物理：新人教版选修3-2全套教学同步练习（19节含章综合）

第三节：传感器的应用（二）同步练习一
基础达标:
1．测温仪使用的是（ ）
A．光传感器
B．红外线传感器
C．温度传感器
D．超声波传感器
2．下列器件是应用光传感器的是（ ）
A．鼠标器
B．火灾报警器
C．测温仪
D．电子秤
3．鼠标器使用的是（ ）
A．压力传感器
B．温度传感器
C．光传感器
D．红外线传感器
4．关于电饭锅的说法正确的是（ ）
A．电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁
B．铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性
C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电
D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位
5．应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是把_________转变为_________的一大优点．
6．测温仪中的测温元件可以是热敏电阻、_________、热电偶等，还可以是_________等．
7．如图，将万用表的选择开关置于欧姆挡，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．简单地说，光敏电阻就是一个简单的_________传感器，热敏电阻就是一个简单的_________传感器．
9．机械式鼠标器的内部中的光传感器接收到的是断续的_________，输出相应的_________信号．
10．烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平常光电三极管收不到LED发出的光，呈现_________电阻状态．当有烟雾时因其对光的散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变_________．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．
能力提升：
11．如图是利用光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是光电传感器——光敏电阻．试简要叙述自动计数的原理．
12．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．电路的路端电压降低
13．在电熨斗中装有双金属片温度传感器，请简要叙述一下电熨斗如何自动控制温度．
14．设计制作一个温度自动控制装置（温控报警器）：自己设计一个由热敏电阻作为传感器的简单自动控制实验．在图6-3-6中画出设计电路，并进行连接．
15、如图表示普通电冰箱内温度控制器的结构，铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统。里面充有氯甲烷和它的蒸汽，构成了一个温度传感器。膜盒3为扁圆形（图中显示它的切面），右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接。盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀。测温泡1安装在冰箱的冷藏室中。5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作。拉簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上。连杆9的下端是装在机箱上的轴。凸轮8是由设定温度的旋钮（图中未画出）控制的。逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力。
（1）为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？
（2）为什么用凸轮可以改变设定的温度
参考答案：
1、答案：C
2、答案：AB
3、答案：C
4、答案：BD
5、答案：非电学量 电学量
6、答案：金属热电阻 红外线敏感元件
7、答案：左 右
8、答案：光电 热电
9、答案：红外线脉冲 电脉冲
10、答案：高 小
11、答案：当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射向B的信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高．这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理，就会自动将其转化为相应的数字，实现自动计数的功能．
12、答案：ABCD
13、答案：双金属片的膨胀系数不同，上层金属的膨胀系数大于下层的金属．当温度变化时，由于双金属片的膨胀系数不同从而控制电路的通断，以达到控制温度的目的．
14、答案：将由热敏电阻为主要元件的温控电路接入左侧接线柱，报警电路接右侧接线柱．
15、答案：第五章：交变电流单元测试题二
1、如图所示，观察电流表的指针，可以看到（ ）
A、指针随着线圈转动而摆动，并且线圈旋转一周，指针左右摆动一次
B、当线圈平面转到跟磁力线垂直的平面位置时，电流表的指针的偏转最大
C、当线圈平面转到跟磁力线平行的位置时，电流表的指针的偏转最大
D、在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生感应电动势和感应电流是按正弦规律变化的
2、一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电伏，那么（ ）
A、频率是50赫兹
B、当t = 0时，线圈平面恰好与中性面重合
C、当t=1/200秒时，e有最大值
D、有效值为伏特
3、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°角的过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为-（ ）
A、2∶π B、π∶2 C、2π∶1 D、无法确定
4、有一个交流电U = 311 sin314t 伏，则下列说法中正确的是-（ ）
A、这个交流电的频率是50赫兹
B、它可以使“220V，100W”的灯泡正常发光
C、用交流电压表测量时，读数为311伏
D、使用这个交流电的用电器，每通过一库仑的电量时，电流做功220焦耳
5、对于图所示的电路，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两端接稳恒直流，灯泡将不发光
B．a、b两端接交变电流，灯泡将不发光
C．a、b两端由稳恒的直流电压换成有效值相同的交变电压，灯泡亮度相同
D．a、b两端由稳恒的直流电压换成有效值相同的交变电压，灯泡亮度将会减弱
6、一电热器接在10V直流电源上，产生某一大小的热功率。现将电热器接在交流电源上，要使它产生的热功率是原来的一半，则交流电源的有效值和最大值分别是（ ）
A、7.07V和10V
B、10V和14.1V
C、5V和7.07V
D、2.5V和25.2V
7、在某交流电电路中，有一个正在工作的变压器，它的原线圈匝数n1= 600匝，电源电压为U1= 220V，原线圈串联一个0.2A的保险丝，副线圈n2 = 120匝，为保证保险丝不被烧断，则（ ）
A、负载功率不能超过44W
B、副线圈电流最大值不能超过1A
C、副线圈电流有效值不能超过1A
D、副线圈电流有效值不能超过0.2A
8、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1﹕n2=4﹕1，当导体棒L在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数是12mA，则电流表A2的示数为（ ）
A、3 mA
B、0 mA
C、48 mA
D、与负载R的值有关
9、远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到n倍，则（ ）
A、输电线上的电压损失减少到原来的(n-1)/n倍
B、输电线上的电能损失不变
C、输电线上的电能损失减少到原来的(n2-1)/n2
D、每根输电线上的电压损失减少到原来的1/n
10、远距离送电，已知升压变压器输出电压为U，功率为P，降压变压器的输入电压为U′，输电线的电阻为R，则线路损耗的热功率P损可用下面哪种方法计算（ ）
A、P损=U2/R B、P损=U′2/R C、（U2-U′2）/R D、P损＝P2R/U2
11、如图所示，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
12、处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直.在t=0时刻，线圈平面与纸面重合（如图），线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是（ C ）
二、填空题
13、把标有“36V，40W”的灯泡，接在交流电源上，若它的实际功率只有20W，则交流电源电压的最大值Um= V.
14、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，如图所示，则：
（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________．
15、从发电厂输出的电功率为220kW，输电线的总电阻为0.25Ω．若输送电压为1.1kV，输电线上损失的电功率为 W；保持输送功率不变，要使要输电线上损失的电功率不超过100W，输送电压至少为 V．
三、计算题
16、如图所示，ab=25cm,ad=20cm,匝数为50匝的矩形线圈。线圈总电阻 r=1Ω 外电路电阻R =9Ω 。磁感应强度B=0.4T。线圈绕垂直于磁感线的OO’ 轴以角速度50rad/s匀速转动。求：
⑴从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式。
⑵1min内R上消耗的电能。
⑶当从该位置转过60°时，通过R上瞬时电功率是多少？
⑷线圈由如图位置转过30°的过程中，R的电量为多少？
17、一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象,试根据图象求出：
（1）线圈转动的角速度；
（2）电动势的有效值；
（3）t = 1.0×10 2s时，线圈平面和磁场方向的夹角。
18、如图所示，理想变压器的输出端接有一交流电动机，电动机线圈的电阻为R，电动机正在将质量为m的重物以速度v匀速提升，若不计摩擦和空气阻力，变压器的输入功率为P，求图中电流表的示数．
19、如图所示，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．
20、有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω，降压变压器输出电压U4＝220V，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输送电能的效率多大；
（3）降压变压器的原、副线圈的匝数比n3﹕n4；
（4）如果不用变压器，输电导线的热损耗是用变压器时的几倍.
