高考物理大二輪總復習與增分策略 題型研究6 加試實驗（一）課件

題型研究6 加試實驗(一) 實驗十二 探究導體電阻與其影響因素(包括材料)的關(guān)系(同時練習使用螺旋測微器)1.實驗原理(如圖1)(1)根據(jù)電阻定律公式知道只要測出接入電路的金屬絲的有效長度l和它的直徑d，計算出橫截面積S，并用伏安法測出電阻Rx，即可計算出金屬絲的電阻率.圖1 (2)螺旋測微器的讀數(shù)：測量值(m m )固定刻度數(shù)(m m )(注意半毫米刻度線是否露出)可動刻度數(shù)(估讀一位) (m m ).如圖2所示，固定刻度示數(shù)為2.0 m m，半毫米刻度線未露出，而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0 m m15.00.01 m m2.150 m m .圖2 0.01 答 案 2.實驗步驟(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d.(2)連接好用伏安法測電阻的實驗電路.(3)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復測量三次，求出其平均值l.(4)把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值處于 的位置.(5)閉合開關(guān)，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi).最大 答 案 (6)將測得的Rx、l、d值，代入公式R 和S 中，計算出金屬絲的電阻率.3.數(shù)據(jù)處理電阻R的數(shù)值可用以下兩種方法確定：(1)計算法：利用每次測量的U、I值分別計算出電阻，再求出電阻的_ 作為測量結(jié)果.(2)圖象法：可建立IU坐標系，將測量的U、I值描點作出圖象，利用圖象的 求出電阻值R. 答 案平均值斜率 4.實驗注意事項(1)因一般金屬絲電阻較小，為了減小實驗的系統(tǒng)誤差，必須選擇電流表 法.(2)本實驗若用限流式接法，在接通電源之前應(yīng)將滑動變阻器調(diào)到阻值 狀態(tài).(3)測量l時應(yīng)測接入電路的金屬絲的 長度(即兩接線柱之間的長度)；在金屬絲的3個不同位置上用螺旋測微器測量直徑并求平均值d.(4)電流不宜過 (電流表用00.6 A量程)，通電時間不宜 ，以免電阻率因溫度的升高而變化. 答 案 外接最大有效大太長 例1小明對2B鉛筆芯的導電性能感興趣，于是用伏安法測量其電阻值.(1)圖3是部分連接好的實物電路圖，請用電流表外接法完成接線并在圖中畫出.圖3 解 析 答 案 解析連線如圖甲所示.甲答案見解析圖甲 (2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到UI圖上，如圖4所示.在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點是用_(填“”或“” )表示的.圖4 答 案解 析 解析UI圖象如圖乙所示，UI圖象的斜率反映了電阻的大小，而用電流表內(nèi)接法時測得的電阻偏大，外接法時測得的電阻偏小，所以外接法的數(shù)據(jù)點是用“”表示的. (3)請你選擇一組數(shù)據(jù)點，在圖上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為_ .(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解 析 答 案 答案見解析圖乙用“”表示的數(shù)據(jù)連線時，電阻為1.2 (1.1 1.3 均可)，用“”表示的數(shù)據(jù)連線時，電阻為1.6 (1.5 1.7 均可)乙 1.在“探究導體電阻與其影響因素的關(guān)系”的實驗中，有兩節(jié)新的干電池、開關(guān)、若干導線和待測金屬管(阻值約為5 )及下列器材：A.電壓表03 V，內(nèi)阻約10 kB.電壓表015 V，內(nèi)阻約50 kC.電流表00.6 A，內(nèi)阻約0.05 D.電流表03 A，內(nèi)阻約0.01 E.滑動變阻器，010 (1)要求較準確地測出其阻值，電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)選_.(填序號)變式題組 A C 答 案解 析 解析由于兩節(jié)新的干電池的電動勢為3 V，所以電壓表應(yīng)選A；所以電流表應(yīng)選C. (2)實驗中的實物接線如圖5所示，請指出接線中的兩處明顯錯誤.圖5錯誤1：_錯誤2：_導線連接在滑動變阻器的滑片上采用了電流表內(nèi)接法 答 案解 析 解析由于待測金屬管阻值遠小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)用外接法，連線圖中的兩處明顯錯誤分別是：錯誤1：導線連接在滑動變阻器的滑片上；錯誤2：采用了電流表內(nèi)接法. 實驗十三 探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件1.實驗現(xiàn)象實驗1閉合導體回路中部分導體切割磁感線運動如圖6所示，導體AB做切割磁感線運動時，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而導體AB平行于磁感線運動時，電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn).圖6 實驗2條形磁鐵在線圈中運動如圖7所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但磁鐵在線圈中靜止不動時，電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn).圖7 實驗3改變小螺線管中的電流如圖8所示，將小螺線管A插入大螺線管B中不動，當開關(guān)S接通或斷開時，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；若開關(guān)S一直閉合，當改變滑動變阻器的阻值時，電流表的指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)；而開關(guān)一直閉合，滑動變阻器的滑片不動時，電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn).