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阶段水平测试(三)
一、选择题(本大题共10小题，每小 ( http: / / www.21cnjy.com )题4分，共40分。在第1、2、3、4、5、7、8、10题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第6、9题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)【出处：21教育名师】
1．下列说法正确的是( )
A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器
B．湿敏传感器只能是物理传感器
C．物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出
D．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应
解析：各种传感器虽然工作原理不同 ( http: / / www.21cnjy.com )，但基本功能相似，多数是将非电学量转化为电学量，故A错；湿敏传感器为化学传感器，故B错；传感器既可将信息转化为电压输出，也可转化为电流、电阻等输出，故C错；由物理传感器定义知D正确。21cnjy.com
答案：D
2．[2014·德州高二检测]下列有关传感器的说法中错误的是( )
A．汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器
B．“嫦娥二号”卫星星载的立体相机获取月球数据利用了光传感器
C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器
D．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器
解析：生命探测仪是利用生物传感器，立体 ( http: / / www.21cnjy.com )相机是利用光学传感器，电子秤是利用压力传感器，火灾报警是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了光学传感器而不是利用了温度传感器，A、B、C对，D错。
答案：D
3．如图是用电流传感器(相当于电流 ( http: / / www.21cnjy.com )表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。图中是某同学画出的在t0时刻开关S由闭合变为断开，通过传感器的电流随时间变化的图象。关于这些图象，下列说法中正确的是( )
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A．甲图是通过传感器1的电流随时间变化的情况
B．乙图是通过传感器1的电流随时间变化的情况
C．丙图是通过传感器2的电流随时间变化的情况
D．丁图是通过传感器2的电流随时间变化的情况
解析：开关S由闭合变为断开，传感器1 ( http: / / www.21cnjy.com )中的电流立刻变为零，如丁图；传感器2中的电流由于线圈的自感作用，电流反向并逐渐减小，C正确，A、B、D错误。 21*cnjy*com
答案：C
4．如图所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是( )
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A．严重污染时，LDR是高电阻
B．轻度污染时，LDR是高电阻
C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定
D．该仪器不会受到白天光照的影响
解析：严重污染时，透过污水照到LDR上 ( http: / / www.21cnjy.com )的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天自然光强度较强，会对LDR造成影响，D错。
答案：A
5．如图所示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，则( )
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①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高
②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低
③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
解析：R1是光敏电阻，有 ( http: / / www.21cnjy.com )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①项错误，②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③项正确；当减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④项错误，故应选C。21教育网
答案：C
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6．如图所示为一种自动跳闸的闸刀开 ( http: / / www.21cnjy.com )关，O是转轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中，C、O间距离为10 cm。当磁场力为0.2 N时，闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为( )21教育名师原创作品
A．电流方向C→D B．电流方向O→C
C．电流大小为2 A D．电流大小为1 A
解析：只有当OC受到向左 ( http: / / www.21cnjy.com )的安培力时，闸门才能自动跳开，根据左手定则知电流的方向是O→C，CO所受安培力大小为F安＝BIL＝1×I×0.1 N＝0.2 N，从而解得I＝2 A。
答案：BC
7．如图所示是一位同学设计的防盗门 ( http: / / www.21cnjy.com )报警器的简化电路示意图。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态。门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比( )
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A．红灯亮，UR2变大 B．绿灯亮，UR2变大
C．绿灯亮，UR2变小 D．红灯亮，UR2变小
解析：门打开R3减小，导致R总减 ( http: / / www.21cnjy.com )小和I总增加，Ur和UR1变大，UR2＝E－(UR1＋Ur)减小，IR3＝I总－增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，A、B、C均错误，D正确。
答案：D
8．金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，下图中可能表示金属铂电阻的U－I图线是( )