第五章：交变电流单元测测试二答案
1.C 2.ABC 3.A 4.ABD 5.B 6.A 7.AC 8.B 9.D 10.D 11.A 12.C 13.36V 14.0V 0A 44V 0.44A 19.36W 100% 15.104W 11V 16. (1) (2)7290J (3)5.625W (4)0.05C 17. （1）105rad/s 、（2）14.1V 、（3）30° 18. 19.1A 0.7A 20.(1)2000V (2) 99.5% (3)1990:220 (4)25倍
第1题
R
B
v
n1
n2
A1
A2
第8题
第11题
L
R
第14题
V
A
～
A
第18题
R2
R3
n1
I1
n2
I2
I3
n3
～
第19题
17图第六节：互感和自感同步练习一
基础达标：
１．如图所示的电路L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源，在K闭合瞬间，通过电灯的电流方向是______________，在K切断瞬间，通过电灯的电流方向是______________．
2．如图所示，多匝线圈L的电阻和电池内阻不计，两个电阻的阻值都是R，电键S原来是断开的，电流I0=，今合上电键S将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，此电动势（ ）
A．有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小到零
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，因而电流将保持I0不变
D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2I0
3．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．从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内，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
4．如图所示，电灯A和B与固定电阻的电阻均为R，L是自感系数很大线圈．当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法正确的是（ ）
A．B立即熄灭
B．A灯将比原来更亮一些后再熄灭
C．有电流通过B灯，方向为c→d
D．有电流通过A灯，方向为b→a
5．在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如图所示．其道理是（ ）
A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D．以上说法都不对
6．如图所示，线圈的直流电阻为10 Ω，R=20 Ω，线圈的自感系数较大，电源的电动势为6 V，内阻不计．则在闭合S瞬间，通过L的电流为__________A，通过R的电流为__________A；S闭合后电路中的电流稳定时断开S的瞬间，通过R的电流为__________A，方向与原电流方向__________．
7．如图所示，L为自感线圈，A是一个灯泡，当S闭合瞬间，a、b两点电势相比，__________点电势较高，当S切断瞬间a、b两点电势相比，_________________点电势较高．
能力提升：
8．如图所示，L是自感系数较大的一个线圈，电源的电动势为6 V，开关S已闭合，当S断开时，在L中出现的自感电动势E′=100 V。此时a、b两点间的电势差
9．如图所示的电路中，S闭合时流过电感线圈的电流为2 A，流过灯泡的电流是1 A，将S突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化关系的图象是图中的（ ）
10．如图所示实验中，带铁芯的、电阻较小的线圈L和灯泡L1并联，当闭合开关S后，灯L1正常发光，下列说法中正确的是（ ）
①当断开S时，灯L1立即熄灭
②当断开S时，灯L1突然闪亮后熄灭
③若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯L1立即熄灭
④若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯L1突然闪亮后熄灭
A．①②
B．③④
C．②③
D．①④
11．如图所示电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1；P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0，则（ ）
A．I1=I2=I0
B．I1>I0>I2
C．I1=I2> I0
D．I112、如图所示，线圈A中接有如图所示电源，线圈B有一半面积处在线圈A中，两线圈平行但不接触，则在电键S闭合瞬间，线圈B中的感应电流的方向为____________．（填“顺时针”或“逆时针”）．
13、如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡，若将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，则 （ ）
A．电键S闭合时，灯泡D1、Ｄ2同时亮，然后D1会变暗直到不亮，D2更亮
B．电键S闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮
C．电键S断开时，灯泡D2随之熄灭，而D1会亮一下后才熄灭
D．电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会更亮后一下才熄灭
参考答案：
1． 答案：A→B B→A
思路解析：当K闭合时，流经R的电流是A→B．当K切断瞬间，由于电源提供给R及线圈的电流立即消失，因此线圈要产生一个和原电流方向相同的自感电动势来阻碍原电流的减小，所以线圈此时相当于一个电源，产生的自感电流流经R时的方向是B→A．
2．答案：D
思路解析：电键S由断开到闭合瞬间，回路中的电流要增大，因而在L上要产生自感电动势．根据楞次定律，自感电动势总是要阻碍引起它的电流的变化，这就是说由于电流增加引起的自感电动势，要阻碍原电流的增加．而阻碍不是阻止，电流仍要增大，而达到稳定后其电流为2I0．选项D正确．
启示：解决此类问题，要从认识自感电动势的作用做起．另外是正确地把握阻碍不是阻止．
3．答案：AC
思路解析：在S由断开到闭合的过程中，线圈L要产生自感电动势，因自感系数较大，则对电流有较大的阻碍作用，开始时电流大部分从R1中通过，I2很小，当电路达到稳定状态后，线圈中的自感现象消失，R1中的电流变小，而R2中的电流变大，所以应选A和C．
4．答案：AD
思路解析：断开S2而只闭合S1时，A、B两灯一样亮，可知线圈L的电阻也是R，在S1、S2闭合时，IA=IL，故当S2闭合、S1突然断开时，流过A灯的电流只是方向变为b→a，但其大小不突然增大，A灯不出现更亮一下再熄灭的现象，故D项正确，B项错误．由于固定电阻R几乎没有自感作用，故断开S1时，B灯电流迅速变为零，而立即熄灭，故A项正确，C项错误．综上述分析可知，本题正确选项为A和D．
5．答案：C
思路解析：由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项AB错误，只有C正确．
启示：这是在技术中消除自感现象的一个实例，但本题又是易出错题，容易把选项A、B也认为是正确选项，以为是自感电动势的抵消或自感电流的抵消．造成这种错误的原因是对电磁感应现象的认识不足，本例中双线并绕线圈中无磁通量，也就无磁通量的变化，因此无电磁感应现象发生．
6．答案：0 0．3 0．6 相反
思路解析：在闭合S的瞬间，由于L的自感作用，将阻碍电流的增加，从零增加到最大，所以接通开关的瞬间通过L的电流为零；电阻R无自感现象，接通瞬间就达到稳定；在开关断开的瞬间，由电源提供给电阻R的电流瞬间消失，由于线圈L的自感作用，其电流不能马上消失，从稳定的电流逐渐减小到零，此时通过R的电流是线圈中的自感电流，所以方向与原电流方向相反．
