【金版学案】2016-2017学年高中物理选修3-2(人教版)练习：章末复习课5 Word版含解析

高中物理选修3-2全册复习学案+模块测试第四章电磁感应知识网络电磁感应划时代的发现奥斯特梦圆“电生磁”，法拉第心系“磁生电”专题归纳专题一楞次定律的理解和应用1．楞次定律解决的是感应电流的方向问题，它涉及两个磁场——感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)，前者和后者的关系不是“同向”和“反向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。

2．对“阻碍意义的理解”(1)阻碍原磁场的变化。

“阻碍”不是阻止，而是“延缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转。

(2)阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流。

(3)阻碍不是相反，当原磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场同向，以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体运动方向将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动。

(4)由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其他形式的能转化为电能，因而楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现。

3．运用楞次定律处理问题的思路(1)判定感应电流方向问题的思路运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可以总结为“一原、二感、三电流”。

①明确原磁场：弄清原磁场的方向以及磁通量的变化情况。

②确定感应磁场：即根据楞次定律中的“阻碍”原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向。

③判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向。

(2)判断闭合电路(或电路中可动部分导体)相对运动类问题的分析策略在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动。

【例题1】(多选)在光滑水平面上固定一个通电线圈，如图所示，一铝块正由左向右滑动穿过线圈，不考虑任何摩擦，那么下面正确的判断是()A．接近线圈时做加速运动，离开时做减速运动B．接近和离开线圈时都做减速运动C．一直在做匀速运动D．在线圈中运动时是匀速的解析：当铝块接近或离开通电线圈时，由于穿过铝块的磁通量发生变化，所以在铝块内要产生感应电流。

03课堂效果自测1.关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是()A．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流B．闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流C．闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流D．穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，一定能产生感应电流解析：产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。

A项中，若穿过线圈的磁通量不变化，则没有感应电流产生，A项错误。

B项中闭合线圈和磁场虽然发生相对运动，但没有磁通量的变化，也不会有感应电流产生，B项错误。

C项中若整个闭合线圈在匀强磁场中垂直于磁感线的平面内做切割磁感线的平动，就没有磁通量的变化，也不会有感应电流产生，C项错误。

D项中穿过闭合线圈的磁感线的条数发生变化，磁通量发生变化，一定能产生感应电流，D项正确。

答案：D2．[2014·课标全国卷Ⅰ]在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D ．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化解析：本题考查产生感应电流的条件，意在考查考生的理解和应用能力。

只形成闭合回路，回路中的磁通量不变化，不会产生感应电流，选项A 、B 、C 错误；给线圈通电或断电瞬间，通过闭合回路的磁通量变化，会产生感应电流，能观察到电流表的变化，选项D 正确。

答案：D3．如图所示，矩形导体线框abcd 放置在水平面内。

磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝45，回路面积为S ，磁感应强度为B ，则通过的磁通量为( )A ．BSB.45BSC.35BS D.34BS 解析：Φ＝BS sin α＝45BS . 答案：B4．如图所示，图中虚线是匀强磁场区的边界，一个闭合线框自左至右穿过该磁场区，线框经过图示的哪些位置时有感应电流() A．在位置1 B．在位置2C．在位置3 D．在位置4解析：只有在位置2和4时，穿过闭合回路的磁通量发生变化。