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解析：金属铂导体的电阻对温度的变化 ( http: / / www.21cnjy.com )很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其U－I图线是非线性的且图线上各点求得的电阻随I(或U)的增大而增大，故B正确。2·1·c·n·j·y
答案：B
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9．在一些学校的教室里，为 ( http: / / www.21cnjy.com )了保证照明条件，采用了智能照明系统，在自然光不足时接通电源启动日光灯，而在自然光充足时，自动关闭日光灯。其原理图如图所示，R为一光敏电阻，L为一带铁芯的螺线管。在螺线管上方有一用细弹簧悬着的轻质衔铁，衔铁的一端用铰链固定使其可以自由转动，另一端用一绝缘棒连接两动触头。关于该智能照明系统的工作原理，下列描述正确的是( )
A．光照越强时，光敏电阻的阻值越大，衔铁被吸引下来
B．光线不足时，光敏电阻的阻值变大，所在电路电流变小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯接通
C．上面的两接线柱应该和日光灯电路连接
D．下面的两接线柱应该和日光灯电路连接
解析：由光敏电阻的特性可知，光 ( http: / / www.21cnjy.com )照强度越强，电阻越小，电流越大，衔铁被吸引下来，日光灯电路断开；光线不足时，电阻增大，电流减小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯电路接通。因此，上面的两接线柱应该和日光灯电路连接。选项B、C正确。21世纪教育网版权所有
答案：BC
10．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。 ( http: / / www.21cnjy.com )有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理示意图如图甲所示，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，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )21·cn·jy·com
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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
解析：由压敏电阻的特点知，t1～t2 ( http: / / www.21cnjy.com )时间内电流I均匀增加，所以压敏电阻所受的压力均匀增加，故小车做加速度越来越大的变加速运动，在t2～t3时间段内，电流最大，压敏电阻阻值最小，所受的压力最大且恒定，故小车做匀加速直线运动，D正确。【来源：21·世纪·教育·网】
答案：D
二、实验题(本题共2个小题，每小题6分，共12分，把答案填在题中横线上或按题目要求作答)
11．有一种测量压力的电 ( http: / / www.21cnjy.com )子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计，试分析：2-1-c-n-j-y
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(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式R＝________ Ω；
(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为________N；
(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度________。(选填“均匀”或“不均匀”)
解析：(1)由表中数据可知k＝＝＝0.4 Ω/N
所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R＝(300－0.4F) Ω。
(2)R上受到的压力越大 ( http: / / www.21cnjy.com )，R的阻值越小，电容器两端电压越大，但不能超过5 V，所以＝，解得R＝60 Ω，又因为R＝(300－0.4F) Ω，得出F＝600 N。
(3)电流表中的电流I＝＝，电流I与压力F不是线性关系，则该测力显示器的刻度不均匀。
答案：(1)300－0.4F (2)600 (3)不均匀
12．热敏电阻是传感电路中常用的电子 ( http: / / www.21cnjy.com )元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的值为4～5 Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V，内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 Ω)、直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω)、开关、导线若干。
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(1)在图甲的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小；
(2)根据电路图，在图乙的实物上连线；
(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤。
解析：(1)因为要求测热敏电阻在不同温 ( http: / / www.21cnjy.com )度下的电阻值，且要求特性曲线尽可能完整，即变化范围尽可能大，所以变阻器必须用分压接法；又因为待测热敏电阻值为4～5 Ω，远小于电压表内阻5 kΩ，故电流表必须外接，实验电路图如图1所示。
(2)实物接线如图2所示。
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(3)主要实验步骤：①往保温杯中加入一些 ( http: / / www.21cnjy.com )热水，待温度稳定时读出温度计的值；②调节滑动变阻器，快速测出几组电流表和电压表的值；③重复①②，测量不同温度下的数据；④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。【版权所有：21教育】
答案：见解析
三、计算题(本题共4个小题，共48分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13．(10分)全自动洗衣机中，排水电 ( http: / / www.21cnjy.com )磁阀是由程序控制器控制其动作的。当洗衣机进行排水和脱水程序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动作，牵引排水阀的活塞打开，排出污染。牵引电磁铁的结构如图所示。
