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磁悬浮地球仪是使用磁悬浮技术的地球仪,它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中,给人以奇特新颖的感觉和精神享受.(1)磁悬浮地球仪的球体中有一个磁铁,环形底座内有一金属线圈,

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解决时间 2021-04-07 05:57
磁悬浮地球仪是使用磁悬浮技术的地球仪,它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中,给人以奇特新颖的感觉和精神享受.
(1)磁悬浮地球仪的球体中有一个磁铁,环形底座内有一金属线圈,通电后相当于电磁铁.金属线圈与球体中的磁铁相互______(吸引、排斥),使球体受力______(平衡、不平衡),从而悬浮于空中.磁悬浮地球仪是利用丹麦物理学家奥斯特发现的电流的______效应工作的.当磁悬浮地球仪停止工作时,在“拿开球体”和“切断电源”之间应先______.
(2)将磁悬浮地球仪的球体用手轻轻向下按一下,球体就会从原来的悬浮位置向下运动,此时金属线圈中的电流______(增大、减小),磁性增强,金属线圈对球体的作用力______(大于、小于)球体重力,球体到达最低点后向上运动返回原悬浮位置.由于球体具有______,球体越过原悬浮位置向上运动,此时金属线圈中的电流减小,磁性减弱,球体速度越来越______(大、小),到达最高点后向下运动,并再次回到原悬浮位置.几经反复,球体最终停在原悬浮位置.
(3)磁悬浮地球仪正常工作时,功率为1W.则工作一个月(30天)耗电______kW?h,这些电能大部分转化成了______(机械能、内能).
最佳答案
解:(1)因为球体与底座是相互分离的,所以球体与底座之间是相互排斥的,即该悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理制成的;
又因为球体在空中静止,所以球体受力平衡;
磁悬浮地球仪中的电磁铁是利用电流的电磁效应工作的;
当磁悬浮地球仪停止工作时,应先“拿开球体”再“切断电源”,防止地球仪在重力作用下会落下来而摔坏.
(2)将磁悬浮地球仪的球体用手轻轻向下按一下时,由于通电线圈的磁性增强,所以可判断此时金属线圈中的电流增大;由于通电线圈的磁性增强,地球仪所受的磁力会大于地球仪的重力;在按力作用下,地球仪向下运动,球体到达最低点后又由于此时磁力大于重力,所以球体向上运动,返回原悬浮位置时,由于球体具有惯性,球体越过原悬浮位置向上运动,此时金属线圈中的电流减小,磁性减弱,磁力越来越小,球体速度越来越小,到达最高点后向下运动,并再次回到原悬浮位置.几经反复,球体最终停在原悬浮位置.
(3)磁悬浮地球仪正常工作一个月时耗电量:W=Pt=0.001kW×24h×30=0.72kW?h.
由于线圈有电阻,所以磁悬浮地球仪正常工作时将电能大部分转化成了内能.
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