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1、第10課時 力學(xué)電磁轉(zhuǎn)化實(shí)驗專題
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.通過例1的復(fù)習(xí),讓學(xué)生知道杠桿平衡條件實(shí)驗的探究和歸納.
2.通過例2的復(fù)習(xí),讓學(xué)生知道滑輪組機(jī)械效率實(shí)驗的探究和歸納.
3.通過例3的復(fù)習(xí),讓學(xué)生知道奧斯特實(shí)驗的探究和歸納.
4.通過例4的復(fù)習(xí),讓學(xué)生知道磁場對電流作用實(shí)驗的探究和歸納.
5.通過例5的復(fù)習(xí),讓學(xué)生知道電磁感應(yīng)實(shí)驗的探究和歸納.
二、考情分析
此部分實(shí)驗主要由平探究杠桿平衡條件、探究動滑輪的機(jī)械效率、探究通電螺線管外部磁場的方向(奧斯特實(shí)驗)、磁場對電流的作用、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件組成.綜合近三年南京市的中考
2、杠桿平衡條件是最有可能在實(shí)驗題中考察的.功、功率、機(jī)械效率的問題在填空題中一定會考.電和磁的實(shí)驗可能在選擇題和填空題中考察.
三、備考策略
在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗中主要考察杠桿如何調(diào)平,力臂如何尋找,結(jié)論如何應(yīng)用等方面.
在探究動滑輪的機(jī)械效率的實(shí)驗中主要考查實(shí)驗器材的組裝,動滑輪的特點(diǎn),功、功率機(jī)械效率的計算等.考填空的可能性最大.
在電和磁的這一類實(shí)驗考查中主要要分清這些實(shí)驗的相通之處和不同之處.注意弄清這些實(shí)驗中物理量的因果關(guān)系.
四、典例分析
例1.用如圖所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗.
(1)實(shí)驗開始時,杠桿的位置如圖甲所示.為
3、使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿的平衡螺母向 _______ 移動(選填“左”或“右”).
(2)如圖乙所示,在刻度線“2”處掛2個鉤碼,在刻度線“4”處用調(diào)好的彈簧測力計豎直向下拉杠桿,杠桿在水平位置平衡時,彈簧測力計的示數(shù)為F1,將彈簧力計斜向左拉,杠桿在水平位置平衡時,其示數(shù)F2 _____ F1(選填“>”、“=”或“<”,下同);甲
0
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
乙
例1圖
再將彈簧測力計斜向右拉,杠桿在水平位置平衡時,其示數(shù)F3 _____ F1.
(3)得到實(shí)驗結(jié)論后,利用圖乙所示的裝置,只借助杠桿上的刻度線,右端只使用彈簧測力計,
4、左端只懸掛重物,若彈簧測力計的量程是0~2.5N,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時,通過計算可知,懸掛的重物最重可達(dá) N.
【同步練習(xí)1】某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗.
(1)調(diào)節(jié)杠桿平衡后,在不同的位置掛不同數(shù)量的鉤碼,使杠桿重新平衡,得到如表中的實(shí)驗數(shù)據(jù):
次數(shù)
動力F1/N
動力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
6
5
5
6
2
5
10
10
5
3
4
15
6
10
4
2
20
8
分析實(shí)驗數(shù)據(jù)得到兩種結(jié)論:①F1+l1=F2+l2;②F1l1=F2l2.你認(rèn)為正確的是第 (選填
5、“①”或“②”)種結(jié)論,實(shí)驗4中的阻力臂是 cm.
(2)如圖甲所示,在杠桿的左端20cm處掛2個50g的鉤碼,而在杠桿的右端10cm處用彈簧測力計豎直往下拉,使杠桿在水平位置平衡,這時測力計的讀數(shù)F= N;如果測力計沿圖中虛線方向向下拉,使杠桿在水平位置平衡,則測力計讀數(shù)F′ F(選填“>”、“<”或“=”),g取10N/kg.
(3)杠桿在圖乙的水平位置平衡后,用手使杠桿緩慢地轉(zhuǎn)過一個角度(如圖丙)后松手,杠桿 (選填“能”或“不能”)保持靜止.
