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1、题型研究6 加试实验(一) 实验十二 探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系(同时练习使用螺旋测微器)1.实验原理(如图1)(1)根据电阻定律公式知道只要测出接入电路的金属丝的有效长度l和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率.图1 (2)螺旋测微器的读数：测量值(m m )固定刻度数(m m )(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位) (m m ).如图2所示，固定刻度示数为2.0 m m，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 m m15.00.01 m m2.150 m m .图2 0.01 答 案
2、 2.实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路.(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值处于 的位置.(5)闭合开关，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的值，填入记录表格内.最大 答 案 (6)将测得的Rx、l、d值，代入公式R 和S 中，计算出金属丝的电阻率.3.数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定：(1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的_ 作为测量结果.(
3、2)图象法：可建立IU坐标系，将测量的U、I值描点作出图象，利用图象的 求出电阻值R. 答 案平均值斜率 4.实验注意事项(1)因一般金属丝电阻较小，为了减小实验的系统误差，必须选择电流表 法.(2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值 状态.(3)测量l时应测接入电路的金属丝的 长度(即两接线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径并求平均值d.(4)电流不宜过 (电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜 ，以免电阻率因温度的升高而变化. 答 案 外接最大有效大太长 例1小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值.(1)图3是部分连接
4、好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图中画出.图3 解 析 答 案 解析连线如图甲所示.甲答案见解析图甲 (2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到UI图上，如图4所示.在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_(填“”或“” )表示的.图4 答 案解 析 解析UI图象如图乙所示，UI图象的斜率反映了电阻的大小，而用电流表内接法时测得的电阻偏大，外接法时测得的电阻偏小，所以外接法的数据点是用“”表示的. (3)请你选择一组数据点，在图上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_ .(结果保留两位有效数字) 解 析 答 案 答案见解析图乙
5、用“”表示的数据连线时，电阻为1.2 (1.1 1.3 均可)，用“”表示的数据连线时，电阻为1.6 (1.5 1.7 均可)乙 1.在“探究导体电阻与其影响因素的关系”的实验中，有两节新的干电池、开关、若干导线和待测金属管(阻值约为5 )及下列器材：A.电压表03 V，内阻约10 kB.电压表015 V，内阻约50 kC.电流表00.6 A，内阻约0.05 D.电流表03 A，内阻约0.01 E.滑动变阻器，010 (1)要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_.(填序号)变式题组 A C 答 案解 析 解析由于两节新的干电池的电动势为3 V，所以电压表应选A；所以电流表应选C.
6、(2)实验中的实物接线如图5所示，请指出接线中的两处明显错误.图5错误1：_错误2：_导线连接在滑动变阻器的滑片上采用了电流表内接法 答 案解 析 解析由于待测金属管阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，连线图中的两处明显错误分别是：错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误2：采用了电流表内接法. 实验十三 探究电磁感应的产生条件1.实验现象实验1闭合导体回路中部分导体切割磁感线运动如图6所示，导体AB做切割磁感线运动时，电流表的指针发生偏转，而导体AB平行于磁感线运动时，电流表的指针不发生偏转.图6 实验2条形磁铁在线圈中运动如图7所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，电流表的指针发生偏转
7、，但磁铁在线圈中静止不动时，电流表的指针不发生偏转.图7 实验3改变小螺线管中的电流如图8所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S接通或断开时，电流表的指针发生偏转；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表的指针也发生偏转；而开关一直闭合，滑动变阻器的滑片不动时，电流表的指针不发生偏转.图8 2.归纳探究结论实验1是通过导体运动改变穿过闭合导体回路的磁通量；实验2是磁体运动即 变化，改变穿过闭合导体回路的磁通量；实验3是通过改变原线圈中的电流从而改变 强弱，进而改变穿过闭合导体回路的磁通量.3.注意事项(1)实验中使用磁性较强的磁铁，电流表用灵敏电流计.(2)实验1中，注意哪
8、种运动是切割磁感线运动，为了增强实验效果，也可用多匝矩形线框的一边切割磁感线. 答 案 磁场磁场 (3)实验2中，插入磁铁后要在线圈中停留一段时间，待电流计指针回到零位置后再拔出，改变插拔速度，进行观察.(4)实验3中，滑动变阻器滑片移动速度不要太快，注意电路连接情况，要明确电源的电流并未流过大线圈.(5)小线圈中放入铁芯，可使实验现象更明显.(6)归纳结论时，注意从磁通量变化的角度进行. 例2(2014浙江7月学考28)用如图9所示的装置做“探究产生感应电流的条件”实验，下列说法正确的是() 解 析图9A.甲图中当磁铁静止在线圈中时，电流表的指针偏向右侧B.甲图中N极或S极插入线圈时，电流表
9、的指针均偏向右侧C.乙图中开关处于闭合状态，移动变阻器的滑片时电流表指针发生偏转D.乙图中开关处于断开状态，拔出线圈A时电流表的指针偏向右侧 解析甲图中当磁铁静止在线圈中时，磁通量没有变化，没有感应电流，电流表的指针不动，故A错误；甲图中N极或S极插入线圈时，与线圈相连的回路磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转.但N极或S极插入线圈时，磁通量增大的方向相反，根据楞次定律可知，两次感应电流的方向一定相反，故B错误；乙图中开关处于闭合状态，移动变阻器的滑片时，穿过B线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，电流表指针发生偏转，故C正确；乙图中开关处于断开状态，不是闭合电路，线圈B中不产生感应电流，
10、电流表指针不偏转，故D错误. 变式题组2.某同学做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图10所示的实验电路，当他接通或断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是()图10A.开关位置接错B.电流表的正、负接线柱接反C.线圈B的接头3、4接反D.蓄电池的正、负极接反 解 析 解析电流表的指针发生偏转的条件是接通或断开开关瞬间线圈B中的磁通量发生变化，开关的正确接法是接在线圈A所在的回路中，接在线圈B所在的电路中，不会产生感应电流.而B、C、D三项中的操作不会影响感应电流的产生. 解 析 答 案 3.如图11所示是研究电磁感应现象实验所需的器材，用实线将带有铁
