高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 題型研究6 加試實(shí)驗(yàn)（一）

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題型研究6 加試實(shí)驗(yàn)（一） 考綱解讀 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 考試屬性 必考 加試 探究導(dǎo)體電阻與其影響因素(包括材料)的關(guān)系(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器) √ 探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件 √ 探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律 √ 探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系 √ 　　　　　探究導(dǎo)體電阻與其影響因素(包括材料)的 關(guān)系(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器) 1．實(shí)驗(yàn)原理(如圖1) (1)根據(jù)電阻定律公式知道只要測(cè)出接入電路的金屬絲的有效長(zhǎng)度l和它的直徑d，計(jì)算出橫截面積S，并用伏安法測(cè)出電阻Rx，即可計(jì)算出金屬絲的電阻率． 圖1 (2)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)：測(cè)量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)0.01(mm)． 如圖2所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，半毫米刻度線未露出，而從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0 mm＋15.00.01 mm＝2.150 mm. 圖2 2．實(shí)驗(yàn)步驟 (1)用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值d. (2)連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路． (3)用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量三次，求出其平均值l. (4)把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值處于最大的位置． (5)閉合開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)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)． (6)將測(cè)得的Rx、l、d值，代入公式R＝ρ和S＝中，計(jì)算出金屬絲的電阻率． 3．?dāng)?shù)據(jù)處理 電阻R的數(shù)值可用以下兩種方法確定： (1)計(jì)算法：利用每次測(cè)量的U、I值分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值作為測(cè)量結(jié)果． (2)圖象法：可建立I－U坐標(biāo)系，將測(cè)量的U、I值描點(diǎn)作出圖象，利用圖象的斜率求出電阻值R. 4．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) (1)因一般金屬絲電阻較小，為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，必須選擇電流表外接法． (2)本實(shí)驗(yàn)若用限流式接法，在接通電源之前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大狀態(tài)． (3)測(cè)量l時(shí)應(yīng)測(cè)接入電路的金屬絲的有效長(zhǎng)度(即兩接線柱之間的長(zhǎng)度)；在金屬絲的3個(gè)不同位置上用螺旋測(cè)微器測(cè)量直徑并求平均值d. (4)電流不宜過(guò)大(電流表用0～0.6 A量程)，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免電阻率因溫度的升高而變化． 例1　小明對(duì)2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣，于是用伏安法測(cè)量其電阻值． (1)圖3是部分連接好的實(shí)物電路圖，請(qǐng)用電流表外接法完成接線并在圖中畫(huà)出． 圖3 圖4 (2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測(cè)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U－I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(diǎn)是用________(填“○”或“”)表示的． (3)請(qǐng)你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為_(kāi)_______ .(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)見(jiàn)解析圖甲　(2)　(3)見(jiàn)解析圖乙　用“”表示的數(shù)據(jù)連線時(shí)，電阻為1.2 Ω(1.1 Ω～1.3 Ω均可)，用“○”表示的數(shù)據(jù)連線時(shí)，電阻為1.6 Ω(1.5 Ω～1.7 Ω均可) 解析　(1)連線如圖甲所示． 甲 乙 (2)U－I圖象如圖乙所示，U－I圖象的斜率反映了電阻的大小，而用電流表內(nèi)接法時(shí)測(cè)得的電阻偏大，外接法時(shí)測(cè)得的電阻偏小，所以外接法的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用“”表示的． (3)在U－I圖象上，選用外接法所得的“”連線，則R＝＝1.2 Ω，選用內(nèi)接法所得的“○”連線，則R＝＝1.6 Ω. 變式題組 1．在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，有兩節(jié)新的干電池、開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線和待測(cè)金屬管(阻值約為5 Ω)及下列器材： A．電壓表0～3 V，內(nèi)阻約10 kΩ B．電壓表0～15 V，內(nèi)阻約50 kΩ C．電流表0～0.6 A，內(nèi)阻約0.05 Ω D．電流表0～3 A，內(nèi)阻約0.01 Ω E．滑動(dòng)變阻器，0～10 Ω (1)要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，電壓表應(yīng)選__________，電流表應(yīng)選__________．(填序號(hào)) (2)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)物接線如圖5所示，請(qǐng)指出接線中的兩處明顯錯(cuò)誤． 