【正文】 探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 ”，他將實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象記錄在表中． 第 24 頁(yè)（共 30 頁(yè)） 次數(shù) 開(kāi)關(guān) 磁場(chǎng)方向 導(dǎo)體 AB 的 運(yùn)動(dòng)方向 電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向 1 斷開(kāi) 上 N 下 S 向右運(yùn)動(dòng) 不偏轉(zhuǎn) 2 閉合 上 N 下 S 向右運(yùn)動(dòng) 向左偏轉(zhuǎn) 3 閉合 上 N 下 S 向左運(yùn)動(dòng) 向右偏轉(zhuǎn) 4 閉合 上 N 下 S 向上運(yùn)動(dòng) 不偏轉(zhuǎn) 5 閉合 上 S 下 N 向下運(yùn)動(dòng) 不偏轉(zhuǎn) 6 閉合 上 S 下 N 向右運(yùn)動(dòng) 向右偏轉(zhuǎn) 7 閉合 上 S 下 N 向左運(yùn)動(dòng) 向左偏轉(zhuǎn) （ 1）分析 得出： 閉合 電路中的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做 切割磁感線 運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象． （ 2）比較實(shí)驗(yàn) 2 和 3（或 6 和 7）可知：在磁場(chǎng)方向一定時(shí)，感應(yīng)電流的方向與 導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向 有關(guān)． （ 3）比較實(shí)驗(yàn) 6（或 7） 可知：在導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向不變時(shí)，感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)． （ 4）這個(gè)現(xiàn)象在生產(chǎn)和生活中的重要應(yīng)用是 發(fā)電機(jī) ． 【考點(diǎn)】 探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)． 【分析】 （ 1）電磁感應(yīng)：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn) 生的電流叫做感應(yīng)電流． （ 2）導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向，跟導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向有關(guān)； （ 3）發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置． 【解答】 解：（ 1）閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)； （ 2）比較 3 或 7，在磁場(chǎng)方向確定時(shí)，感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)； （ 3）在導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向不變時(shí)，當(dāng)磁場(chǎng)方向改變時(shí)，感應(yīng)電流的方向也發(fā)生改變，可以通過(guò)比較實(shí)驗(yàn) 6 或 7 得出； （ 4）利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的工具是發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)得到電流 的； 故答案為：（ 1）閉合；切割磁感線；（ 2）導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向；（ 3） 6（或 7）；（ 4）發(fā)電機(jī)； 32．課外興趣小組的小雪同學(xué)對(duì) “家庭電路中，離進(jìn)戶線距離不同的用電器兩端電壓是否相同 ”進(jìn)行探究． （ 1）小雪利用如圖所示電路模擬家庭電路進(jìn)行探究，所有導(dǎo)線選用電阻可以忽略不計(jì)的銅導(dǎo)線．如果用電壓表測(cè)量 L1 和 L2 兩端的電壓分別為 U U2，那么 U1 = U2（選填 “=”或“≠ ”）． 第 25 頁(yè)（共 30 頁(yè)） （ 2）小雪將電路中的導(dǎo)線 ab 和 cd 換成舊滑動(dòng)變阻器上的電阻絲．發(fā)現(xiàn)規(guī)格完全相同的燈泡 L1 比 L2 亮，由此得出結(jié)論： “如果導(dǎo)線 的電阻不能忽略，那么離電源距離越近的電燈兩端電壓越大 ”．她判斷的依據(jù)是：燈泡越亮，則燈泡的 實(shí)際功率 越大，對(duì)于規(guī)格相同的電燈泡來(lái)說(shuō)其兩端的電壓就越大． 【考點(diǎn)】 控制變量法與探究性實(shí)驗(yàn)方案． 【分析】 （ 1）并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓相等，據(jù)此分析； （ 2）燈泡的亮暗由其實(shí)際功率決定，而實(shí)際功率與燈泡兩端的實(shí)際電壓有關(guān)． 【解答】 解：（ 1）銅導(dǎo)線導(dǎo)線與燈泡串聯(lián)，導(dǎo)線電阻很小，可忽略不計(jì)，兩燈泡并聯(lián)接入電路，所以兩燈泡 L1 和 L2 兩端的電壓相等； （ 2）規(guī)格完全相同的燈泡 L1 比 L2 亮，說(shuō)明 L1 的實(shí)際功率比 L2 的實(shí)際功率大，則 L1 兩端的實(shí)際電壓更高． 