15．了解半導(dǎo)體的一些特點(diǎn).了解半導(dǎo)體材料的發(fā)展對(duì)社會(huì)的影響.A 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

法拉第

　　邁克爾·法拉第(MichaelFaraday,1791—1867)是19世紀(jì)電磁學(xué)領(lǐng)域中最偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。他于1791年9月22日生于倫敦附近的紐因格頓，父親是鐵匠。由于家境貧苦，他只在7歲到9歲讀過(guò)兩年小學(xué)。12歲當(dāng)報(bào)童，13歲在一家書店當(dāng)了裝訂書的學(xué)徒。他喜歡讀書，利用在書店的條件，讀了許多科學(xué)書籍，并動(dòng)手做了一些簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

　　1812年秋，法拉第有機(jī)會(huì)聽(tīng)了著名化學(xué)家戴維的四次講演，激起對(duì)科學(xué)研究的極大興趣。他把戴維的講演精心整理并附上插圖后寄給戴維，希望戴維幫助他實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究的愿望。1813年3月，戴維推薦法拉第到皇家研究院實(shí)驗(yàn)室作了自己的助理實(shí)驗(yàn)員。1813年10月，法拉第跟隨戴維到歐洲大陸進(jìn)行學(xué)術(shù)考察18個(gè)月。在這期間他有機(jī)會(huì)參觀了各國(guó)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室，結(jié)交了安培、蓋·呂薩克等著名科學(xué)家，了解了他們的科學(xué)研究方法�；氐接�(guó)后，法拉第就開(kāi)始了獨(dú)立的研究工作，并于1816年發(fā)表了第一篇化學(xué)論文，以后又接連發(fā)表了幾篇。

　　1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，受到科學(xué)界的關(guān)注，促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展。1821年英國(guó)《哲學(xué)年鑒》的主編約請(qǐng)戴維撰寫一篇文章，評(píng)述奧斯特發(fā)現(xiàn)以來(lái)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)的理論發(fā)展概況。戴維把這一工作交給了法拉第。法拉第在收集資料的過(guò)程中，對(duì)電磁現(xiàn)象的研究產(chǎn)生了極大的熱情，并開(kāi)始轉(zhuǎn)向電磁學(xué)的研究。他仔細(xì)地分析了電流的磁效應(yīng)等現(xiàn)象，認(rèn)為既然電流能產(chǎn)生磁，磁能否產(chǎn)生電呢?1822年他在日記中寫下了自己的思想：“磁能轉(zhuǎn)化成電”。他在這方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。起初，他試圖用強(qiáng)磁鐵靠近閉合導(dǎo)線或用強(qiáng)電流使另一閉合導(dǎo)線中產(chǎn)生電流，做了大量的實(shí)驗(yàn)，都失敗了。經(jīng)過(guò)歷時(shí)十年的失敗、再試驗(yàn)，直到1831年8月29日才取得成功。他接連又做了幾十個(gè)這類實(shí)驗(yàn)。1831年11月24日的論文中，他把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況概括成五類：變化著的電流；變化著的磁場(chǎng)；運(yùn)動(dòng)的恒定電流；運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)；在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。他指出：感應(yīng)電流與原電流的變化有關(guān)，而不是與原電流本身有關(guān)。他將這一現(xiàn)象與導(dǎo)體上的靜電感應(yīng)類比，把它取名為“電磁感應(yīng)”。為了解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象，法拉第曾提出過(guò)“電張力”的概念。后來(lái)在考慮了電磁感應(yīng)的各種情況后，認(rèn)為可以把感應(yīng)電流的產(chǎn)生歸因于導(dǎo)體“切割磁力線”。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)二十年后，直到1851年才得出了電磁感應(yīng)定律。

　　1833年到1834年，法拉第從實(shí)驗(yàn)得出了電解定律，這是電荷不連續(xù)性的最早的有力證據(jù)。

　　法拉第的另一貢獻(xiàn)是提出了場(chǎng)的概念。他反對(duì)超距作用的說(shuō)法，設(shè)想帶電體、磁體周圍空間存在一種物質(zhì)，起到傳遞電、磁力的作用，他把這種物質(zhì)稱為電場(chǎng)、磁場(chǎng)。1852年，他引入了電力線(即電場(chǎng)線)、磁力線(即磁感線)的概念，并用鐵粉顯示了磁棒周圍的磁力線形狀。場(chǎng)的概念和力線的模型，對(duì)當(dāng)時(shí)的傳統(tǒng)觀念是一個(gè)重大的突破。

