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人教版选择性必修二（第三、四、五章）阶段性检测A卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．如图所示，某手机采用磁吸式无线充电，将充电器和手机紧密结合在一起，可以降低能量损耗。充电时充电器的发射线圈接在电压有效值为的正弦交流电源上，手机的接收线圈的电压有效值为，功率为，不计充电过程中的能量损耗，下列说法正确的是（ ）
A．接收线圈的工作原理是电磁感应现象
B．发射线圈的工作原理是电流的热效应
C．发射线圈和接收线圈的匝数比为
D．正常充电时，充电器发射线圈的输入电流为0.1A
2．如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，线框平面与磁感线垂直，现使矩形线框绕垂直于磁场的轴以恒定角速度转动，线框电阻不计，匝数为匝，面积为。线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（4W，）和滑动变阻器R，电流表为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．从图示位置开始计时，线框中感应电动势瞬时值表达式为
B．线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量变化最快
C．若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡会变暗
D．若灯泡正常发光，则原、副线圈的匝数比为
3．一理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，R为定值电阻，为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小），下列说法正确的是（ ）
A．副线圈输出电压为31.1V
B．副线圈输出电压的频率为5Hz
C．光照强度减小时，原线圈的电流增大
D．光照强度增大时，变压器的输出功率增大
4．地磅工作原理图如图所示，地磅空载时变阻器滑片P位于A点，满载时滑片P位于B点，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A．电压表两端电压与被测汽车的质量成反比
B．电池长时间使用后，称量值会偏小
C．若称量值偏小，可在上串联一个电阻进行校正
D．若将一个电阻与电压表串联，可增大地磅量程
5．如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（ ）
A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正
C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷
6．图甲是汽车点火线圈的内部结构，点火线圈能在瞬间输出高压，使汽车启动。其原理如图乙所示，闭合开关S，理想变压器原线圈两端会加上的正弦式交流电，原、副线圈匝数之比为，则下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数为50V
B．副线圈中交流电的频率为100Hz
C．点火针两端的电压最大值为6000V
D．点火针的放电电流是转换器输出电流的120倍
7．一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示；图中N、S是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮。如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电，下列说法正确的是（ ）
A．自行车匀速行驶时线圈中产生的电流强度恒定
B．自行车的速度加倍，线圈中产生的电流周期加倍
C．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大
D．知道摩擦轮和后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里电流方向变化的次数
8．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（ ）
A． B．
C． D．
9．图为由理想变压器、电阻和灯泡组成的电路，电路输入的电压为，电阻的阻值是，小灯泡上标有“”，变压器副线圈回路中接入两个均标有“”的小灯泡，小灯泡均正常发光。下列说法中正确的是（ ）
A．理想变压器的原、副线圈匝数比为
B．电路输入的电压
C．通过电阻的电流是
D．电阻的功率为