故答案為：（ 1） =；（ 3）實(shí)際功率． 33．某同學(xué)要測(cè)量一根額定電壓為 ，阻值約為 10Ω的小燈泡的額定功率，電路圖如圖甲所示．使用的電源電壓約為 6V，滑動(dòng)變阻器規(guī)格是 “10Ω2A”和 “20Ω1A”各一個(gè)． （ 1）為了實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌瓿?，該同學(xué)應(yīng)該選用規(guī)格是 20Ω 1A 的滑動(dòng)變阻器； （ 2）根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線連接圖乙所示的實(shí)物圖； （ 3）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片 P 應(yīng)移至 b （選填 “a”或 “b”）端； （ 4）閉合開(kāi)關(guān)后，該同學(xué) 將滑動(dòng)變阻器的滑片移到某一位置后，觀察到電壓表的示數(shù)如圖丙所示，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，接下來(lái)應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片 P 向 a （選填 “a”或 “b”）端移動(dòng)，直到電壓表的示數(shù)為 V，若此時(shí)電流表示數(shù)為 ，則該燈泡的額定功率為 W． 【考點(diǎn)】 電功率的測(cè)量． 【分析】 （ 1）由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動(dòng)變阻器； （ 2）按照電路圖連接實(shí)物圖，電流表串聯(lián)、電壓表并聯(lián)、滑動(dòng) 變阻器 “一上一下 ”接；注意電流表、電壓表的量程； （ 3）為了保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)放在阻值最大處； 第 26 頁(yè)（共 30 頁(yè)） （ 4）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出電壓表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)小于燈泡的額定電壓，要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓增大到 ，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減小，根據(jù) P=UI 算出額定功率． 【解答】 解： （ 1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過(guò)的電流約是 I= = =， 此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓： U 滑 =U﹣ UL=6V﹣ =， 由 I= 可得，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻 R= = =14Ω＞ 10Ω，所以應(yīng)選擇 “20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器； （ 2）小燈泡的額定電壓為 ，故電壓表的量程為 0﹣ 3V，電流表的量程為 0﹣ ，滑動(dòng)變阻器 “一上一下 ”的接，電路連接如圖所示： （ 3）為了保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)放在阻值最大處即 b 處； （ 4）電壓表使用 0～ 3V 量程，分度值為 ，電壓為 ； 要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從 增大到 ，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減小，滑片向 a 端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為 為止．根據(jù) P=UI= =． 故答案為：（ 1） 20Ω 1A；（ 2）電路連接如圖所示；（ 3） b；（ 4） ； ． 五、計(jì)算題 34．如圖是家庭常用的電熱水壺，其銘牌數(shù)據(jù)如表所示．若加熱電阻的阻值不隨溫度變化而改變，此時(shí)的大氣壓為 1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．求： 額定電壓 220V 額定加熱功率 2022W 容量 2L 頻率 50Hz （ 1）電熱水壺正常工作時(shí)，其加熱電阻的阻值是多少？ （ 2）裝滿水后，壺中水的質(zhì)量是多少？ （ 3）額定電壓下，將一滿壺 25℃ 的水燒開(kāi)需要 6 分鐘，則該電熱水壺的效率是多少？ [c 水= 103J/（ kg?℃ ） ]． 【考點(diǎn)】 電功與熱量的綜合計(jì)算． 第 27 頁(yè)（共 30 頁(yè)） 【分析】 （ 1）由銘牌上信息利用 P= 結(jié)合正常工作電功率求出電阻； （ 2）根據(jù) m=ρV 計(jì)算出壺中水的質(zhì)量； （ 3）根據(jù) Q=cm△ t 求出水吸收的熱量；根據(jù) W=pt 求出電流做的功，利用 η= 100%求出電熱水壺的效率． 【解答】 解：（ 1）由 P= 可知，加熱電阻的阻值： R= = =； （ 2）由 ρ= 得：壺中的水的質(zhì)量： m=ρV= 103kg/m3 10﹣ 3m3=； （ 3） 1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是 100℃ ，燒開(kāi)水時(shí)水吸收的熱 量： Q=cm（ t﹣ t0） = 103J/（ kg?