Question

20、（1）干簧管（也叫干簧繼電器）比一般機械開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，工作壽命長；而與電子開關(guān)相比，它又有抗負(fù)載沖擊能力強的特點，工作可靠性很高．如圖甲所示，是干簧管的結(jié)構(gòu)簡圖，其中磁簧片是一種有彈性的薄鐵片，被固定于玻璃管上．
①如圖乙所示，當(dāng)將一個條形磁鐵與干簧管平行放置時，干簧管的兩磁簧片被磁化，則磁簧片ab的b端為

N

極；磁簧片cd的c端為

S

極，它們將因相互

吸引

而觸接．

②如圖丙所示，是小明同學(xué)用干簧管自制的水位自動報警器的結(jié)構(gòu)簡圖．當(dāng)水面在A、B之間正常水位時，上、下兩干簧管都遠(yuǎn)離條形磁鐵，沒被磁化是斷開的，紅、綠燈都不發(fā)光，電鈴不響；當(dāng)水面上升到最高水位A 處時，

紅

燈發(fā)光，電鈴響；當(dāng)水面下降到最低水位B 處時，

綠

燈發(fā)光，電鈴響，這樣通過紅、綠燈的發(fā)光情況就可判斷水位是否正常．
（2）小紅通過實驗研究某電熱器的發(fā)熱功率與通電電流的關(guān)系，她使用同一個電熱器（其阻值R 不變），多次改變這個電熱器兩端的電壓，然后將實驗中測量的電流值及對應(yīng)的電功率畫成如圖所示的圖象．
①請你根據(jù)圖象，補充完整表格中的數(shù)據(jù)：

I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4
P（W）		4		16

 ②根據(jù)這些數(shù)據(jù)推算，這個電熱器的功率P與電流I 兩者之間的關(guān)系式是

P=I²R

．

Answer 1

分析：（1）①干簧管被磁化后，靠近條形磁鐵磁極的一端是異名磁極，遠(yuǎn)離的一端是同名磁極；
②水位上升時，浮球在浮力作用下也跟著上升，而條形磁鐵就會下降；水位下降時，浮球在重力作用下也會跟著下降，而條形磁鐵就會上升．
（2）先從圖象中找出0.1A和0.3A時對應(yīng)的電功率，然后分析表中的四組電流、電功率就可以找出電功率與電流的關(guān)系．

解答：解：（1）①磁簧片ab的a端靠近條形磁鐵的N極，所以a端是S極，則b端是N極；磁簧片cd的d端靠近條形磁鐵的S極，所以d端是N極，則c端是S極．異名磁極相互吸引．
②當(dāng)水面上升到最高水位A 處時，條形磁鐵位于干簧管2的右邊，此時兩個磁簧片被磁化后，由于是異名磁極相互吸引而相互接觸，此時接通電路，紅燈發(fā)光電鈴響；當(dāng)水面下降到最低水位B處時，條形磁鐵位于干簧管1的右邊，此時兩個磁簧片被磁化后，由于是異名磁極相互吸引而相互接觸，此時接通電路，綠燈發(fā)光電鈴響．
（2）由圖象可知：當(dāng)電流是0.1A時，對應(yīng)的電功率是1W；當(dāng)電流是0.3A時，對應(yīng)電功率是9W．
0.2A是0.1A的2倍，而對應(yīng)的電功率4W是1W的4倍；0.3A是0.1A的3倍，而對應(yīng)的電功率9W是1W的9倍；0.4A是0.1A的4倍，而對應(yīng)的電功率16W是1W的16倍，由此我們得出在電阻一定時，電熱器消耗的電功率與電流的二次方成正比（分析其它幾組數(shù)據(jù)也能得到這一關(guān)系），用公式表示就是P=I²R．
故答案為：（1）①N，S，吸引；②紅，綠．
（2）①1，9；②P=I²R．

點評：本題考查了學(xué)生根據(jù)圖片、數(shù)據(jù)、圖象結(jié)合所學(xué)知識進行分析推理的能力，這類題能培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力、歸納分析推理能力，是一道好題．