圖5 錯(cuò)誤1：________________________________________________________________________ 錯(cuò)誤2：________________________________________________________________________ 答案　(1)A　C　(2)導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上　采用了電流表內(nèi)接法 解析　(1)由于兩節(jié)新的干電池的電動(dòng)勢(shì)為3 V，所以電壓表應(yīng)選A；由于通過(guò)金屬管的最大電流約為Im＝＝ A＝0.6 A，所以電流表應(yīng)選C. (2)由于待測(cè)金屬管阻值遠(yuǎn)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(cuò)誤分別是： 錯(cuò)誤1：導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上； 錯(cuò)誤2：采用了電流表內(nèi)接法． 　　　　　　探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件 1．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)1　閉合導(dǎo)體回路中部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng) 如圖6所示，導(dǎo)體AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而導(dǎo)體AB平行于磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)． 圖6 實(shí)驗(yàn)2　條形磁鐵在線圈中運(yùn)動(dòng) 如圖7所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)時(shí)，電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)． 圖7 實(shí)驗(yàn)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(dòng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)時(shí)，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；若開(kāi)關(guān)S一直閉合，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表的指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)；而開(kāi)關(guān)一直閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)時(shí)，電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)． 圖8 2．歸納探究結(jié)論 實(shí)驗(yàn)1是通過(guò)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)改變穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量； 實(shí)驗(yàn)2是磁體運(yùn)動(dòng)即磁場(chǎng)變化，改變穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量； 實(shí)驗(yàn)3是通過(guò)改變?cè)€圈中的電流從而改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱，進(jìn)而改變穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量． 3．注意事項(xiàng) (1)實(shí)驗(yàn)中使用磁性較強(qiáng)的磁鐵，電流表用靈敏電流計(jì)． (2)實(shí)驗(yàn)1中，注意哪種運(yùn)動(dòng)是切割磁感線運(yùn)動(dòng)，為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，也可用多匝矩形線框的一邊切割磁感線． (3)實(shí)驗(yàn)2中，插入磁鐵后要在線圈中停留一段時(shí)間，待電流計(jì)指針回到零位置后再拔出，改變插拔速度，進(jìn)行觀察． (4)實(shí)驗(yàn)3中，滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)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(guò)大線圈． (5)小線圈中放入鐵芯，可使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯． (6)歸納結(jié)論時(shí)，注意從磁通量變化的角度進(jìn)行． 例2　(2014浙江7月學(xué)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(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖9 A．甲圖中當(dāng)磁鐵靜止在線圈中時(shí)，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(shí)，電流表的指針均偏向右側(cè) C．乙圖中開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)，移動(dòng)變阻器的滑片時(shí)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．乙圖中開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，拔出線圈A時(shí)電流表的指針偏向右側(cè) 答案　C 解析　甲圖中當(dāng)磁鐵靜止在線圈中時(shí)，磁通量沒(méi)有變化，沒(méi)有感應(yīng)電流，電流表的指針不動(dòng)，故A錯(cuò)誤；甲圖中N極或S極插入線圈時(shí)，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(shí)，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(cuò)誤；乙圖中開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)，移動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，穿過(guò)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(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)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(cuò)誤． 變式題組 2．某同學(xué)做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖10所示的實(shí)驗(yàn)電路，當(dāng)他接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電流表的指針都沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，其原因是(　　) 圖10 A．開(kāi)關(guān)位置接錯(cuò) B．電流表的正、負(fù)接線柱接反 C．線圈B的接頭3、4接反 D．