11、芯的小螺线管A、电源、滑动变阻器和开关连接成回路，将小量程电流表和大螺线管B连接成回路 .并列举出实验中改变回路的磁通量，使回路产生感应电流的三种方式：图11(1)_；(2)_；(3)_. 解 析 答 案 解析小螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；大螺线管B与电流表组成一个闭合回路，如图所示.小螺线管A放入大螺线管B内，当小螺线管A中的电流发生变化时，大螺线管B处的磁场也发生变化，进而使穿过大螺线管B的磁通量发生变化，大螺线管B与电流表组成的闭合回路中就产生了感应电流，所以采取的方式只要能够改变A中的电流就可以了. 答案实物连接见解析图(1)开关闭合(或断开)瞬间(2)将小螺线管A插
12、入大螺线管B瞬间(或从大螺线管B中取出瞬间)(3)保持开关闭合，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，然后移动滑动变阻器的滑片 实验十四 探究感应电流方向的规律1.实验设计如图12所示，条形磁铁插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，利用电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向.2.实验器材电流表、条形磁铁、螺线管、电源、开关、导线.图12 3.实验现象相对运动情况原磁场方向向下向下向上向上的变化情况增加减少减少增加感应电流在线圈中的方向自下而上自上而下自下而上自上而下 感应电流的磁场方向(线圈中)向上向下向上向下感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系相反相同相同相反4.实验结论当穿过线圈的磁通量增加
13、时，感应电流的磁场与原磁场的方向 ；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向 . 答 案相反相同 5.注意事项实验前应首先查明线圈中电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系，判断的方法是：采用如图13所示的电路，用一节干电池与电流表及线圈串联，由于电流表量程较小，所以在电路中应接入限流变阻器R，电池采用旧电池，开关S采用瞬间接触，记录指针偏转方向.图13 例3如图14所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置.图14 (1)将实物电路中所缺的导线补充完整.解析补充的实物电路如图所示.答案见解析图 解 析 答 案 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，
14、将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将_偏转.(选填“向左” “向右”或“不” ) 解 析 答 案 解析已知闭合开关瞬间，线圈L2中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转.当开关闭合后，将线圈L1迅速插入线圈L2中时，线圈L2中的磁通量增加，由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转.向右 (3)线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将_偏转.(选填“向左” “向右”或“不” ) 解 析 答 案 解析滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，线圈L1中的电流变小，线圈L2中的磁通量减少，则灵敏电流计的指针向左偏转.向左 变式题
15、组4.(多选)如图15甲所示，开关S闭合后电流表指针由中央向左偏，当把一个线圈A和这个电流表串联起来(图乙)后，将一个条形磁铁B插入或拔出线圈时，线圈中会产生感应电流，经观察发现，电流表指针由中央位置向右偏，这说明()图15A.如果磁铁的下端是N极，则磁铁正在远离线圈B.如果磁铁的下端是S极，则磁铁正在远离线圈C.如果磁铁的下端是N极，则磁铁正在靠近线圈D.如果磁铁的下端是S极，则磁铁正在靠近线圈 实验十五 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系1.实验目的探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系.2.实验原理原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中的磁场也在不
16、断的变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈中就存在输出电压.本实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系.3.实验器材：两只多用电表(或两只交直流数字电压表)、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器、导线若干. 4.实验步骤(1)按如图16所示连接好电路图，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数.图16 (2)打开学生电源，读出电压值，并记录在表格中.(3)保持匝数不变多次改变输入电压，记录下每次的两个电压值.(4)保持电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值.5.数据记录与处理次序n1(匝) n2(匝) n
17、1 n2 U1(V) U2(V) U1 U21 2 3 4 6.结论原、副线圈的电压比与原、副线圈的匝数比相等.7.误差分析(1)实际变压器存在各种损耗.(2)交流电表的读数存在误差.8.注意事项(1)在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作.(2)为了人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，不能用手接触裸露的导线和接线柱.(3)为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量. 例4(2015浙江10月选考)如图17所示，在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，电源输出端与变压器线圈连接方式正确的是_ (选
18、填“甲”或“乙” ).变压器原、副线圈的匝数分别为120匝和60匝，测得的电压分别为8.2 V和3.6 V，据此可知电压比与匝数比不相等，主要原因是_.图17乙漏磁、铁芯发热、导线发热 答 案解 析 解析变压器是靠电磁感应原理工作的，必须接交流电，故正确的是图乙；理想变压器电压与匝数成正比，实际变压器不成正比的原因是由于漏磁、铁芯发热、导线发热等电能损失造成的. 5.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：A.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)B.条形磁铁C.直流电源D.多用电表E.开关、导线若干上述器材在本实验中不必用到的是_ (填器材前的序号)，本实验中还需用到的器材有_.变式题组 BC低压交流电源 答 案 6.做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是()A.原线圈接直流电压，电表用直流电压挡B.原线圈接直流电压，电表用交流电压挡C.原线圈接交流电压，电表用直流电压挡D.原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
高考物理大二轮总复习与增分策略 题型研究6 加试实验（一）课件
