如圖甲所示，發(fā)光竹蜻蜓是一種常見的兒童玩具，它在飛起時(shí)能夠發(fā)光。某同學(xué)對竹蜻蜓的電路作如下簡化：如圖乙所示，半徑為L的金屬圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過圓心O的金屬軸O1O2以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，圓環(huán)上接有電阻均為r的三根導(dǎo)電輻條OP、OQ、OR，輻條互成120°角。在圓環(huán)內(nèi)，圓心角為120°的扇形區(qū)域內(nèi)存在垂直圓環(huán)平面向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在轉(zhuǎn)軸O1O2與圓環(huán)的邊緣之間通過電刷MN與一個(gè)LED燈（可看成二極管，發(fā)光時(shí)，電阻為r）。圓環(huán)及其它電阻不計(jì)，從輻條OP進(jìn)入磁場開始計(jì)時(shí)。

（1）順磁感線方向看，圓盤繞O1O2軸沿什么方向旋轉(zhuǎn)，才能使LED燈發(fā)光？在不改變玩具結(jié)構(gòu)的情況下，如何使LED燈發(fā)光時(shí)更亮？
（2）在輻條OP轉(zhuǎn)過60°的過程中，求通過LED燈的電流；
（3）求圓環(huán)每旋轉(zhuǎn)一周，LED燈消耗的電能。
（1）逆時(shí)針 增大角速度 （2） （3）

試題分析：（1）圓環(huán)轉(zhuǎn)動過程，始終有一條導(dǎo)電輻條在切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并通過M.N和二極管構(gòu)成閉合回路。由于二極管的單向?qū)щ娦裕挥修D(zhuǎn)軸為正極，即產(chǎn)生指向圓心的感應(yīng)電流時(shí)二極管才發(fā)光，根據(jù)右手定則判斷，圓盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
要使得LED燈發(fā)光時(shí)更亮，就要使感應(yīng)電動勢變大，即增大轉(zhuǎn)速增大角速度。
（2）導(dǎo)電輻條切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
此時(shí)O點(diǎn)相當(dāng)于電源正極，P點(diǎn)為電源負(fù)極，電源內(nèi)阻為
電源外部為二個(gè)導(dǎo)體輻條和二極管并聯(lián)，即外阻為。
通過閉合回路的電流
帶入即得
流過二極管電流為
（3）轉(zhuǎn)動過程始終有一個(gè)導(dǎo)電輻條在切割磁感線，所以經(jīng)過二極管的電流不變
轉(zhuǎn)過一周所用時(shí)間
所以二極管消耗的電能
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

要求精確測量一個(gè)待測電阻器R1的阻值，其阻值約在40～50Ω之間，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備的器材有：
電壓表V（量程0～3V，內(nèi)阻20kΩ）；
電流表A1（量程0～10mA，內(nèi)電阻約20Ω）；
電流表A2（量程0～100mA，內(nèi)電阻約4Ω）；
滑動變阻器R1（最大阻值為20Ω，額定電流為1A）；
滑動變阻器R2（最大阻值為300Ω，額定電流為0.1A）；
直流電源E（電動勢為3V，內(nèi)電阻約為0.5Ω）；
開關(guān)；若干導(dǎo)線．
實(shí)驗(yàn)要求電表讀數(shù)從零開始變化，要多測出幾組電流、電壓值，以便畫出電流與電壓的關(guān)系圖線；還要求滑動變阻器要便于調(diào)節(jié)．為了實(shí)驗(yàn)?zāi)苷＿M(jìn)行，并減少測量誤差：
（1）電流表應(yīng)選用______；
（2）滑動變阻器應(yīng)選用______；（以上均填實(shí)驗(yàn)器材的代號）
（3）請?jiān)趫D甲所示的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖乙中補(bǔ)畫必要的連線，將器材連接成符合要求的實(shí)驗(yàn)電路．
（4）考慮電表內(nèi)阻的影響，該電阻的測量值______真實(shí)值．（填大小、等于或小于）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

小明同學(xué)在測定金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行了如下操作，請你將相應(yīng)的操作步驟補(bǔ)充完整．
（1）他首先用螺旋測微器測金屬絲的直徑，如圖1所示，該金屬絲的直徑為______mm．
（2）他再用多用電表粗測金屬絲的阻值，操作過程如下：
①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔，選擇開關(guān)旋至電阻擋“×10”擋位；
②將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)______旋鈕（填圖2中的“A”或“B”或“C”），使歐姆表指針對準(zhǔn)電阻的______處（填“0刻線”或“∞刻線”）；
③把紅、黑表筆分別與金屬絲的兩端相接，此時(shí)多用電表的示數(shù)如圖3所示；
④為了使金屬絲的阻值讀數(shù)能夠再準(zhǔn)確一些，小明將選擇開關(guān)旋至電阻擋______擋位（填“×1”或“×1k”），重新進(jìn)行______；
⑤重新測量得到的結(jié)果如圖4所示，則金屬絲的電阻為______Ω．
（3）他想用伏安法更精確地測量該金屬絲的阻值，他用如圖所示的裝置進(jìn)行測量，其中部分器材的規(guī)格為：電源E（兩節(jié)干電池，3V），電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω），電壓表（量程3V，內(nèi)阻約10kΩ），滑動變阻器（阻值范圍0～20Ω，額定電流1A）．要求滑動變阻器采用限流式接法，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，請你在圖5中加兩條導(dǎo)線將未連接完的電路連起來．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一伏特計(jì)有電流表G與電阻R串聯(lián)而成，如圖所示，若在使用中發(fā)現(xiàn)此伏特計(jì)的讀數(shù)總比準(zhǔn)確值稍小一些，采用下列哪種措施可能加以改進(jìn)（   ）
A．在R上串聯(lián)一比R小得多的電阻
B．在R上串聯(lián)一比R大得多的電阻
C．在R上并聯(lián)一比R小得多的電阻
D．在R上并聯(lián)一比R大得多的電阻

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示電路中，電阻R1=8Ω。當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，理想電壓表V1的示數(shù)為5.7V，理想電流表的示數(shù)為0.75A，電源總功率是9W；當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，理想電壓表V2的示數(shù)為4V。若電鍵斷開和閉合時(shí)電源內(nèi)阻損耗的電功率之比是9:16。求電源的電動勢E和電阻R2、R3的阻值。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

有兩個(gè)標(biāo)有“110V，25W”和“110V，60W”字樣的燈泡，要把它們接在220V的電源上，燈泡既正常發(fā)光，又最省電的連接方式是下圖中的哪一個(gè)？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一個(gè)T型電路如圖所示，電路中的電阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω.另有一測試電源，電動勢為100V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．則 (　 　)
A．當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40Ω
B．當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40Ω
C．當(dāng)ab兩端接通測試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80V
D．當(dāng)cd兩端接通測試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80V

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

家用電飯鍋有兩種工作狀態(tài)，一是鍋內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài)，一是水燒干后的保溫狀態(tài)，其電路如圖所示，R1是一電阻，R2是加熱用的電阻絲，則電飯鍋  
A．S閉合為保溫狀態(tài)B．S斷開是加熱狀態(tài)
C．S閉合為加熱狀態(tài)D．S斷開是保溫狀態(tài)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一電流表的的滿偏電流為，內(nèi)阻為，現(xiàn)在要改裝成量程為的電流表，應(yīng)在電流表上(　　)
A．串聯(lián)一個(gè)電阻
B．串聯(lián)一個(gè)電阻
C．并聯(lián)一個(gè)電阻
D．并聯(lián)一個(gè)電阻

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