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【题目】灯泡 L1 上标有“12V 3W”的字样,灯泡 L2 上的标记模糊不清,但测得它的阻值是20Ω。现把这两个灯泡串联后接到某一电源两端,灯泡 L1 正常发光。若灯丝电阻值均保持不变,求:
(1)电源两端的电压 U;
(2)灯泡 L2 的实际功率 P 2 。
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【题目】请阅读《手机里的“指南针”》回答问题。
手机里的“指南针”
智能手机里面“指南针”可以像真实小磁针一样指示方向(如图左所示),但手机中并不存在真实的小磁针,发挥小磁针作用的是一个能对磁场做出反应的电子罗盘。有一种电子罗盘是利用 “霍尔效应”制成的“磁传感器”。
如图右所示,通电长方体金属导体在磁场 B 中时,会受到磁场力的作用,而金属导体中的电流是由自由电子定向移动形成的,因此其微观本质上是电子受到了磁场力的作用,于是这些电子就在磁场力的作用下运动到导体的后表面 D,从而使后表面 D 带上负电荷;而前表面 C 因缺少了电子,带上了正电荷。由于 C、D 表面带有不同种电荷,因此在 C、D 两表面之间就形成一定的电压,这就是霍尔效应。
通过实验可知,电流越大、磁场越强,C、D 两表面间的电压就越大,即霍尔效应越显著。在电流和磁场一定时,“霍尔效应”的显著程度还与导体在磁场中的方位有关,导体中电流 I 的走向与磁场方向的夹角越接近垂直,霍尔效应越显著。手机中的电子罗盘(磁传感器)正是利用这一物理原理制成的。
手机都有 GPS 定位功能,还有必要装电子罗盘吗?很有必要!因为在森林里或者大厦林立的地方,手机很有可能接收不到 GPS 信号,而有了电子罗盘就可以保障你不会迷失方向,毕竟地球磁场是无处不在的。
手机外部强磁体会不会影响手机内部电子罗盘的功能呢?答案是肯定的。靠近手机的强磁体会影响手机中的电子罗盘的正常工作。更糟糕的是,如果把强磁体紧靠手机放置,手机内部的铁质元器件会被磁化,成为磁体,给校正电子罗盘带来困难。有些用户可能会认为这无所谓,因为自己不常使用电子罗盘,但这并不意味着手机中其他功能的应用不依赖电子罗盘。例如有些地图软件就是利用电子罗盘来判断手机朝向的。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)对于将强磁铁紧靠智能手机放置的后果,下列说法中正确的是 ______。(选填选项前的字母)
A.将手机内部的铁质元器件磁化,对电子罗盘的校正带来困难
B.只是暂时性影响手机的电子罗盘工作,移开磁铁后一切恢复正确
C.只会影响手机中的电子罗盘,对于手机的听筒、话筒不会产生任何影响
D.手机中的电子罗盘并不是小磁针,所以不会对手机产生任何影响
(2)微观上运动的电子受到磁场力的作用,与下列_________ 图所示实验的原理最为相似。(选填图下面的字母)
(3)请你猜想霍尔效应还能有哪些应用_______?
