指针所指的示数是11.5V;
故答案为:11.5.
(2)砝码的总质量是45g,标尺上的分度值是0.2g,游码所对的刻度值是2.4g,所以物体的质量是47.4g;
故答案为:47.4.
(3)这两条光线都是凸透镜的特殊光线:答案如图 



(4)重力的作用点是重心,重力的方向竖直向下.答案如图


三、考点梳理

知名教师分析,《(1)图甲中电压表的示数为______V.(2)小明用天平测量某物体的质量时砝码和游码的示数如图乙所示,则该物体的质量为______g.(3)完成图丙的光路图(4)如图丁,茶杯静止在水平桌面》这道题主要考你对 实像和虚像电压的测量,电压表的使用质量的测量,天平的使用力的示意图重力的示意图 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:实像和虚像,电压的测量,电压表的使用,质量的测量,天平的使用,力的示意图,重力的示意图

考点名称:实像和虚像
  • 实像:
    1. 实像是能呈现在光屏上的像,它是由实际光线会聚而成的,能使底片感光,所以叫实像。
    2. 对凸透镜而言,光源在主焦点以外时才能产生实像。 实像能用光屏呈接(呈现),是真实光线形成的像。
    3. 小孔成像成倒立的实像。

    虚像:
    1. 由物点发出的光线,经透镜折射其反射线反向延长线的交点叫做该物点的虚像点,其集合叫做物体的虚像。
    2. 虚像的特点是:不是实际光线的会聚,正立,同侧不能成在屏上。
        如果把一块玻璃板作为平面镜,在前面点上一根蜡烛;此时,平面镜后面并没有点燃的蜡烛,但是我们却看到平面镜后面好像有蜡烛。 这是因为光源处向四处发光,一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛,引起了视觉,我们感到好像光是从另一处(s')发出的。s'就是s在平面镜中的像。 由于平面镜后并不存在光源s',进入眼睛的光并非真正来自那里,所以把s'叫做虚像。 而实像则指既能被人看见又能在光屏上呈现的像。
    3. 物体的实像和虚像分别位于凸透镜的两侧。
  • 实像和虚像的区别:
    (1)成像原理不同:物体射出的光线经光学元件反射或折射后,重新会聚所成的像叫做实像,它是实际光线的交点。在凸透镜成像中,所成实像都是倒立的。如果物体发出的光经光学元件反射或折射后发散,则它们反向延长后相交所成的像叫做虚像。

    (2)承接方式不同:虚像能用眼睛直接观看,但不能用光屏承接;实像既可以用光屏承接,也可以用眼睛直接观看。人看虚像时,仍有光线进入人眼,但光线并不是来自虚像,而是被光学元件反射或折射的光线,只是人们有“光沿直线传播”的经验,以为它们是从虚像发出的。虚像可能因反射形成,也可能因折射形成,如平面镜成等大的虚像,凸透镜成放大的虚像。
     
    (3)成像位置不同:实像在反射成像中,物、像处于镜面同侧,在折射成像中,物像处于透镜异侧;虚像在反射成像中,物、像处于镜面异侧,在折射成像中,物像处于透镜同侧。
考点名称:电压的测量,电压表的使用
  • 电压表的使用方法,读数方法:(下表)

     项目

     电压表

    实物图

     符号

     

     接线柱

     有三个接线柱,分别是“-”、“3”和“15”,“-”表示负接线柱,“3”和“15”是两个正接线柱

     量程及分度值

     0~3量程,分度值为0.1V;0~15V量程,分度值是0.5V

     使用方法

    ①电压表必须与被测用电器并联
    ②要让电流从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出
    ③所测电压不能超过电压表的量程,若不能估测被测电压的大小,可用试触法来试一下
    ④绝对不允许不经过用电器直接把电流表接在电源的两极上,这样会烧坏电流表和电源

     读数方法

    ① 根据导线连接的接线柱判定电压表使用的是哪个量程
    ② 根据量程确定所对应的分度值
    ③ 根据指针位置正确读取电压表的示数,若指针不指在整刻度要适当估读
    ④ 记录数值时不要忘记写上单位

  • 电压表的特点:
       电压表内阻很大,接入电路后相当于开路。由于这个特点,电压表可以直接接到电源两端测量电源电压。如果电压表在使用过程中与用电器串联,电路就相当于开路了。

    例在做“练习使用电压表”实验时,小华把电压表接在了如图所示的电路中,小灯泡的规格为“1.2v 1.5w”,电池的电压为1.5V。闭合开关S后,小灯泡__(填“发光”或“不发光”),电压表的示数为__V。


