江苏省张甸中学选修3-2全书教学案及每节配套练习 人教版

08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：描述交变电流的物理量
1.矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A.此交流电的频率为0.2Hz
B.此交流电动势的有效值为1V
C.t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行
D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb
2.正弦交流电压U=50sin314t(V)，加在一氖管两端，已知当氖管两端的电压达到v时才开始发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间为( )
A.0.02 B.0.0025s C.0.01s D.0.005s
3.交流电源的电压为6V，它和电阻R、电容器C、电压表V组成如三所示的电路，设电压表的示数为U1，电容器的耐压值为U2，则 ( )
A.Ul＝V 　　B.U2≥ V Ｃ.U1=6V 　　Ｄ.U2=6V
4.一个矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（ ）
A.线框交变电动势的最大值为nπBS
B.线框交变电动势的有效值为nπBS
C.从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBS
D.感应电动势瞬时值为e = 2nπBSsin2nπt
5.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为 （ ）
Ａ.(2πl2nB)2/P Ｂ.2(πl2nB)2/P Ｃ.(l2nB)2/2P Ｄ.(l2nB)2/P
6.如图所示为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是（ ）
　　
A、这也是一种交流电
B、电流的变化周期是0.02s
　　C、电流的变化周期是0.01s
D、电流通过100Ω的电阻时，1s内产生
热量为200J
7.交流发电机电枢电阻为2欧，感应电动势瞬时值表达式为e=389sin100πt（V），给电阻R=8Ω的用电器供电，则:（1）通过用电器的电流为多少？
（2）电源输出功率和发电总功率为多少？
（3）发电机输出端电压为多少？
8.如图中正方形线框abcd边长L=0.1m，每边电阻1Ω，在磁感应强度B=0.3T匀强磁场中绕cd以/π转/min匀速转动，cd两点与外电路相连，外电路电阻R=1Ω，求①S断开时，电压表读数；②当电键S闭合时，电流表读数。
9.在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，有一个正方形金属线圈abcd，边长l =0.2m，线圈的ad边与磁场的左侧边界重合，如图所示，线圈的电阻R=0.4。用外力使线圈从磁场中运动出来：一次是用外力使线圈从左侧边界匀速平动移出磁场；另一次是用力使线圈以ad边为轴，匀速转动出磁场，两次所用的时间都是0.1s。试分析计算两次外力对线圈做功之差。(取)
10.如图甲所示，矩形线圈abcd边长ab=2l，ad=3l，OO'是线圈的转动轴，aO=bO=2l，匀强磁场的磁感应强度为B，OO'刚好与磁场的边界线重合，线圈的总电阻为R，当线圈绕 OO'以角速度ω匀速转动时，试求：
(1)从图示时刻起，线圈的ab边第一次出磁场前的瞬时，回路中电流的大小和方向？
(2)从图示位置计时，取电流沿abcd方向为正，在乙中画出线圈中的电流i随时间t变化的关系图线(画两个周期)？
(3)线圈中电流的有效值？
第11周B 2
1.D 2.C 3.BC 4.BD 5.B 6.B 7.(1)27.5A (2)6050w,7562.5w (3)220V 8.(1)0.18V (2)0.034A
9.0.0025J 1O.（1） (2)略（3）I=
第11周
B 208秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电磁感应复习（2）
1、 电磁感应中的力电综合问题
这类问题覆盖面广，题型也多种多样；但解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等，基本思路是：
例题7.如右图所示，两根平行金属导轨端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20 m．有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例系数k＝0.020 T／s．一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直．在t=0时刻，轨固定在水平桌面上，每根导轨每m的电阻为r0＝0.10Ω／m，导轨的金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t＝6.0 s时金属杆所受的安培力．
例题8.如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略·让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．
(1)由b向a方向看到的装置如图1 5—2所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；
(2)在加速下滑过程中，当杆ab的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；
(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．
2、法拉第电磁感应定律应用------图像问题
电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势和感应电流I等随时间变化的图线，即B—t图线、φ—t图线、E—t图线和I—t图线。对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势和感应电流I等随位移x变化的图线，即E—x图线和I—x图线等。
这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。
⑴、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系
⑵、在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映
⑶、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达
例题9.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆(见图)，金属杆与导轨的电阻不计；均匀磁场竖直向下．用与导轨平行的恒定力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会改变，v和F的关系如图 (取重力加速度g=10m／s 2)
(1)金属杆在匀速运动之前做作什么运动
(2)若m＝0.5 kg，L＝0.5 m，R＝0.5 Ω，磁感应强度B为多大
(3)由ν－F图线的截距可求得什么物理量 其值为多少
3、电磁感应中的能量问题
基本思路是:
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.
(2)画出等效电路，求出回路中电阻消耗的电功率表达式.
(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程.
例题10. 如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为V时，受到安培力的大小为F．此时
（A）电阻R1消耗的热功率为Fv／3．
（B）电阻 R。消耗的热功率为 Fv／6．
（C）整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ．
（D）整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）v·
第9周
X 4
F=BIL
临界状态
v与a方向关系
运动状态的分析
a变化情况
F=ma
合外力
运动导体所受的安培力
感应电流
确定电源（E，r）08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
第9课时 电磁感应定律的应用（习题课2）
【例题3】位于竖直平面内的矩形平面导线框abcd，ab长L1=1.0m，bd长L2=0.5m，线框的质量m=0.2kg，电阻R=2Ω.其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP/和QQ/均与ab平行，两边界间距离为H，H>L2，磁场的磁感应强度B=1.0T，方向与线框平面垂直.如图所示，令线框的dc边从离磁场区域的上边界PP/的距离为h=0.7m处自由下落，已知在线框的dc边进入磁场以后，ab边到达边界PP/之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值.问从线框开始下落到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ/的过程中，磁场作用于线框的安培力做的总功为多少？(取g=10m/s2)
【变式训练3】 如图所示，水平的平行虚线间距为d=50cm，其间有B=1.0T的匀强磁场。一个正方形线圈边长为l=10cm，线圈质量m=100g，电阻为R=0.020Ω。开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm。将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取g=10m/s2，求：⑴线圈进入磁场过程中产生的电热Q。⑵线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v。⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a。
【例题4】.如图所示，电动机牵引一根原来静止的，长为L=1m、质量m=o.1kg的导体MN，其电阻R=1Ω，导体棒架在处于磁感应强度B=1T，竖直放置的框架上，当导体棒上升h=3.8m时获得稳定的速度，导体产生的热量为12J，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A，电动机内阻r=1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，g取10m/s2，求:
(1)棒能达到的温度速度.
(2)棒从静止到达到稳定速度所需要的时间.
【变式训练4】如图，电阻为2R的金属环，沿直径装有一根长为l，电阻为R的金属杆。金属环的一半处在磁感应强度为B，垂直环面的匀强磁场中，现让金属环的一半处在磁感应强度为B、垂直环面的匀强磁场中，现让金属环在外力驱动下，绕中心轴O以角速度匀速转动，求外力驱动金属环转动的功率。（轴的摩擦不计）
第9课时 电磁感应定律的应用（习题课2）
例题3【解析】设线框进入磁场的过程中最大速度为v0，达到最大速度时:
，则
从达到最大速度到线框的ab到达磁场的上边界PP/，线框的速度保
持v0不变，故从线框自由下落至ab边进入磁场的过程中，由动能定理得:
所以，
ab边进入磁场后，直到dc边到达磁场下边界QQ/的过程中，作用于整个线框的安培力为零，安培力做功也为零，线框只在重力作用下做加速运动，故从开始下落到dc边刚到达磁场区域下边界QQ/的过程中，安培力做的总功即为线框自由下落至ab边进入磁场的过程中安培力所做的功即:.
例题2【解析】（1)电动机的输出功率:P出=IU-Ir2=6W
棒达到稳定速度时F=mg+BIL=mg+
而电动机的输出功率P出=Fvm
由以上各式解得vm=2/s
(2)从棒开始运动到达到稳定速度的过程中，由能量守恒定律，有
解得完成此过程所需要的时间t=1s.
变3、4
3.解：⑴由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，所以线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热，而2、4位置动能相同，由能量守恒Q=mgd=0.50J
⑵3位置时线圈速度一定最小，而3到4线圈是自由落体运动因此有
v02-v2=2g(d-l)，得v=2m/s
⑶2到3是减速过程，因此安培力 减小，由F-mg=ma知加速度减小，到3位置时加速度最小，a=4.1m/s2
4：解：金属环匀速转动时处在磁场中的金属杆切割磁感线产生感应电动势，相当于闭合回路的电源，其中
金属杆与金属环构成的回路如图所示，该电路的总电阻为：
该电路的总电功率为
根据能量转化守恒定律
第7周
X 2
H
h
L2
L1
a
b
c
d
P
P′
Q′
Q
B
h
d
l
1
2
3
4
v0
v0
v
M
N
A
V08秋学期高二物理学科（选修）拓展提高作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
1.（南京市2008届第二次调研）如图所示，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一带电的小球，整个装置水平匀速向右运动，垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端口飞出，则（ ）
A．小球带正电荷
B．小球从进入磁场到飞出端口前的古城中小球做平抛运动
C．小球从进入磁场到飞出端口前的过程中洛伦兹力对小球做正功
D．小球从进入磁场到飞出端口前的过程中管壁的弹力对小球做正功
2.（苏州市2008届期终考试）磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能，下图是它的示意图．平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度为B，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）垂直于B的方向喷入磁场，每个离子的速度为v，电荷量大小为q，A、B两板间距为d，稳定时下列说法中正确的是 ( )
A．图中A板是电源的正极 B．图中B板是电源的正极
C．电源的电动势为Bvd D．电源的电动势为Bvq
3.（南通市2008届基础调研测）一带电粒子以垂直于磁场方向的初速度飞入匀强磁场后做圆周运动，磁场方向和运动轨迹如图所示，下列情况可能的是（ ）
A．粒子带正电，沿逆时针方向运动
B．粒子带正电，沿顺时针方向运动
C．粒子带负电，沿逆时针方向运动
D．粒子带负电，沿顺时针方向运动
4.（南通通州市2008届第二次统一测试）如图所示，光滑的水平桌面放在方向竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的试管，试管底部有一带电小球．在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．小球带正电
B．小球运动的轨迹是抛物线
C．洛伦兹力对小球做正功
D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大
5.（南通、扬州、泰州三市2008届第二次调研） 如图所示，ABCDEF是一边长为工的正六边形盒，各边均为绝缘板，盒外有方向垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B．在盒内有两个与AF边平行的金属板M、N，且金属板N靠近盒子的中心O点，金属板M和盒子AF边的中点均开有小孔，两小孔与O点在同一直线上．现在O点静止放置一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计粒子的重力)．
(1)如果在金属板N、M间加上电压UNM=U0时，粒子从AF边小孔射出后直接打在A点，试求电压Uo的大小．
(2)如果改变金属板N、M间所加电压，试判断粒子从AF边小孔射出后能否直接打在C 点．若不能，说明理由；若能，请求出此时电压UNM的大小．
(3)如果给金属板N、M间加一合适的电压，粒子从AF边小孔射出后恰好能以最短时间回到该小孔(粒子打在盒子各边时都不损失动能)，试求最短时间．
6.（盐城市2008年第二次调研）如图所示，两个同心圆,半径分别为r和2r,在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。圆心O处有一放射源,放出粒子的质量为m,带电量为q,假设粒子速度方向都和纸面平行。
（1）图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA与初速度方向夹角为60°，要想使该粒子经过磁场第一次通过A点，则初速度的大小是多少？
（2）要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少
第8周C
1.ABD 2.BC 3.AD 4.ABD
5.(1) 依题意，R=L/4
由qvB=mv2/R
qU0=
得U0=
(2)设AF中点为G，连接GC，作其垂直平分线，与AF延长线交点即为圆心
由相似三角形得R’=O’G=13L/4
qvB=mv2/R’
q=
∴UNM=
(3)由于粒子在磁场中运动周期T=，T与速率无关
粒子撞击BC中点和DE中点后回到G,用时最短
圆周半径R”=3L/2
得到最短时间t==
6. 1）如图所示，设粒子在磁场中的轨道半径为R1，则由几何关系得
R1= （2分）
由q1B=m（2分）
得1= （2分）
（2）设粒子在磁场中的轨道半径为R2，
则由几何关系（2r- R2）2= R22+ r2 (1分)
得R2=3r/4 （1分）
由q2B=m (2分)
得2= (1分)
第8周
C
B

B
F
O
A
60°
60°
O
A08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：磁场复习（2）
三．磁场对运动电荷的作用力：
1．大小：洛伦兹力的公式：F=qvBsin；
2．方向：左手定则
3．带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的解题思路：
(1)确定圆平面：粒子做匀速圆周运动的轨迹在洛仑兹力与速度的方向所确定的平面内。
(2)用几何知识确定圆心
(3)半径的确定与计算：一般利用几何知识，常用到解三角形的方法
(4)确定轨迹所对的圆心角，求运动时间.
先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°(或2)计算出圆心角的大小，再由公式t=T/3600(或T/2 )可求出运动时间.
4．带电粒子在匀强电场、匀强磁场中运动的比较
在场强为E的匀强电场中 在磁感应强度为B的匀强磁场中
初速度为零 做初速度为零的匀加速直线运动 保持静止
初速度∥场线 做匀变速直线运动 做匀速直线运动
初速度⊥场线 做匀变速曲线运动(类平抛运动) 做匀速圆周运动
共同规律 受恒力作用，做匀变速运动 洛伦兹力不做功，动能不变
例题7.如图甲中圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，现有一电荷量为q、质量为m的正离子从a点沿圆形区域的直径射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为60０，求此正离子在磁场区域内飞行的时间及射出磁场的位置。
例题8.如图为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图，如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，可能是下列哪些原因引起的（ ）
A．电子枪发射能力减弱，电子数减少
B．加速电场的电压过高，电子速率偏大
C．偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少
D．偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱
四．带电粒子在复合场中的运动
1．带电粒子在复合场中运动的分析方法
带电粒子在复合场中的运动，实际上仍是一个力学问题，分析的基本思路是：首先正确地对带电粒子进行受力分析和运动情况分析，再运用牛顿运动定律和运动学规律、动能定理及能量守恒定律等知识进行求解。
进行受力分析时，要注意重力的判定。一般情况下，电子、质子、离子等基本粒子的重力可忽略不计；带电油滴、尘埃、小球等宏观物质颗粒重力不能忽略；或根据题目是否有明确的要求或暗示确定重力。
运用规律求解时，对单个物体，涉及位移优先考虑动能定理；对多个物体组成的系统讨论，则优先考虑能量守恒定律；涉及加速度的力学问题用牛顿第二定律，必要时再用运动学公式。
2．带电粒子在复合场中的实际应用
（1）速度选择器
（2）质谱仪
联立求解得.
只要知道q、B、L与U，就可计算出带电粒子的质量m。又因∝L2，不同质量的同位素从不同处可得到分离，故质谱仪又是分离同位素的重要仪器。
例题9.有一种质谱仪的结构如图A-11-52-6所示，带电粒子经过S1和S2之间的电场加速后，进入P1、P2之间的狭缝，P1，P2之间存在着互相正交的磁场B1和电场E，只有在这一区域内不改变运动方向的粒子才能顺利通过S0上的狭缝，进入磁感应强度为B2的匀强磁场区域后做匀速圆周运动，打在屏A′A上，并发出亮光，记录下亮光所在的位置，量取狭缝到亮光的距离d，即可求出带电粒子的比荷，简述其原理。
（3）回旋加速器
例题10.回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每穿过狭缝都得到加速，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，离子源置于盒的圆心附近，若离子源射出的离子电荷量为q，质量为m粒子最大回转半径Rm，其运动轨迹如图所示．问：
（1）盒内有无电场？
（2）离子在盒内做何种运动？
（3）所加交流电频率应是多大？
（4）离子离开加速器时速度多大，最大动能为多少？
（5）设两D形盒的电势差为U，盒间距离为d，其电场均匀，求加速到上述能量所需时间．
第8周
X 4
d
U08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电磁感应复习（2）
1.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。下列说法
①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
其中正确的是（ ）
A.只有②④正确 B.只有①③正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
2.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（ ）
A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥
C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
3.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T/2-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，线框受安培力的合力方向向左
B.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右
C.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右
D.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左
4.如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是（ ）
A.S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭
B.S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭
C.S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光
D.S闭合足够长时间后，B立即熄灭发光，而A逐渐熄灭
5.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置.能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图(甲)所示(俯视图).当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收.当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图(乙)所示，则说明火车在做（ ）
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动 D.加速度逐渐增大的变加速直线运动
6．在操场上，两同学相距L为10m左右，在沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上。双绞线并联后的电阻R为0.2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持f=2Hz。如果同学摇动绳子的最大圆半径h很小，约为0.1m，电流计的最大值I=3mA。 试估算地磁场的磁感应强度的数量级__________。数学表达式B=_________。（用R，I，L，f，h等已知量表示）
7.如图所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为θ，金属杆由静止开始下滑，动摩擦因数为μ，下滑过程中重力的最大功率为P，求磁感应强度的大小．
8.如图所示，有两根足够长、不计电阻，相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端.已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等.求:拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v.
第9周 B 3答案
1.D 2.B 3.C 4.AC 5.B6.
7. 解：金属杆先加速后匀速运动，设匀速运动的速度为v，此时有最大功率，金属杆的电动势为：E=BLv （3分）
回路电流 I = （3分）
安培力 F = BIL （3分）
金属杆受力平衡，则有：mgsinθ= F + μmgcosθ （3分）
重力的最大功率P = mgvsinθ （3分）
解得：B = (3分)
解:当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时，其受力如图所示:
由平衡条件可知:
F-FB-mgsinθ=0 ① (4分)
又 FB=BIL ② (2分)
而 ③ (2分)
联立①②③式得: ④ (2分)
同理可得，ab杆沿导轨下滑达到最大速度时: ⑤ (4分)
联立④⑤两式解得: (2分)
(2分)
v
mg
FN
F
FB
╯
θ
C
S
R
B
A
L
t
乙
甲
-i0
i0
O
T/2
T
i
i
S
N
B
第9周
B 3
f
e
d
c
R
B
b
F
a
θ08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：变压器1(评讲作业)
1．理想变压器的原线圈的匝数为110匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6 V的电池上，则副线圈两端电压为 （ ）
A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V
2．当理想变压器副线圈空载时，副线圈的 （ ）
A.负载电阻为0 B.输出电流为0 C.两端电压为0 D.输出功率为0
3．理想变压器原、副线圈的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们的关系，正确的是 （ ）
A.I2由I1决定 B.U2与负载有关
C.P1由P2决定 D.U1由U2决定
4．一理想变压器原线圈接交流、副线圈接电阻，下列哪些方法可使输入功率增加为原来的2倍 （ ）
A.次级线圈的匝数增加为原来的2倍
B.初级线圈的匝数增加为原来的2倍
C.负载电阻变为原来的2倍
D.副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2倍
5．用理想变压器给负载R供电，下列哪些办法可以减小变压器原线圈中的电流
A．增加原线圈的匝数 B．增加副线圈的匝数
C．减小负载电阻R的数值 D．增加负载电阻R的数值
6．在图所示的电路中，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L3和L4恰能正常工作，那么 （ ）
A. L1和L2都能正常工作
B.L1和L2都不能正常工作
C.L1和L2中只有一个能正常工作
D.条件不足，无法判断
7．如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯，原、副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1，电源电压为U，求B灯两端的电压UB为多少
8．如图中所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比 n1∶n2=2∶1，交流电源电压U1=220 V，F为熔断电流为I0=1.0 A的保险丝，负载为一可变电阻.
