内容正文:
电磁学
1.阅读下列短文,回答问题。
为传承民族传统文化,银川市青少年宫“扎染艺术进校园”活动在银川市某中学多功能厅举行。如图甲所示,王老师为该校的师生们介绍了扎染艺术的历史渊源,并教给大家扎染的基本方法。小明了解到,若用“冷染”的方法,需将棉、丝织物扎缬浸泡在植物或工业染液中较长时间才能染色;若用“热染”的方法,需将织物放入染锅内沸煮一会即可快速染色。小明和同学们在王老师的指导下,利用电磁炉通过热染的方法,收获了属于自己的第一幅扎染作品,如图乙所示。
电磁炉是一种常用的灶具,尤其在一些火锅店里经常看到。其工作原理是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁质铁锅,使铁的部分电子定向移动,从而形成无数个小涡流(即电流),铁的电阻率较大(导体的温度、横截面积、长度相同),使锅底自身发热达到加热食品的目的,而使用铝锅效果却很差。如图丙所示是电磁炉的原理图,图丁是该电磁炉的铭牌。
请根据以上资料,回答下列问题:
(1)“热染”可使织物快速染色,从分子动理论的角度说明:_____;
(2)请从短文描述中找出蕴含的物理知识;[至少二条,知识点不能重复,第(1)问的实例不能使用:
举例:磁场使铁的部分电子定向移动,说明力能改变物体的运动状态;
①_____;
②_____;
(3)根据短文及所学物理知识猜想,铝锅放置在电磁炉上产生热量少的原因_____;
(4)使用电磁炉把盆中10℃水烧开(标准大气压下),水吸收的热量是多少焦耳_____?如果电磁炉在额定电压下6min把盆中水烧开,则电磁炉消耗多少电能_____?[盆中水的体积为2.5L,水的比热容是c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(5)电磁炉上面的面板的好坏是衡量电磁炉质量的主要指标之一,组成面板的材料有哪些要求?试举一例(要求写出材料特点及其作用)
示例:特点:绝缘性好;原因或作用:防止铁水壶或铁锅带电,带来安全隐患。
特点:_____;原因或作用 _____。
2.某一空气净化器工作过程如题图甲所示:空气进入净化器,空气里的灰尘由于钨丝放电而带上正电,经过负电格栅板时被吸附;此后经活性炭进一步净化。
(1)我们看到空气中尘土飞扬的现象_________(选填:“不属于”或“属于”)扩散现象,空气净化器负电格栅板吸附灰尘的原理是利用_________。
(2)该空气净化器的铭牌如下表所示,其正常工作的电流为_________A。
规格
额定电压
频率
额定功率
洁净空气量(CADR)
KJFB2000型
220V
50Hz
110W
(3)洁净空气率(CADR)是反映净化能力的性能指标,表明空气净化器工作1小时可以洁净的空气,则该空气净化器消耗的电能时,可以净化_________m3空气。
(4)如题图乙是这一空气净化器中二氧化碳浓度检测仪的电路原理图。电源电压保持6V不变;R0为定值电阻,阻值为;R1为二氧化碳浓度传感器,其阻值随二氧化碳浓度变化如题图丙所示,当二氧化碳浓度为_________时,电压表示数恰好为1V,此时R1的阻值是_________。
3.阅读短文,回答问题。
热电效应
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如图甲所示的闭合回路,当A、B两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。
之后科学家又发现了与它相反的情况:两种不同的金属构成闭合回路,当回路中通有直流电流时,两个接头的温度不同。一个接头温度会升高。另一个接头温度会降低。从而产生温差;改变电流方向后,原来温度升高的接头变成温度降低,而温度降低的接头变成温度升高。上述原理可以制作出一种电子制冷箱,其结构可简化为:将P型半导体与N型半导体用铜板连接,再用导线连成一个回路,铜板和导线只起导电作用。为了取得更好的效果,实际的电子制冷箱是把多对P、N型半导体连接起来的(如图乙)。在回路中接通电流后,一个接点变冷(箱内部),另一个接点散热(箱外部)。因此,半导体电子制冷箱不需要使用制冷剂,工作时也不需要压缩机。
(1)图甲中的热电偶实质上是一个电源,它的电能是由 ___________能转化而来的;
(2)在热电偶电路中,其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路电流 ___________;其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,电路电流 ___________;(各空格均选填“变大”、“变小”、“不变”、“变为零”)
(3)如果想利用上述电子制冷箱来制热,最简便的方法是 ___________;
(4)图乙中多对P、N型半导体是 ___________(选填“串联”或“并联”)连接的;
(5)与传统电冰箱相比,电子制冷箱的优点是