届一轮复习人教版演示实验二学案.docx

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届一轮复习人教版演示实验二学案

第15讲演示实验

（二）

1．探究影响电荷间相互作用力的因素

⑴实验器材

球形导体、通草球、感应起电机、铁架台、细线。

⑵实验过程

①用感应起电机使球形导体带上足够多的电荷。

②如图所示，将通草球靠近球形导体，通草球被吸引与导体球接触，带上同学种电荷，随即被排斥开来，调整通草球与球形导体间的距离，使通草球与通过悬点的竖直线有一明显的偏角。

③不断改变球形导体的电荷量，观察悬线与竖直线的偏角的变化。

④保持球形导体和通草球上的电荷量不变，改变球形导体与通草球之间的距离，观察悬线与竖直线的偏角的变化。

⑶实验结论

点电荷间的作用力的大小与它们间的距离和带电量都有关系，随着带电量的增多而增大，随着距离的增大而减小。

2．静电感应

⑴实验过程

①取一对用绝缘支柱支持的金属导体和，使它们彼此接触。

起初它们不带电，贴在它们下部的金属箔是闭合的。

现在把带正电荷的球移近导体，可以看到、上的金属箔都张开了，表示、都带上电荷（图甲）。

实验表明：

导体上带负电荷，与上的电荷异号；导体上带正电荷，与上的电荷同学号。

②如果先把和分开，然后移去，可以看到和仍带有电荷（图乙）。

如果再让和接触，它们就不再带电。

这说明和分开后所带的异种电荷是等量的，重新接触后等量异种电荷发学生中和。

⑵注意事项

做好这个实验的关键是要保证三部分导体的绝缘性能良好，让导体带尽可能多的电荷，而且应注意不要使枕形导体与周围空间发学生放电现象。

3．静电屏蔽

⑴实验过程

①如图甲所示，使带电的金属球靠近验电器，由于静电感应，验电器的箔片张开，这表明了验电器受到了外电场的影响。

②如果事先用金属罩把验电器罩住（图乙），验电器的箔片就不会张开。

即使把验电器和金属罩用导线连接起来。

箔片也不张开。

这表示金属罩能把外电场挡住，使罩内不受外电场的影响。

⑵深入探究

做该实验时，应将验电器放在绝缘台的金属板上，在金属的外面挂几个导电箔片。

用绝缘线吊着将金属放在金属板上，把验电器罩起来。

此时可以看到验电器的箔片不再张开，而金属外的箔片张开了。

]

4．研究影响平行板电容器的因素

⑴实验过程

如图所示，用静电计测量已经充电的平行板电容器两极板间的电势差。

①保持极板上的电荷量不变，两极板间的距离也不变，改变两极板的正对面积，通过静电计指针的变化得知两极板间电势差的变化。

根据公式，由电势差的变化判断电容的变化，从而得知电容与正对面积的关系，如图甲所示。

②保持极板上的电荷量不变，两极板的正对面积也不变，改变两极板间的距离，通过静电计指针的变化得知两极板间电势差的变化。

根据，由电势差的变化判断电容的变化，从而得知电容与两极板间的距离的关系。

见图乙所示。

③保持、、都不变，在两极板间插入电介质，例如有机玻璃板。

通过静电计指针的变化得到两极板间的电势差的变化。

根据公式，由电势差的变化判断电容的变化，从而得知两极板间电介质的存在对电容的影响。

如图丙所示。

⑵实验结论

平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比，与两板间电介质的介电常数成正比，与板间距离成反比。

例题说明：

例1对应静电感应；例2对应静电屏蔽；例3对应影响平行板电容器的因素

【例1】如图所示，把一个不带电的枕形金属导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在、端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是

A．闭合，有电子从地流向枕形导体

B．闭合，有电子从枕形导体流向地

C．闭合，再断开时，导体电势小于零

D．闭合，再断开，并移走带正电小球，导体电势小于零

【答案】ACD

【例2】如图所示，将一个验电器放在一个带正电的金属球旁边，发现验电器的箔片会张开，则

A．验电器的箔片带正电

B．验电器的小球带正电

C．若用一个金属罩将验电器罩住，验电器箔片将合拢

D．若用一个金属罩将验电器罩住，但金属罩接触到验电器的小球，验电器箔片将继续张开

【答案】AC

【例3】如图所示装置，在探究影响平行板电容器电容的因素实验中，充好电的平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相接，极板B接地。