7．答案：a b
思路解析：开关接通的瞬间，线圈的自感作用将阻碍电流的增加，自感电动势是反电动势，故a端电势高；断开开关的瞬间，线圈中自感电动势的方向与原电流方向相同，b端是高电势处．
8．答案：106 V
思路解析：断开S的瞬间，L中出现的自感电动势与原电流同向，此时电源电动势与线圈自感电动势同方向串联，故开关a、b两端的电势差为U=E+E′=106 V．
9．答案：D
思路解析：当电键S断开时，灯泡支路的电流立即减为零；同时自感线圈的支路由于自感现象会产生感应电动势，方向由左向右，它作为新电源跟灯泡支路构成回路，且电流大小由2 A（线圈上原来电流的大小）逐渐变为零，所以本题的正确选项是D．
小结：自感线圈的作用是使其自身的电流不能突变，而是渐变；但由于断路时，自感线圈中产生的自感电动势的方向自左向右，致使通过灯泡的电流方向与原来相反，因此不能选C．
10．答案：C
思路解析：线圈具有阻碍自身电流变化的特点，当自身电流增大时，线圈产生自感电动势与原电流方向相反，阻碍原电流的增大；当线圈自身电流减小时，线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，阻碍原电流减小．本题中，断开S时，L中原电流I2减小，由于自感作用，产生了与原电流方向相同的自感电流，从右向左流经L1灯泡，故灯不会立即熄灭，灯L1正常发光时流过的电流I1比流过线圈L的电流I2小，在断开S时，线圈L中尽管有自感电动势产生但它阻止不了电流的减小，只是使电流的减小过程延缓一些，因此断开S时，流过灯泡L1和线圈L的电流变化相同，都是从I2基础上减小，故选项②正确，当用电阻代替线圈时，断开S时不存在自感现象，灯L1立即熄灭．
11．答案：D
思路解析：当滑动片从A端迅速滑向B端时，总电阻减小，总电流增大，L产生自感电动势阻碍增大，故I1比P稳定在C点的电流I0小；当P从B端迅速滑向A端时总电流减小，L自感电动势阻碍减小，自感电流方向与原电流方向相同，故I2大于P稳定在C点时的电流I0，故D正确．
12．答案：顺时针
13、答案：AC第三节：楞次定律同步练习一
基础达标：
１．感应电流的方向可表述为（　　）　
A．当引起感应电流的磁通量增强时，感应电流的磁场与之反向，当引起感应电流的磁通量减弱时，感应电流的磁场与之同向．
B．感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化．
C．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
D．感应电流的磁场总跟引起感应电流的磁场方向相反．
2、下列说法中正确的是：
A、感应电流的磁场方向总是和回路中原磁场方向相反
B、感应电流的磁场总是阻止原磁通量
C、感应电流的磁场方向有可能和原磁场方向相同，也可能和原磁场方向相反
D、当闭合回路中原磁场的磁通量变化时，由于感应电流的阻碍作用，回路中总磁通量可能不变
3.在电磁感应现象中，下列说法正确的是 ( )
A.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化
B.感应电流的磁场方向总是与引起它的磁场方向相反
C.穿过闭合电路的磁能量越大，电路中的感应电流也越大
D.穿过电路的磁通量变化越快，电路中的感应电动势也越大
4、如图1所示，将一条形磁铁N极向下插入一闭合的螺线管中的过程中，螺线管中产生感应电流，则下列说法正确的是 （ ）
A．螺线管的下端是N极
B．螺线管的上端是N极
C．流过电流表的电流是由上向下
D．流过电流表的电流是由下向上
5、据楞次定律知感应电流的磁场一定是 （ ）
A.与引起感应电流的磁场反向
B.阻止引起感应电流的磁通量变化
C.阻碍引起感应电流的磁通量变化
D.使电路磁通量为零
6、如图2所示，螺线管CD的导线绕法不明.当磁铁AB插入螺线管时，电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管极性的判断正确的是 （ ）
A.C端一定是N极
B.C端一定是S极
C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同
D．无法判断极性的关系，因螺线的绕法不明
7、在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上放置一金属杆ab，如图3所示(纸面即水平面).在垂直纸面方向有一匀强磁场，下列判断正确的是 （ ）
A.若磁场方向垂直纸面向外并增大时，杆ab将向右移动
B.若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆ab将向右移动
C.若磁场方向垂直纸面向里并增大时，杆ab将向右移动
D.若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆ab将向右移动
8、当穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流激发的磁场与引起感应电流的磁场方向_____；当穿过闭合电路的磁通量减少时，感应电流激发的磁场与引起感应电流的磁场方向_____。
9、如图4所示，将一矩形导体框拉入一匀强磁场，在进入过程中穿过线圈的磁通量变化情况是__ __，感应电流的磁场对磁通量变化起_ 作用，导体框中感应电流方向是__ 。
10、如图5所示，将一条形磁铁从螺线管拔出过程中穿过螺线管的磁通量变化情况是_ ，螺线管中产生的感应电流的磁感线方向是向_ ，条形磁铁受到螺线管的作用力方向是_ _，螺线管受到条形磁铁的作用力方向是___ _。
图4 图5
能力提升：
11、如图6所示，将一条形磁铁插入一闭合螺线管中，螺线管固定在停在光滑水平面的车中，在插入过程中 （ ）
A．车将向右运动
B．条形磁铁会受到向左的力
C．由于没标明条形磁铁极性，因此无法判断受力情况 图6
D．车会受向左的力
12．导体环A固定在竖直平面内，导体环B与A具有共同的圆心，且可以绕A的水平直径ab转动，如图所示，以下可能发生的现象是 （ ）
A．当A中通以逐渐增大的电流时，只要B在水平面内，就可保持不动
B．当A中的电流发生变化时，只要B不在水平面内，B就要发生转动
C．若A中的电流方向如图示，且B与A共面，当A中电流Ⅰ减小时，B环有扩大的趋势
D．以上三种情况均不可能发生
13、AB为一直线电流，矩形线圈abcd的平面与AB在同一平面内，且ab∥AB,当线圈从图中的M位置向右匀速平动到与M的位置对称的M′的位置时，分析在此过程中线圈中产生的感应电流的方向.
14、如图7所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑线变阻器R的滑动片P自左向右滑行时，线框ab将 （ ）
A.保持静止不动
B.沿逆时针方向转动
C.沿顺时针方向转动
D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向
15、如图8所示，MN、PQ为同一水平面内的两平行导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场，导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动,当ab沿轨道向右滑动时，则 （ ）
A.cd右滑
B. cd不动
C.cd左滑
D.无法确定
参考答案：
1、AC
2、C
3、AD
4、BC
5、C
6、C
7、BD
8、相反，相同
9、增加，阻碍，逆时针
10、减少，向上，向下，向上
11、AB
12、ABC
13、当线圈abcd的ab边移到AB处 的过程中，线圈内指向读者的磁通量增加，据楞次定律，线圈中产生感应电流，其磁场方向指向纸里，则此过程中感应电流方向为a→b→c→d→a.当线圈abcd的cd边到达AB处的过程中，线圈abcd中指向读者的磁通量减少，而指向纸内的磁通量增加，则线圈中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a.当线圈abcd继续移至M′过程中，线圈abcd中指向纸里的磁通量减少，此过程中感应电流的方向为a→b→c→d→a.