（人教版）高中物理选修3-2（全册）课时同步练习汇总第四章第1、2节划时代的发现探究感应电流的产生条件课时达标训练新人教版选修3-2一、单项选择题1．下列现象中属于电磁感应现象的是( )A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场2.如图所示, 矩形线框abcd 放置在水平面内, 磁场方向与水平方向成α角, 已知sinα＝45, 回路面积为S , 磁感应强度为B , 则通过线框的磁通量为( )A ．BS B.45BS C.35BS D.34BS3．如图所示, 开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直, 且一半在磁场内, 一半在磁场外, 若要使线框中产生感应电流, 下列办法中不可行的是( )A ．将线框向左拉出磁场B ．以ab 边为轴转动(小于90°)C ．以ad 边为轴转动(小于60°)D ．以bc 边为轴转动(小于60°)4．如图所示, 在匀强磁场中的矩形金属轨道上, 有等长的两根金属棒ab 和cd , 它们以相同的速度匀速运动, 则( )A ．断开开关S, ab 中有感应电流B ．闭合开关S, ab 中有感应电流C ．无论断开还是闭合开关S, ab 中都有感应电流D ．无论断开还是闭合开关S, ab 中都没有感应电流二、多项选择题5．我国已经制订了登月计划, 假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场. 他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈, 则下列推断正确的是( )A ．直接将电流表放于月球表面, 通过观察电流表是否有示数来判断磁场的有无B ．将电流表与线圈组成闭合回路, 使线圈沿某一方向运动, 如果电流表无示数, 则可判断月球表面无磁场C ．将电流表与线圈组成闭合回路, 使线圈沿某一方向运动, 如果电流表有示数, 则可判断月球表面有磁场D ．将电流表与线圈组成闭合回路, 使线圈在某一平面内沿各个方向运动, 电流表无示数, 则不能判断月球表面有无磁场6.如图所示, 水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线, 以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系. 四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置, 两直导线中的电流大小与变化情况完全相同, 电流方向如图中所示, 当两直导线中的电流都增大时, 四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )A．线圈a中无感应电流 B．线圈b中有感应电流C．线圈c中有感应电流 D．线圈d中无感应电流7．如图所示, 线圈abcd在磁场区域ABCD中, 下列哪种情况下线圈中有感应电流产生( )A．把线圈变成圆形(周长不变)B．使线圈在磁场中加速平移C．使磁场增强或减弱D．使线圈以过ab的直线为轴旋转8．如图所示, 用导线做成圆形或正方形回路, 这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘), 下列组合中, 切断直导线中的电流时, 闭合回路中会有感应电流产生的是( )三、非选择题9.边长L＝10 cm的正方形线框固定在匀强磁场中, 磁场方向与线圈平面间的夹角θ＝30°, 如图所示, 磁感应强度随时间变化的规律为B＝(2＋3t)T, 则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少?10.如图所示, 有一个垂直于纸面向里的匀强磁场, B 1＝0.8 T, 磁场有明显的圆形边界, 圆心为O , 半径为r ＝1 cm. 现在纸面内先后放上与磁场垂直的圆线圈, 圆心均在O 处, A 线圈半径为1 cm, 10匝; B 线圈半径为2 cm, 1匝; C 线圈半径为0.5 cm, 1匝. 问:(1)在B 减为B 2＝0.4 T 的过程中, A 线圈和B 线圈磁通量改变多少? (2)在磁场转过30°角的过程中, C 线圈中磁通量改变多少?答案1．解析: 选 B 磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况; 插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应; 电流周围产生磁场属于电流的磁效应; 而变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象. 故正确答案为B.2．解析: 选B 在磁通量Φ＝BS 公式中, B 与S 必须垂直, 若B 与S 不垂直, 则S 要转化为垂直于B 的有效面积, 也可以将B 转化为垂直于S 的垂直分量, 故Φ＝BS ·sin α＝45BS . 3．解析: 选D 将线框向左拉出磁场的过程中, 线框的bc 部分做切割磁感线的运动, 或者说穿过线框的磁通量减少, 所以线框中将产生感应电流. 当线框以ab 边为轴转动时,线框的cd边的右半段在做切割磁感线的运动, 或者说穿过线框的磁通量在发生变化, 所以线框中将产生感应电流. 当线框以ad边为轴转动(小于60°)时, 穿过线框的磁通量在减小, 所以在这个过程中线框中会产生感应电流, 如果转过的角度超过60°, bc边将进入无磁场区, 那么线框中将不产生感应电流(60°～300°). 当线框以bc边为轴转动时, 如果转动的角度小于60°, 则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形面积的一半的乘积).4．解析: 选B 两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动, 若断开开关S, 两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化, 则回路中无感应电流, 故选项A、C错误; 若闭合开关S, 两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化, 则回路中有感应电流, 故B正确, D错误.5．解析: 选CD 当线圈平面与磁场方向平行时, 不论向哪个方向移动线圈, 穿过线圈的磁通量都不会变化, 所以也不会产生感应电流, 因此不能判断有无磁场存在; 若使闭合线圈沿某一方向移动时有感应电流产生, 则一定存在磁场. 故正确答案为C、D.6．解析: 选CD 根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向, 线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里, 线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外, 线圈b、d中的合磁通量始终为零, 故增大两直导线中的电流时, 线圈a、c中的磁通量发生变化, 有感应电流产生, 而线圈b、d中无感应电流产生. 选项C、D正确, A、B错误.7．解析: 选ACD 选项A中, 线圈的面积变化, 磁通量变化, 故A正确; 选项B中, 无论线圈在磁场中匀速还是加速平移, 磁通量都不变, 故B错; 选项C、D中, 线圈中的磁通量发生变化, 故C、D正确.8．解析: 选CD 穿过线圈A中有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0, 且始终为零, 即使切断导线中的电流, ΦA也始终为零, A中不可能产生感应电流. B中线圈平面与导线的磁场平行, 穿过B的磁通量也始终为零, B中也不能产生感应电流. C中穿过线圈的磁通量, ΦΦ出, 即ΦC≠0, 当切断导线中电流后, 经过一定时间, 穿过线圈的磁通量ΦC减小为零, 进＞所以C中有感应电流产生. D中线圈的磁通量ΦD不为零, 当电流切断后, ΦD最终也减小为零, 所以D中也有感应电流产生.9．解析: 第3 s内就是从2 s末到3 s末, 所以, 2 s末的磁场的磁感应强度为B1＝(2＋3×2)T＝8 T3 s末的磁场的磁感应强度为B2＝(2＋3×3)T＝11 T则有ΔΦ＝ΔBS sin θ＝(11－8)×0.12×sin 30° Wb＝1.5×10－2 Wb答案: 1.5×10－2 Wb10．解析: (1)对A线圈, Φ1＝B1πr2,Φ2＝B2πr2磁通量的改变量|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb对B线圈, Φ1＝B1πr2, Φ2＝B2πr2磁通量的改变量|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb(2)对C线圈: Φ1＝Bπr2C, 磁场转过30°, 线圈仍全部处于磁场中, 线圈面积在垂直磁场方向的投影为πr2C cos 30°, 则Φ2＝Bπr2C cos 30°. 磁通量的改变量|Φ2－Φ1|＝Bπr2C(1－cos 30°)≈0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866) Wb≈8.4×10－6 Wb答案: (1)1.256×10－4 Wb 1.256×10－4 Wb (2)8.4×10－6 Wb第四章 第4节 法拉第电磁感应定律课时达标训练 新人教版选修3-2一、单项选择题1．一金属圆环水平固定放置, 现将一竖直的条形磁铁, 在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放, 在条形磁铁穿过圆环的过程中, 条形磁铁与圆环( )A ．始终相互吸引B ．始终相互排斥C ．先相互吸引, 后相互排斥D ．先相互排斥, 后相互吸引2．如图甲所示, 长直导线与闭合金属线框位于同一平面内, 长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示. 在0～T 2时间内, 直导线中电流向上, 则在T2～T 时间内, 线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )A ．感应电流方向为顺时针, 安培力的合力方向向左B ．感应电流方向为逆时针, 安培力的合力方向向右C ．感应电流方向为顺时针, 安培力的合力方向向右D ．感应电流方向为逆时针, 安培力的合力方向向左3.如图所示, 通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环, 铜环平面与螺线管截面平行. 当电键S 接通瞬间, 两铜环的运动情况是( )A ．同时向两侧推开B ．同时向螺线管靠拢C ．一个被推开, 一个被吸引, 但因电源正负极未知, 无法具体判断D ．同时被推开或同时向螺线管靠拢, 因电源正负极未知, 无法具体判断4．电阻R 、电容器C 与一个线圈连成闭合回路, 条形磁铁静止在线圈的正上方, N 极朝下, 如图所示. 现使磁铁开始自由下落, 在N 极接近线圈上端过程中, 流过R 的电流方向和电容器极板的带电情况是( )A．从a到b, 上极板带正电B．从a到b, 下极板带正电C．从b到a, 上极板带正电D．从b到a, 下极板带正电5.如图所示, ab为一金属杆, 它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中, 可绕a点在纸面内转动; S是以a为圆心位于纸面内的金属圆环. 在杆转动过程中, 杆的b端与金属环保持良好接触; A为电流表, 其一端与金属环相连, 一端与a点良好接触. 当杆沿顺时针方向转动时, 某时刻ab杆的位置如图所示, 则此时刻( )A．电流表中电流的方向由c→d; 作用于ab的安培力向右B．电流表中电流的方向由c→d; 作用于ab的安培力向左C．电流表中电流的方向由d→c; 作用于ab的安培力向右D．无电流通过电流表, 作用于ab的安培力为零二、多项选择题6.如图所示, 闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中, 将它从匀强磁场中匀速拉出, 以下各种说法中正确的是( )A．向左拉出和向右拉出时, 环中的感应电流方向相反B．向左或向右拉出时, 环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C．向左或向右拉出时, 环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D．环在离开磁场之前, 圆环中无感应电流7.如图所示, 用一根长为L、质量不计的细杆与一个上孤长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点, 悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场, 且d0≪L. 先将线框拉开到如图所示位置, 松手后让线框进入磁场, 忽略空气阻力和摩擦力, 下列说法正确的是( )A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aB．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aC．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D．向左摆动进入或离开磁场的过程中, 所受安培力方向向右; 向右摆动进入或离开磁场的过程中, 所受安培力方向向左8.如图所示, “U”形金属框架固定在水平面上, 金属杆ab与框架间无摩擦. 整个装置处于竖直方向的磁场中. 若因磁场的变化, 使杆ab向右运动, 则磁感应强度( )A．方向向下并减小B．方向向下并增大C．方向向上并增大 D．方向向上并减小关.三、非选择题9．某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后, 自己制作了一个手动手电筒. 如图所示是手电筒的简单结构示意图, 左右两端是两块完全相同的条形磁铁, 中间是一根绝缘直杆, 由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动, 线圈两端接一灯泡, 晃动手电筒时线圈也来回滑动, 灯泡就会发光, 其中O点是两磁极连线的中点, a、b两点关于O点对称.(1)试分析其工作原理;(2)灯泡中的电流方向是否变化.答案1．