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当程序控制器的控制电流通过线圈时，线圈和铁芯 ( http: / / www.21cnjy.com )1产生一个强的磁场，使铁芯2磁化，由于磁体相互作用，将铁芯2吸入线圈，此时铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水。同样，控制器不输出控制电流时，电磁铁将失去磁性，弹簧(图中未画)将铁芯2拉回原位，从而关闭阀门。想一想：21·世纪*教育网
(1)某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端和B端分别为什么磁极？
(2)a、b处输入的是正、负交变电流，铁芯2是否仍然吸入线圈？与恒定电流相比会有什么不同？
解析：(1)利用安培定则判断，A端为S极，B端为N极。
(2)仍能吸入线圈，因为铁芯仍 ( http: / / www.21cnjy.com )能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈发生相吸的作用。但与恒定电流产生的磁场相比，交变磁场强弱有变化，当磁性减弱的时刻弹簧会将铁芯2拉离线圈，因而会有振动而产生噪声。
答案：见解析
14．(12分)在蹦床项目中，假设 ( http: / / www.21cnjy.com )表演时运动员仅在竖直方向运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律在计算机上绘制出如图所示的曲线，当地重力加速度为g＝10 m/s2，依据图象给出的信息，回答下列物理量能否求出，如能求出写出必要的运算过程和最后结果。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)蹦床运动稳定后的运动周期；
(2)运动员的质量；
(3)运动过程中，运动员离开弹簧床上升的最大高度；
(4)运动过程中运动员的最大加速度。
解析：(1)稳定后的运动周期可以求出，由图象可知T＝(9.5－6.7) s＝2.8 s。
(2)运动员的质量可以求出，由图象可知运动员运动前mg＝F0＝500 N，m＝50 kg。
(3)运动员上升的最大高度可以求出，由图象可知运动员运动稳定后每次腾空时间为(8.7－6.7) s＝2 swww-2-1-cnjy-com
H＝g(Δt)2＝5 m。
(4)运动过程中运动员的最大加速度可以求出，运动员每次腾空时加速度a1＝g＝10 m/s2，而陷落最深时由图象可知Fmax＝2500 N
此时由牛顿第二定律Fmax－mg＝mamax
可得最大加速度amax＝－g＝40 m/s2。
答案：(1)2.8 s (2)50 kg (3)5 m (4)40 m/s2
15．(12分)某课外小组设 ( http: / / www.21cnjy.com )计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，一个劲度系数k＝120 N/m，自然长度L0＝1 m弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积S＝0.5 m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。定值电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1＝9.0 V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U2＝6.0 V。(电压表可看作理想表)试求：21*cnjy*com
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(1)金属杆单位长度的电阻；
(2)此时作用在迎风板上的风力。
解析：设无风时金属杆接入电路的电阻为R1，风吹时接入电路的电阻为R2，由题意得
(1)无风时：U1＝R1得R1＝4.5 Ω
所以金属杆单位长度的电阻
r0＝＝ Ω/m＝4.5 Ω/m。
(2)有风时：U2＝R2得R2＝1.5 Ω
此时，弹簧长度L＝＝ m
压缩量x＝L0－L＝(1－) m＝ m
由平衡得此时风力：
F＝kx＝120× N＝80 N。
答案：(1)4.5 Ω/m (2)80 N
16．(14分)如图所示为一种悬球式加速度仪的原理图，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度。金属球的质量为m，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为L的均匀电阻丝，其总阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计。电阻丝的中点C处焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两根导线之间接入一个电压表，图中虚线OC与AB垂直，且OC＝h，电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上。整个装置固定在列车中，使AB沿车前进的方向。列车静止时金属丝处于竖直状态，当加速或减速时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小。www.21-cn-jy.com
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(1)当列车向右做匀加速直线运动时，试导出加速度a与电压表读数U′的关系式。
(2)用导出的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀。
(3)C点设置在电阻丝AB中点的原因是什么？对电压表的选择有什么特殊要求吗？
解析：(1)设列车加速度为a时，金属丝偏离竖直方向的角度为θ，此时金属球受力情况如图所示，根据牛顿第二定律得mgtan θ＝ma
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又tan θ＝
则由以上两式解得a＝g·
设此时电压表读数为U′，则
＝＝
则DC＝，故a＝g·
(2)由上式可知，g、L、U、h均为常量，则 ( http: / / www.21cnjy.com )加速度a与电压表读数U′成正比，可将电压表上的刻度一一改成相应的加速度a的数值，因而可知表盘上加速度a的刻度与电压刻度一样是均匀的。
(3)列车可能加速运动也可能减速运动(加速 ( http: / / www.21cnjy.com )度方向变化)，C点在电阻丝AB中点时，电压表中间的刻度为零；选用的电压表零刻度需在表盘的中央，指针能左右摆动。【来源：21cnj*y.co*m】
答案：见解析
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阶段水平测试(一)
一、选择题(本大题共10小题，每小题4分 ( http: / / www.21cnjy.com )，共40分。在第4、6、7、8、9、10题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第1、2、3、5题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)21世纪教育网版权所有
1. [2014·长春高二检测]下列说法正确的是( )
