在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关系时,一位同学做了如图a、b、c的三个实验.图中AB表示闭合电路的一部分导线,导线上的箭头表示电流的方向,F表示导线受力的方向,S、N表示蹄形磁铁的南北极.
(1)通过实验a和b说明,通电导线在磁场中的受力方向与 _________ 的方向有关.
(2)通过实验相a和c说明,通电导线在磁场中的受力方向与 _________ 的方向有关.
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力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器,常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示,弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片,若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩,力越大,弹簧钢的弯曲程度越大.应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感,给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,用来反映力F的大小.金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示.为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿,串联合适的电阻后,使测量结果不再受温度影响.
(1)这种力传感器是将力的大小转换为 (电流/电压)的装置.
(2)外力F增大时,下列说法正确的是 .
A.上、下应变片金属电阻丝电阻都增大 |
B.上、下应变片金属电阻丝电阻都减小 |
C.上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大 |
D.上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻减小 |
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而
(4)进行温度补偿时,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而 的电阻,下金属电阻丝串联阻值随温度升高而 的电阻.
(5)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天 (大/小).
下表是小华在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率实验中所得的部分数据。
次数 |
电压/V |
电流/A |
灯泡功率/W |
灯泡亮度 |
1 |
1.6 |
0.20 |
0.32 |
暗 |
2 |
2.5 |
亮 |
||
3 |
2.8 |
0.26 |
0.73 |
很亮 |
(1)当灯泡两端电压为2.5V时,电路中电流表示数如图所示,则通过灯泡的电流____A。小华认为用三次实验所得功率的平均值作为灯泡的额定功率,可减小实验误差。你认为该灯泡的额定功率为____W。
(2)分析表中数据可以发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由____(选填“实际功率”或“额定功率”)决定的。
(3)分析上表中的数据,发现通过灯泡的电流与灯泡两端电压____(选填“一定”或“不是”)成正比,造成这一现象的原因是灯丝电阻随____而变化。
下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。
序号 |
动滑轮重 G动/N |
物重 G/N |
钩码上升 高度h/m |
动力 F/N |
动力作用点 移动距离 |
滑轮组的 机械效率η |
1 |
0.5 |
1 |
0.1 |
0.7 |
0.3 |
47.6% |
2 |
0.5 |
2 |
0.1 |
1.1 |
0.3 |
60.6% |
3 |
0.5 |
4 |
0.1 |
2 |
0.3 |
(1)请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
(2)第三次实验中,钩码上升0.1m所用的时间为1.5s,则动力的功率为____W,滑轮组的机械效率为____。
(3)分析表格中数据发现:用同一滑轮组提升不同重物至同一高度,提升的物重增加时,所做额外功将____,滑轮组的机械效率____(两空选填“变大”、“变小”或“不变”)。
某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”时,设计了如图所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲>R乙.
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于 。
(2)实验中煤油吸热的多少是通过 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”) 。
(3)将该电路设计成串联的目的是使通过甲、乙电阻丝的 相同,通电一段时间后,比较两烧瓶中温度计的示数,若甲瓶中的温度计示数升高的快,由此得出的实验结论是:在 和通电时间相同时, 越大,导体产生的热量越多。
(4)家用电烤箱高温和低温两挡的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的,小明依据上述规律,得出电烤箱低温挡接入电路的电阻丝比高温挡要短一些的结论,此结论是否正确?答: (选填“正确”或“错误”).原因是 。
文欣做测量“小灯泡电功率”的实验,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)文欣连接好电路后闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表示数为4.5V,电流表无示数,则电路中存在的故障是______;
(3)故障解决后,文欣移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示为______V,若她想测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表的示数为______V;
(4)文欣移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的U—I 图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是______W;
(5)倪龙在做该实验时发现电流表损坏,他想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验,他向老师要了定值电阻R0(阻值适当且已知)和一些开关,借助原有的实验器材,顺利完成了实验(电路只连接一次).请你在图丁虚线框内画出倪龙设计的实验电路图.