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【题目】如图所示,在竖直放置的电磁铁上方用弹簧悬挂一条形磁体,磁极位置如图中所示,滑动变阻器的滑片 P 位于变阻器的中间部位闭合开关后可看到小灯泡发光。现调节滑动变阻器的滑片 P 的位置,保证条形磁体始终未接触电磁铁,弹簧的形变始终为弹性形变,灯泡始终处于发光状态。请通过分析说明,在滑动变阻器滑片 P 位置的所有可能的调节过程中,其滑片 P 位置变化与小灯泡的亮暗变化和弹簧的长度变化的对应关系。
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【题目】为了验证“通过电热丝电流大小和通电时间相同的情况下,电热丝的电阻值越大,其产生的热量越多” 的猜想,现有以下满足实验要求的器材:电源、滑动变阻器和开关各一个,电流表和停表各一块,导线若干,以及如图所示的三个完全相同的保温烧瓶。烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油,以及完全相同的温度计和阻值不同的电热丝,其中三个电热丝的电阻值大小关系为 R1 <R2 <R3 ,它们的电阻值均不随温度发生变化。
请利用上述实验器材,设计一个实验证明:“ 通过电热丝电流大小和通电时间相同的情况下,电热 丝的电阻值越大,其产生的热量越多”。实验设计中可用煤油升高的温度ΔT 的大小表示电流通过电热丝 R 产生热量的多少。请画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表格。
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤;
(3)画出实验数据记录表格。
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【题目】小磊为了验证“感应电流的方向与导体回路的一部分导体切割磁感线的速度方向有关”的猜想, 他选择用如图所示的装置进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①闭合开关,保持蹄形磁体静止,使导线框的 ab 边从图中位置以某一速度 v 沿水平方向向右运动,记录灵敏电流表指针偏转的方向。
②保持蹄形磁体静止,使导线框的 ab 边从图中位置________运动,记录灵敏电流表指针偏转的方向。
(2)由于_______,可以验证:感应电流的方向与导体回路的一部分导体切割磁感线的速度方向有关。
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【题目】在探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中,小明用相同的导线和铁钉绕制成电磁铁 A 和 B,其中电磁铁 A 的线圈匝数为 80 匝,电磁铁 B 的线圈匝数为 20 匝。连接好实验电路,闭合开关,让 A、B 两电磁铁分别与足够多的大头针充分接触后,实验现象如图所示。根据此现象,于是小明得出结论,线圈匝数越多,电磁铁的磁性一定越强。请你利用上述器材,设计实验,证明小明的结论是错误的。
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【题目】如图所示,在探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验中,把表面有绝缘层的通电导线绕在一根大铁钉上,制成一个简易电磁铁。在这个简易电磁铁下方放置足够多的大头针,用它能吸起大头针数量的最大值来反映电磁铁磁性的强弱。闭合开关后,发现电流表有示数,但电磁铁不能吸起大头针。
(1)你猜想电磁铁不能吸起大头针的原因是____________________。(至少写出 1条可能的原因)
(2)写出仅利用如图所示器材验证你的猜想的方法:_______________________。
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【题目】条形磁体有两个磁极,分别是南极(S)和北极(N),两个磁极分别位于条形磁体的两端。小阳在实验时不小心将条形磁体摔断了,如图所示。小阳认为断开后的 AB段、CD 段上都只有一个磁极。请你自选器材证明小阳的观点是错误的。要求至少用两种方法进行证明,说明所使用的器材、简要步骤和主要现象。
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【题目】如图所示,小军在探究通电导线在磁场中会受到力的作用的实验中,用两根水平且平行的金属轨道把一根直导线ab支起来,并让这根导线处于蹄形磁体的磁场中。闭合开关后,有电流通过这根直导线,会看到直导线在磁场中由静止开始沿轨道运动起来。把电源的正、负极的接线调换一下,使导线ab 中的电流方向与原来相反,保持蹄形磁体的位置不变,闭合开关后,会看到直导线 ab 仍会由静止开始运动,只是运动的方向与原来相反。请你写出小军所探究的问题是____________________。
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【题目】小鹏在探究小灯泡的亮度与哪些因素有关的实验中,选用了如图所示的实验器材,其中小灯泡上标有“2.5V”字样,电源两端的电压恒为3V,设计电路后连接了部分电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求在闭合开关时滑动变阻器接入电路的电阻值为最大。
(_________)
(2)小鹏进行 4 次测量,并将有关数据及现象记录在表格中。其中第 3 次测量时电流表的示数如图所示,由此可知,小灯泡额定功率的测量值为 _________W。
(3)表中记录的第 1 次实验时小灯泡不亮,据此 ______(选填“能”或“不能”)判断为电路出现断路。做出这一判断的依据是 _________。小灯泡不亮的原因是:_________ 。
次数 | 电压 U/V | 电流 I/A | 实际电功率 P/W | 小灯泡亮度 |
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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