A. 奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B. 闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
C. 线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
D. 涡流的形成一定遵循法拉第电磁感应定律
解析：A项由物理学史可知A正确；B项中做切 ( http: / / www.21cnjy.com )割磁感线运动且使磁通量变化才产生感应电流，故B错；C项中，感应电动势与磁通量变化率成正比，故C错；D项正确。21cnjy.com
答案：AD
2. [2014·江苏高考]如图所示，在线 ( http: / / www.21cnjy.com )圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有( )21·世纪*教育网
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A．增加线圈的匝数 B．提高交流电源的频率
C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯
解析：当线圈上通交流电时， ( http: / / www.21cnjy.com )金属杯由于发生电磁感应现象，杯中有感应电流，对水加热，若要增大感应电流，则需要增大感应电动势或者减小杯体的电阻。增加线圈的匝数，使得穿过金属杯的磁场增强，感应电动势增大，选项A正确；提高交流电的频率，使得磁通量的变化率增大，感应电动势增大，选项B正确；若将金属杯换为瓷杯，则不会产生感应电流，选项C错误；取走线圈中的铁芯，磁场会大大减弱，感应电动势减小，选项D错误。 21*cnjy*com
答案：AB
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3. 如图所示，闭合电路中的螺线管可自 ( http: / / www.21cnjy.com )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( )【出处：21教育名师】
A．灯泡变暗 B．灯泡变亮
C．螺线管缩短 D．螺线管伸长
解析：加上软铁棒，使螺线管磁场变强 ( http: / / www.21cnjy.com )，则螺线管产生自感电动势来阻碍磁场的变强，使原电流减小，故灯泡变暗，螺线管各匝间吸引力变小，从而螺线管伸长。
答案：AD
4. 当一段导线在磁场中做切割磁感线运动时，则( )
A. 导线中一定有感应电流
B. 导线中一定有感应电动势
C. 导线上一定会产生焦耳热
D. 导线一定受到磁场的作用力，这个力阻碍导线运动
解析：导体切割磁感线一定能产生感应电动势，但如果不是闭合回路，则没有感应电流，也不会产生焦耳热，也不会受安培力，故B正确，A、C、D错。
答案：B
5. [2014·汕头高二检测]如图甲、乙电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小。接通S，使电路达到稳定，电灯D发光，则( )
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A. 在电路甲中，断开S，电灯D将渐渐变暗
B. 在电路甲中，断开S，电灯D将先变得更亮，然后渐渐变暗
C. 在电路乙中，断开S，电灯D将渐渐变暗
D. 在电路乙中，断开S，电灯D将先变得更亮，然后渐渐变暗
解析：甲图中，电灯D与电感线圈L在 ( http: / / www.21cnjy.com )同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，电灯D的电流不变，以后电流渐渐变小。因此，电灯渐渐变暗，A对B错；乙图中，电灯D所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开开关S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给电灯D供电。因此，反向流过电灯D的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以电灯要先闪亮一下，然后渐渐变暗，C错D对。
答案：AD
6. 如图所示是著名物理学家费曼设计的一个实 ( http: / / www.21cnjy.com )验，在一块绝缘板中部安装一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球。整个装置悬挂起来，当接通电键瞬间，整个圆盘将(自上而下看)( )
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A. 顺时针转动一下 B. 逆时针转动一下
C. 顺时针不断转动 D. 逆时针不断转动
解析：闭合S瞬间，线圈中的电流的磁场向下突然增加，将引起逆时针方向的涡旋电场，使带负电的小球受到安培力沿顺时针方向转动，A对。21*cnjy*com
答案：A
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7. 如图，EOF和E′O ( http: / / www.21cnjy.com )′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里。一边长为l的正方形导线框沿OO′方向匀速通过磁场，t＝0时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是( )
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解析：根据楞次定律，线框 ( http: / / www.21cnjy.com )刚进入磁场时感应电流沿逆时针方向，故C、D错误。再根据E＝BLv，线框通过磁场的过程中，导体切割磁感线的有效长度发生变化，感应电动势先增大，后不变，再减小，然后再反向增大，后不变，再减小，故A错误，B正确。
答案：B
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8. 如图所示，竖直放置的两根平行金属 ( http: / / www.21cnjy.com )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，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，棒在竖直向上的恒力F作用下做加速上升运动的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于( )
A. 棒的机械能增加量 B. 棒的动能增加量
C. 棒的重力势能增加量 D. 电阻R上放出的热量
解析：根据动能定理可知：WF＋W安＋W ( http: / / www.21cnjy.com )G＝mv2。其中，安培力、重力均做负功，外力F做正功，则由上式可得A正确，B、C错误；D选项中电阻上放出的热量应等于克服安培力所做的功，故D错误。
答案：A
9. 两块水平放置的金属板间的距离 ( http: / / www.21cnjy.com )为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为m、电荷量＋q的油滴恰好处于静止。则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是( )
