课时10 探究变压器线圈两端电压与匝数关系和探究单摆周期

1、ABDF2.2.3.3.21tn4.4.偏小偏小 灯泡先慢慢变亮灯泡先慢慢变亮, ,后来再慢慢变暗后来再慢慢变暗课时课时10:10:探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系和探究单摆周期探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系和探究单摆周期 1.1.DD输入电压和原线圈匝数一定时输入电压和原线圈匝数一定时, ,副线圈匝数越多副线圈匝数越多, ,获得电压越高获得电压越高用图象法求斜率用图象法求斜率 5.5.222(1) (2)2nLdt5.980BD6.6.B4/9沿沿x轴负方向轴负方向 7.7.a0.309.868.8.降降24将将A A线圈与低压交流电源相连接线圈与低压交流电源相连接; ;用多用电表

2、的交流电压挡分用多用电表的交流电压挡分别测出别测出A A线圈输入电压线圈输入电压U UA A和绕制线圈的输出电压和绕制线圈的输出电压U U 用绝缘导线在变压器的铁芯上绕制用绝缘导线在变压器的铁芯上绕制n n匝线圈匝线圈AUnU9.9. AD2224n Lt2.019.76B21222124()LLTT3.3.在课堂演示在课堂演示“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”中中, ,利利用小灯泡定性判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系用小灯泡定性判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系; ;如图所示如图所示将长导线按顺时针方向一匝一匝地绕在铁芯的左边将长导线按顺时针方

3、向一匝一匝地绕在铁芯的左边, ,边绕边观察小边绕边观察小灯泡的发光情况灯泡的发光情况, ,等小灯泡发出耀眼的强光后等小灯泡发出耀眼的强光后, ,再将导线一匝一匝地再将导线一匝一匝地退出铁芯退出铁芯, ,边退边观察小灯泡的发光情况边退边观察小灯泡的发光情况. .你观察到的现象是你观察到的现象是 ; 由此你能得出的结论是由此你能得出的结论是 .灯泡先慢慢变亮灯泡先慢慢变亮, ,后来再慢慢变暗后来再慢慢变暗输入电压和原线圈匝数一定时输入电压和原线圈匝数一定时, ,副副线圈匝数越多线圈匝数越多, ,获得电压越高获得电压越高4.4.某同学想在家里利用单摆测定重力加速度某同学想在家里利用单摆测定重力加速度

4、, ,但没有合适的摆球但没有合适的摆球, ,他他找到了一块大小约为找到了一块大小约为3cm3cm、外形不规则的大理石代替小球、外形不规则的大理石代替小球. .他设计的他设计的实验步骤是实验步骤是A.A.将石块和将石块和细尼龙线细尼龙线系好系好, ,结点为结点为M,M,将尼龙线的上端固定于将尼龙线的上端固定于O O点点; ;B.B.用刻度尺测量用刻度尺测量OMOM间间尼龙线的长度尼龙线的长度L L作为摆长作为摆长; ;C.C.将石块拉开一个大约将石块拉开一个大约=5=5的角度的角度, ,然后由静止释放然后由静止释放; ;D.D.从摆球摆到从摆球摆到最高点时开始计时最高点时开始计时, ,测出测出3

5、030次全振动的总时间次全振动的总时间t,t,由由T=t/30T=t/30得出周期得出周期; ;E.E.改变改变OMOM间尼龙线的长度再做几次实验间尼龙线的长度再做几次实验, ,记下每次相应的记下每次相应的L L和和T;T;F.F.求出多次实验中求出多次实验中测得的测得的L L和和T T的平均值的平均值, ,作为计算时用的数据作为计算时用的数据, ,代入代入公式公式g=4g=42 2L/TL/T2 2, ,求出重力加速度求出重力加速度g.g.(1)(1)该同学以上实验步骤中错误的是该同学以上实验步骤中错误的是.(2)(2)该同学用某次所取该同学用某次所取OMOM的长作为摆长的长作为摆长, ,所

6、测出的重力加速度的值比所测出的重力加速度的值比真实值偏大还是偏小真实值偏大还是偏小? ?你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难量的困难? ?T2作作T T2 2-L-L图线图线, ,求出图线斜率求出图线斜率k k 224LgT偏小偏小 24kg6.6.有两个同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验有两个同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室室, ,各自在那里利用先进的各自在那里利用先进的DISDIS系统较准确地探究了系统较准确地探究了“单摆的周期单摆的周期T T与摆长与摆长L L的关系的关系”, ,他们通过校园网交换实验数据

7、他们通过校园网交换实验数据, ,并由计算机绘制并由计算机绘制了了T T2 2-L-L图像图像, ,如图如图( (甲甲) )所示所示. .去北京大学的同学所测实验结果对应的去北京大学的同学所测实验结果对应的图线是图线是( (填填“A”A”或或“B B”).”).另外另外, ,在南京大学做探究的同学在南京大学做探究的同学还利用计算机绘制了还利用计算机绘制了a,ba,b两个摆球的振动图像如图两个摆球的振动图像如图( (乙乙),),由图可知由图可知, ,两单摆摆长之比两单摆摆长之比= =( (两地两地g g值差别忽略不计值差别忽略不计).).在在t=1st=1s时时,b,b球球振动方向是振动方向是 .