F
F′
甲
乙
丙
0
5
10
15
20
5
10
6、15
20
l1
l2
·
0
5
10
15
20
5
10
15
20
·
0
5
10
15
20
5
10
15
20
·
同步練習(xí)1圖
例2.在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”的實(shí)驗中,小明用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗,實(shí)驗數(shù)據(jù)如表:
(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),在圖甲種畫出滑輪組的繞繩方法.
序號
動滑物重
G動/N
物重
G/N
物體上升的
高度h/m
繩端受到的拉力F/N
繩端移動的距離s/m
滑輪組的機(jī)械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
0
7、.5
2
0.1
1.0
0.3
66.7
3
0.5
4
0.1
0.3
(2)實(shí)驗中,沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計,使物體緩緩上升,在測量繩端所受的拉力時,彈簧測力計應(yīng) (選填“保持靜止”或“勻速上升”).
(3)第三次試驗時,測力計示數(shù)如圖乙所示,此時繩端受到的拉力為 N,滑輪組的機(jī)械效率為 %.
(4)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知:
①隨著物重的增大,額外功 (選填“變小”、“不變”或“變大”),原因是 。
②要提高同一滑輪組機(jī)械效率,可以采取
8、 的措施.
1
1
2
2
N
甲 乙
同步練習(xí)2圖
例2圖
【同步練習(xí)2】如圖所示,搬運(yùn)工人用滑輪將重為425N的重物勻速提升4m,所用拉力為250N,時間為20s.由此過程中有用功是 _________J,額外功是_______J,拉力的功率是______W,滑輪的機(jī)械效率是_________.
例3.用如圖所示的裝置可以探究通電螺線管外部磁場的方向.
(1)選用小磁針是為了 ;
例3圖
(2)實(shí)驗過程中,把電池
9、的正負(fù)極位置對調(diào),這樣操作是為了研究 和 是否有關(guān).
【同步練習(xí)3】右圖是小華設(shè)計的一種節(jié)能電梯工作原理圖,R是一個力敏電阻,當(dāng)電梯上無人時,力敏電阻受到的壓力變小,阻值變大,電磁鐵的磁性變 ,觸點(diǎn)3與觸點(diǎn) (選填“1”或“2”)接觸,電動機(jī) 的轉(zhuǎn)速變小,電梯變慢,從而達(dá)到節(jié)能目的.
例4圖
同步練習(xí)3圖
例4.如圖所示,通電導(dǎo)線中電流的方向向右,磁場對通電導(dǎo)線作用力的方向如圖A所示.改變實(shí)驗條件,在圖B中畫出磁場對通電導(dǎo)線作用力的示意圖.
【同步練習(xí)4】如圖所示,是探究“磁場
10、對通電導(dǎo)線的作用”的實(shí)驗裝置,當(dāng)閉合開關(guān)S時,導(dǎo)線ab中電流的方向是從 (選填“a到b”或“b到a”)。導(dǎo)線ab受到磁場力的作用而向左運(yùn)動;如果只改變電流方向,那么導(dǎo)線ab將向 運(yùn)動.科學(xué)家在該實(shí)驗基礎(chǔ)上發(fā)明了電動機(jī),實(shí)現(xiàn)了把 能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.
0
-G
+G
G
-
+
N
S
A
B
例5圖
同步練習(xí)4圖
例5.如圖所示,某班物理學(xué)習(xí)小組為了探究“導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”,將一根導(dǎo)體棒AB的兩端用細(xì)導(dǎo)線與電流表組成一個閉合電路,并用絕緣細(xì)線懸掛起來放在U形磁鐵的磁場中.
11、
(1)讓導(dǎo)體棒AB沿豎直方向上下運(yùn)動時,電流表無示數(shù);讓導(dǎo)體棒AB沿水平方向左右運(yùn)動時,電流表有示數(shù);由此他們得出的結(jié)論是:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中作__________運(yùn)動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電流.
(2)讓導(dǎo)體棒AB沿水平方向左運(yùn)動時,電流表指針向右偏;讓導(dǎo)體棒AB沿水平方向右運(yùn)動時,電流表指針向左偏,說明感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動的__________有關(guān).
(3)讓導(dǎo)體棒AB沿水平向左緩慢運(yùn)動時,電流表指針向右偏的角度較??;導(dǎo)體棒AB沿水平向左快速運(yùn)動時,電流表指針向右偏的角度較大,說明感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體運(yùn)動的__________有關(guān).