14、C
15、A
图1
图2
图3
图7
图8第四节：变压器同步试题一
基础达标：
1．下列关于理想变压器的说法中，正确的是( )
A．输入功率等于输出功率
B．输送的电能经变压器先转化为磁场能,再转化为电能
C．输送的电能经变压器先转化为电场能,再转化为电能
D．输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去
答案：AB
2．正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上一定相等的是( )
A．电流的频率
B．端电压的峰值
C．电流的有效值
D．电功率
答案：AD
3．用一理想变压器向一负载R供电，如图1所示,当增大负载电阻R时,原线圈中的电流I1和副线圈中的电流I2之间的关系是( )
A．I2增大,I1也增大
B．I2增大,I1却减小
C．I2减小,I1也减小
D．I2减小,I1却增大
答案：C
4．对于理想变压器,下列说法中正确的是( )
A．原线圈的输入功率,随着副线圈输出功率的增大而增大
B．原线圈的输入电流,随着副线圈输出电流的增大而增大
C．副线圈的输出电压随负载电阻的增大而增大
D．副线圈的输出电流随负载电阻的增大而减小
答案：ABD
5．一个理想变压器,原线圈输入220 V电压时,副线圈输出电压为22 V,若副线圈增加100匝后输出电压增加到33 V,则变压器原线圈匝数为__________匝．
答案：2 000
6．一个电压互感器的变压比为10∶1,副线圈接入交流电压表的示数为220 V,则所测高压电路中的电压为__________ V．
答案：2 200
7．如图所示的理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接一个标有“12 V 100 W”的灯泡,已知变压器初、次级线圈的匝数比为18∶1,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为__________ V,电流表的读数为__________ A．
答案：216 0．46
8．如图3所示为一理想变压器和负载电阻R,下列哪些做法可增加变压器的输入功率( )
A．只减少副线圈匝数
B．只减少原线圈匝数
C．只增加副线圈匝数
D．只减小R的阻值
答案：BCD
9．将输入电压为220 V、输出电压为6 V的变压器,改装成输出电压为30 V的变压器,副线圈原来的匝数为30匝,原线圈的匝数不变,则副线圈应增加的匝数为( )
A．150匝
B．144匝
C．130匝
D．120匝
答案：D
10．一台理想变压器的原、副线圈匝数比为4∶1,若原线圈加上u=1 414sin100πt V的交流电,则用交流电压表测得副线圈两端的电压是( )
A.250 V
B.353.5 V
C.499.8 V
D.200 V
答案：A
11．如图所示，一理想变压器初次级线圈的匝数比为3:1，次级接三个相同的灯泡，均能正常发光，初级线圈中串有一个相同的灯泡L，则 ( )
A．灯L也能正常发光
B．灯L比另三灯都暗
C．灯L将会被烧坏
D．不能确定
答案：A
12． 如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器的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，已知圈1、2的匝数之比为N1:N2=2:1，在不接负载的情况下 ( )
A．当线圈1输入电压220V，线圈2输出电压为110V
B．当线圈1输入电压220V，线圈2输出电压为55V
C．当线圈2输入电压为110V时，线圈1电压为220V
D．当线圈2输入电压为110V时，线圈1电压为110V
答案：BD
13．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
答案：B
14．如图所示理想变压器原副线圈匝数之比:n1:n2=4:1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R连接组成闭合回路，当直导线AB在匀速强磁场中沿导轨匀速地向左作切割磁感线运动时，安培表A1的读数为12mA，那么安培表A2的读数为 ( )
A．0
B．3mA
C．48mA
D．与R值大小无关
答案：A
能力提升：
15. 如图所示，理想变压器的输入端电压 u=311sin100πt(V) ，原副线圈的匝数之比为n1 :n2=10:1 ；若图中电流表读数为 2 A ，则 ( )
A．电压表读数为 220 V
B．电压表读数为 22 V
C．变压器输出功率为 44 W
D．变压器输入功率为 440 W
答案：BC
16. 如图所示,理想变压器原线圈的匝数为1 000匝,两个副线圈的匝数分别为n2=50匝和n3=100匝,L1是“6 V 2 W”的小灯泡，L2是“12 V 4W”的小灯泡，当n1接上交流电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流为( )
A. A
B. A
C. A
D. A
答案：C
17.如图所示,变压器的原线圈及两个副线圈匝数比为n1∶n2∶n3=4∶2∶1,所连接的三个小灯泡消耗的功率相同,则流过每个灯泡的电流之比I1∶I2∶I3=_____________;三个灯泡的电阻之比为R1∶R2∶R3=___________.
答案：1∶1∶2 4∶4∶1
18. 如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则 ( )
A.a为电流表，b为电压表
B.a为电压表，b为电流表
C.线路输送电功率是2200W
D.线路输送电功率是2.2×106W
答案：BD
19.如图所示理想变压器，三个线圈匝数分别为n1、n2、n3，线圈两端电压分别为U1、U2、U3其中线圈1接交流电源，线圈中电流分别为I1、I2、I3，则以下关系正确的是 ( )
A.U1:U2=n1:n2，U2:U3=n2:n3
B.I1:I2=n1:n3，I1:I3=n3:n1
C.n1I1=n2I2+n3I3
D.U1I1=U2I2+U3I3
答案：ACD
20.如图所示，理想变压器初、次级线圈的匝数之比n1:n2=2:1，且分别接有完全相同的纯电阻，电源的电压为U，则次级线圈的输出电压为 ( )
A.
B.
C.
D.
答案：C
21．如图所示,理想变压器有两个副线圈,原线圈1接220 V交流电源,副线圈2的匝数为30匝,两端接有“12 V 12 W”的灯泡L，副线圈3的输出电压为110 V，两端接有电阻R.若L正常发光且通过R的电流为0.4 A,求：
(1)、副线圈3的匝数n3;
(2)、原线圈1的匝数n1和通过它的电流I1.
答案：(1)275匝 (2)550匝 0.255 A
22．交流发电机的路端电压是220 V,输出功率是55 kW,输电导线电阻为0.4 Ω.问：
(1)如果不用变压器,导线上损失的电功率和电压各是多少
(2)如果用变压器先将电压提升到2 220 V,导线上损失的电功率和电压又是多少
答案：(1)25 kW 100 V (2)0.25 kW 10 V
23．如图所示理想变压器两边连接着四盏额定电压为U的相同的电灯，它们均正常发光，如每只电灯的电阻为R，则输入端ab处的输入电压和电流各是多大？（导线电阻忽略不计）.
答案：输入端电流为U/R,输入端电压为4U
24.如图所示，变压器副线圈中有电阻R=7.26Ω，消耗功率为6W，另有一单匝线圈串接有毫伏表，读数为uO=50mV，原线圈两端电压为u=311sinπtV，求原、副线圈的匝数和铁芯内的磁通量变化率.
答案：原线圈匝数为：4400匝，副线圈匝数为132匝
0.05
25.如图所示，一个理想变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需要原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，溶丝便熔断.