8、224TLg2LTg2()aabbLTLT49沿沿x x轴负方向轴负方向 8.8.有一个教学用的可拆变压器有一个教学用的可拆变压器, ,如图所示如图所示, ,它有两个相同导线绕成的它有两个相同导线绕成的线圈线圈A,B,A,B,线圈外部还可以绕线线圈外部还可以绕线. .(1)(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A,BA,B线圈的电阻值线圈的电阻值, ,指针分别对应右图中的指针分别对应右图中的a,ba,b位置位置, ,则则A A线圈的电阻为线圈的电阻为;若若A A做原线圈做原线圈,B,B做副线圈做副线圈, ,则此变压器为则此变压器为压变压器压变压器

9、.24降降8.8.有一个教学用的有一个教学用的可拆变压器可拆变压器, ,如图所示如图所示, ,它有两个相同导线绕成的它有两个相同导线绕成的线圈线圈A,B,A,B,线圈外部还可以绕线线圈外部还可以绕线. .(2)(2)如果把它看做理想变压器如果把它看做理想变压器, ,现要测量现要测量A A线圈的匝数线圈的匝数, ,提供的器材有提供的器材有: :一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源, ,请简要叙请简要叙述述实验的步骤实验的步骤( (写出要测的物理量写出要测的物理量, ,并用字母表并用字母表):): .A A线圈的匝数为线圈的匝数为n nA

10、 A= =.(.(用所测物理量符号表示用所测物理量符号表示)将将A A线圈与低压交流电源相连接线圈与低压交流电源相连接; ;用绝缘导线在变压器的铁芯上绕制用绝缘导线在变压器的铁芯上绕制n n匝线圈匝线圈用多用电表的交流电压挡分别测出用多用电表的交流电压挡分别测出A A线圈输线圈输入电压入电压U UA A和绕制线圈的输出电压和绕制线圈的输出电压U UAAnUnUAAUnnU9.9.用单摆测定重力加速度的实验装置如图用单摆测定重力加速度的实验装置如图( (甲甲) )所示所示. .(4)(4)用多组实验数据作出用多组实验数据作出T T2 2-L-L图象图象, ,也可以求出重力加速度也可以求出重力加速

11、度g.g.已知三已知三位同学作出的位同学作出的T T2 2-L-L图线的示意图如图图线的示意图如图( (乙乙) )中的中的a,b,ca,b,c所示所示, ,其中其中a a和和b b平行平行,b,b和和c c都过原点都过原点, ,图线图线b b对应的对应的g g值最接近当地重力加速度的值值最接近当地重力加速度的值. .则相对于图线则相对于图线b,b,下列分析正确的是下列分析正确的是 ( (选填选项前的字母选填选项前的字母).).A.A.出现图线出现图线a a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L LB.B.出现图线出现图线c c的原因可能是误将

12、的原因可能是误将4949次全振动记为次全振动记为5050次次C.C.图线图线c c对应的对应的g g值小于图线值小于图线b b对应的对应的g g值值tTn224TLga a单摆的摆长偏小单摆的摆长偏小上上大大9.9.用单摆测定重力加速度的实验装置如图用单摆测定重力加速度的实验装置如图( (甲甲) )所示所示. .(5)(5)某同学在家里测重力加速度某同学在家里测重力加速度. .他找到细线和铁锁他找到细线和铁锁, ,制成一个单摆制成一个单摆, ,如图如图( (丙丙) )所示所示. .由于家里只有一根量程为由于家里只有一根量程为30cm30cm的刻度尺的刻度尺, ,于是他在细于是他在细线上的线上的