10．小明同学设计了一个加速度计，如图所示。质量为m的绝缘滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧与劲度系数均为k的完全相同的轻弹簧相连；R为滑动变阻器，它两端之间的长度为L；轻质光滑的金属滑动片与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比，不考虑导线对滑块运动的影响。两电池的电动势均为E，内阻均不计。电压表指针的零点位于表盘中央，当P端电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。初始加速度时，电压表示数也为0。现将框架固定在运动的物体上，下列说法正确的是（ ）
A．初始时两根弹簧必须均为原长
B．滑动片的初始位置（时）必须与滑动变阻器两端的距离相等
C．若物体按图示箭头方向做匀减速直线运动，则电压表指针向零点右侧偏转
D．该加速度计能测量的加速度的最大值为
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．小双想利用实验室的一个热敏电阻设计一个温度报警装置。查阅资料得到该热敏电阻的阻值随温度t变化的曲线如图1所示。
（1）利用下列器材设计实验电路，要求尽量准确地测量热敏电阻在时的电阻值。
A．电源E：电动势为，内阻不计
B．电压表V：量程为，内阻未知
C．电流表G：量程为，内阻
D．滑动变阻器（最大阻值为）；滑动变阻器（最大阻值为）
E.待测热敏电阻
F.开关S，导线若干
请根据选择的合适器材，在图2方框中画出实验电路图，并标出各元件的符号 。
（2）若正确测量，某次电压表读数，电流表读数则热敏电阻在时的阻值 。
（3）把电源E、热敏电阻、电阻箱R、蜂鸣器D连接成如图3电路。蜂鸣器D内阻不计，当通过它的电流超过时，它就发出声音报警。若要求环境温度达到时开始报警，电阻箱的阻值应调为 。
（4）实验时发现电路不工作。为排查电路故障，学生用电压表测量图3中各接点间的电压合上开关S，一个接线柱连接a，另一接线柱连接b时指针不偏转，连接c时指针偏转。S若电路只有一处断路，则连接a的是电压表图3的 （填“正”或“负”）接线柱，断路处可能在 （填“ab间”或“bc间”）。
（5）故障排除后进行实验，发现环境温度达到时才开始报警，为了实现时报警，应将电阻箱的阻值适当调 （填“大”或“小”）。
12．如图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器，其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，其长度和横截面积都发生变化，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化、再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。
（1）请说明拉力感应电阻丝的电阻随拉力增大而增大的原因是 。
（2）某研究小组找到了一根拉力敏感电阻丝，其电阻随拉力变化的图你如图乙所示，再按丙图设计了一个简易的“吊秤”，电路中电源电动势E约为15V。内阻约为2；灵敏电流表满偏电流为10mA，内阻约为5；R为电阻箱，最大限值为9999；RL接在A、B两接线柱之间，通过光滑绝缘滑环将重物吊起，接通电路完成下列操作：
A．滑环不吊重物时，调节电阻箱R，当电流为某一示数I时，读出电阻箱的读数为；
B．滑环吊起待测重物时，测出电阻丝与竖直方向的夹角为；
C．调节电阻箱，使电流表示数仍然为I，读出电阻箱的读数为，则拉力敏感电阻丝电阻增加量为 。
（3）设的图像斜率为k，截距为b，则待测重物的重力G的表达式为 （用以上测得物理量表示）
（4）研究小组中一位同学受欧姆表原理启发，将灵敏电流表重新刻度标记重物的重力，则标记重力示数的刻度盘 （填“均匀”或“不均匀”）。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．如图所示，匀强磁场的磁感应强度，边长的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻，线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，角速度，外电路电阻。求：
（1）从图示位置开始感应电动势的瞬时值表达式？
（2）由图示位置转过过程中流过R的电荷量？
（3）不计一切摩擦，线框转动一周外力所做的功W
14．热爱物理的小南同学在家制作了一个简易台秤，用来测物体质量。内部电路如图甲所示，电源电压为18V定值电阻R0为30Ω，电阻R为压敏电阻，其阻值与所受压力的变化情况如图乙所示，电压表得量程为0~15V，电压表的表盘被改装为台秤的示数。他在该台称上放置一个底面积为200cm2、重为5N的足够深的柱形薄壁容器，用轻杆将一个质量为3kg的物体A（不吸水）固定于容器内正上方，物体A为高10cm、底面积为150cm2且质量分布均匀的长方体。现向容器中注水直到水面刚好与物体A的下表面相平，如图丙所示，此时台秤的示数为2.5kg。求：