圖8 2.歸納探究結(jié)論實驗1是通過導體運動改變穿過閉合導體回路的磁通量；實驗2是磁體運動即 變化，改變穿過閉合導體回路的磁通量；實驗3是通過改變原線圈中的電流從而改變 強弱，進而改變穿過閉合導體回路的磁通量.3.注意事項(1)實驗中使用磁性較強的磁鐵，電流表用靈敏電流計.(2)實驗1中，注意哪種運動是切割磁感線運動，為了增強實驗效果，也可用多匝矩形線框的一邊切割磁感線. 答 案 磁場磁場 (3)實驗2中，插入磁鐵后要在線圈中停留一段時間，待電流計指針回到零位置后再拔出，改變插拔速度，進行觀察.(4)實驗3中，滑動變阻器滑片移動速度不要太快，注意電路連接情況，要明確電源的電流并未流過大線圈.(5)小線圈中放入鐵芯，可使實驗現(xiàn)象更明顯.(6)歸納結(jié)論時，注意從磁通量變化的角度進行. 例2(2014浙江7月學考28)用如圖9所示的裝置做“探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”實驗，下列說法正確的是() 解 析圖9A.甲圖中當磁鐵靜止在線圈中時，電流表的指針偏向右側(cè)B.甲圖中N極或S極插入線圈時，電流表的指針均偏向右側(cè)C.乙圖中開關(guān)處于閉合狀態(tài)，移動變阻器的滑片時電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.乙圖中開關(guān)處于斷開狀態(tài)，拔出線圈A時電流表的指針偏向右側(cè) 解析甲圖中當磁鐵靜止在線圈中時，磁通量沒有變化，沒有感應(yīng)電流，電流表的指針不動，故A錯誤；甲圖中N極或S極插入線圈時，與線圈相連的回路磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).但N極或S極插入線圈時，磁通量增大的方向相反，根據(jù)楞次定律可知，兩次感應(yīng)電流的方向一定相反，故B錯誤；乙圖中開關(guān)處于閉合狀態(tài)，移動變阻器的滑片時，穿過B線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C正確；乙圖中開關(guān)處于斷開狀態(tài)，不是閉合電路，線圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，故D錯誤. 變式題組2.某同學做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導線連接成如圖10所示的實驗電路，當他接通或斷開開關(guān)時，電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn)，其原因是()圖10A.開關(guān)位置接錯B.電流表的正、負接線柱接反C.線圈B的接頭3、4接反D.蓄電池的正、負極接反 解 析 解析電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的條件是接通或斷開開關(guān)瞬間線圈B中的磁通量發(fā)生變化，開關(guān)的正確接法是接在線圈A所在的回路中，接在線圈B所在的電路中，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流.而B、C、D三項中的操作不會影響感應(yīng)電流的產(chǎn)生. 解 析 答 案 3.如圖11所示是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實驗所需的器材，用實線將帶有鐵芯的小螺線管A、電源、滑動變阻器和開關(guān)連接成回路，將小量程電流表和大螺線管B連接成回路 .并列舉出實驗中改變回路的磁通量，使回路產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種方式：圖11(1)_；(2)_；(3)_. 解 析 答 案 解析小螺線管A、滑動變阻器、電源、開關(guān)組成一個回路；大螺線管B與電流表組成一個閉合回路，如圖所示.小螺線管A放入大螺線管B內(nèi)，當小螺線管A中的電流發(fā)生變化時，大螺線管B處的磁場也發(fā)生變化，進而使穿過大螺線管B的磁通量發(fā)生變化，大螺線管B與電流表組成的閉合回路中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流，所以采取的方式只要能夠改變A中的電流就可以了. 答案實物連接見解析圖(1)開關(guān)閉合(或斷開)瞬間(2)將小螺線管A插入大螺線管B瞬間(或從大螺線管B中取出瞬間)(3)保持開關(guān)閉合，將小螺線管A插入大螺線管B中不動，然后移動滑動變阻器的滑片 實驗十四 探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律1.實驗設(shè)計如圖12所示，條形磁鐵插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量，利用電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向判斷感應(yīng)電流的方向.2.實驗器材電流表、條形磁鐵、螺線管、電源、開關(guān)、導線.圖12 3.實驗現(xiàn)象相對運動情況原磁場方向向下向下向上向上的變化情況增加減少減少增加感應(yīng)電流在線圈中的方向自下而上自上而下自下而上自上而下 感應(yīng)電流的磁場方向(線圈中)向上向下向上向下感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向的關(guān)系相反相同相同相反4.實驗結(jié)論當穿過線圈的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向 ；當穿過線圈的磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向 . 答 案相反相同 5.