第22讲 加试实验,电磁感应相关实验 【典题1】(2017浙江镇海联盟)(1)如图甲所示为探究感应电流方向的规律实验装置,下列电表中最适合该实验的是 (填字母)。,(2)某同学用如图乙所示可拆变压器,探究线圈两端电压与匝数的关系,输入输出如图丙所示。将单刀双掷开关打到1,增大副线圈匝数,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。该同学利用该装置进一步探究电容器对交变电流的影响,他将开关打到2,小灯泡发光,现增大输入端的交流电源频率,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。,答案:(1)B (2)变亮 变亮 解析:(1)本实验是探究感应电流方向的规律的实验,结合感应电流产生的条件,当条形磁铁运动时,会导致闭合线圈磁通量变化,从而产生较小的感应电流,因此要灵敏电流计。(2)将单刀双掷开关打到1,增大副线圈的匝数,小灯泡电压增大,小灯泡亮度将变亮。交变电流能够通过电容器,交流的频率越高,电容器对交流的阻碍作用越小。,当堂练1 (2017浙江桐乡模拟)一同学在做探究感应电流方向的实验时,用电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、检测电流计及开关组成如图所示的电路。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,该同学发现:将滑动变阻器的滑片P向右加速滑动时,电流计指针向右偏转,电流计指针偏转的原因是 ;当将线圈A向上移出B线圈的过程中,电流计指针 (选填“向左”或“向右”)偏转。除了以上两种方法外,操作现有仪器,还可以 (填写具体操作现有仪器的方法)使电流计指针发生偏转。,答案,解析,探究单摆周期与摆长的关系 【典题2】实验课上正在做探究单摆周期与摆长的关系实验: (1)某同学用如图甲所示的游标卡尺测量出单摆小球的直径如图所示,则单摆小球的直径是 厘米。,(2)通过多次实验的数据,把单摆周期T与单摆摆长L,和单摆周期T与摆球质量m的关系描绘成以下图象,你认为下列图象比较合理的是( ),答案:(1)1.912 (2)B 解析:(1)游标卡尺的读数=主尺读数(1.9 cm)+游标尺对齐格数(6)精确度(0.02 mm)=1.912 cm。 (2)单摆周期与摆球质量无关,因此C和D错误;根据单摆周期公式可知,单摆周期二次方与摆长成正比,因此B正确。,当堂练2 (201610浙江)(1)在探究单摆周期与摆长的关系的实验中,测量单摆的周期时,图甲中 (选填“a”“b”或“c”)作为计时开始与终止的位置更好些。,(2)如图乙所示,在用可拆变压器探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验中,下列说法正确的是 (填字母)。 A.用可拆变压器,能方便地从不同接线柱 上选取不同匝数的线圈 B.测量原、副线圈的电压,可用测定电池 的电动势和内阻实验中的直流电压表 C.原线圈接0、8接线柱,副线圈接0、4接 线柱,则副线圈电压大于原线圈电压 D.为便于探究,先保持原线圈匝数和电压 不变,改变副线圈的匝数,研究其对副线圈 电压的影响,答案: (1)b (2)AD 解析: (1)在测量单摆的周期时,一般选取摆球经过最低处时记录,所以选择题图b。 (2)变压器的输出电压跟输入电压以及原、副线圈匝数之比都有关,因此需要用可拆变压器研究,选项A、D正确。变压器只能对交变电流的电压有作用,不能用直流电压表,所以选项B错误。根据理想变压器原、副线圈匝数之比等于输入、输出电压之比可知,原线圈接0、8,副线圈接0、4,那么副线圈的电压小于原线圈电压,所以C错误。,测定玻璃的折射率 【典题3】两位同学用两面平行的玻璃砖做测玻璃的折射率实验。 (1)甲同学由于没有量角器,他在完成了光路图以后,以O点为圆心,10.00 cm长为半径画圆,分别交P1、P2连线于A点,交O、O连线延长线于C点。过A点作法线NN的垂线AB交NN于B点,过C点作法线NN的垂线CD交NN于D点,如图甲所示,用刻度尺量得OB=8.00 cm,CD=4.00 cm。由此可得出玻璃的折射率n= 。,(2)乙同学在画界面时,不小心将两界面ab和cd间距画得比玻璃砖宽度大些,下界面与实际相同,如图乙所示。若其他操作无误,则他测得的折射率比真实值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。,答案:(1)1.5 (2)偏小 解析: (1)题图中P1P2作为入射光线,OO是折射光线,设光线在玻璃砖上表面的入射角为i,折射角为r,则由几何知识得到,(2)入射角没有变化,折射角的测量值偏大,则由n= 得,折射率测量值偏小。,当堂练3 杭州某理科物理选考人数较多,在测定玻璃的折射率的实验中,实验室少了一块平行玻璃砖,实验老师分发了一块三棱镜给最后一个小组的同学。该小组同学在插好大头针P1、P2后,无论如何都不能在三棱镜的BC边用第三枚大头针同时挡住P1、P2的像,根据下图分析其原因可能是 。,答案: 光线在BC面发生全反射,用双缝干涉测量光的波长 【典题4】在用双缝干涉测量光的波长实验中,实验装置如图所示。