℃ ） = 105J； 在額定電壓下通電 6min 消耗的電能： W=Pt=2022W 6 60s= 105J， 則電熱水袋的發(fā)熱效率： η= 100%= 100%=%． 答：（ 1）電熱水壺正常工作時(shí)，其加熱電阻的阻值是 ； （ 2）裝滿水后，壺中水的質(zhì)量是 2 千克； （ 3）該電熱水壺的效率是 %． 35．科技小組的同學(xué)用泡沫塑料盒燈泡制作了一個(gè)航標(biāo)燈模具，如圖所示．航標(biāo)燈 A 總重4N， A 底部與浮子 B 用細(xì)繩相連． 當(dāng)水位上升時(shí)，浮子 B 下降；水位下降時(shí)，浮子 B 上升，使航標(biāo)燈 A 靜止時(shí)浸入水中的深度始終保持為 5cm，航標(biāo)燈 A 排開(kāi)水的質(zhì)量為 500g．浮子B 重 （不計(jì)繩重和摩擦， g=10N/kg）．求： （ 1）航標(biāo)燈 A 底部受到水的壓強(qiáng)是多大？ （ 2）航標(biāo)燈 A 靜止時(shí)受到的浮力是多大？ （ 3）浮子 B 的體積為多大？ 【考點(diǎn)】 液體的壓強(qiáng)的計(jì)算；浮力大小的計(jì)算． 【分析】 （ 1）知道航標(biāo)燈 A 底部所處的深度和水的密度，利用液體壓強(qiáng)公式求其受到的壓強(qiáng)大小； （ 2）知道航標(biāo)燈靜止時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量，利用阿基米德原理求航標(biāo)燈受到的浮力； （ 3）航標(biāo)燈靜止時(shí)，浮子 B 所受的浮力（豎直向上）等于豎直向下的重力加上拉力，而拉力等于航標(biāo)燈 A 受到的浮力減去航標(biāo)燈模型的總重，再根據(jù)阿基米德原理求浮子 B 的體積． 第 28 頁(yè)（共 30 頁(yè)） 【解答】 解：（ 1） A 底部受到水的壓強(qiáng)： p=ρgh=1 103kg/m3 10N/kg =500pa； （ 2）航標(biāo)燈 A 靜止時(shí)，根據(jù)阿基米德原理可得， A 受到的浮力： FA 浮 =G 排 =m 排 g= 10N/kg=5N； （ 3） A 在浮力、重力和拉力作用下保持靜止， 則繩子對(duì) A 的拉力： F=FA 浮 ﹣ GA=5N﹣ 4N=1N， B 受到繩子向下的拉力為： F′=F=1N， B 在浮力、重力和拉力作用下保持靜止， 則浮子 B 受到的浮力： FB 浮 =GB+F′=+1N=， 由 F 浮 =ρgV 排 得，浮子 B 的體積： VB=V 排 = = = 10﹣ 4m3． 答：（ 1）航標(biāo)燈 A 底部受到水的壓強(qiáng)是 500pa； （ 2）航標(biāo)燈 A 靜止時(shí)受到的浮力是 5N； （ 3）浮子 B 的體積 10﹣ 4m3． 36．如圖所示，燈 L 上標(biāo)有 “3V 3W”字樣（不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響），電阻 R1=6Ω．求： （ 1）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1 閉合， S S3 斷開(kāi)時(shí)，燈 L 正常發(fā)光，電源電壓是多少？ （ 2）開(kāi)關(guān) S S S3 都閉合，且滑片 P 在 b 端時(shí)，電流表的示數(shù)為 ，滑動(dòng)變阻器 R2的最大值是多少？ （ 3）電路在什么狀態(tài)下消耗的電功率最小，最小電功率是多少？（結(jié)果保留兩位小數(shù)） 【考點(diǎn)】 歐姆定律的應(yīng)用；電功率的計(jì)算． 【分析】 （ 1）先根據(jù)燈泡的額定電壓和額定功率求出燈泡的電阻和燈泡的額定電流， S1 閉合， S S3 斷開(kāi)， R1 與 L 串聯(lián)，由歐姆定律計(jì)算電源電壓； （ 2） S S S3 都閉合，滑片 P 在 b 端時(shí)， L 被短路， R1 與 R2 并聯(lián)，先根據(jù)歐姆定律求出通過(guò) R1 的電流，然后根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)求出通過(guò) R2 的 電流，最后根據(jù)歐姆定律的變形公式求出 R2 的阻值； （ 3）由 P= 可知，電路中電阻最大時(shí)功率最小，由此分析計(jì)算． 【解答】 解： （ 1）由 P= 可得燈泡電阻： RL= = =3Ω， 由圖知， S1 閉合， S S3 斷開(kāi)， R1 與 L 串聯(lián)，且燈泡 L 正常發(fā)光， 由 P=UI 可得電路中電流： I=I 額 = = =1A， 由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得電源電壓： 第 29 頁(yè)（共 30 頁(yè)） U=I（ R1+RL） =1A （ 6Ω+3Ω） =9V； （ 2）由圖知， S S S3 都閉合，滑片 P 在 b 端時(shí)，變阻器連入阻值為它的最大值， L 被短路， R1 與 R2 并聯(lián)， 由并聯(lián)電路電壓 特點(diǎn)知： U=U1=U2=9V， 所以： I1= = =， I2=I﹣ I1=﹣ =， 所以； R2= = =10Ω； （ 3）電源電壓一定，由 P= 可知，電路中功率最小時(shí)電阻最大， 由圖，當(dāng) S2 閉合， S S3 斷開(kāi)，變阻器的滑片滑到 b 端， L 與 R2 串聯(lián)，電路的電功率最小， P 最小 = = ≈ ． 答：（ 1）電源電壓為 9V； （ 2）滑動(dòng)變阻器 R2 的最大阻值為 10Ω； （ 3）電路在 S2 閉合， S S3 斷開(kāi)時(shí)消耗的電功率最小，最小電功率是 ． 第 30 頁(yè)（共 30 頁(yè)） 2022 年 10 月 20 日