解析: 选 D 在条形磁铁靠近圆环的过程中, 通过圆环的磁通量不断增加, 会产生感应电流, 从而阻碍条形磁铁的运动, 所以此过程中它们是相互排斥的, 当条形磁铁穿过圆环后, 通过圆环的磁通量又会减小, 产生一个与原磁场相同的感应磁场, 阻碍原磁通量的减小, 所以圆环与条形磁铁间有相互吸引的作用力, D 正确.2．解析: 选C 在T2～T 时间内, 直导线中的电流方向向下增大, 穿过线框的磁通量垂直纸面向外增加, 由楞次定律知感应电流方向为顺时针, 线框所受安培力的合力由左手定则可知向右, C 正确.3．解析: 选 A 当电路接通瞬间, 穿过线圈的磁通量增加, 使得穿过两侧铜环的磁通量都增加, 由楞次定律可知, 两环中感应电流的磁场与线圈两端的磁场方向相反, 即受到线圈磁场的排斥作用, 使两铜环分别向外侧移动, A 正确.4．解析: 选D 磁铁N 极接近线圈的过程中, 线圈中有向下的磁场, 并且磁通量增加, 由楞次定律可得, 感应电流的方向为b →R →a , 故电容器下极板带正电, 上极板带负电, D 正确.5．解析: 选A 金属杆顺时针转动切割磁感线, 由右手定则可知产生a 到b 的感应电流, 电流由c →d 流过电流表, 再由左手定则知此时ab 杆受安培力向右, 故A 正确.6．解析: 选BD 将金属圆环不管从哪边拉出磁场, 穿过闭合圆环的磁通量都要减少, 根据楞次定律可知, 感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少, 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同, 应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的, 选项B 正确, A 、C 错误; 另外在圆环离开磁场前, 穿过圆环的磁通量没有改变, 该种情况无感应电流, D 正确.7．解析: 选BD 当线框进入磁场时, dc 边切割磁感线, 由楞次定律可判断, 感应电流的方向为: a →d →c →b →a ; 当线框离开磁场时, 同理可判其感应电流的方向为: a →b →c →d →a , A 错误, B 正确; 线框dc 边(或ab 边)进入磁场或离开磁场时, 都要切割磁感线产生感应电流, 机械能转化为电能, 故dc 边进入磁场与ab 边离开磁场的速度大小不相等, C 错误; 由“来拒去留”知, D 正确.8．解析: 选AD 因磁场变化, 发生电磁感应现象, 杆ab 中有感应电流产生, 而使杆ab 受到磁场力的作用, 并发生向右运动. 而杆ab 向右运动, 使得闭合回路中磁通量有增加的趋势, 说明原磁场的磁通量必定减弱, 即磁感应强度正在减小, 与方向向上、向下无关.9．解析: (1)线圈来回滑动时, 穿过线圈的磁通量不断变化, 线圈中产生感应电流, 灯泡发光.(2)线圈由a 滑至b 过程中, 磁场方向向左, 穿过线圈的磁通量先减小后增加, 根据楞次定律, 灯泡中电流方向先由右向左, 后由左向右.同样可判断线圈由b 滑至a 过程中, 灯泡中电流方向先由右向左, 后由左向右. 所以线圈中电流方向不断变化.答案: (1)见解析(2)变化第四章第4节法拉第电磁感应定律课时达标训练新人教版选修3-2一、单项选择题1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb, 则( )A．线圈中感应电动势每秒增加2 VB．线圈中感应电动势每秒减小2 VC．线圈中无感应电动势D．线圈中感应电动势大小不变2．如图所示, 在竖直向下的匀强磁场中, 将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出, 运动过程中棒的方向不变, 不计空气阻力, 那么金属棒内产生的感应电动势将( )A．越来越大B．越来越小C．保持不变 D．方向不变, 大小改变3．环形线圈放在均匀磁场中, 如图甲所示, 设在第1 s内磁感线垂直于线圈平面向里, 若磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示, 那么在第2 s内线圈中感应电流的大小和方向是( )A．感应电流大小恒定, 顺时针方向B．感应电流大小恒定, 逆时针方向C．感应电流逐渐增大, 逆时针方向D．感应电流逐渐减小, 顺时针方向4．如图所示, 在匀强磁场中, MN、PQ是两条平行金属导轨, 而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒, 两只电表可看成理想电表. 当两棒以相同速度向右匀速运动时(运动过程中两棒始终与导轨接触)( )A．电压表有读数; 电流表有读数B．电压表无读数; 电流表无读数C．电压表有读数; 电流表无读数D ．电压表无读数; 电流表有读数5．如图所示, 一个半径为L 的半圆形硬导体AB 以速度v , 在水平U 型框架上匀速滑动, 匀强磁场的磁感应强度为B , 回路电阻为R 0, 半圆形硬导体AB 的电阻为r , 其余电阻不计, 则半圆形导体AB 切割磁感线产生感应电动势的大小及AB 之间的电势差分别为( )A ．BLv ;BLvR 0R 0＋rB ．2BLv ; BLvC ．2BLv ; 2BLvR 0R 0＋rD ．BLv ; 2BLv二、多项选择题6．有一种高速磁悬浮列车的设计方案是: 在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下), 并且在沿途两条铁轨之间平放一系列线圈. 下列说法中正确的是( )A ．列车运动时, 通过线圈的磁通量会发生变化B ．列车速度越快, 通过线圈的磁通量变化越快C ．列车运动时, 线圈中会产生感应电动势D ．线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关7．(山东高考)如图所示, 一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内, 通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定, 导体棒与轨道垂直且接触良好. 在向右匀速通过M 、N 两区的过程中, 导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示. 不计轨道电阻. 以下叙述正确的是( )A ．F M 向右B ．F N 向左C ．F M 逐渐增大D ．F N 逐渐减小8.如图所示, 长为L 的金属导线弯成一圆环, 导线的两端接在电容为C 的平行板电容器上, P 、Q 为电容器的两个极板, 磁场垂直于环面向里, 磁感应强度以B ＝B 0＋kt (k >0)随时间变化, t ＝0时, P 、Q 两板电势相等, 两板间的距离远小于环的半径, 经时间t , 电容器P 板( )A ．不带电B ．所带电荷量与t 无关C ．带正电, 电荷量是kL 2C4πD ．带负电, 电荷量是kL 2C4π三、非选择题9.一个边长为a＝1 m的正方形线圈, 总电阻为R＝2 Ω, 当线圈以v＝2 m/s的速度通过磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场区域时, 线圈平面总保持与磁场垂直. 若磁场的宽度b>1 m, 如图所示, 求:(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小;(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热.10.如图所示, 两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置, 导轨间距离为L, 电阻不计. 在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡. 整个系统置于匀强磁场中, 磁感应强度方向与导轨所在平面垂直. 现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放. 金属棒下落过程中保持水平, 且与导轨接触良好. 已知某时刻后两灯泡保持正常发光. 重力加速度为g. 求:(1)磁感应强度的大小;(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率.答案1．解析: 选D 因线圈的磁通量均匀变化, 所以磁通量的变化率ΔΦΔt 为一定值, 又因为是单匝线圈, 据E ＝ΔΦΔt可知选项D 正确.2．解析: 选 C 由于导体棒中无感应电流, 故棒只受重力作用, 导体棒做平抛运动, 水平速度v 0不变, 即切割磁感线的速度不变, 故感应电动势保持不变, C 正确.3．解析: 选B 由B ­t 图知, 第2秒内ΔB Δt 恒定, 则E ＝ΔB Δt S 也恒定, 故感应电流I ＝ER 大小恒定, 又由楞次定律判断知电流方向沿逆时针方向, B 正确, A 、C 、D 错误.4．解析: 选 B 在两棒以相同速度向右匀速运动的过程中, 磁通量不变, 无感应电流产生. 根据电压表和电流表的测量原理知, 两表均无读数, B 正确.5．解析: 选C 半圆形导体AB 切割磁感线的有效长度为2L , 对应的电动势为E ＝2BLv ,AB 间的电势差U AB ＝E R 0＋r R 0＝2BLvR 0R 0＋r, C 正确.6．解析: 选ABC 列车运动时, 安装在每节车厢底部的强磁铁产生的磁场使通过线圈的磁通量发生变化; 列车速度越快, 通过线圈的磁通量变化越快, 根据法拉第电磁感应定律可知, 由于通过线圈的磁通量发生变化, 线圈中会产生感应电动势, 感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比, 与列车的速度有关. 由以上分析可知, A 、B 、C 正确, D 错误.7．解析: 选BCD 由题意可知, 根据安培定则, 在轨道内的M 区、N 区通电长直导线产生的磁场分别垂直轨道平面向外和向里, 由此可知, 当导体棒运动到M 区时, 根据右手定则可以判定, 在导体棒内产生的感应电流与长直绝缘导线中的电流方向相反, 再根据左手定则可知, 金属棒在M 区时受到的安培力方向向左, 因此A 选项不正确; 同理可以判定B 选项正确; 再根据导体棒在M 区匀速靠近长直绝缘导线时对应的磁场越来越大, 因此产生的感应电动势越来越大, 根据闭合电路的欧姆定律和安培力的公式可知, 导体棒所受的安培力F M 也逐渐增大, 故C 选项正确; 同理D 选项正确.8．解析: 选BD 磁感应强度以B ＝B 0＋kt (k >0)随时间变化, 由法拉第电磁感应定律得: E ＝ΔΦΔt ＝S ΔB Δt ＝kS , 而S ＝L 24π, 经时间t 电容器P 板所带电荷量Q ＝EC ＝kL 2C 4π; 由楞次定律知电容器P 板带负电, B 、D 正确.9．解析: (1)根据E ＝Blv , I ＝ER知I ＝Bav R ＝0.5×1×22A ＝0.5 A (2)线圈穿过磁场过程中, 由于b >1 m,故只在进入和穿出时有感应电流, 故Q ＝2I 2Rt ＝2I 2R ·a v ＝2×0.52×2×12J ＝0.5 J答案: (1)0.5 A (2)0.5 J10．解析: (1)设小灯泡的额定电流为I 0, 有 P ＝I 20R ①由题意, 在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后, 小灯泡保持正常发光, 流经MN 的电流为I ＝2I 0 ②此时金属棒MN 所受的重力和安培力相等, 下落的速度达到最大值, 有 mg ＝BLI ③联立①②③式得B ＝mg2LR P④ (2)设灯泡正常发光时, 导体棒的速率为v , 由电磁感应定律与欧姆定律得 E ＝BLv ⑤ E ＝RI 0⑥联立①②④⑤⑥式得v ＝2Pmg⑦答案: (1)mg 2L R P (2)2P mg第四章 第5节 电磁感应现象的两类情况课时达标训练 新人教版选修3-2一、单项选择题1.如图所示, 在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽, 有一带正电小球质量为m , 电荷量为q , 在槽内沿顺时针做匀速圆周运动, 现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场, 且B 逐渐增加, 则( )A ．小球速度变大B ．小球速度变小C ．小球速度不变D ．以上三种情况都有可能2.如图所示, 竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R , 质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦, 金属棒与导轨的电阻均不计, 整个装置放在匀强磁场中, 磁场方向与导轨平面垂直, 金属棒在竖直向上的恒力F 作用下加速上升的一段时间内, 力F 做的功与安培力做的功的代数和等于( )A ．金属棒的机械能增加量B ．金属棒的动能增加量C ．金属棒的重力势能增加量D ．电阻R 上放出的热量3．如图所示, 金属棒ab 置于水平放置的光滑框架cdef 上, 棒与框架接触良好, 匀强磁场垂直于ab 棒斜向下. 从某时刻开始磁感应强度均匀减小, 同时施加一个水平方向上的外力F 使金属棒ab 保持静止, 则F ( )A．方向向右, 且为恒力B．方向向右, 且为变力C．方向向左, 且为变力 D．方向向左, 且为恒力4．如图甲所示, 平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd, 两棒用细线系住, 细线拉直但没有张力. 开始时匀强磁场的方向如图甲所示, 而磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示, 不计ab、cd间电流的相互作用, 则细线中的张力大小随时间变化的情况为图丙中的( )A B C D丙5. (福建高考)如图甲所示, 一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落, 穿过一根竖直悬挂的条形磁铁, 铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合. 若取磁铁中心O为坐标原点, 建立竖直向下为正方向的x轴, 则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是( )甲A B C D乙二、多项选择题6．如图所示, 导体AB在做切割磁感线运动时, 将产生一个电动势, 因而在电路中有电流通过, 下列说法中正确的是( )。

