4、高二下学期实验学习应注意的问题-2020年5月刊高二物理《中学生数理化》

知识篇实验探究与 高二使用2020年 中学生款理化 不期等象厦续的题N 上海师范大学附属中学李树祥(特级教师) 同学们在高二下学期学习的实验内容主() 要是选修《3—2》中的实验,包括探究变压器 A.灯泡L变暗 线圈两端的电压与匝数的关系、传感器的应 B.电流表的示数变大 用等。在这些实验的学习过程中,我们需要 C.通过湿敏电阻的电流变大 注意哪些问题呢? D.电源的总功率变小 实验原理 解析:当周围环境的湿度增大时,湿敏电 实验原理是实验设计的理论依据。比如阻的阻值会减小,因此电路总电阻减小,电路 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”总电流增大,即电流表的示数变大,选项B正 的原理是原线圈通过电流时,铁芯中产生磁确。因为通过电源的电流变大,电源内压变 场,由于交变电流的大小和方向都在不断变大,路端电压变小,即灯泡L两端的电压减 化铁芯中的磁场也随之不断的变化,变化的小,所以灯泡L变暗,选项A正确。因为电 磁场在副线圈中产生感应电动势,副线圈中路总电流增大,灯泡L两端电压减小使得通 就产生输出电压。再如“传感器的应用”的原过灯泡L的电流减小,所以通过湿敏电阻的 理是传感器能够将感受到的物理量(力、温电流增大,选项C正确。因为电源的总功率 度、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电P=EI,电动势不变,电流变大,所以电源的 压、电流等电学量),其工作过程如图1所示 总功率变大,选项D错误。选ABC。 二、实验仪器的选择 没有实验仪器是不可能完成实验的,而 实验仪器的选择必须根据实验原理和仪器的 作用来完成。比如“探究变压器线圈两端的 电压与匝数的关系”所需实验仪器为:两只多 例当夜幕降临时,路灯就会自动亮 用电表(两只交直流数字电压表)、学生电源 (低压交流电源)、可拆变压器、开关、导线等 起,这是因为路灯上安装了()。 A.温度传感器B.红外线传感器 再如“传感器的应用”所需实验仪器为:热敏 C.光敏传感器D.声音传感器 电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷 水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变 解析:当夜幕降临时,路灯就会自动亮 阻器、开关、导线等 起,说明控制电路的是光敏元件,因此路灯上 安裝的是光敏传感器。选 侧3在“探究变压器线圈两端的电压 侧2湿敏电阻是利用湿敏材料吸收 与匝数的关系”实验中,实验室中有下列器材 可供选择 气中的水分而导致本身 A.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的 阻值发生变化这一原理制 线圈) 成的。当湿度增大时,湿敏 条形磁 电阻的阻值会减小。在室 C.直流电源 内设计如图2所示的电路, 屮阻 D.多用电表 当周围环境的湿度增大时 图 E.开关、导线若干 中学生数理代用要验年与展 (1)上述器材在本实验中不必用到的是 (3)合上开关S,用调节好的多用电表进 (填器材前的序号) 行排查。在图3中,若只有b、c间断路,则应 (2)本实验中还需用到的器材有 发现表笔接人a、b时指针 表笔接入 解析:(1)变压器的原理是互感现象,是c时指针(均选填“偏转”或“不偏转”)。 原线圈磁场的变化引起副线圈中产生感应电 解析:(1)若实现对30℃温度的控制,根 流。若原线圈中通的是直流电源,则副线圈据表1中数据可知,当t=30℃时,Rr= 中不会有感应电流产生,因此本实验不必用199.59,继电器和R两端的电压U= 到的器材是条形磁铁和直流电源。选BC I(R继+Rr)=0.015×(20+199.5)V (2)要使变压器副线圈两端有电压,必须3.29V,因此电源E应选用E2。若实现对 有交流电源,为使实验安全,本实验用到的电80℃温度的控制,根据表1中数据可知,当 源是学生电源,且使用低压交流挡。因此还t=80℃时,Rr=49.19,对全电路有U 需用到的器材是学生电源(低压交流电源) (R维+R+R),即6V=0.015A 例4 (20a+49.1g+R),解得 330.9g,因 过实验制作一个简易 此滑动变阻器R应选用R2。 的温控装置,实验原理 (2)用多用电表测量直流电压时,选择开 电路如图3所示,继电 关应旋至C(直流电压挡)。 器与热敏电阻Rr、滑 (3)当表笔接入a、b时,a、b间电压为0, 动变阻器R串联接在 指针不偏转。当表笔接入a、c时,多用电表 电源E两端,当继电器的电流超过15mA与电源等构成回路,指针偏转 寸,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控。 三、实验步骤 继电器的电阻约为209,热敏电阻Rr的阻 选修《3-2》中的实验都是电学实验,大 值与温度t的关系如表1所示。 部分都要先根据实验原理设计电路,再根据 电路图连接仪器,进行测量,然后对数据进彳 t/℃30.040.050.060.070.080.0 处理得出结论,最后整理仪器。比如“探究变 压器线圈两端的电压与