（1）当电阻R=100 Ω时，保险丝能否被熔断
（2）要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少 变压器输出的电功率不能超过多少
第12周
X 408秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电磁感应复习（1）评讲作业
1.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则……………………（ A ）
A、磁铁对桌面压力增大 B、磁场对桌面压力减小
C、桌面对磁铁没有摩擦力 D、桌面对磁铁摩擦力向右
2.带电粒子（不计重力）以初速度V0从a点进入匀强磁场，如图。运动中经过b点，oa=ob。若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以V0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感强度B之比E/B为：（C ）
A、V0 B、1 C、2V0 D、
3.如图，MN是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知：（ AC ）
A、粒子带负电
B、粒子运动方向是abcde
C、粒子运动方向是edcba
D、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长
4.带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A时：（ BD ）
A、摆球受到的磁场力相同
B、摆球的动能相同
C、摆球的速度相同
D、向右摆动通过A点时悬线的拉力大于向左摆动通过A点时悬线的拉力
5.如图中的虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动.设线框中感应电流的方向以逆时针为正方向，那么在下图中能正确描述线框从图所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是（ A ）
6.如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环。导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按图中哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（ A ）
7.如图所示电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则（BD ）
A.合上S时，A先亮，B后亮
B．合上S时，A、B同时亮
C．合上S后，A变亮，B熄灭
D．断开S时，A熄灭，B重新亮后再熄灭
8．在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们是：①电流计、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤电键、⑥滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）。试按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）。
若连接滑动变阻器的两根导线接在接 线柱C和D上，而在电键刚闭合时电流表
指针右偏，则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流计指针将_左偏__ ___（填“左偏”、“右偏”、“不偏”）。
9.如图所示，两根相距L=0.20m的平行光滑金属长导轨与水平方向成θ＝30°角固定，匀强磁场的磁感强度B=0.20T，方向垂直两导轨组成的平面，两根金属棒ab、cd互相平行且始终与导轨垂直地放在导轨上，它们的质量分别为m1=0.01kg，m2=0.02kg，两棒电阻均为R＝0.20Ω，导轨电阻不计，取g=10m/s2。
（1）要使cd棒静止，ab应怎样运动？
（2）当ab棒在平行于导轨平面斜向上的外力F作用下，以v1=15m/s速度沿斜面匀速向上运动时，求金属棒cd运动的最大速度及外力F的大小。
（1）I=0.4A，方向从N指向Q
（2）F=0.02N 方向向左
（3）Uab=0.32V
第9周
X 3
O
x
y
V0
a
b
M
N
a
b
c
d
e
O
a08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：法拉第电磁感应定律（习题课）
一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图（a）所示。现令磁感应强度B随时间t变化，先按图（b）中所示的oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化，令ε1、ε2、ε3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则（ ）
A．ε1 >ε2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
B．ε1<ε2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
C．ε1 >ε2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向
D．ε2 = ε3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向
2．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环．为使圆环受到向上的磁场力作用，导线abcd中的磁感应强度B随时间t的变化是图中的（ ）
3．在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路如图所示，已知C＝30μF，L1＝5cm，L2＝8cm，磁场以5×10－2T/s的速度增强，则电容器（ ）
A．上极板带正电，带电量为2×10－9C
B．上极板带负电，带电量为4×10－9C
C．上极板带正电，带电量为6×10－9C
D．上极板带负电，带电量为8×10－9C
4.如图所示，两平行金属板相距d，用导线与一个n匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场中．若金属板间有一质量m、带电量+q的微粒恰好处于平衡状态，则磁场的变化情况是______，磁通量的变化率为_______。
5.半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2， 两灯的电场均为R0=2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计。
⑴若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO＇的瞬间（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。
⑵撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O＇以OO＇为轴向上翻，求L1的功率。
6.（2003年上海高考物理试题）如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），R1=4Ω、R2=8Ω（导轨其它部分电阻不计）。导轨OAC的形状满足 （单位：m）。磁感应强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。求：⑴外力F的最大值；⑵金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；⑶在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。
第6周
B 2
v
C
o
A
R2
R1
x
y08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电磁感应定律的应用
1．铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置，磁铁能产生匀强磁场，被安装在火车首节车厢下面，如图甲所示(俯视图)．当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收，当火车以恒定速度通过线圈时，表示线圈两端的电压随时间变化关系是图乙中的 ( )
2．如图所示，粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框abcd处于匀强磁场中，另一种材料的导体棒MN可与导线框保持良好地接触并做无摩擦滑动．当导体棒MN 在外力作用下从导线框左端开始做切割磁感线的匀速运动一直滑到右端的过程中，导线框上消耗的电功率的变化情况可能为 ( )
A．逐渐增大
B．先增大在后减小
C．先减小后增大
D．增大减小，再增大，再减小
3. 用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m，正方形的一半放在和纸面垂直且向里的匀强磁场中，如图2所示，当磁场以每秒10T的变化率增强时，线框中点a、b两点的电势差是：（ ）
A. B.
C. D.
4.在操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上。双绞线并联后的电阻R为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持f=2Hz。如果同学摇动绳子的最大圆半径h=1m，电流计的最大值I=3mA。（1）试估算地磁场的磁感应强度的数量级 。数学表达式B= 。（用R，I，L，f，h等已知量表示）（2）将两人的位置改为与刚才方向垂直的两点上，那么电流计的读数 。
5．如图所示，在倾角θ的U形金属导轨上放置一根导体棒MN，开始时导电体棒MN处于静止状态，今在导轨所在空间加一个垂直于导轨平面斜向下、磁感应强度逐渐增加的磁场，经过一段时间，导体棒开始运动，那么在这段时间内，导体棒受到的摩擦力( )
A．不断减小
B.不断增加
C.先增加后减小
D．先减小后增加
6.如图所示，足够长的U形导体框架的宽度L=0.5 m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°角，磁感应强度B=0.8 T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m=0.2 kg、有效电阻R=2 Ω的导体棒MN垂直跨放在U形架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5,导体棒由静止开始沿框架下滑到刚好开始匀速运动时，通过导体横截面积的电荷量共Q=2 C.求：?
（1）导体棒做匀速运动时的速度；?
（2）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动时整个回路产生的焦耳热为多少？
（sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2)
7．（05年上海高考题）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm，导轨平面与水平面成θ=37角，下端连接阻值为尺的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg、电阻不计
的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻消耗的功率为8W，求该速度的大小；
(3)在上问中，若R＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．
(g=10m／s2，sin37＝0.6， cos37＝0.8)
8．（2005 江苏）如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直．磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0．在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．
(1)求初始时刻导体棒受到的安培力．
(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少
(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处 从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少
第7周 B 2
1. ABD
4．答案：10－5 IR/2πLhf 0
6.（1）当导体棒MN在导轨上滑动做匀速运动时，受力分析如图12—2—10所示，由平衡条件得?
图12—2—10
mgsinθ=F+Ff ①?
Ff=μN=μmgcosθ, ②?
F=BIL=. ③?
联立①②③有?
vm==5 m/s.?
(2)导体棒由静止开始下滑到刚开始匀速运动时，设这一过程导体棒沿导轨下滑的距离为s，则由流过导体横截面积的总电荷量Q可知?
Q=.?
所以s==10 m.?
而这一过程中MN的减小重力势能的一部分转化为摩擦生热，另一部分转化为MN的动能及回路中产生的焦耳热Q热，即?
Q热=mgssinθ-mvm2=1.5 J
7. (1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律
mgsinθ－μmgcosθ＝ma ①
由①式解得a＝10(O.6－0.250.8)m／s2=4m／s2 ②
(2夕设金属棒运动达到稳定时，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡
mgsinθ一μmgcos0一F＝0 ③
此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率
Fv＝P ④
由③、④两式解得 ⑤
(3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B
⑥
P＝I2R ⑦
由⑥、⑦两式解得 ⑧
磁场方向垂直导轨平面向上
8. 解析：⑴
⑵安培力做功使系统的机械能减少
产生的焦耳热为
⑶导体棒的动能最终全部转化为电能，导体棒静止在初始位置
第7周
B 208秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：变压器1
1．理想变压器的原线圈的匝数为110匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6 V的电池上，则副线圈两端电压为 （ ）
A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V
2．当理想变压器副线圈空载时，副线圈的 （ ）
A.负载电阻为0 B.输出电流为0 C.两端电压为0 D.输出功率为0
3．理想变压器原、副线圈的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们的关系，正确的是 （ ）
A.I2由I1决定 B.U2与负载有关
C.P1由P2决定 D.U1由U2决定
4．一理想变压器原线圈接交流、副线圈接电阻，下列哪些方法可使输入功率增加为原来的2倍 （ ）
A.次级线圈的匝数增加为原来的2倍
B.初级线圈的匝数增加为原来的2倍
C.负载电阻变为原来的2倍
D.副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2倍
5．用理想变压器给负载R供电，下列哪些办法可以减小变压器原线圈中的电流
A．增加原线圈的匝数 B．增加副线圈的匝数
C．减小负载电阻R的数值 D．增加负载电阻R的数值
6．在图所示的电路中，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L3和L4恰能正常工作，那么 （ ）
A. L1和L2都能正常工作
B.L1和L2都不能正常工作
C.L1和L2中只有一个能正常工作
D.条件不足，无法判断
7．如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯，原、副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1，电源电压为U，求B灯两端的电压UB为多少
8．如图中所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比 n1∶n2=2∶1，交流电源电压U1=220 V，F为熔断电流为I0=1.0 A的保险丝，负载为一可变电阻.
（1）当电阻R=100 Ω时，保险丝能否被熔断
（2）要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少 变压器输出的电功率不能超过多少
第12周
B 108秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电磁感应复习（2）评讲作业
1.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。下列说法
①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
其中正确的是（D）
A.只有②④正确 B.只有①③正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
2.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（B）
A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥
C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
3.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T/2-T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（C）
A.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左
B.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右
C.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右
D.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左
4.如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是（AC）
A.S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭
B.S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭
C.S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光
D.S闭合足够长时间后，B立即熄灭发光，而A逐渐熄灭
5.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置.能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图(甲)所示(俯视图).当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收.当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图(乙)所示，则说明火车在做（B）
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动 D.加速度逐渐增大的变加速直线运动
6．在操场上，两同学相距L为10m左右，在沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上。双绞线并联后的电阻R为0.2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持f=2Hz。如果同学摇动绳子的最大圆半径h很小，约为0.1m，电流计的最大值I=3mA。 试估算地磁场的磁感应强度的数量级__________。数学表达式B=_________。（用R，I，L，f，h等已知量表示）
7.如图所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为θ，金属杆由静止开始下滑，动摩擦因数为μ，下滑过程中重力的最大功率为P，求磁感应强度的大小．
解：金属杆先加速后匀速运动，设匀速运动的速度为v，此时有最大功率，金属杆的电动势为：E=BLv （3分）
回路电流 I = （3分）
安培力 F = BIL （3分）
金属杆受力平衡，则有：mgsinθ= F + μmgcosθ （3分）
重力的最大功率P = mgvsinθ （3分）
解得：B = (3分)
8.如图所示，有两根足够长、不计电阻，相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端.已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等.求:拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v.
解:当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时，其受力如图所示:
由平衡条件可知:
F-FB-mgsinθ=0 ① (4分)
又 FB=BIL ② (2分)
而 ③ (2分)
联立①②③式得: ④ (2分)
同理可得，ab杆沿导轨下滑达到最大速度时: ⑤ (4分)
联立④⑤两式解得: (2分)
(2分)
第9周
X 5
B
N
S
i
i
T
T/2
O
i0
-i0
甲
乙
t
L
A
B
R
S
C
θ
╯
FB
F
FN
mg
v08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
第5课时 法拉第电磁感应定律
一、学习过程
(一)、基本知识
1、感应电动势
电磁感应现象：
产生感应电流的条件：
感应电动势：
产生条件：
与什么因素有关：
注意：磁通量的大小;磁通量的变化;磁通量的变化快慢（/t）的区分
2、法拉第电磁感应定律
内容：
公式：
适用范围：
3、导线切割磁感线时产生的感应电动势
计算公式：
条件：
适用范围：
4、反电动势
二、典型例题
【例题1】如下图所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。设插入方式相同，试求：
（1）两次线圈中的平均感应电动势之比？
（2）两次线圈之中电流之比？
（3）两次通过线圈的电荷量之比？
（4）两次在R中产生的热量之比？
【同类变式1】有一面积为S=100cm2的金属环，电阻R=0.1Ω，环中磁场变化规律如下图所示，磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，通过金属环的电荷量是多少？
【例题2】如下图所示，是一个水平放置的导体框架，宽度L=1.50m，接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体ab电阻均不计，当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
（1）导体ab上的感应电动势的大小
（2）回路上感应电流的大小
【同类变式2】如下图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻忽略不计。试求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值和最大值以及通过的电量。
课堂同步：
1．当线圈中的磁通量发生变化时，则（ ）
A．线圈中一定有感应电流
B．线圈中一定有感应电动势
C，感应电动势的大小与线圈电阻无关
D．如有感应电流，其大小与线圈的电阻有关
2．闭合电路中产生感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比？（ ）
A．磁通量 B．磁感应强度
C．磁通量的变化率 D．磁通量的变化量
3．一个N匝的圆形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁场平面成30 角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法可使线圈中感应电流增加一倍的是（ ）
A．将线圈匝数增加一倍 B．将线圈面积增加一倍
C．将线圈半径增加一倍 D．适当改变线圈的取向
4．在竖直向下的匀强磁场中，一根水平放置的金属棒沿水平方向抛出，初速度方向和棒垂直，若棒在运动过程中始终保持水平，则棒两端产生的感应电动势将（ ）
A.随时间增大 B.随时间减小
C.不随时间变化 D.难以确定
5．如图所示，电阻为R的金属棒，从图示位置分别以速率v1，v2沿电阻不计的光滑轨道从ab匀速滑到a/b/处，若v1∶v2=1∶2，则在两次移动过程中（ ）
A．回路中感应电流强度I1∶I2=1∶2
B．回路中产生热量Q1∶Q2=1∶2
C．回路中通过截面的总电量q1∶q2=1∶2
D．金属棒产生的感应电动势E1：E2=1∶2
第6周
X 108秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：磁场复习（2）评讲作业
1、磁感应强度B=，你对此物理量的理解是 （ D ）
A.磁场中某点的磁感应强度跟磁场力F成正比，跟电流I和导线长L乘积成反比
B.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
C.通电导线在磁感强度大的地方受力一定大
D.磁感强度大小和方向跟放在磁场中通电导线受力大小和方向无关
2、如图所示，环形导线的A、B处另用导线与直导线长方框时相连，图中标出了环形电流的磁场方向，则C和D中接电源正极的是_________，放在ab长方框内的小磁针在平衡时N极指向
答案：C，指向纸内
3、某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是（ D ）
4、如图，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它下端刚好跟槽中水银 接触，通电后，你认为发生的现象有 （ C ）
A.弹簧收缩 B.弹簧变长
C.弹簧不断上下振动 D.弹簧始终保持静止
5、回旋加速器是加速带电粒子装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个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形盒放置于垂直盒的匀强磁场中，要增大带电粒子射出时的动能，下列方法可行 （AD ）
A.减小磁场的磁感应强度 B.增大电场的加速电压
C.减小狭缝间距离 D.增大D形金属盒的半径
6、如图，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中按图中轨迹运动，中央是一金属薄板，粒子穿过金属板时，动能有损失，则 （ BC）
A.粒子带正电 B.粒子带负电
C.粒子运动途径是edcba D.粒子在上半周运动时间比下半周长
7、一束电子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转，且磁场方向向______进入磁场后，电子速度大小________。（填“增加”“不变”或“减少”）
答案：向外，不变
8、质子（）和α粒子（）从静止开始经同一加速电场加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两粒子动能之比=________，轨道半径r1：r2=_______
答案：1：2，1：√2
9、如图，为一电磁流量计示意图，截面为正方形的非磁性管，边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感应强度为B，现测得ab两点电势差为u，则导电液体流速v=_________，流量Q=__________。答案：略
10、如图所示，两平行导轨相距20cm，金属棒ab质量为10g，电阻R=8Ω，匀强磁场的磁感强度B=1T，方向垂直导轨平面向下，金属棒与导轨间最大静摩力为0.03N，电源电动势E=9v，内阻r=2Ω，现调节变阻器触头，使ab静止不动，求R1的范围。（θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
R1的取值范围是： 10Ω≦R1≦50Ω
11、如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：
（1）中间磁场区域的宽度d；
（2）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。
解析：（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得： ，带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得： ， 由以上两式，可得 ，
可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图答56所示，三段圆弧的圆心组成的三角形ΔO1O2O3是等边三角形，其边长为2R。
（2）在电场中 ， 在中间磁场中运动时间 ，在右侧磁场中运动时间，则粒子第一次回到O点的所用时间为 。
第8周
X 508秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
第11课时 涡流 电磁阻尼和电磁驱动
学习过程
(一)新课内容
1、涡流
［演示1］涡流生热实验。
为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。
阅读教材，了解什么叫涡流？
2、电磁阻尼
阅读教材30页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。
［演示2］电磁阻尼。
［演示3］如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么？
3、电磁驱动
［演示4］电磁驱动。教材31页的演示实验。观察并解释实验现象。
典型例题
【例1】如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（ ）
A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快
C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大
巩固练习
1．如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（ ）
A．铝环的滚动速度将越来越小
B．铝环将保持匀速滚动
C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极
D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变
2．如图所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ）
A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h
B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
3．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（ ）
A．铁 B．木 C．铜 D．铝
4．如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过环过程中，做___减速___运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）
5．如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B．不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点在同一水平线 B．A点高于B点
C．A点低于B点 D．铜环将做等幅摆动
第8周
X 108秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：描述交变电流的物理量(评讲作业)
1.矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A.此交流电的频率为0.2Hz
B.此交流电动势的有效值为1V
C.t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行
D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb
2.正弦交流电压U=50sin314t(V)，加在一氖管两端，已知当氖管两端的电压达到v时才开始发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间为( )
A.0.02 B.0.0025s C.0.01s D.0.005s
3.交流电源的电压为6V，它和电阻R、电容器C、电压表V组成如三所示的电路，设电压表的示数为U1，电容器的耐压值为U2，则 ( )
A.Ul＝V 　　B.U2≥ V Ｃ.U1=6V 　　Ｄ.U2=6V
4.一个矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（ ）
A.线框交变电动势的最大值为nπBS
B.线框交变电动势的有效值为nπBS
C.从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBS
D.感应电动势瞬时值为e = 2nπBSsin2nπt
5.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为 （ ）
Ａ.(2πl2nB)2/P Ｂ.2(πl2nB)2/P Ｃ.(l2nB)2/2P Ｄ.(l2nB)2/P
6.如图所示为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是（ ）
　　
A、这也是一种交流电
B、电流的变化周期是0.02s
　　C、电流的变化周期是0.01s
D、电流通过100Ω的电阻时，1s内产生
热量为200J
7.交流发电机电枢电阻为2欧，感应电动势瞬时值表达式为e=389sin100πt（V），给电阻R=8Ω的用电器供电，则:（1）通过用电器的电流为多少？
（2）电源输出功率和发电总功率为多少？
（3）发电机输出端电压为多少？
8.如图中正方形线框abcd边长L=0.1m，每边电阻1Ω，在磁感应强度B=0.3T匀强磁场中绕cd以/π转/min匀速转动，cd两点与外电路相连，外电路电阻R=1Ω，求①S断开时，电压表读数；②当电键S闭合时，电流表读数。
9.在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，有一个正方形金属线圈abcd，边长l =0.2m，线圈的ad边与磁场的左侧边界重合，如图所示，线圈的电阻R=0.4。用外力使线圈从磁场中运动出来：一次是用外力使线圈从左侧边界匀速平动移出磁场；另一次是用力使线圈以ad边为轴，匀速转动出磁场，两次所用的时间都是0.1s。试分析计算两次外力对线圈做功之差。(取)