2016-2017学年（人教版）高中物理选修3-1-模块综合检测一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分．每小题至少一个答案正确)1. 关于已充上电的某个平行板电容器，下列说法正确的是( )A. 两极板上一定带等量异种电荷B. 两极板所带的电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和C. 电容器带电荷量多，说明它容纳电荷的本领大D. 某电容器带电荷量越多，两极板间的电势差就越大【答案】AD【解析】电容器充电后一定带有电量相等的异种电荷，选项A正确；两极板所带的电荷量指一个极板所带电量的绝对值，选项B错误；描述电容器容纳电荷的本领的是电容，选项C错误；由U＝知，电容器带电量越多，两极板间的电势差就越大，选项D正确；故选D．2. 如图，a、b、c是一条电场线上的3个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离．用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和场强．下列表达式正确的是( )A. φa>φb>φcB. E a>E b>E cC. φa－φb＝φb－φcD. E a＝E b＝E c【答案】A【解析】试题分析：由沿电场线方向电势降低，得到a、b、c三点的电势关系为>>，A对；因是一条电场线无法判断电场线的疏密，即无法比较三点的场强关系，BD错；因场强关系不知所以无法比较两点间的电势差关系，C错。

考点：本题考查电场线与电势的关系，电场线与场强的关系点评：本题学生明确沿电场线方向电势一定降低，场强的大小由电场线的疏密去判断。

3. 以下给出几种电学元件的电流与电压的关系图象，如图所示，下列说法中正确的是( )A. 这四个图象都是伏安特性曲线B. 这四种电学元件都是线性元件C. ①②是线性元件，③④是非线性元件D. 这四个图象中，直线的斜率都表示元件的电阻【答案】C【解析】伏安特性曲线是以I为纵轴，U为横轴的图象，A错误；线性元件并不只是说I－U图象是直线，而必须是过原点的直线，所以只有①②是线性元件，③④不是线性元件，B错误，C正确；在U－I图象中，过原点的直线的斜率才表示导体的电阻，D错误．故选C.4. 位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则( )A. a点和b点的电场强度相同B. 正电荷从c点移到d点，电场力做正功C. 负电荷从a点移到c点，电场力做正功D. 正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大【答案】CD【解析】试题分析：等势线越密电场线越密，电场线越密表示电场越强，虽然ab两处电场强度的大小相同但方向不同，由于场强是矢量，所以a点和b点的电场强度不同，故A错误；由于场源是负电荷，正电荷从c点移到d点过程中受到场源的电场引力，而远离场源运动，所以电场力做负功，故B错误；由于场源是负电荷，负电荷从a点移到c点过程中受到场源的电场斥力，而远离场源运动，所以电场力做正功，故C 错误；正电荷从e点沿图中虚线移到f点的过程中电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，故D正确．考点：考查了等势面，电场力做功，电场强度【名师点睛】场强是矢量，故a点和b点的电场强度不同；根据电场力的方向和电荷运动的方向判定电场力做正功还是负功；5. 在场强大小为E的匀强电场中，质量为m、带电荷量为＋q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为，物体运动x距离时速度变为零，则下列说法正确的是( )A. 物体克服电场力做功0.8 qExB. 物体的电势能增加了0.8 qExC. 物体的电势能增加了qExD. 物体的动能减少了0.8 qEx【答案】CD【解析】分析题意知带电物体应竖直向下运动，所受电场力竖直向上，根据牛顿第二定律知0.8 qE＝qE－mg，即mg＝0.2 qE，故电场力做功W＝－qEx，电势能增加了qEx，选项AB错误，选项C正确；物体所受合力为0.8 qE，方向竖直向上，根据动能定理，物体的动能减少了0.8 qEx，选项D正确；故选CD．点睛：本题在电场中考察了各种功能关系的转化，正确解答的关键是明确各种功能关系：电场力做功等于电势能的变化；合力做功等于动能的变化．6. 条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极的一侧悬挂一根与它垂直的导体棒，如图所示．图中只画出此棒的横截面，且标出棒中的电流是流向纸内的．在通电的一瞬间，可能出现的情况是( )A. 磁铁对桌面的压力减小B. 磁铁对桌面的压力增大C. 磁铁受到向左的摩擦力D. 磁铁受到向右的摩擦力【答案】AC【解析】在磁铁外部磁感线由N极指向S极，通电导体棒处在磁场中，由左手定则可知其受安培力作用，条形磁铁也受到反作用力作用，产生两种效果，其一向上提起的效果；其二向右运动的效果，即磁铁对桌面的压力减小，同时磁铁受到向左的摩擦力作用，故AC正确，BD错误；故选AC．7. 如图所示的电路，L是小灯泡，C是极板水平放置的平行板电容器．闭合开关，有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动．若滑动变阻器的滑片向下滑动，则( )A. L变亮B. L变暗C. 油滴向上运动D. 油滴向下运动【答案】BD【解析】滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入回路电阻变小，外电路的总电阻变小，回路电流变大，内压降变大，路端电压变小，L变暗．电容器两端的电压变小，电场强度变小，带电油滴所受电场力变小，油滴向下运动，故选项BD正确，AC错误；故选BD．8. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子(氢核)时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电源的周期为T.质子质量为m，电荷量为e.则下列说法正确的是( )A. 高频交流电源周期应为T＝B. 质子被加速后的最大动能E k不可能超过C. 质子被加速后的最大动能与狭缝间的加速电压、加速次数有关D. 不改变B或T，该回旋加速器不能用于加速α粒子(即氦核)【答案】BD【解析】质子在匀强磁场中做圆周运动的周期T＝，高频交流电源周期与质子在匀强磁场中做圆周运动的周期相同，选项A错误；由R＝知，质子被加速后的最大速度v＝，所以质子被加速后的最大动能，选项B正确，C错误；α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T′＝，与高频交流电源周期不同，不能被该回旋加速器加速，但通过改变B而改变α粒子做匀速圆周运动的周期Tα或改变交流电源周期T，使两者相等则可加速α粒子，选项D正确；故选BD．点睛：理解回旋加速器工作原理，熟练运用相关公式，便可解出此题，同时注意最大速度与加速电压无关，而第一次加速的速度与加速电压有关．9. 如图所示，一个绝缘圆环，当它的均匀带电且电荷量为＋q时，圆心O处的电场强度大小为E，现使半圆ABC均匀带电＋2q，而另一半圆ADC均匀带电－2q，则圆心O处的电场强度的大小和方向为( )A. 2E，方向由O指向DB. 4E，方向由O指向DC. 2E，方向由O指向BD. 0【答案】A【解析】当圆环的1/4均匀带电，电荷量为+q时，圆心O处的电场强度大小为E，由如图所示的矢量合成可得,当半圆ABC的带电+2q,在圆心处的电场强度大小为，方向由B到D；当另一半圆ADC均匀带电−2q，同理，在圆心处的电场强度大小为，方向由O到D；根据矢量的合成法则，圆心O处的电强度的大小为，方向由O到D；选项A正确、BCD错误。