(1)溶丝的熔断电流是多大？
(2)当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？
答案：（1）54/55A
（2）180W第四节：法拉第电磁感应定律同步练习一
基础达标：
1、穿过一个电阻为R=1的单匝闭合线圈的磁通量始终每秒钟均匀的减少2Wb，则：（ ）
A、线圈中的感应电动势每秒钟减少2V
B、线圈中的感应电动势是2V
C、线圈中的感应电流每秒钟减少2A
D、线圈中的电流是2A
2．下列几种说法中正确的是： （ ）
A、线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B、穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大
C、线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大
D、线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大
3、长度和粗细均相同、材料不同的两根导线，分别先后放在U形导轨上以同样的速度在同一匀强磁场中作切割磁感线运动，导轨电阻不计，则两导线：（ ）
A、产生相同的感应电动势
B、产生的感应电流之比等于两者电阻率之比
C、产生的电流功率之比等于两者电阻率之比；
D、两者受到相同的磁场力
4、在理解法拉第电磁感应定律及改写形势,的基础上（线圈平面与磁感线不平行），下面叙述正确的为：（ ）
A、对给定线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比
B、对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化 成正比
C、对给定匝数的线圈和磁场，感应电动势的大小跟面积的平均变化率成正比
D、题目给的三种计算电动势的形式，所计算感应电动势的大小都是时间内的平均值
5、如图1中，长为L的金属杆在外力作用下，在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动，如果速度v不变，而将磁感强度由B增为2B。除电阻R外，其它电阻不计。那么：（ ）
A、作用力将增为4倍
B、作用力将增为2倍
C、感应电动势将增为2倍
D、感应电流的热功率将增为4倍
6、如图2所示，固定于水平绝缘平面上的粗糙平行金属导轨，垂直于导轨平面有一匀强磁场。质量为m的金属棒cd垂直放在导轨上，除电阻R和金属棒cd的电阻r外，其余电阻不计；现用水平恒力F作用于金属棒cd上，由静止开始运动的过程中，下列说法正确的是： （ ）
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，它克服安培力所做的功一定等于电路中产生的电能
D、R两端的电压始终等于cd棒中的感应电动势的值
7、如图3所示，把金属圆环匀速拉出磁场，下列叙述正确的是：（ ）
A、向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反
B、不管向什么方向拉出，只要产生感应电流，方向都是顺时针
C、 向右匀速拉出时，感应电流方向不变
D、要将金属环匀速拉出，拉力大小要改变
8、有一个n匝线圈面积为S，在时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了，则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为 ，磁通量的变化率为 ，穿过一匝线圈的磁通量的变化量为 ，磁通量的变化率为 。
9、如图4所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，第一次用时0.2S，第二次用时1S；则前后两次线圈中产生的感应电动势之比 。
10、如图5所示，用外力将单匝矩形线框从匀强磁场的边缘匀速拉出．设线框的面积为S，磁感强度为B，线框电阻为R，那么在拉出过程中，通过导线截面的电量是______．
能力提升：
11、在图6中，闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中，ad边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，ab、ad边长分别用L1、L2表示，若把线圈沿v方向匀速拉出磁场所用时间为△t，则通过线框导线截面的电量是: （ ）
A、
B、
C、
D、
12、如图7所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻为细金属环电阻的，磁场方向垂直穿过粗金属环所在的区域，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两点的电势差为 。
13、如图8所示，两光滑平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，磁场与导轨所在平面垂直，金属棒可沿导轨自由移动，导轨一端跨接一个定值电阻，金属棒和导轨电阻不计；现用恒力将金属棒沿导轨由静止向右拉，经过时间速度为v，加速度为，最终以2v做匀速运动。若保持拉力的功率恒定，经过时间，速度也为v，但加速度为，最终同样以2v的速度做匀速运动，则：（ ）
14、如图9所示，金属杆ab以恒定速率v在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R（恒定不变）,整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是：（ ）
A、ab杆中的电流与速率v成正比；
B、磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比；
C、电阻R上产生的电热功率与速率v的平方成正比；
D、外力对ab杆做的功的功率与速率v的平方成正比。
15、如图10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
16、如图11所示，金属导轨MN、PQ之间的距离L=0.2m,导轨左端所接的电阻R=1,金属棒ab可沿导轨滑动，匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T, ab在外力作用下以V=5m/s的速度向右匀速滑动，求金属棒所受安培力的大小。
17、如图12所示，在连有电阻R=3r的裸铜线框ABCD上，以AD为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd，整个小线框处于垂直框面向里、磁感强度为B的匀强磁场中．已知小线框每边长L，每边电阻为r,其它电阻不计。现使小线框以速度v向右平移，求通过电阻R的电流及R两端的电压．
18、在磁感强度B=5T的匀强磁场中，放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨，一端接有电阻R=9Ω，以及电键S和电压表．垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab，棒与导轨良好接触．现使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动，如图13所示，试求：
（1）电键S闭合前、后电压表的示数；
（2）闭合电键S，外力移动棒的机械功率．
19、如图14所示，电阻为R的矩形线圈abcd，边长ab=L,bc=h，质量为m。该线圈自某一高度自由落下，通过一水平方向的匀强磁场， 磁场区域的宽度为h，磁感应强度为B。若线圈恰好以恒定速度通过磁场，则线圈全部通过磁场所用的时间为多少？
20、如图15所示，长为L的金属棒ab与竖直放置的光滑金属导轨接触良好（导轨电阻不计），匀强磁场中的磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面，金属棒无初速度释放，释放后一小段时间内，金属棒下滑的速度逐渐 ，加速度逐渐 。
21．竖直放置的光滑U形导轨宽0.5m，电阻不计，置于很大的磁感应强度是1T的匀强磁场中，磁场垂直于导轨平面，如图16所示，质量为10g，电阻为1Ω的金属杆PQ无初速度释放后，紧贴导轨下滑（始终能处于水平位置）。问：
（1）到通过PQ的电量达到0.2c时，PQ下落了多大高度？
（2）若此时PQ正好到达最大速度，此速度多大？
（3）以上过程产生了多少热量？
参考答案：
BD
D
A
ACD
ACD
C
BCD
8、
9、5:1
10、
11、B
12、
13、AD
14、ABCD
15、1V；0
16、导体棒ab垂直切割磁感线
17、
18、(1)5V,4.5V (2) 2.5W
19、
20、增大，减小
21、（1）0.4米 （2）0.4米/秒 （3） 0.0392J
c
d
F
R
R
P
Q
M
N
a
b
C
D
A
B
R
a
b
c
d
P
Q高二物理《电磁感应》单元测试试卷
（满份100分 时间100分钟）
一．选择题（每题至少有一个正确的选项，请将正确的答案填写在答卷的相应位置，12×3分=36分，错选无分、漏选得2分）
1．下面属于电磁感应现象的是（ ）
A．通电导体周围产生磁场
B．磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动
C．由于导体自身电流发生变化，而导体中产生自感电动势
D．电荷在磁场中定向移动形成电流
2．当线圈中的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈中一定有感应电流
B．线圈中有感应电动势，其大小与磁通量成正比
C．线圈中一定有感应电动势
D．线圈中有感应电动势，其大小与磁通量的变化量成正比
3．有一铜块，重量为G，密度为D，电阻率为ρ．把它拉制成截面半径为r的导线，再用它做成一半径为R的圆形回路（R＞＞r）．现加一个方向垂直回路平面的匀强磁场，磁感应强度B的大小变化均匀，则（ ）
A．感应电流大小与导线粗细成正比 B．感应电流大小与回路半径R成正比
C．感应电流大小与回路半径R的平方成正比 D．感应电流大小与R、r都无关
