如图甲是电热恒温箱的原理图,由控制电路和加热电路组成(部分电路尚未连接完整),其中控制电路由U1=6V的电源.电磁继电器(线圈电阻忽略不计)、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串联而成,加热电路由U2=220V的电源和R0=48.4Ω的电热丝组成,R1和R0置于恒温箱内,图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系图,当控制电路的电流达到0.05A时,衔铁被吸下来,触电处断开,加热电路停止工作,当控制电路中的电流小于0.05A时,衔铁被弹回,触电处接通,加热电路正常工作,从而使恒温箱内的温度达到理想的恒温效果,根据上述信息回答下列问题
(1)请你在电路图中画线加热电路与电磁继电器正确地连接好,当热敏电阻的温度升高时,电磁铁的磁性 (选填“增强”、“减弱”或“不变”)
(2)电热丝正常工作100s产生的热量是多少?
(3)若设定恒温箱的恒温温度为60℃,则滑动变阻器接入的电阻为多少?若滑动变阻器的最大阻值为80Ω,求恒温箱可设定的最高恒温温度.
某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型,接通相应指示灯后,该指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光。电路中电源电压恒为6伏,指示灯的规格为“6V 3W”,R0为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。
(1)若让左转、右转指示灯同时工作,转向开关应与触点 接通。(选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”)
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时,右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当右转指示灯微弱发光时,其两端实际电压为Ux,消耗的实际功率为额定功率的1/25。
求:①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能。
②定值电阻R0的阻值。(指示灯的电阻不变)
阅读下面的短文,回答问题
双触点干簧管
双触点干簧管是一种磁控开关,结构如图所示,其外壳是一只密封的玻璃管,管内充有某种惰性气体,并装有A、B和C三块簧片,其中B和C是用铁或镍等材料制成,A是用铜或铝等非磁性材料制成,A的端点与C的端点是固定端点,B的端点是自由端点,正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触,当绕在干簧管上的线圈通电时,如图所示,B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引,当吸引力大于B的弹力时,B与A的端点分开,并与C的端点接触。而当B与C的吸引力减小到一定程度时,B在弹力的作用下与C的端点分开,重新恢复与A的端点接触。
请问答下列问题:
⑴在图中,若要使螺线管的左端为N极,则电源左端是 极。
⑵簧片A、B和C所对应的材料可能是 。(填写序号)
①铁、铁、铜 ②铜、铝、铁 ③铜、铁、铁 ④镍、铁、铝
⑶当B的端点与C的端点接触时,簧片B具有 势能。
⑷如图所示,请将电路连接完整,要求闭合开关后,红灯先通电,然后绿灯与红灯能交替通电。
目前随着城市建筑越来越高,楼内都安装了电梯,方便居民出入,某楼梯的电梯的相关参数如下表,为了安全,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图所示:
⑴由图可知,当电梯所载人数增多时, 压敏电阻R2所受的压力增大,阻值减小,则控制电路的电流增大,从而使电磁铁的磁性_________(选填“增强”或“减弱”),当电梯超载时,触点K与触点________(选填“A”或“B”)接触,电铃发出报警铃声。
⑵电梯在使用过程中,若控制电路中的R1被短接,则该超载自动报警系统会出现什么异常?________________________________________________________________
⑶某开发商称:此电梯是快速电梯,它能在10s内将10个成年人从1层匀速升高到14层,若每个人的体重约为600N,每层楼高3m,电梯上升时需要克服摩擦及系统自重共计2000N,请你通过计算说明开发商的话是否可信?
摇摆钢笔
你有没有留神过,我们写字的时候,笔的上端都会小弧度地来回摇摆。有细心的中国设计师就发现了这个细微的动作,根据物理学原理设计出了一款“收音机钢笔”(如图所示),希望给在繁重功课压力下的学生朋友增添一些乐趣。这支钢笔内置有电池,当你书写的时候,笔端摇摇摆摆产生电流,就能给电池储存电量。而钢笔上面频道调节、音量调节、耳机插孔、音响等配置一个不少。如此一来,在枯燥的学习之中你便可以听听音乐或是新闻,以缓和学习的压力。但是家长们应该不会赞同这样的设计吧,不是做功课的时候就应该乖乖做功课的么?
