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20.1 磁现象 磁场 高频易错题集
一.选择题(共10小题)
1.小明设计了下列四个实验,来验证“条形磁铁的磁性两端强、中间弱”的特性。其中不能达到实验目的的是( )
A.甲实验中,将条形磁铁平移靠近三颗小铁球
B.乙实验中,将两根条形磁铁相互平移靠近
C.丙实验中,将条形磁铁沿水平方向从挂有铁块的弹簧测力计下方向右移动
D.丁实验中,将放在一堆大头针上的条形磁铁提起
2.如图所示,新能源汽车电动机的永磁体,是将稀土加其它金属一起进行熔化、冷却、破碎、烧结,再用强大的电流进行磁化而制成的。由此可知永磁体( )
A.不耐高温 B.磁性很弱
C.没有经过电流磁场磁化 D.经历熔化和凝固的过程
3.在举行沙滩排球比赛的场地上,人们往往先用“磁选”来对沙子进行处理。“磁选”是选走沙子中的( )
A.粗的沙子和小石块 B.铜、铝碎片
C.玻璃和塑料碎片 D.铁钉、铁片
4.春秋战国时期,在华夏大地上就出现了有关吸铁磁石的记载。我国古代把“磁石”写作“慈石”,意思就是“石,铁之母也。以有慈石,故能引其子”。以下关于磁现象的认识中,表述正确的是( )
A.磁体能吸引铁、铜、钴等物质
B.同名磁极互相吸引,异名磁极互相排斥
C.磁体间的相互作用是通过磁场发生的
D.磁体之间只有相互接触时才能产生相互作用力
5.实验室有一根钢棒,下列做法叙述中,能确定钢棒具有磁性的有( )
①用该钢棒去吸引磁铁,能吸引
②将该钢棒中点系上细线,悬挂起来,拨动钢棒,发现最后总是指向南北
③用该钢棒去吸引小铁钉,能吸引
④将钢棒与一个强磁体放在一起,一段时间后,发现钢棒也有磁性
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
6.如图所示的四种家用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.电风扇 B.计算器
C.电视机 D.电饭锅
7.下列电器中,利用电流磁效应工作的是( )
A.洗衣机 B.电暖气 C.动圈式话筒 D.电磁继电器
8.下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.微波炉 B.电饭煲 C.手机 D.计算机
9.下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电风扇 B.电视机 C.电热水壶 D.电冰箱
10.下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电脑 B.电炉 C.电视机 D.电风扇
二.填空题(共5小题)
11.一个条形磁体,磁性最弱的部分是 ,不小心将此条形磁体从中间甩断后,其中的一截磁体有 个磁极。
12.如图所示,某同学在有机玻璃板上穿一个孔,将一束直导线垂直穿过小孔,在玻璃板上均匀地撒上铁屑。通电后,他轻敲玻璃板,铁屑由于 ,与玻璃板分离,同时又被通电直导线磁化而发生转动,接下来会观察到铁屑的分布情况是 。
13.现在有一种爱吞磁铁的橡皮泥,把强磁铁放在旁边,磁铁会被慢慢吞噬,如图所示,磁铁被吞噬的原因是橡皮泥中含有 物质,橡皮泥向内凹陷说明 。
14.由于导体存在电阻,电流通过导线时会因电流的 效应而造成大量的能量损耗:近年来我国在超导领域取得了举世瞩目的成就,用超导电缆输电,可大大降低能量损耗。有一段输电线路,输电电流为200A,输电线路的电阻为0.5Ω,若以超导电缆替代该线路输电1h,可节约电能 kW?h。
15.电饭锅是利用电流的 效应工作的;能应用超导材料制作的是 (选填“电饭锅的发热体”或“输电导线”)。
三.解答题(共5小题)
16.随着科学技术的发展,社会的进步,人们根据生产、生活的需要,制造出了大小不同、形状各异的磁铁,如图1所示。小强看到如图2所示的圆形磁铁,他认为“该磁铁无头无尾,磁极应该在磁铁内部”。他的观点是否正确,请你用所学的知识,在不损坏磁铁的情况下,帮助他确定出该磁铁的磁极位置,写出你的做法。
17.阅读短文,回答文后的问题
铁磁性材料的磁化与退磁