10.如图甲所示，矩形线圈abcd边长ab=2l，ad=3l，OO'是线圈的转动轴，aO=bO=2l，匀强磁场的磁感应强度为B，OO'刚好与磁场的边界线重合，线圈的总电阻为R，当线圈绕 OO'以角速度ω匀速转动时，试求：
(1)从图示时刻起，线圈的ab边第一次出磁场前的瞬时，回路中电流的大小和方向？
(2)从图示位置计时，取电流沿abcd方向为正，在乙中画出线圈中的电流i随时间t变化的关系图线(画两个周期)？
(3)线圈中电流的有效值？
参考答案
1.D 2.C 3.BC 4.BD 5.B 6.B 7.(1)27.5A (2)6050w,7562.5w (3)220V 8.(1)0.18V (2)0.034A
9.0.0025J 1O.（1） (2)略（3）I=
第11周
X 508秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：传感器的应用实例
1.大多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。
（1）控制电路中接入了哪几种传感器？
（2）这几种传感器来的信号，应通过哪几种门电路后，再进入执行电路？
2.当前大量使用的磁敏器件是霍尔元件与集成电路制在一起的磁传感器，它有以下两种。
（1）一种是“线性”的。它是将霍尔元件和放大器集成在一个芯片内，其输出的电压与感受到的磁感应强度成正比地连续变化。请你提出一种方案，利用它来测量电流的大小。
（2）另一种叫做“开关型”的，当磁场到一定程度时它才会输出高电平，而在磁场弱到一定程度时输出低电平（或者相反），也就是说，它只能在高、低电平之间跃变。请你提出一种方案，利用它来测量物体的转速。
3.要使例题１中路灯在天更暗时才会亮，应该怎样调节Ｒ1的阻值？并说明原理。
4.要使例题２中的热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应怎样调节Ｒ1的阻值？并说明原理。
第14周 B 1
1.答：
(1)接入了两种传感器：光传感器（通常用的是光敏电阻）；声传感器（通常用的是微型驻极体话筒）。
(2)因为点亮楼道灯需要同时具备两个条件，即足够暗的光照和足够大的声音，所以要使用与门。
2.答：
(1)设计方案如右图所示。在Ｃ形软铁芯１上绕制线圈２，霍尔传感器３置入铁芯的间隙中，并与数字毫伏表４相连。线圈中通入的待测电流Ｉ越强，铁芯间隙中的磁场强度就越大，则传感器输出的电压越大。
(2)设计方案如图所示。转动物体１的边缘上嵌入一个小永磁体２，霍尔传感器３固定在近旁，并在计数电路和显示屏４相连。物体每转动一周，传感器就输出一个电压脉冲，计数显示的数字就增加１。配合秒表测出在时间t内转动的周数n，就可以计算出转速。
3.答：要使在天更暗时路灯才会亮，应该把Ｒ1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端Ａ电压达到某个值（如1.6v），就需要ＲG的阻值达到更大，即天色更暗。
4.答：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小Ｒ1的阻值，Ｒ1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。
第14周
B 1
EMBED PBrush \* MERGEFORMAT08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：交变电流
教学目标
（一）知识与技能
1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。
2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。
3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。
（二）过程与方法
1．掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。
2．培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。
3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性
教学重点、难点
重点
交变电流产生的物理过程的分析。
难点
交变电流的变化规律及应用。
教学方法
演示法、分析法、归纳法。
教学手段
手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表
教学过程
（一）引入新课
出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。
演示：将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。当线框快速转动时，观察到什么现象
这种大小和方向都随时间做周期性变化电流，叫做交变电流。
（二）进行新课
1、交变电流的产生
（1）中性面——
（2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ ，但 。
（3）线圈越过中性面，线圈中I感方向要改变。线圈转一周，感应电流方向改变 。
2．交变电流的变化规律
设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt，如右图所示。设ab边长为L1，bc边长L2，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大
eab=BL1vsinωt = BL1·ωsinωt =BL1L2sinωt
此时整个线框中感应电动势多大
e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt
若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=NBL1L2ωsinωt，令Em=NBL1L2ω，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。
根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=ImR，电压的瞬时值U=Umsinωt。
电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示，如下图所示：
3．几种常见的交变电波形
（三）课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题：
1．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。
2．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωsinωt，感应电动势的最大值为Em=NBSω。
3．中性面的特点：磁通量最大为Φm，但e=0。
（四）实例探究
交变电流的图象、交变电流的产生过程
【例1】一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。下面说法中正确的是 （ ）
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
交变电流的变化规律
【例2】在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动时，产生的交变电动势可以表示为e=Emsinωt。现在把线圈的转速增为原来的2倍，试分析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式，画出与其相对应的交变电动势随时间变化的图象。
第11周
X 108秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：磁场复习（3）
（4）磁流体发电机
例题11.如图是磁流体发电机，其原理是等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差，设A、B平行金属板的面积为S，相距L，等离子体的电阻率为ρ，喷入气体速度为v，板间磁场的磁感应强度为B，板外电阻为R，当等离子气体匀速通过A、B板间时，求流过电阻R中的电流。
（此时离子受力平衡：，电动势，电源内电阻，所以R中电流。
5）电磁流量计
例题12.如图所示为一电磁流量计的示意图，截面为正方形的非磁性管，其边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感应强度为B．现测得液体a、b两点间的电势差为U，求管内导电液体的流量Q为多少？
分析：流量是指单位时间内流过某一横截面的液体的体积．导电液体是指液体内含有正、负离子．在匀强磁场中，导电液体内的正、负离子在洛仑兹力作用下分别向下、上偏转，使管中上部聚积负电荷，下部聚积正电荷．从而在管内建立起一个方向向上的匀强电场，其场强随聚积电荷的增高而加强．后面流入的离子同时受到方向相反的洛仑兹力和电场力作用．当电场增强到使离子所受二力平衡时，此后的离子不再偏移，管上、下聚积电荷不再增加a、b两点电势差达到稳定值U，可以计算出流量Q．
解：设液体中离子的带电量为q，因为
(6)霍尔效应
例题13.如图所示，厚度为h，宽度为d的铜板放在垂直于它的磁感应应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在铜板的上侧面A和下侧面A’之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流和B的关系式中的比例系数k为霍尔系数。
设电流是电子的定向移动形成的，电子的平均定向速度为，电荷量为e，回答下列问题：
⑴达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势________(填“高于”、“低于”或“等于”)下侧面A’的电势。
⑵电子所受的洛伦兹力的大小为________。
⑶当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力大小为_____。
⑷由静电力和洛伦兹力的平衡条件，证明霍尔系数，其中n为导体单位体积中电子的个数。
【解析】⑴根据左手定则，电子受到的洛伦兹力指向上侧面A，故电子向A偏转，聚集在导体板的A侧，下侧面A’出现正电荷，故达稳定状态时，<,即应填“低于”。
⑵洛伦兹力
⑶当其上下两侧面间的电势差为U时，电场强度，电子受静电力为
⑷当上下侧面间电势差稳定时，电子受力平衡，有
得 　①
而电流为　　　②
将①②代入即
解得
第9周
X 108秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电磁感应定律的应用
1．如图所示，一个由金属导轨组成的回路，竖直放在宽广的匀强磁场中，磁场垂直该回路所在平面，方向向外，其中导线AC可以自由地紧贴竖直的光滑导轨滑动；导轨足够长；回路总电阻为R保持不变，当AC由静止释放后（ ）
A．AC的加速度将达到一个与R成反比的极限值
B．AC的速度将达到一个与R成正比的极限值
C．回路中的电流强度将达到一个与R成反比的极限值
D．回路中的电功率将达到一个与R成正比的极限值
2．如图，固定于水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑，除R外其它电阻均不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场．当质量为m的金属棒cd在水平恒力F作用下由静止向右滑动过程中，下列说法中正确的是 （ ）
A．水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能
B．只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能
C．无论cd棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能
D．R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势
如图所示，质量为m、高为h的矩形导线框自某一高度自由落下后，通过一宽度也为h的匀强磁场，线框通过磁场过程中产生的焦耳热（ ）
A．可能等于2mgh B．可能大于2mgh
C． 可能小于2mgh D．可能为零
4．如图所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平，铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3，位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离，则（ ）
A．a1＜ a2 = g B．a3＜ a1 ＜ g
C．a1 = a3＜ a2 D．a3＜ a1 ＜ a2
5．在赤道附近有一竖直向下的匀强电场，在此区域内有一根沿东西方向放置的直导体棒，由水平位置自静止落下，不计空气阻力，则导体棒两端落地的先后关系是（ ）
A．东端先落地 B．西端先落地
C．两端同时落地 D．无法确定
6．空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为l1。现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为l2，长边的长度为2l1，如图所示。某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变。设该线框的电阻为R。从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于 。
7．竖直放置的导轨宽0.5m，导轨中接有电阻为0.2Ω，额定功率为5W的小灯泡，如图所示，一质量为50g的金属棒可沿导轨无摩擦下滑(导轨和棒的电阻不计)，若棒的速度达到稳定后，小灯泡正常发光。求：
(1)匀强磁场的磁感强度B；
(2)此时棒的速度。
8．如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽L，右端接有电阻R，磁场的磁感强度为B。一根质量为m，电阻不计的金属棒受到瞬间的外力后，以v0的初速度沿框架向左运动。棒与框架间的动摩擦因数为μ。测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q。求：
(1)棒能运动的距离 (2)R上产生的热量
9．近期《科学》中文版的文章介绍了一种新技术——航天飞缆，航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力，它还能清理“太空垃圾”等。从1967年至1999年17次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功。该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释。
下图为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个物体P，Q的质量分别为mP、mQ，柔性金属缆索长为l，外有绝缘层，系统在近地轨道作圆周运动，运动过程中Q距地面高为h。设缆索总保持指向地心，P的速度为vP。已知地球半径为R，地面的重力加速度为g。
⑴飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。设缆索中无电流，问缆索P、Q哪端电势高？此问中可认为缆索各处的速度均近似等于vP，求P、Q两端的电势差；
⑵设缆索的电阻为R1，如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流，相应的电阻为R2，求缆索所受的安培力多大；
⑶求缆索对Q的拉力FQ。
第7周 B 1
1.BD 2.D 3.ABC 4.ABD 5.A 6. 答案：2（B l2）2l1 v / R
7. 答案：（1）0.2T (2)10m/s．
8. 答案：⑴　　⑵
9.解析：（1）缆索的电动势 E=Blvp
P、Q两点电势差 UPQ=Blvp，P点电势高
（2）缆索电流
安培力
（3）Q的速度设为vQ，Q受地球引力和缆索拉力FQ作用
①
P、Q角速度相等 ②
又 ③
联立①、②、③解得：
第7周
B 108秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：磁场的复习（2）
1、磁感应强度B=，你对此物理量的理解是 （ ）
A.磁场中某点的磁感应强度跟磁场力F成正比，跟电流I和导线长L乘积成反比
B.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
C.通电导线在磁感强度大的地方受力一定大
D.磁感强度大小和方向跟放在磁场中通电导线受力大小和方向无关
2、如图所示，环形导线的A、B处另用导线与直导线长方框时相连，图中标出了环形电流的磁场方向，则C和D中接电源正极的是_________，放在ab长方框内的小磁针在平衡时N极指向
3、某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是（ ）
4、如图，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它下端刚好跟槽中水银 接触，通电后，你认为发生的现象有 （ ）
A.弹簧收缩 B.弹簧变长
C.弹簧不断上下振动 D.弹簧始终保持静止
5、回旋加速器是加速带电粒子装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个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形盒放置于垂直盒的匀强磁场中，要增大带电粒子射出时的动能，下列方法可行 （ ）
A.减小磁场的磁感应强度 B.增大电场的加速电压
C.减小狭缝间距离 D.增大D形金属盒的半径
6、如图，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中按图中轨迹运动，中央是一金属薄板，粒子穿过金属板时，动能有损失，则 （ ）
A.粒子带正电 B.粒子带负电
C.粒子运动途径是edcba D.粒子在上半周运动时间比下半周长
7、一束电子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转，且磁场方向向______进入磁场后，电子速度大小________。（填“增加”“不变”或“减少”）
8、质子（）和α粒子（）从静止开始经同一加速电场加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两粒子动能之比=________，轨道半径r1：r2=_______
9、如图，为一电磁流量计示意图，截面为正方形的非磁性管，边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感应强度为B，现测得ab两点电势差为u，则导电液体流速v=_________，流量Q=__________。
10、如图所示，两平行导轨相距20cm，金属棒ab质量为10g，电阻R=8Ω，匀强磁场的磁感强度B=1T，方向垂直导轨平面向下，金属棒与导轨间最大静摩力为0.03N，电源电动势E=9v，内阻r=2Ω，现调节变阻器触头，使ab静止不动，求R1的范围。（θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
11、如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：
（1）中间磁场区域的宽度d；
（2）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。
第8周 B 3
1.D 2. 答案：C，指向纸内 3.D 4.C 5.AD 6.BC 7. 答案：向外，不变
8. 答案：1：2，1：√2 9. 答案：略 10. 答案：R1的取值范围是： 10Ω≦R1≦50Ω
11. （答案） 解析：（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得： ，带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得： ， 由以上两式，可得 ，
可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图答56所示，三段圆弧的圆心组成的三角形ΔO1O2O3是等边三角形，其边长为2R。
（2）在电场中 ， 在中间磁场中运动时间 ，在右侧磁场中运动时间，则粒子第一次回到O点的所用时间为 。
第8周
B 3
答5608秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电磁感应复习（1）
1.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则……………………（ ）
A、磁铁对桌面压力增大 B、磁场对桌面压力减小
C、桌面对磁铁没有摩擦力 D、桌面对磁铁摩擦力向右
2.带电粒子（不计重力）以初速度V0从a点进入匀强磁场，如图。运动中经过b点，oa=ob。若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以V0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感强度B之比E/B为：（ ）
A、V0 B、1 C、2V0 D、
3.如图，MN是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知：（ ）
A、粒子带负电
B、粒子运动方向是abcde
C、粒子运动方向是edcba
D、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长
4.带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A时：（ ）
A、摆球受到的磁场力相同
B、摆球的动能相同
C、摆球的速度相同
D、向右摆动通过A点时悬线的拉力大于向左摆动通过A点时悬线的拉力
5.如图中的虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动.设线框中感应电流的方向以逆时针为正方向，那么在下图中能正确描述线框从图所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是（ ）
6.如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环。导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按图中哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（ ）
7.如图所示电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则（ ）
A.合上S时，A先亮，B后亮
B．合上S时，A、B同时亮
C．合上S后，A变亮，B熄灭
D．断开S时，A熄灭，B重新亮后再熄灭
8．在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们是：①电流计、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤电键、⑥滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）。试按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）。
若连接滑动变阻器的两根导线接在接 线柱C和D上，而在电键刚闭合时电流表
指针右偏，则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流计指针将___ ___（填“左偏”、“右偏”、“不偏”）。
9.如图所示，两根相距L=0.20m的平行光滑金属长导轨与水平方向成θ＝30°角固定，匀强磁场的磁感强度B=0.20T，方向垂直两导轨组成的平面，两根金属棒ab、cd互相平行且始终与导轨垂直地放在导轨上，它们的质量分别为m1=0.01kg，m2=0.02kg，两棒电阻均为R＝0.20Ω，导轨电阻不计，取g=10m/s2。
（1）要使cd棒静止，ab应怎样运动？
（2）当ab棒在平行于导轨平面斜向上的外力F作用下，以v1=15m/s速度沿斜面匀速向上运动时，求金属棒cd运动的最大速度及外力F的大小。
第9周B 2
1.A 2.C 3.AC 4.BD 5.A 6.A 7.BD 8.连线略，左偏
9. 12、（1）I=0.4A，方向从N指向Q
（2）F=0.02N 方向向左
（3）Uab=0.32V
第9周
B 2
M
N
a
b
c
d
e
O
a
b
a
V0
y
x
O课题：法拉第电磁感应定律
B1答案
1．D 2.B 3.D 4.D 5.ACD 6.A 7.BCD 8.B 9.CD
10.＝１；＝
课题：法拉第电磁感应定律(习题课)
B2答案
1.BD 2.A 3.C
4.均匀减弱，mgd/nq
5. 答案：0.8V, 0.4A , 1.28×10-2W
6.[分析] 金属棒切割磁感线的有效长度L是先变大后变小，在时L达最大值，此时感应电动势和感应电流也达最大值，回路的总电阻为R1与R2并联，恒定不变，故此时R1的功率也为最大。由E=BLv和I=E/R总即可求得I与t的关系。
[解答]（1）金属棒匀速运动，所以外力F=F安
棒中产生的感应电动势E=BLv，感应电流为I=E/R总
所以要加的外力为 F=BIL=B2L2v/R总
式中L为金属棒切割磁感线的有效长度，与位置坐标x有关。
电路的总电阻
所以外力F的最大值为
Fm=B2Lm2v/R总=0.22×22×5.0×3/8=0.3N
(2)当L有最大值Lm时，电路中电流最大，R1上消耗的功率也最大。
P1=E2/R1=B2L2v2/R1=0.22×22×5.02/4=1W
(3)金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化，满足
又因为有 x=vt E=BLv
联立可解得08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：交变电流
1．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势，下面说法正确的是（ ）
　　　 A．当穿过线圈的磁通量最大时，感应电动势最小
　　　 B．当穿过线圈的磁通量最大时，感应电动势最大
　　　 C．当穿过线圈的磁通量是零时，感应电动势最小
　　　 D．当穿过线圈的磁通量是零时，感应电动势最大
　　2．已知交变电流的瞬时值的表达式是i＝5sin50πt (安), 从t＝0到第一次出现最大值的时间是：（ ）
　 A．6.25秒　　B．1/200秒　　C．1/150秒　　D．1/100秒
3．如图1示的正弦交流电流，其流瞬时值的表达式为 ________________________。
　　　
图 1 图 2
4．如图2所示的交流电电流的瞬时值的表达式为___________________________，已知时间t＝0.0025秒时交流电电流的值为14.14安。
5．一单匝线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中，以角速度ω匀速转动，其感应电动势e ＝εmsinωt，则下面判断正确的是（ ）
　　　 A．εm＝　BSω　　 B．ωt是线圈平面和中性面之间的夹角
　　　 C．εm＝ nBSω　　 　D．ωt是线圈平面和磁场方向的夹角
　6．图3为单匝线圈面积为S在磁感强度为B的匀强磁场中匀速转动，感应电动势e ＝εmsinωt, 感应电流 i＝Imsinωt
(1) 在题中将线圈的转速提高一倍其他条件不变则电动势的表达式为（ ）
　　　 A．e＝εmsinωt　　　　B．e＝2εmsinωt
　　　 C．e＝2εmsin2ωt　　　D．e＝εmsin2ωt
　 (2) 题中产生的最大感应电流为Im要使感应电流的最大值变为2Im可用的方法是（ ）
　　　 A．把磁感应强度变为2B
　　　 B．把转动角速度变为2ω
　　　 C．用同样的导线做成一个面积为2S的线圈
　　　 D．用同样的导线做成一个每边都是原长2倍的线圈
　　7．若上题中线圈是正方形边长为0.2m，磁感应强度B＝1T，转动角速度 ω＝500π rad/s，线圈每条边的电阻都为R＝10Ω，那么图示位置时
　 (1) 回路中的电流强度为（ ）
　　　 A．0A 　　　B．12.5A 　　　　C．1.57A 　　　　 D．πA
　 (2) bd两点电势差为：（ ）
　　　 A．0V　　　B．500V　　　　 C．62.8V　　　 D．125.6V
第11周 B 1
1 .AD； 2.D,
3. I ＝ 4sin314t (A)
4. I ＝Imsinωt＝20Asin314t 安 ; 5. AB ;
6. (1) .C (2). AB ; 7. (1).C (2). A
第11周
B 1
图308秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：简谐运动
三维教学目标
1、知识与技能
（1）了解什么是机械振动、简谐运动；
（2）掌握简谐运动的位移图象。
2、过程与方法：正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线；
3、情感、态度与价值观：通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力。
教学重点：使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。
教学难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化。
教学教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源。
教学过程：
第一节 简谐运动
（一）教学引入
我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
（二）新课教学
1、机械振动
振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？（微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。）请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？
提问：这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的，运动方向水平的、竖直的，物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？
归纳：物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2、简谐运动
简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。
（1）弹簧振子
(2)简谐运动的位移图象——振动图象
简谐运动的振动图象是一条什么形状的图线呢？简谐运动的位移指的是什么位移？（相对平衡位置的位移）
说明：匀速拉动纸带时，纸带移动的距离与时间成正比，纸带拉动一定的距离对应振子振动一定的时间，因此纸带的运动方向可以代表时间轴的方向，纸带运动的距离就可以代表时间。实际应用例子：心电图仪、地震仪。
理论和实验都证明：简谐运动的振动图象都是正弦或余弦曲线。
第14周
X208秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电感和电容对交变电流的影响（评讲作业）
1.如图所示为电子技术中常用的电路之一,“~”表示低频交流，“ ”表示高频交流，“—”表示直流，则下列叙述正确的是( )
A.图a中后级输入只有交流成分 B.图b中后级输入只有直流成分
C.图c中后级输入只有低频交流成分 D.图c中后级输入只有高频交流成分
2.在图所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各交流电压表的示数将 ( )
A.V1、V3增大，V2减小 B.V1不变，V2减小，V3增大
C.V1不变，V2增大，V3减小 D.V1、V2、Y3都不变
3.两个相同的白炽灯L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同，更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度大于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是（ ）
A.最大值仍为Um，而频率大于f B.最大值仍为Um，而频率小于f
C.最大值大于Um，而频率仍为f D.最大值小于Um，而频率仍为f
4.如图所示，平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上，灯泡正常发光，则（ ）
A.将介质板插入电容器中，灯泡将变暗 B.增大交变电流的频率，灯泡将变暗
C.把电容器极板间距拉开一些，灯泡将变暗 D.把电容器两极板错开一些，灯泡将变暗
5.关于感抗的理解，下列说法正确的是（ ）
A.感抗是由于电流变化时线圈产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用
B.感抗仅与电源频率有关，与线圈自感系数无关
C.电感产生感抗对交变电流有阻碍作用，但不会因此而消耗电能
D.感抗和电阻等效，对任何交变电流都是一个确定的值
6.在电子技术中，从前一级装置输出的既有直流成分（工作电流），又有交流成分（信号电流）。如果我们希望输送到后一级装置的只有直流成分，电容器应该和后一级装置 ；如果我们希望输送到后一级装置的只有交流成分，电容器应该和后一级装置 （两空均填“串联”或“并联”）。
7.在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成份，又有低频成份，经放大后送到下一级，需要把低频成份和高频成份分开，只让低频成份输送到再下一级，我们可以采用如图所示电路，其中a、b应选择的元件是（ ）
A.a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈 B.a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈
C.a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈 D.a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈
8.“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动。图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器。则（ 　　）
A.甲扬声器是高音扬声器 B.C2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器
C.L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器 D.L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流
参考答案
1.AD 2.C 3.A 4.CD 5.A 6.并 串 7.D 8.D
第11周
X 6
～
V1
V2
V3
第2题08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：传感器的应用（一）
学习目标
1． 了解传感器应用的一般模式
1． 理解应变式力传感器的应用――电子秤的工作原理
1． 理解声传感器的应用――话筒的工作原理
1． 理解温度传感器的应用――电熨斗的工作原理