人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共4套第四章电磁感应(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～5小题中只有一个选项符合题意，第6～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.如图1所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外。

则B圆内的磁通量()图1A．为零B．垂直纸面向里C．垂直纸面向外D．条件不足，无法判断解析：选B根据右手螺旋定则可知，A产生的磁场在A线圈内部垂直纸面向里，在外部垂直纸面向外，由于磁感线是闭合的曲线，所以A内部的磁感线一定比A外部的磁感线要密一些，所以B项正确。

2.如图2所示，a为圆形金属环，b为直导线，且b垂直环面穿过圆环中心()图2A．若直导线b中通入恒定电流，金属环a中会产生感应电流B．若直导线b中通入交变电流，金属环a中会产生感生电流C．若直导线b中通入恒定电流，同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动，金属环a中会产生感应电流D．以上三种说法均不对解析：选D产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化，不管b中通入什么样的电流，穿过a 中的磁通量始终为0，D 对。

3．半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d ，如图3甲所示。

有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示。

在t ＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q 的静止微粒。

则以下说法正确的是( )图3A ．第2秒内上极板为正极B ．第3秒内上极板为负极C ．第2秒末微粒回到了原来位置D ．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr 2/d解析：选A 根据楞次定律，结合图像可以判断：在0～1 s 内，下极板为正极，上极板为负极；第2秒内上极板为正极，下极板为负极；第3秒内上极板为正极，下极板为负极；第4秒内上极板为负极，下极板为正极，故A 选项正确，B 选项错误。

第四章 电磁感应6 互感和自感A 级 抓基础1．关于线圈中的自感电动势的大小，下列说法正确的是( )A ．跟通过线圈的电流大小有关B ．跟线圈中的电流变化大小有关C ．跟线圈中的磁通量大小有关D ．跟线圈中的电流变化快慢有关解析：自感电动势也是电磁感应定律的一种特殊情况，磁通量通过自身时，也要产生阻碍其变化的感应电流．根据自感电动势E ＝n ΔI Δt可知，选项D 正确． 答案：D2．(多选)关于自感现象，下列说法中正确的是( )A ．感应电流不—定和原电流方向相反B ．线圈中产生的自感电动势较大，则其自感系数一定较大C ．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数也较大D ．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势较大解析：自感电流总是阻碍原电流的变化．当线圈中的电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同；当线圈中的电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，故A 正确．线圈的自感系数由线圈本身的因素决定，故B 错误．自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关，即：E ＝L ΔI Δt，故C 错误，D 正确． 答案：AD3．(多选)如图所示的电路中，A 1和A 2是完全相同的灯泡，线圈L 的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是( )A ．合上开关S 接通电路时，A 2先亮A 1后亮，最后一样亮B ．合上开关S 接通电路时，A 1和A 2始终一样亮C ．断开开关S 切断电路时，A 2立即熄灭，A 1过一会熄灭D ．断开开关S 切断电路时，A 1和A 2都要过一会才熄灭解析：S 闭合接通电路时，A 2支路中的电流立即达到最大，A 2先亮；由于线圈的自感作用，A 1支路电流增加的慢，A 1后亮．A 1中的电流稳定后，线圈的阻碍作用消失，A 1与A 2并联，亮度一样，故A 正确，B 不正确；S 断开时，L 和A 1、A 2组成串联的闭合回路，A 1和A 2亮度一样，由于L 中产生自感电动势阻碍L 中原电流的消失，使A 1和A 2过一会才熄灭，故D 选项正确．答案：AD4．(多选)如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到( )A．灯泡变暗B．灯泡变亮C．螺线管缩短D．螺线管伸长解析：当软铁棒插入螺线管中，穿过螺线管的磁通量增加，故产生反向的自感电动势，这样电流减小，灯泡变暗，每匝线圈间同向电流作用力减小，故螺线管伸长．答案：AD5．如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电路的瞬间会有()A．灯泡立刻熄灭B．灯泡慢慢熄灭C．闪亮一下后再慢慢熄灭D．闪亮一下后突然熄灭解析：当电路断开时，由于通过线圈的电流从有到无，线圈将产生自感电动势，但由于线圈与灯泡不能构成闭合回路，因此灯泡立刻熄灭．答案：A6．如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L 两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应()A．先断开S1B．先断开S2C．先拆除电流表D．先拆除电阻R解析：S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S2.答案：BB级提能力7．在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如图所示．其道理是()A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消D．以上说法都不对解析：由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B错误，只有C正确．答案：C8．图中电感线圈L的直流电阻为R L，小灯泡的电阻为R，小量程电流表G1、G2的内阻不计，当开关S闭合且稳定后，电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电流表的零刻度在表盘的中央)，则当开关S 断开时，下列说法中正确的是()A．G1、G2的指针都立即回到零点B．G1缓慢回到零点，G2立即左偏，然后缓慢回到零点C．G1立即回到零点，G2缓慢回到零点D．G1立即回到零点，G2缓慢回到零点解析：S闭合且稳定时，通过电流表G1、G2两条支路的电流均由左向右．断开S，L中产生自感电动势，由“增反减同”可知，自感电动势E自的方向一定与原电流方向相同，等效电路如图所示．显然，断开S后，在E自的作用下，回路中将继续形成沿顺时针方向的电流，这时流经电流表G2支路的电流方向变为由右向左．由于这段时间内E自是逐渐减小的，故电流也是逐渐减小的．答案：B9．(多选)如图所示的电路中，灯泡L A、L B电阻相同，自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大．先接通S，使电路达到稳定，再断开S.对于电流随时间变化的图象，下列正确的是()解析：S接通时，流过线圈的电流发生变化，线圈中会产生自感电动势，阻碍电流的变化，经过一段时间后，自感作用消失，电路达到稳定，流过灯泡L A的电流如选项B所示；S接通且电路稳定时，流过灯泡L B的电流大于流过灯泡L A的电流，方向是从左到右，当S 断开时，线圈L产生自感电动势，并与灯泡L B组成回路，产生自感电流，使流过灯泡L B的电流反向，并突然减小，从断开前流过线圈的电流大小开始逐渐减小到零，选项D正确．答案：BD10．如图所示的电路，线圈L的电阻不计，则()A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B．S保持闭合，A板带正电，B板带负电C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电D．由于线圈电阻不计．电容器被短路，上述三种情况下两板都不带电解析：S闭合瞬间，由于通过电感线圈的电流为零，电容器被充电，A板带正电，B板带负电；S保持闭合，电容器被短路，不带电；S断开瞬间，线圈产生自感电动势，给电容器充电．根据电流方向判断，A板带负电，B板带正电．答案：A11．如图所示，设电源的电动势为E＝10 V，内阻不计，L与R 的电阻值均为5 Ω，两灯泡的电阻值为R S＝10 Ω.(1)求断开S的瞬间，灯泡L1两端的电压；(2)画出断开S前后一段时间内通过L1的电流随时间的变化规律．解析：(1)电路稳定工作时，由于a、b两点的电势相等．导线ab 上无电流通过，因此通过L的电流为：I L＝E2R＝1010A＝1 A，流过L1的电流为I S＝E2R S＝1020A＝0.5 A，断开S的瞬间，由于线圈要想维持I L不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的最大电流为1 A，所以此时L1两端的电压U＝I L·R S ＝10 V(正常工作时为5 V)．(2)断开S前，流过L1的电流为0.5 A不变，而断开S的瞬间，通过L1的电流突变为1 A，而方向也发生变化，然后渐渐减小到零，所以它的图象如图所示(t0为断开S的时刻)．注：从t0开始，电流持续的时间实际上一般是很短的．精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。