4．如图所示，在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab．在垂直纸面方向有一匀强磁场，下面情况可能的是（ ）
A．若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动
B．若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动
C．若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动
D．若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动
5．如图所示，矩形线框abcd，通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上，整个装置放在如图的匀强磁场中．当线框向右运动时，下面说法正确的是（ ）
A．R中无电流
B．R中有电流，方向为E→M
C．ab中无电流
D．ab中有电流，方向为a→b．
6．图中甲图所示的线圈为5匝，其端点a，b与电压表相连，线圈内磁通量变化规律如（b）图所示，则a，b两点的电势高低及电压表读数为（ ）
A．，2伏 B．，1伏
C．，2伏 D．，1伏
7．如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ．在这个过程中，线圈中感生电流（ ）
A．沿abcd流动
B．沿dcba流动
C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
8．在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个金属环M和N，两环套在一个通电密绕长螺线管的中部，如图所示，螺线管中部区域的管外磁场可以忽略，当变阻器的滑动接头向左移动时，两环将怎样运动？（ ）
A．两环一起向左移动
B．两环一起向右移动
C．两环互相靠近
D．两环互相离开
9．图中A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．A线圈中通有如图（a）所示的交流电i，则（ ）
A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸
B．在t2到t3时间内A、B两线圈相斥
C．t1时刻两线圈间作用力为零
D．t2时刻两线圈间吸力最大
10．如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为 W2，通过导线截面的电量为 q2，则（ ）
A．W1＜W2，q1＜q2
B．W1＜W2，q1=q2
C．W1＞W2，q1=q2
D．W1＞W2，q1＞q2
11．在图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“-”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通后再断开的瞬间，下面哪个说法符合实际？（ ）
A．G1指针向左摆，G2指针向右摆；
B．G1指针向右摆，G2指针向左摆；
C．G1、G2的指针都向左摆；
D．G1、G2的指针都向右摆．
12．如图所示，在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中（ ）
A．进入磁场时加速度小于g，离开磁场时加速度可能大于g，也可能小于g．
B．进入磁场时加速度大于g，离开时小于g．
C．进入磁场和离开磁场，加速度都大于g．
D．进入磁场和离开磁场，加速度都小于g．
二．填空题（每题4分，共24分）
13．日光灯镇流器的作用，（1）起动时，____；（2）点燃后，_______．
14．金属棒bc在两光滑的水平放置的平行金属导轨上运动时，闭合回路AbcD中有感应电流．这时bc棒将受到向______的磁场力；为使bc棒向右运动，必须对bc施加方向向______的力，这个力克服______力做功；在这个过程中______能转化成了______能。
15．把一个面积为S，总电阻为R的圆形金属环平放在水平面上，磁感强度为B的匀强磁场竖直向下，当把环翻转180°的过程中，流过环某一横截面的电量为____。
16．AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝，半径为rA=2rB，内有如图所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀地减小，则A、B环中感应电动势之比εA∶εB=____，产生的感应电流之比IA∶IB=____。
17．如图所示，PQNM是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形导体框，水平放置，金属棒ab与PQ、MN垂直，并接触良好。整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.4T。已知ab长l=0.5m，电阻R1=2Ω，R2＝4Ω，其余电阻均忽略不计，若使ab以v=5m/s的速度向右匀速运动，作用于ab的外力大小为________N，R1上消耗的电热功率为_______W。（不计摩擦）
18．如图所示的电路，L1和L2是两个相同的小电珠，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在电键S接通时，____灯最亮；S断开时，____灯先熄灭。
三．计算题（共40分，19题13分、20题14分、21题13分）
19．如图所示，矩形线圈abcd共n匝，总电阻为R，部分置于有理想边界的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，磁感强度大小为B．让线圈从图示位置开始以ab边为轴匀速转动，角速度为ω．若线圈ab边长为L1，ad边长为L2，在磁场外的部分为，那么线圈从图示位置转过53°时的感应电动势的大小为多少？从图示位置开始转过90°的过程中，线圈中的平均感应电流为多少？（取sin37°=0.6，cos37°＝0.8）
20．如图所示，在一个磁感应强度为B的匀强磁场中，有一弯成45°角的金属导轨，且导轨平面垂直磁场方向．一导线MN以速度v从导轨的o点处开始无摩擦地匀速滑动，速率v的方向与ax方向平行，导线和导轨单位长度的电阻为r． （1）写出MN棒和导轨相交的两点间的感应电动势的瞬时表达式．（2）感应电流瞬时大小如何？（3）写出作用在导线MN上的外力瞬时功率的表达式。
21．在磁感强度B=5T的匀强磁场中，放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨，一端接有电阻R=9Ω，以及电键S和电压表．垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab，棒与导轨良好接触．现使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动，试求：（1）电键S闭合前、后电压表的示数；（2）闭合电键S，外力移动棒的机械功率。
参考答案
一．选择题（12×3分=36分，）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 C C D BD B B A C ABC C B A
13．产生瞬时高压，降压限流
14．左、右、安培力、机械能、电
15．
16．1∶1；1∶2．
17．0.15 0.5
18．L1，L2．
19．
20．
21．（1）5V，4.5V；（2）2.5W第五章：交变电流单元测试题一
一、 选择题(每道小题 3分 共 36分 )
1、 对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是 （ ）
A、电流大小变化，方向不变，是直流电
B、电流大小、方向都变化，是交流电
C、电流最大值为0.2A，周期为0.01s
D、电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电
2、 对于理想变压器来说，下列说法中不正确的是
A、变压器是利用互感现象制成的
B、变压器可以改变各种电源的额定功率
C、变压器不仅能改变电压，还同时改变电流
D、变压器的初级电流随次级电流的增大而增大
3、 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:3，次级回路中联入三个均标有“36V，40W”的灯泡, 且均正常发光，那么, 标有“36V、40W”的灯泡A
A、也正常发光
B、将被烧毁
C、比另三个灯暗
D、无法确定
4、 面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从中性面起以角速度ω匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为
A、BS B、BScosωt C、BSsinωt D、BS/sinωt
5、 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈在转动中产生的感应电动势最大值为 (V)，转动的角速度为ω(rad/s)。若线圈转到图示位置开始计时，那么下列四个式子中正确表达了该线圈上产生的电动势e随时间变化的函数式是
A、e=sinωt(V)
B、e=cosωt(V)
C、e=sin(ωt+90°)(V)
D、e=cos(ωt+90°)(V)
6、两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是
A、1：4
B、1：2
C、1：
D、1：1
7、 交流电源电压u=20sin(100 ωt)V，电路中电阻R=10Ω。则如右图电路中电流表和电压表的读数分别为
A、1.41A，14.1V
B、1.41A，20V
C、2A，20V
D、2A，14.1V
8、 如图所示，理想变压器原线圈匝数为n1，两个副线圈匝数分别为n2和n3，且n1:n2:n3=4:2:1，输入电压U1=16V，R1=R2=10Ω，则输入的电流I1大小是
A、0.4A
B、0.1A
C、0.5A
D、以上答案都不对
