归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动:
(1)磁体周围存在磁场,磁场的强弱用磁感应强度描述,用符号B表示,单位是特斯拉,符号是T.我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小.磁感应强度大的地方,磁感线密;磁感应强度小的地方,磁感线疏.
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示,则a、b两点磁感应强度较大的是 .
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场.
(2)回旋加速器的原理如图乙所示,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中,它们接在电压一定的交流电源上,从D1的圆心O处释放不同的带电粒子(加速度可以忽略,重力不计),粒子在两金属盒之间被不断加速,最终离开回旋加速器时,获得一定的最大动能.改变带电粒子质量为m,电荷量为q,磁感应强度B,金属盒半径R,带电粒子的最大动能Ek随之改变.得到数据如表:
次数 |
m/kg |
q/C |
B/T |
R/m |
Ek/J |
1 |
3.2×10-27 |
1.6×10-19 |
1×10-2 |
1 |
4×10-16 |
2 |
6.4×10-27 |
1.6×10-19 |
1×10-2 |
1 |
2×10-16 |
3 |
3.2×10-27 |
4.8×10-19 |
1×10-2 |
1 |
36×10-16 |
4 |
6.4×10-27 |
1.6×10-19 |
2×10-2 |
1 |
8×10-16 |
5 |
1.6×10-27 |
1.6×10-19 |
1×10-2 |
3 |
72×10-16 |
①Ek= k ,其中k= (填上数值和单位).
②对于同一带电粒子.在不同的同旋加速器中,要获得相同的最大动能,则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象中的图线 表示.
在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V并保持不变,小灯泡额定电压为25V、灯丝电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应________。
(2)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于________(选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图甲所示)为________V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图中滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是________W。
(6)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是________(写出一种即可)。
在“测量小灯泡的功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω,滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样。
(1)连接电流表时应选用________的量程。
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(3)乙同学连完电路并闭合开关后,发现小灯泡不发光且电压表示数为零,电流表示数为0.15A,产生这一现象的原因是________________________________________________。
(4)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,请读出电流表的示数,并填入表格中。
(5)实验中,同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值,但表格的设计仍有不完整的地方,请将所缺内容填写完整。
电压U/V |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
________ |
3.0 |
电流I/A |
0.18 |
0.2 |
0.22 |
________ |
0.28 |
电功率P/________ |
0.18 |
0.3 |
0.44 |
________ |
0.84 |
灯泡发光情况 |
很暗→暗→正常发光→很亮 |
(6)小组同学们分析了实验数据得出:小灯泡的发光亮度是由灯泡的________决定的,且________,灯泡越亮。
在“测定小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为4.5V,小灯泡L标有“3.8V”字样。
(1)小王设计的电路如图所示,其中还有一根导线尚未连接,请结合图中滑动变阻器滑片位置,用笔画线代替导线在图中合理连接。
(2)正确连接线路后闭合开关,小王观察到两电表均有示数,但灯泡L却没有亮,你认为原因可能是:________。
(3)解决问题后,调节滑动变阻器测出多组数据,绘出小灯泡的电流与电压关系的U-I图象如图所示,则图中有关此小灯泡功率与电流二次方关系的p-I2图象可能正确的是________。
(4)若实验过程中电压表的“15V”挡损坏,“3V”挡完好,小王认为只要在测量过程中稍作调整,利用这些器材,也能测出小灯泡的额定功率等。他调整的方法应该是:________。
小华同学在做用伏安法测量灯泡的额定功率的实验时,错把电流表拿成了电压表,不过,他同时还拿了一个已知阻值的电阻。小华想去换,小明说,不用了,用双电压表和这个已知阻值的电阻就可以测出小灯泡的额定功率。
(1)请你帮助小华设计出实验电路画在下边的方框内。
(2)若小灯泡的额定电压为2.5V,定阻电阻R0上标有“10Ω 1A”字样,请你将图甲中的实物连接图中所缺的导线连接起来。
(3)在连接电路时开关要处于________状态,滑动变阻器的滑片要移动到________处。当闭合开关后,眼睛要观察电压表________的示数,当它的示数为________V时,记下另一只电压表的示数。
(4)若灯泡正常工作时,电压表V2的示数为2.8V,请你将电压表V1的指针的位置在图乙上画出来,该灯泡的额定功率为________W。
课堂上,老师做了如图甲所示的演示实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来.
(1)实验现象说明________有力的作用.
(2)图乙将通电直导线换成了通电线圈.绕制线圈的铜丝外表有漆皮,必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理,刮漆方法见放大图(把线头两端的漆刮去半边,两端刮去的漆在同侧).按这种方法刮漆,目的是使线圈能够________,因此这一部位就相当于电动机中的________(填某一部件的名称).
(3)图丙是直流电动机模型,上述部件在直流电动机中改变的是________(选填序号).
A.只改变线圈中的电流方向
B.线圈和外部电路中的电流方向都能改变
C.只改变外部电路中的电流方向