题目列表(包括答案和解析)
(12分)2013年12月14日中国造的“玉兔号”月球车成功降落于月球上。月球车质量140千克,以太阳能为能源,能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度极限温度等极端环境。月球车具备20度爬坡、20厘米越障能力,并配备有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器。月球的吸引力是地球的六分之一,每个车轮与月球表面接触面积为50cm2,表面土壤非常松软,凹凸不平,有石块、有陨石坑,还有陡峭的高坡。在这种环境中,月球车既不能打滑,更不能翻车。
目前已在月球上度过了3个月,超出了设计寿命。它现在处于月夜休眠期,人们期待其接下来继续优秀的月面探险表现,同时也牵挂着它的安危。(g=10N/kg)
(1)假设你是一名航天员,驾驶飞船登上月球.如果你手边有一只灵敏电流表、一根直导体和导线若干,想探测月球表面附近是否有磁场,下列方案中合理的是( )
A.直接将电流表置于月球表面附近,若电流表的示数为零,可判断月球表面无磁场
B. 用导线将电流表、直导体连接起来,使直导体在月球表面附近沿某一方向运动时,若电流表的示数为零,则可判断月球表面附近无磁场
C.用导线将电流表、直导体连成闭合回路,使直导体在月球表面附近沿某一方向运动时,若电流表的示数为零,则可判断月球表面无磁场
D. 用导线将电流表、直导体连成闭合回路,使直导体在月球表面附近沿各个方向运动时,若发现电流表的示数有时不为零,则可判断月球表面附近有磁场
(2)月球车的动力装置一般选用电动机而不是内燃机,请你说说为什么?
(3)某中学的几个航天迷设计了一个月球车的模型,其中电路部分选用12 V的蓄电池作电源,额定电压均为6 V的电动机和灯泡分别用作动力装置和照明光源.设计的电路如图所示,请你说出其电路设计中不科学的地方.(要求说出两点)
(4)如图所示,当月球平稳地行走在月球上时,求月球车对月球表面的压强。
(5)报道,我国某科研单位研究制的太阳能月球车(研制过程的样品),它上面的太阳能接收板的有效面积为S=4m2,太阳晴朗且接收板对着太阳时,每平方米面积上能接收到太阳的功率为P0=1kW,太阳能电池产生的电压为U=120V,可供电动机正常工作的电流为I=8A.那在电动机正常工作时,太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大?
(6)如果上述月球车中的电动机正常工作时,将电能转化为机械能的效率是75%,且该车沿水平路面匀速直线行驶时所获得的牵引力是180N,则该车匀速行驶时的速度是多大?
器 材 | 电源、导线、开关、两个装有相同质量煤油的烧瓶、铜丝、镍镉合金丝、 滑动变阻器 滑动变阻器 . |
装 置 图 | ![]() |
准 备 | 实验装置如图所示,在两个相同的烧瓶中装相等质量的煤油,瓶中各放一根电阻丝,右瓶中电阻丝比左瓶中的大,通电后观察电流通过电阻丝产生的热量是煤油的温度升高,电流产生的热量越 多 多 ,煤油温度上升的越快 快 . | ||
步 骤 和 现 象 |
(1)如图连接电路,闭合开关一段时间后,发现右侧瓶中温度 升高的慢 升高的慢 ,这说明烧瓶中的镍镉合金丝产生的热量少 少 ;(2)只将右瓶中的镍镉合金丝接入电路,再用 滑动变阻器 滑动变阻器 改变电路中电流,使电流比刚才的电流大,通电时间跟上次实验一样,发现烧瓶中的煤油温度升高的比上次快 快 ,这说明电阻和通电时间一定时,电流越大,电阻丝产生的热量越多 电阻和通电时间一定时,电流越大,电阻丝产生的热量越多 .(3)对于两瓶通电时间越长,烧瓶中煤油温度都升高的越 快 快 . | ||
研究方法 | 本实验用的物理学研究方法有 控制变量法 控制变量法 和转换法 转换法 . | ||
结论 | 电流通过导体产生的热量多少与 电流 电流 、电阻 电阻 和通电时间 通电时间 有关. |
实验 过程 现象 |
1、在如图所示的装置中,闭合开关,让导体不动,电流表的指针不偏转,让导体向上或者向下移动,电流表指针 不偏转 不偏转 ;让导体左右移动,电流表指针偏转 偏转 .2、改变磁场中导体的运动方向,会发现电流表的指针偏转方向 改变 改变 .(改变 或 不改变)3、改变 磁场方向 磁场方向 ,电流表的指针的偏转方向会改变. |
![]() |
结论 应用 |
闭合电路 中的一部分 中的一部分 导体,在磁场 磁场 中做切割磁感线 切割磁感线 运动时,导体中会产生电流 电流 ,这种现象叫电磁感应 电磁感应 ,产生的电流叫做感应电流 感应电流 .此电流的方向与导体运动的方向 导体运动的方向 和磁场方向 磁场方向 有关.此现象中,机械 机械 能转化为电 电 能.据此制成了发电机 发电机 . |
器材 | 电源、导线、开关、小灯泡(3.8V),电流表、电压表、 滑动变阻器 滑动变阻器 . | |||||||||||||||||||||
装 置 图 |
![]() |
![]() 在左边的框中画出对应的电路图 | ||||||||||||||||||||
原理 | P=UI P=UI . | |||||||||||||||||||||
方法 和 步骤 |
(1)按照电路图连接实物图 (2)实验中用 滑动变阻器 滑动变阻器 调节小灯泡两端的电压,电压表应和小灯泡 小灯泡 并联,为了提高测量的准确性,最好选用0~15 0~15 V的量程.闭合开关后发现小灯泡两端的电压只有3V,这时滑动变阻器的滑片应向左 左 端移动,是电压表的示数为3.8 3.8 V,此时电流表的示数为0.3A,则该灯泡的额定功率为1.14 1.14 W. | |||||||||||||||||||||
现象 表格 |
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结论 | (1)实验验证当小灯泡两端的电压大于额定电压时,灯泡的实际功率 大 大 于额定功率,灯泡变亮 亮 ;当灯泡两端的电压小于额定电压时,灯泡的实际功率小 小 于额定功率,灯泡变暗 暗 ;当灯泡两端的电压等于额定电压时,灯泡的实际功率等于额定功率,灯泡正常发光 正常发光 .(2)小灯泡的亮度由 实际 实际 功率决定. |
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