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开关电灯时收音机里会出现“喀啦”声,这是因为
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2009年的诺贝尔物理学奖由三人分享,其中在光纤通信技术方所做的原创性工作而被称为“光纤之父”的美籍华人是( )
A.钱永健 B.朱棣文 C.高锟 D.丁肇中
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干簧管(也叫干簧继电器)比一般机械开关结构简单、体积小、速度高、工作寿命长;而与电子开关相比,它又有抗负载冲击能力强的特点,工作可靠性很高。如图1甲所示为干簧管的结构简图,其中磁簧片是一种有弹性的薄铁片,被固定于玻璃管上。
1.当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时,如图1乙,干簧管的磁簧片触点就会闭合,将电路接通;当条形磁铁远离干簧管时,触点就会断开。请简述其原理。
2.某同学设想用干簧管制作水位自动报警器,图2是他设计的一部分情况,请帮助他完成其余部分的设计:
(1)设永久磁铁所受的重力为3N,浮球的体积为200cm3,不计滑轮处的摩擦。则要想让此装置能正常工作,浮球的质量应满足什么条件(取g=10N/kg)?
(2)他手边还有开关、红灯、绿灯和电铃各一个,导线若干,请在图中的虚线方框内画出报警电路,要求:水位到达A处时,红灯亮,电铃报警;水位到达B处时,绿灯亮,电铃报警。
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小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路,如图1所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源(加热器在恒温箱内,图中未画出);R1处于恒温箱内,图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线;电磁继电器的电源两端电压U = 6 V,电磁继电器线圈的电阻可不计,通过实验测得当电流为30mA时,电磁继电器的衔铁被吸合。
1.请简述此恒温箱的工作过程。
2.为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端,而不能接在C、D端?
3.如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃~150℃,可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种:
A.0~100Ω B.0~200Ω C.0~1000Ω D.0~1500Ω
请问应选择哪一个可变电阻器?为什么?
4.小明设计的这个控制电路,使用起来有何不足之处?请你提出一种解决的方案。
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一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水,科技小组的同学知道后,利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。A为浮子(浮子及其连杆总重约15N),在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B(其受重力可忽略不计),它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C为水塔上的圆桶形蓄水池;M为配有电动机的水泵(电泵);为弹簧,为衔铁,为电磁铁线圈;为最高水位限位开关、为最低水位限位开关均为由电磁铁衔铁带动的触头开关。电磁铁通电时,接通,断电时,接通。电磁铁断电时,接通。为开关。
1.请你按照下图所示的器材,连接一个可以实现自动注水的模拟电路,并说明自动注水的过程。
2.要实现自动注水的要求,浮子的最小体积约为多大?(g=10N/kg)
3.若设计要求每次自动注水需在10min内完成,需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率?请你用字母表示这些物理量,推导出电泵最小额定功率的表达式。在你的计算过程中,如果运用了近似条件,请说明。
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图1为一种电磁炉的原理示意图,它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁磁性材料制成的烹饪锅,在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦尔热。同时,被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。
(1)使用电磁炉加热食物时,不产生明火,无烟尘、无废气、清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称,不写内容,不少于10个可得满分)
(2)在使用电磁炉时,锅和炉之间的热是由_______传递给________的,电磁炉加热食物的过程中消耗________能转化为________能;若用该电磁炉1次蒸熟5个馒头需用时间25min,那么,一次只蒸熟1个同样大小的馒头大约需要________min.
(3)某款电磁炉性能参数如下表所示:
型号 | 额定电压 | 额定功率 | 功率调节范围 | 温度调节范围 | 热效率 |
Sc-16 | 220V 50HZ | 1600W | 450W—1600W | 70℃—240℃ | (大于)90% |
根据上表数据,若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内,加热温度随功率调节的变化图像是一直线,电磁炉工作电压正常,在一个标准大气压下,烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)
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如图(甲)所示为一个电磁继电器的示意图,a、b是它的两个端点;B是衔铁,D是安在一块金属板上的触点,B和D都安在一个弹性片C上,C的左端固定,c和c’、d和d’分别是安在绝缘板上的金属触点,当线圈A不通电时,D上的触点与c及c’接触.把c和c’连接起来,因此c、c’称为常闭触点;而d及d’此时是断开的,称为常开触点.当线圈A通电时,衔铁B被吸下,c和c’断开而d和d’被连接起来.
现在利用这个电磁继电器控制带动水泵的电动机工作,使水泵往水箱中抽水.在水箱中竖直立一根绝缘棒,在棒上分别安有P、Q、R三个电极,如图(乙)所示.现在希望控制水箱内的水位总在Q、R之间,即水位降到Q处,电动机启动,开始抽水,水位达到R处,电动机自动关机,停止抽水(水是导电的).图(丙)和图(丁)分别是控制电路和电动机的供电电路,图中R0是与电磁继电器线圈并联的一个电阻,它的阻值很小,当R0接入电路后,电磁继电器的线圈相当于被短路.(丙)、(丁)两图中标有1~6的6个接线柱是与电磁继电器的线圈或触点相连的.(1)写出这6个接线柱分别与电磁继电器的何处连接.(2)开始水箱内没有水,试说明闭合开关S后,水箱内的水位为什么能保持在Q、R之间.
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一个实验用的电动机与电流表串联后接在6伏直流稳压电源上。闭合开关后电动机并没转动,这时电流表的读数为5安,检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了。排除故障后,让电动机带动轻负载转动,这时电流表的读数为1安,由此可以算出,此时电能做机械功的功率为_______瓦。
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