铁磁性物质的结构与其他物质有所不同,它们本身就是由很多已经磁化的小区域组成的,这些磁化的小区域叫做“磁畴”。磁化前,各个磁畴的磁化方向不同,杂乱无章的混在一起,各个磁畴的作用在宏观上互相抵消,物体对外不显磁性。磁化过程中,由于外磁场的影响,磁畴的磁化方向有规律的排列起来,使得磁场大大加强。
有些铁磁性材料在外磁场撤去以后,磁畴的方向仍能很好地保持一致,物体具有很强的剩磁,这样的材料叫做硬磁性材料。有的铁磁性材料,外磁场撤去以后,磁畴的磁化方向又变得杂乱,物体没有明显的剩磁,这样的材料叫做软磁性材料。永磁体要有很强的剩磁,所以要用硬磁性材料制造。电磁铁要在通电时有磁性,断电时失去磁性,所以要用软磁性材料制造。
高温下,磁性材料的磁畴会被破坏;在受到剧烈振动时,磁畴的排列会被打乱,这些情况下材料都会产生退磁现象。
请回答下列问题:
(1)下列说法中,正确的是
A.只有铁和铁的合金可以被磁铁吸引B.只要是铁磁性材料总是有磁性的
C.制造永久磁铁应当用硬磁性材料D.电磁铁的铁芯应当用硬磁性材料
(2)关于磁化和退磁,以下说法不正确的是
A.铁磁性物质是由已经磁化的小区域组成,这些小区域叫做磁畴
B.当各个磁畴的磁化方向杂乱无章时,物体对外不显磁性,当排列方向有序时,对外显示磁性
C.磁化的过程是使各个磁畴的磁化方向取向趋于一致的过程
D.退磁是各个磁畴的磁性消失的过程
(3)把一根条形磁铁从中间切断,我们将得到
A.一段只有N极,另一段只有S极的两块磁铁
B.两段均无磁性的铁块
C.两段均有N极和S极的磁铁
D.两段磁极无法确定的磁极
(4)为了保护磁卡上的信息,你认为应该怎样做? 。
18.请标出图中小磁针磁极的S、N极。
19.如图所示是一个电热水壶正在烧水的情景,结合你所学的物理知识和对电热水壶的了解,回答相关问题。
(1)电热水壶利用电流的什么效应工作?
(2)此时电水壶的电热丝和插头比,哪处温度更高,怎么解释?
20.如图所示是一个白炽灯灯泡,它曾经是我们每个家庭常用的照明灯具,在构造上,玻璃壳内使用了耐高温的金属钨丝作灯丝,灯头塑料部分将电流经过的两个接点分开。使用时电流通过灯丝而被加热到白炽状态,因而发热发光,白炽灯泡使用久了,它的玻璃内壁上用久了容易发黑,而且特别在天气冷的时候,常常开灯的瞬间,电流过大容易烧坏。请完成下表中三个物理知识点的填写:
灯泡结构和使用特点 物理知识解释
电流通过灯丝发热发光
玻璃内壁上发黑
灯泡用金属钨作灯丝
常常开灯的瞬间,电流过大容易烧坏
试题解析
一.选择题(共10小题)
1.小明设计了下列四个实验,来验证“条形磁铁的磁性两端强、中间弱”的特性。其中不能达到实验目的的是( )
A.甲实验中,将条形磁铁平移靠近三颗小铁球
B.乙实验中,将两根条形磁铁相互平移靠近
C.丙实验中,将条形磁铁沿水平方向从挂有铁块的弹簧测力计下方向右移动
D.丁实验中,将放在一堆大头针上的条形磁铁提起
解:
A、甲实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球,小球会跑到磁体的两极上,而中间部分没有,说明两端磁性强,中间弱,故A不符合题意;
B、乙实验中的两根条形磁铁相互平移靠近,由于越来越近,磁体之间的引力越来越大,但是感觉不到中间磁力和两端磁力的差异,故B符合题意;
C、丙实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动,弹簧测力计的示数先变小后变大,说明两端磁性强,中间磁性弱,故C不符合题意;
D、将丙实验中放在一堆大头针上的条形磁铁提起,磁体两端的大头针数目多,中间几乎没有,说明两端磁性强,中间磁性弱,故D不符合题意。
故选:B。
总结:知道什么是磁体,了解磁场的分布特点,并能设计相关实验是解答此类题目的关键。
2.如图所示,新能源汽车电动机的永磁体,是将稀土加其它金属一起进行熔化、冷却、破碎、烧结,再用强大的电流进行磁化而制成的。由此可知永磁体( )
A.不耐高温 B.磁性很弱
C.没有经过电流磁场磁化 D.经历熔化和凝固的过程
解:
AB、在高温下也能产生很强的永久磁场,说明耐高温并且磁性很强,故AB错误;
C、利用强大电流进行磁化制成的永磁体,说明利用电流获得磁性,故C错误;
