【任务一】认识干簧管的结构和原理
观察干簧管的放大图片:
如图甲,干簧管由两个软铁簧片和玻璃管组成,玻璃管内部充满惰性气体。在没有磁场作用时,簧片的触点处于断开状态;
如图乙,有磁场作用时软铁簧片被磁化,两触点是磁极相互吸引,使干簧管处于导通状态。
【任务二】制作干簧管控制电路
准备器材:磁铁、电池盒、开关、发光二极管、干簧管、导线等;
连接电路:发光二极管较长的管脚是正极。安装时发光二极管的正极要靠近电池的极放置;干簧管开关和发光二极管的连接方式是联;
测试电路:闭合开关,发光二极管不发光,将磁铁靠近、远离干簧管开关,观察发光二极管的亮灭。
【任务三】设计保险柜的门磁报警器
(1)任务要求如图丙所示:
①保险柜门关闭时,密码锁开关S闭合,报警器内部的干簧管受磁场的作用,指示灯亮,电铃不响。
②输入正确密码,密码锁开关S断开,指示灯灭,打开保险柜门时,干簧管失去磁场作用,电铃不响。
③输入错误密码,密码锁开关S仍闭合,保险柜门被强行打开时,干簧管失去磁场作用,指示灯熄灭,电铃响起,开始报警。电铃是利用电流原理工作的;
(2)设计电路:
为了完成设计任务,同学们对干簧管进行了改进,改进后的干簧管如图丁所示,它是一种常闭型干簧管,在没有磁场作用时,下面两个簧片处于导通状态,有磁场作用下,下面两个簧片触点分开,上面两个簧片触点吸引,处于导通状态;
同学们按任务要求,设计了如图戊所示的电路,a框内应是,此时,门磁报警器处于任务要求中的。
(1)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑分布无明显变化,这时需纸板,观察到铁屑排列成如图所示的形状,可见,通电螺线管外部磁场与磁体的磁场相似;
(2)如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,接下来的操作是并观察小磁针的指向。
(1)实验中是通过观察来比较电磁铁磁性强弱的。
(2)把甲、乙两个电磁铁串联,目的是控制相同,以探究电磁铁磁性强弱与的关系。
(3)由现象可得出结论:电流一定时,,电磁铁磁性越强。
(4)若将图中滑动变阻器的滑片向右移动,则电磁铁甲、乙吸引大头针的数量将(填“增加”或“减少”)。
甲图中磁铁通过对回形针产生磁力;乙图右边的电磁铁吸引回形针更多,说明电磁铁的磁性强弱与有关;图丙中回形针在铅笔芯上滑动,是通过改变接入电路电阻的,从而改变电路中电流;图丁实验中,同学们认为可能与液体种类、容器口大小等因素有关。“认为与液体种类、容器口大小等因素有关”属于科学探究中的(选填:A.提出问题 B.猜想与假设 C.进行实验与收集数据 D.交流与合作)
①图1中P为磁体N极,Q为磁体极(选填“N”“S”);
②图1中线圈ab边受力方向竖直向下,图2中将电源正负极调转后ab边的受力方向竖直向(选填“上”“下”)。
(2)如图所示,已经将电磁铁接外电源。线圈abcd接入LED和小灯泡。闭合开关后,摇动手柄(未画出)使线圈abcd转动,LED和灯泡可发光。此过程,线圈abcd将能转化为能。在方框内画出图中LED和灯泡所在电路的电路图,已经画出LED和等效电源。
(1)打开外壳,内部结构如图所示,按规范将电流表接入电路,通电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次通电,指针不动。这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在中受力转动,这与的工作原理相同(填“电动机”或“发电机”);
(2)若让电流从电流表的“-”接线柱流入,“+”接线柱流出,指针偏转方向会与(1)中的偏转方向,因此使用电流表时不能把接线柱接反;
(3)同一量程,电流越大,指针偏转角度越大,据此猜想:通电线圈受力的大小可能与有关。
(1)如果不能估计电流大小,他应把导线a接到电流表标有(选填“-”、“0.6”或“3”)的接线柱上,通过开关来并观察,以确定选哪个量程;
(2)闭合开关后,他观察到小灯泡正常发光,而电流表指针偏转角度很小,对于该现象,下列分析合理的是;
A.可能某处导线断了 B.可能电流表烧坏 C.电流表的量程过大
(3)某次测量中,小致不小心将电流表的正、负接线柱接反了,造成表的指针反向偏转,为弄清原因,他查看了说明书,表头结构示意图如图乙,他做出如下分析:当反接时,电流方向改变,对通电线圈的作用力方向也改变,从而带动指针反偏;
(4)他又找来一些灯泡、开关、电流表等研究串、并联电路电流规律,他用规格不同的灯泡进行了多次实验,是为了,最后经过分析总结,得出了并联电路电流的规律是:。实验过程中,选规格不同的灯泡,“规格不同”其实指的是下列哪一个物理量必须不同:。
A.额定电压 B.额定功率 C.电阻 D.额定电流
①让悬挂的导体ab在图所示位置沿竖直方向上下运动,灵敏电流计指针(选填“会”或“不会”) 发生偏转;
②保持磁体不动,若导体ab水平向右运动,灵敏电流计指针向左偏转; 若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以(填字母)。
A.将磁体的磁极对调,导体ab向左运动 B.保持磁体不动,导体ab向左运动
(填“无”或“有”)感应电流;