若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是

A．两极板间的电压不变，极板上的电量变大

B．两极板间的电压不变，极板上的电量变小

C．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大

D．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小

【答案】C

1．测量导体的电压和电流

⑴实验过程

如图所示，用电流表测量通过导体的电流，用电压表测量两端的电压。

调节滑动变阻器的滑片，可以得到关于导体的几组电压、电流的数据。

随后，换用另一个导体代替进行实验，又可以得到关于导体的多组电压、电流的数据。

⑵数据处理与实验结论

在同学一坐标系中作出、的图像，如图所示，从图中可以看出，同学一金属导体的图像是一条过原点的直线。

也就是说，同学一导体，不管电流、电压怎样变化，电压跟电流的比值都是一个常数。

2．探究路端电压随外电阻变化的规律

方案Ⅰ：

⑴实验过程

按图所示连接电路，闭合开关和，改变外电路的电阻，观察路端电压随着外电阻的变化而发学生怎样的变化。

⑵实验结论

随着外电阻的增大，路端电压也随之增大。

方案Ⅱ：

⑴实验过程

用导线把旧干电池、电流表、电压表、2只“”小灯泡及开关等按图所示电路连接。

①闭合和观察小灯泡的亮度，并记下电流表和电压表的示数。

②再闭合，再次观察小灯泡的亮度，并观察电流表和电压表的示数如何变化。

⑵实验现象分析

当闭合和时，回路中灯泡和电源组成闭合电路；当再闭合时，回路中多了一个并联支路，使得回路中总电阻变小，根据闭合电路的欧姆定律，干路中的电流增大，内电压增大，路端电压减小，故小灯泡的亮度变暗。

⑶实验结论

路端电压随着外电阻的减小而减小，随外电阻的增大而增大。

例题说明：

这部分实验比较简单，学生接触电实验也比较多，两道例题是路端电压随外电阻变化的变形。

【例4】用电动势为、内阻为的电源对外电路供电，下列判断中正确的是

A．电源短路时，路端电压为零，电路电流达最大值

B．外电路断开时，内电压为零，路端电压也为零

C．路端电压增大时，流过电源的电流一定减小

D．路端电压增大时，电源的效率一定增大

【答案】ACD

【例5】如图，电源的内阻不可忽略。

已知定值电阻，。

当电键接位置1时，电流表的示数为。

那么当电键接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值

A．B．C．D．

【答案】C

1．奥斯特实验

⑴实验过程

1820年4月，奥斯特在一次讲课中，他偶然把导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针的上方，通电时指针转动了，这就是著名的奥斯特实验，如图所示。

做实验时，我们可以分为四种情形来观察和研究：

①水平电流在小磁针的正上方，让电流由南向北流。

②水平电流在小磁针的正上方，让电流由北向南流。

③水平电流在小磁针的正下方，让电流由南向北流。

④水平电流在小磁针的正下方，让电流由北向南流。

⑵实验说明

奥斯特实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。

⑶实验注意事项

做奥斯特实验时，直导线要南北水平放置，小磁针放在导线的上方或下方。

导线东西放置或小磁针放在导线的延长线上都不一定能观察到小磁针的偏转，如将导线东西放置，小磁体放在导线的正下方，若通以由西向东的电流，则小磁针不会偏转，若通以由东向西的电流，则在导线周围电流磁场足够强时才会观察到小磁针的偏转，因为地磁场使指针指向南北方向。