（1）在保证电路安全的情况下，该台秤所能称量物体的最大重力为多少N；
（2）在图丙中，水对容器底的压强为多大；
（3）若将图丙中的长方体A左、右两侧沿竖直方向各切掉总体积的六分之一，并将切掉的部分放入容器浸没于水中，水面静止时电压表示数为多少？
15．如图所示为某学校一套校内备用供电系统，由一台发电机向全校22个教室（每个教室有“”的白炽灯6盏）供电。如果输电线的总电阻R是，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是和，那么：
（1）输电线路上损耗的电功率？
（2）发电机的输出功率应是多大？
（3）求升压变压器中原线圈的电压和电流
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人教版选择性必修二（第三、四、五章）阶段性检测A卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．如图所示，某手机采用磁吸式无线充电，将充电器和手机紧密结合在一起，可以降低能量损耗。充电时充电器的发射线圈接在电压有效值为的正弦交流电源上，手机的接收线圈的电压有效值为，功率为，不计充电过程中的能量损耗，下列说法正确的是（ ）
A．接收线圈的工作原理是电磁感应现象
B．发射线圈的工作原理是电流的热效应
C．发射线圈和接收线圈的匝数比为
D．正常充电时，充电器发射线圈的输入电流为0.1A
【答案】A
【详解】A．接收线圈的工作原理是电磁感应，故A正确；
B．发射线圈的原理是电流的磁效应，故B错误；
C．根据变压器的原理可知
故C错误；
D．因为不计能量损耗，所以发射线圈的输入功率等于接收线圈的输出功率，因此充电器发射线圈的输入电流为
故D错误。
故选A。
2．如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，线框平面与磁感线垂直，现使矩形线框绕垂直于磁场的轴以恒定角速度转动，线框电阻不计，匝数为匝，面积为。线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（4W，）和滑动变阻器R，电流表为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．从图示位置开始计时，线框中感应电动势瞬时值表达式为
B．线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量变化最快
C．若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡会变暗
D．若灯泡正常发光，则原、副线圈的匝数比为
【答案】C
【详解】A．线框中感应电动势最大值为
图中位置穿过线圈的磁通量最大，即为中性面位置，所以线圈中感应电动势的瞬时值为
故A错误；
B．根据上述表达式可知线框平面与磁感线垂直时为中性面位置，此时感应电动势的瞬时值为0，即
可得此时穿过线框的磁通量变化率
穿过线框的磁通量变化最慢。故B错误；
C．若将自耦变压器触头向下滑动，副线圈匝数变小，根据理想变压器电压与匝数的关系
可知输出电压减小，又因为
可知灯泡发光的功率变小，所以灯泡变暗。故C正确；
D．变压器变压器输入电压的有效值为
开关闭合时灯泡正常发光，所以
根据理想变压器的变压比得此时原副线圈的匝数比为
故D错误。
故选C。
3．一理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，R为定值电阻，为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小），下列说法正确的是（ ）
A．副线圈输出电压为31.1V
B．副线圈输出电压的频率为5Hz
C．光照强度减小时，原线圈的电流增大
D．光照强度增大时，变压器的输出功率增大
【答案】D
【详解】A．由题图甲可知，原线圈的电压的有效值为
由于是理想变压器，所以有
解得
故A项错误；
B．由题图甲可知，交流电的周期为
频率为
理想变压器不改变电流的频率，所以副线圈的输出电压的频率等于原线圈电压的频率为50Hz，故B项错误；
C．光照强度减小时，光敏电阻的阻值增加，由于原线圈的输入电压不变，且原副线圈的匝数比不变，所以副线圈的输出电压不变，副线圈电流有
所以副线圈的电流减少，根据理想变压器有
所以原线圈的电流减少，故C项错误；
D．光照强度增加时，光敏电阻的阻值减少，由之前的分析可知，副线圈的输出电压不变
副线的电流增加，所以副线圈的电功率为
所以副线圈的电功率增加，由于是理想变压器，所以有
所以原线圈的输出功率增加，故D项正确。
故选D。
4．地磅工作原理图如图所示，地磅空载时变阻器滑片P位于A点，满载时滑片P位于B点，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A．电压表两端电压与被测汽车的质量成反比