第六章传感器2 传感器的应用A级抓基础1．关于传感器，下列说法中正确的是()A．电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制B．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器C．金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器D．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警解析：电熨斗是通过双金属片温度传感器来控制温度的，选项A 错误；金属热电阻是将热学量转化为电学量的传感器，选项C错误；有的火灾报警器是利用光传感器实现报警，选项D错误．答案：B2．下列关于传感器的说法中正确的是()A．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量B．干簧管是一种能够感知电场的传感器C．电子秤应用的是光传感器D．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制解析：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，A错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能起到开关作用，B错误；电子秤应用的是力传感器，C错误，D正确．答案：D3．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是()A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确解析：平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．当有烟雾散射的光照射到光电三极管上时，其电阻变小，所连接的电路接通，就会发出警报，C正确．答案：C4．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t的关系如图乙所示，下列判断正确的是()A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动答案：DB级提能力5．(多选)如图所示是自动调温式电熨斗的结构图，下列说法正确的是()A．常温时上下触点是接触的B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移一些D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些解析：常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，切断温度要升高则应使调温旋钮下移一些，A、B、D正确，C错误．答案：ABD6．某仪器内部的电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态，此时两灯均不亮．若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是()A．当汽车加速前进时，甲灯亮B．当汽车加速前进时，乙灯亮C．当汽车刹车时，甲灯亮D．当汽车刹车时，乙灯亮解析：汽车加速前进时，M与左边触点接触，乙灯亮，所以B 正确；当汽车刹车时，M与右边触点接触，甲灯亮，所以C正确．答案：BC7．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻R G保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当温度等于70 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA 时，热敏电阻的温度是()A．60 ℃B．80 ℃C．100 ℃D．120 ℃解析：如图乙可知，当t＝70 ℃时，热敏电阻阻值R1＝4 kΩ.由闭合电路欧姆定律知E＝I1(R1＋R G)，代入数值可求得：R G＝500 Ω.当I2＝3.6 mA时，设热敏电阻阻值为R2，则E＝I2(R2＋R G)，可求得R2＝2 kΩ，由图乙可知，这时热敏电阻温度t′＝120 ℃.故正确选项为D.答案：D8．(多选)为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)()A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处解析：若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确．当拉环不受力时，滑片P在a端，由欧姆定律得，I＝UR0＋R1＝0.1 A，故B正确．拉力为400 N 时，由F ＝k Δx ，则Δx ＝4 cm ，对应的电阻为R aP ＝20Ω，R 1接入电路的电阻R Pb ＝5Ω，由闭合电路欧姆定律得，I ＝U R 0＋R Pb＝0.3 A ，故D 错，C 正确．答案：ABC9．某电容式话筒的原理示意图如图所示，E 为电源，R 为电阻，薄片P 和Q 为两金属极板，对着话筒说话时，P 振动而Q 可视为不动，在P 、Q 间距增大过程中( )A ．P 、Q 构成的电容器的电容增大B ．P 上电荷量保持不变C ．M 点的电势比N 点的低D ．M 点的电势比N 点的高解析：薄片P 和Q 为两金属极板，构成平行板电容器，由C ＝εr S4πkd可知，当P 、Q 间距增大过程中即d 增大，电容C 减小，A 错误．电容器始终与电源连接．两极板电压不变．据电容的定义式C ＝Q U知电荷量减少，B 错误．Q 板上的正电荷流向M 点经N 点到电源正极，故φM ＞φN ，C 错误，D 正确．答案：D精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。

第六章传感器1 传感器及其工作原理A级抓基础1．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，那么这种元件可能是( )A．金属导体B．绝缘体C．半导体D．超导体解析：题中所述四种材料中只有半导体的电阻随温度升高而减小，应选C.答案：C2．街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动操纵，这是利用半导体的( )A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用答案：B3．(多项选择)以下方式有可能使半导体材料的电阻率减小的是( )A．升高半导体的温度B．用光来照射半导体C．在半导体中加入微量其他杂质D．以上情形都不可能解析：例如光敏电阻阻值在光照下大大减小，故B正确．负温度系数的热敏电阻阻值随温度的升高而减小，故A正确．在半导体中加入微量其他杂质也可使半导体材料的电阻率减小，故C正确．答案：ABC4．用遥控器调换电视频道的进程，事实上确实是传感器把光信号转化为电信号的进程．以下利用这种传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中操纵加热和保温的温控器解析：A项为光电传感器，B项为声电传感器，C项为力电传感器，D项为热电传感器．答案：AB级提能力5．(多项选择)为了爱惜电脑元件不受损害，在电脑内部有很多传感器，其中最重要的确实是温度传感器，经常使用的温度传感器有两种：一种是用金属做的热电阻；另一种是用半导体做的热敏电阻．关于这两种温度传感器的特点，以下说法正确的选项是( ) A．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大B．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小C．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大D．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小解析：金属的电阻率随着温度的升高而变大，半导体在温度升高时电阻会变小，应选A、D.答案：AD6．如下图，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时( )A．R1两头的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱解析：R2与灯L并联后与R1串联，与电流表组成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯L电压增大，灯泡亮度变强，R1两头电压减小，故C正确．答案：C7．(多项选择)如图是霍尔元件的工作原理示用意，若是用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，关于一个霍尔元件d、k为定值，若是维持I恒定．那么能够验证U H随磁感应强度B的转变情形．以下说法中正确的选项是(工作面是指较大的平面)( )A．将永磁体的一个磁极慢慢靠近霍尔元件的工作面，U H将变大B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应维持水平C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应维持水平D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H将发生转变解析：将永磁体的一个磁极慢慢靠近霍尔元件的工作面时，B 增大，I 恒定，由公式U H ＝kIB d知U H 将变大，选项A 正确；地球两极的磁场方向沿竖直方向，因此霍尔元件的工作面应维持水平，使B 与工作面垂直，选项B 正确；地球赤道上的磁场方向沿水平方向，只有霍尔元件的工作面在竖直方向时，B 与工作面垂直，选项C 错误；改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，B 垂直工作面的大小发生转变，U H 将发生转变，选项D 正确．答案：ABD8．电容式传感器是用来将各类非电信号转变成电信号的装置，由于电容器的电容C 取决于极板正对面积S 、极板间距离d 和极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生转变时就能够引发上述某个因素的转变，从而又可推出另一物理量的值，如下图是四种电容式传感器的示用意，关于这四种传感器的作用．以下说法不正确的是 ( )图甲 图乙图丙 图丁A ．甲图的传感器能够用来测量角度B ．乙图的传感器能够用来测量液面高度C ．丙图的传感器能够用来测量压力D ．丁图的传感器能够用来测量速度解析：甲图角度转变能致使极板正对面积转变；乙图高度转变能致使极板正对面积转变；丙图F 转变能致使极板间距转变；丁图物体位置转变致使电介质转变．因此，甲、乙、丙、丁别离是测角度、液面高度、压力、位移的物理量．应选D.答案：D9.如下图，R 3是光敏电阻，当开关S 闭合后，在没有光照射时，a 、b 两点等电势．当用光照射电阻R 3时，那么( )A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势解析：R3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R3两头电压减小，故a点电势将升高，因其他电阻的阻值不变，因此a点电势高于b点电势．答案：A。

