题目内容
【题目】在物理学中,磁感应强度(用字母B表示,国际单位是特斯拉,符号是T)表示磁场的强弱,磁感应强度B越大,磁场越强;磁感线形象、直观描述磁场,磁感线越密,磁场越强。
(1)图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知,该磁极为______极,若在1处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图2中的___________。
(2)如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图所示。根据图线可知,磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而________。
(3)利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量图磁场中各处的磁感应强度。
① 将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路,所提供的实验器材如图所示,其中磁敏电阻所处的磁场未画出。实验电路连接如图所示。
② 正确接线后,测得的数据如上表所示。该磁敏电阻的测量值为________Ω。
③ 根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知,1处的磁感应强度为_______T。
④ 在实验过程中,仅将磁敏电阻从1处移至2处,其它条件不变,那么电流表的示数________,电压表的示数________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)就现有的实验器材和电路,请提出一个有意义的可供探究的物理问题:_______。
(5)在上述电路中,将该磁敏电阻从待测磁场中移出,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为10.0 mA时,求滑动变阻器接入电路的阻值。设电源电压为5.50 V
【答案】 N 甲 增大 500 1.0 增大 减小 磁敏电阻的阻值与磁场方向有关吗? 450 Ω
【解析】(1)由图知磁感线从右端发出,故右端为N极、小磁针N极应指向磁感线的方向,即N极向右,甲符合条件;
(2)由图可以看出,磁场增强时,磁敏电阻的阻值增大;
(3)①让滑动变阻器控制电流,即接法如图:
②∵在图甲磁场中1处时,U=1.5V,I=3mA=0.003A,∴磁敏电阻的阻值为:R=U/I=1.5V/0.003A=500Ω
③由图象中可看出电阻是500Ω时,磁感线强度为1.0T
④将电阻由1移到2时,磁感线强度变小,磁敏电阻变小,则电路中电流增大,除磁敏电阻外,其他电阻不变,则得其他电阻上的电压增大,电源电压不变,故加在磁敏电阻上的电压减小.增大、减小。
(4)可以考虑磁场的一些性质:如磁敏电阻的阻值与磁场方向有关吗?(或磁场分布是否具有空间对称性?或磁极受撞击后磁场强弱是否改变?)
(5)由图可知,移出磁场时,磁敏电阻为R=100Ω根据欧姆定律,电路中总电阻R总 =U/I=550 Ω解得滑动变阻器的阻值为R滑 =R总 -R=550Ω-100Ω=450Ω
【题目】热水器的“能效比”是衡量热水器性能的指标之一.空气源热泵热水器是新一代高“能效比”(“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比)的热水装置,其工作原理简化为如图所示.工作物质在蒸发器中吸收空气的热迅速汽化,通过消耗少量电能驱动的压缩机将其压缩成高温高压的气体,在冷凝器内液化放出热量,并对冷水加热,使水温升高,达到制热水的目的.下表是某型号热泵热水器的部分参数,其中65L/h表示此热水器当进水温度为15℃,出水温度为55℃时,每小时可出热水65L.请你解答:
额定制热水量 | 65L/h |
额定电压/频率 | 220V/50Hz |
额定输入功率 | 770W |
水箱型号 | 100L |
(1)65L水温度从15℃升高到55℃吸收的热量是多少?
(2)此热水器正常工作1h消耗的电能是多少?
(3)此热水器的“能效比”______100%(选填 “>”、“=”或“<”).结合工作原理说明使用该热水器比电热水器节省费用的原因是什么?