1． 会用各类传感器（力传感器、声传感器、温度传感器等）设计简单的控制电路
课本导读
1． 应变式力传感器的应用――电子秤
1． 应变式力传感器的构造：它是由＿＿＿＿和＿＿＿＿＿组成，应变片是一种敏感元件，多用＿＿＿＿＿制成．
1． 应变式力传感器的工作原理如图6－2－1所示：弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个＿＿＿＿＿，在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面＿＿，下表面＿＿＿＿＿，上表面应变片的电阻变＿＿＿＿＿，下表面的电阻变＿＿＿＿＿．
F越大，弯曲形变越＿＿＿＿＿，应变片的阻值变化就越＿＿＿＿＿．如果让应变片中通过的电流保持恒定，则上面应变片两端的电压变＿＿＿＿＿，下面应变片两端的电压变＿＿＿＿＿．因此可得，外力越大，输出的电压差值也就越＿＿＿＿＿．
1． 应变力传感器的作用：它能够把＿＿＿＿＿转换成＿＿＿＿＿．
二、声传感器的应用――话筒
1．话筒的作用：话筒是一种常见的声传感器，它能把＿＿＿＿＿转换为＿＿＿＿＿．
2．动圈式话筒的构造（如图6－2－2所示）及工作原理：它主要由＿＿＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿＿＿组成．其工作原理可简述为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
3．电容式话筒的构造（如图所示）及工作原理：它主要是由＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、和＿＿＿＿＿组成的一个电容器．
4．驻极体话筒的工作原理及特点：它的工作原理与电容式话筒＿＿＿＿＿，但工作电压不同，它只需＿＿＿＿＿的电压，而电容式话筒需＿＿＿＿＿的电压．它的特点有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿．
三、温度传感器的应用――电熨斗
1．电熨斗的构造（如图6－2－4所示）：它主要由＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、弹性铜片、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、电热丝、金属底板等几部分组成．
2．电熨斗的工作原理：常温下上下触点是＿＿＿＿＿，设定温度时，通过调节＿＿＿＿＿使弹性铜片下降，与弹性铜片相连接的上触点与＿＿＿＿＿接通，这样电路接通，电热丝发热产生热量，温度升高，可以熨烫衣物．这时双金属片也由于受热而膨胀，但因双金属片上层金属的膨胀系数＿＿＿＿＿下层金属，使双金属片向＿＿＿＿＿弯曲，上下触点脱离，电路断开．由于电路断开，电热丝不再发热，温度降低，双金属片恢复初态，电路又接通加热．不难看出，双金属片温度传感器的作用就是＿＿＿＿＿．
典型例题
【例】　动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象，图甲是话筒原理图，图乙是录音机的录音、放音原理图，由图可知( )
A.话筒工作时磁铁不动，线圈振动而产生感生电流
B.录音机放音时变化的磁场在静止的线圈产生感生电流
C.录音机放音线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
D.录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
第13周
X 208秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：简谐运动
关于简谐运动下列说法正确的是（ ）
A、简谐运动一定是水平方向的运动
B、所有的振动都可以看成简谐运动
C、物体做简谐运动时的运动轨迹一定是正弦曲线
D、只要振动图象是正弦曲线,物体一定做简谐运动
第14周
B208秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：变压器2（评讲作业）
1．如图中变压器原线圈接交流高压，降压后通过输电线给用电器供电，当电键S断开时图中两电表示数电压U和电流I变化为 （ ）
A.均变大 B.U变大，I变小 C.均变小 D.U变小，I变大
2.一个理想变压器工作示意图如图所示，变压器的初级线圈匝数为n1，与干路高电压U1相连，工作时流过线圈的电流为I1，初级与干路相连的导线的电阻不能忽略。变压器的次级线圈匝数为n2，输出电压为U2，工作时流过线圈的电流为I2。设连接在次级线圈上的用电器均为相同的电灯，导线的电阻可以忽略。在变压器次级线圈有负载的情况下，下列判断哪个正确（ ）
A.无论次级接入的电灯的数量多少，总有U1：U2=n1：n2
B.无论次级接入的电灯的数量多少，总有I1：I2=n2：n1
C.无论次级接入的电灯的数量多少，总有U1I1=U2I2 D.上述判断都不对
4.电流互感器是用来测量大电流的仪器，如图所示，图中是电流互感器使用原理，以下说法正确的是 （ ）
A.因变压器将电压升高了，所以电流表示数比把电流表直接接到ab间时示数大
B.图中电流表的示数比直接接在ab间时示数小
C.原理图有错误，原线圈匝数应比副线圈匝数多
D.图中电流表的示数就是ab间的电流大小
5.钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a）中电流表的读数为1.2A 。图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则( )
A.这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4A
B.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4A
C.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6A
D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b）的读数为3.6A
6.如图所示，电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V，若分别在c、d与g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为 ( )
A.220V，220V B.220V，110V C.110V，110V D.220V，0
7.如图所示，展示了四种亮度可调的台灯的电路图，它们所用的白炽灯完全相同，且都是“220V，40W”规格的。当灯泡的实际功率都调至20W时，消耗总功率最小的台灯是（ ）
8．照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安接一漏电保护器，如图所示，当漏电保护器的ef两端未接有电压时，脱扣开头K能始终保持接通，当ef两端有一电压时，脱扣开关K立即断开，下列说法错误的是（ ）
A.站在地面上的人触及b线时（单线接触电），脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用
B.当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用
C.当相线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用
D.当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时（双线触电）脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用
10.如图所示为一理想的自耦变压器电路，L1、L2、L3、L4为四个完全相同的灯泡，在A、B两端加交变电压U1时四个灯泡都正常发光，设C、B两端电压为U2，则U1：U2为（ 　　）
A．2：1 B．1：1 C．4：1 D．6：1
11.如图所示，水平铜盘半径为r，置于磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕过中心轴以角速度做匀速圆周运动，铜盘的中心及边缘处分别用滑片与一个理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈匝数比为n，变压器的副线圈与一电阻为R的负载相连，则变压原原线圈两端的电压为多少？通过负载R的电流为多少？
12.如图所示，为一理想变压器n2=10匝，n3=20匝，L1和L2均是“220V，15W”的灯泡，与一匝线圈相连的电压表，读数为11V，那么变压器的实际输入功率为多少？
参考答案1.C 2.B 4.C 5.C 6.B 7.C 8. BCD 10.C
11. 12.18.75w
第12周
X 5
第5题图（a）
A
铁芯
图（b）08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：传感器的应用（二）
1.有一电学元件，温度升高时电阻增大，则这种元件可能是　（　　）
A.金属导体　　　　B.绝缘体 C.半导体　　　 　　D.超导体
2.如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R与LED相距不变，下列说法正确的是（ ）
A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大 B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C.当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变 D.无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变
3.如图所示，R1、、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时（ ）
A.电压表的示数减小 B.R2中的电流强度减小
C.小灯泡的功率增大 D.电路的路端电压升高
4.下面元件不属于温度传感器的是（ ）
A.电熨斗 B.电饭锅 C.测温仪 D.鼠标器
5.用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化成电信号的过程，下列属于这类传感器的是（ ）
A.红外报警装置 B.走廊照明灯的声控装置
C.自动洗衣机中的压力传感装置 D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
6.火灾报警器使用的是（ ）
A.光传感器 B.温度传感器 C.红外线传感器 D.超声波传感器
7.将万用表的选择开关置于欧姆档，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rg的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央，若用不透光的黑纸将Rg包裹起来，表针将向___________（填“左”或“右”）转动，若用手电筒光照射Rg，表针将向_________（填“左”或“右”）转动。
8.请用仪器：热敏电阻，学生电源，继电器，滑动变阻器，开关，导线等设计一个由温度控制小灯泡发亮的电路。
9.如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开。S2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻R1＝R2＝500Ω，计算加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计。
（1）分析电饭煲的工作原理。
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比。
（3）简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？
10.如图所示甲为在温度为10℃左右的环境中工作的自动恒温箱简图，箱内电阻R1＝20kΩ，R2＝10kΩ，R3＝40 kΩ，R1为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示。当a、b端电压Uab﹤0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab﹥0时，电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在___________℃。
第13周B 3
1、A 2、A 3、BC 4、D 5、A 6、AB 7、左 右
8、设计图如图，闭合S1后，有电流通过继电器，但R1较大，继电器产生的磁场较弱，当R1的温度升高，电阻减小，继电器产生的磁场显著增大， S2被吸下来，小灯泡发光，温度降低，磁性减弱，S2弹开，小灯泡熄灭，从而达到由温度控制灯炮的亮和灭。
9、（1）见例1
（2）加热时电饭煲消耗的电功率U2／R并，保温时电饭煲消耗的电功率为 U2／（R1﹢R并），R并＝R2R3／（R2﹢R3）＝500×50／（500﹢50）＝500／11Ω
从而有p1／p2＝（R1﹢R并）／R并＝（500﹢500／11）÷（500／11）＝12／1
（3）如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80℃时，自动断开，功率降为P2，温度降低到70℃ ，S2自动闭合。温度只能在70℃—80℃之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭。
10、35℃
解析：设电路路端电压为U，当Uab＝0时，有UR1／（R1﹢R2）＝UR3／（R3﹢Rt） 解得Rt＝20kΩ,由图乙可知，当Rt＝20kΩ时，t＝35℃
第13周
B 3
第3题
第7题
第2题
第9题
R1
R2
R3
S1
S2
第10题
R1
R2
R3
Rt
甲
乙08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：传感器的应用（一）
1.唱卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，正确的是( )
A.该传感器是根据电流的磁效应工作的 B.该传感器是根据电磁感应原理工作的
C.膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D.膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动
2.图中电容式话筒右测固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀上金属层的振动膜a构成一个电容器，a、b分别通过导线与恒定电源两极相接。声源s做位移X=Asin(200πt)的振动，则有（ ）
A.a振动过程中a、b板之间的电场强度不变 B.a振动过程中话筒会产生电磁波
C.导线ac的电流的频率为1000Hz D.a向右位移最大时a 、b板形成的电流最大
3.如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面渡有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在的电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容两极板间的（ ）
A.距离变化 B.正对面积变化 C.介质变化 D.电压变化
4.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B2∕2 式中B是磁感应强度， 是磁导率，在空气中 为一已知常数，为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离ΔL，并测出拉力F，如图所示，因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得此感应强度B与F、A之间的关系为B=_____________.
5.如图所示，神州五号飞船发射升空时，火箭内测试仪台上放一个压力传感器，传感器上面压一质量为M的物体，火箭点火后从地面加速升空，当升到某一高度时，加速度为a=g∕2，压力传感器此时显示出物体对平台的压力为点火前压力的17/16，已知地球的半径为R，g为地面附近的重力加速度，试求此时火箭离地面的高度_____________
6.如图是电熨斗温度自动控制装置。
（1）常温时，上、下触点应是分离,还是接触 （2）双金属片温度升高时，那一层形变大
（3）假设原来温度上升到800C时，断开电源，现在要求600C时断开电源,应怎样调节调温旋钮
7.某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力。(比例系数为k)如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0，而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器，质量为m0的砝码，电压表，滑动变阻器，干电池各一个，电键及到县若干，待测物体(可置于力电转换器的受压面上)。请完成对该物体质量的测量。
（1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在图中画处完整的测量电路图？
（2）简要说明测量步骤，求出比例系数K，并测出待测物体的质量m ？
第13周 B 2
1.B 2.BD 3.A 4. 5.R/3 6(1).常温时,上下触点接触,使电路接通,电热丝工作.(2).双金属片的上面一层形变大(3).应向上调节调温旋钮,双金属片受热时,易使触点分离，
7．解析(1) 设计电路如图：
(2) 测量步骤与结果：①调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零，②将砝码放在转换器上,记下输出电压U0,③将待测物放在转换器上，记下输出电压U，由U0=km0g,得k=U0/m0g ，U=k m g,所以 m=m0U/U0
第13周
B 2
第2题
第3题
第4题
第5题
第6题
第7题08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电能的输送
教学目标
（一）知识与技能
1．知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。
2．知道降低输电损耗的两个途径。
3．了解电网供电的优点和意义。
（二）过程与方法
通过思考、讨论、阅读，培养学生阅读、分析、综合和应用能力
（三）情感、态度与价值观
1．培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度。
2．介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情。
教学重点、难点
重点
找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少功率与电压损失。
难点
理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压ΔU。
教学过程
（一）引入新课
人们常把各种形式的能（如水流能、燃料化学能、核能）先转化为电能再进行传输，这是因为电能可以通过电网来传输，那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？这节课我们就来学习远距离输电的知识，请同学们认真仔细地阅读教材，回答老师提出的下列问题
（二）进行新课
1．降低输电损耗的两个途径
1、输送电能的基本要求是什么？
输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济。
2、远距离大功率输电面临的困难是什么？
3、输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？
有两种方法：其一 ；其二
4、如何减小输电线的电阻呢？
根据电阻定律可知r=ρ，要减小输电线的电阻r，可采用下述方法：
①减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.
②减小输电线的长度l不可行，因为要保证输电距离.
③增加导线的横截面积，可适当增大横截面积。太粗不可能，既不经济又架设困难。
5、如何减小输电线中的电流呢？阅读并回答教材 “思考与讨论”中的问题。
在输电功率一定的条件下，根据P=UI可知，要减小输电线中的电流I，必须提高输电电压U，这就是采用高压输电的道理。
6、以上两个途径中，哪一个对于降低输电线路的损耗更有效？举例说明。
7、大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的要求，怎么办？
在发电机处用升压变压器升高电压，在用户处用降压变压器降低电压.
投影片展示我国远距离高压输电情况及远距离高压输电的原理。如下图所示。
设发电机的输出功率为P，则功率损失为
ΔP=I22R
用户得到的功率为P用=P-ΔP.
输电线路上的电压损失为：ΔU=I2R，则U3=U2-ΔU.
8、目前，我国常用的远距离输电采用的电压有哪几种？
9、是不是输电电压越高越好？为什么？
不是。电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。
2．电网供电
10、采用电网供电的优点是什么？
可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。
例 某交流发电机输出功率为5×10.5 W，输出电压为U=1.0×10.3 V，假如输电线的总电阻R=10 Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U=380 V.
（1）画出输电线路的示意图（下图）。（标明各部分的符号）
（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器）
（三）课堂总结、点评
通过本节学习，主要学习以下问题：
1．降低输电损耗的两个途径：减小线路电阻和减小输电电流。减小输电电流是最有效的途径。
远距离输电线路上，P损=I2r=，其中（I=）。采用高压输电可以达到减小输电电流的目的。
2．电网供电的优点
（四）实例探究
高压输电的优点
【例1】远距离输送交变电流都采用高压输电。我国西北电网正在建设750kV线路。采用高压输电的优点是 （ ）
A．可节省输电线的铜材料 B．可根据需要调节交流电的频率
C．可减少输电线上的能量损耗 D．可加快输电的速度
远距离输电的过程
【例2】某小型水电站发电机输出的电功率为100 kW，输出电压 250 V，现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，用户获得220 V电压.求应选用匝数比为多大的升压变压器和降压变压器？（理想变压器）
第12周
X 308秋学期高二物理学科（选修）拓展提高作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
1.（南通四县市2008届高三联考）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
2.（南通市2008届第三次调研）如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是（ ）
A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动
B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动
C．圆盘在磁场中向右匀速平移
D．匀强磁场均匀增加
3.（苏北四市高三第三次调研）在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一与磁场方向垂直长度为L金属杆aO,已知ab=bc=cO=L/3,a、c与磁场中以O为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好.一电容为C的电容器接在轨道上,如图所示,当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴,以角速度ω顺时针匀速转动时:（ ）
A.Uac=2Ub0
B.Uac=2Uab
C.电容器带电量Q
D.若在eO间连接一个电压表,则电压表示数为零
4.（南京市2008届4月高三调研考试）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略．R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线圈．开关S原来是断开的．从开关S闭合到电路中电流达到稳定的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是（ ）
A．I1开始较大而后逐渐变小
B．I1开始很小而后逐渐变大
C．I2开始很小而后逐渐变大
D．I2开始较大而后逐渐变小
5.（南通通州市2008届第二次统一测试）两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动，设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好，重力加速度为g，求：
（1）ab杆匀速运动的速度v1；
（2）ab杆所受拉力F；
（3）ab杆以v1匀速运动时，cd杆以v2（v2已知）匀速运动，则在cd杆向下运动过程中，整个回路中产生的焦耳热．
6.（淮安、连云港、宿迁、徐州四市2008第2次调研）如图甲所示，一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示，在金属线框被拉出的过程中。
⑴求通过线框导线截面的电量及线框的电阻；
⑵写出水平力F随时间变化的表达式；
⑶已知在这5s内力F做功1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？
第7周 C
1.C 2. BD 3. AC 4. AC
5. 解：（1）ab杆向右运动时，ab杆中产生的感应电动势方向为a→b，
大小为 （1分）
cd杆中的感应电流方向为d→c，cd杆受到的安培力方向水平向右
安培力大小为 ① （2分）
cd杆向下匀速运动，有 ② （2分）
解①、②两式，ab杆匀速运动的速度为= ③ （1分）
（2）ab杆所受拉力F+μmg④ （3分）
（3）设cd杆以速度向下运动过程中，ab杆匀速运动了距离，
， ∴ （2分）
整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功
== （2分）
6. ⑴根据q =t，由I－t图象得：q =1.25C　　 （2分）
又根据＝＝ （2分）
得R = 4Ω （1分）
⑵由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：I＝0.1t （1分）
由感应电流，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，（1分）
线框做匀加速直线运动，加速度a = 0.2m/s2 （1分）
线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动，（1分）
得力F＝（0.2 t＋0.1）N　 （1分）
⑶ t＝5s时，线框从磁场中拉出时的速度v5 = at =1m/s （1分）
线框中产生的焦耳热J
第7周
C
c
f
e
d
b
a
××××××××××
××××××××××
××××××××××
××××××××××
××××××××××
o
a
b
c
d
e
M
N
B
甲
乙
0
I/A
t/s
1
2
3
6
4
5
0.2
0.4
0.608秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：传感器及其工作原理
学习目标
1． 知道什么是传感器，理解各类传感器的工作原理
1． 知道光敏电阻特点及作用
1． 掌握热敏电阻和金属电阻的特点及区别
1． 理解霍尔元件的原理及作用
1． 会用得各类元件(热敏电阻、光敏电阻、霍尔元件等)设计简单的控制电路
课本导读
传感器
1． 干簧管结构：它只是玻璃管内封入的两个＿＿＿＿＿＿＿制成的簧片．
作用：在电路中起到＿＿＿＿＿＿＿的作用，它是一种能够＿＿＿＿＿＿＿的传感器．
1． 传感器
作用：它是能够把易感受的力、温度、光、声、化学成分等＿＿＿＿＿＿＿按照一定的规律转换为容易进行测量、传输、处理和控制的电压、电流等＿＿＿＿＿＿＿，或转换为＿＿＿＿＿＿＿的一类元件．
分类：常见的传感器有色标传感器、温度传感器、＿＿＿＿＿＿＿、电容式位移传感器、电感式位移传感器等等．
1． 光敏电阻
1． 构造及特点：光敏电阻是用＿＿＿＿＿＿＿制成的，硫化镉就是一种＿＿＿＿．
其特点是电阻率随光照强度的增大而＿＿＿＿＿＿＿，原因是：无光照射，载流子＿＿＿，导电性＿＿＿＿＿＿＿．
1． 作用：光敏电阻能够把＿＿＿＿＿＿＿转化为＿＿＿＿＿＿＿．
1． 热敏电阻和金属热电阻
1． 热电阻：金属的电阻率随温度的升高而＿＿＿＿＿＿＿，用多金属做成的传感器称为热电阻．其特点是＿＿＿＿＿＿＿、测温范围＿＿＿＿＿＿＿，但＿＿＿＿＿＿＿较差．
1． 热敏电阻：半导体材料的导电能力随温度升高而＿＿＿＿＿＿＿，电阻率随温度升高而＿＿＿＿＿＿＿，用＿＿＿＿＿＿＿做成的传感器称为热敏电阻，热敏电阻也可以用＿＿＿＿＿＿＿制成．其特点是灵敏度＿＿＿＿＿＿＿．
1． 二者的作用：二者都能把＿＿＿＿＿＿＿转化为＿＿＿＿＿＿＿．
1． 霍尔元件
1． 构造（如图所示）：在很小的矩形＿＿＿＿＿＿＿薄片上，制作四个电极，就成为一个霍尔元件．
1． 霍尔电压：①形成过程：＿＿＿＿＿＿＿．②表达式UH=＿＿＿＿＿＿＿，式中d为，k为＿＿＿＿＿＿＿，其大小与＿＿＿＿＿＿＿有关．
1． 作用：用霍尔元件能够把＿＿＿＿转换为＿＿＿＿＿．
　
课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题：
1．制作传感器需要的敏感元件光敏电阻、热敏电阻与金属热电阻、霍尔元件等。
2．光敏电阻的阻值随光的强度增大而减小。光敏电阻将光学量转化为电阻这个电学量。
3．热敏电阻的阻值随温度的升高不一定减小。有的热敏电阻阻值会随温度的升高而增大。热敏电阻或金属热电阻将温度这个热学量转化为电阻这个电学量。
4．霍尔元件的霍尔电压公式为，霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。
5．电容式传感器能够把位移这个力学量转化为电容这个电学量。
典型例题
【例1】　如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆档”，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往Rt上擦一些酒精，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”移动）；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”移动）．
【特别提示】（1）热敏电阻的阻值随温度的变化而变化．阻值随温度的升高而增大的我们称之为正温度系数热敏电阻(PTC)．阻值随温度的升高而减小的我们称之为负温度系数热敏电阻(NTC)．
（2）欧姆表的表盘刻度最右侧为0Ω，最左侧为最大值．
【例2】　如图6－1－3所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是
A． 当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
A． 当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
A． 信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
A． 信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
第13周
X 108秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
第7课时 电磁感应定律的应用
学习过程
（一）复习
什么是电源？什么是电动势？
在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？
（二）新课学习
1、电磁感应现象中的感生电场
2、电磁感应现象中的洛仑兹力
(1)．
(2)．
(3)．
(4)．
(三)、典型例题
【例1】如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场变化时，会在在空间中激发一种电场
B．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
C．使电荷定向移动形成电流的力是电场力
D．以上说法都不对
【例2】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（ ）
A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
【例3】如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m，电阻均为R，若要使cd静止不动，则ab杆应向 上运动，速度大小为_ _，作用于ab杆上的外力大小为_ _
课堂同步
1．如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（ ）
A．不变 B．增加 C．减少 D．以上情况都可能
2．穿过一个电阻为lΩ的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2Wb，则（ ）
A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2V B．线圈中的感应电动势一定是2V
C．线圈中的感应电流一定是每秒减少2A D．线圈中的感应电流一定是2A
3．在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是（ ）
A．v1＝v2，方向都向右B．v1＝v2，方向都向左
C．v1>v2，v1向右，v2向左D．v1>v2，v1向左，v2向右
4．如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求：
（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；
（2）a、b两点间电压Uab
5．如图所示，在物理实验中，常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量．探测器线圈和冲击电流计串联后，又能测定磁场的磁感应强度．已知线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈与磁场方向垂直，现将线圈翻转180°，冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q，由此可知，被测磁场的磁磁感应强度B=____
第7课时 电磁感应定律的应用
例题1解析：根据麦克斯韦理论，变化的磁场产生电场，处在其中的导体，其内部的自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流。
答案：AC
例题2解析：如图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因受向下的洛仑兹力作用向下运动，于是在棒的B端出现负电荷，而在棒的 A端显示出正电荷，所以A端电势比 B端高．棒 AB就相当于一个电源，正极在A端。
答案：AB
例题3
解析：应用感应电动势的计算式、安培力的计算式、物体的平衡知识求解。
解法一：因cd杆处于静止状态，故向上的安培力等于重力，即
①
回路中电流 ②
又 ③
联立①②③解得，方向竖直向上.
