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在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中,小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根轻...

在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中,小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根轻质的铝棒ab,然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里,如图甲所示。

1)小明闭合开关,看到铝棒稳定时如图乙所示;在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时,小明先仅对调磁极位置,闭合开关,观察到铝棒ab稳定时如丙所示,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与____________方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动,将铝棒ab两端对调后接入电路,发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示,由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法对吗?____为什么?_________

2)小明进一步猜想:在同一磁场中,磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢?为此小明决定在图丙所示的实验基础上,在电路中串入电流表,并通过将铝棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流,进行对比实验

实验过程中,小明应根据______(选填电流表的示数导线摆动角度)来推断通电导线在磁场中的受力大小

闭合开关,小明发现铁棒稳定时的位置都如图丁所示,与丙图实验现象相比,小明感到非常困惑。请你指出小明实验设计中存在的问题并提出改进方法

存在问题_____________

改进方法_________________

3)若想利用小明的实验装置继续探究电磁感应现象,我们只需将图甲中的__________(选填开关铝棒ab电源)替换成_____________即可。

 

磁场 不对 因为将铝棒ab两端对调后接入电路,电流方向还是不变 导线摆动角度 铁棒在磁场中会受到磁铁的吸引力 把丁图的铁棒换成与丙图相同的铜棒 电源 灵敏电流表 【解析】 (1)[1]仅对调磁极位置,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关; [2][3]小明的做法不对;因为将铝棒ab两端对调后接入电路,电流方向还是不变,那么受力方向也不变,电流方向实际上是没有变化的; (2)[4]为了探究磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关,需改变电流的大小,观察金属棒的受力大小,应根据导线摆动角度来推断通电导线在磁场中的受力大小; [5][6]由于铁棒比铝棒电阻大,根据可知,在电源电压不变时,通过铁棒的电流较小,当磁场强度相同时,电流越小,导体受到的磁场力越小,因此铁棒比铝棒摆动的幅度小;所以实验中存在的问题是:铁棒在磁场中会受到磁铁的吸引力;改进方法是:把丁图的铁棒换成与丙图相同的铜棒; (3)[7][8]探究电磁感应现象,即磁生电,只需将图甲中的电源替换成灵敏电流表即可,这电流表能显示是否有电流产生。  
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考点分析:
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小明要测定标有“3.8V”小灯泡正常发光时的电阻,选择一些器材,两节新干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干,连接了如图甲所示电路

1)同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验,其原因是_________并且电路连接也有错误,如果此时闭合开关,小灯泡__________(选填“发光”或“不发光”);请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确________

2)更改后小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得数据绘制了小灯泡的I-U图像,如图乙所示,可计算出小灯泡的额定功率是_________W,由图像可知电流与电压并不成正比,原因是灯丝的电阻随温度升高而_______________

3)由图可知,当灯泡电流是额定电流一半时,灯泡对应的功率为P1,当灯泡电压为额定电压一半时,灯泡对应功率为P2,则P1__________P2(选填“<”“=”“>”)

4)如果小灯泡两端电压在不超过额定电压下,滑动变阻器向左移动,滑动变阻器电阻改变了R,灯泡电阻改变了RL,则R__________RL(选填“<”“=”“>”)。

5)上述实验结束后,小明又设计了如图丙所示的电路,只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,电源电压恒定,其测量过程如下:

闭合开关SS2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V。

___________(填三个开关闭合与断开情况),移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,这时小灯泡正常发光

闭合开关SS2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V

小灯泡的额定功率P=___________W。

 

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小明家的电饭锅如图甲所示,额定电压为220 V , “煮饭”时额定功率为1 210 W,简化电路如图乙所示,S1为温控开关,发热电阻R1R2的阻值不随温度变化,电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1: 16.

(1)正常“煮饭”状态,通过电饭锅的电流为多少安?

(2)电阻R1的阻值为多少欧?

(3)某天傍晚,小明关闭家里其他用电器,只让“保温”状态的电饭锅工作,发现自家电能表(如图丙所示)指示灯每闪烁4次所用的时间为48s,则实际电压为多少伏?

 

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如图所示,是一个照明系统模拟控制电路.已知电源电压U=4.5V,定值电阻R1=5Ω。滑动变阻器R2上标有“25Ω  1A”,R3为光敏电阻,其阻值随光照度的变化遵循某一规律,部分数据如下表所示(相同条件下,光越强,光照度越大,光照度单位为勒克斯,符号为lx,白天光照度大于31x),当R1两端电压低至0.5V时,控制开关自动启动照明系统(不考虑控制开关对虚线框内电路的影响)利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时,照明系统内照明灯自动工作

光照度E/1x

0.5

1

1.5

2

2.5

3

光敏电阻R3阻值

60

30

20

15

12

10

 

 

1)闭合开关S,将滑片P移至b端,求E0为多少?

2)要使E0=1.5lx,则R2接入电路的电阻应调为多大?若环境的光照度降至1.5lx时能保持3min不变,求这段时间内R2消耗的电能?

3)本系统可调E0的最小值是?

 

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图中AB两个螺线管通电后小磁针在如图位置静止,电流表的连接正确请在图中画出螺线管B的绕法,并标出小磁针的“N”端

_______________

 

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如图所示,请用笔画代替导线,将图中元件接入家庭电路中,要求:

同时闭合声控开关和光控开关电灯才能亮;

三孔插座单独接入.

 

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