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A. 磁感应强度B竖直向上且正增强，＝
B. 磁感应强度B竖直向下且正增强，＝
C. 磁感应强度B竖直向上且正减弱，＝
D. 磁感应强度B竖直向下且正减弱，＝
解析：油滴静止说明电容器下极板带正电，线圈中电流自上而下(电源内部)，由楞次定律可以判断，线圈中的磁感应强度B为向上的减弱或向下的增强。【来源：21cnj*y.co*m】
又E＝n①
UR＝·E②
＝mg③
由①②③式可解得：＝。
答案：C
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10. 如图所示，水平面内有一平行金属导 ( http: / / www.21cnjy.com )轨，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。t＝0时，将开关S由1掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是( )21教育名师原创作品
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解析：导体棒做加速度减小的加速运动， ( http: / / www.21cnjy.com )直至匀速，故q－t图象应如图甲所示，A错；i－t图象应如图乙所示，B错；v－t图象应如图丙所示，C错，D对。
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答案：D
二、实验题(本题共2个小题，每小题6分，共12分，把答案填在题中横线上或按题目要求作答)
11. 图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
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(1)将图中所缺的导线补接完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________；
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针________。
(3)在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。www.21-cn-jy.com
A. 因电路不闭合，无电磁感应现象
B. 有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C. 不能用楞次定律判断感应电动势方向
D. 可以用楞次定律判断感应电动势方向
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(4)如图所示的A、B分别表示原、副线圈，若副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为________。2·1·c·n·j·y
A．原线圈通入顺时针方向电流，且正从副线圈中取出
B．原线圈通入顺时针方向电流，且其中铁芯正被取出
C．原线圈通入顺时针方向电流，且将滑动变阻器阻值调小
D．原线圈通入逆时针方向电流，且正在断开电源
解析：(2)依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则①向右偏转一下；②向左偏转一下。
(3)穿过电路中的磁通量发生变化即产生 ( http: / / www.21cnjy.com )电磁感应现象。如电路不闭合无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势。要产生感应电流，电路要求必须闭合，故答案选B、D。
(4)副线圈中产生顺时针方向的 ( http: / / www.21cnjy.com )感应电流，可依据楞次定律来判断原线圈通入电流的情况。如果原线圈电流在减小(或磁通量减小)，肯定与顺时针方向相同。因为副线圈会阻碍其磁通量的减小，在电流上表现为同向。反过来如果原线圈电流在增大(或磁通量增加)，则副线圈中电流方向与原线圈中电流方向相反。故答案选A、B。
答案：(1)如图所示
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(2)①向右偏转一下 ②向左偏转一下
(3)BD (4)AB
12. 如图甲所示是某同学研究自感现象 ( http: / / www.21cnjy.com )的实验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)。已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 Ω，电阻R的阻值为2 Ω。21·cn·jy·com
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(1)线圈的直流电阻为________Ω。
(2)开关断开时，该同学观察到的现象为：_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。【来源：21·世纪·教育·网】
解析：(1)由题图乙可知，当开关S闭合时，线圈L中的电流IL＝1.5 A，此时有E＝IL(RL＋R)，解得RL＝2 Ω。2-1-c-n-j-y
(2)S闭合时，灯泡中的电流I1＝＝ A＝1 A，故IL>I1，当断开S时，通过灯泡中的电流由IL逐渐减为零，所以灯泡闪亮一下熄灭。【版权所有：21教育】
答案：(1)2 (2)灯泡闪亮一下再熄灭
三、计算题(本题共4个小题，共48分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13. (10分)[2014 ( http: / / www.21cnjy.com )·盐城摸底]如图所示，Ⅰ、Ⅱ区域是宽度均为L＝0.5 m的匀强磁场，磁感应强度大小B＝1 T，方向相反。一边长L＝0.5 m、质量m＝0.1 kg、电阻R＝0.5 Ω的正方形金属线框，在外力作用下，以初速度v＝10 m/s匀速穿过磁场区域。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)取逆时针方向为正，作出i－t图象；
(2)求线框穿过磁场区域的过程中外力做的功。
解析：(1)电流I1＝＝10 A逆时针方向取正值；时间间隔Δt1＝0.05 s
I2＝＝20 A顺时针方向取负值；
时间间隔Δt2＝0.05 s
I3＝＝10 A逆时针方向取正值；
( http: / / www.21cnjy.com )
时间间隔Δt3＝0.05 s
电流随时间变化关系如图所示。
(2)因为线框匀速运动，所以外力做的功等于电流做的功W＝IRΔt1＋IRΔt2＋IRΔt3＝15 J。www-2-1-cnjy-com
答案：(1)见解析 (2)15 J
14. (12分)[2014·无锡高二 ( http: / / www.21cnjy.com )检测]如图所示，ab、cd为足够长、水平放置的光滑固定导轨，导体棒MN的长度为L＝2 m，电阻r＝1 Ω。有垂直abcd平面向下的匀强磁场，磁感强度B＝1.5 T，定值电阻R1＝4 Ω，R2＝20 Ω，小灯泡L的额定功率和额定电压分别为1.35 W和9 V。当导体棒MN水平向左匀速运动，小灯泡L正常发光时。求：