ab棒匀速运动时：
故
解法二：因 cd静止、ab匀速运动，两棒均处于平衡状态，取ab、cd两棒整体研究，ab、cd中电流等大、反向，故ab、cd所受安培力等大、反向，安培力之和为零．故．
又因cd静止，所以 ①
回路中电流 ②
又 ③
联立①②③解得，方向竖直向上。
答案：向上 2mg
课堂同步
1.B 2.BD 3.C 4. 解析：（1）V
（2） A
5. 答案：
第6周
X3
磁场变强08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电能的输送(评讲作业)
1.关于电能输送的以下分析，正确的是 ( )
A.由公式P=U2/R得出，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大
B.由公式P=U2/R得出，输电导线的电阻越大，功率损失越小
C.由公式P=I2R得出，输出电流越大，输电导线上的功率损失越大
D.由公式P=IU得出，输出导线上的功率损失与电流成正比
2.远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是( )
A.可节省输电线的材料 B.可根据需要调节交流电的频率
C.可减少输电线上的能量损失 D.可加快输电的速度
3.由甲地向乙地输电，输送的电功率一定，输电线的材料一定。设输电电压为U，输电电线横截面积为S，输电线因发热损失的电功率为P，那么（ ）
A.若U一定，则P与S成反比 B.若U一定，则P与S2成反比
C.若S一定，则P与U2成反比 D.若S一定，则P与U成反比
4.发电站需向远距离负载供电，若发电机输出电压U=230V，输出功率P1=2.3×105W，负载额定电压U1=220V，输电线总电阻R0=1 要求输电线损失功率为1.0×104W 求供电线路升压变压器及降压变压器的匝数比？
5.有一内阻为1Ω的发电机，供给一个学校用电，升压变压器的匝数比为1﹕4，降压变压器的匝数比为4﹕1，输电线的总电阻R＝4Ω。全校共有22个班，每班有"220V，40W”的电灯6盏，要保证全部电灯正常发光。求：
(1)发电机的输出功率应为多大
(2)发电机的电动势是多大
6.有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50％，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比，变压器为理想变压器输电线路如图所示。
7.人们利用发电机把天然存在的各种形式的能（水流能、风能、煤等燃烧的化学能……）转化为电能，为了合理的利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方，但是，用电的地方往往很远，因此，需要高压输送线路把电能输送到远方，如果，某发电站将U=6000V的电压直接地加在高压输电线的入端，向远方供电，且输送的电功率为P=800kW.则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差ΔE=9600kW·h（1 kW·h=1度电）求：
⑴此种情况下，高压线路的输电效率和终端电压
⑵若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则在发电站处应安装一个变压比（n1∶n2）是多少的变压器？
参考答案
1.C 2.C 3.AC 4.(1) (2)330：1 5.(1)5424w (2)250V
6. 升压1∶8，降压12∶1
7.⑴η=50% U=3000V ⑵1∶5
第12周
X 608秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：传感器的应用（二）
学习目标
1． 理解温度传感器的应用――电饭锅的结构及工作原理
1． 了解温度传感器的应用――各种数字式测温仪的特点及测温元件
1． 理解光传感器的应用――机械式鼠标器的构造及工作原理
1． 了解光传感器的应用――火灾报警器的构造及工作原理
1． 会用各类传感器（光传感器、温度传感器等）设计简单的控制电路
课本导读
1． 温度传感器的应用――电饭锅
1． 电饭锅的内部结构（如图所示）：电饭锅主要由接线螺钉、触点、转轴、开关按钮、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、弹簧、内胆底等构成．其中＿＿＿＿＿＿为主要元件，它是用＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿混合烧结而成的．它的特点主要有：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是上升到＿＿＿＿＿＿时，就失去＿＿＿＿＿＿性，不能被磁体吸引了．该温度在物理学中称为该材料的＿＿＿或＿＿＿＿．
1． 电饭锅的工作原理：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
1． 温度传感器的应用―――测量仪
1． 测温仪的原理：温度传感器要以把＿＿＿＿＿转换成＿＿＿＿＿＿，再由指针式仪表或数字式仪表显示出来．这就是指针式测温仪和数字式测温仪的原理．由于电信号可以远距离传输，所以应用温度传感器可以进行远距离测温．
1． 测温元件：它可以是＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿（利用该元件可以实现无接触测温）．
1． 光传感器的应用――鼠标器
1． 机械式鼠标器的内部结构：它由一个滚球、两个滚轴、两个＿＿＿＿＿＿（它的边缘开有许多等间距的小齿）、两个＿＿＿＿＿＿（LED）、还有两个＿＿＿＿＿＿（两个光传感器）等组成的．
1． 机械式鼠标器的工作原理：当鼠标器在桌面上移动时，滚球的运动通过＿＿＿＿＿＿带动两个＿＿＿＿＿＿转动，红外线接收管就收到的＿＿＿＿＿＿，输出相应的＿＿＿＿．计算机分别统计x，y两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的＿＿＿＿＿＿．
1． 光传感器的应用――烟雾散射式火灾报警器
1． 烟雾散射火灾报警器的构造：带孔的罩子内装有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和不透明的档板．
1． 烟雾散射式火灾报警器的工作原理：平时，＿＿＿＿＿＿收不到LED发出的光，呈现＿＿＿＿＿＿状态．烟雾进入罩内后对光有＿＿＿＿＿＿作用，使部分光线照射到＿＿＿＿＿＿，其电阻变＿＿＿＿＿＿，与传感器连接的电路检测发出这种变化，就会发出警报．
典型例题
【例1】　如图是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开．S2是一个自动控控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时会自动断开，红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，分流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计．
（1） 分析电饭煲的工作原理
（1） 计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比．
（1） 简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？
【解析】
【例2】　如图6－3－3所示为实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在小车上，C为小车的车轮．车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电路记录和显示．若实验显示单位时间的脉冲数n，累积脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是＿＿＿＿＿＿＿；小车速度的表达式为V＝＿＿＿＿＿＿＿；行程的表达式为s＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
【解析】
第13周
X308秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：传感器的应用实例
学习目标
1． 掌握光控开关电了路的工作原理
2． 掌握温度报警器电路的工作原理
（一）引入新课
随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器．传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的。
这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。
（二）进行新课
实验1、光控开关
1、实验原理及知识准备
（投影）如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为 330 kΩ，试分析其工作原理。
白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端 A的电压上升到某个值（1.6V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的。
（1）要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？
应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如1。6V，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。
（2）用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？
由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路。
当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路。试说明控制电路的工作原理。
天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭。
2、温度报警器
上一节我们学习了火灾报警器，它是利用烟雾对光的散射作用，使火灾发出的光引起光敏电阻的阻值变化，从而达到报警的目的。这种设计其敏感性是否值的怀疑，你想过吗？既然发生火灾时，环境温度要升高，我们能不能用温度传感器来做成火灾报警器呢？
（投影）温度报警器的工作电路，如图所示。试分析其工作原理。
常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，Rl的阻值不同，则报警温度不同。
怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？
要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。
第14周
X 108秋学期高二物理学科（选修）拓展提高作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
1.（2008届南通市部分重点中学三模）在收音机电路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，如果采用如图所示的电路，图中虚线框a和b内只用一个电容器或电感器，那么( )
A.a是电容器，用来通高频阻低频
B.a是电感器，用来阻交流通直流
C.b是电感器，用来阻高频通低频
D.b是电容器，用来阻高频通低频
2.（盐城市2008届高三第一次调研）如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压u=V，电阻R=44Ω，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法错误的是（ ）
A．交流电的频率为50Hz
B．电流表A1的示数为0.2A
C．电流表A2的示数约为1.4A
D．电压表的示数为44V
3.（镇江市2008届期初教学情况调查）一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得 A 、 B 间的电阻为 R ；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得 A 、 B 间电压为 u ，进线电流为 I ；经过一段时间 t ，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中错误的是（ ）
（A）P=I2R （B）P=U2/R
（C）P=IU (D）P=W/t
4.（扬州市2008届第二次调研）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈、两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（ ）
、当单刀双掷开关与连接时，电压表的示数为；
、当时，、间的电压瞬时值为；
、单刀双掷开关与连接，在滑动变阻器触头向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小；
、当单刀双掷开关由扳向时，电压表和电流表的示数均变小；
5.（南通四县市2008届高三联考）如图所示，一理想变压器原副线圈匝数之比为5∶1，原线圈端输入交流电压u=311sin100πt V，电阻R＝44Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计．下列说法中正确的是 　（ ）
A.电压表V1的示数约为311V
B．电流表A1的示数约为0.20A C.电压表V2的示数约为44V
D．电流表A2的示数约为1.4A
6.（江苏省二十所名校4月联合调研）如图所示，MN和PQ为两个光滑的电阻不计的水平金属导轨，变压器为理想变压器，今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则以下说法正确的是 （ ）
A．若ab棒匀速运动，则IR≠0，IL≠0，IC=0
B．若ab棒匀速运动，则IR=0，IL=0，IC=0
C．若ab棒固定，磁场按B=Bm sinω t.的规律变化，则IR≠0，IL≠0，IC≠0
D．若ａｂ棒做匀加速运动，IR≠0，IL≠0，IC=0
7.(2008扬州市期末模拟试卷高二下)如图所示，一个矩形线圈abcd放置在磁感应强度为B的有界匀强磁场中，磁场只分布在bc的左侧，线圈以bc为轴旋转，匀速转动的角速度为ω，外部电路中有一个负载电阻，阻值为R，A是一个理想电流表，电路中其他电阻不计，已知ab=L1, bc=L2，求：
（1）从图示位置（此时线圈平面与磁感线垂直）起转过转的时间内，负载电阻R上产生的热量；
（2）从图示位置起转过转的时间内，通过负载电阻R上的电荷量；
（3）电流表的示数
8.（南通中学2008年高二第一学期期末）如图所示，在磁感应强度T的水平匀强磁场中，有一边长为L=10cm，匝数N=100匝，电阻r=1Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，转速r/s，有一电阻R=9Ω，通过电刷与两滑环接触，R两端接有一理想电压表，求：
（1）若从线圈通过中性面时开始计时，写出电动势的表达式.
（2）电压表的示数.
（3）在1分钟内外力驱动线圈转动所作的功.
（4）从图中所示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量
第12周C
1.AC 2.C 3.CD 4.A 5.BC 6.BCD
7. （1）线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流，线圈中产生的电动势的最大值为Em=BL1L2ω，所以电流的最大值为Im=BL1L2ω/R，负载电阻R上产生的热量Q=I2Rt=(Im)2Rt=。
（2）通过负载电阻R上的电荷量q=I△t=。
（3）设此交变电流在一个周期内的有效值为I′，则由有效值的定义得：
I/2RT=(Im)2R，所以：I′=Im=BL1L2ω/2R。
8. （1）＝2n=200rad/s Em=NBS=100×0.2×0.12×200=40V
表达式e=Emsint=40sin200t (V)
(2)有效值E=Em/=20V 电压表示数U=＝9×20/(9+1)=18V
(3)W=＝4800J (4) △=BS=0.2×0.12=0.002Wb q=N△/(R+r)=0.02C
第12周
C
b
a
只有低频成分的电信号从这里输出
从天线接收下来的电信号经放大后在这里输入
V2
V1
A2
A1
u
R
n2
n1
~
图1-708秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：法拉第电磁感应定律
1.关于电磁感应电动势大小的正确表述是（ ）
A.穿过某导体框的磁通量为零时，该线框中的感应电动势一定为零
B.穿过某导体框的磁通量越大，该线框中的感应电动势就一定越大
C.穿过某导体框的磁通量变化量越大，该线框中的感应电动势就一定越大
D.穿过某导体框的磁通量变化率越大，该线框中的感应电动势就一定越大
2.一个距形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴匀速转动，当线圈处于如下图所示位置时，它的（ ）
A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大
B.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大
C.磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势最小
D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小
3．下列关于感应电动势的说法中正确的是：（ ）
A.穿过闭合回路的磁通量减小，回路中的感应电动势一定也减小
B.穿过闭合回路的磁通量变化量越大，回路中的感应电动势也越大
C.线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动势一定越大
D.穿过闭合回路的磁通量的变化率不变，回路中的感应电动势也不变
4．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟减少2Wb，则 （ ）
A．线圈中感应电动势每秒增加2V B．线圈中感应电动势每秒减少2V
C．线圈中无感应电动势 D．线圈中感应电动势保持不变
5．将条形磁铁插入线圈内，第一次插入时速度较大，第二次插入时速度较小，两次插入时深度相同，这两次插入磁铁过程中，不发生变化的是（ ）
A．线圈内的磁通量变化 B．线圈内感应电流的大小
C．线圈内感应电流的方向 D．流过线圈的电量
6. 如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1=2v2在先后两种情况下 （ ）
A.线圈中的感应电流之比为I1:I2=2:1　 B．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1:2
C.线圈中产生的焦耳热之比Q1:Q2=1:4　 D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1:2
7.如图,半径为R的圆形导体线圈，两端MN接一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中 ，要使电容器所带电量Q增大，可采取的措施是：（ ）
A．改变线圈所在的平面与磁场方向夹角 B．电容器两个极板再靠近些
C．增大磁感应强度的变化率 D．增大线圈的半径R
8.如图两个用相同导线制成的开口圆环，大环半径为小环半径的2倍．现用电阻不计的导线将两环连接在一起．若将大环放入一均匀变化的磁场中，小环处在磁场外，a、b两点间电压为U1．若将小环放入这个磁场中，大环处于磁场外，a、b两点间电压为U2．则（ ）
A. U1:U2=1 B. U1:U2=2 C. U1:U2=4 D.U2:U1=4
9．如图所示，金属三角形导轨COD上放有一根金属棒MN．拉动MN，使它以速度v向右匀速平动．若导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率相同，则在MN运动过程中闭合电路的　　　（ ）
A.感应电动势保持不变 B.感应电流逐渐增大
C.感应电动势逐渐增大 D.感应电流保持不变
10.A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面，如图所示．当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，求两导线环内所产生的感应电动势之比和流过两导线环的感应电流的电流之比．
第6周
B 1
题6图
题7图
题8图08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
第10课时互感和自感
学习过程
（一）互感现象
1、基本概念：①互感：②互感现象：③互感电动势：
2、互感的理解：
3、互感的应用和防止：
（二）自感现象
1．演示实验：
实验1
观察到的现象：
总结：
实验2断电自感
2．结论：
小结：线圈中电流发生变化时，自身产生__________，这个感应电动势阻碍______的变化。
自感现象：_______________________________________________叫自感现象。
自感电动势：___________________________________叫自感电动势。
3.磁场的能量
5．自感现象的理解：
6．自感的应用与防止：
应用：
（三）自感系数
1.自感系数
2．单位：
典型例题
【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则（ ）
A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗
【例2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：
（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？
（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？
巩固练习
1．下列关于自感现象的说法中，正确的是（ ）
A．自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反
C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关
D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
2．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（ ）
A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零
C．线圈中电流变化越快，自感系数越大
D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
4．如图所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是（ ）
A．小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭
B．小灯立即亮，小灯立即熄灭
C．小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
D．小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
第7周
X 3
EMBED MSPhotoEd.308秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电感和电容对交变电流的影响
教学目标
（一）知识与技能
1．理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。
2．知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关。
3．知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用。
4．知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小.知道容抗与哪些因素有关。
（二）过程与方法
1．培养学生独立思考的思维习惯。
2．培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯。
（三）情感、态度与价值观
培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。
教学重点、难点
重点
1．电感、电容对交变电流的阻碍作用。
2．感抗、容抗的物理意义。
难点
1．感抗的概念及影响感抗大小的因素。
2．容抗概念及影响容抗大小的因素。
教学过程
（一）引入新课
在直流电路中，影响电流跟电压关系的只有电阻。在交变电流路中，影响电流跟电压关系的，除了电阻外，还有电感和电容。电阻器、电感器、电容器是交变电流路中三种基本元件。这节课我们学习电感、电容对交变电流的影响。
（二）进行新课
1．电感对交变电流的阻碍作用
（1）低频扼流圈
构造：
作用：
（2）高频扼流圈
构造：
作用：
2．交变电流能够通过电容器
3．电容器对交变电流的阻碍作用
容抗跟哪些因素有关呢？请同学们阅读教材后回答。
（三）课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题：
1．由于电感线圈中通过交变电流时产生自感电动势，阻碍电流变化，对交变电流有阻碍作用.电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示.线圈自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大，即线圈有“通直流、阻交流”或“通低频，阻高频”特征.
