上海高中物理對(duì)熒光燈下轉(zhuǎn)動(dòng)的三葉風(fēng)扇的探究

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載上海高中物理 對(duì)熒光燈下轉(zhuǎn)動(dòng)的三葉風(fēng)扇的探究在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中，我們要能夠善于用物理的眼光審視周?chē)氖挛锘颥F(xiàn)象，不斷嘗試用所學(xué)物理知識(shí)去解釋相關(guān)的現(xiàn)象，以生活中的物理現(xiàn)象為背景的命題也有很多，這就要求我們學(xué)習(xí)物理時(shí)要留心生活中現(xiàn)象。一、現(xiàn)象及疑問(wèn)夜晚，在亮著熒光燈的室內(nèi)，工作中的電扇（三片葉片）有時(shí)看起來(lái)有六片葉片，有時(shí)看起來(lái)是靜止的，有時(shí)還會(huì)覺(jué)得在反向轉(zhuǎn)動(dòng)，這是為什么呢？二、轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象探究原理： 1這一現(xiàn)象與人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象有關(guān)。人的眼睛能把它看到的東西在視網(wǎng)膜上保留一段時(shí)間，這種生理現(xiàn)象叫視覺(jué)暫留。一般視覺(jué)暫留時(shí)間為 005 02。如果物體的位置變化時(shí)間少于視覺(jué)暫留時(shí)間，人們

2、就分辨不出它們的位置變化，電影和電視畫(huà)面采用的就是這個(gè)原理。2轉(zhuǎn)動(dòng)中的電風(fēng)扇葉片，在相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔小于視覺(jué)暫留時(shí)間的頻閃燈下，會(huì)出現(xiàn)一些有趣的現(xiàn)象，本題中的頻閃燈就是室內(nèi)的熒光燈。兩次閃光的時(shí)間間隔（照明電路是頻率為 50Hz 的交流電，所以熒光燈每秒要閃爍 100次），小于視覺(jué)暫留的時(shí)間，所以，相鄰兩次閃光的時(shí)刻葉片所在的位置，將同時(shí)呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜上。探究之一： 三葉片看上去靜止如圖 1所示，三個(gè)扇葉 A、 B、 C在某次閃光的位置記作 1、 2、3，取葉片 A 為研究對(duì)象，當(dāng)它在時(shí)間內(nèi)：剛好轉(zhuǎn)到 2位置（此時(shí)B 到 3位置， C 到 1位置），即轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，其中 0， 1，2，3，

3、（以下同） ；學(xué)習(xí)必備歡迎下載剛好轉(zhuǎn)到 3位置（此時(shí)B 到 1位置， C 到 2位置，即轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度；剛好轉(zhuǎn)回到 1位置（此時(shí)B 回到 2位置， C 回到 3位置），即轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度。三種情況下，由于三片葉片的外觀上與上次光亮?xí)r一樣，人們就覺(jué)得葉片靜止。經(jīng)整理可知轉(zhuǎn)過(guò)的角度為時(shí)，葉片看上去靜止。探究之二： 三葉片看上去成六片葉片同理如圖 1，若在時(shí)間內(nèi)，扇葉A 轉(zhuǎn)到 4位置（則B 轉(zhuǎn)到 5位置， C 轉(zhuǎn)到 6位置）即轉(zhuǎn)過(guò)的角度；或葉片 A 轉(zhuǎn)到 5位置（ B 轉(zhuǎn)到 6位置， C 轉(zhuǎn)到 4位置）即轉(zhuǎn)過(guò)的角度；或扇葉轉(zhuǎn)到 6位置（ B 到 4位置， C到 5位置）即轉(zhuǎn)過(guò)的角度時(shí)，則人看到六個(gè)扇葉不動(dòng)