B．电池长时间使用后，称量值会偏小
C．若称量值偏小，可在上串联一个电阻进行校正
D．若将一个电阻与电压表串联，可增大地磅量程
【答案】B
【详解】A．设变阻器AB的总电阻为R，总长度为L，根据闭合电路欧姆定律得：
E=I（R+R0+r）
设AP之间的距离为x，由欧姆定律得
汽车平衡时，由平衡条件得
mg=2kx
联立解得
从公式可以看出：电压表两端电压U与被测汽车的质量m成正比，故A错误；
B．电池长时间使用后，内阻会变大，导致电流减小，AP上的电压减小，所以称量值会偏小，故B正确。
C．若称量值偏小，可以通过在R0上并联一个电阻，回路中总电阻变小，总电流增大，可变电阻上的电压增大，使称量值不变，故C错误；
D．若将一个电阻与电压表串联，AP之间的最大电压不受此电阻的影响，没有办法增大地磅量程，故D错误。
故选B。
5．如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（ ）
A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正
C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷
【答案】B
【详解】A．图乙中的a是电场能最大的时刻，电容器上极板带正电，沿顺时针方向的充电结束，对应图甲中的时刻，故A错误；
B．图乙中的b是电场能最大的时刻，电容器下极板带正电，反向充电结束，此后的内放电，电流沿顺时针方向，故B正确；
C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由楞次定律判断，电流方向为逆时针方向，对应图甲中的时刻，故C错误；
D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由楞次定律可知，电流方向为顺时针方向，此后电容C的上极板将充上正电荷，故D错误。
故选B。
6．图甲是汽车点火线圈的内部结构，点火线圈能在瞬间输出高压，使汽车启动。其原理如图乙所示，闭合开关S，理想变压器原线圈两端会加上的正弦式交流电，原、副线圈匝数之比为，则下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数为50V
B．副线圈中交流电的频率为100Hz
C．点火针两端的电压最大值为6000V
D．点火针的放电电流是转换器输出电流的120倍
【答案】C
【详解】A．电压表的示数应为交流电压的有效值，即
故A错误；
B．由
可知，原线圈交流电的频率为
变压器不改变交流电的频率，因此副线圈中交流电的频率也为50Hz，故B错误；
C．原线圈两端的电压最大值为50V，原、副线圈匝数之比为，根据
可知，点火针两端的电压最大值为6000V，故C正确；
D．根据
可知，点火针的放电电流是转换器输出电流的，故D错误。
故选C。
7．一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示；图中N、S是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮。如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电，下列说法正确的是（ ）
A．自行车匀速行驶时线圈中产生的电流强度恒定
B．自行车的速度加倍，线圈中产生的电流周期加倍
C．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大
D．知道摩擦轮和后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里电流方向变化的次数
【答案】D
【详解】A．自行车匀速行驶时，线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的是交变电流，A错误；
B．设自行车的速度为v，摩擦轮的半径为r，则后轮、摩擦轮的速度都等于v，线圈转动产生正弦电流，周期
v加倍，T减小为原来的，B错误；
C．穿过线圈的磁通量的变化快慢与线圈匝数无关，当自行车的速度越大时，线圈转动越快，磁通量的变化越快，C错误；
D．如果摩擦轮的半径为r，后轮的半径为R，设后轮转一周的时间为T，则角速度
根据线速度相等，则
则
解得
则摩擦轮在一周时间内转动的圈数n可求，则可知道交流电的频率，电流方向变化的次数可求，D正确。
故选D。
8．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】升压变压器T的原线圈两端电压的有效值为
由变压关系可得
则
因为输送电功率为P，输电线中的电流为
则输电线上损失的电功率为
故选C。
9．图为由理想变压器、电阻和灯泡组成的电路，电路输入的电压为，电阻的阻值是，小灯泡上标有“”，变压器副线圈回路中接入两个均标有“”的小灯泡，小灯泡均正常发光。下列说法中正确的是（ ）