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(1)电流表的示数；
(2)导体棒MN两端的电压；
(3)导体棒MN运动的速度大小。
解析：①电流表的示数为：I2＝＝0.45 A。
②通过灯泡中的电流为：IL＝＝0.15 A。
则干路中的电流为：I＝I2＋IL＝0.6 A
导体棒MN两端的电压为路端电压，大小为：U＝IR1＋UL＝11.4 V。
③电源电动势大小为：E＝U＋Ir＝12 V
由E＝BLv，得v＝＝4 m/s。
答案：(1)0.45 A (2)11.4 V (3)4 m/s
15. (12分)[2014·江苏高考 ( http: / / www.21cnjy.com )]如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：
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(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；
(2)导体棒匀速运动的速度大小v；
(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。
解析：(1)在绝缘涂层上导体棒受力平衡有mgsinθ＝μmgcosθ
解得μ＝tanθ
(2)在光滑导轨上
感应电动势E＝BLv
感应电流I＝
安培力F安＝BIL
导体棒受力平衡有F安＝mgsinθ
解得v＝
(3)摩擦生热QT＝μmgdcosθ
由能量守恒定律有3mgdsinθ＝Q＋QT＋mv2
解得Q＝2mgdsinθ－。
答案：(1)tanθ (2)
(3)2mgdsinθ－
16. (14分)[2014·唐山高二检 ( http: / / www.21cnjy.com )测]如图所示，一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为200 cm2，线圈的电阻为1 Ω，在线圈外接一个阻值为4 Ω的电阻和一个理想电压表。电阻的一端B与地相接，线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如B－t图所示，求：21教育网
( http: / / www.21cnjy.com ) (1)t＝3 s时穿过线圈的磁通量；
(2)t＝5 s时，电压表的读数；
(3)若取B点电势为零，A点的最高电势是多少？
解析：(1)t＝3 s时，Φ＝BS＝3.5×10－1×200×10－4 Wb＝7×10－3 Wb。
(2)4～6 s内的感应电动势为
E1＝nS＝100××200×10－4 V＝0.4 V，
电压表的读数为
U＝R＝×4 V＝0.32 V。
(3)0～4 s，A点电势高于零；4～6 s，A点电势低于零。
0～4 s内的感应电动势为E2＝nS＝100××200×10－4 V＝0.1 V
A、B两端的电势差为
UAB＝R＝×4 V＝0.08 V，
故A点的最高电势为φA＝0.08 V。
答案：(1)7×10－3 Wb (2)0.32 V (3)0.08 V
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阶段水平测试(二)
一、选择题(本大题共10 ( http: / / www.21cnjy.com )小题，每小题4分，共40分。在第1、2、3、4、5、6、8、9、10题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第7题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)2·1·c·n·j·y
1．[2014·宜兴高二检 ( http: / / www.21cnjy.com )测]如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率均为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1：n2和电源电压U1分别为( )【来源：21cnj*y.co*m】
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A．1∶2 2U B．1∶2 4U
C．2∶1 4U D．2∶1 2U
解析：设灯泡正常发光时，额定电流 ( http: / / www.21cnjy.com )为I0。由题图可知，原线圈中电流I原＝I0，副线圈中两灯并联，副线圈中电流I副＝2I0，U副＝U，根据理想变压器的基本规律：I原n1＝I副n2得n1∶n2＝2∶1；U原/U副＝得U原＝2U，所以U1＝4U。C项正确。21世纪教育网版权所有
答案：C
2．[2014·四川高考]如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则( )【版权所有：21教育】
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A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
解析：根据图乙可知，发电机输出的交 ( http: / / www.21cnjy.com )流电的周期为0.02 s，根据频率与周期的关系得发电机输出的交流电的频率为50 Hz，由于变压器在传输电能的过程中不改变交流电的频率，故用户用电器上交流电的频率为50 Hz，A项错误；根据图乙可知，发电机输出的交流电的最大值为500 V，由于该交流电是正弦式交变电流，根据正弦式交变电流的有效值与最大值的关系可得，发电机输出的交流电的有效值为250 V，故B项错误；根据输电线上的电流与升压变压器的输入电压U1、升压变压器的原、副线圈的匝数比、降压变压器的原、副线圈的匝数比、输电线上的电阻R线和负载电阻R负的关系可得I线＝I3＝()2，即I线＝，则当升压变压器的输入电压U1和输电线上的电阻R线一定时，输电线的电流I线与升压变压器的原、副线圈的匝数比、降压变压器的原、副线圈的匝数比和负载电阻R负都有关系，故C项错误；根据焦耳定律可得，输电线上损失的功率P损＝IR线，又I线＝，即P损＝21教育名师原创作品
则当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率将减小，故D项正确。
答案：D
3．测电笔中的氖管启辉电压为86.6 V，把它接到有效值电压为70.7 V、频率为50 Hz的余弦交流电源上，则氖管( )
A．不能发光 B．能发光，每秒发光50次
C．能发光，每秒发光100次 D．能发光，每秒发光200次
解析：交变电流电压的最大值为×70.7 V≈100 V，大于起辉电压86.6 V，故能发光，一个周期内发光两次，每秒发光100次。
答案：C
4．电感和电容对交变电流的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟交流电的频率有关，下列说法中正确的是( )
A．电感是通直流、阻交流，通高频、阻低频
B．电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频