【同步練習(xí)5】學(xué)習(xí)電與磁的知識后,小
12、陽同學(xué)知道了發(fā)電機(jī)發(fā)電是利用了 的原理.小陽用如圖所示是實(shí)驗裝置探究產(chǎn)生電流的條件.閉合開關(guān)后,銅棒AB、靈敏電流表、開關(guān)、導(dǎo)線組成了閉合電路,當(dāng)小陽讓銅棒AB (選填“上下”或“左右”)運(yùn)動時,靈敏電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn).在儀器和電路連接都完好的情況下,某小組的實(shí)驗現(xiàn)象不太明顯.請?zhí)岢鲆粭l改進(jìn)措施: .
同步練習(xí)5圖
五.鞏固練習(xí)
1.圖中正在使用的機(jī)械,屬于省力杠桿的有 ( )
④核桃夾
③筷子
②羊角
13、錘
①釣魚竿
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
2.如圖所示的四個裝置可以用來研究有關(guān)物理現(xiàn)象或說明有關(guān)原理,下列表述正確的是 ( )
A.圖①研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B.圖②研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系
C.圖③說明電動機(jī)原理
D.圖④說明發(fā)電機(jī)原理
3.如右圖所示,用塔式起重機(jī)上的滑輪組勻速起吊6000N的物體,物體上升5m所用的時間為10s,滑輪組的機(jī)械效率是80%,則有用功是 J,總功是
14、 J,拉力F的功率是 W.
4.利用如圖所示的裝置來探究“杠桿的平衡條件”。
甲 乙 丙
(1)實(shí)驗前,杠桿如圖甲所示,可將杠桿兩端的平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是可以直接從杠桿上讀出 .
(2)杠桿平衡后,如圖乙所示,在杠桿B點(diǎn)掛3個相同的鉤碼,可在杠桿的D點(diǎn)掛 個相同的鉤碼,就可使杠桿重新在水平位置平衡.
(3)保持B點(diǎn)鉤碼數(shù)量和力臂不變,杠桿在水平位置平衡時,測出多組動力
15、臂l1和動力F1的數(shù)據(jù),繪制了l1﹣F1的關(guān)系圖像,如圖丙所示。請根據(jù)圖像推算,當(dāng)l1為0.6m時,F(xiàn)1為 N.
5.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗裝置測量滑輪組的機(jī)械效率,相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在下表中。
實(shí)驗
次數(shù)
鉤碼重
(N)
鉤碼上升的高度
(m)
繩端的拉力
(N)
繩端移動的距離
(m)
機(jī)械效率
1
4
0.10
1.8
0.3
2
6
0.10
2.5
0.3
3
6
0.15
2.5
(1)實(shí)驗中,使用滑輪組提升重物時,應(yīng)豎直向上________拉動彈簧測力計.
(2)第二次實(shí)驗中,2s內(nèi)鉤碼上
16、升的高度為0.1m,則它運(yùn)動的速度為________m/s.
(3)第三次實(shí)驗中,繩端移動的距離為________m,滑輪組的機(jī)械效率為_______.
(4)分析比較第一、二兩次實(shí)驗數(shù)據(jù),有用功W1有________W2有,滑輪組的機(jī)械效率η1________η2(兩空均選填“>”“=”或“<”)。由此可知,可采用____ ___的方法來提高滑輪組的機(jī)械效率.
(5)若將此滑輪組換一種繞繩方法,不計摩擦及繩重,提升相同的物體時,滑輪組的機(jī)械效率 (選填“變大”“變小”或“不變”).
6.如下圖所示的是(a)(b)反映電和磁之間聯(lián)系的實(shí)驗裝置圖,(c)、(d)所示的是這兩種電磁現(xiàn)象的應(yīng)用裝置.圖(a)是研究 現(xiàn)象的裝置,根據(jù)這一現(xiàn)象,制成了 機(jī),工作時把 能轉(zhuǎn)化為 能;圖(b)是研究 的裝置,與該現(xiàn)象對應(yīng)的應(yīng)用裝置是 圖,工作時把 能轉(zhuǎn)化為 能.