D、由稀土原材料与其他金属一起经过熔化、冷却、破碎、烧结等复杂工艺形成毛坯,说明制作过程中经历了熔化和凝固过程,故D正确。
故选:D。
总结:从永久性磁铁制作过程分析用到的物理知识,体现了生活和工作中有很多物理知识,一定要留心生活,对生活中的问题多观察。
3.在举行沙滩排球比赛的场地上,人们往往先用“磁选”来对沙子进行处理。“磁选”是选走沙子中的( )
A.粗的沙子和小石块 B.铜、铝碎片
C.玻璃和塑料碎片 D.铁钉、铁片
解:
“磁选”就是利用磁铁的磁性,将铁、钴、镍等物质从别的物质中选出来,根据各个选项里的物体可知,只有用铁制成的物体(铁钉和铁片)才可以被磁体吸引,故ABC错、D正确。
故选:D。
总结:此题考查了磁体的吸铁性的应用,属于基础题目。
4.春秋战国时期,在华夏大地上就出现了有关吸铁磁石的记载。我国古代把“磁石”写作“慈石”,意思就是“石,铁之母也。以有慈石,故能引其子”。以下关于磁现象的认识中,表述正确的是( )
A.磁体能吸引铁、铜、钴等物质
B.同名磁极互相吸引,异名磁极互相排斥
C.磁体间的相互作用是通过磁场发生的
D.磁体之间只有相互接触时才能产生相互作用力
解:A、磁体具有吸引铁、钴、镍的性质。这种性质称为磁性,故A错误。
B、磁体间的作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。故B错误。
C、磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。故C正确。
D、磁体之间的相互作用通过其周围的磁场来实现,故磁体没有接触,也会产生力的作用。故D错误。
故选:C。
总结:明确磁体的性质、磁体间的作用规律,理解磁体间的相互作用是通过磁场实现,可解答此题。
5.实验室有一根钢棒,下列做法叙述中,能确定钢棒具有磁性的有( )
①用该钢棒去吸引磁铁,能吸引
②将该钢棒中点系上细线,悬挂起来,拨动钢棒,发现最后总是指向南北
③用该钢棒去吸引小铁钉,能吸引
④将钢棒与一个强磁体放在一起,一段时间后,发现钢棒也有磁性
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
解:①用该钢棒去吸引磁铁,即使钢棒没有磁性,条形磁体也会吸引钢棒,所以不能确定钢棒是否具有磁性;
②磁体由于受到地磁场的作用,当其自由静止时,要指向南北方向,因此,将该钢棒中点系上细线悬挂起来,拨动钢棒,发现最后总是指向南北,可以确定钢棒具有磁性;
③用该钢棒去吸引小铁钉,能吸引,根据磁体可以吸引磁性物质的特性可知,可以确定钢棒具有磁性;
④将钢棒与一个强磁体放在一起,一段时间后,发现钢棒也有磁性,也许其一开始就有磁性,只是后来磁性更强了,故不能确定钢棒是否具有磁性。
综上所述,②③的做法可以确定钢棒具有磁性。
故选:B。
总结:理解磁体所具有的性质,才能确定钢棒是否有磁性。
6.如图所示的四种家用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.电风扇 B.计算器
C.电视机 D.电饭锅
解:
A、电风扇工作时,主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应来工作的,故A错误;
B、计算器工作时,主要把电能转化为光和声音,不是利用电流的热效应,故B错误;
C、电视机工作时主要转化为声能、光能以及少部分内能,不是利用了电流的热效应,故C错误;
D、电饭锅工作时把电能转化为内能,利用了电流的热效应,故D正确。
故选:D。
总结:本题考查了电流的热效应的应用,分析时注意看是否把电能主要转化为内能。
7.下列电器中,利用电流磁效应工作的是( )
A.洗衣机 B.电暖气 C.动圈式话筒 D.电磁继电器
解:
A、洗衣机中的电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的,故A不符合题意;
B、电暖气工作时消耗电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故B不符合题意;
