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【題目】燈泡 L1 上標(biāo)有“12V 3W”的字樣,燈泡 L2 上的標(biāo)記模糊不清,但測得它的阻值是20Ω,F(xiàn)把這兩個燈泡串聯(lián)后接到某一電源兩端,燈泡 L1 正常發(fā)光。若燈絲電阻值均保持不變,求:
(1)電源兩端的電壓 U;
(2)燈泡 L2 的實(shí)際功率 P 2 。
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【題目】請閱讀《手機(jī)里的“指南針”》回答問題。
手機(jī)里的“指南針”
智能手機(jī)里面“指南針”可以像真實(shí)小磁針一樣指示方向(如圖左所示),但手機(jī)中并不存在真實(shí)的小磁針,發(fā)揮小磁針作用的是一個能對磁場做出反應(yīng)的電子羅盤。有一種電子羅盤是利用 “霍爾效應(yīng)”制成的“磁傳感器”。
如圖右所示,通電長方體金屬導(dǎo)體在磁場 B 中時,會受到磁場力的作用,而金屬導(dǎo)體中的電流是由自由電子定向移動形成的,因此其微觀本質(zhì)上是電子受到了磁場力的作用,于是這些電子就在磁場力的作用下運(yùn)動到導(dǎo)體的后表面 D,從而使后表面 D 帶上負(fù)電荷;而前表面 C 因缺少了電子,帶上了正電荷。由于 C、D 表面帶有不同種電荷,因此在 C、D 兩表面之間就形成一定的電壓,這就是霍爾效應(yīng)。
通過實(shí)驗(yàn)可知,電流越大、磁場越強(qiáng),C、D 兩表面間的電壓就越大,即霍爾效應(yīng)越顯著。在電流和磁場一定時,“霍爾效應(yīng)”的顯著程度還與導(dǎo)體在磁場中的方位有關(guān),導(dǎo)體中電流 I 的走向與磁場方向的夾角越接近垂直,霍爾效應(yīng)越顯著。手機(jī)中的電子羅盤(磁傳感器)正是利用這一物理原理制成的。
手機(jī)都有 GPS 定位功能,還有必要裝電子羅盤嗎?很有必要!因?yàn)樵谏掷锘蛘叽髲B林立的地方,手機(jī)很有可能接收不到 GPS 信號,而有了電子羅盤就可以保障你不會迷失方向,畢竟地球磁場是無處不在的。
手機(jī)外部強(qiáng)磁體會不會影響手機(jī)內(nèi)部電子羅盤的功能呢?答案是肯定的?拷謾C(jī)的強(qiáng)磁體會影響手機(jī)中的電子羅盤的正常工作。更糟糕的是,如果把強(qiáng)磁體緊靠手機(jī)放置,手機(jī)內(nèi)部的鐵質(zhì)元器件會被磁化,成為磁體,給校正電子羅盤帶來困難。有些用戶可能會認(rèn)為這無所謂,因?yàn)樽约翰怀J褂秒娮恿_盤,但這并不意味著手機(jī)中其他功能的應(yīng)用不依賴電子羅盤。例如有些地圖軟件就是利用電子羅盤來判斷手機(jī)朝向的。
請根據(jù)上述材料,回答下列問題:
(1)對于將強(qiáng)磁鐵緊靠智能手機(jī)放置的后果,下列說法中正確的是 ______。(選填選項(xiàng)前的字母)
A.將手機(jī)內(nèi)部的鐵質(zhì)元器件磁化,對電子羅盤的校正帶來困難
B.只是暫時性影響手機(jī)的電子羅盤工作,移開磁鐵后一切恢復(fù)正確
C.只會影響手機(jī)中的電子羅盤,對于手機(jī)的聽筒、話筒不會產(chǎn)生任何影響
D.手機(jī)中的電子羅盤并不是小磁針,所以不會對手機(jī)產(chǎn)生任何影響
(2)微觀上運(yùn)動的電子受到磁場力的作用,與下列_________ 圖所示實(shí)驗(yàn)的原理最為相似。(選填圖下面的字母)
(3)請你猜想霍爾效應(yīng)還能有哪些應(yīng)用_______?