章末质量评估(二)(时间：90分钟 分值：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1．下列关于交变电流的说法正确的是( )A ．交流电气设备上所标的电压和电流值都是峰值B ．用交流电流表和电压表测定的数值都是瞬时值C ．给定的交流数值，在没有特别说明的情况下是指有效值D ．跟交变电流有相同的热效应的恒定电流的数值是交变电流的平均值解析：对于交变电流的数值，在没有特别说明的情况下是指有效值，交流电流表和电压表测定的数值都是交变电流的有效值，交流电气设备的铭牌上所标的电压和电流值也都是有效值，只有选项C 正确．答案：C2．如图所示是一交变电流的it 图象，则该交流电电流的有效值为( )A ．4 A B.2303 A C.83 A D ．2 2 A解析：设交流电电流的有效值为I ，周期为T ，电阻为R .则I 2RT ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫22×42·R ·T 3＋42·R ·23T 解得I ＝2303A ．故选B. 答案：B3．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )图甲 图乙A ．t ＝0.005 s 时线框的磁通量变化率为零B ．t ＝0.01 s 时线框平面与中性面重合C ．线框产生的交变电动势有效值为311 VD ．线框产生的交变电动势频率为100 Hz解析：由图象知，该交变电流电动势峰值为311 V ，交变电动势的频率为f ＝50 Hz ，C 、D 错；t ＝0.005时，e ＝311 V ，磁通量变化最快，t ＝0.01 s 时e ＝0，磁通量最大，线圈处于中性面位置，A 错，B 对．答案：B4．超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW ，电压为800 V ．若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A ．1 kWB ．1.6×103 kWC ．1.6 kWD ．10 kW解析：节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，I ＝P U＝40×103800A ＝50 A ．P 线＝I 2R ＝502×0.4 W ＝1 000 W ，故节约的电功率为1 kW ，A 项正确．答案：A5．用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图象如图所示，则( )A ．变压器输入功率约为3.9 WB ．输出电压的最大值是110 VC ．变压器原、副线圈的匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πt ＋π2 A 解析：通过负载的电流有效值为0.025 2 A ，变压器输入功率约为P ＝UI ＝110×0.025 2 W ＝3.9 W ，选项A 正确．变压器输出电压的最大值是110 2 V ，选项B 错误．由变压公式，变压器原、副线圈的匝数比是2∶1，选项C 错误．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin 100πt (A)，选项D 错误．答案：A6.如图所示电路中，L 为电感线圈，R 为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u ＝2202sin 100πt V ，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz ，下列说法正确的是( )A．电流表示数增大B．电压表示数减小C．灯泡变暗D．灯泡变亮解析：由u＝2202sin 100πt V可得电源原来的频率为f＝100π2πHz＝50 Hz.当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时，线圈的感抗增大；线圈两端电压有效值增大，电压表示数增大，故选项B错误；在总电压的有效值不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错．灯泡R的电阻是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率减小，灯泡变暗，选项C正确，D错．答案：C7．如图甲、乙所示的电路中，当A、B接有效值为10 V的交流电压时，C、D间电压的有效值为4 V；当M、N接10 V直流电压时，P、Q间的电压也为4 V．现把C、D接4 V交流电压，P、Q接4 V 直流电压，下列表示A、B间和M、N间电压的是()图甲图乙A．10 V，10 V B．10 V，4 VC．4 V，10 V D．10 V，0解析：题图甲是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D 作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比．当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4 V交流电压时，A、B间将得到10 V交流电压．题图乙是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们电阻的大小成正比．但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流通过，M、P两端也就没有电势差，即M、P两点的电势相等．所以当P、Q接4 V直流电压时，M、N两端的电压也是4 V．如果M、N或P、Q换成接交流电压，上述关系仍然成立，因为交流电在纯电阻电路中欧姆定律仍然适用．答案：B8．如图所示，有一台交流发电机E.通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有()A．P2变大，P3变大B．P1变小，P2变小C．U2变小，U3变小D．U2变小，U4变大解析：P1＝P2＝ΔP＋P3，且P3＝P4，由于P4增大，所以P3及P1、P2均变大，A对，B错；U2＝n2n1U1，U1一定，所以U2不变，C、D错．答案：A9．在如图所示的电路中，理想变压器的变压比为2∶1，四个灯泡完全相同，若已知灯泡L 3和L 4恰能正常工作，那么( )A ．L 1和L 2都能正常工作B ．L 1和L 2都不能正常工作C ．L 1和L 2只有一个能正常工作D ．条件不足，无法判断解析：由于副线圈两端并联着两个相同的灯泡L 3、L 4.每个灯泡正常工作时的实际电流都等于额定电流，因此副线圈中的电流等于一个灯泡额定电流的两倍．根据原、副线圈的电流与匝数成反比，可知原线圈中的电流等于副线圈中电流的12，即恰好等于灯泡L 1、L 2的额定电流，从而可以得出L 1和L 2都能正常工作．答案：A10．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2，则( )A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 21rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U解析：根据理想变压器的工作原理，得I 1U 1＝I 2U 2，所以用户端的电压U2＝I1U1I2，选项A正确；输电线上的电压降U′＝I1r＝U－U1，选项B错误；变压器的输入功率P1＝I1U－I21r＝I1U1，选项C错误，输电线路上损失的功率P′＝I21r＝I1(U－U1)，选项D错误．答案：A二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分)11．一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速度转动，产生交变电动势的瞬时值表达式为e＝102sin 4πt(V)，则()A．该交变电动势的频率为2 HzB．零时刻线圈平面与磁场垂直C．t＝0.25 s时，e达到最大值D．在1 s时间内，线圈中电流方向改变100次解析：由题中给出的电动势的表达式可以得到该交变电动势的角速度是4π，由角速度和周期、频率的关系ω＝2πT＝2πf得到此交变电动势的频率为2 Hz，周期是0.5 s，所以选项A正确．周期是0.5 s，所以1 s内线圈中的电流方向改变4次，选项D错误．代入表达式t ＝0.25 s，得到e＝0，选项C错误．零时刻，电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，选项B正确．综上所述，本题的正确选项为A、B.答案：AB12.如图所示．矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内．下述说法正确的是()A．因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零B．线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C．线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大D．若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍解析：线框在匀强磁场中匀速转动时，在中性面即线框与磁感线垂直时，磁通量最大，感应电动势最小，而在题中图示位置线框与磁感线平行时．磁通量最小，感应电动势最大，A、B项错，C项对；电流的有效值I＝nBSω2R，现在其余的量都不变，角速度增大一倍后，电流也增大一倍，D正确．答案：CD13．为了减少输电线路中的电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压．某降压变电站将电压U0＝11 0002sin 100πt(V)的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电站变压器()A．原、副线圈匝数比为50∶1B．副线圈中电流的频率是50 HzC．原线圈的导线比副线圈的要粗D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析：原电压的有效值为U1＝11 000 V．由U1U2＝n1n2得，n1n2＝501，选项A 正确；变压器不改变交流电的频率，故选项B 正确；由n 1n 2＝I 2I 1得，副线圈的电流大，要想导线发热少，导线要粗一些(使电阻较小)，故选项C 错误；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，选项D 错误．答案：AB14．如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3、R 4均为定值电阻，开关S 是闭合的．○V 1 和○V 2 为理想电压表，读数分别为U 1和U 2；○A 1 、○A 2 和○A 3 为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3.现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是( )A ．U 2变小、I 3变小B ．U 2不变、I 3变大C ．I 1变小、I 2变小D ．I 1变大、I 2变大解析：因为变压器的匝数与U 1不变，所以U 2与两电压表的示数均不变，当S 断开时，因为负载电阻增大，故副线圈中的电流I 2减小，I 1I 2＝n 2n 1知I 1也将减小，C 正确；因为R 1两端的电压减小，故R 2、R 3两端的电压将增大，I 3变大，B 正确．正确选项为B 、C.答案：BC三、填空题(本题共2小题，共14分)15．(6分)钳形电流表的外形和结构如图甲所示．图甲中电流表的读数为1.2 A ．图乙中用同一电缆线绕了3匝，则这种电流表能测________(选填“交流”或“直流”)电流，图乙的读数为________A.图甲图乙解析：钳形电流表是根据变压器变流原理设计的，这种电流表能测交流电流，不能测直流电流．图甲电缆线绕 1 匝，电流表的读数为I2＝1.2 A，则I1×1＝I2×n；用同一电缆线绕了3 匝，流过电缆线的电流I1不变，则I1×3＝I2′×n，I2′＝3.6 A.答案：交流 3.616．(8分)有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．图甲图乙(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源．请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)：_______________________________________________________________.(3)A 线圈的匝数为n A ＝________(用所测物理量符号表示)． 解析： (1)由题图乙可知a 位置的阻值大于b 位置的阻值，由电阻定律可得A 线圈的匝数多于B 线圈的．(2)①用长导线绕一个n 匝线圈，作为副线圈替代A 线圈； ②把低压交流电源接B 线圈，测得B 线圈的输出电压为U ； ③用A 线圈换下绕制的线圈测得A 线圈的输出电压为U A .则n A ＝U A Un . 答案：(1)A (2)①用长导线绕一个n 匝线圈，作为副线圈替代A 线圈；②把低压交流电源接B 线圈，测得B 线圈的输出电压U ；③用A 线圈换下绕制的线圈测得A 线圈的输出电压U A (3)U A Un 四、计算题(本题共3小题，共32分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)17．(10分)如图甲所示，矩形线圈匝数N ＝100匝，ab ＝30 cm ，ad ＝20 cm ，匀强磁场磁感应强度B ＝0.8 T ，绕轴OO ′从图示位置开始匀速转动，角速度ω＝100π rad/s ，试求：图甲 图乙(1)穿过线圈的磁通量最大值Φm 为多大？线圈转到什么位置时取得此值？(2)线圈产生的感应电动势最大值E m 为多大？线圈转到什么位置时取得此值？(3)写出感应电动势e 随时间变化的表达式，并在图乙中作出图象．解析：(1)当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值． Φm ＝BS ＝0.8×0.3×0.2 Wb ＝0.048 Wb.(2)线圈与磁感线平行时，感应电动势有最大值E m ＝NBSω＝480π V .(3)表达式e ＝E m cos ωt ＝480πcos (100πt ) V .图象如图所示．18．(10分)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW ，输出电压恒为500 V ，现用电阻率为1.8×10－8 Ω·m ，横截面积为10－5 m 2的输电线向4×103 m 远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，则：(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V ，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？解析：(1)导线电阻R 线＝ρ2l S得R 线＝14.4 Ω， 升压变压器原线圈中电流I 1满足P ＝U 1I 1，得I 1＝200 A ，升压变压器副线圈中电流I 2＝I 线，又I 2线R 线＝4%P ，得I 2＝503 A ，由I 1I 2＝n 2n 1，得n 1n 2＝112. (2)降压变压器的输入电压U 3满足P －4%P ＝U 3I 线，得U 3＝5 760 V ，因为输出电压U 4＝220 V ，由U 3U 4＝n 3n 4，得n 3n 4＝28811. 19．(12分)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，线圈的匝数n ＝100，电阻r ＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R 连接，电阻R ＝90Ω，与R 并联的交流电压表为理想电表．在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t 按图乙所示正弦规律变化．求：(1)交流发电机产生的电动势最大值；(2)电路中电压表的示数；(3)R 上的热功率．解析：(1)交流发电机产生电动势的最大值：E m ＝nBS ω，而Φm ＝BS ，ω＝2πT ，所以E m ＝2n πΦm T. 由Φ－t 图线可知：Φm ＝2.0×10－2 Wb ，T ＝6.28×10－2s ，所以E m ＝200 V .(2)电动势的有效值E ＝E m 2＝100 2 V ， U ＝R R ＋rE ＝90100×100 2 V ＝90 2 V ＝127.3 V . (3)R 上的功率为：P R ＝U 2R ＝（902）290W ＝180 W.精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。