C、动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中切割磁感线振动,产生电流,是利用电磁感应现象原理,故C不符合题意;
D、电磁继电器的主要部件是电磁铁,是利用电流磁效应工作的,故D符合题意。
故选:D。
总结:本题主要考查了电流的磁效应及其应用,知道各用电器工作时能量转化的方向,是正确解题的关键。
8.下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.微波炉 B.电饭煲 C.手机 D.计算机
解:
A、微波炉是利用电流产生高频电磁波,引起食物中的水分子共振,从而将电磁场能转化为内能,故不是利用电流的热效应,故A不符合题意;
B、电饭煲工作时把电能转化为内能,利用电流的热效应工作,故B符合题意;
C、手机工作时主要把电能转化为光能与声能,不是利用电流热效应工作的,故C不符合题意;
D、计算机工作时主要把电能转化为光能与声能,不是利用电流热效应工作的,故D不符合题意。
故选:B。
总结:本题主要考查学生对电流的热效应,以及电能和其它形式能的相互转化,利用热效应工作的电器特点是把电能主要转化成内能,是一道基础题。
9.下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电风扇 B.电视机 C.电热水壶 D.电冰箱
解:
A、电风扇工作时电能主要转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故A不符合题意;
B、电视机工作时主要把电能转化为光能和声能,不是利用电流热效应工作的,故B不符合题意;
C、电热水壶工作时电能转化为内能,是利用电流热效应工作的,故C符合题意;
D、电冰箱工作时电能主要转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故D不符合题意。
故选:C。
总结:本题主要考查了电流的热效应及其应用,知道电流热效应的概念机利用电流热效应工作的用电器能量转化的方向,是正确解题的关键。
10.下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电脑 B.电炉 C.电视机 D.电风扇
解:
A、电脑工作时,电能主要转化为声能和光能,不是利用电流热效应工作的,故A不符合题意;
B、电炉工作时,电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故B符合题意;
C、电视机工作时,电能主要转化为声能和光能,不是利用电流热效应工作的,故C不符合题意;
D、电风扇工作时,主要将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故D不符合题意。
故选:B。
总结:本题主要考查学生对电流的热效应,以及电能和其它形式能的相互转化,利用热效应工作的电器特点是把电能主要转化成内能。
二.填空题(共5小题)
11.一个条形磁体,磁性最弱的部分是 磁体的中间 ,不小心将此条形磁体从中间甩断后,其中的一截磁体有 两 个磁极。
解:
条形磁体两端的磁性最强,磁性最弱的部分是磁体的中间;
磁体断为两截后,其中的每一段仍然具有磁性,是一个磁体,磁体就具有两个磁极,其中,原来的N极仍然是N极,断裂端则成为S极;原来的S极仍然为S极,此断裂端则为N极。
故答案为:磁体的中间;两。
总结:将断裂的两段磁体的断裂端互相靠近,发现它们会相互吸引,也可以说明:断裂后的每一段仍然是磁体,且断裂处为异名磁极。
12.如图所示,某同学在有机玻璃板上穿一个孔,将一束直导线垂直穿过小孔,在玻璃板上均匀地撒上铁屑。通电后,他轻敲玻璃板,铁屑由于 惯性 ,与玻璃板分离,同时又被通电直导线磁化而发生转动,接下来会观察到铁屑的分布情况是 铁屑以环绕直导线的同心圆形状分布,且离直导线越近分布越密 。
解:
铁屑质量较小,惯性小,运动状态容易改变,所以轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离,铁屑与玻璃板分离后,不受玻璃板的摩擦力,铁屑在磁力作用下有序排列,显示磁场的分布情况,铁屑以环绕直导线的同心圆形状分布,且离直导线越近分布越密。