蓄電池的正、負(fù)極接反 答案　A 解析　電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的條件是接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間線圈B中的磁通量發(fā)生變化，開(kāi)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(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．而B(niǎo)、C、D三項(xiàng)中的操作不會(huì)影響感應(yīng)電流的產(chǎn)生． 3．如圖11所示是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)所需的器材，用實(shí)線將帶有鐵芯的小螺線管A、電源、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)連接成回路Ⅰ，將小量程電流表和大螺線管B連接成回路Ⅱ.并列舉出實(shí)驗(yàn)中改變回路Ⅱ的磁通量，使回路Ⅱ產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種方式： 圖11 (1)________________________________________________________________________； (2)________________________________________________________________________； (3)________________________________________________________________________． 答案　實(shí)物連接見(jiàn)解析圖 (1)開(kāi)關(guān)閉合(或斷開(kāi))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(kāi)關(guān)閉合，將小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，然后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 解析　小螺線管A、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)組成一個(gè)回路；大螺線管B與電流表組成一個(gè)閉合回路，如圖所示．小螺線管A放入大螺線管B內(nèi)，當(dāng)小螺線管A中的電流發(fā)生變化時(shí)，大螺線管B處的磁場(chǎng)也發(fā)生變化，進(jìn)而使穿過(guò)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． 　　　　　　探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律 1．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 如圖12所示，條形磁鐵插入或拔出線圈來(lái)改變穿過(guò)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． 圖12 2．實(shí)驗(yàn)器材 電流表、條形磁鐵、螺線管、電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線． 3．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況 原磁場(chǎng)方向 向下 向下 向上 向上 Φ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(chǎng)方向(線圈中) 向上 向下 向上 向下 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向的關(guān)系 相反 相同 相同 相反 4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論 當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反；當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相同． 5．注意事項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)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(kāi)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(shí)驗(yàn)裝置． 圖14 (1)將實(shí)物電路中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)充完整． (2)如果在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么合上開(kāi)關(guān)后，將線圈L1迅速插入線圈L2中，靈敏電流計(jì)的指針將________偏轉(zhuǎn)．(選填“向左”“向右”或“不”) (3)線圈L1插入線圈L2后，將滑動(dòng)變阻器的滑片迅速向右移動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針將________偏轉(zhuǎn)．(選填“向左”“向右”或“不”) 答案　(1)見(jiàn)解析圖　(2)向右　(3)向左 解析　(1)補(bǔ)充的實(shí)物電路如圖所示． (2)已知閉合開(kāi)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(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)．當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，將線圈L1迅速插入線圈L2中時(shí)，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(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)． (3)滑動(dòng)變阻器的滑片迅速向右移動(dòng)時(shí)，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(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)． 變式題組 4．(多選)如圖15甲所示，開(kāi)關(guān)S閉合后電流表指針由中央向左偏，當(dāng)把一個(gè)線圈A和這個(gè)電流表串聯(lián)起來(lái)(圖乙)后，將一個(gè)條形磁鐵B插入或拔出線圈時(shí)，線圈中會(huì)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(shuō)明(　　) 圖15 A．如果磁鐵的下端是N極，則磁鐵正在遠(yuǎn)離線圈 B．如果磁鐵的下端是S極，則磁鐵正在遠(yuǎn)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 答案　AD 　　　　　　探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的 關(guān)系 1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系． 2．實(shí)驗(yàn)原理 原線圈通過(guò)電流時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷的變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈中就存在輸出電壓．本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變?cè)?