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【題目】如圖所示,在豎直放置的電磁鐵上方用彈簧懸掛一條形磁體,磁極位置如圖中所示,滑動變阻器的滑片 P 位于變阻器的中間部位閉合開關(guān)后可看到小燈泡發(fā)光。現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片 P 的位置,保證條形磁體始終未接觸電磁鐵,彈簧的形變始終為彈性形變,燈泡始終處于發(fā)光狀態(tài)。請通過分析說明,在滑動變阻器滑片 P 位置的所有可能的調(diào)節(jié)過程中,其滑片 P 位置變化與小燈泡的亮暗變化和彈簧的長度變化的對應(yīng)關(guān)系。
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【題目】為了驗(yàn)證“通過電熱絲電流大小和通電時間相同的情況下,電熱絲的電阻值越大,其產(chǎn)生的熱量越多” 的猜想,現(xiàn)有以下滿足實(shí)驗(yàn)要求的器材:電源、滑動變阻器和開關(guān)各一個,電流表和停表各一塊,導(dǎo)線若干,以及如圖所示的三個完全相同的保溫?zé)。燒瓶?nèi)裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油,以及完全相同的溫度計(jì)和阻值不同的電熱絲,其中三個電熱絲的電阻值大小關(guān)系為 R1 <R2 <R3 ,它們的電阻值均不隨溫度發(fā)生變化。
請利用上述實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)證明:“ 通過電熱絲電流大小和通電時間相同的情況下,電熱 絲的電阻值越大,其產(chǎn)生的熱量越多”。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中可用煤油升高的溫度ΔT 的大小表示電流通過電熱絲 R 產(chǎn)生熱量的多少。請畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,寫出實(shí)驗(yàn)步驟,畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。
(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;
(2)寫出實(shí)驗(yàn)步驟;
(3)畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。
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【題目】小磊為了驗(yàn)證“感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體回路的一部分導(dǎo)體切割磁感線的速度方向有關(guān)”的猜想, 他選擇用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)以下是他的部分實(shí)驗(yàn)步驟,請你幫他補(bǔ)充完整:
①閉合開關(guān),保持蹄形磁體靜止,使導(dǎo)線框的 ab 邊從圖中位置以某一速度 v 沿水平方向向右運(yùn)動,記錄靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向。
②保持蹄形磁體靜止,使導(dǎo)線框的 ab 邊從圖中位置________運(yùn)動,記錄靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向。
(2)由于_______,可以驗(yàn)證:感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體回路的一部分導(dǎo)體切割磁感線的速度方向有關(guān)。
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【題目】在探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素的實(shí)驗(yàn)中,小明用相同的導(dǎo)線和鐵釘繞制成電磁鐵 A 和 B,其中電磁鐵 A 的線圈匝數(shù)為 80 匝,電磁鐵 B 的線圈匝數(shù)為 20 匝。連接好實(shí)驗(yàn)電路,閉合開關(guān),讓 A、B 兩電磁鐵分別與足夠多的大頭針充分接觸后,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖所示。根據(jù)此現(xiàn)象,于是小明得出結(jié)論,線圈匝數(shù)越多,電磁鐵的磁性一定越強(qiáng)。請你利用上述器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),證明小明的結(jié)論是錯誤的。
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【題目】如圖所示,在探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,把表面有絕緣層的通電導(dǎo)線繞在一根大鐵釘上,制成一個簡易電磁鐵。在這個簡易電磁鐵下方放置足夠多的大頭針,用它能吸起大頭針數(shù)量的最大值來反映電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),但電磁鐵不能吸起大頭針。
(1)你猜想電磁鐵不能吸起大頭針的原因是____________________。(至少寫出 1條可能的原因)
(2)寫出僅利用如圖所示器材驗(yàn)證你的猜想的方法:_______________________。
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【題目】條形磁體有兩個磁極,分別是南極(S)和北極(N),兩個磁極分別位于條形磁體的兩端。小陽在實(shí)驗(yàn)時不小心將條形磁體摔斷了,如圖所示。小陽認(rèn)為斷開后的 AB段、CD 段上都只有一個磁極。請你自選器材證明小陽的觀點(diǎn)是錯誤的。要求至少用兩種方法進(jìn)行證明,說明所使用的器材、簡要步驟和主要現(xiàn)象。
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【題目】如圖所示,小軍在探究通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用的實(shí)驗(yàn)中,用兩根水平且平行的金屬軌道把一根直導(dǎo)線ab支起來,并讓這根導(dǎo)線處于蹄形磁體的磁場中。閉合開關(guān)后,有電流通過這根直導(dǎo)線,會看到直導(dǎo)線在磁場中由靜止開始沿軌道運(yùn)動起來。把電源的正、負(fù)極的接線調(diào)換一下,使導(dǎo)線ab 中的電流方向與原來相反,保持蹄形磁體的位置不變,閉合開關(guān)后,會看到直導(dǎo)線 ab 仍會由靜止開始運(yùn)動,只是運(yùn)動的方向與原來相反。請你寫出小軍所探究的問題是____________________。
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【題目】小鵬在探究小燈泡的亮度與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,選用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材,其中小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣,電源兩端的電壓恒為3V,設(shè)計(jì)電路后連接了部分電路。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中的實(shí)物電路連接完整,要求在閉合開關(guān)時滑動變阻器接入電路的電阻值為最大。
(_________)
(2)小鵬進(jìn)行 4 次測量,并將有關(guān)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄在表格中。其中第 3 次測量時電流表的示數(shù)如圖所示,由此可知,小燈泡額定功率的測量值為 _________W。
(3)表中記錄的第 1 次實(shí)驗(yàn)時小燈泡不亮,據(jù)此 ______(選填“能”或“不能”)判斷為電路出現(xiàn)斷路。做出這一判斷的依據(jù)是 _________。小燈泡不亮的原因是:_________ 。
次數(shù) | 電壓 U/V | 電流 I/A | 實(shí)際電功率 P/W | 小燈泡亮度 |
1 | 0.5 | 0.12 | 0.06 | 不亮 |
2 | 1.5 | 0.20 | 0.30 | 稍亮 |
3 | 2.5 | 正常 | ||
4 | 2.8 | 0.32 | 0.90 | 更亮 |
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