2．交变电流“通过”电容器过程，就是电容器充放电过程.由于电容器极板上积累电荷反抗自由电荷做定向移动，电容器对交变电流有阻碍作用.用容抗表示阻碍作用的大小.电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小.故电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”特征。
（四）实例探究
电感对交变电流的影响
【例1】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=220sin10πt V。若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为25Hz，下列说法中正确的是 （ ）
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
电感和电容对交变电流的影响
【例2】图所示是电视机电源部分的滤波装置，当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后，能在输出端得到较稳定的直流电，试分析其工作原理及各电容和电感的作用。
第11周
X 308秋学期高二物理学科（选修）拓展提高作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
1.（扬州市2008届第二次调研）电阻、电容与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，极朝下，如图所示。现使磁铁自由下落，在极接近线圈上端的过程中，流过的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ）
、从到，上极板带正电；
、从到，下极板带正电；
、从到，上极板带正电；
、从到，下极板带正电；
2.（南通通州市2008届第二次统一测试）物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中，利用电磁感应现象工作的是（ ）
A.回旋加速器 B.日光灯 C.质谱仪 D.示波器
3.（2008年苏、锡、常、镇四市调查二）如图所示，在水平绝缘平面上固定足够长的平行光滑金属导轨（电阻不计），导轨左端连接一个阻值为R的电阻，质量为m的金属棒(电阻不计)放在导轨上，金属棒与导轨垂直且与导轨接触良好．整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，在用水平恒力F把金属棒从静止开始向右拉动的过程中，下列说法正确的是( )
A．恒力F与安培力做的功之和等于电路中产生的电能与金属棒获得的动能和
B．恒力F做的功一定等于克服安培力做的功与电路中产生的电能之和
C．恒力F做的功一定等于克服安培力做的功与金属棒获得的动能之和
D．恒力F做的功一定等于电路中产生的电能与金属棒获得的动能之和
4.（淮安、连云港、宿迁、徐州四市2008第三次调研）如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd和ef，水平放置且相距L，在其左端各固定一个半径为r的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，两金属杆质量均为m，电阻均为R，其余电阻不计。整个装置放在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力F=mg拉细杆a，达到匀速运动时，杆b恰好静止在圆环上某处，试求：
（1）杆a做匀速运动时，回路中的感应电流；
（2）杆a做匀速运动时的速度；
（3）杆b静止的位置距圆环最低点的高度。
5.（苏、锡、常、镇四市教学调查一）如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨和固定在同一水平面上，两导轨间距，电阻，导轨上静止放置一质量、电阻的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力沿水平方向拉杆，使之由静止起做匀加速运动并开始计时，若5s末理想电压表的读数为0.2V.求：
（1）5s末时电阻上消耗的电功率；
（2）金属杆在5s末的运动速率；
（3）5s末时外力的功率.
第6周 C
1. D 2.B 3.CD
4. ⑴匀速时，拉力与安培力平衡，F=BIL
得：（2分）
⑵金属棒a切割磁感线，产生的电动势E=BLv
回路电流
联立得：（4分）
⑶平衡时，棒和圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，
得：θ=60°
（4分）
5.
第6周
C08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：变压器（新授）
教学目标
（一）知识与技能
1．知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。
2．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。
（二）过程与方法
在探究变压比和匝数比的关系中培养学生运用物理理想化模型分析问题、解决问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
1．使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。
2．培养学生实事求是的科学态度。
教学重点、难点
重点
探究变压比和匝数比的关系。
难点
探究变压比和匝数比的关系。
教学过程
（一）引入新课
在实际应用中，常常需要改变交流的电压.大型发电机发出的交流，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。各种用电设备所需的电压也各不相同。电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压。一般半导体收音机的电源电压不超过10 V，而电视机显像管却需要10000 V以上的高电压。交流便于改变电压，以适应各种不同需要。变压器就是改变交流电压的设备。这节课我们学习变压器的有关知识。
（二）进行新课
1．变压器的原理
思考与讨论：
实验说明：
变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。
一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。两个线圈都是绝缘导线绕制成的。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
画出变压器的结构示意图和符号，如下图所示：
2．电压与匝数的关系
电流通过变压器线圈是会发热，铁芯在交变磁场的作用下也会发热。所以，变压器工作时存在能量损失。没有能量损失的变压器叫做理想变压器。，只适用于理想变压器。实际上变压器的工作效率都很高，在一般的计算中，可以把实际变压器视为理想变压器。
理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系？
因为理想变压器没有能量损失，所以
若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流I1与I2有什么关系？
上式是理想变压器只有一个副线圈时，原副线圈中的电流比公式。
如果副线圈的电压高于原线圈的电压，这样的变压器叫升压变压器；如果副线圈的电压低于原线圈的电压，这样的变压器叫降压变压器。
升压变压器， ，降压变压器， 。
升压变压器， ，降压变压器， 。
在绕制升压变压器原副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好，还是细一些好？降压变压器呢？
因为升压变压器，I2I1，所以副线圈导线要比原线圈导线 一些。
（三）课堂总结、点评
本节课主要学习了以下内容：
1．变压器主要由铁芯和线圈组成。
2．变压器可改变交变电的电压和电流，利用了原副线圈的互感现象。
3．理想变压器：没有能量损失的变压器，是理想化模型。有
P输出=P输入
（四）实例探究
理想变压器基本规律
【例1】一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等 （ ）
A．交流的频率 B．电流的有效值
C．电功率 D．磁通量变化率
理想变压器的综合应用
【例2】如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则 （ ）
A．保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大
B．保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗功率减小
C．保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大
D．保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大
【例3】如图所示，接于理想变压器的四个灯泡规格相同，且全部正常发光，求三个线圈的匝数比n1∶n2∶n3.
（五）巩固练习
1．理想变压器的原线圈的匝数为110匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6 V的电池上，则副线圈两端电压为 （ ）
A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V
2．当理想变压器副线圈空载时，副线圈的 （ ）
A.负载电阻为0 B.输出电流为0
C.两端电压为0 D.输出功率为0
3．理想变压器原、副线圈的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们的关系，正确的是 （ ）
A.I2由I1决定 B.U2与负载有关
C.P1由P2决定 D.U1由U2决定
4．一理想变压器原线圈接交流、副线圈接电阻，下列哪些方法可使输入功率增加为原来的2倍 （ ）
A.次级线圈的匝数增加为原来的2倍
B.初级线圈的匝数增加为原来的2倍
C.负载电阻变为原来的2倍
D.副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2倍
5．用理想变压器给负载R供电，下列哪些办法可以减小变压器原线圈中的电流
A．增加原线圈的匝数 B．增加副线圈的匝数
C．减小负载电阻R的数值 D．增加负载电阻R的数值
6．在图所示的电路中，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L3和L4恰能正常工作，那么 （ ）
A. L1和L2都能正常工作
B.L1和L2都不能正常工作
C.L1和L2中只有一个能正常工作
D.条件不足，无法判断
7．如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯，原、副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1，电源电压为U，求B灯两端的电压UB为多少
8．如图中所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比 n1∶n2=2∶1，交流电源电压U1=220 V，F为熔断电流为I0=1.0 A的保险丝，负载为一可变电阻.
（1）当电阻R=100 Ω时，保险丝能否被熔断
（2）要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少 变压器输出的电功率不能超过多少
第12周
X 108秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：互感和自感
1、如图所示电路中，电阻R和电感L的值都很大，电感器的电阻不计，A、 B是两只完全相同的电灯，当电键S闭合时， （ ）
A、A比B先亮，而后A熄灭；
B、B比A先亮，而后A熄灭；
C、A、B一起亮，而后A熄灭；
D、A、B一起亮，而后B熄灭。
2、如图所示的电路，多匝线圈的电阻和电池的内电阻可以忽略，两个电阻器的电阻都是R，电键K原来打开着，电流I=ε/2R，今合下电键，将一电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，这个自感电动势：（ ）
A、有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小为零；
B、有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0 ；
C、有阻碍电流增大的作用，因而电流保持I0不变；
D、有阻碍电流增大的作用，但电流还是要增大到2I0。
3、如图，A、B两灯电阻均为R，K1闭合时两灯一样亮，若再闭合K2，待稳定后,将K1断开，则在断开瞬间：（ ）
A、B灯立即熄灭；
B、A灯过一会儿才熄灭；
C、流过B灯的电流方向是c到d；
D、流过A灯的电流方向是a到b
4、如图所示，L1、L2、L3是完全相同的灯泡，L为直流电阻可忽略的自感线圈，开关K原来接通，当开关K断开时，下面说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （ ）
A、L1闪亮一下后熄灭
B、L2闪亮一下后恢复原来的亮度
C、L3变暗一下后，恢复原来的亮度
D、L3闪亮一下后恢复原来的亮度
5、如图所示电路，S是闭合的，此时流过线圈L的电流为i1，流过灯泡A的电流i2，且i1 > i2，在t1时刻将 S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是哪一个？（ ）
6.如图所示电路中，L为自感系数很大的电感线圈，N为试电笔中的氖管（启辉电压约70 V），电源电动势约为10 V.已知直流电使氖管启辉时辉光只产生在负极周围，则（ ）
A.S接通时，氖管不会亮
B.S接通时启辉，辉光在a端
C.S接通后迅速切断时启辉，辉光在a端
D.条件同C，辉光在b端
7．如图中，L是个自感系数很大的有铁芯的线圈．在用电压表测它两端的电压时，如果要切断电路（打开开关S），必须先拆下电压表，而不能在电压表与L并联时打开S．为什么？
8、如图所示，由电源ε(内阻不能忽略)、电键K、定值电阻R、自感线圈L组成电路．电键K接通的瞬间a，b之间电势差为U1，接通稳定后a，b之间电势差为U2，电键K断开瞬间a，b之间电势差为U3，下列判断正确的是　（ ）
A、U1=U3＞U2 B、U1＞U3＞U2
C、U3＞U1＞U2 D、U1＝U2＝U3
9、在图所示电路中, 电池电动势ε=6V, 内阻r=0, A、B灯都标明“6V 0.3A”, R=20Ω. 电感线圈的直流电阻. 求开关S闭合和断开的极短时间内, 通过A、B灯电流的变化情况。
10、(97·全国)如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ）
A、 合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B、 合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮
C、 断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭
D、 断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭
第7周 B 3 答案
1、D 2、D 3、AB 4、C 5.D 6.AD 8、B
9、S闭：, B灯较亮； S断： 降到0, 故A灯立即熄灭，B灯逐渐熄灭。10、AD
第7周
B 3
S
×
×
A
B
R
L
K
ε
R
R
···
K1
K2
A
B
R
a
b
c
d08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：变压器2
1．如图中变压器原线圈接交流高压，降压后通过输电线给用电器供电，当电键S断开时图中两电表示数电压U和电流I变化为 （ ）
A.均变大 B.U变大，I变小 C.均变小 D.U变小，I变大
2.一个理想变压器工作示意图如图所示，变压器的初级线圈匝数为n1，与干路高电压U1相连，工作时流过线圈的电流为I1，初级与干路相连的导线的电阻不能忽略。变压器的次级线圈匝数为n2，输出电压为U2，工作时流过线圈的电流为I2。设连接在次级线圈上的用电器均为相同的电灯，导线的电阻可以忽略。在变压器次级线圈有负载的情况下，下列判断哪个正确（ ）
A.无论次级接入的电灯的数量多少，总有U1：U2=n1：n2
B.无论次级接入的电灯的数量多少，总有I1：I2=n2：n1
C.无论次级接入的电灯的数量多少，总有U1I1=U2I2 D.上述判断都不对
4.电流互感器是用来测量大电流的仪器，如图所示，图中是电流互感器使用原理，以下说法正确的是 （ ）
A.因变压器将电压升高了，所以电流表示数比把电流表直接接到ab间时示数大
B.图中电流表的示数比直接接在ab间时示数小
C.原理图有错误，原线圈匝数应比副线圈匝数多
D.图中电流表的示数就是ab间的电流大小
5.钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a）中电流表的读数为1.2A 。图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则( )
A.这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4A
B.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4A
C.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6A
D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b）的读数为3.6A
6.如图所示，电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V，若分别在c、d与g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为 ( )
A.220V，220V B.220V，110V C.110V，110V D.220V，0
7.如图所示，展示了四种亮度可调的台灯的电路图，它们所用的白炽灯完全相同，且都是“220V，40W”规格的。当灯泡的实际功率都调至20W时，消耗总功率最小的台灯是（ ）
8．照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安接一漏电保护器，如图所示，当漏电保护器的ef两端未接有电压时，脱扣开头K能始终保持接通，当ef两端有一电压时，脱扣开关K立即断开，下列说法错误的是（ ）
A.站在地面上的人触及b线时（单线接触电），脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用
B.当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用
C.当相线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用
D.当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时（双线触电）脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用
10.如图所示为一理想的自耦变压器电路，L1、L2、L3、L4为四个完全相同的灯泡，在A、B两端加交变电压U1时四个灯泡都正常发光，设C、B两端电压为U2，则U1：U2为（ 　　）
A．2：1 B．1：1 C．4：1 D．6：1
11.如图所示，水平铜盘半径为r，置于磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕过中心轴以角速度做匀速圆周运动，铜盘的中心及边缘处分别用滑片与一个理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈匝数比为n，变压器的副线圈与一电阻为R的负载相连，则变压原原线圈两端的电压为多少？通过负载R的电流为多少？
12.如图所示，为一理想变压器n2=10匝，n3=20匝，L1和L2均是“220V，15W”的灯泡，与一匝线圈相连的电压表，读数为11V，那么变压器的实际输入功率为多少？
第12周 B 2
1.C 2.B 4.C 5.C 6.B 7.C 8. BCD 10.C
11. 12.18.75w
第12周B3
1.C 2.C 3.AC 4.(1) (2)330：1 5.(1)5424w (2)250V
6. 升压1∶8，降压12∶1
7.⑴η=50% U=3000V ⑵1∶5
第12周
B 2
第5题图（a）
A
铁芯
图（b）08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：磁场的复习（1）
1.关于电场强度和磁感应强度，下列说法错误的是 ( )
A．电场强度的定义式适用于任何电场
B．由真空中点电荷的电场强度公式可知，当r→0时，E→无穷大
C．由公式可知,一小段通电导线在某处若不受磁场力,则说明此处一定无磁场
D．磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向
2.图中当电流通过线圈时，磁针将发生偏转，以下的判断正确的是 （ ）
A．当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针N极将指向读者
B．当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针S极将指向读者
C．当磁针N极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向
D．不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺时针方向
3.如图所示，将一个光滑斜面置于匀强磁场中。通电直导体棒置于斜面上。电流方
垂直纸面向里。以下四个图中，有可能使导体棒在斜面上保持静止的是 （ ）
4.如图所示，AB为一根长8cm、质量为5g的均匀金属棒，两端用相同的两根弹簧挂起，置于匀强磁场中。当AB中无电流通过时，弹簧比原长伸长10cm，如果在AB中通以B→A方向、大小为10A的电流时，弹簧比原长缩短了6厘米，那么匀强磁场的磁感应强度至少应为_________T，方向应为____________。
5.空间处有竖直向下的匀强电场，水平向北的匀强磁场，若在该空间有一电子沿直线运动.不计电子重力，则该电子的运动方向可能是 （ ） A．水平向东 B．水平向西 C．竖直向上 D．竖直向下
6.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同的正、负离子（不计重力），从O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负离子在磁场中 （ ）
A．运动时间相同
B．运动轨迹的半径相同
C．重新回到边界时速度的大小和方向相同
D．重新回到边界的位置与O点的距离相等
7.如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC且垂直于磁场方向。一个质量为m，电荷量为－q的带电粒子从P孔以初速度v0沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角θ=60°，粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知OQ=2OC，不计粒子的重力，求：
（1）粒子从P运动到Q所用的时间t；
（2）电场强度E的大小；
（3）粒子到达Q点的动能EkQ。
第8周 B2
1. BCD 2.C 3.AB 4. 答案：0.1T、垂直纸面向外
5.A 6.BCD
7. 解析：（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹为三分之一圆弧，带电粒子在磁场中运动的时间。带电粒子在电场中做类平抛运动，， tE是带电粒子在电场中运动的时间 ，粒子由P运动到Q的时间t=tB+tE= 。
（2）粒子在电场中沿电场方向做匀加速直线运动：OC=L=，解得：E=
（3）根据动能定理，粒子到达Q点时的动能EKQ满足：qEL=EKQ，EKQ=
第8周
B 2
S
N
A
B08秋学期高二物理学科（选修）拓展提高作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
1.（徐州市2008届第一次质检）运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义．从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用．如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图．现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间将 ( )
A．竖直向下沿直线射向地面 B．向东偏转
C．向西偏转 D．向北偏转
2.（2008年镇江市2月调研）某同学家中电视机画面的幅度偏小，维修的技术人员检查后认为是显像管或偏转线圈出了故障，显像管及偏转线圈如图所示，引起故障的原因可能是( )
①电子枪发射的电子数减小
②加速电场的电压过大
③偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱
④偏转线圈匝间短路，线圈匝数减小
以上故障可能的是
（A）①② （B）②③④
（C）①②④ （D）①③
3.（南京市2008届4月高三调研考试）如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间 OO1O1′O′ 矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场上边边界相距d0．现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平，导轨电阻不计）．求：
（1）棒ab在离开磁场下边界时的速度；
（2）棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热；
（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况．
4.（南通、扬州、泰州三市2008届第二次调研）如图甲所示，光滑绝缘 水平面上一矩形金属线圈 abcd的质量为m、电阻为R、ad边长度为L，其右侧是有左右边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，ab边长度与有界磁场区域宽度相等，在t=0时刻线圈以初速度v0进入磁场，在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为vl，此时对线圈施加一沿运动方向的变力F，使线圈在t=2T时刻线圈全部离开该磁场区，若上述过程中线圈的v—t图象如图乙所示，整个图象关于t=T轴对称．
(1)求t=0时刻线圈的电功率；
(2)线圈进入磁场的过程中产生的焦耳热和穿过磁场过程中外力F所做的功分别为多少
(3)若线圈的面积为S，请运用牛顿第二运动定律和电磁学规律证明：在线圈进人磁场过程中
第9周 C
1.B 2.B
3. （1）设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v，产生的电动势为E = BLv…（1分）
电路中电流 I = …………………………（1分）
对ab棒，由平衡条件得 mg－BIL = 0…………………（2分）
解得 v = ……………………………（1分）
(2) 由能量守恒定律：mg(d0 + d) = E电 + mv2……………………（1分)
解得 ……………………（1分）
……………………（1分）
（3）设棒刚进入磁场时的速度为v0，由mgd0 = mv02，得v0 = …（1分）
棒在磁场中匀速时速度为v = ，则
当v0=v，即d0 = 时，棒进入磁场后做匀速直线运 ………（1分）
当v0 < v，即d0 <时，棒进入磁场后做先加速后匀速直线运动（1分）
当v0＞v，即d0＞时，棒进入磁场后做先减速后匀速直线运动（1分）
4. (1)t=0时，E=BLv0
线圈电功率P==
(2)线圈进入磁场的过程中动能转化为焦耳热
Q=mv02-mv12外力做功一是增加动能，二是克服安培力做功
WF=mv02-mv12
(3)根据微元法思想，将时间分为若干等分，每一等分可看成匀变速
vn-vn+1= ∴v0-v1=(I1L1+I2L2+…+InLn)
其中I1L1+I2L2+…+InLn=Q 电量Q=It== ∴v0-v1=
第9周
C
地磁场
宇宙射线
R
P
M
a
b
d0
d
o
o
o1
o1
′
′
B
Q
N08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：描述交变电流的物理量
教学目标
（一）知识与技能
1．理解什么是交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系。
2．理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。
（二）过程与方法
能应用数学工具描述和分析处理物理问题。
（三）情感、态度与价值观
让学生了解多种电器铭牌，介绍现代科技的突飞猛进，激发学生的学习热情
教学重点、难点
重点
交变电流有效值概念。
难点
交变电流有效值概念及计算。
教学过程
（一）引入新课
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，在线圈中产生了正弦交变电流。如何描述交变电流的变化规律呢？
可以用公式法描述。从中性面开始计时，得出
瞬时电动势：e=Emsinωt 瞬时电流：i=Imsinωt
瞬时电压：u=Umsinωt 其中Em=NBSω
交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面。这节课我们学习表征正弦交变电流的物理量。
（二）进行新课
1．周期和频率
请同学们阅读教材，回答下列问题：
（1）什么叫交变电流的周期？（2）什么叫交变电流的频率？
（3）它们之间的关系是什么？（4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？
交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期，用T表示。
交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，用f表示。
T=
我国使用的交变电流频率f=50 Hz，周期T=0。02 s。
2．交变电流的峰值（Em，Im，Um）
交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度。
电容器的耐压值
电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值，电容器可能被击穿。但是交变电流的最大值不适于表示交变电流产生的效果，在实际中通常用有效值表示交变电流的大小。
思考与讨论：
2．有效值（E、I、U）
让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交变电流的有效值。通常用大写字母U、I、E表示有效值。
正弦交变电流的最大值与有效值有以下关系：
I==0.707Im U==0.707Um
［强调］
