探索性实验二答.doc

探索性实验
例1、解析：⑴2、3；⑵6、7；⑶9；⑷15
例2甲
例2 、解析：（1）我们知道同时测定二极管上的电流和电压时，有电流表的内接法和外接法两种接法。而用滑动变阻器改变电压又有分压式和限流式两种接法。画电路前，首先必须对这两个问题作出选择。内、外接法要根据二极管的电阻大小确定，但题目没有直接提供电阻的大致数值。分压还是限流要根据电压调节的需要确定。这两个问题为表格信息的分析提供了方向。由欧姆定律分析表格中的每一组数据，可以看出发光二极管的电阻是变化的，变化的范围大约在100Ω～500Ω之间。与比较，属于小电阻，应采用电流表外接法；又从表格中得到信息，实验时，电压必须从0开始增大因此滑动变阻器必须接成分压器的形式。所以实验电路如图甲所示。
（2）将表格提供的数据在方格纸上描点，可画出U-I图线如图乙中的曲线所示。
例2乙
（3）根据串联电路的特点，由UD=E-IR还可以画出一条发光二极管的伏安特性曲线，该图线是一条直线。其物理意义是：它的斜率的绝对值就是需串电阻的数值。找出两点即能画出该线。因为两条曲线都是二极管必须遵守的，所以实际的工作点必定是它们的交点，按题意应是UD=2V的点，这可以从已画出的特性曲线上找到，即图乙中的P点。另一点是当I=0时，UD=E=3V的点。由这两点连成的直线即图乙中的MN。由其斜率得应串的电阻为R=83.3Ω。
点评：有了初步的思考，才可以有目的的分析表格提供的信息。图象表示必须遵守的规律，元件的状态必须在图象上。如果同一元件在同一坐标系中可画两个图象，就表示它的状态必须同时在这两条曲线上，交点就是它的实际状态。
例3、解析：（1）接通电源，移动光度计使两边的照度相同，测出距离r1、r2，即可得待测灯泡的发光强度。（2）测量多次，求平均。
例4
例4 、（1）用多用电表的直流电压挡测各对接点间的电压，若任意一组接点间均无电压，则能说明黑箱内没有电池．
（2）用欧姆档测量时，黑表笔虽然插负接线孔，但连接的是欧姆表内电源的正极．黑表笔接B点，红表笔接C点，电流是从B流向C的；而反接时，电流是从C流向B的，两次阻值相差很多说明C、B间有二极管，且二极管的“＋”极与B点相接．
A、B间正接反接，阻值恒定，说明A、B可能存在电阻．
黑表笔接A点，红表笔接C点，有阻值且阻值比R略大；反接时阻值很大．说明A、B间的电阻与B、C间的二极管串联才有这种情况，且A、C间不可能有其它电阻或二极管构成一条支路与上述电阻、二极管支路并联，否则现象与表格最后两列的结果无法相符．黑箱内元件连接如图所示
例5、解析 (1)当两极间的电压为U时，具有一定速度的电子在速度选择器的两极间做匀速圆周运动，电场力提供向心力，设电子质量为m，电子电量为e，于是有F电＝mv2/r，F电＝eE，EK＝mv2/2，E=U/d,由此得到电子的动能为EK＝reU/2d＝10.OeU，不符合此动能值的电子将不能到达检测装置．
(2)根据(1)的结论，四个峰值电流对应的到达检测装置D中的电子动能分别为：对应于第一个峰值，电子动能为26.4eV；对应于第二个峰值，电子动能为27.2eV；对应于第三个峰值，电子动能为28.8eV；对应于第四个峰值，电子动能为50eV．
(3)根据上(2)中结论，电压为2.64V、2.72V、2.88V时有峰值，表示电子与氦原子发生非弹性碰撞时电子损失的动能是不连续的，则可推出氦原子只能接收确定的能量，从而跃迁至高能态．这个实验结果可以证明氦原子存在的三个分立能态，分别为
50eV-26.4eV＝23.6eV，
50eV-27.2eV＝22.8eV，
50eV-28.8eV＝21.2eV．
例6、(1)①在实验一条件下，通过灯丝所需的电流与灯丝粗细的平方成正比；②在实验一条件下,灯丝平均寿命与灯丝粗细成正比 (2)225V (3)D (4)D解：(1)仔细阅读观察表一，可提炼如下信息：即表中各项数据存在定量关系，可归纳如下结论：①在实验一条件下，通过灯丝所需的电流与灯丝粗细的平方成正比；②在实验一条件下，灯丝平均寿命与灯丝粗细成正比。
(2)由上题可知 ，式中I1、I2是流过灯丝的电流，d1、d2是灯丝的粗细，现取I1=0.05A，d1=25μm，d2 =75μm，则=0.45A，所以，Umax= I2R2=225V，即加在该灯泡两端的最大电压为225V。
(3)由实验一的数据分析可知，温度相同、气压相同时，灯丝越粗，平均使用寿命越长。再结合实验二的结果，灯丝粗细相同的灯泡，在使钨丝温度不变，灯泡内压强增大到0.5P0时，灯泡寿命达最长。由此比较四个选项，正确的答案为D。
(4)从实验三的条件和数据可以得出定性关系：温度越低，平均使用寿命越长，且变化非常明显(当温度由2400K升到2600K时，其平均使用寿命由8000h降到377h)。所以钨丝工作温度在2300K时，平均使用寿命应比8000h长得多，即正确答案应为D
点评：本题信息量大，题目叙述长，是一道考查学生能否从众多的信息，数据中寻找定性或定量规律的情景信息题。解题的关键是：仔细阅读，提取信息；深入思考，提炼信息；选择方法，处理信息；设计建模，重组，推断，验证信息。
课堂反馈
1、解析：因为光子说是在实验基础上进行猜测，再提出观点，属科学假说研究方法，选项C正确。
2、解析： (1)强调第四点不应在所画的线上 ；（2）开始不变，后来逐渐变大 ；导体的电阻随温度的升高而增大或导体的电阻与温度有关； （3）在额定电压下使用白光灯或超导等。（只要举例与之相关即可）
3、解析：（1）如图1 （2）见图2
（3）做出电池的U=E－Ir图线如图2电池和灯泡串联在同一电路中，流过它们的电流相同，为0.35A，灯泡两端电压为0.8V，得小灯泡实际功率为0.28瓦。
图1
A
v
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
U（V）
I（A）