请回答下列问题:
(1)文中划线部分是基于哪个物理学原理或规律制成的:________________________。
(2)给内置电池充电过程发生的能量转化情况是:________________________。
A.电能转化为化学能 |
B.化学能转化为电能 |
C.机械能转化为电能 |
D.电能转化为机械能 |
如图为直流电动机模型。
(1)直流电动机的工作原理是________________________________。电动机工作时,能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠________________来实现的。
(2)若要改变电动机的转动方向,下列方法中可行的是________。
A.同时改变电流方向和磁场方向
B.只改变电流方向或只改变磁场方向
C.使电动机线圈中的电流增大
D.使磁场增强
(3)下列家用电器中应用了电动机的是( )
A.洗衣机
B.电饭锅
C.电热水壶
D.电热毯
电梯为居民出入带来很大的便利,小明家住6楼,放学后,乘电梯回家.
(1)若小明的体重为500N,脚与电梯地面的总接触面积为0.05m2,则小明对电梯地面的压强为多少?
(2)若电梯在20s内将小明匀速提升15m,在此过程中,电梯上升的速度是多少?电梯对小明做了多少功?电梯对小明做功的功率为多少?
小明又查阅资料,了解到出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成,在工作电路中,当电梯没有超载时,触点K与触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,触点K与触点B接触,电铃发出报警铃声,闭合开关S,电动机不工作.在控制电路中,已知电源电压U=6V,保护电阻R1=100Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小的变化情况如图乙所示,电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计.
(3)在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,从而使电磁铁的磁性________(填“增强”“减弱”或“不变”).
(4)若电磁铁线圈中的电流达到20mA时,衔铁刚好被吸住,电铃发出警报声.当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载.(g取10N/kg)
某市科技馆有机器人和参观者下象棋的展台.机器人取放棋子时用一根“手指”接触棋子表面就可以实现(如图所示),其奥秘是“手指”内部有电磁铁.
(1)机器人取放棋子时利用了电磁铁的________(选填“磁性有无”或“磁极方向”)可以控制的特点.
(2)制作象棋棋子的材料应该是下列常见金属材料中的________.
A.铁
B.铜
C.铝
(2014·金华)小明设计了一个道路限载报警器(图甲),R0是变阻器,R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙。当超载车辆通过压敏电阻时,限载报警器就会报警。
(1)调试好电路,闭合开关S1和S2,当超载车辆通过时,限载报警器会 (填“灯亮”、“铃响”)
(2)一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道,就要适当调高报警的限载重量,下列操作可行的是 (填编号)。
A.把变阻器R0的滑片适当左移 |
B.把电源1的电压适当增大 |
C.把弹簧AB的A端适当左移 |
D.把电磁铁C适当右移 |
阅读短文,回答问题:
干簧管
干簧管是一种利用磁场信号来控制的线路开关器件,也叫磁控开关.常用的干簧管有单触点和双触点两种.
如图为单触点干簧管的结构示意图.其外壳是一根密封的玻璃管,管中装有两个磁性材料制成的弹性簧片电板,还灌有一种惰性气体.平时,玻璃管中的两个磁簧片触点部位是分开的(如图甲).当有磁性物质靠近玻璃管时,在合适的磁场的作用下,管内的两个簧片的触点部位被磁化成为异名磁极就会互相吸引接触,簧片就会吸合在一起,使结点所接的电路连通(如图乙).外磁力消失后,两个簧片由于本身的弹性而分开,线路就断开.