    解析:从图中可以看出,电压表与灯泡串联了,由于电压表的电阻很大,所以通过灯泡的电流很小,可以认为是零,所以灯泡不会亮,根据串联电路的分压规律,电源电压基本上都分在了电压表两端,所以电压表的示数为电源电压。

    答案:不发光、1.5

    去源法判断电压表测哪部分电路的电压:
        去源法是指在分析电路中电压表测的是哪个部分电路两端的电压时,可先将电源去掉,然后进行分析的方法使用“去源法”时应注意,在去掉电源(即电源处断开)后,电压表与哪个部分电路组成回路,则电压表测的就是那部分电路两端的电压。

    例1:存图所示的电路中,闭合开关S,电压表是测量L1两端电压的正确电路是(   )

    解析:去掉电源后,会发现A、B、C中电压表均与L2构成回路;D中电压表与L1、L2均构成回路。
    答案:D
    点拨:所谓“构成回路”是指电压表与其他用电器之间有导线(包括开关)相连,没有断开之处。

  • 电压表的试触:
         在预先不能确定电压表应选择的量程时,应该采用“试触”的方法,即在合上开关时仅轻轻接触一下就断开,而不是一下子将开关合到底且长时间不断开。试触时,先选用较大的量程。
       “试触”的方法在电学实验中很重要,要掌握这种方法。在试触时还町以根据电压表指针的方向变化,判断哪端是电池的正极,哪端是电池的负极。将电压表与失去电极标识的电源两极相连,然后迅速试触。如果电压表指针正向偏转,说明与“+”接线柱相连的电极为正极,与“-”接线柱相连的电极为负极。如果电压表指针反向偏转,说明与电压表的“+”接线柱相连的电极为负极,与电压表的“-”接线柱相连的电极为正极。

    判断未知电表的方法:
        对电路中未知电表的判定是个难点,下面介绍几种常用的方法。
    1.短路法
        电流表和电压表是测量仪表,将它们接入电路中对电路结构不产生影响。电流表内阻很小,相当于一根导线;电压表内阻很大,相当于开路。因此可将要填电表的地方换成一根导线,若电路出现短路,则所要填的表应是电压表;若电路并未出现短路,则所要填的表应是电流表。
    2.去表法
        假设把电表从电路中去除,分析电路是否因此而受到影响。若其他元件不能正常工作,则电表一定是串联在电路中,应是电流表;若其他元件不受影响,则电表一定是并联在电路中,应是电压表。
    3.分析法
        对于连接方式已确定的电路,可以先观察电路的连接情况,再考虑电表的连接法则,即电流表应串联在电路中,电压表应并联在电路中,最后进行综合判断。
    例1如图所示电路中,a、b、c是电压表或电流表,其中(   )

    A.a、b为电流表,c为电压表
    B.a为电压表,b、c为电流表
    C.a为电流表,b、c为电压表
    D.c为电流表,a、b为电压表
    解析:在a、b、c三处分别换上一根导线,则在a处灯泡L1发生短路,所以a应为电压表,b、c处电路未出现短路,所以b、c处为电流表。
    答案:B
  • 由电压表示数判断电路故障:
    电路出现故障,一般有两种情况:
    (1)发生短路
    (2)发生断路。
    两种情况,电压表的示数都有可能是零或接近电源电压
    故障电压表示数出现故障的位置出现故障的原因用电器工作情况电路图
    短路与电压表并联的用电器发生短路导线两端电压为零部分用电器工作
    短路电压表的示数
    接近电源电压
    与电压表并联的用电器以外的用电器发生短路电源电压全部加在与电压表并联的用电器两端部分用电器工作
    断路与电压表并联的用电器以外的用电器发生断路电压表的接线柱 (至少有一个)没有与电源接通用电器不工作
    断路电压表的示数
    接近电源电压
    与电压表并联的用电器发生断路电压表、用电器与电源直接构成了一个通路用电器不工作
考点名称:质量的测量,天平的使用
  • 质量的测量工具:
    1.日常生活中常用的测质量工具,如图所示。


    2.实验室常用工具:托盘天平和学生天平,如图所示。
  • 天平的使用方法:
    在物理实验中,称量物体质量的工具是天平,为正确使用天平,需注意以下事项。
    1.使用天平前需知
    (1)了解天平的构造。天平由底盘、分度盘、横梁、平衡螺母、天平盘、标尺、游码、指针及砝码组成。
    (2)知道天乎的称量和感量。学生天平的最大称量一般为200克;感量一般为0.2克。