　　法拉第從近距作用的物理圖景出發(fā)，還預(yù)見(jiàn)了電、磁作用傳播的波動(dòng)性和它們傳播的非瞬時(shí)性。他在1832年3月12日寫給英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的一封密封信中，信封上寫著“現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)收藏在皇家學(xué)會(huì)檔案館里的一些新觀點(diǎn)”，這封信直到1938年才啟封公布，信中法拉第說(shuō)明了他的上述新觀點(diǎn)。表現(xiàn)了法拉第深邃的物理洞察力和深刻的物理思想。

　　法拉第把他做過(guò)的實(shí)驗(yàn)整理成《電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究》一書，書中收集了三千多個(gè)條目，詳細(xì)記述了他做過(guò)的實(shí)驗(yàn)和結(jié)論，是一本珍貴的科學(xué)文獻(xiàn)。

　　法拉第是靠自學(xué)成才的科學(xué)家，在科學(xué)的征途上辛勤奮斗半個(gè)多世紀(jì)，不求名利。1825年，他參與冶煉不銹鋼材和折光性能良好的重冕玻璃工作，不少公司和廠家出重金聘請(qǐng)法拉第為他們的技術(shù)顧問(wèn)。面對(duì)15萬(wàn)鎊的財(cái)富和沒(méi)有報(bào)酬的學(xué)問(wèn)，法拉第選擇了后者。1851年，法拉第被一致推選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，他也堅(jiān)決推辭掉了這個(gè)職務(wù)。把全身心獻(xiàn)給了科學(xué)研究事業(yè)，終生過(guò)著清貧的日子。

　　1855年他從皇家學(xué)院退休。1867年8月25日在倫敦去世。遵照他“一輩子當(dāng)一個(gè)平凡的邁克爾·法拉第”的意愿，遺體被安葬在海格特公墓。為了紀(jì)念他，用他的名字命名電容的單位──法拉。

選自：《物理教師手冊(cè)》


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（1）2.75（說(shuō)明：答案在2.71～2.79之間即可）；

（2）溫度計(jì)的玻璃泡碰到容器底部                                                                                  （容易題）

2．請(qǐng)你試一試：

（1）如圖9―10所示的水筆芯，當(dāng)上端開(kāi)口堵住后書寫了一會(huì)兒，筆尖就無(wú)法寫出字了。發(fā)生這種現(xiàn)象的主要原因是                    。

（2）當(dāng)水筆的筆尖朝上書寫了一會(huì)兒，筆尖也無(wú)法寫出水了。發(fā)生這種現(xiàn)象的主要原因是                                           。

（3）圖中的水筆在太空中是無(wú)法使用的，請(qǐng)發(fā)揮你的想象力為這種筆提出一種改進(jìn)措施：                                           

                               。

【參考答案】

（1）大氣壓的作用；

（2）重力的作用；

（3）略（說(shuō)明：只要能針對(duì)水筆在太空中由于失重而造成無(wú)法朝著筆尖的方向流出墨水的現(xiàn)象，提出改進(jìn)措施，使得墨水受到一個(gè)持續(xù)向筆尖方向的力即可 ）

                         （中檔題）

3． 小小文具盒里蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí)，可以用來(lái)做很多物理實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)你利用文具盒中的文具設(shè)計(jì)兩個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)，只要求寫出實(shí)驗(yàn)的做法和要說(shuō)明的物理問(wèn)題。

[ 示例 ]把鉛筆立在桌面上，可以看到鉛筆形成一個(gè)影子。說(shuō)明光是沿直線傳播。

答：（1）                                                         

   （2）                                                         

 