、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(shí)驗(yàn)器材：兩只多用電表(或兩只交直流數(shù)字電壓表)、學(xué)生電源(低壓交流電源)、開(kāi)關(guān)、可拆變壓器、導(dǎo)線若干． 4．實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按如圖16所示連接好電路圖，將兩個(gè)多用電表調(diào)到交流電壓擋，并記錄兩個(gè)線圈的匝數(shù)． 圖16 (2)打開(kāi)學(xué)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(gè)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(duì)應(yīng)的電壓值． 5．?dāng)?shù)據(jù)記錄與處理 次序 n1(匝) n2(匝) n1∶n2 U1(V) U2(V) U1∶U2 1 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(shí)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(xiàng) (1)在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，再進(jìn)行操作． (2)為了人身安全，學(xué)生電源的電壓不能超過(guò)12 V，不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱． (3)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)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(shí)驗(yàn)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(cè)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 答案　乙　漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱 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(shí)際變壓器不成正比的原因是由于漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等電能損失造成的． 變式題組 5．在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室中備有下列可供選擇的器材： A．可拆變壓器(鐵芯、兩個(gè)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(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干 上述器材在本實(shí)驗(yàn)中不必用到的是________(填器材前的序號(hào))，本實(shí)驗(yàn)中還需用到的器材有______________． 答案　BC　低壓交流電源 6．做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，原線圈接在學(xué)生電源上，用多用電表測(cè)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 答案　D 1．(多選)已知一靈敏電流計(jì)，當(dāng)電流從正接線柱流入時(shí)，指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)，現(xiàn)把它與線圈串聯(lián)，接成如圖1所示電路，當(dāng)條形磁鐵按圖示情況運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下判斷正確的是(　　) 圖1 A．甲圖中電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向向右 B．乙圖中磁鐵下端是N極 C．丙圖中磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向向下 D．丁圖中線圈的繞制方向從上往下看為順時(shí)針?lè)较? 答案　ABD 2．物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”．如圖2所示，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開(kāi)關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過(guò)套環(huán)．閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起．某同學(xué)另找來(lái)器材再探究此實(shí)驗(yàn)．他連接好電路，經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)．對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是(　　) 圖2 A．線圈接在了直流電源上 B．電源電壓過(guò)高 C．所選線圈的匝數(shù)過(guò)多 D．所用套環(huán)的材料與老師的不同 答案　D 3．(2015浙江7月學(xué)考)如圖3所示是“探究變壓器兩個(gè)線圈的電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，為完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生電源輸出電壓可為(　　) 圖3 A．直流2 V B．直流4 V C．直流6 V D．交流8 V 答案　D 4．如圖4所示是“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖4 A．與燈泡連接的線圈叫原線圈 B．測(cè)量變壓器輸出電壓要用直流電壓表 C．若只增加副線圈的匝數(shù)，變壓器的輸出電壓變大 D．若只增加副線圈的匝數(shù)，變壓器的輸出電壓變小 答案　C 5．(2015杭州模擬)在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中： (1)首先要確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向間的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)中所用電流表量程為100 μA，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5 V．待選的保護(hù)電阻有：R1＝100 kΩ，R2＝1 kΩ，R3＝10 Ω，應(yīng)選用________作為保護(hù)電阻． (2)實(shí)驗(yàn)中已得出電流表指針向右偏轉(zhuǎn)時(shí)，電流是從“＋”接線柱流入的，那么在如圖5所示的裝置中，若將條形磁鐵S極朝下插入線圈中，則電流表的指針應(yīng)向________偏轉(zhuǎn)． 圖5 答案　(1)R1　(2)右 解析　(1)為保護(hù)電流表安全，保護(hù)電阻最小值R＝＝＝1.5104 Ω，因此保護(hù)電阻應(yīng)選R1. (2)將條形磁鐵S極朝下插入線圈中，穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)方向向上，磁通量增加；由楞次定律可知，感應(yīng)電流從“＋”接線柱流入電流表，電流表的指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)． 