A.导线ab在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体
B.导线在磁场中静止,但不用单根导线ab,而用匝数很多的线圈 C.蹄形磁体静止,导线ab从图中所示位置水平向左或水平向右运动 D.蹄形磁体静止,导线ab从图中所示位置竖直向上或斜向下运动 E.蹄形磁体静止,导线ab从图中所示位置斜向上或斜向下运动
(3)如图所示的实验装置中,将电流表换成___________进行触接,还可以探究电动机的工作原理。 【答案】 (1). 闭合 (2). C、E (3). 电源 【解析】
【详解】(1)由于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生电磁感应现象,所以应将电流表、导线ab串联起来组成闭合回路;
(2)发生电磁感应时,一定是导体在磁场中做切割磁感线运动,而电流表发生偏转,说明电路中产生了感应电流;
若换用磁性更强的蹄形磁体或匝数很多的线圈,而导线ab在磁场中静止,即没有发生相对运动,则不会产生感应电流,故AB都不符合题意;
由图知道,导体ab处的磁感线是从上向下的,而导体ab水平向左或向右运动,无论斜向上还是斜向上运动,都是做切割磁感线运动,所以都会产生感应电流,电流表指针会发生偏转,故CE符合题意;
当导体ab竖直向上或竖直向下运动时,由于运动方向与磁场方向平行,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,即电流表指针不发生偏转,故D不符合题意;
(3)当电流表换成电源时,导体ab就成了通电导体,在磁场中会受到力的作用,可以探究电动机的工作原理。
18.某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是2. 5V。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。 ( )
(2)正确连接电路后,用开关进行试触,发现电流表指针不偏转,而电压表指针明显偏转。故障原因可能是__________(填“电流表”、“滑动变阻器”或“小灯泡”)断路。
(3)排除故障后,按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_________W,此时小灯泡的电阻是_________(结果保留两位小数)Ω。
(4)继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡逐渐变暗,这段时间内,若小灯泡电阻变化量的绝对值是△R1,滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是△R2,则△R1和△R2大小关系正确的是______ (填字母标号)。
A. △R1>△R2 B. △R1=△R2 C. △R1<△R2 D.无法比较
(1). 【答案】 (2). 小灯泡 (3). 0.65 (4). 9.62
(5). C 【解析】
【详解】(1)当测量小灯泡的电功率时,灯应与变阻器串联,电压表与灯并联,而电路图中,电压表没有与灯并联,且使灯与电压表短路了,改正电路如下所示:
(2)由于正确连接电路后,用开关进行试触,发现电流表指针不偏转,说明电流表示数为0,电路可能断路;而电压表指针明显偏转,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,所以,应是与电压表并联的支路断路了,即故障原因可能是小灯泡断路;
(3)由图乙知道,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表示数是0.26A,所以,小灯泡的额定功率0.26A=0.65W,由欧姆定律,此时小灯泡的电阻是: R?是:P=UI=2.5V×
U2.5V? ≈9.62Ω I0.26A(4)设原来的电流为I1,继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡逐渐变暗,此时灯的电压增小,通过灯的电流也减小,即I1>I2,所以(设U为电源总电压),由欧姆定律知道,即R总2>R总
1;滑片移动后电路的总电阻大于原来的电路总电阻,由
P=UI知道,灯功率减小,灯丝的温度降低,小灯
泡阻值随温度的减小而变小,由电阻的串联规律知道,小灯泡阻值减小的值△R1 小于变阻器连入电路中增大的值△R2 ,故只有C正确。
19.上海洋山港是全球最大的智能集装箱码头,图甲是将我国自行研制的大型桥吊从运输船上转运到正在建设中的洋山港码头时的情景。桥吊是码头上进行货物装卸的起重机,其简化示意图如图甲中所示,它由控制室、水平横梁AB以及两个竖直的支架CD和EF组成。运输船中不同位置有数个密封的水舱,向这些水舱加水或减水,能保证牵引车将桥吊从运输船转运到码头的过程中,运输船的甲板始终保持水平且与码头的地面相平。
(1)牵引车将桥吊缓缓向右拖向码头时,支架CD和EF下的轮子会沿顺时针方向转动,请在图乙中画出支架CD下的轮子对运输船甲板摩擦力的示意图。 ( )
(2)若牵引车拖行桥吊的功率是50kW,9s内将桥吊沿水平方向匀速拖行了3m,则这段时间内牵引车对钢缆的拉力是多少牛________?
(3)已知桥吊的总质量是2200t,支架CD和EF的高度均是50m,C点到横梁A端的距离是60m,E点到横梁B端的距离是18m,桥吊的重心O到横梁A端和B端的距离分别是72m和28m。试求牵引车将桥吊从图甲所示的位置拖到图丙所示的位置时,运输船的水舱中增加了多少立方米的水 __________?
【答案】 (1). (2). 1.5×105N (3). 1200m3
【解析】
【详解】(1)由于支架CD下的轮子在牵引车拖行下沿顺时针方向转动,所以,运输船甲板对轮子有水平向左的摩擦力,又因为力的作用是相互的,所以,轮子对运输船甲板有水平向右的摩擦力,且作用点在接触面上,从作用点沿水平向右画一条有向线段,并用“f”表示,即CD下的轮子对运输船甲板摩擦力的示意图,如图所示:
103 W×9s=4.5×105 J, (2)牵引车拖行桥吊做的功是:W=Pt=50×
W4.5?105J=1.5×105 N; 由W=Fs知道,这段时间内牵引车对钢缆的拉力是:F??s3m(3)若将桥吊看作杠杆,则支点为D,动力为甲板对桥吊的支持力,即F1 =F支,阻力为桥吊的重力,即F2 =G=mg=2200×103 kg×10N/kg=2.2×107 N,动力臂是:L1 =DF=CE=OC+OE=(OA-CA)+(OB-OE)=(72m-60m)+(28m-18m)=22m,阻力臂是:L2 =OC=OA-CA=72m-60m=12m,由杠杆平衡条件F1 L1 =F2 L2 知道,甲板对桥吊的支持力是:F1?F2?L212m?2.2?107N? =1.2×107 N,桥吊被拖到图丙位置时,运L122m107 N,根据题意知道,运输船的排水量不变,则运输船受到的浮力不变,输船减少的重力是:△G= F1=1.2×
107 又因为运输船始终漂浮,所以,运输船的总重不变,则运输船的水舱中增加的水的重力:△G水=△G=1.2×
1.2?107NV水==N, =1.2×103 由G=mg=ρVg知道,运输船的水舱中增加的水的体积是:33?水g1.0?10kg/m?10N/kgm3。
VG水
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