（1）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。
（2）交变电流表（电压表或电流表）所测值为有效值。
（3）计算交变电流的功、功率、热量等用有效值。
（三）课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题：
1．表征交变电流的几个物理量：周期和频率、峰值和有效值。
2．交变电流的周期与频率的关系：T=。
3．正弦式交变电流最大值与有效值的关系：I=，U=。
（四）实例探究
综合应用
【例】交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共50匝，线圈电阻r=1 Ω，线圈在B=0.2 T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′以r/s转速匀速转动，外接电阻9Ω，如图所示。求：
（1）电压表读数；
（2）电阻R上电功率。
第11周
X 208秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：磁场复习（1）评讲作业
1.关于电场强度和磁感应强度，下列说法错误的是 ( BCD )
A．电场强度的定义式适用于任何电场
B．由真空中点电荷的电场强度公式可知，当r→0时，E→无穷大
C．由公式可知,一小段通电导线在某处若不受磁场力,则说明此处一定无磁场
D．磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向
2.图中当电流通过线圈时，磁针将发生偏转，以下的判断正确的是 （ C ）
A．当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针N极将指向读者
B．当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针S极将指向读者
C．当磁针N极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向
D．不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺时针方向
3.如图所示，将一个光滑斜面置于匀强磁场中。通电直导体棒置于斜面上。电流方
垂直纸面向里。以下四个图中，有可能使导体棒在斜面上保持静止的是 （ AB ）
4.如图所示，AB为一根长8cm、质量为5g的均匀金属棒，两端用相同的两根弹簧挂起，置于匀强磁场中。当AB中无电流通过时，弹簧比原长伸长10cm，如果在AB中通以B→A方向、大小为10A的电流时，弹簧比原长缩短了6厘米，那么匀强磁场的磁感应强度至少应为__0.1T _______T，方向应为__垂直纸面向外___。
5.空间处有竖直向下的匀强电场，水平向北的匀强磁场，若在该空间有一电子沿直线运动.不计电子重力，则该电子的运动方向可能是 （ A ） A．水平向东 B．水平向西 C．竖直向上 D．竖直向下
6.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同的正、负离子（不计重力），从O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负离子在磁场中 （ BCD ）
A．运动时间相同
B．运动轨迹的半径相同
C．重新回到边界时速度的大小和方向相同
D．重新回到边界的位置与O点的距离相等
7.如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC且垂直于磁场方向。一个质量为m，电荷量为－q的带电粒子从P孔以初速度v0沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角θ=60°，粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知OQ=2OC，不计粒子的重力，求：
（1）粒子从P运动到Q所用的时间t；
（2）电场强度E的大小；
（3）粒子到达Q点的动能EkQ。
解析：（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹为三分之一圆弧，带电粒子在磁场中运动的时间。带电粒子在电场中做类平抛运动，， tE是带电粒子在电场中运动的时间 ，粒子由P运动到Q的时间t=tB+tE= 。
（2）粒子在电场中沿电场方向做匀加速直线运动：OC=L=，解得：E=
（3）根据动能定理，粒子到达Q点时的动能EKQ满足：qEL=EKQ，EKQ=
第8周
X 3
S
N
A
B08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：交变电流(评讲作业)
1．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势，下面说法正确的是（ ）
　　　 A．当穿过线圈的磁通量最大时，感应电动势最小
　　　 B．当穿过线圈的磁通量最大时，感应电动势最大
　　　 C．当穿过线圈的磁通量是零时，感应电动势最小
　　　 D．当穿过线圈的磁通量是零时，感应电动势最大
　　2．已知交变电流的瞬时值的表达式是i＝5sin50πt (安), 从t＝0到第一次出现最大值的时间是：（ ）
　 A．6.25秒　　B．1/200秒　　C．1/150秒　　D．1/100秒
3．如图1示的正弦交流电流，其流瞬时值的表达式为 ________________________。
　　　
图 1 图 2
4．如图2所示的交流电电流的瞬时值的表达式为___________________________，已知时间t＝0.0025秒时交流电电流的值为14.14安。
5．一单匝线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中，以角速度ω匀速转动，其感应电动势e ＝εmsinωt，则下面判断正确的是（ ）
　　　 A．εm＝　BSω　　 B．ωt是线圈平面和中性面之间的夹角
　　　 C．εm＝ nBSω　　 　D．ωt是线圈平面和磁场方向的夹角
　6．图3为单匝线圈面积为S在磁感强度为B的匀强磁场中匀速转动，感应电动势e ＝εmsinωt, 感应电流 i＝Imsinωt
(1) 在题中将线圈的转速提高一倍其他条件不变则电动势的表达式为（ ）
　　　 A．e＝εmsinωt　　　　B．e＝2εmsinωt
　　　 C．e＝2εmsin2ωt　　　D．e＝εmsin2ωt
　 (2) 题中产生的最大感应电流为Im要使感应电流的最大值变为2Im可用的方法是（ ）
　　　 A．把磁感应强度变为2B
　　　 B．把转动角速度变为2ω
　　　 C．用同样的导线做成一个面积为2S的线圈
　　　 D．用同样的导线做成一个每边都是原长2倍的线圈
　　7．若上题中线圈是正方形边长为0.2m，磁感应强度B＝1T，转动角速度 ω＝500π rad/s，线圈每条边的电阻都为R＝10Ω，那么图示位置时
　 (1) 回路中的电流强度为（ ）
　　　 A．0A 　　　B．12.5A 　　　　C．1.57A 　　　　 D．πA
　 (2) bd两点电势差为：（ ）
　　　 A．0V　　　B．500V　　　　 C．62.8V　　　 D．125.6V
参考答案
1 .AD； 2.D,
3. I ＝ 4sin314t (A)
4. I ＝Imsinωt＝20Asin314t 安 ; 5. AB ;
6. (1) .C (2). AB ; 7. (1).C (2). A
第11周
X 4
图308秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电感和电容对交变电流的影响
1.如图所示为电子技术中常用的电路之一,“~”表示低频交流，“ ”表示高频交流，“—”表示直流，则下列叙述正确的是( )
A.图a中后级输入只有交流成分 B.图b中后级输入只有直流成分
C.图c中后级输入只有低频交流成分 D.图c中后级输入只有高频交流成分
2.在图所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各交流电压表的示数将 ( )
A.V1、V3增大，V2减小 B.V1不变，V2减小，V3增大
C.V1不变，V2增大，V3减小 D.V1、V2、Y3都不变
3.两个相同的白炽灯L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同，更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度大于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是（ ）
A.最大值仍为Um，而频率大于f B.最大值仍为Um，而频率小于f
C.最大值大于Um，而频率仍为f D.最大值小于Um，而频率仍为f
4.如图所示，平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上，灯泡正常发光，则（ ）
A.将介质板插入电容器中，灯泡将变暗 B.增大交变电流的频率，灯泡将变暗
C.把电容器极板间距拉开一些，灯泡将变暗 D.把电容器两极板错开一些，灯泡将变暗
5.关于感抗的理解，下列说法正确的是（ ）
A.感抗是由于电流变化时线圈产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用
B.感抗仅与电源频率有关，与线圈自感系数无关
C.电感产生感抗对交变电流有阻碍作用，但不会因此而消耗电能
D.感抗和电阻等效，对任何交变电流都是一个确定的值
6.在电子技术中，从前一级装置输出的既有直流成分（工作电流），又有交流成分（信号电流）。如果我们希望输送到后一级装置的只有直流成分，电容器应该和后一级装置 ；如果我们希望输送到后一级装置的只有交流成分，电容器应该和后一级装置 （两空均填“串联”或“并联”）。
7.在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成份，又有低频成份，经放大后送到下一级，需要把低频成份和高频成份分开，只让低频成份输送到再下一级，我们可以采用如图所示电路，其中a、b应选择的元件是（ ）
A.a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈 B.a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈
C.a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈 D.a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈
8.“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动。图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器。则（ 　　）
A.甲扬声器是高音扬声器 B.C2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器
C.L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器 D.L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流
第11周B 3
1.AD 2.C 3.A 4.CD 5.A 6.并 串 7.D 8.D
第11周
B 3
～
V1
V2
V3
第2题08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：磁场复习（3）
1.如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是　
A.沿纸面逆时针转动
　　B.沿纸面顺时针转动
　　C.a端转向纸外，b端转向纸里
　　D.a端转向纸里，b端转向纸外
2.一电子在匀强磁场中，以一固定的正电荷为圆心，在圆形轨道上运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电场力恰是磁场力的三倍.设电子电量为e，质量为m，磁感强度为B，那么电子运动的可能角速度应当是（ ） 　 　　　
3.空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C为运动的最低点.不计重力，则　（ ） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　
A.该离子带负电
　　B.A、B两点位于同一高度
　　C.C点时离子速度最大
　　D.离子到达B点后，将沿原曲线返回A点　
4.MN板两侧都是磁感强度为B的匀强磁场，方向如图，带电粒子（不计重力）从a位置以垂直B方向的速度V开始运动，依次通过小孔b、c、d，已知ab = bc = cd，粒子从a运动到d的时间为t，则粒子的荷质比为：（ ）
A、 B、 C、 D、
5.如图，磁感强度为B的匀强磁场，垂直穿过平面直角坐标系的第I象限。一质量为m，带电量为q的粒子以速度V从O点沿着与y轴夹角为30°方向进入磁场，运动到A点时的速度方向平行于x轴，那么：（ ）
A、粒子带正电 B、粒子带负电
C、粒子由O到A经历时间
D、粒子的速度没有变化
6.有一个带正电荷的离子，沿垂直于电场方向射入带电平行板的匀强电场.离子飞出电场后的动能为Ek，当在平行金属板间再加入一个垂直纸面向内的如图所示的匀强磁场后，离子飞出电场后的动能为Ek/,磁场力做功为W，则下面各判断正确的是（ ）
A．EK EK＇,W=0
C．EK =EK＇,W=0 D．EK >EK＇,W>0
7.如图，空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3的大小，则有(粒子重力忽略不计) （ ）
A.t1=t2=t3 B.t2C.t1=t2t2
8.如图所示，一带电的小球从P点自由下落，P点距场区边界MN高为h，边界MN下方有方向竖直向下、电场场强为E的匀强电场，同时还有匀强磁场，小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后，恰能作匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，已知ab=L，求：（1）该匀强磁场的磁感强度B的大小和方向；（2）小球从P经a至b时，共需时间为多少？
9.竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在如图所示的匀强磁场中，B=1.1T，管道半径R=0.8m，其直径POQ在竖直线上，在管口P处以2m／s的速度水平射入一个带电小球，可把它视为质点，其电荷量为lO-4C(g=lOm／s2)，试求：
(1)小球滑到Q处的速度为多大
(2)若小球从Q处滑出瞬间，管道对它的弹力正好为零，小球的质量为多少
第9周 B 1
1.D 2.BD 3.BC 4.D 5.BC 6.B 7.C
8.答案： 方向水平向外
+
9.解：(1)小球从P滑到Q处的过程中，据机械能守恒定律有：
mg×2R=代人数据得v0=6m／s
(2)对Q处的小球受力分析如图所示，据牛顿第二定律有：
qvB—mg=代人数据得
(2)对Q处的小球受力分析如图所示，据牛顿第二定律有：
qvB-mg=m代入数据得m=1.2×10-5kg.
1D、2BD、3BC、4D、5D、6C、7AC、8BD、9BC、10A、11B、12C
13、：mgsinθ/IL 垂直于斜面向上 磁场方向水平向左
14．
15、答案： 方向水平向外
+
16．解：(1)小球从P滑到Q处的过程中，据机械能守恒定律有：
mg×2R=代人数据得v0=6m／s
(2)对Q处的小球受力分析如图所示，据牛顿第二定律有：
qvB—mg=代人数据得
(2)对Q处的小球受力分析如图所示，据牛顿第二定律有：
qvB-mg=m代入数据得m=1.2×10-5kg.
第9周
B 1
M
N
a
b
c
d
V
B
B
x
y
O
A
V0
A
C
B
D08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电磁感应定律的应用
1、以下说法正确的是：（ ）
A、用公式E = BLV求出的是电动势的瞬时值；
B、用公式E = BLV求出的电动势，只限于磁场方向和导线运动方向及导线方向三者互相垂直的情况；
C、用E = n（ΔΦ/Δt）求出的电动势是Δt内的平均电动势；
D、用E = n（ΔΦ/Δt）求出的电动势是t时刻的瞬时电动势。
2.在垂直于匀强磁场的平面内，固定着同种导线制成的同心金属圆环A、B，环半径为RB=2RA。当磁场随时间均匀变化时，两环中感应电流IA：IB为（ ）
A、1：2 B、2：1 C、1：4 D、4：1。
3、一根长L＝0.40m的直导线，在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中运动，设直导线垂直于磁感线，运动方向跟磁感线也垂直，那么当直导线的速度为__ __m/s时，该直导线中感应电动势的大小才能为1.5V。
4、如图所示匀强磁场方向水平向外，磁感应强度B＝0.20T，
金属棒Oa长L＝0.60m，绕O点在竖直平面内以角速度
ω＝100rad/s顺时针匀速转动，则金属棒中感应电动势的
大小是__________。
5、在磁感应强度B为0.4T的匀强磁场中，让长0.2m的导
体 ab在金属框上以6m/s的速度向右移动，如图所示，此时
ab中感应电动势的大小等于________V；如果R1＝6Ω，R2=3Ω，
其他部分的电阻不计，则通过ab的电流大小为______A。
6、如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根L=0.4m的金属棒
ab，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁
场的磁感强度B=0.1T．当用外力使棒ab以速度v=5m／s右移时，ab
棒中产生的感应电动势E=__，通过ab棒的电流I=__，ab棒两端的电势差Uab=_ ，在电阻R上消耗的功率PR= W，在ab棒上消耗的发热功率Pr=_ W，切割运动中产生的电功率P=_ _ W 。
7、如图所示，在匀强磁场中，导体ab与光滑导轨紧密接触，ab在向右的拉力F作用下以速度v做匀速直线运动，当电阻R的阻值增大时，若速度v不变，则 （ ）
A、F的功率减小 B、F的功率增大
C、F的功率不变 D、F的大小不变
8、一个200匝、面积为20cm2在圆形线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面成300角，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T。在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是多大？磁通量的平均变化率是多大？线圈中感应电动势的大小为少？
9、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B为1T，光滑导轨宽2m，电阻不计。L1、L2分别是“6V 12W”、“6V 6W”的灯泡，导体棒ab的电阻为1Ω，其他导体的电阻不计。那么ab棒以多大的速向右运动，才能使两灯正常发光？此时使ab棒运动的外力F的功率为多大？
10、回路竖直放在匀强磁场（磁感应强度为B）中，磁场的方向垂直于回路平面向外．导体AC(质量为m，长为L)可以贴着光滑竖直长导轨下滑．设回路的总电阻恒定为R，当导体AC从静止开始下落后，（1）试定性分析AC下落的整个运动过程；（2）导体AC下落的稳定速度；（3）试定性分析导体从静止达到稳定速度过程中的能量转化；（4）导体稳定后电路的热功率。（5）若在R处加一开关K，AC下落时间t后再合上K，AC的运动可能会怎样？
11、如图所示，磁场方向垂直纸面向里，磁感强度B的大小与 y 无关，沿 x 方向每前进 1 m ，B均匀减小1 T，边长0.1 m 的正方形铝框总电阻为 0.25Ω，在外力作用下以 v = 4 m / s 的速度沿 x 方向做匀速直线运动，铝框平面跟磁场方向垂直，图中 ab 所在位置的B＝5T，则在图示位置处铝框中的感应电流I为多大 1 s 后外力的功率P为多少
课题：电磁感应定律的应用
B3答案
1、（ A B C）2.B 3、__7.5__m/s 4 、_720V_ 5、 0.48__V；_0.24_A
6、E=_0.2V_， I=_0.4A_， Uab=0.16V_， PR=0.064W_， Pr=_0.016W， P=__0.08W_ 。
7、A 8：由公式：ΔΦ=ΔB×S×sin300=(0.5-0.4) 20×10-4×0.5=8×10-4Wb；ΔΦ/Δｔ=8×10-4/0.05=1.6×10-2Wb/s；E=ｎΔΦ/Δｔ=1.6×10-2 ×200=3.2V
9、4.5m/s；27W 10、（1）先作加速度减小的变减速运动，然后作匀速运动；（2）Vm=mgR/B2L2 ; (3)重力势能转化电能和导体棒的动能；（4）m2g2R/B2L2 (5)FA= B2L2 /R 若FA＞mg作变减速运动；若FA＜mg 变加速运动；若FA=mg 匀速运动。11、0.16 , 6.4×10-3翰林汇
第6周
B 3
O
a
v
a
b
R1
R2
R
a
b
F
a
b
L1
L2
F
· · ·
· · ·
· · ·
A C
R08秋学期高二物理学科（选修）拓展提高作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
1.（温州市十校联合体2008届期中联考）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极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，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，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是（ ）
A．增大磁场的磁感应强度 B．增大匀强电场间的加速电压
C．增大D形金属盒的半径 D．减小狭缝间的距离
2.（扬州市2008届第四次调研）如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定斜向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态。规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～t时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是( )
3.（淮安、连云港、宿迁、徐州四市2008第2次调研）矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是( )
A．交流电压的有效值为36V
B．交流电压的最大值为36V，频率为0.25Hz
C．2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大
D．1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快
4.（扬州市2008届第四次调研）如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为Ｒ的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻Ｒ的两端。线圈在磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动。设线圈转动到图示位置的时刻。则（　　　）
Ａ．在时刻，线圈处于中性面，流过电阻Ｒ的电流为０，电压表的读数也为０
Ｂ．１秒钟内流过电阻Ｒ的电流方向改变次
Ｃ．在电阻Ｒ的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小
Ｄ．在电阻Ｒ的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变
5.（徐州市2008届摸底考试）如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面（纸面）向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带电质点，从y轴上y = h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限。然后经过x轴上x = – 2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动。之后经过y轴上y = – 2h处的P3点进入第四象限。已知重力加速度为g。求：
（1）质点到达P2点时速度的大小和方向；
（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；
（3）若在第四象限加一匀强电场，使质点做直线运动，求此电场强度的最小值。
第11周 C
1. AC 2. D 3 . BC 4. BC
5. 【解析】（1）质点从P1到P2，由平抛运动规律
h = （1分）
v0 = vy = gt （1分）
求出 v =（1分）
方向与x轴负方向成45°角 （1分）
（2）质点从P2到P3，重力与电场力平衡，洛仑兹力提供向心力
Eq = mg （1分）
Bqv = m （1分）
(2R)2 = (2h)2 + (2h)2
解得 E = B = （2分）
（3）质点进入第四象限做直线运动，当电场强度的方向与运动方向垂直时电场强度最小，由 （2分）
得： （2分）
第11周
C
B
－
0
4
3
2
1
u/V
t/s
Ｒ
V08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：电磁感应复习（1）
1、电磁感应现象
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中 产生，这种利用 产生电流的现象叫做电磁感应。
例题1. 如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是( )
(A)两电流同向且不断增大 （B）两电流同向且不断减小 (C)两电流反向且不断增大 (D)两电流反向且不断减小
2、感应电流的方向
（1）楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 。
（2）从不同的角度来看楞次定律的内容，从磁通量变化的角度来看，感应电流总要 。从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总要 。
因此，产生感应电流的过程实质上是能的转化和转移的过程。
（3）用楞次定律判断感应电流方向的步骤：
①明确所研究的闭合回路中原磁场的方向；②穿过回路的磁通量如何变化（是增加还是减小）；③由楞次定律判定出 ；④根据感应电流的磁场方向，由 判定出感应电流方向。
（4）右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个面内，让磁感线垂直 ，拇指指向 ，则其余四指指的就是 。
例题2. 如图所示，两同心金属圆环共面，其中大闭合圆环与导轨绝 缘，小圆环的开口端点与导轨相连，平行导轨处在水平面内，磁场方向竖直向下,金属棒ab与导轨接触良好，为使大圆环中产生图示电流，则ab应当：( )
(A)向右加速运动 (B)向右减速运动(C)向左加速运动 (D) 向左减速运动
3．感应电动势：无论电路是否闭合，只要穿过电路的　 　发生变化，电路中就一定有　 　，若电路是闭合的就有 　．产生感应电动势的那部分导体就相当于一个　 　．
4. 法拉第电磁感应定律文字表述： 。表达式为 。式中n表示_______，ΔΦ表示___________，Δt表示_____，表示____________
例题3. 如上图所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1,线圈外接一个阻值R=4的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图所示；求：（1）前4S内的感应电动势（2）前5S内的感应电动势
5．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，则导体中的感应电动势为____________,式中θ表示___________________，当θ等于__________时公式变为__________。式中的L是 。v若是平均速度，则E为 ；若v为瞬时速度，则E为 。若导体的运动不切割磁感线，则导体中 感应电动势。
6．一段长为Ｌ的导体，在匀强磁场Ｂ中，以角速度ω垂直于磁场的方向绕导体的一端做切割磁感线运动，则导体中的感应电动势为_________________。
例题4. 如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置且足够 长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻，一根质量为m的金属棒ab，垂直导轨放置，导轨和金属棒的电阻不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为，若用恒力F沿水平向右拉导体棒运动，求金属棒的最大速度。
7．自感现象：线圈中电流发生变化而在它本身激发出感应电动势的现象叫_________。这种电动势叫________。自感电动势的大小与__________________成正比，比例系数叫做__________，与_________________________等因素有关。
例题5.如上页图所示电路中, D1和D2是两个相同的小灯泡, L是一个自感系数很大的线圈, 其电阻与R相同, 由于存在自感现象, 在开关S接通和断开瞬间, D1和D2发亮的顺序是怎样的？
8．⑴如下图左所示，磁场方向垂直穿过金属圆板，当磁感应强度减小时，产生图示的感应电流，看起来就像水中旋涡，叫做 。
⑵如上图中所示,U型金属导轨水平放置，磁场方向竖直向下；导体棒ab以一定的初速度滑动，导体棒的速度越来越小，最后将静止；这种现象叫做 。
⑶如上图右所示，平行的水平金属导轨一端与电源相连接，另一端放一导体棒，磁场方向垂直导轨平面，开关闭合后，导体棒在安培力作用下会运动起来，这种现象叫做 。
例题6. 电磁炉（或电磁灶）是采用电磁感应原理产生涡流加热的， 它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时， 即会产生无数之小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物。 电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收， 不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法中正确的是：( )
(A) 电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
(B) 电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的
(C) 电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的
(D) 电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
第9周
X 208秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
第6课时 法拉第电磁感应定律（习题课）
一、典型例题：