,(1)令单缝宽度为h,双缝距离为d,双缝与屏距离为l,当采取下列四组数据中的哪一组时,可能在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹( ) A.h=10 mm d=0.1 mm l=100 cm B.h=1 mm d=0.1 mm l=100 cm C.h=1 mm d=10 mm l=10 cm D.h=10 mm d=10 mm l=100 cm,(2)用某种单色光照射双缝得到如图甲所示的干涉条纹,则分划板在图甲中A、B位置时,游标卡尺读数分别为xA= mm,xB= mm,相邻两条纹间距x= mm。,答案:(1)B (2)11.1 15.6 0.75 解析:(1)单缝宽度相对来说小一点要好,双缝距离要选0.1 mm,双缝与屏距离要选这几个数据中最大的。(2)游标卡尺是十分度的,最小刻度代表0.1 mm,主尺读数为11 mm,游标尺的第一个刻度对齐,所以读数为11.1 mm,同理B的读数为15.6 mm,由两者做差,除以6即为相邻两条纹间距。,当堂练4 在用双缝干涉测光的波长的实验中,所用实验装置如图甲所示。,(1)调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心,此时手轮上的读数如图乙所示,则读数为 mm; (2)如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长,则图中除了光源以外,其他不必要的器材元件有 。,答案: (1)2.323 (2)滤光片和单缝 解析: 2 mm+32.30.01 mm=2.323 mm;激光是单色光,不需要滤光片和单缝。,探究碰撞中的不变量 【典题5】(2016浙江余姚选考模拟)某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速直线运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速直线运动。他设计的装置如图甲所示。在小车A后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz,长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。,甲 乙,(1)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上)。点A为运动的起点,则应选 段来计算小车A碰前的速度。应选 段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。 (2)已测得小车A的质量m1=0.4 kg,小车B的质量为m2=0.2 kg,则碰前两小车的总动量为 kgm/s,碰后两小车的总动量为 kgm/s。 答案:(1)BC DE (2)0.420 0.417 解析:(1)分析纸带上的打点情况,BC段既表示小车做匀速运动,又表示小车有较大速度,因此BC段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况,应选用BC段计算小车A碰前的速度。从CD段打点的情况看,小车的运动情况还没稳定,而在DE段内小车运动稳定,故应选用DE段计算A和B碰后的共同速度。,(2)小车A在碰撞前速度,小车A在碰撞前的动量 p0=m1v0=0.41.050 kgm/s=0.420 kgm/s 碰撞后A、B的共同速度,碰撞后A、B的总动量 p=(m1+m2)v=(0.2+0.4)0.695 kgm/s=0.417 kgm/s,当堂练5 利用气垫导轨通过闪光照相进行探究碰撞中的不变量这一实验。实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等情况,若要求碰撞时动能损失最大,应选图中的 (选填“甲”或“乙”);若要求碰撞动能损失最小,则应选图中的 (选填“甲”或“乙”)。(甲图两滑块分别装有弹性圈,乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥),(2)某次实验时碰撞前B滑块静止,A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞,利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图丙所示。已知相邻两次闪光的时间间隔为T,在这4次闪光的过程中,A、B两滑块均在080 cm范围内,且第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10 cm处。若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,均可忽略不计,则可知碰撞发生在第1次闪光后的 时刻,A、B两滑块质量之比mAmB= 。,答案: (1)乙 甲 (2)2.5T 23 解析: (1)若要求碰撞时动能损失最大,则需两物体碰撞后结合在一起,故应选题图中的乙;若要求碰撞时动能损失最小,则应使两物体发生完全弹性碰撞,即选题图中的甲。 (2)由题图可知,第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10 cm处;第二次A在x=30 cm处;第三次A在x=50 cm处;碰撞发生在x=60 cm处,从第三,