【參考答案】

（1）用力彎塑料尺，塑料尺變彎。說(shuō)明力可以改變物體的形狀。

（2）用兩手指按住圓珠筆的筆尖和筆尾，按住筆尖的手指更痛。（說(shuō)明：用其他方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明問(wèn)題的同樣給分）

                                                 （中檔題）

4.小明彎曲手中的鋼鋸片，感覺(jué)到彈力大小與彎曲程度有關(guān)，同時(shí)他猜想，彈力大小可能還跟鋼鋸片的長(zhǎng)度有關(guān)。于是他和同學(xué)合作進(jìn)行了圖9―11所示的實(shí)驗(yàn)，將鋼鋸片夾在厚書內(nèi)，伸出的長(zhǎng)度(簡(jiǎn)稱長(zhǎng)度)用L表示；鋼鋸片形變量(彎曲程度)用末端側(cè)移量x表示，鋼鋸片的彈力用F表示，其大小等于測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。

（1）由第              次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，鋼鋸片在形變量x一定時(shí)，彈力F 隨長(zhǎng)度L的          而          （選填“增大”或“減小”）；

（2）由第3～7次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，鋼鋸片在長(zhǎng)度L一定時(shí)，彈力F跟形變量x成           ；

（3）請(qǐng)用表中鋼鋸片長(zhǎng)度L為25cm時(shí)的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫出彈力F跟形變量x關(guān)系的圖象；

（4）分析圖象，進(jìn)一步歸納得出：                                    

                                  。

【參考答案】

（1）1、2、4 ， 增大（或減�。�，減�。ɑ蛟龃螅�；

（2）正比 ；

（3）圖象略；

（4）彈力F與x成正比只在x小于5cm時(shí)成立， x大于5cm后F與x不成正比。

                                              （稍難題）

（四）計(jì)算題

1．餐飲業(yè)的浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重。小偉同學(xué)利用暑假到某餐館進(jìn)行社會(huì)調(diào)查，以事實(shí)來(lái)提醒人們注意節(jié)約。他每天從餐館收集到顧客剩余、丟棄的啤酒約20kg，測(cè)出一只空酒瓶（含瓶蓋）的質(zhì)量是0.55kg，未開(kāi)封的一瓶啤酒總質(zhì)量是1.15kg，酒瓶標(biāo)簽上注明每瓶啤酒的凈含量是620ml。求：

（1）一瓶未開(kāi)封啤酒的質(zhì)量；

（2）該餐館相當(dāng)于每天浪費(fèi)幾瓶未開(kāi)封的啤酒；

（3）啤酒的密度。

【參考答案】                                                      

（１）一瓶未開(kāi)封啤酒的質(zhì)量：m1=m-m0=1.15kg-0.55kg=0.6kg 

（２）每天浪費(fèi)的啤酒瓶數(shù)：  （取33瓶）

（3）啤酒的密度：

                                                                                    （容易題）

2．發(fā)光二極管是一種發(fā)展前景十分看好的節(jié)能照明燈具，我國(guó)計(jì)劃在2008年北京奧運(yùn)會(huì)上大量使用它。電子制作興趣小組的同學(xué)用“2.5V  10mA”的高亮發(fā)光二極管制作手電筒，電路如圖9―12所示。

（1）若電源電壓為3V，為使發(fā)光二極管正常發(fā)光，R應(yīng)取何值？

（2）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，4只高亮發(fā)光二極管與1只“2.5V  0.3A”的小燈泡都正常發(fā)光時(shí)亮度相當(dāng)，若累積使用10h，使用二極管手電筒能節(jié)約多少焦耳的電能？

 

【參考答案】                 

（1）電阻R與發(fā)光二極管串聯(lián)

UR ＝ U－ U管 ＝ 3V－ 2.5V ＝ 0.5 V

I R= I管 = 10 mA = 0.01A      

由歐姆定律  得        

（2）P管總= 4P管 = 4 U管I管 = 4 × 2.5V × 0.01A = 0.1W     

P燈 = U燈I燈 = 2.5V × 0.3A = 0.75 W     

ΔP =  P燈－P管總 = 0.75 W－0.1W = 0.65 W

W = ΔPt = 0.65 W×10×3600s = 2.34×104J

                                                                                           （中檔題）


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