9、在某交流电电路中，有一个正在工作的变压器，它的原线圈匝数匝，电源电压为V，原线圈串联一个0.2A的保险丝，副线圈匝，为保证保险丝不被烧断，则：（ ）
A、负载功率不能超过44W；
B、副线圈电流最大值不能超过1A；
C、副线圈电流有效值不能超过1A；
D、副线圈电流有效值不能超过0.2A．
10、 图是一个理想变压器，K为双向电键，P是滑动变阻器滑动触头，U1为加在原线圈两端电压，I1为原线圈上电流，则
A、保持U1及P的位置不变，K由a合向b时，I1将增大
B、保持P的位置及U1不变，K由a向b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，若U1增大，I1将减小
11、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道:
A、0.01s时刻线圈处于中性面位置
B、0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零
C、该交流电流有效值为2A
D、该交流电流频率为50Hz
12、有一负载电阻R，当它接到30V直流的电流时，消耗的功率为P，现有一台理想变压器，它的输入电压u=300sinwt(V)，若把上述负载接到此变压器副线圈的两端，消耗的功率为P/2，则变压器原副线圈的匝数比为：
二、 填空题(每题 4分, 共 24分)
13、 一个电热器接到55V的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生的热功率的1/16，那么，这个交流电源的路端电压是________V；先后两次通过电热器的电流之比为________。
14、 交变电压u=20sin50πt(V)，加在阻值为10Ω的电阻两端，该交流的周期是____________，电阻消耗的电功率是________________。
15、 某正弦交流电电流随时间变化的图象如图所示,该交流电的频率为__Hz，角频率ω=_____p rad/s。t=3ms时线圈平面和磁感线__________。
16、 分别用10000V和110000V的电压输电，若输送的功率和距离都相同，输电线材料也相同，且要求两种情况下在输电线上损失的功率相同，则所用输电线的横截面积之比是___________。
17、 电站向某地输送5000kW的电功率，若将输送电压提高10倍，同时将输电线截面积减为原来的一半，若变化前输电线上电功率损失是100kW。那么，变化后输电线上损失的电功率为______________。
18、 某交流发电机正常工作时，电动势E=Emsinωt，当磁感应强度增大到原来的2倍，转速变为原来的1/3，其它条件不变时，感应电动势的表达式为
四、 计算题(每题 8分, , 共 40分)
19、在远距离输电时，如果输送一定的功率，当输电电压为220 V时，在输电线上损失的功率为75 kW；若输电电压提高到6000 V时，在输电线上损耗的功率又是多少
20、旋转电枢式发电机的转子在正常运转时，产生的电动势瞬时值为e=220sin314t V。如果由于某种原因，它的转速变慢，用电压表测得此时发电机两端的电压为176 V，若此时发电机正在向一盏标有“220 V、100 W”的灯泡供电，在不计发电机内电阻的情况下，试求：
（1）该灯泡的实际功率为多大？
（2）这台发电机的转速比原来正常时转速慢了几分之一？
21、有一个负载电阻值为R，当将它接在20 V的直流电源上时，消耗的电功率为P，若将R接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是P/2。已知变压器的输入电压的最大值为200 V，求此变压器的原、副线圈的匝数之比。
22、交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：
⑴通过R的电荷量q为多少？
⑵R上产生电热QR为多少？
⑶外力做的功W为多少？
23、用均匀导线弯成正方形闭合线框abcd，线框每边长为8cm，每边的电阻值为0.01Ω,把线框放在磁感应强度为B=0.05T的匀强磁场中，并使它绕轴OO’以转速n=(50/π)r/s匀速旋转，旋转方向如图所示，轴OO’⊥B且在线框平面内。已知线框的Ob=3Oa，O’c=3O’d.当线框平面转至与B平行的瞬间，每条边产生的感应电动势的大小各是多少？感应电流大小是多少？在图中标出感应电流的方向。
第五章：交变电流单元测试题答案
一、 选择题
1、AC 根据交流电的定义、及图像可以判断
2、B 根据变压器的原理与电压、电流、功率关系可判断
3、A 由电压关系知原线圈两端电压为36V，所以A正常发光
4、B 根据磁通量的定义可以求解
5、BC 用交变电流的瞬时值表达式，注意时间就可得出
6、B 根据有效值的概念可以判断
7、A 电流表与电压表测量的是有效值
8、C 利用电压、电流、功率关系可以求得
9、AC 保险丝是否被烧断，考虑电流的有效值
10、A k由a合向b时，由电压关系知R两端电压变大，电流变大输出功率变大，所以I1变大。
11、B 把图像与转动的实物图联系起来
12、A 利用交流电的有效值与功率定义求解
二、 填空题
13、220；1:4 由得，所以
由得,所以
14、 0.04s；20W 解析
15、 50；100；平行 提示：由图像可以判断
16、 121:1
17、 2×103W
18、 提示：根据交变电流的瞬时值表达式推断。
三、 计算题
19、0、1 kw
解析：输电线路损失的功率为
所以输电电压提高后损失的功率为
20、 （1）64W（2）1/5
解析：（1）由得
（2）由得，所以
故慢了
21、 10:1 解析：由得,所以
22、解：⑴按照电流的定义I=q/t，计算电荷量q应该用电流的平均值：即。
⑵求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。。
⑶根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此W=Q 。
23、
图
U2
R变压器 同步测试
一、选择题(每题5分，共50分)
1.A对于理想变压器，下列说法中正确的是
A.原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大
B.原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大
C.原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化
D.当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零
2.A如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比n1：n2=4：1，当导体棒L在匀强磁场中向左做匀速直线运动时，电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数为
A.3mA B.0
C.48mA D.与负载R的值有关
3.A如图所示，一个理想变压器，初、次级线圈匝数比为10：1，把初级线圈接入U=220sin100πtV的交流电源，那么
A.用交流电压表测量次级输出电压为220V
B.次级交流电的频率为100Hz
C.次级接入R=22omega的电阻，则初级线圈的电流为1A
D.次级接入，R=22omega的负载，则变压器的输入功率为22W
4.A将输入为220V，输出为6V的变压器，改绕成输出为30V的变压器.若副线圈原来的匝数为30匝，原线圈匝数不变，则副线圈应增加的匝数是
A.150匝 B.120匝
C.130匝 D.144匝
5.B如图所示，在绕制变压器时，某人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，另一半通过中间臂，已知线圈1、2的匝数比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
6.B使用理想变压器给总电阻为R的电路供电，变压器输入电压保持一定时，下列各项措施中，可以使变压器的输入功率一定增加的是
A.副线圈匝数和负载R不变，增加变压器原线圈匝数
B.原线圈匝数和负载R不变，增加变压器副线圈匝数
C.原、副线圈匝数不变，增加负载R的阻值
D.增加负载R的阻值和原线圈匝数，副线圈匝数减
7.B如图所示的含有变压器的交流电路中，A1、A2都是交流电流表，在开关S从闭合到断开的过程中，A1、A2电流表的读数I1和I2的变化情况是
A.I1变大，I2变小 B.I1变小，I2变大
C.I1、I2都变小 D.I1、I2都变大
8.B一理想变压器，原副线圈的匝数比n1：n2=1：2，电源电压u=220sinωtV，原线圈电路中接人一熔断电流I0=1A的保险丝，副线圈中接人一可变电阻R，如图所示，为了使保
险丝不致熔断，调节R时，其阻值最低不能小于
A.440omega B.440omega，
C.880omega D.880omega
9.B如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R开始时，开关S断开.当S接通时，
以下说法中正确的是
A.副线圈两端M、N的输出电压减小
B.副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大
C.通过灯泡L1的电流减小
D.原线圈中的电流增大
10.B如图所示，四个相同的电灯与理想自耦变压器连接，当接上交流电源后，四个电灯均正常发光，则初级与次级的电压之比U1：U2为
A.1：1 B.3：1
C.4：1 D.5：1
二、填空题(每空4分，共24分)
11.B一台调压器原线圈匝数为3600匝，当电路电压降为180V时，副线圈要想得到220V的电压时，应将副线圈的匝数调整为________匝；若此时用电器的工作电流为0.9A，则原线圈中的电流为________A
12.B如图所示为一理想变压器，原副线圈的匝数比n1：n2=4：1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等.a、b端加一定交流电压后，两电阻消耗功率之比PA：PB=________.两电阻端电压之比UA：UB=________.
