正文 第18章 物理活動課內容選編(8)(2 / 2)

(1)汽車起動作加速運動。

若加速度較大,則N1較小,N2較大,這就使得汽車車頭上抬、車尾下沉。若起動時加速度太大,使得N1=0,則汽車前輪將離開地麵,嚴重時,汽車將向後翻倒。

(2)汽車停止或作勻速直線運動。

此時,N1=N2=12mg,也就是說地麵對汽車前後輪的豎直反作用力是相等的。

(3)汽車製動作減速運動。

若減速時加速度較大,則N1較大、N2較小,這就使得汽車車頭下沉,車尾上抬,若製動時加速度太大,使得N2=0,則汽車的後輪將離開地麵,嚴重時,汽車將向前翻倒。因此為了防止翻車,加速和減速都不能太猛。

一種識別串、並聯電路的方法

“隔離法”幾乎是被力學解題所壟斷,然而這裏南京市江寧縣土橋中學任海老師借用它來辨別串並聯電路。在簡單電路中,電路的連接方法無非是串聯、並聯或既有串聯,又有並聯的混聯。由串並聯電路的特點可知:在串聯電路中,隔去任何一個電阻,其它電阻中就無電流通過,那麼,這幾個電阻就是串聯連接。如圖(1)所示。

在並聯電路中,隔去任何一個電阻,其它電阻中仍有電流通過,那麼,這幾個電阻就是並聯連接。如圖(2)所示。

在混聯電路中,隔去電路中某個電阻,其它電阻中仍有電流通過,那麼,這一電阻就在支路上。若隔去另一電阻,其它電阻中無電流通過,那麼,這一電阻就在幹路中。既有支路電阻又有幹路電阻,那麼它就是混聯。

現在我們用隔離法來分析圖(3)α所示電路的連接情況。

首先隔去電阻R2,由圖(3)b可知R1、R3中仍有電流。再隔去電阻R1,由圖(3)c可知R2、R3中仍有電流通過。同理隔去電阻R3時,R1、R2中也有電流通過。由並聯電路的特點可知:R1、R2和R3是並聯。

動腦設計方案動手進行實驗

學好物理知識必須把動手、動腦這兩個方麵很好地結合起來。下麵提出一個實驗設計課題,請同學們應用已掌握的基礎知識和已學會的實驗基本技能,動腦筋設計好能夠符合設計要求的各種實驗方案;進而動手裝接線路,通過親自做實驗來逐個檢驗自己設計的實驗方案是否合理、正確。

在同學們自己認真思考、設計好實驗方案,並動手做實驗的基礎上,最後參看後麵的幾種較優設計方案和有關的簡要分析。

〔實驗設計課題〕給你幾個2V的蓄電池(可根據電壓的需要來選取蓄電池的個數,蓄電池的內電阻很小,可忽略不計,即蓄電池的路端電壓可以認為是不變的),一個滑動變阻器(“25Ω、3A”),一個電鍵,兩個同規格的小燈泡(“38V、03A”)和若幹導線,試設計一個控製電路,使這電路中的一個小燈泡逐漸變亮的同時,另一個小燈泡逐漸變暗下去。開動腦筋認真想一想,試試看能夠設計出多少種符合上述要求的實驗方案。要求每一種方案都要畫出所設計的電路圖,然後裝接線路做實驗,檢驗你所設計的每種方案是否都符合設計要求。

下麵是兩種最優的設計方案:(1)一種是采用分壓器(電位器)的設計方案,能使L1變亮些,L2變暗些。如圖1所示。(2)另一種是巧妙地使用滑動變阻器的設計方案,如圖2所示,能使L1變亮些,L2變暗些。

圖2所示的控製電路是相當靈巧的:這個電路中的滑動變阻器實際上起了兩個滑動變阻器的作用,即相當於每個小燈泡跟一個滑動變阻器串聯後,二者再並聯起來,如圖3所示。當圖2中變阻器的滑動片沿矢號方向向B端移動時,相當於圖3中兩個變阻器的滑片也分別沿矢號方向移動,於是達到了原課題提出的設計要求。

另外,圖4所示的設計方案,雖然也符合設計要求,但現象不夠明顯,因而不是最優的設計方案。

應該指出:由於蓄電池的內電阻很小,可忽略不計,因而可以認為蓄電池的路端電壓是不變的,所以像圖5所示的電路是不符合設計要求的。這是因為小燈泡L1兩端的電壓等於電源的路端電壓,可認為是不變的。因此,當圖5中變阻器的滑動片沿矢號方向移動時,雖然小燈泡L2變暗些,但小燈泡L1並不會可覺察地變得更亮些。