A．理想变压器的原、副线圈匝数比为
B．电路输入的电压
C．通过电阻的电流是
D．电阻的功率为
【答案】AB
【详解】A．原线圈与L1并联，由小灯泡L1、L2均正常发光，可得
U1= 3V，U2= 6V+6V=12V
理想变压器的原、副线圈匝数比为
n1: n2= U1: U2= 1: 4
故A正确；
C．由原、副线圈的功率相等，即
P1= P2=2× 3W = 6W
可得
P1 = U1I1
解得
I1= 2A
小灯泡L1中的电流
A
通过电阻R的电流是
= I1+ IL1=3.0A
故C错误；
D．电阻R的功率为
W
故D错误；
B．电阻R的两端电压
V
电路输入的电压
V
故B正确。
故选AB。
10．小明同学设计了一个加速度计，如图所示。质量为m的绝缘滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧与劲度系数均为k的完全相同的轻弹簧相连；R为滑动变阻器，它两端之间的长度为L；轻质光滑的金属滑动片与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比，不考虑导线对滑块运动的影响。两电池的电动势均为E，内阻均不计。电压表指针的零点位于表盘中央，当P端电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。初始加速度时，电压表示数也为0。现将框架固定在运动的物体上，下列说法正确的是（ ）
A．初始时两根弹簧必须均为原长
B．滑动片的初始位置（时）必须与滑动变阻器两端的距离相等
C．若物体按图示箭头方向做匀减速直线运动，则电压表指针向零点右侧偏转
D．该加速度计能测量的加速度的最大值为
【答案】BCD
【详解】A．初始时，两弹簧弹力大小相同即可，不需要原长，故A错误；
B．滑动片的初始位置（时）必须与滑动变阻器两端的距离相等，这样测得加速减速最大加速度相同，故B正确；
C．若物体按图示箭头方向做匀减速直线运动，则加速度方向向左，合力向左，滑块相对框架向右运动，滑动片向右运动，P端电势高于Q端，指针向零点右侧偏转。故C正确；
D．R为滑动变阻器，它两端之间的长度为L，当滑片在中间时，测量加速度最大，根据牛顿第二定律可知
解得
故D正确。
故选BCD。
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．小双想利用实验室的一个热敏电阻设计一个温度报警装置。查阅资料得到该热敏电阻的阻值随温度t变化的曲线如图1所示。
（1）利用下列器材设计实验电路，要求尽量准确地测量热敏电阻在时的电阻值。
A．电源E：电动势为，内阻不计
B．电压表V：量程为，内阻未知
C．电流表G：量程为，内阻
D．滑动变阻器（最大阻值为）；滑动变阻器（最大阻值为）
E.待测热敏电阻
F.开关S，导线若干
请根据选择的合适器材，在图2方框中画出实验电路图，并标出各元件的符号 。
（2）若正确测量，某次电压表读数，电流表读数则热敏电阻在时的阻值 。
（3）把电源E、热敏电阻、电阻箱R、蜂鸣器D连接成如图3电路。蜂鸣器D内阻不计，当通过它的电流超过时，它就发出声音报警。若要求环境温度达到时开始报警，电阻箱的阻值应调为 。
（4）实验时发现电路不工作。为排查电路故障，学生用电压表测量图3中各接点间的电压合上开关S，一个接线柱连接a，另一接线柱连接b时指针不偏转，连接c时指针偏转。S若电路只有一处断路，则连接a的是电压表图3的 （填“正”或“负”）接线柱，断路处可能在 （填“ab间”或“bc间”）。
（5）故障排除后进行实验，发现环境温度达到时才开始报警，为了实现时报警，应将电阻箱的阻值适当调 （填“大”或“小”）。
【答案】 750 1500 正 bc间 小
【详解】（1）[1]根据实验原理设计电路图如图
（2）[2] 热敏电阻在50°C时的阻值为750Ω；
（3）[3]根据欧姆定律有
解得
Ω
（4）[4] [5]电流应从电压表正接线柱入，可知连接a的是电压表图3的正接线柱，连接c时指针偏转，断路处可能在bc间。
（5）[6]发现环境温度达到52°C时才开始报警，由于热敏电阻阻值随温度的升高而降低，为了实现50°C时报警，应将电阻箱的阻值适当调小。
12．如图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器，其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，其长度和横截面积都发生变化，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化、再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。
（1）请说明拉力感应电阻丝的电阻随拉力增大而增大的原因是 。
