某学生选用匝数可调的可拆变压器(该变压器视为理想变压器),如图甲所示,做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时,保持原线圈匝数和电压不变,改变副线圈的匝数,可以研究副线圈匝数对输出电压的影响。
(1)以为纵坐标,为横坐标。在图乙中画出变压器的输出电压与匝数关系图像的示意图,并说明—图像斜率的物理意义。
(2)设变压器原线圈的匝数为,感应电动势为,端电压为;副线圈的匝数为,感应电动势为,端电压为。请理论推导理想变压器线圈两端的电压与匝数的关系。
(3)如图丙、丁所示,是电压互感器和电流互感器的原理图(“○”中的电表未画出),根据他们的工作原理填写下列表格。
| “○”中所用的电表(选填“电压表”或“电流表”) | 比较原线圈与副线圈导线的粗细(选填“较粗”或“较细”) |
丙 |
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丁 |
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“类比法”是一种常用的研究方法。
(1)场是一种特殊物质,电场与磁场都是客观存在的场,可以通过用单位面积上的磁通量来描述磁场强弱,同理也可以用通过单位面积上的电通量来描述电场强弱,如图所示,已知真空中静止的点电荷产生的电场中,以为球心的某一球面的电通量=(ε为某一常数)请推导库仑定律中的静电力常数的表达式:
(2)做功与路径无关的力场叫做势场,在这类场中可以引入势和势能的概念,场力做功可以度量势能的变化,例如静电场和引力场。设质量为的天体周围存在引力场,已知该天体的半径为,引力常量为,请类比静电场,取无穷远处的引力势为零,写出在距离该天体中心为处的引力势的表达式(已知引力势能表达式为,r>R)。
如图所示,一正电荷由静止开始经加速电场加速后,从偏转电场左边缘点沿平行于板面的方向射入偏转电场。并从另一侧射出,已知该正电荷质量为,电荷量为,加速电场电压为,偏转电场可看做匀强电场,极板间电压为,极板长度为,板间距为,下极板接地,忽略该正电荷所受重力。
(1)求该正电荷射入偏转电场时的初速度;
(2)若该正电荷恰好从右侧下极板边缘飞出,求其在点具有的电势能;
(3)电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势的定义式,并据此求出(2)中点的电势,简要说明电势的特点。
小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”,螺线管与电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下,请回答下列问题:
(1)要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,小红进行了以下四种操作,其中可行的是__________(选填选项前的字母)。
A. 螺线管不动,磁铁匀速插入或拔出螺线管
B. 螺线管不动,磁铁加速插入或拔出螺线管
C. 磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动
D. 磁铁与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动
(2)在(1)的研究中,小红发现电流计指针偏转方向会有不同,也就是感应电流方向不同,根据(1)中的操作,则感应电流方向与下列哪些因素有关________(选填选项前的字母)。
A. 螺线管的匝数
B. 磁铁的磁性强弱
C. 磁铁运动的方向
D. 磁铁运动的速度大小
(3)小红又将实验装置改造,如图乙所示,螺线管经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路;螺线管与电流计构成闭合电路,螺线管套在螺线管的外面,为了探究影响感应电流方向的因素,闭合开关后,以不同速度移动滑动变阻器的划片,观察指针摆动情况;由此实验可以得出恰当的结论是__________(选填选项前的字母)。
A. 螺线管的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小
B. 螺线管的磁性变强或变弱影响指针摆动方向
C. 螺线管的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
D. 螺线管的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
(4)在(3)的研究中,完成实验后未断开开关,也未把两螺线管和铁芯分开设置,在拆除电路时突然被电击了一下,则被电击是在拆除________(选填“”或“”)螺线管所在电路时发生的。试分析被电击的原因:____________。
在“测定一节干电池的电动势和内阻”的实验中,回答下列问题:
(1)请根据图甲、图乙,图丙的实验电路原理图,分别写出这三种测量方法所对应的电动势的表达式(用电压表示数、电流表示数、外电阻、内电阻表示)。
图甲:E=_____ 图乙:E=_______ 图丙:E=_______
(2)若想利用电流表和电压表来完成实验,要求尽量减小实验误差,在图甲和图丁中,应选择图___________(选填“甲”或“丁”),因为____________,所以实验误差较小。
是“第五代移动通讯技术”的简称。目前通州区是北京市覆盖率最高的区县,相信很多人都经历过手机信号不好或不稳定的情况,能有效解决信号问题。由于先前的等已经将大部分通讯频段占用,留给的频段已经很小了。采用了比更高的频段,网络运用的是毫米波,将网络通讯速度提高百倍以上,但毫米波也有明显缺陷,穿透能力弱,目前解决的办法是缩减基站体积,在城市各个角落建立类似于路灯的微型基站。综合上述材料,下列说法中不正确的是
A.信号不适合长距离传输
B.手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽
C.信号比信号更容易发生衍射现象
D.随着基站数量增多并且越来越密集,可以把基站的功率设计小一些