第六章传感器3 实验：传感器的应用1．硫化镉的电阻率随光照强度转变而发生明显的转变，利用材料的这种特性能够制成( )A．热敏电阻B．光敏电阻C电容器D．电感器解析：硫化镉的电阻率随光照强度转变而发生明显的转变，故这种材料对光照灵敏，能够制成光敏电阻，B项正确．答案：B2．(多项选择)如下图为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，那么( )A．A为低电平，LED发光B．A为高电平，LED发光C．A为低电平，LED不发光D．A为高电平，LED不发光解析：当A端为高电平，Y端输出低电平，那么加在LED两头的是正向电压，那么LED 发光；当A端为低电平，Y端输出高电平，那么LED不发光，应选BC.答案：B C3．(多项选择)如下图的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，R G为光敏电阻．A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．以下说法正确的选项是( )A．天黑时，Y处于高电平B．天黑时，Y处于低电平C．当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮D．当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能够点亮解析：天黑时，R G阻值增大到必然值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值，输出端Y突然由高电平跳到低电平，R1调大时，A端电压降低，只有天更暗时，R G电阻更大时，路灯才点亮，应选BC.答案：BC4．(多项选择)如下图是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．那么( )A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低C．当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压解析：R1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故A项错误，B项正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故C项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D项错误．答案：BC5．(多项选择)如下图是温度报警器电路示用意，以下关于对此电路的分析正确的选项是( )A．当R T的温度升高时，R T减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B．当R T的温度升高时，R T减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声解析：当R T温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错误，B正确．当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C正确，D错误．应选BC.答案：BC6．如图是热水器的恒温集成电路，R0是热敏电阻，温度较低时其阻值专门大，温度较高时阻值很小．若是热水器中没有水或水温较高时，继电器会放开簧片，发烧器断路，反之会吸住簧片接通发热器．若是热水器中没有水时，电路中BC部份就处于________(选填“断路”或“短路”)状态，那么在电路图的虚线框内的门电路应是________门，当温度较低时，门电路的输入端A是________(选填“高”或“低”)电势．解析：热水器中没有水，BC部份相当于断路．热水器中没有水或水温较高时，继电器都能使发烧器断路，故可判定虚线框内应是“与”门，当温度较低时，R0阻值较大，故门电路输入端A是高电势．答案：断路与高。