高考物理二轮复习专题：
第三讲 选修实验
知识内容 1.探究电磁感应的产生条件 2.探究感应电流方向的规律 3.探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 4.探究单摆周期与摆长的关系 5.测定玻璃的折射率 6.用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用测量头) 7.探究碰撞中的不变量 考试要求 对实验原理的考查
一、探究感应电流产生的条件
(2019·浙江选考4月)在“探究电磁感应的产生条件”，实物连线后如图1所示．感
应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示．
对此部分实验的考查都比较简单，以考查基础知识为主，分值较少，命题形式为填空题. 备考指津
(1)接通电源，闭合开关，G表指针会有大的偏转，几秒后G表指针停在中间不动．将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，G表指针________(选填“不动”“右偏”“左偏”“不停振动”)；迅速抽出铁芯时，G表指针________(选填“不动”“右偏”“左偏”“不停振动”)．
(2)断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出，其他均不变．接通电源，闭合开关，G表指针________(选填“不动”“右偏”“左偏”“不停振动”)．
(3)仅用一根导线，如何判断G表内部线圈是否断了？
________________________________________________________________________. [答案] (1)左偏 右偏 (2)不停振动
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(3)短接G表前后各摇动G表一次，比较指针偏转，有明显变化，则线圈未断，反之则断了
感应电流产生的条件
(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．
(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动． 二、探究感应电流方向的规律
如图是探究感应电流方向的示意图，根据实验填完整表格中的内容．
原磁场方向 原磁场磁通量的变化 感应电流方向(俯视) 感应电流的磁场方向 结论 N极插入 S极插入 N极拔出 S极拔出 [审题突破] 根据感应电流的条件得到： (1)磁铁磁极插入、拔出，导致磁通量变化，产生感应电流，感应电流阻碍原磁通量的变化．
(2)磁铁的N、S对调后，实验结论与(1)相同．
(3)判断感应电流时应注意俯视还是仰视，去判断是顺时针还是逆时针． [答案] 原磁场方向：向下 向上 向下 向上 原磁场磁通量的变化：增加 增加 减小 减小 感应电流方向(俯视)：逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 感应电流的磁场方向：向上 向下 向下 向上
结论：磁铁磁极插入、拔出，导致磁通量变化，产生感应电流，感应电流阻碍原磁通量的变化
楞次定律的内容是感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化． 三、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
如图所示，甲、乙两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220 V的交流电
压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V，若分别在c、d两端与g、h两端加上110 V
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的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为( )
A．220 V 220 V C．110 V 110 V
B．220 V 110 V D．220 V 0 V
[解析] 首先要搞清楚变压器和滑动变阻器在改变电压原理上的本质不同：对于变压器，
a、b与c、d间的电压比总是等于它们间线圈的匝数比，与哪一个是原线圈无关，故a、b间
接220 V交流电压，c、d间电压为110 V，c、d间改接110 V交流电压，则a、b间应输出电压220 V；而对于滑动变阻器，当e、f间接电压220 V时，电阻的e、g与f、g部分串联，g、
h间电压仅f、g是部分电阻的电压，当g、h间接电压110 V时，由于e、g部分无电流，e、g两点等势，故e、f间电压等于g、h间电压，所以选B.
[答案] B
变压比＝，不仅适用于原、副线圈只有一个的情况．而且适用于有多个副线圈的情况．也适用于任意的两个副线圈间电压的计算．变流比＝只适用于原、副线圈各有一个的情况，如果有两个或多个副线圈时，只能用理想变压器输入功率和输出功率相等的关系列出关系式U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn来确定电流间的关系．
四、用双缝干涉测量光的波长
在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：
(1)如图所示，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取________或________的方法．
U1n1
U2n2
I1n2I2n1
(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(填数字代号)．
(3)关于本实验，正确的说法是( )
A．实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行
B．观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧
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C．看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的间距比绿条纹的间距大
D．测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数
[解析] (1)由实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝．由Δx＝λ可知，要增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取的办法有：
①增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)； ②减小双缝之间的距离．
(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②③.
(3)实验时应使光源、单缝、双缝的中心位于遮光筒的轴线上，且使单缝与双缝平行，A正确；白光的干涉图样是彩色条纹，中央为白色亮纹，在第一级亮条纹中红色在最外侧，B错误；由Δx＝λ得红条纹的间距大于绿条纹间距，C正确；为了减小误差，应使分划板的中心刻线对齐条纹中心再读数，D正确．
[答案] (1)滤光片 单缝 双缝 增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒) 减小双缝之间的距离
(2)②③ (3)ACD
对实验数据的处理
一、探究单摆周期与摆长的关系
(2019·温州模拟)(1)位于浙江大学的一位同学通过在线网络直播课堂与位于北
京大学的另一位同学进行交流，各自在那里用DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，并由计算机绘制了T～L图象，如图甲所示．在浙江大学的同学所测实验结果对应的图线是________(填“A”或“B”)．
2
ldld
(2)浙江大学的同学还用螺旋测微器测得摆球的直径，如图乙所示，该读数为________mm. [解析] (1)由单摆的周期公式有：T＝2π2
L4πL，解得：g＝2，所以图甲中的图线斜gT率表示加速度的大小的倒数，由图中我们看出A线加速度小，因此在浙江大学的同学所测实验结果对应的图线是A.
(2)由图可知，固定刻度示数为10 mm，可动刻度示数为29.7×0.01 mm＝0.297 mm，所
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以螺旋测微器的示数为10 mm＋0.297 mm＝10.297 mm.
[答案] (1)A (2)10.297 二、测定玻璃的折射率
“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一
侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时，要使它_________________
____________________．如图是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边．根据该图可算得玻璃的折射率n＝__________．(计算结果保留两位有效数字)
[解析] 测定玻璃折射率的实验是利用大头针得到进入玻璃的入射光线，在另一侧插入大头针挡住前面的A、B的像来确定C，同样插入大头针D挡住C及A、B的像，C和D确定了出射光线，利用入射点和出射点的连线来确定折射光线，作出法线FG，连接OO′，以O点为圆心画圆，
分别交AB、OO′于E、Q两点，分别过E、Q向GF作垂线EG、FQ并用毫米刻度尺测其长度，sin θ1EG如图所示，根据n＝可得：n＝＝1.8.
sin θ2FQ[答案] 挡住C及A、B的像 1.8(1.6～1.9) 三、探究碰撞中的不变量
某同学设计了一个用电磁打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：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)．A为运动的起点，则应选________段来计算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”或“BC”或“CD”或“DE”)．
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浙江省2020高考物理二轮复习专题六第三讲选修实验讲义含解析