注意事項實驗前應(yīng)首先查明線圈中電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系，判斷的方法是：采用如圖13所示的電路，用一節(jié)干電池與電流表及線圈串聯(lián)，由于電流表量程較小，所以在電路中應(yīng)接入限流變阻器R，電池采用舊電池，開關(guān)S采用瞬間接觸，記錄指針偏轉(zhuǎn)方向.圖13 例3如圖14所示，是“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置.圖14 (1)將實物電路中所缺的導線補充完整.解析補充的實物電路如圖所示.答案見解析圖 解 析 答 案 (2)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關(guān)后，將線圈L1迅速插入線圈L2中，靈敏電流計的指針將_偏轉(zhuǎn).(選填“向左” “向右”或“不” ) 解 析 答 案 解析已知閉合開關(guān)瞬間，線圈L2中的磁通量增加，產(chǎn)生的感應(yīng)電流使靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn).當開關(guān)閉合后，將線圈L1迅速插入線圈L2中時，線圈L2中的磁通量增加，由已知條件可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流也應(yīng)使靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn).向右 (3)線圈L1插入線圈L2后，將滑動變阻器的滑片迅速向右移動時，靈敏電流計的指針將_偏轉(zhuǎn).(選填“向左” “向右”或“不” ) 解 析 答 案 解析滑動變阻器的滑片迅速向右移動時，線圈L1中的電流變小，線圈L2中的磁通量減少，則靈敏電流計的指針向左偏轉(zhuǎn).向左 變式題組4.(多選)如圖15甲所示，開關(guān)S閉合后電流表指針由中央向左偏，當把一個線圈A和這個電流表串聯(lián)起來(圖乙)后，將一個條形磁鐵B插入或拔出線圈時，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，電流表指針由中央位置向右偏，這說明()圖15A.如果磁鐵的下端是N極，則磁鐵正在遠離線圈B.如果磁鐵的下端是S極，則磁鐵正在遠離線圈C.如果磁鐵的下端是N極，則磁鐵正在靠近線圈D.如果磁鐵的下端是S極，則磁鐵正在靠近線圈 實驗十五 探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系1.實驗目的探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系.2.實驗原理原線圈通過電流時，鐵芯中產(chǎn)生磁場，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化，鐵芯中的磁場也在不斷的變化，變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，副線圈中就存在輸出電壓.本實驗通過改變原、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系.3.實驗器材：兩只多用電表(或兩只交直流數(shù)字電壓表)、學生電源(低壓交流電源)、開關(guān)、可拆變壓器、導線若干. 4.實驗步驟(1)按如圖16所示連接好電路圖，將兩個多用電表調(diào)到交流電壓擋，并記錄兩個線圈的匝數(shù).圖16 (2)打開學生電源，讀出電壓值，并記錄在表格中.(3)保持匝數(shù)不變多次改變輸入電壓，記錄下每次的兩個電壓值.(4)保持電壓、原線圈的匝數(shù)不變，多次改變副線圈的匝數(shù)，記錄下每次的副線圈匝數(shù)和對應(yīng)的電壓值.5.數(shù)據(jù)記錄與處理次序n1(匝) n2(匝) n1 n2 U1(V) U2(V) U1 U21 2 3 4 6.結(jié)論原、副線圈的電壓比與原、副線圈的匝數(shù)比相等.7.誤差分析(1)實際變壓器存在各種損耗.(2)交流電表的讀數(shù)存在誤差.8.注意事項(1)在改變學生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開開關(guān)，再進行操作.(2)為了人身安全，學生電源的電壓不能超過12 V，不能用手接觸裸露的導線和接線柱.(3)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量. 例4(2015浙江10月選考)如圖17所示，在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，電源輸出端與變壓器線圈連接方式正確的是_ (選填“甲”或“乙” ).變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為120匝和60匝，測得的電壓分別為8.2 V和3.6 V，據(jù)此可知電壓比與匝數(shù)比不相等，主要原因是_.圖17乙漏磁、鐵芯發(fā)熱、導線發(fā)熱 答 案解 析 解析變壓器是靠電磁感應(yīng)原理工作的，必須接交流電，故正確的是圖乙；理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比，實際變壓器不成正比的原因是由于漏磁、鐵芯發(fā)熱、導線發(fā)熱等電能損失造成的. 5.在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中，實驗室中備有下列可供選擇的器材：A.可拆變壓器(鐵芯、兩個已知匝數(shù)的線圈)B.條形磁鐵C.直流電源D.多用電表E.開關(guān)、導線若干上述器材在本實驗中不必用到的是_ (填器材前的序號)，本實驗中還需用到的器材有_.變式題組 BC低壓交流電源 答 案 6.做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗時，原線圈接在學生電源上，用多用電表測量副線圈的電壓，下列操作正確的是()A.原線圈接直流電壓，電表用直流電壓擋B.原線圈接直流電壓，電表用交流電壓擋C.原線圈接交流電壓，電表用直流電壓擋D.原線圈接交流電壓，電表用交流電壓擋