你知道世界上最小的电动机有多大吗?说出来也许你不会相信,它的直径只有500纳米左右,比头发丝还要细300倍.
这种分子电动机是美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家设计的.这所学校的亚历克斯·蔡特勒等研究人员在英国《自然》杂志上报告说,电动机的旋转叶片是一片金叶,其长度为300纳米;叶片安装在一根由多层碳纳米管做成的转轴上,如下图所示.多层碳纳米管由多根口径不同的空心圆管套在一起,两端装有二氧化硅制的电极,将它固定在一块硅片上,碳纳米管的周围还安置了另外3个电极.在碳纳米管与其中一个电极之间施加电压,就能使它带动金叶片转动.如果电压更大,碳纳米管最外面一层管子就会与内层脱离,使金叶片旋转得更灵活.恒定的电压能使叶片保持在固定的位置,以一定的速度旋转.此前也有科学家研制出多种微小的分子电动机,但有的尺寸比较大,有的需要激光或磁驱动,操作不如它灵活方便.自然分子做成的电动机能在细胞水平面上进行类似的运动,但只有在特殊条件下才可能.与之相比,这种纳米电动机容易驱动、运动灵活,对温度和化学条件要求宽松,甚至在真空里也能运作,因此有着很大的应用潜力.
(1)
纳米是长度的单位,已知1纳米=10-9米,则美国科学家研制的纳米电动机的直径约为500纳米,合________米.
(2)
世界最小的电动机的叶片长度约为300纳米,安装在一根由多层碳纳米管做成的转轴上.在碳纳米管与一个电极之间施加电压,就能使它带动叶片转动.在这个过程中,消耗了________能,获得了________能.
(3)
对于一般的电动机来说,要想加快转子的转速,你认为下面方法中能达到预定效果的是
A.
增大磁场的强度
B.
减小通过线圈的电流
C.
改变线圈中电流的方向
D.
将两个磁极位置对调
(4)
通过阅读短文,请你说出这种纳米电动机与其他的微型电动机相比,具有什么优点.
请仔细阅读下文,按要求填空和回答问题.
分子或原子是构成物质材料的基元,基元中的电子绕原子核运转形成了电流,该电流产生的磁场,使每个基元都相当于一个微小磁体.由大量的基元组成一个集团结构,集团中的所有基元产生的磁场都同方向整齐排列,这样的集团叫做磁畴.
物体中含有大量的磁畴,但绝大多数物体中,磁畴磁场的指向是杂乱无章的,结果使各个磁场几乎完全被抵消.所以,这些物体的磁性通常很弱,往往无法检测到.
在铁块未被磁化时,众多磁畴磁场的指向是杂乱无章的.这时,一些磁畴产生的磁场和另一些磁畴产生的磁场彼此抵消,铁块不显磁性.当铁块被磁化后,所有的(或绝大部分)磁畴磁场都沿相同方向排列,这时铁块就有很强且持久的磁性.
在受到剧烈振动或高温下,磁畴磁场整齐排列的方向又会变的杂乱无章,使磁铁的磁性减弱,甚至消失.
阅读上述材料可知:
(1)未被磁化的铁块没有磁性是因为磁畴磁场的指向________.
(2)为防止磁铁退磁,使用磁铁时应避免________、________.
(3)磁铁的磁场,本质上也是由________产生的.
传感器是现代自动控制系统的重要器件之一,传感器通常是将感应到的物理量信号转换成电流(或电压)信号,如:温度传感器、声传感器、光传感器等.现有一压力传感器(可视为一个电阻),其电阻R随压力F的大小变化而变化.从实验测得R与F的一组数据如下表所示:
(1)利用表中的数据,可得到的结论是:________;
(2)请你利用下列器材:压力传感器R、定值电阻R0(50 Ω)、电源(30 V)、电压表、开关各一个,导线若干,设计一个电子秤.要求:画出你所设计的电子秤工作原理的电路图,并简述其工作原理.
[创新]当如图所示的电路接通后,小明同学发现电流表A1的读数比电流表A2的读数要大一些.于是他猜想:当电流通过灯泡(用电器)时,能使灯泡工作,因灯泡要消耗电能,故电流在流动过程中将逐渐变小.于是出现电流表A1的读数比电流表A2的读数要大一些的现象.