4、，經(jīng)整理可A知轉(zhuǎn)過(guò)的角度為時(shí)，三個(gè)葉片看上去成個(gè)六葉片。探究之三： 葉片看上去反轉(zhuǎn)如圖所示，當(dāng)葉片 A 在時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)達(dá)到圖示 4到2位置之間，即轉(zhuǎn)到 5到 3位置之間、 C 轉(zhuǎn)到 5到 1位置之間，圖中三個(gè)葉片的分位置分別用時(shí)， B表示。不難看出，下一次閃光時(shí)，三葉片位置在如圖所示，此時(shí)在人看來(lái)葉片即在緩慢倒轉(zhuǎn)。當(dāng)葉片A 在時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)達(dá)到3到 5之間， 6到 1之間，分析同上。經(jīng)整理可知：當(dāng)時(shí)，人們就會(huì)覺(jué)得葉片在反方向轉(zhuǎn)動(dòng)了。學(xué)習(xí)必備歡迎下載三、繼續(xù)思考1電風(fēng)扇用久以后，扇葉的下面很容易沾上很多灰塵，什么原因呢？因?yàn)殡婏L(fēng)扇在工作時(shí)，由于扇葉和空氣相互摩擦而使扇葉帶上了靜電，結(jié)合帶電的物體能夠吸引

5、輕小物體的性質(zhì)，從而能夠吸收室內(nèi)飄浮的細(xì)小灰塵造成的，所以扇葉的下面很容易沾上很多灰塵。2如果是吊扇，當(dāng)電風(fēng)扇靜止時(shí)，豎桿對(duì)其拉力等于電風(fēng)扇本身的重力，那么當(dāng)電風(fēng)扇工作起來(lái)以后豎直桿的拉力是比重力大還是??？當(dāng)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)以后，扇葉把空氣推向下方。即扇葉對(duì)其下方的空氣有向下的力，根據(jù)“物體間力的作用是相互的”可知：空氣對(duì)扇葉同時(shí)也有向上的力，明確這一點(diǎn)以后，再對(duì)電風(fēng)扇進(jìn)行受力分析，電風(fēng)扇在豎直方向上受到 3個(gè)力的作用，即：豎直向下的重力；豎直向上的豎桿對(duì)電風(fēng)扇的拉力和空氣對(duì)電風(fēng)扇的向上的力。因此可以知道：此時(shí)豎桿對(duì)電風(fēng)扇的拉力一定要比靜止的時(shí)候減小。因此，我們完全沒(méi)有必要擔(dān)心電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)以后

6、會(huì)因?yàn)槌惺艿牧υ龃蠖粝聛?lái)。3夏天使用電風(fēng)扇的時(shí)候，會(huì)感覺(jué)到?jīng)鏊?。那么涼爽的原因是不是電風(fēng)扇工作起來(lái)以后使室內(nèi)的溫度降低了？電風(fēng)扇工作時(shí)，由于有電流通過(guò)電風(fēng)扇的線(xiàn)圈，導(dǎo)線(xiàn)是有電阻的，所以會(huì)不可避免的產(chǎn)生熱量向外放熱，假設(shè)房間與外界沒(méi)有熱傳遞，室內(nèi)的溫度不僅沒(méi)有降低，反而會(huì)升高。可是人們?yōu)槭裁磿?huì)感覺(jué)到?jīng)鏊?？因?yàn)槿梭w的體表有大量的汗液，當(dāng)電風(fēng)扇工作起來(lái)以后，室內(nèi)的空氣會(huì)流動(dòng)起來(lái)，所以就能夠促進(jìn)汗液的急速蒸發(fā)，結(jié)合“蒸發(fā)需要吸收大量的熱量”，故人們會(huì)感覺(jué)學(xué)習(xí)必備歡迎下載到?jīng)鏊?。因?yàn)榕c夏天室內(nèi)與外界有熱交換，因風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量可忽略，不用擔(dān)心風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)室內(nèi)溫度升高的問(wèn)題4電風(fēng)扇的工作中的能量是如何轉(zhuǎn)換的？能量的轉(zhuǎn)化形式是：電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)由于線(xiàn)圈有電阻，所以不可避免的有一部分電能要轉(zhuǎn)化為