C．电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频
D．电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频
解析：电感线圈的作用是“通直流、阻交流，通低频、阻高频”，电容器的作用是“通交流、隔直流，通高频、阻低频”，故选项B正确。21cnjy.com
答案：B
5．[2013·安庆高二检测]如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为R的输电线对用电器供电，设两盏灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的触头P向N移动，会出现的现象是( )21·世纪*教育网
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A．电流表A的示数变大，灯泡L1、L2均变暗
B．电流表A的示数变小，灯泡L1、L2均变暗
C．电流表A的示数变大，灯泡L1变亮，L2变暗
D．电流表A的示数不变，灯泡L1变暗，L2变亮
解析：副线圈输出电压不变，滑动变阻 ( http: / / www.21cnjy.com )器的触头P向N移动的过程中，并联部分电阻减小，副线圈中的电流增大，但因为灯泡L2两端的电压减小，所以灯泡L2的电流减小，因为总电流增大，所以灯泡L1的电流增大，即灯泡L1变亮，灯泡L2变暗。因为副线圈上的电流增大，所以输出功率变大，输入功率变大，而输入电压不变，输入电流变大，电流表A的示数变大。【出处：21教育名师】
答案：C
6．图甲所示电路中，A1、A2、A3为 ( http: / / www.21cnjy.com )相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．电流表A1的示数比A2的小
B．电流表A2的示数比A3的小
C．电流表A1和A2的示数相同
D．电流表的示数都不为零
解析：由于B－t图象的斜率不变， ( http: / / www.21cnjy.com )根据法拉第电磁感应定律可知，副线圈中产生的感应电流恒定不变，为稳恒电流，电感线圈对稳恒电流没有阻碍作用，所以A1和A2的示数相同，电容器对稳恒电流相当于断路，所以A3的示数为0，正确答案为C。
答案：C
7．[2014·课标全国 ( http: / / www.21cnjy.com )卷Ⅱ]如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则( )21*cnjy*com
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A．Uab∶Ucd＝n1∶n2
B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小
C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大
D．将二极管短路，电流表的读数加倍
解析：设变压器副线圈两端的电压为U2，则 ( http: / / www.21cnjy.com )有＝，而U2＝Ucd，所以A项错误；增大负载电阻R，变压器的输出功率减小，所以电流表的读数减小，B项正确；负载电阻的阻值减小，Ucd不变，C项错误；将二极管短路，变压器的输出功率加倍，所以输入功率加倍，因此电流表的示数加倍，D项正确。
答案：BD
8．[2014·泰安高二检测]下图中图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是( )
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A．图1表示交流电，图2表示直流电
B．两种电压有效值相等
C．图1所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin100πt V
D．图1所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的－2 s
解析：图1、2均表示交流电，故A ( http: / / www.21cnjy.com )错；图1是正弦式交流电，周期为2×10－2 s，所以ω＝＝100π rad/s，所以电压的瞬时值表达式为u＝311sin100πt V，故C选项对；图1和图2的有效值并不相同，B错；变压器只能改变交流电的电压，不能改变交流电的频率，故D错。21·cn·jy·com
答案：C
9．欧洲核子研究中心于2008年 ( http: / / www.21cnjy.com )9月10日启动了大型强子对撞机，如图甲所示，将一束质子流注入长27 km的对撞机隧道，使其加速后相撞，创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态相类似的条件，为研究宇宙起源和各种基本粒子特性提供强有力的手段。设n个长度逐渐增大的金属圆筒沿轴线排成一串，各筒相间地连到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电源上，图乙所示为其简化示意图。质子束以一定的初速度v0沿轴线射入圆筒实现加速，则( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．质子在每个圆筒内都做加速运动
B．质子只在圆筒间的缝隙处做加速运动
C．质子穿过每个圆筒的时间恰为交变电流的周期
D．每个筒长应与其对应的位置成线性关系
解析：由于同一个金属筒所 ( http: / / www.21cnjy.com )处的电势相同，内部无场强，故质子在筒内必做匀速直线运动；而前后两筒间的电势差为U，故质子每次穿越缝隙时将被电场加速，则B对，A错。又由于各筒相间地连到频率为f的交流电源上，故质子穿过每个圆筒的时间都应为交变电流的半个周期，故C错。若设vn为质子在第n个筒内的速度，则筒长为Ln＝vn·，又mv－mv＝(n－1)qU，得Ln＝，即筒长与其对应的位置不成线性关系，D项错误。 21*cnjy*com
答案：B
10．[2013·巢湖高二检测 ( http: / / www.21cnjy.com )]一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E0，周期为T0，外力提供的功率为P0。若使线圈转动的角速度变为2ω，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P。则E、T和P的大小为( )
A．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0
B．E＝E0，T＝T0，P＝2P0
C．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0
D．E＝2E0，T＝T0，P＝4P0
解析：设线圈为N匝，面积为S， ( http: / / www.21cnjy.com )所在区域磁感应强度为B，当角速度为ω时，产生的最大感应电动势E0＝NBSω，周期T0＝，外力提供的功率P0＝＝＝。当角速度为2ω时，产生的最大感应电动势E＝2NBSω＝2E0，周期T＝＝＝T0，外力提供的功率P＝＝＝4P0。故选项D对。
答案：D
二、实验题(本大题共2小题，共16分)