13、A A点做了一个标记点做了一个标记, ,使得悬点使得悬点O O到到A A点间的细线长度小于刻度尺点间的细线长度小于刻度尺量程量程. .保持该标记以下的细线长度不变保持该标记以下的细线长度不变, ,通过改变通过改变O,AO,A间细线长度以间细线长度以改变摆长改变摆长. .实验中实验中, ,当当O,AO,A间细线的长度分别为间细线的长度分别为L L1 1,L,L2 2时时, ,测得相应单摆测得相应单摆的周期为的周期为T T1 1,T,T2 2. .由此可得重力加速度由此可得重力加速度g=g=( (用用L L1 1,L,L2 2,T,T1 1,T,T2 2表示表示).).221104()TLLg22

14、2204()TLLg21222124()LLgTT2212122244T gT gLL2212122244T gT gLL2212122()4TTgLL7.7.某一电容器标注的是某一电容器标注的是“400V,22F”(400V,22F”(如图如图),),则下列说法中正确则下列说法中正确的是的是A.A.该电容器可在该电容器可在400V400V以下电压时正常工作以下电压时正常工作B.B.该电容器只能在该电容器只能在400V400V电压时正常工作电压时正常工作C.C.电压是电压是200V200V时时, ,电容是电容是11F11FD.D.使用时只需考虑工作电压使用时只需考虑工作电压, ,不必考虑电容器

15、的引出线与电源的哪不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连个极相连另一组实验中同学用多用电表测量变压器输入端电压选择开关位置另一组实验中同学用多用电表测量变压器输入端电压选择开关位置如图甲如图甲, ,指针位置如图丙中指针位置如图丙中b,b,读数为读数为_;_;测量输出端电压，选测量输出端电压，选择开关如图乙择开关如图乙, ,位置指针们置如图丙中位置指针们置如图丙中a,a,读数为读数为_._.图甲图甲图乙图乙8.21.10如图所示如图所示, ,在在xOyxOy直角坐标平面内直角坐标平面内-0.05x0-0.05x0的区域有垂直纸面向里的区域有垂直纸面向里的匀强磁场的匀强磁场, ,磁感应强度磁感应

16、强度B=0.4T,0 x0.08mB=0.4T,0 x0.08m的区域有沿方向的匀的区域有沿方向的匀强电场强电场. .在在x x轴上坐标为轴上坐标为(-0.06m,0)(-0.06m,0)的的S S点有一粒子源点有一粒子源, ,它一次能沿纸它一次能沿纸面同时向磁场内每个方向发射一个比荷面同时向磁场内每个方向发射一个比荷q/m=5q/m=510107 7C/kg,C/kg,速率速率v v0 0=2=210106 6m/sm/s的的带正电粒子带正电粒子. .若粒子源只发射一次若粒子源只发射一次, ,其中只有一个粒其中只有一个粒子子Z Z恰能到达电场的右边界恰能到达电场的右边界, ,不计粒子的重力和

17、粒子间的相互作用不计粒子的重力和粒子间的相互作用（结果可保留根号）（结果可保留根号）. .求：求：粒子在磁场中运动的半径粒子在磁场中运动的半径R R；粒子粒子Z Z从从S S发射时的速度方向与磁场左边界的夹角发射时的速度方向与磁场左边界的夹角；200vv qBmR0.1Rm1cos2LR060如图所示如图所示, ,在在xOyxOy直角坐标平面内直角坐标平面内-0.05x0-0.05x0的区域有垂直纸面向里的区域有垂直纸面向里的匀强磁场的匀强磁场, ,磁感应强度磁感应强度B=0.4T,0 x0.08mB=0.4T,0 x0.08m的区域有沿方向的匀的区域有沿方向的匀强电场强电场. .在在x x轴

18、上坐标为轴上坐标为(-0.06m,0)(-0.06m,0)的的S S点有一粒子源点有一粒子源, ,它一次能沿纸它一次能沿纸面同时向磁场内每个方向发射一个比荷面同时向磁场内每个方向发射一个比荷q/m=5q/m=510107 7C/kg,C/kg,速率速率v v0 0=2=210106 6m/sm/s的带正电粒子的带正电粒子. .若粒子源只发射一次若粒子源只发射一次, ,其中只有一个粒其中只有一个粒子子Z Z恰能到达电场的右边界恰能到达电场的右边界, ,不计粒子的重力和粒子间的相互作用不计粒子的重力和粒子间的相互作用（结果可保留根号）（结果可保留根号）. .求：求：第一次经过第一次经过y y轴的所

