【题目】学习“电磁感应”时,老师演示了发电机模型的实验(如图),摇动把手,使线圈快速转动,小灯泡就亮了。小刚想到:产生电流的条件可能与线圈在磁场中的运动有关。他和同学们开始了探究:
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(1)小刚将一根导体棒的两端用细导线悬挂起来,并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路,将导体棒放在蹄形磁体的磁场中(如图甲)。小红提醒他,先把开关_______才能进行实验。正确操作后,小刚完成了几次实验,将磁极位置、导体棒的运动方向和产生电流的情况记录如图乙,其中a表示垂直于纸面方向的导体棒;
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(2)小刚据此得出“只要导体棒在磁场中运动,闭合电路中就会产生电流”的结论,小红认为还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和________方向的运动,才能使探究更充分;
(3)随着导体棒的运动,灵敏电流计的指针会发生左右偏转,于是他们对“产生电流的方向与哪些因素有关”作了如下的猜想:
猜想1:产生电流的方向与磁场方向有关;
猜想2:产生电流的方向与导体运动方向有关;
为验证猜想,同学们进行了相应的实验,将现象记录在如下的表格中
实验序号 | 磁极位置 | 导体棒运动情况 | 电流计指针偏转情况 |
1 | 上N下S | 水平向右运动 | 向右偏转 |
2 | 上S下N | 水平向右运动 | 向左偏转 |
3 | 水平向左运动 | 向右偏转 |
分析第1、2两次实验发现,产生电流的方向跟________有关;第3次实验中磁体上方为_____(选填“N”、“S”)极,和其他实验对照验证了猜想2;
(4)老师肯定了他们的探究,又介绍了科学家科拉顿的相关研究,1825年他用如图丙所示的实验装置,在两个房间中进行实验:
①实验中用______________的现象来判断电路中是否产生了电流;
②将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间,是为了________________;
③科拉顿将磁铁插进线圈里,然后迅速奔向另一个房间,没有观察到产生电流的现象;他再回到放着磁铁和线圈的房间里,把磁铁从线圈中抽了出来,又跑到磁针和导线所在的房间,还是没有观察到现象。科拉顿失去了发现电磁感应现象的机会,被后人评价为“跑失良机”。他没能观察到产生感应电流现象的根本原因是:______________。
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【题目】为了检验飞船舱门的密封性能,科研人员将待检验的舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中(如图甲)。先对舱体M充入压强为1×105Pa的空气,然后把空腔N抽成真空,若舱门漏气,一段时间后便会有气体从舱体M进入空腔N中,舱体M中的压强将减小, 空腔N中的压强将增大。为了测量舱体M和空腔N中的压强,科研人员设计了如图甲的电路,其中RM、RN是两个完全相同的压敏电阻(其电阻值会随所受压强大小发生变化),已知舱体M的容积为V,空腔N真空部分的容积为4V,飞船舱门的面积是0.6m2,不计舱体M器壁的体积,整个过程温度不变。电路中R0的阻值为20Ω,电源电压为24V,压敏电阻RM、RN的阻值随气体压强变化的关系如表:
压敏电阻受到的气压(×105Pa) | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
压敏电阻对应的电阻值(Ω) | 100 | 80 | 60 | 44 | 30 | 24 | 20 | 16 | 12 | 10 | 8 |
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(1)若舱门不漏气,且单刀双掷开关S接b时,电流表和R0两端电压表的示数大小是多少?
(2)实验表明,一定质量的气体在温度不变的情况下,压强随体积的变化如图乙所示。若空气从舱体M中逸出,经过一段时间后,M、N 中的压强相等。若开关S接在a处,此时整个电路消耗的总功率是多少?
(3)在检验过程中的某时刻,开关接a时R0