图2
0.4
0.8
1.2
1.6
馈3

达标训练
1、C
2、D
3、解析：用电流场模拟静电场，在导电纸上必须形成电流。由于⑴、⑷两个方案在导电纸上不会形成电流，因此设计不合理。⑵、⑶两个设计是合理的。选BC。
4、解析：⑴直流电压，1.24V。⑵直流电流，49mA。⑶电阻，17kΩ。⑷该用×1kΩ倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值。⑸OFF，交流电压500V档位置。⑹红，正。
5、解析：(1) D 海豚能发射超声波，它是一种频率高于2×104Hz的声波，它的波长非常短，因而能定向发射，而且在水中传播时因能量损失小，要比无线电波和光波传得远，海豚就是靠自身发出的超声波的回声在混浊的水里准确确定远处的小鱼位置而猛冲过去吞食．
(2)A ①雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端；
②雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段；
③雷达发射的是不连续的无线电波，每次发射时间约为百万分之一秒，两次发射的时间间隔约为万分之一秒；
④障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来．雷迭本身是一个电磁波发射和接收的统一体，靠电磁波定位．
(3)波长短，直射性好，能定向发射．
(4)设发现目标开始发射时相距s，敌机飞行速度为v，有
(c+v)×T1/2=s (c+v)×T2/2=s-vT1
解之得s=cT12/(T1+T2) v=(T1-T2)c/(T1+T2)
第6题
6、电路如图

7、解析：电压表内阻极大，所以可用电压表直接测量电源电动势，因为实验中涉及的未知的物理量有电动势、内阻及电阻Rx，所以至少要测量三组数据。
（1）①K1断开，K2接到a端，记下电压表的读数U1；②K2仍接到a端，闭合K1，记下电压表的读数U2；③K1仍闭合，K2接到b端，记下电压表的读数U3.
（2）U1
8、解析：25℃处 连接电路如图。

A
B
电源
接电源
电炉
第8题

9、解析：⑴A ⑵11.4W ⑶7.1Ω，9.1Ω。小电珠灯丝的电阻率是随温度升高而增大的。