6．(2015浙江10月選考)在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，螺旋測(cè)微器示數(shù)如圖6所示，讀數(shù)是________mm；若要測(cè)量該金屬絲的電阻率，還需要用到的測(cè)量?jī)x器有________． 圖6 答案　0.6380.002　電壓表、電流表、刻度尺 解析　由圖可知，螺旋測(cè)微器讀數(shù)為0.5 mm＋13.80.01 mm＝0.638 mm.由R＝＝ρ得ρ＝，測(cè)電壓U用電壓表，測(cè)電流I用電流表，測(cè)金屬絲長(zhǎng)度l用刻度尺，故若要測(cè)金屬絲的電阻率，還需用到的測(cè)量?jī)x器有電壓表、電流表和刻度尺． 7．在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中． (1)請(qǐng)?jiān)趫D7甲所示的器材中，用實(shí)線代替導(dǎo)線連接實(shí)物電路． 圖7 (2)已知電流從左側(cè)流入靈敏電流計(jì)則指針向左偏．若原線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，將原線圈放入副線圈后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針向左偏，則副線圈應(yīng)選________(填“乙”或“丙”)線圈． (3)某次實(shí)驗(yàn)中，正確連接電路后將原線圈放入副線圈．閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針無(wú)偏轉(zhuǎn)，然后移動(dòng)變阻器滑片發(fā)現(xiàn)指針有偏轉(zhuǎn)，則可能的故障是________________． (4)正確連接電路后，通過(guò)特殊的方法使滑動(dòng)變阻器電阻隨時(shí)間均勻減?。陔娮杈鶆驕p小的過(guò)程中，靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)幅度的變化情況是________． A．穩(wěn)定不變 B．逐漸增大 C．逐漸減小 D．先減小后增大 答案　(1)見(jiàn)解析圖　(2)乙　(3)滑動(dòng)變阻器電阻絲有斷路　(4)B 解析　(1)將電源、開(kāi)關(guān)、變阻器、原線圈串聯(lián)成一個(gè)回路，再將電流計(jì)與副線圈串聯(lián)成另一個(gè)回路，電路圖如圖所示． (2)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針向左偏，則可知，電流從正極流進(jìn)，由于磁場(chǎng)向下，且增大，根據(jù)楞次定律可知，副線圈應(yīng)選乙． (3)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針無(wú)偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路中沒(méi)有電流，或與電流計(jì)相連的電路不閉合，而當(dāng)移動(dòng)變阻器滑片時(shí)發(fā)現(xiàn)指針有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明與小螺線管相連的回路中，滑動(dòng)變阻器電阻絲有斷路現(xiàn)象． (4)滑動(dòng)變阻器電阻隨時(shí)間均勻減小，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，電流非均勻增大，則磁場(chǎng)的變化率會(huì)逐漸增大；故B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 8．有一個(gè)教學(xué)用的可拆變壓器，如圖8甲所示，它有兩個(gè)外觀基本相同的線圈A、B(內(nèi)部導(dǎo)線電阻率、橫截面積相同)，線圈外部還可以繞線． 圖8 (1)某同學(xué)用一多用電表的同一歐姆擋先后測(cè)量了A、B線圈的電阻值，指針?lè)謩e對(duì)應(yīng)圖乙中的a、b位置，則A線圈的電阻為_(kāi)_______ Ω，由此可推斷________線圈的匝數(shù)較多(選填“A”或“B”)． (2)如果把它看做理想變壓器，現(xiàn)要測(cè)量A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長(zhǎng)的絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)步驟的填空： ①用絕緣導(dǎo)線在線圈的外部或變壓器的鐵芯上繞制n匝線圈； ②將________(選填“A”或“B”)線圈與低壓交流電源相連接； ③用多用電表的________擋分別測(cè)量A線圈的輸入電壓UA和繞制線圈的輸出電壓U. ④則A線圈的匝數(shù)為_(kāi)_______． 答案　(1)24　A　(2)②A?、劢涣麟妷骸、躰 解析　(1)多用電表歐姆擋讀數(shù)＝指針指示值倍率．A的讀數(shù)為24，倍率為1，所以電阻為24 Ω，根據(jù)電阻定律，電阻率和橫截面積相同時(shí)，導(dǎo)線越長(zhǎng)，電阻越大，因?yàn)锳的電阻比B大，所以A線圈匝數(shù)較多． (2)因?yàn)橐獪y(cè)量A線圈匝數(shù)，所以要把A線圈與低壓交流電源相連接．變壓器輸入、輸出電壓都是交流電，所以要用交流電壓擋測(cè)輸入和輸出電壓．根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比，有：＝. 所以：nA＝n. 9．利用螺旋測(cè)微器、刻度尺和如圖9所示的器材(其中電流表的內(nèi)阻為1 Ω，電壓表的內(nèi)阻為5 kΩ)測(cè)量一根粗細(xì)均勻的阻值約為5 Ω的金屬絲的電阻率． (1)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖中的器材連接成實(shí)物電路，要求盡量避免交叉，電流表、電壓表應(yīng)當(dāng)選擇合適的量程(已知電源的電動(dòng)勢(shì)為6 V，滑動(dòng)變阻器的阻值為0～20 Ω)． 圖9 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑和用刻度尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度示數(shù)如圖10所示，電流表、電壓表的讀數(shù)如圖11所示．由圖可以讀出金屬絲兩端的電壓U＝________，流過(guò)金屬絲的電流I＝________，金屬絲的長(zhǎng)度L＝________，金屬絲的直徑d＝________. 圖10 圖11 (3)該金屬絲的電阻率是________．(保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)見(jiàn)解析圖　(2)2.20 V　0.44 A　30.50 cm　1.85010－3 m　(3)4.410－5 Ωm 解析　(1)由于金屬絲的電阻比電壓表的內(nèi)阻小得多，因此采用電流表外接法；由于金屬絲的電阻比滑動(dòng)變阻器的總電阻要小，因此采用限流式接法；由題圖可以看出電流表應(yīng)該連接“－”接線柱和“0.6”接線柱，電壓表應(yīng)該連接“－”接線柱和“3”接線柱，具體連線如圖所示． (2)由題圖可以看出：電壓表的量程是3 V，所以讀數(shù)是2.20 V；電流表的量程是0.6 A，所以讀數(shù)是0.44 A；由于螺旋測(cè)微器的半毫米刻度線已經(jīng)露出，因此讀數(shù)是1.85010－3 m；刻度尺的讀數(shù)是40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm. (3)由電阻定律得 ρ＝＝＝ Ωm ≈4.410－5 Ωm.