    2.天平的使用方法天平的使用方法可归纳为:放、移、调、称、读、收。
    将天平放在水平台上
    使用前将游码移至称量标尺左端的“0”刻线处
    调节横梁上的平衡螺母,使指针指在分度盘的中央刻线处,这时横梁平衡。凋节平衡螺母的方法可归结为“螺母反指针”,也就是当指针向右偏,应将横梁上的平衡螺母向左调,即螺母调的方向与指针偏转的方向相反
    称量时,把被测物体放在左盘,估计一下被测物体质量后,用镊子按“先大后小”的顺序向右盘中依次试加砝码,如果添加最小的砝码偏多,而取出这个最小的砝码又偏小,这时应取出最小的砝码,再调节游码在游码标尺上的位置,直到天平指针指在分度盘的中央刻线处.特别注意:被测物体和砝码的位置是“左物右码”
    右盘里砝码的总质量加上游码标尺上游码的示数值,就是被测物体的质量,即:m=m+m;游码的示数值以游码的左侧对齐格数为准;在使用天平时,若不小心按“左码右物”的方式放置,那么被测物体的质量应等于砝码质量之和减去游码在标尺上的示数值
    测量完毕,把被测物体取下,砝码放回盒中,游码拨回标尺零刻度线处,即“取下物体,砝码回盒,游码回零”

    3.天平的使用可用以下口诀记忆
    (1)天平先要放水平,游码左移要归零,旋转螺母针指中,左物右码要记清,砝码要用镊子取,湿、液要用容器称,先大后小移游码,渎数两码要相加。
    (2)测质量,用天平,先放平,再调平,游码左移零,螺母来调平,左物右码要记清,先大后小镊取码,平衡质量加游码。

    使用天平常见的问题
    1.游码未归零问题
        题型特征:游码未置于标尺左端的零刻度线处就将天平调节平衡了,而在称量的过程中又移动了游码的位置。游码在天平的使用过程中的作用相当于一个其数值可以变化的小砝码,只要游码位置不动,就没有起到小砝码的作用.因而物体的质量与游码位置无关。但当游码移动时,情况就发生了变化,在正常使用情况下,将游码向右移动,相当于在右盘中添加砝码;同理,若将游码向左移动,则相当于在左盘中添加砝码(或者相当于在右盘中减去砝码)。

    2.物码错位问题
        题型特征:称量时误将被测物体和砝码位置放反。正常情况下,物体(质量为m)放在天平左盘,砝码(质量为m)放在天平右盘,且游码(质量为m)是作为小砝码在使用的,所以有m=m即m=m+ m;若物码错位放置,则等式为m=m+m,即被测物体的质量m=m一m

    3.砝码不规范问题
        如果砝码磨损,其质量减小,用它来平衡与它示数相同的物体,必须向有移动游码,因此,读出的数值是砝码示数加上游码所对的刻度值,它比物体质量大。如果砝码上粘有其他物质,砝码的质量比它的实际质量大,称量时,导致游码向右移动较少,读出的数值比物体的实际质量小。

  • 天平使用时的几个为什么
    1.观察天平是否平衡。为什么要采用“摆动法”?
         答:无论是调节天平空载时的零点,还是称量过程中观察天平是否平衡,一般都采用横梁“摆动法”,这主要是为了克服天平的摆动惯性。尽管指针在分度盘上左有摆动的幅度会依次递减,但只要指针两边摆动的幅度基本相等,便可认为天平达到平衡。

    2.使用天平时为什么要强调物体必须放在左盘中,砝码放在右盘中?
         答:我们知道,空载时天平调平后,游码在标尺的最左端零刻度处;称量时,游码要向右移动。这时,游码所示的质量加上右盘中的砝码的质量,就等于被测物体的质量,即m物=m砝+m游。如果将物体放在右盘中,将砝码放在左盘中,游码所示的质量加上砝码的质量就不等于被测物体的质量,而是游码的质量加被测物体的质量等于砝码的质量,即m砝=m物+m游。因此,这样称量,按常规方法读数,结果会偏大(这时被测物体的质量应为m物=m砝-m游)。因此,使用天平测质量时,物体要放在左盘中,砝码要放在右盘中。