19、有粒子中轴的所有粒子中, ,位置最高的粒子位置最高的粒子P P的坐标；的坐标；若粒子若粒子P P到达到达y y轴瞬间电场突然反向轴瞬间电场突然反向, ,求粒子求粒子P P到达电场右边界时的到达电场右边界时的速度速度. .222()RyRL320ymP P的坐标的坐标3(0,)20m如图所示如图所示, ,在在xOyxOy直角坐标平面内直角坐标平面内-0.05x0-0.05x0的区域有垂直纸面向里的区域有垂直纸面向里的匀强磁场的匀强磁场, ,磁感应强度磁感应强度B=0.4T,0 x0.08mB=0.4T,0 x0.08m的区域有沿方向的匀的区域有沿方向的匀强电场强电场. .在在x x轴上坐标为轴上

20、坐标为(-0.06m,0)(-0.06m,0)的的S S点有一粒子源点有一粒子源, ,它一次能沿纸它一次能沿纸面同时向磁场内每个方向发射一个比荷面同时向磁场内每个方向发射一个比荷q/m=5q/m=510107 7C/kg,C/kg,速率速率v v0 0=2=210106 6m/sm/s的带正电粒子的带正电粒子. .若粒子源只发射一次若粒子源只发射一次, ,其中只有一个粒其中只有一个粒子子Z Z恰能到达电场的右边界恰能到达电场的右边界, ,不计粒子的重力和粒子间的相互作用不计粒子的重力和粒子间的相互作用（结果可保留根号）（结果可保留根号）. .求：求：若粒子若粒子P P到达到达y y轴瞬间电场突

21、然反向轴瞬间电场突然反向, ,求粒子求粒子P P到达电场右边界时的到达电场右边界时的速度速度. .20102Eqdmv对对Z Z粒子：粒子：对对P P粒子：粒子：2201122Eqdmvmv6022 2 10/vvm sv v0 0v v02cos2vv0451 12 23 34 45 5B BA AADADC CACDACD课时课时11:11:测定玻璃的折射率和用双缝干涉测量光的波长测定玻璃的折射率和用双缝干涉测量光的波长6.6.13LL和13LnLA偏大偏大 8.8.7.7.另画一条另画一条角度更小的直线角度更小的直线OA,OA,把大头针把大头针P P1 1,P,P2 2竖直地插在所画的竖

22、直地插在所画的直线上直线上, ,直到在直到在y0y0区域透过玻璃砖能看到区域透过玻璃砖能看到P P1 1,P,P2 2的像的像竖直插上大头针竖直插上大头针P P3 3, ,使使P P3 3刚好能挡住刚好能挡住P P1 1,P,P2 2的像的像 sinsinn入射角入射角1 1和折射角和折射角2 2 12sinsinn9.9.2.31mm66010.10. 越大越大 越大越大 小小 11.11.偏小偏小不变不变可能偏大、可能偏小、可能不变可能偏大、可能偏小、可能不变12.12.光学面光学面 d d e e 6.6.如图所示如图所示, ,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率某同学用插针法测定一

23、半圆形玻璃砖的折射率, ,在平铺在平铺的白纸上垂直纸面插上大头针的白纸上垂直纸面插上大头针P P1 1,P,P2 2确定入射光线确定入射光线, ,并让入射光线过并让入射光线过圆心圆心O,O,在玻璃砖在玻璃砖( (图中实线部分图中实线部分) )另一侧垂直纸面插大头针另一侧垂直纸面插大头针P P3 3, ,使使P P3 3挡挡住住P P1 1,P,P2 2的像的像, ,连接连接OPOP3 3. .图中图中MNMN为分界面为分界面, ,虚线半圆与玻璃砖对称虚线半圆与玻璃砖对称,B,C,B,C分别是入射光线、折射光线与圆的交点分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB,CD,AB,CD均垂直于法线并分别

24、均垂直于法线并分别交法线于交法线于A,DA,D点点. .(1)(1)设设ABAB的长度为的长度为L L1 1,AO,AO的长度为的长度为L L2 2,CD,CD的长度为的长度为L L3 3,DO,DO的长度为的长度为L L4 4, ,为为较方便地表示出玻璃砖的折射率较方便地表示出玻璃砖的折射率, ,需用刻度尺测量需用刻度尺测量, ,则玻璃则玻璃砖的折射率可表示为砖的折射率可表示为.(2)(2)该同学在插大头针该同学在插大头针P P3 3前不小心将玻璃砖以前不小心将玻璃砖以O O为圆心顺时针转过一为圆心顺时针转过一小角度小角度, ,由此测得玻璃砖的折射率将由此测得玻璃砖的折射率将( (填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“不变不变”).).9.9.在在“用双缝干涉测量光的波长用双缝干涉测量光的波长”实验中实验中, ,将双缝干涉仪按要求安将双缝干涉仪按要求安装在光具座上装在光具座上 如图如图( (甲甲),),并选用缝间距并选用缝间距d=0.2