第十六章从指南针到磁悬浮列车竞赛试题.docVIP

第十六章《从指南针到磁悬浮列车》 一. (十一届全国初中应用物理知识竞赛)小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在：（　　） A.　　 磁体的重心处B.　　 磁体的某一磁极处 C.　　 磁体重心的北侧D.　　 磁体重心的南侧 2．（1993年全国初赛）老师利用投影仪把课前写好的透明胶片投射到屏幕上，得到了清晰的像（图9）。当他再把两块条形磁铁放在投影仪上，在磁铁上面铺好玻璃板，用铁粉演示磁感线的分布时、屏幕上磁感线的像却不清晰，这时应该向______移动投影仪的镜头。 ? 三、（第十一届全国复赛） 图（甲）所示为一个电磁继电器的示意图，a、b是它的两个端点；B是衔铁，D是安在一块金属板上的触点，B和D都安在一个弹性片C上，C的左端固定。c和c＇、d和d＇分别是安在绝缘板上的金属触点，当线圈A不通电时，D上的触点与c及c＇接触，把c和c＇连接起来，因此c、c＇称为常闭触点；而d及d＇此时是断开的，称为常开触点。当线圈A通电时，衔铁B被吸下，c和c＇断开而d和d＇被连接起来。 现在利用这个电磁继电器控制带动水泵的电动机工作，使水泵往水箱中抽水。在水箱中竖直立一根绝缘棒，在棒上分别安有P、Q、R三个电极，如图（乙）所示。现在希望控制水箱内的水位总在Q、R之间，即水位降到Q处，电动机启动，开始抽水，水位达到R处，电动机自动关机，停止抽水。（水是导电的） 图（丙）和图（丁）分别是控制电路和电动机的供电电路，图中R。是与电磁继电器线圈并联的一个电阻，它的阻值很小，当R。接入电路后，电磁继电器的线圈相当于被短路。丙、丁两图中标有1~6的6个接线柱是与电磁继电器的线圈或触点相连的。 1.写出这6个接线柱分别与电磁继电器的何处连接。 2.开始水箱内没有水，说明闭合开关S后，水箱内的水位为什么能保持在Q、R之间。 四、（10分）（第十二届全国复赛）有一支缝衣用的钢针与磁铁接触后磁化，试说出三种简单实用的方法，判断它的南北极。 五、（第十四届全国复赛）图4为一种电饭煲的工作原理图。下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同讨论。 按下、扳起电饭煲的开关，有一种“粘连”“吸引”的感觉，取出饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物，它可以上下弹动，能被磁铁吸引。王宁同学通过用这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况，请回答他在使用过程中发现的如下问题。 图4中只有两根外接导线，这样的用电器有什么危害？应当怎样加以完善？ 将三角插头插入电源插座，不用按开关，指示灯就发亮，按下开关后，指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响？ 电饭煲工作了15min，会出现大量“白气”，这些“白气”是怎样形成的？ 电饭煲工作了25min，听见“啪”的一声，指示灯不亮了。以此推测，感温软磁体的磁性可能受什么因素影响？怎么影响？ 听到“啪”的一声后又过了10min，指示灯又发光，一会儿指示灯又熄灭了。分析在相同条件下，不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样？ 要想获得恒温的温水，你可以怎么做？ 电饭煲使用较长一段时间后，常常在饭未完全熟透时就“跳闸”，这样就会出现“夹生饭”，请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障？为什么？ 六、（20分）（第十五届全国复赛）一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水，科技小组的同学知道后，利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。A为浮子（浮子及其连杆总重约15N），在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B（其受重力可忽略不计），它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C为水塔上的圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵（电泵）；为弹簧，为衔铁，为电磁铁线圈；为最高水位限位开关、为最低水位限位开关均为由电磁铁衔铁带动的触头开关。电磁铁通电时，接通，断电时，接通。电磁铁断电时，接通。为开关。 1.请你按照下图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的模拟电路，并说明自动注水的过程。 2.要实现自动注水的要求，浮子的最小体积约为多大？（g=10N/kg） 3.若设计要求每次自动注水需在10min内完成，需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率？请你用字母表示这些物理量，推导出电泵最小额定功率的表达式。在你的计算过程中，如果运用了近似条件，请说明。 七、（７分）（1998年全国初赛）小华利用自己绕制的电磁铁设计了一个能使甲、乙两灯交替发光的电路，电磁铁及电路图如图３所示。你认为在开关闭合后实际会看到什么现象？请把更画龙点睛扣的电磁铁及电路画在图４的空白处。（Ａ、Ｂ为带活动触点的接线柱，ＢＣ间为铁片） ? 八、（16分）（09年全国复赛）小李把一袋体积为200mL、温度为10℃的牛奶放进微波炉中，用高火加热l min，牛奶被加热至50℃，达到适宜饮用的温度。小李家