11．(6分)一电热器接在最大值为 ( http: / / www.21cnjy.com )36 V的正弦交流电源上时产生的热功率为P，若接到某直流电源上时产生的热功率为，忽略电阻随温度的变化，则所接直流电源的电压U＝________V。
解析：设电热器的电阻为R，接交流电源时，有P＝；接直流电源时，有＝，联立解得U＝18 V。
答案：18
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12．(10分)如图所示，电表均为理想的 ( http: / / www.21cnjy.com )交流电表，保险丝P的熔断电流为2 A，电容器C的击穿电压为300 V。若在a、b间加正弦交流电压，并适当地调节R接入电路中的阻值，使P恰好不被熔断，C恰好不被击穿，则电流表的读数为________A，电压表的读数为________V。【来源：21·世纪·教育·网】
解析：电阻R0和R串联接入交流电 ( http: / / www.21cnjy.com )路中，通过保险丝的电流与通过电流表的电流相等；电容器与电阻R并联，故电容器两端的电压与R两端的电压相同。电压表的读数是电阻R两端电压的有效值，而电容器的击穿电压是加在电容器两端的交流电压的最大值，故电流表的读数为2 A，电压表的读数为 V＝212.1 V。
答案：2 212.1
三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13．(10分)[2014·锦州高二检 ( http: / / www.21cnjy.com )测]一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100。穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r＝5.0 Ω，外电路电阻R＝95 Ω。已知感应电动势的最大值Em＝nωΦm，其中Φm为穿过每匝数圈磁通量的最大值。求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数。
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：感应电动势的最大值：Em＝nBSω＝nΦmω
设线圈在磁场中转动的周期为T，则有ω＝
根据欧姆定律，电路中的电流的最大值为：
Im＝
有效值：I＝Im
由题中给定的Φ－t图象可得：
Φm＝1.0×10－2 Wb，T＝3.14×10－2 s
解以上各式，并代入数据，得：I＝1.41 A。
答案：1.41 A
14．(11分)[2014·郑州高二检测 ( http: / / www.21cnjy.com )]交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝ T。为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V 11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)发电机的输出电压有效值为多少？
(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？
解析：(1)由Em＝NBSω＝1100 V，
得输出电压的有效值为U1＝＝1100 V。
(2)根据＝得＝。
(3)根据P入＝P出＝2.2×104 W，
由P入＝U1I1，解得I1＝20 A。
答案：(1)1100 V (2)5∶1 (3)20 A
15．(11分)三峡水利枢纽 ( http: / / www.21cnjy.com )工程是长江流域治理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程，水利枢纽控制流域面积为1.0×106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q＝4.51×1011 m3。水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面，在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作时的总发电功率)为P＝1.82×107 kW，年平均发电量约为W＝8.40×1010 kW·h。(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，取重力加速度g＝ 10 m/s2)www.21-cn-jy.com
(1)若三峡电站上、下游水位差按h＝100 m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率η的公式，并计算出效率η的数值．www-2-1-cnjy-com
(2)若26台发电机组全部发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均每年发电的时间为多少天？
(3)将该电站的电能输送 ( http: / / www.21cnjy.com )到华中地区，输送的电功率为P1＝4.5×106 kW，采用超高压输电，输电电压为U＝500 kV，而发电机组输出的电压约为U0＝18 kV，要求输电线上损耗的功率为输送的电功率的5%。求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻。2-1-c-n-j-y
解析：(1)电站的能量转化效率为
η＝＝×100%＝67.1%
(2)根据P＝有t＝＝＝192.3(天)
(3)升压变压器原、副线圈的匝数比为
＝＝＝
输电线中的电流为
I＝＝ A＝9.0×103 A
输电线上损耗的功率为
P损＝5%P1＝2.25×108 W
由P损＝I2R得输电线路的总电阻为
R＝＝ Ω＝2.78 Ω
答案：(1)67.1% (2)192.3天 (3)2.78 Ω
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16．(12分)[2014·南京高二检测 ( http: / / www.21cnjy.com )]如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：
(1)从图示位置起转动1/4转的时间内负载电阻R上产生的热量；
(2)从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电荷量；
(3)电流表的示数。
解析：线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流，此交变电流的电动势最大值为Em＝BSω＝B·πr2·2πn＝π2Bnr2。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的有效值为E＝＝，电阻R上产生的热量Q＝()2R·＝＝。21教育网
(2)在线圈从图示位置转过1/4转后时间内，电动势的平均值为＝，通过R的电荷量q＝·Δt＝·Δt＝＝。
(3)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′，由有效值的定义得
·＝T，E′＝，故电流表的示数为I＝＝。
答案：(1) (2) (3)
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