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【題目】燈泡 L1 上標有“12V 3W”的字樣,燈泡 L2 上的標記模糊不清,但測得它的阻值是20Ω。現(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 的實際功率 P 2 。
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【題目】請閱讀《手機里的“指南針”》回答問題。
手機里的“指南針”
智能手機里面“指南針”可以像真實小磁針一樣指示方向(如圖左所示),但手機中并不存在真實的小磁針,發(fā)揮小磁針作用的是一個能對磁場做出反應的電子羅盤。有一種電子羅盤是利用 “霍爾效應”制成的“磁傳感器”。
如圖右所示,通電長方體金屬導體在磁場 B 中時,會受到磁場力的作用,而金屬導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動到導體的后表面 D,從而使后表面 D 帶上負電荷;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。
通過實驗可知,電流越大、磁場越強,C、D 兩表面間的電壓就越大,即霍爾效應越顯著。在電流和磁場一定時,“霍爾效應”的顯著程度還與導體在磁場中的方位有關,導體中電流 I 的走向與磁場方向的夾角越接近垂直,霍爾效應越顯著。手機中的電子羅盤(磁傳感器)正是利用這一物理原理制成的。
手機都有 GPS 定位功能,還有必要裝電子羅盤嗎?很有必要!因為在森林里或者大廈林立的地方,手機很有可能接收不到 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。
手機外部強磁體會不會影響手機內部電子羅盤的功能呢?答案是肯定的?拷謾C的強磁體會影響手機中的電子羅盤的正常工作。更糟糕的是,如果把強磁體緊靠手機放置,手機內部的鐵質元器件會被磁化,成為磁體,給校正電子羅盤帶來困難。有些用戶可能會認為這無所謂,因為自己不常使用電子羅盤,但這并不意味著手機中其他功能的應用不依賴電子羅盤。例如有些地圖軟件就是利用電子羅盤來判斷手機朝向的。
請根據上述材料,回答下列問題:
(1)對于將強磁鐵緊靠智能手機放置的后果,下列說法中正確的是 ______。(選填選項前的字母)
A.將手機內部的鐵質元器件磁化,對電子羅盤的校正帶來困難
B.只是暫時性影響手機的電子羅盤工作,移開磁鐵后一切恢復正確
C.只會影響手機中的電子羅盤,對于手機的聽筒、話筒不會產生任何影響
D.手機中的電子羅盤并不是小磁針,所以不會對手機產生任何影響
(2)微觀上運動的電子受到磁場力的作用,與下列_________ 圖所示實驗的原理最為相似。(選填圖下面的字母)
(3)請你猜想霍爾效應還能有哪些應用_______?
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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后可看到小燈泡發(fā)光,F(xiàn)調節(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關系。
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【題目】為了驗證“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,其產生的熱量越多” 的猜想,現(xiàn)有以下滿足實驗要求的器材:電源、滑動變阻器和開關各一個,電流表和停表各一塊,導線若干,以及如圖所示的三個完全相同的保溫燒瓶。燒瓶內裝有質量相等、初溫相同的煤油,以及完全相同的溫度計和阻值不同的電熱絲,其中三個電熱絲的電阻值大小關系為 R1 <R2 <R3 ,它們的電阻值均不隨溫度發(fā)生變化。
請利用上述實驗器材,設計一個實驗證明:“ 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,其產生的熱量越多”。實驗設計中可用煤油升高的溫度ΔT 的大小表示電流通過電熱絲 R 產生熱量的多少。請畫出實驗電路圖,寫出實驗步驟,畫出實驗數據記錄表格。
(1)畫出實驗電路圖;
(2)寫出實驗步驟;
(3)畫出實驗數據記錄表格。
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【題目】小磊為了驗證“感應電流的方向與導體回路的一部分導體切割磁感線的速度方向有關”的猜想, 他選擇用如圖所示的裝置進行實驗。
(1)以下是他的部分實驗步驟,請你幫他補充完整:
①閉合開關,保持蹄形磁體靜止,使導線框的 ab 邊從圖中位置以某一速度 v 沿水平方向向右運動,記錄靈敏電流表指針偏轉的方向。
②保持蹄形磁體靜止,使導線框的 ab 邊從圖中位置________運動,記錄靈敏電流表指針偏轉的方向。
(2)由于_______,可以驗證:感應電流的方向與導體回路的一部分導體切割磁感線的速度方向有關。
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【題目】在探究影響電磁鐵磁性強弱的因素的實驗中,小明用相同的導線和鐵釘繞制成電磁鐵 A 和 B,其中電磁鐵 A 的線圈匝數為 80 匝,電磁鐵 B 的線圈匝數為 20 匝。連接好實驗電路,閉合開關,讓 A、B 兩電磁鐵分別與足夠多的大頭針充分接觸后,實驗現(xiàn)象如圖所示。根據此現(xiàn)象,于是小明得出結論,線圈匝數越多,電磁鐵的磁性一定越強。請你利用上述器材,設計實驗,證明小明的結論是錯誤的。
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【題目】如圖所示,在探究電磁鐵磁性強弱與什么因素有關的實驗中,把表面有絕緣層的通電導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量的最大值來反映電磁鐵磁性的強弱。閉合開關后,發(fā)現(xiàn)電流表有示數,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。小陽在實驗時不小心將條形磁體摔斷了,如圖所示。小陽認為斷開后的 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是錯誤的。要求至少用兩種方法進行證明,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,小軍在探究通電導線在磁場中會受到力的作用的實驗中,用兩根水平且平行的金屬軌道把一根直導線ab支起來,并讓這根導線處于蹄形磁體的磁場中。閉合開關后,有電流通過這根直導線,會看到直導線在磁場中由靜止開始沿軌道運動起來。把電源的正、負極的接線調換一下,使導線ab 中的電流方向與原來相反,保持蹄形磁體的位置不變,閉合開關后,會看到直導線 ab 仍會由靜止開始運動,只是運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的實驗中,選用了如圖所示的實驗器材,其中小燈泡上標有“2.5V”字樣,電源兩端的電壓恒為3V,設計電路后連接了部分電路。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖中的實物電路連接完整,要求在閉合開關時滑動變阻器接入電路的電阻值為最大。
(_________)
(2)小鵬進行 4 次測量,并將有關數據及現(xiàn)象記錄在表格中。其中第 3 次測量時電流表的示數如圖所示,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 次實驗時小燈泡不亮,據此 ______(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是 _________。小燈泡不亮的原因是:_________ 。
次數 | 電壓 U/V | 電流 I/A | 實際電功率 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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