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会发光的电磁翘翘板

小明制作了如图甲所示的电磁翘翘板参加学校的科技节活动.该电磁翘翘板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁铁,塑料管外绕有金属丝作为线圈,在线圈两端并联两只发光二极管(符号),其电路如图乙所示.二极管具有单向导电性,电流只能从二极管的正极流入,从负极流出.演示时,将塑料管上下翘动,磁铁便在线圈中左右移动,相当于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动,这时会看见两只发光二极管轮流发光.

请回答下列问题:

(1)电磁翘翘板中发光二极管轮流发光是根据________原理工作的,(选填“电动机”或“发电机”)________也是根据这一原理工作的.

(2)电磁翘翘板上下翘动时,为什么发光二极管会轮流发光?

答案:
解析:

  (1)电磁感应 发电机

  (2)因为当磁铁向低处滑动时,磁铁穿过闭合线圈,相当于线圈做切割磁感线运动,产生感应电流.此时,电流通过两个二极管中的其中一个,使该二极管发光;当另一端低时,磁铁又向相反方向穿过线圈,产生相反方向的电流,使另一个二极管发亮.所以,二极管会轮流发光.


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【太阳能热水器】
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要.它具有安全、节能、环保等优点.如图甲所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空.如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通.玻璃吸热管工作原理如图乙所示:当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能,将管内的水加热.向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,形成冷热水循环,最终整箱水都升高至一定的温度.玻璃吸热管具有吸热保温作用.请回答以下问题:

(1)太阳能属于
一次能源
一次能源
 (选择“一次能源”或“二次能源”).玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度
变小
变小
(选填“变大”“不变”“变小”).
(2)玻璃吸热管内表面为何涂成黑色,请说明理由
黑色吸热能力强
黑色吸热能力强
.
(3)将质量为100kg的水温度升高了50℃,求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/(kg?℃)]
(4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J).在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热多少时间?

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