故答案为:惯性;铁屑以环绕直导线的同心圆形状分布,且离直导线越近分布越密。
总结:此题考查了磁场的存在、性质、磁化、惯性现象等知识点,是一道综合题,需要清楚的是,磁场客观存在,利用细铁屑显示磁场分布,体现的是转换思想。
13.现在有一种爱吞磁铁的橡皮泥,把强磁铁放在旁边,磁铁会被慢慢吞噬,如图所示,磁铁被吞噬的原因是橡皮泥中含有 磁性 物质,橡皮泥向内凹陷说明 力可以改变物体的形状 。
解:橡皮泥能够吞噬磁铁,说明橡皮泥和磁铁是相互吸引的,因此橡皮泥中含有磁性物质。橡皮泥向内凹陷说明力可以改变物体的形状。
故答案为:磁性;力可以改变物体的形状。
总结:本题注重了物理知识与生活的联系,体现了物理来源于生活的本质。
14.由于导体存在电阻,电流通过导线时会因电流的 热 效应而造成大量的能量损耗:近年来我国在超导领域取得了举世瞩目的成就,用超导电缆输电,可大大降低能量损耗。有一段输电线路,输电电流为200A,输电线路的电阻为0.5Ω,若以超导电缆替代该线路输电1h,可节约电能 20 kW?h。
解:
(1)由焦耳定律可知,电流通过导体时会产生热量,叫做电流的热效应;
(2)用超导电缆替代该线路输电1h=3600s可节约电能:
W=I2Rt=(200A)2×0.5Ω×3600s=7.2×107J=20kW?h。
故答案为:热;20。
总结:本题考查电流的热效应、超导现象及电能的计算,是一道基础题。
15.电饭锅是利用电流的 热 效应工作的;能应用超导材料制作的是 输电导线 (选填“电饭锅的发热体”或“输电导线”)。
解:
(1)电饭锅就是利用电流的热效应工作的,工作时将消耗的电能转化成内能;
(2)用超导体制作输电导线,可以避免因电流的热效应而损失电能,因此超导体是制作输电线的理想材料;电炉丝是利用电流热效应而工作的,电流流过超导体时不发热,因此不能用超导体制作。
故答案为:热;输电导线。
总结:本题考查了对电流热效应的认识,以及对超导体应用的了解,属物理常识题,难度不大。
三.解答题(共5小题)
16.随着科学技术的发展,社会的进步,人们根据生产、生活的需要,制造出了大小不同、形状各异的磁铁,如图1所示。小强看到如图2所示的圆形磁铁,他认为“该磁铁无头无尾,磁极应该在磁铁内部”。他的观点是否正确,请你用所学的知识,在不损坏磁铁的情况下,帮助他确定出该磁铁的磁极位置,写出你的做法。
答:
(1)每个磁体都有两个部位的磁性最强,叫磁极,磁体的两个磁极在其两端,故小强的观点不正确;
(2)找到一个标有N、S的磁铁,将该磁铁靠近未知圆形磁铁,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引的磁极特点,来判断出磁极的位置。
总结:本题考查了磁极间的相互作用规律的应用,属于基础性题目。
17.阅读短文,回答文后的问题
铁磁性材料的磁化与退磁
铁磁性物质的结构与其他物质有所不同,它们本身就是由很多已经磁化的小区域组成的,这些磁化的小区域叫做“磁畴”。磁化前,各个磁畴的磁化方向不同,杂乱无章的混在一起,各个磁畴的作用在宏观上互相抵消,物体对外不显磁性。磁化过程中,由于外磁场的影响,磁畴的磁化方向有规律的排列起来,使得磁场大大加强。
有些铁磁性材料在外磁场撤去以后,磁畴的方向仍能很好地保持一致,物体具有很强的剩磁,这样的材料叫做硬磁性材料。有的铁磁性材料,外磁场撤去以后,磁畴的磁化方向又变得杂乱,物体没有明显的剩磁,这样的材料叫做软磁性材料。永磁体要有很强的剩磁,所以要用硬磁性材料制造。电磁铁要在通电时有磁性,断电时失去磁性,所以要用软磁性材料制造。
高温下,磁性材料的磁畴会被破坏;在受到剧烈振动时,磁畴的排列会被打乱,这些情况下材料都会产生退磁现象。
请回答下列问题:
(1)下列说法中,正确的是 C
A.只有铁和铁的合金可以被磁铁吸引B.只要是铁磁性材料总是有磁性的
C.制造永久磁铁应当用硬磁性材料D.电磁铁的铁芯应当用硬磁性材料
(2)关于磁化和退磁,以下说法不正确的是 D
A.铁磁性物质是由已经磁化的小区域组成,这些小区域叫做磁畴
B.当各个磁畴的磁化方向杂乱无章时,物体对外不显磁性,当排列方向有序时,对外显示磁性
C.磁化的过程是使各个磁畴的磁化方向取向趋于一致的过程