    3.为什么使用天平称物体的质量时,被测物体的质量不能超过它的称量? 
         答:每一种测量工具都有一个测量范围,天平也一样。天平的称量就是它所配备的所有砝码的质量再加上标尺上最大刻度值的质量。如果被测物体的质量超过了这个称量,显然天平不可能平衡,闪而测不出结果。其次,仔细观察天平横梁的支点,就会发现它是一个十分锋利的刀口。如果被测物体的质量超过了天平的称量,就会损伤刀口,使天平摆动不灵活,影响测量的准确性。因而使用天平时,不能测超过它称量的物体。用镊子加减砝码时要轻拿轻放,也是为了避免损伤刀口及其他部件。
考点名称:力的示意图
  • 定义:
    在受力物体上沿力的方向画个箭头,表示物体在这个方向上受到了力,这种表示力的方法叫做力的示意图。

    力的三要素力的示意图
    力的大小用线段长短粗略表示力的大小
    力的方向箭头所指的方向表示力的方向
    力的作用点力的作用点画在线段的起点火箭头处
  • 力的示意图的画法:
    (1)在受力物体上画出力的作用点;

    (2)确定力的方向,然后沿力的方向画一条直线;

    (3)在线段的末端标上箭头,并在箭头旁标出所画力的符号;

    (4)在同一个图上画几个力的示意图时,力越大线段应越长,大小相同的力线段长度应相等。如图所示为茶杯对桌面的压力的示意图。
  • 力的图示:
    1.为了形象、直观地表示力,我们可用一根带箭头的线段来表示力的大小、方向和作用点(即力的三要素)。这种表示力的方法叫做力的图示,如图所示。力的方向所沿的直线叫力的作用线。


     2.画力的图示的步骤:
    (1)选定标度(用多少毫米表示多少牛的力);
    (2)从作用点沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加上刻度;
    (3)在线段的末端加箭头表示力的方向,箭尾在力的作用点上。

    提示:力的作用点一定要画在受力物体上,不可随意画在线段的其他部分,一般要画在物体的重心上,压力要画在被压物体的表面上。当一个物体受多个力作用时,这几个力的作用点都要画在物体的重心上。

    例:水平地面上有一辆小车,甲水平向左推,用力 6N,乙向左上方与水平方向成30角拉,用力9N,作出这两个力的图示。
    解析:作力的图示,应按要求标明角度大小,在一个图上,不管有几个力,标度都应统一,又因为线段的长度最好是标度的整数倍,所以取标度为3N。
    答案:如图所示
考点名称:重力的示意图
  • 定义:
    用力的示意图表示重力的大小和方向。
  • “重力”的图示和示意图:
         力的图示和力的示意图都反映了力的三要素,力的图示精确,力的示意图简约。由于重力的方向是竖直向下的,也就是与水平面垂直,所以在画图时,或是找到竖直方向,或是找到水平方向都可以。但不少要求画出重力示意图的习题常有干扰因素出现,致使学生容易产生误解,下面我们看几个这样的例子。

    例1:如图1所示,请画出在地面上滚动的足球所受重力的示意图。

    解析:这是个滚动的足球,但无论球怎样滚动,它所受重力的方向并没有变,依照水平地面的方向,重力的方向应该垂直水平面向下,画出的示意图如图2所示。本题的干扰因素是“滚动”,容易让人误认为重力的方向是向前的。


    例2 :在图2中画出斜面上的物体所受重力的示意图。

    解析:物体在斜面上静止,它所受重力的方向仍是竖直向下的,参照水平地面的方向,画出的示意图如图4所示。本题的干扰因素是“斜面”,容易让人误认为重力的方向是与斜面平行的。

    例3:小球悬挂在细绳下来回摆动,请画出小球在如图位置时所受绳子拉力F和重力G的示意图。

    解析:小球被悬挂在细绳下,并且来回摆动,在如图5所示的位置时,重力的方向仍是竖直向下的,对照竖直向下的垂线,画出重力的示意图如图所示。绳子拉力F一定沿绳子的方向,二者的大小关系不明确,所以只要标上箭头就可以了。该题的干扰因素是“摆动”,容易让人误认为重力的方向是斜向下的。


    例4:重为6牛的小球用细线悬挂在天花板上,用力的图示法在图7中画出它所受的重力G。

    解析:该题是让画力的图示,首先明确重力作用在球上,所以选取球心作为力的作用点,然后沿着竖直方向向下作一直线,根据重力的大小是6N,选取3N为一标准长度,则在直线上截取2段,表示的就是重力的大小,最后在线段末端标上向下的箭头表示重力的方向即可,如图8所示。

    本题是力的图示,画法虽然复杂了些,但题意还是非常明确的。
    总之,无论是画重力的图示还是示意图,其方向都是向下的,我们不要被题意中的其他因素所干扰。

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