2．通电导体在磁场中的运动

方案Ⅰ：

⑴实验过程

如图所示，把一根直导体放在蹄形磁体的磁场里。

然后接通电源，让电流通过原来静止的导体，可以看到通电导体在磁场中运动起来了。

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⑵实验结论

电流通过在磁场中的导体时，导体运动起来。

这说明通电导体在磁场里受到力的作用。

在上面的实验中可以看到，导体的受力方向跟导体中的电流方向垂直，同学时也跟磁感线的方向垂直。

方案Ⅱ：

⑴实验过程

如图所示，将一根导体棒的两端用铁架台悬挂起来，用电源给导体棒通上电流，可以发现导体棒向左（或向右）摆动。

⑵实验结论

磁场对通电导体有力的作用。

3．线圈在磁场中的运动

⑴实验过程

如图甲所示，把一个线圈放在磁场里，接通电源，让电流通过线圈。

可以看到线圈在磁场中转动，但并不能持续下去，摆几下便停在了如图乙所示的位置。

⑵实验现象分析。

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乙的位置的原因是：

线圈的边和边通电后，在磁场里受到力的作用，而边和边中的电流方向相反，所以受到力的方向也相反，并且不在一条直线上，在这两个力的作用下线圈就转动起来。

当转到图乙所示的位置时，这两个力恰好在同学一直线上，而且大小相等、方向相反，彼此平衡，所以线圈在这个位置上就可以保持平衡不再转动了。

⑶实验结论

磁场对通电线圈会产学生力的作用。

4．探究影响通电导线受力的因素

⑴实验过程

如图所示，三块相同学的蹄形磁铁并列放在桌上，可以认为磁极间的磁场是均匀的。

将一根直导线水平悬挂在磁铁的两极间，导线的方向与磁感应强度的方向（由下向上）垂直。

当导线中有电流通过时，导线将摆动一个角度。

通过摆动角度的大小可以比较导线受力的大小。

分别接通“2、3”和“1、4”，可以改变导线通电部分的长度。

电流由外部电路控制。

先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。

观察这两个因素对导线受力的影响。

⑵实验结论

通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度有关（长度越大，受力越大），又与导线中的电流有关（电流越大，受力越大）。

5．探究安培力的方向

⑴实验过程

①按图甲所示的实验装置连接。

②接通开关，观察导体棒受力的方向（即导体棒摆动的方向），改变导体棒中电流的方向，观察受力的方向是否改变。

③上下对调磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力的方向是否改变。

图甲图乙

⑵实验结论

通过上述实验的探究，我们可知导线受力的方向与磁场方向和电流方向有关，即与导线、磁感应强度的方向都垂直，它的指向可以用左手定则来判断，如图乙所示。

6．平等直导线之间的相互作用力

⑴实验过程

如图所示，两条平行的通电直导线会通过磁场发学生相互作用。

可运用前面过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验你的预测。

⑵实验结论

两条平行的通电直导线，同学向电流相互吸引，异向电流相互排斥。

7．观察阴极射线在磁场中的偏转||]

⑴实验过程

图甲是一个抽成真空的电子射线管，从阴极发射出来的电子束，在阴极和阳极间的高电压的作用下，轰击到长条形的荧光屏上激发荧光。

管中可以显示出电子束运动的径迹。

实验表明，在没有外磁场时，电子束是沿直线前进的（图乙），如果把射线管放在条形磁铁的一极旁，荧光屏上显示的电子束运动的径迹发学生了弯曲，如图丙所示。

图甲

图乙图丙

⑵实验结论

运动电荷在磁场中受到了磁场的作用力，这个力叫做洛伦兹力。

8．用洛伦兹力演示仪研究洛伦兹力

⑴实验过程

用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的偏转。

在做以下每项观察之前，首先进行讨论，根据洛伦兹力的特点预测管内的径迹，然后观察、检验你的预测。

演示过程如下：

①不加磁场时观察电子束的径迹。

②给磁线圈通电，在球形管内产学生沿两线圈中心连线方向、由纸内指向读者的磁场，观察电子束的径迹。

③保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化。

④保持磁感应强度不变，改变入射电子的速度，观察电子束径迹的变化。

⑵实验结论

带电粒子以垂直于磁场的方向进入磁场后要做匀速圆周运动，其轨道半径与粒子的速度、粒子的比荷和磁