干簧管中的磁性材料是指铁、钴、镍等能被磁铁吸引的材料,它分为软磁性材料和硬磁性材料两种.软磁性材料是指既容易被磁化而获得磁性又很容易失去磁性的物质.硬磁性材料是指不容易被磁化而获得磁性,但一旦获得磁性又很不容易失去的物质.磁体周围的磁性材料被磁化后的极性与放置在该处的小磁针的极性相似,如我们拿一根铁棒的一端靠近或接触磁铁的N极时,这一端就会被磁化成S极,它的另一端则会被磁化成N极.双触点干簧管类似于单刀双掷开关,它的工作原理是:没有磁场时,簧片1与簧片2接通(如图丙),当有外界磁力时,簧片1与簧片2的连接断开,簧片1与簧片3触点部位接通(如图丁),其中簧片1是公共端,簧片2是常闭接点,簧片3是常开接点。簧片中有一片是用只导电不导磁的材料做成.
干簧管外绕上能产生磁场的线圈就成了干簧继电器,当线圈通电后,管中磁性材料制成的簧片的自由端分别被磁化成N极和S极而相互吸引,因而接通被控电路.线圈断电后,干簧片在本身的弹力作用下分开,将线路切断.
(1)单触点干簧管中的磁簧片是用 (选填“软”或“硬”)磁性材料制成的.
(2)单触点干簧管在 (选填“断开”或“闭合”)时,磁簧片具有弹性势能.
(3)双触点干簧管的1、2、3三个簧片的对应制作材料可能是
A.铁、铁、铜 B.铁、铜、铁
C.铜、铁、铜 D.铁、钴、铁
(4)当条形磁铁按左图所示的方式从A移动到B,下列能反映电路中的电流随时间变化的图象是 .
(5)如图为一运用干簧继电器的电路,当开关S闭合后,它的工作特点是
A.红灯、绿灯交替发光 B.红灯长亮,绿灯亮、灭交替
C.绿灯长亮,红灯亮、灭交替 D.红灯长亮,绿灯不亮
阅读短文,回答问题
清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种无锡生产的CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。清洗机工作时,利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出,而清洗机对水所做的功就是此力所为,详情见“信息快递”。
清洗机的铭牌 |
|||
型号 |
CC5020 |
额定压强 |
5×106Pa |
电源 |
220V/50Hz |
额定流量 |
20L/min |
额定功率 |
2.2KW |
防护等级 |
IP25 |
(1)你认为该清洗机动力设备的主要原理与下图中的 相同。
(2)若清洗一辆汽车平均耗时10min,则清洗一辆汽车平均用水多少kg?清洗机对水做的功是多少J?
(3)该清洗机正常工作时的效率是多少?
探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图所示的实验装置。
(1)将磁铁向下插入螺线管时,观察到灵敏电流计的指针向左偏转,这表明________。在这个过程中以磁铁为参照物,螺线管是________的(选择“静止”“向上运动”或“向下运动”);
(2)将磁铁从螺线管中向上拔出,你会观察到灵敏电流计的指针________________________(选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”);
(3)通过(1)、(2)两步实验,可以得出感应电流的方向与________有关;
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,你设计的实验做法是________________________________________。
阅读下面材料,回答问题。
你肯定见过,电风扇通电后的转速是由慢逐渐变快的。那么你猜在这个过程中,通过电风扇内电动机的电流会不会变化呢?如果转动中的电风扇因为受到阻碍而停止,通过电风扇内电动机的电流又会如何变化?会带来什么后果呢?让我们做一个简单的实验吧。如图所示,把一个玩具电动机、一只小灯泡和两节电池串联起来,接通电路后,电动机便开始由慢到快转动起来,这时我们会发现,刚通电时,电动机转速还比较慢,灯泡最亮;而随着电动机转速变快.灯泡则逐渐变暗了,并且当电动机转得最快时,灯泡也最暗,怎么样,你一定觉得很新奇有趣吧?那么现在让我们一起来动动脑筋。
(1)在如图所示的电路中,如果用手指捏住玩具电动机的转轴,使其转动变慢最后完全停下来,灯泡的亮度将________,通过电动机的电流将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)家用电风扇的主要部分就是电动机,如果转动中的电风扇受到外物阻碍(如有衣服被吸到扇叶上)而无法转动,可能会导致火灾的发生,请你简要分析其中的原因。
试题篮
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