（2）某研究小组找到了一根拉力敏感电阻丝，其电阻随拉力变化的图你如图乙所示，再按丙图设计了一个简易的“吊秤”，电路中电源电动势E约为15V。内阻约为2；灵敏电流表满偏电流为10mA，内阻约为5；R为电阻箱，最大限值为9999；RL接在A、B两接线柱之间，通过光滑绝缘滑环将重物吊起，接通电路完成下列操作：
A．滑环不吊重物时，调节电阻箱R，当电流为某一示数I时，读出电阻箱的读数为；
B．滑环吊起待测重物时，测出电阻丝与竖直方向的夹角为；
C．调节电阻箱，使电流表示数仍然为I，读出电阻箱的读数为，则拉力敏感电阻丝电阻增加量为 。
（3）设的图像斜率为k，截距为b，则待测重物的重力G的表达式为 （用以上测得物理量表示）
（4）研究小组中一位同学受欧姆表原理启发，将灵敏电流表重新刻度标记重物的重力，则标记重力示数的刻度盘 （填“均匀”或“不均匀”）。
【答案】 电阻丝变长，横截面积减小 不均匀
【详解】（1）[1]随着拉力增大，电阻丝变长变细，则横截面积变小，长度变大，根据电阻定律
可知，电阻增大。
（2）[2]电路中电流不变，则电路中外电阻不变所以有
（3）[3]图像的斜率为
解得拉力为
对重物受力分析由平衡条件有
联立解得
（4）[4]根据闭合电路的欧姆定律得
解得
则拉力为
整理可得
因为电流与G不是线性关系，所以刻度盘不均匀，电流越小，重物越重，刻度盘靠近电流零刻度一侧刻度较密，另一侧较疏。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．如图所示，匀强磁场的磁感应强度，边长的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻，线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，角速度，外电路电阻。求：
（1）从图示位置开始感应电动势的瞬时值表达式？
（2）由图示位置转过过程中流过R的电荷量？
（3）不计一切摩擦，线框转动一周外力所做的功W
【答案】（1）；（2）；（3）0.8J
【详解】（1）电动势的最大值为
所以电动势的瞬时表达式为
（2）由图示位置转过30°的过程中磁通量的变化量为
所以流过R的电荷量为
（3）线框转动一周外力所做的功为
代入数据解得
14．热爱物理的小南同学在家制作了一个简易台秤，用来测物体质量。内部电路如图甲所示，电源电压为18V定值电阻R0为30Ω，电阻R为压敏电阻，其阻值与所受压力的变化情况如图乙所示，电压表得量程为0~15V，电压表的表盘被改装为台秤的示数。他在该台称上放置一个底面积为200cm2、重为5N的足够深的柱形薄壁容器，用轻杆将一个质量为3kg的物体A（不吸水）固定于容器内正上方，物体A为高10cm、底面积为150cm2且质量分布均匀的长方体。现向容器中注水直到水面刚好与物体A的下表面相平，如图丙所示，此时台秤的示数为2.5kg。求：
（1）在保证电路安全的情况下，该台秤所能称量物体的最大重力为多少N；
（2）在图丙中，水对容器底的压强为多大；
（3）若将图丙中的长方体A左、右两侧沿竖直方向各切掉总体积的六分之一，并将切掉的部分放入容器浸没于水中，水面静止时电压表示数为多少？
【答案】（1）100N；（2）；（3）
【详解】（1）闭合开关，两个电阻在电路中是串联关系，电压表测定值电阻两端的电压，串联电路各处电流相等，电压表的量程为0~15V，根据欧姆定律可知当电压表的示数最大为15V时，通过电路的电流最大，最大电流
串联电路总电压等于各部分电压之和，此时压敏电阻两端的电压
此时压敏电阻的阻值
由乙图可知此时压敏电阻受到的压力为100N，所以该台秤所能称量物体的最大重力为100N；
（2）容器的质量为
水的质量
水的体积
容器中水的深度
水对容器底的压强为
（3）长方体的密度
所以A放入水中后沉底，长方体A切掉部分的总体积
将切掉的部分放入容器浸没于水中，水面升高的高度
此时容器中水的深度为
此时水对容器底部的压强为
容器底部受到水的压力为
长方体A切掉部分的总重力为
长方体A切掉部分的受到的浮力为
力敏电阻此时受到的压力为
由乙图可知力敏电阻的阻值和其所受压力的乘积是一个定值，即FR=600N·Ω，当F=40N时，R=15Ω，此时电压表的示数为
15．如图所示为某学校一套校内备用供电系统，由一台发电机向全校22个教室（每个教室有“”的白炽灯6盏）供电。如果输电线的总电阻R是，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是和，那么：
（1）输电线路上损耗的电功率？
（2）发电机的输出功率应是多大？
（3）求升压变压器中原线圈的电压和电流
【答案】（1）324W；（2）8244W；（3）229V，36A
【详解】（1）全校教室白炽灯消耗的功率为
设输电线路电流为I线，则
所以线路损失功率为
（2）发电机的输出功率为
（3）输电线损失电压
U损＝I线R线＝9×4 V＝36 V
升压变压器副线圈两端的电压为
所以升压变压器原线圈两端的电压为
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