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13.小科利用電磁鐵設計了一種路燈自動化管理裝置,設計電路如圖所示.其工作原理是:在工作電路處安裝開關S2,彈性金屬片上安裝一塊磁鐵.閉合開關S1,當光照度降低時,光敏電阻R1的阻值增大,R1兩端的電壓隨之增大,當電磁鐵R0兩端電壓降至1.5伏時,開關S2就自動閉合,使路燈L發光.反之,當光照度增強到一定值時,開關S2就會自動斷開,使路燈L熄滅.

(1)為符合上述工作原理,安裝在彈性金屬片上磁鐵的左端應是S極.
(2)光敏電阻R1的阻值與光照度之間的關系如下表所示.控制電路的電源電壓為4.5伏,電磁鐵的阻值R0為10歐,當光照度降低到多少勒克斯,路燈才能發光?
光照度(勒克斯)51015202530
光敏電阻R1603020151210
(3)控制電路中的電池組在使用一段時間后電壓會下降,需定期更換,否則會導致路燈比平常更早些點亮.請說明理由:因為電池組電壓下降會導致光敏電阻兩端電壓下降,串聯電路中R1阻值不變,要使光敏電阻R2兩端電壓達到3伏,光敏電阻R2的阻值必須增大,所以要在光照度更小時才能實現.

分析 (1)首先根據安培定則確定控制電路中電磁鐵的極性,然后根據其工作原理可確定安裝在彈性金屬片上磁鐵的極性;
(2)當電磁鐵R0兩端電壓降至1.5伏時,開關S2就自動閉合,使路燈L發光.已知光敏電阻和兩端電壓,可以得到電路電流;已知電路電流和電源電壓,可以得到總電阻,已知總電阻和光敏電阻阻值,兩者之差就是定值電阻阻值;由表格中數據當光照度降低到多少勒克斯,路燈才能發光,
(3)電源電壓降低,導致用電器兩端電壓降低,光敏電阻阻值發生變化,所以對光的感應程度改變.

解答 解:(1)由安培定則可知,右手握住螺線管,四指指向電流的方向,大拇指指向右端,即控制電路中電磁鐵的右端為N極,
由路燈工作原理可知,控制電路中電磁鐵與安裝在彈性金屬片上磁鐵相互吸引,則安裝在彈性金屬片上磁鐵的左端應是S極;
(2)已知R1與R0串聯,當電磁鐵R0兩端電壓降至1.5伏時,開關S2就自動閉合,使路燈L發光,
電磁鐵兩端電壓為U1=U-U0=4.5V-1.5V=3V
電路電流I0=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{1.5V}{10Ω}$=0.15A,
則I=I0=0.15A,
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{0}}$,
0.15A=$\frac{4.5N}{{R}_{1}+10Ω}$,
解得R1=20Ω,
查表可知,當光照度為15勒克斯時,光敏電阻R2的阻值為20Ω,
(3)因為電池組電壓下降會導致光敏電阻兩端電壓下降,串聯電路中R1阻值不變,要使光敏電阻R2兩端電壓達到3伏,光敏電阻R2的阻值必須增大,所以要在光照度更小時才能實現.
答:(1)S;(2)當光照度降低到15勒克斯,路燈才能發光;(3)因為電池組電壓下降會導致光敏電阻兩端電壓下降,串聯電路中R1阻值不變,要使光敏電阻R2兩端電壓達到3伏,光敏電阻R2的阻值必須增大,所以要在光照度更小時才能實現.

點評 該題考查了奧斯特實驗及電磁繼電器的應用,特別是對電磁繼電器電路的工作過程進行分析,一般的思路是,先明確控制電路與工作電路,再從控制電路入手,看電磁鐵磁性的有無對工作電路觸點連接情況的影響,最后確定工作電路中的工作情況.

練習冊系列答案
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

2.下列關于測量操作的說法中,正確的是(  )
A.當量筒放置在較低的桌面上時,為了便于視線平行讀數,可適當舉起量筒
B.用刻度尺測量物體長度時,必須與零刻度線對齊才能測量
C.選擇測量工具時,應首先考慮最小刻度,最小刻度越小越好
D.在調節天平平衡時,分度盤指針在中央紅線附近等幅擺動,說明已經平衡

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

4.使用量筒時,按正確的讀數方法,小明應沿如圖所示的虛線b的方向觀察量筒刻度,此時的讀數是60mL.

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1.冰塊受熱熔化,是因為它的粒子(  )
A.體積增大B.相互融合
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8.在“探究物體動能大小與物體的速度、質量關系”的實驗中,讓同一小車從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑,撞擊水平木板上的木塊,如圖所示.
(1)動能的大小不可直接測量,每一次實驗都以木塊被推動距離的遠近的大小來判斷動能的大小.
(2)小車放置的位置越高,處于相同位置的木塊被撞擊得越遠.由此可以得出結論:質量一定時,物體的運動速度越大,動能越大;.
(3)甲、乙兩次實驗木塊移動過程中受到的摩擦力f等于f(填“大于”、“等于”、“小于”).

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18.小凡同學在做探究光的折射特點實驗,如圖所示的是光從空氣射入水中時的光路,實驗中發現,入射光線、折射光線和法線在同一平面內,折射光線和入射光線分別位于法線的兩側,通過實驗還得到如下表的數據
入射角α15°30°45°60°
反射角β15°30°45°60°
折射角γ11.3°22.1°35.4°40.9°
(1)根據光路圖和分析表中數據回答下列問題:
①一束光從空氣斜射到水面時,這束光將發生反射和折射現象;
②若一束光從水中斜射入空氣時,折射角大于入射角(填“大于”“小于”或“等于”),你判斷的依據是:光在折射時,光路是可逆的
(2)小凡同學的體驗:他潛入游泳池水中看泳池邊的路燈,覺得路燈不在原來的位置,他看到的電燈的位置 要高于(填“高于”或“低于”)路燈的實際位置.

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5.掃地機器人是一款能自動清掃的智能家用電器,如圖.機器人通過電動機旋轉產生高速氣流,將灰塵、雜物吸入集塵盒;其防滑輪皮采用凸凹材質制成;底部安裝有塑料刷,用于清掃吸附在地板上的灰塵及輕小物體;前端裝有感應器,通過發射、接收超聲波或紅外線來偵測障礙物.當剩余電量減為電池容量的15%時,機器人會主動尋找充電器充電.某掃地機器人的部分參數如下表一:(電池容量指放電電流與放電總時間的乘積) 
額定工作電壓12V額定功率30W
電池容量2500mAh工作噪音<50dB
(1)機器人工作時,主機內部的氣壓小于(填“大于”、“小于”或“等于”)大氣壓而產生吸力.
(2)當地面有靜電時,掃地機器人相對不易清掃,這是因為帶電體具有吸引輕小物體的性質.
(3)該機器人正常工作時的電流為2.5A;充滿電后至下一次自動充電前能夠連續正常工作的最長時間為51min.

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2.小紅同學用如圖所示的電路進行試驗,其中R1為定值電阻,電源電壓保持不變.改變滑動變阻器R2滑片的位置,測得電壓表V1和V2的示數如下表所示.分析表格中的數據得到U2隨U1的變化關系,其數學表達式為U2=9V-U1
 U1/V3.03.54.04.54.85.6
U2/V6.05.55.04.54.23.4

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

3.下列生活現象不屬于直接利用大氣壓的實例是(  )
A.塑料吸盤掛鉤能貼在瓷磚上掛毛巾B.用注射器能把藥液注入肌肉里
C.真空包裝的食品被壓得緊緊的D.用吸塵器能吸取地板上的灰塵

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