(1)小明同学的猜想是________.(选填“正确的”或“错误的”)
(2)你认为造成这个现象的原因可能是(要求写出2种不同的原因):
a.____________________;
b.____________________.
元旦联欢晚会上,周林设计的一个游戏很受同学们欢迎,人人都想显示自己的本领,结果纷纷败下阵来,这是一个怎样的游戏呢?如图所示,在一张桌子上固定一条弯弯曲曲的粗铜丝,要求把连着导线的铜环C从A处通过弯曲的铜丝移到B处,并不许碰铜丝,一旦碰上,桌子上的灯泡就发光,表示游戏失败.请你画出此电路的原理图,并说明原理.(电源为两节干电池)
如图所示,在一个雷雨交加的夏日里,某湖岸边有一游客为了躲雨,站到了大树底下,不幸被雷电击中造成重伤.此后甲、乙两同学对此事发表了各自的看法.甲同学说:此人一定做了许多坏事遭天打雷劈;而乙同学却认为:雷电是一种自然现象.
(1)你认为哪个同学的观点是正确的?
(2)为了避免类似事故的发生,人们应在高大建筑物上安装什么?
(3)如果你在户外遇到雷雨天气,为了避免遭受雷击,应该怎么办?
国庆长假期间,高辉同学参观了市科技展览馆后,对一组静电实验有很深的印象,回家后他把实验情景绘成一幅平面示意图.如图所示,A为在绝缘支架上的带正电的球体,B为用绝缘丝线悬吊着的带正电小球,先后将小球B悬吊在距离A球远近不同的P1、P2、P3处.
(1)小球偏离竖直方向的原因是什么?
(2)请你根据此图,提出一个探究问题.
按照如图甲所示的电路图,把如图乙所示的实物连接成电路.(要求连接时,导线不能交叉)
如图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮.经检查,开关S接触良好,导线导电情况良好.
(1)根据现象,请你猜想故障的原因(写出两条即可).
(2)为了进一步地确定故障用完好的灯泡代替了灯L,发现这个灯泡发光正常,由此可确定故障的原因是什么?
(3)如果小明只将一根导线接在ab间,能不能确定故障的原因,这样做有什么后果?
据南方日报2009年6月11日报道:一辆写有红色“危险品”字样的大卡车停在路中央,四周被拉上了警戒线.右侧车门处,露出的瓶阀口不断地喷出白色气体,并发出“嗤嗤”响声.身穿防化服、佩戴氧气面罩的抢险员紧张地忙碌着,下风口处一道消防管喷起一面水屏障……乍一看,还以为是哪里出事儿了!原来,这是昨天在吉山开展的一场液氯运输泄漏事故应急抢险演练.
昨天上午,广州市交委组织负责广州自来水消毒剂“液氯”运输的广东省华星物资储运公司开展应急抢险演练.9时46分,模拟液氯运输的车辆在运输途中突然发生液氯钢瓶瓶筏泄漏,车辆被迅速开往空旷上风地段,接着,戴着防护用具的押运员下车用专用夹具堵塞了钢瓶.此时,另一只钢瓶却突然出现了大量“液氯”泄漏!5分钟后,20名抢险员赶到现场进行及时处理,最终化险为夷.
阅读短文后思考解答:
液氯钢瓶内充装液态氯,瓶阀发生故障泄漏时,下列说法中错误的是
液态氯在常温下的空气中会迅速汽化
液态氯变为气态的过程中钢瓶的温度会降低
液态氯变为气态的过程中钢瓶的温度不会发生变化
钢瓶周围的温度会降低是由于汽化吸热
据查阅资料得知,液氯为一种黄绿色液体,沸点-34.6℃,凝固点-100.98℃,在常压下会变为黄绿色气体,吸入人体能严重中毒,有剧烈的刺激作用和腐蚀性,在日光下与其他易燃气体混合时会发生燃烧和爆炸.当液氯在常温下沸腾变为气体时,周围空气中的水蒸气会遇冷________成小水珠或________成小冰晶,从而形成白雾,但一会白雾又会消失,这是发生了________和________现象.