D.退磁是各个磁畴的磁性消失的过程
(3)把一根条形磁铁从中间切断,我们将得到 C
A.一段只有N极,另一段只有S极的两块磁铁
B.两段均无磁性的铁块
C.两段均有N极和S极的磁铁
D.两段磁极无法确定的磁极
(4)为了保护磁卡上的信息,你认为应该怎样做? 避免高温环境和受到剧烈振动 。
解:
(1)A、磁铁能够吸引铁、钴、镍等金属,故A错误;
B、能够被磁化的材料称为磁性材料,磁性材料不一定具有磁性,故B错误;
C、制造永久磁铁应当用硬磁性材料,剩磁强,故C正确;
D、电磁铁要求通电时有磁性,断电时无剩磁,故制造电磁铁应当用软磁性材料,故D错误;
(2)A、铁磁性物质是由已经磁化的小区域组成,这些小区域叫做磁畴,故A正确;
B、根据分子电流假说可得,当各个磁畴的磁化方向杂乱无章时,物体对外不显磁性,当排列方向有序时,对外显示磁性,故B正确;
C、当各个磁畴的磁化方向排列方向有序时,对外显示磁性,所以磁化的过程是使各个磁畴的磁化方向取向趋于一致的过程,故C正确;
D、当各个磁畴的磁化方向杂乱无章时,物体对外不显磁性,所以各个磁畴的取向变得杂乱无章的过程叫退磁,故D错误;
(3)一个条形磁铁从中间断开后,每一段磁铁的磁极个数都是两个,即都具有各自的N极和S极,故C正确;
(4)根据题意知:高温下,磁性材料的磁畴会被破坏;在受到剧烈振动时,磁畴的排列会被打乱,这些情况下材料都会产生退磁现象,
故为了保护磁卡上的信息,应该避免高温环境和受到剧烈振动
故答案为:(1)C;(2)D;(3)C;(4)避免高温环境和受到剧烈振动。
总结:本题考查了学生根据题中信息解决问题的能力,属于综合性题目。
18.请标出图中小磁针磁极的S、N极。
解:
根据磁极间的作用规律,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,小磁针的左端为S极、右端为N极,如图所示:
总结:熟记磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
19.如图所示是一个电热水壶正在烧水的情景,结合你所学的物理知识和对电热水壶的了解,回答相关问题。
(1)电热水壶利用电流的什么效应工作?
(2)此时电水壶的电热丝和插头比,哪处温度更高,怎么解释?
答:
(1)电热水壶是利用电流的热效应工作的,它工作时将电能转化成内能;
(2)电热水壶在使用时,电热丝和插头串联,I电热丝=I插头,通电时间t相同,
而R电热丝>R插头,由Q=I2Rt可知电流产生的热量:Q电热丝>Q插头,所以会出现电热丝温度很高,插头不怎么热的现象。
总结:本题主要考查了对电流的热效应、焦耳定律及应用、串联电路电流关系的了解和掌握,知道电热丝和插头为串联是本题的关键。
20.如图所示是一个白炽灯灯泡,它曾经是我们每个家庭常用的照明灯具,在构造上,玻璃壳内使用了耐高温的金属钨丝作灯丝,灯头塑料部分将电流经过的两个接点分开。使用时电流通过灯丝而被加热到白炽状态,因而发热发光,白炽灯泡使用久了,它的玻璃内壁上用久了容易发黑,而且特别在天气冷的时候,常常开灯的瞬间,电流过大容易烧坏。请完成下表中三个物理知识点的填写:
灯泡结构和使用特点 物理知识解释
电流通过灯丝发热发光 电流的热效应
玻璃内壁上发黑 钨丝升华和凝华
灯泡用金属钨作灯丝 钨丝的熔点高
常常开灯的瞬间,电流过大容易烧坏 开灯瞬间灯丝温度低灯丝、电阻小,由P=可知,电压一定时,灯丝的功率大,相等时间内产生的电热多,灯丝容易熔断
解:
(1)当灯丝温度达到一定程度,灯丝发热发光,这是利用电流的热效应;
(2)钨丝在高温下升华,钨丝变成钨蒸气,高温钨蒸气遇冷的玻璃凝华成钨晶体沾在玻璃上,导致灯泡内壁变黑;
(3)灯泡用金属钨制成,是因为钨丝熔点比较高;
(4)开灯瞬间灯丝温度低、电阻小,由P=可知,电压一定时,灯丝的功率大,相等时间内产生的电热多,灯丝容易熔断。
故答案为:电流的热效应;钨丝升华和凝华;钨丝的熔点高;开灯瞬间灯丝温度低、电阻小,由P=可知,电压一定时,灯丝的功率大,相等时间内产生的电热多,灯丝容易熔断。
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