【例题1】如下图所示，有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内，有一金属棒AO，绕平行于磁场的O轴顺时针转动，已知棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？
【同类变式1】 一导体圆环的电阻为4Ω，半径为0.05m，圆环平面垂直匀强磁场，如图所示放置．磁感应强度为4T，两根电阻均为2Ω的导线Oa和Ob，Oa固定，a端b端均与环接触，Ob以4rad/s的角速度逆时针沿圆环转动．求：当Ob的b端从a端滑过180°时，通过导线Oa中的电流是多少？
【例题2】如图，边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动，磁感应强度为B，初始时刻线框所在的平面与磁感线垂直，经过t时间转过1200角，求：（1）线框内感应电动势在时间t内的平均值。（2）转过1200角时感应电动势的瞬时值。
【同类变式2】如图所示，矩形线圈由100匝组成，ab边长L1=0.40m，ad边长L2=0.20m，在B=0.1T的匀强磁场中,以两短边中点的连线为轴转动,转速n′=50r/s求：
（1）线圈从图（a）所示的位置起，转过180 的平均感应电动势为多大？
（2）线圈从图（b）所示的位置起，转过180 的平均感应电动势为多大？
【例题2】如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一。磁场垂直穿过粗金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势差为（ ）
A． B． C． D．E
【同类变式3】粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是( )
二、课堂同步：
1.如图所示，在一个匀强磁场中，有两个用粗细相同的同种金属导线制成的闭合圆环a和b，它们半径之比为2：1，线圈平面与磁场方向垂直．如果匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则a、b环中感应电流之比为多少？感应电流电功率之比为多少？
2.固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各边长为L，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边电阻可忽略的铜线．磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．现有一与ab段的材料粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示，以恒定速度V从左向右匀速运动，当PQ离adL时，PQ上的电流强度是多大？方向如何？
第6周
X 208秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：变压器（习题课）
例1.一理想变压器的副线圈为200匝，输出电压为10V，则铁芯内的磁通量变化率的最大值为（ ）
A. 0.07Wb/s B. 5 Wb/s
C. 7.05 Wb/s D.14.1 Wb/s
例2.在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，如图1所示，已知线圈1、2的匝数比为n1：n2＝2：1，在不接负载的情况下（ ）
A.当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110V
B.当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55V
C.当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220V
D.当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V
例3.一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如图2所示．
（1）当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数_______V, 电流表示数_______A．
（2）当原线圈接在220V交流电源上时，电压表示数_______V, 电流表示数_______A．此时输入功率为_______W，变压器的效率为________．
例4.如图3所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则：
A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大
B.保持P的位置及U1不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小
C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大
D.保持P的位置不变，K合在a处时，若U1增大，I1将增大
例5.如图4所示，一理想变压器原线圈、副线圈匝数比为3：1，副线圈接三个相同的灯泡，均能正常发光，若在原线圈再串一相同的灯泡L，则（电源有效值不变）（　）
A. 灯L与三灯亮度相同
B. 灯L比三灯都暗
C. 灯L将会被烧坏
D. 无法判断其亮度情况
例6：如图5所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n1 ：n2 ：n3=10：5：1，其中n1接到220V的交流电源上，n2 和n3分别与电阻R2 、R3组成闭合回路。已知通过电阻R3的电流I3＝2A，电阻R2 ＝ 110Ω，求通过电阻R2的电流和通过原线圈的电流．
例7：如图所示，接于理想变压器的四个灯泡规格相同，且全部正常发光，求三个线圈的匝数比n1∶n2∶n3。
第12周X 2
1.A 2.BD
3. 解析：（1）当原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，穿过原副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表、电流表示数均为零．
(2)由得
I2=　
P1=P2= U 2I2=0.44×44W=19.36W
效率为η=100 %
评注：变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压；理想变压器无能量损耗，效率为100﹪．
4. A、B、D 5.A
6. 解析：由变压器原副线圈电压比等于其匝数比可得，加在R2上的电压
通过电阻R2的电流
加在R3上的电压
根据电流与匝数的关系：n 1I1=n 2I2＋n 3I3
则通过原线圈的电流
I1=
评注：当理想变压器有多个副线圈时，各线圈的电压与其匝数的关系仍然成正比，但电流不再与其匝数成反比，而是根据功率的关系和电压的关系，推出电流与其线圈之间的关系。
第12周
X 2
图1
1
2
A
V
图2
R
图3
R
P
U1
k
I1
b
a
L
图4
图5
～
n3
I3
I 2
n 2
I 1
n 1
R3
R2
R2
R3
n 1
I 1
n 2
I 2
I3
n3
～
图508秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
第8课时 电磁感应定律的应用（习题课1）
一、方法指导
电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起。解决这类电磁感应中的力学问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左右手定则、安培力的计算公式等；还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律等．要将电磁学和力学的知识综合起来应用．
电磁感应中的综合题有两种基本类型.一是电磁感应与电路、电场的综合；二是电磁感应与磁场、导体的受力和运动的综合；或是这两种基本类型的复合题，题中电磁现象、力现象相互联系、相互影响和制约.其基本形式如下：?
这类题综合程度高，涉及的知识面广，解题时可将问题分解为两部分——电学部分和力学部分.?
电学部分思路：将产生感应电动势的那部分电路等效为电源，如果在一个电路中切割磁感线的是几部分但又互相联系，可等效成电源的串并联，分析内外电路结构，应用闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律理顺电学量之间的关系.
力学部分思路：分析通电导体的受力情况及力的效果，应用牛顿定律、动量定理、动量守恒、动能定理、能量守恒等规律理顺力学量之间的关系.?
然后抓住“电磁感应”及“磁场对电流的作用”这两条将电学量与力学量相联系的纽带，遵循在全过程中系统机械能、电能、内能之间相互转化和守恒的规律，则问题总能迎刃而解.
二、典型例题
【例题1】如图所示，U形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩形边长分别为L1、L2，回路的总电阻为R。从t=0时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt，（k>0）那么在t为多大时，金属棒开始移动？
【变式训练1】4.如图，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B0=0.5T,并且以ΔB/Δt=0.1T/s在增加，水平导轨不计电阻，且不计摩擦，宽为0.5m，在导轨上搁一根电阻为R=0.1Ω的导体棒，且用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=0.2Kg的重物，电阻R= 0.4Ω,则经过多长的时间才能吊起重物？（图中d=0.8m）
【例题2】如图所示，xoy坐标系y轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度均为B，一个围成四分之一圆形的导体环oab，其圆心在原点o，半径为R，开始时在第一象限。从t=0起绕o点以角速度ω逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势E随时间t而变的函数图象（以顺时针电动势为正）。
【变式训练2】如图所示，一有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧相距为L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直。现使线框以速度v匀速穿过磁场区域。若以初始位置为计时起点，规定电流逆时针方向时的电流和电动势方向为正，B垂直纸面向里时为正，则以下四个图象中对此过程描述不正确的是（ ）
第8课时 电磁感应定律的应用（习题课1）
例题1【解析】由= kL1L2可知，回路中感应电动势是恒定的，电流大小也是恒定的，但由于安培力F=BIL∝B=kt∝t，所以安培力将随时间而增大。当安培力增大到等于最大静摩擦力时，ab将开始向左移动。这时有：
例题2
【解析】开始的四分之一周期内，oa、ob中的感应电动势方向相同，大小应相加；第二个四分之一周期内穿过线圈的磁通量不变，因此感应电动势为零；第三个四分之一周期内感应电动势与第一个四分之一周期内大小相同而方向相反；第四个四分之一周期内感应电动势又为零。感应电动势的最大值为Em=BR2ω，周期为T=2π/ω，图像如右。
变1、2
1： 电流I==(0.5×0.8)×0.1÷0.4=0.1(A)
当导体棒受到的拉力等于M的重力时，此时刚好才能吊起重物,
所以F=BIL=Mg (B0＋ΔB/Δt×t)IL＝Mg t＝395s
2：B
第7周
X 1
b
a
B
L1
L2
R
B
d
M
y
o
x
ω
B
a
b
Em
o
t
E
T 2T08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：课题：电能的输送
1.关于电能输送的以下分析，正确的是 ( )
A.由公式P=U2/R得出，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大
B.由公式P=U2/R得出，输电导线的电阻越大，功率损失越小
C.由公式P=I2R得出，输出电流越大，输电导线上的功率损失越大
D.由公式P=IU得出，输出导线上的功率损失与电流成正比
2.远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是( )
A.可节省输电线的材料 B.可根据需要调节交流电的频率
C.可减少输电线上的能量损失 D.可加快输电的速度
3.由甲地向乙地输电，输送的电功率一定，输电线的材料一定。设输电电压为U，输电电线横截面积为S，输电线因发热损失的电功率为P，那么（ ）
A.若U一定，则P与S成反比 B.若U一定，则P与S2成反比
C.若S一定，则P与U2成反比 D.若S一定，则P与U成反比
4.发电站需向远距离负载供电，若发电机输出电压U=230V，输出功率P1=2.3×105W，负载额定电压U1=220V，输电线总电阻R0=1 要求输电线损失功率为1.0×104W 求供电线路升压变压器及降压变压器的匝数比？
5.有一内阻为1Ω的发电机，供给一个学校用电，升压变压器的匝数比为1﹕4，降压变压器的匝数比为4﹕1，输电线的总电阻R＝4Ω。全校共有22个班，每班有"220V，40W”的电灯6盏，要保证全部电灯正常发光。求：
(1)发电机的输出功率应为多大
(2)发电机的电动势是多大
6.有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50％，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比，变压器为理想变压器输电线路如图所示。
7.人们利用发电机把天然存在的各种形式的能（水流能、风能、煤等燃烧的化学能……）转化为电能，为了合理的利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方，但是，用电的地方往往很远，因此，需要高压输送线路把电能输送到远方，如果，某发电站将U=6000V的电压直接地加在高压输电线的入端，向远方供电，且输送的电功率为P=800kW.则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差ΔE=9600kW·h（1 kW·h=1度电）求：
⑴此种情况下，高压线路的输电效率和终端电压
⑵若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则在发电站处应安装一个变压比（n1∶n2）是多少的变压器？
第12周B3
1.C 2.C 3.AC 4.(1) (2)330：1 5.(1)5424w (2)250V
6. 升压1∶8，降压12∶1
7.⑴η=50% U=3000V ⑵1∶5
第12周
B 308秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：传感器及其工作原理
1.关于光敏电阻，下列说法正确的是（ ）
A.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
B.硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好
C.硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好
D.半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好
2.霍尔元件能转换哪两个量（ ）
A.把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 B.把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
C.把力转换为电压这个电学量 D.把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
3.如图所示是测定位移的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其电容的变化（ ）
A.电介质进入极板的长度 B.两极板间距 C.两极板正对面积 D.极板所带电量
4.如图所示，Ｒ１、Ｒ２为定值电阻，Ｌ是小灯泡，Ｒ３为光敏电阻，当照射光强度增大时，（ ）
A.电压表的示数增大 B.Ｒ２中电流减小
C.小灯泡的功率增大 D.电路的路端电压增大
5.如图所示，Ｒ３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Ｒ３时，则（ ）
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的电阻变小，a点电势等于b点电势 D.Ｒ３的电阻变大，a点电势低于b点电势
6．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（ ）
A.金属导体 B.绝缘体 C.半导体 D.超导体
7.如图是观察电阻值随温度变化情况示意图。现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（ ）
A.如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显
B.如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显
C.如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显
D.如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显
8.如图是霍尔元件的工作原理示意图，用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持I恒定，则可以验证UH随B的变化情况。以下说法中正确的是（ ）
A.将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，UH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保持水平
C.在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
D.改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化
9.如图所示宽度为d，厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当有电流I通过金属板时，在金属板上侧面A和下侧面间产生电势差，这种现象叫霍尔效应，若金属板内自由电子密度为n，则产生的电势差U＝___________
第13周B 1
1.ABD 2.B 3.A 4.ABC 5.A 4.C 7.C 8.ABD 9.
第13周
B 1
第3题
第4题
R2
R1
R3
第5题
R3
R4
R1
R2
第7题
第8题
第9题08秋学期高二物理学科（选修）能力训练作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：涡流 电磁阻尼和电磁驱动
1．如图所示，水平方向的磁场垂直于光滑曲面，闭合小金属环从高h的曲面上端无初速滑下，又沿曲面的另一侧上升，则( )
A．若是匀强磁场，环在左侧上升的高度小于h
B．若是匀强磁场，环在左侧上升的高度大于h
C．若是非匀强磁场，环在左侧上升高度等于h
D．若是非匀强磁场，环在左侧上升的高度小于h
2.如图所示，是称为阻尼摆的示意图．在轻质杆上固定一金属薄片，轻质杆可绕上端O为轴在竖直平面内转动，一水平磁场穿过金属薄片．当薄片是一整块时和开有许多槽时(如虚线所示)，使它们都从偏离竖直方向的同一位置释放，两者摆动情况有何不同？为什么？
3．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是y=x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=a的直线（图中的虚线所示）.一个小金属块从抛物线上y=b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑.假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是多少
4.地球是一个巨大的磁体，具有金属外壳的人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动，若不能忽略所经之处地磁场的强弱差别，则( )．
A. 运行速率将越来越小 B．运行周期将越来越小
C. 轨道半径将越来越小 D．向心加速度将越来越小
（2002上海）5、如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管比穿过B管的小球先落到地面。下面对于两管的描述这可能正确的是：（ ）
A、A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的；
B、A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的；
C、A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的；
D、A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的。
第8周 B 1 答案
1.D 2.开有许多槽后,使得回路电阻变大, 大幅减小涡流。这样，整块时摆动几次很快会停下，开有许多槽时能摆动较长时间才停下．
3. 4.BC 5.B
第8周
B 1
A
B08秋学期高二物理学科（选修）教学案
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
课题：磁场复习（1）
一．磁场
1．磁场的产生
磁极周围有磁场，电流周围有磁场（奥斯特）。
安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁体的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。
例题1.一根软铁棒在磁场中被磁化，这是因为（ ）
A．软铁棒中产生了分子电流 B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失 D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
2．磁场的基本性质
磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。
3．磁感应强度：B=（条件是匀强磁场中，或ΔL很小，并且L⊥B ）。
磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T，1T=1N/(Am)=1kg/(As2)
磁感应强度是用来描述磁场本身性质的物理量，其大小由磁场的场源和该点离场源的距离等因素决定， B与F、I、L都无关
例题2.关于磁感应强度，下列说法中错误的是（ ）
A．由B=可知，B与F成正比，与IL成反比
B．由B=可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场
C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强
D．磁感应强度的方向就是该处电流受力方向
4．磁感线
⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。
⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。
⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线：
⑷安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指向磁感线方向；对环行电流，大拇指指向中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指向螺线管内部的磁感线方向。
(5)地磁场：地磁场与条形磁铁的磁性相似，地理的北极是地磁的南极，地磁场的水平分量总是由南极指向北极，竖直分量在南极半球向上，北半球向下，在赤道平面上磁场的方向水平向北。
例题3.在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知（ ）
A．一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针
B．一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针
C．可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过
D．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过
5．磁通量
⑴穿过磁场中某一面积的磁感线条数称为穿过这一面积的磁通量．符号
⑵定义式为： =BS（S为垂直于B的面积）；单位Wb
⑶磁通量是描述某一面积内磁场的性质．由B= /S⊥可知磁感强度又可称为磁通密度．
说明：（1）B与S不垂直，应把S投影到与B垂直的方向上．
（2）两个不同方向的磁感线穿过同一面积时，求两部分磁通量按标量叠加，求代数和．
例题4.如图所示，面积为S的矩形线圈abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角，当线框以ab为轴顺时针方向转过90°时，穿过abcd面的磁通量变化量△Φ为（ ）
A．BScosθ B．－BS(sinθ＋cosθ)
C．BSsinθ D．BS
二．磁场对电流的作用
1．安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫安培力.
（1）安培力的大小：F=BILsin
（2）安培力的方向——左手定则
安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系：安培力F，总垂直于电流与磁感线所确定的平面。
（3）判定通电导线或线圈在安培力作用下的运动的方法
电流元分析法；特殊位置分析法；等效分析法；推论分析法；转换研究对象法
例题5.如图所示，在通电直导线L1右侧有一小段可自由运动的导线L2，若通入垂直纸面向里的电流，它将（　　）
A．从右向左看，顺时针转动并远离L1
B．从右向左看，逆时针转动并靠近L1
C．因为L２与磁场平行，不受磁场作用
D．以上说法都不对
例题6.在倾角为α的光滑斜面上，置一通有电流I，长l质量为m的导体棒，如图所示，试问：
（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．
（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向．
（3）分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直l，应加外磁场的方向范围．
第8周
X 2
I
α
a
b
c
d
c
d
B08秋学期高二物理学科（选修）拓展提高作业
编者： 胡光磊 班级： 姓名：
1.（南通市2008届第三次调研）某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是( )
A．交变电流的频率为0.02Hz
B．交变电流的瞬时表达式为
C．在t=0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大
D．若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其产生的热功率为5W
2.（南京市2008届第二次调研）图示是一中调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，AB间加上正弦交流电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压，在输出短连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q，则下列判断中正确的是（ ）
A．保持P的位置不动，将Q向下移动时，R消耗的功率变大
B．保持P的位置不动，将Q向下移动时，R消耗的功率变小
C．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大
D．保持Q的位置不动，将P沿顺时针方向移动时，R消耗的功率变小
3.（淮安、连云港、宿迁、徐州四市2008第三次调研）今年春节前后，我国部分省市的供电系统由于气候原因遭到严重破坏。为此，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图所示，图中R0表示输电线的电阻。滑动触头P置于a处时，用户的用电器恰好正常工作，在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则 ( )
A．当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于
正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向上滑动
B．当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于
正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向下滑动
C．如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑
D．如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向下滑
4.（江苏省南京市2008届高三质量检测）如图（a），面积S=0.2m2的线圈，匝数n=630匝，总电阻r=1.0Ω，线圈处在变化的磁场中，磁感应强度B随时间t按图（b）所示规律变化，方向垂直线圈平面。图（a）中传感器可看成一个纯电阻R，并标有“3V、0.9W”，滑动变阻器R0上标有“10Ω、1A”，试回答下列问题：
（1）设磁场垂直纸面向外为正方向，试判断通过电流表的电流方向。
（2）为了保证电路的安全，求电路中允许通过的最大电流。
（3）若滑动变阻器触头置于最左端，为了保证电路的安全，图（b）中的t0最小值是多少？
5.（扬州市2008届第二次调研）（15分）如图所示，一个质量，电荷量的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压。金属板长，两板间距。求：
⑴微粒进入偏转电场时的速度大小；
⑵微粒射出偏转电场时的偏转角；
⑶若该匀强磁场的宽度，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度至少多大？
第13周 C
1.D 2.BCD 3.AC
4. 解：（1）向右
（2）传感器正常工作时的电阻
工作电流 （2分）
由于滑动变阻器工作电流是1A，所以电路允许通过的最大电流为I=0.3A （1分）
（3）滑动变阻器触头位于最左端时外电路的电阻为R外=20Ω，故电源电动势的最大值
E=I（R外+r）=6.3V （2分）
由法拉第电磁感应定律
（2分）
解得t0=40s
5.
第13周
C
20
10
25
15
5
O
-5
5
i/A
t/×10-3s
～发电机
A2
A1
V2
V1
P
用户
R0
a