13.B如图所示为理想变压器供电示意图，A为与原线圈串联的灯泡，A1、A2为副线圈的负载，当闭合开关S后(不考虑温度对灯丝电阻的影响)，各灯泡亮度的变化情况是A1________，A2________.(填“变亮”、“变暗”或“不变”)
三、计算题(每题13分，共26分)
14.B如图所示，一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈，匝数比nA：nB：nC=4：2：1，在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当原线圈A与交变电源连接时，交变电流表A2的示数为I0，则交变电流表A1的示数为多少
15.C一单相变压器原副线圈匝数比为20：1，原线圈两端电压U1=220V，副线圈电阻r2=1omega，负载电阻R=19omega.求副线圈输出电压U2、原线圈输人功率P1及变压器的效率.
参考答案
1ABC 2B 3D 4B 5BD 6B 7C 8C 9BCD 10C
11 4400，1.1 12 1：161：4 13变亮、变亮
14解：由=2可得UC=UB，Ic=I0
对于理想变压器有P1=P2+P3，即IAUA=I0UB+ICUc
所以IA=
解得结果为IA=5I0／8
15解.由得E2=11V
由E2=U2+I2r2=I2(R+r2)
得I2==0.55A则U2=I2R=10.45V
I1==0.028A
原线圈的输入功率为P1=I1U1=6.05W
输出功率为：P2=I2U2=5.75W
变压器的效率为：η=×100％=95％第五节：电磁感应定律的应用同步练习二
基础达标
1．如图1所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环放在水平桌面上，环内有一带负电小球，整个装置处在竖直向下的磁场中，当磁场突然增大时，小球将（ ）
A．沿顺时针方向运动
B．沿逆时针方向运动
C．在原位置附近往复运动
D．仍然保持静止状态
答案：A 图1
2．如图2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一半，磁场垂直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应强度均匀变化时，在粗环内产生的电动势为E，则ab两点间的电势差为（ ）
A．E/2
B．E/3
C．2E/3
D．E
答案：C 图2
3．一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B，直升飞机螺旋桨叶片的长度为L，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示，如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则（ ）
A．E=πfL2B，且a点电势低于b点电势
B．E=2πfL2B，且a点电势低于b点电势
C．E=πfL2B，且a点电势高于b点电势
D．E=2πfL2B，且a点电势高于b点电势
答案：A
4．如图所示，一个由导体做成的矩形线圈，以恒定速率v运动，从无场区进入匀强磁场区，磁场宽度大于矩形线圈的宽度da，然后出来，若取逆时针方向的电流为正方向，那么在下图中的哪一个图能正确地表示回路中的电流对时间的函数关系（ ）
答案：C
5．闭合电路中产生感应电动势大小，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
答案：C
6．如下图几种情况中，金属导体中产生的动生电动势为BLv的是…（ ）
A．乙和丁 B．甲、乙、丁 C．甲、乙、丙、丁 D．只有乙
答案：B
7．如图6所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行．设整个电路中总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是…（ ）
A．ab杆中的电流与速率v成正比
B．磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比
C．电阻R上产生的电热功率与速率v的平方成正比
D．外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比
答案：ABCD 图6
8、如图7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 图7
D．以上情况都可能
答案：B
9． 如图8所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动.此时abed构成一个边长为l的正方形，棒ab的电阻为r，其余部分电阻不计.开始时磁感应强度为B0。
图8
(1)、若从t=0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量为k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，并在图上标出电流方向；
(2)、在上述(1)情况下，始终保持棒静止，当t=t1时需加的垂直于棒的水平拉力多大？
(3)、若从t=0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定的速度v向右匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度怎样随时间变化（写出B与t的关系式）？
思路解析：(1)若磁场均匀增加，由abed围成的闭合电路磁通量增加，电路中产生感生电动势，有感应电流.由题意：=k，由法拉第电磁感应定律：E==l2=kl2，根据欧姆定律知感应电流为：I=.
根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化，得到感应电流的方向为adeba，如图.
(2)、在(1)的情况下，当t=t1时，导体棒处的磁感应强度为：B=B0+kt1，让棒静止不动，加在棒上的外力应等于安培力，F=F安=BIl=（B0+kt1）.
(3)、从t=0时起，磁感应强度逐渐减小，闭合回路中产生感生电动势；而导体棒以恒定的速度运动又产生动生电动势.让感应电流等于零，两个电动势必须时刻等大反向，由于磁场的变化，要写出它们的瞬时电动势非常困难，故不能从这一思路上去解决.让我们再回到法拉第电磁感应定律上去，要使得电路中感应电流等于零，只要穿过闭合电路的磁通量不变化即可.列式如下：Bl（l+vt）=B0l2，解得：B=.
答案：(1) 方向逆时针 在棒中b到a (2) （B0+kt1） （3）B=
10、如图9甲所示，abcd为一边长为L、具有质量的导线框，位于水平面内，bc边上串接有电阻R，导线电阻不计，虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与ab平行，磁场区域的宽度为2L，磁感应强度为B，方向竖直向下.线框在一垂直于ab边的水平恒力作用下，沿光滑绝缘水平面运动，直到通过磁场区域.已知ab边刚进入磁场时，线框变为匀速运动，此时通过电阻R的感应电流大小为i0，试在图乙中的坐标系内定性画出：从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过R的电流i的大小随ab边坐标x的变化曲线.
图9
思路解析：当x从O到L时,线框的ab边做切割磁感线运动且匀速运动，产生的感应电动势、感应电流不变，E=BLv，I0=.当x从L到2L时整个线框在磁场中运动，穿过线框的磁通量不变化，无感应电流;线框只受水平恒力作用，做匀加速运动，所以在线框ab边将要离开磁场时，运动速度大于刚进入磁场时的速度，此后电动势大于开始时的电动势，电流i＞i0，安培力大于水平恒力.线框在2L到3L之间时，做减速运动，电动势减小，电流也减小，直到离开磁场，但电流不小于i0.画出的变化电流如图所示.
答案：如图所示
能力提升：
11、一个质量为m=0.5 kg、长为L=0.5 m、宽为d=0.1 m、电阻R=0.1 Ω的矩形线框，从h1=5 m的高度由静止自由下落，如图10所示.然后进入匀强磁场，刚进入时由于磁场力的作用，线框刚好做匀速运动（磁场方向与线框平面垂直）.
图10
(1)、求磁场的磁感应强度B；
(2)、如果线框的下边通过磁场区域的时间t=0.15 s，求磁场区域的高度h2.
.思路解析：(1)线框进入磁场时的速度为v1==10 m/s，产生的感应电动势为E=Bdv1，感应电流I=，所受的安培力为F=BId=mg，
整理得B==0.4 T.
(2)、线圈全部进入磁场用的时间t1==0.05 s，所以由题意得：v1(t-t1)+ g(t-t1)2=h2-L
代入数据解得h2=1.55 m.
答案：(1)B=0.4 T (2)h2=1.55 m
12、如图11所示，电阻不计的长方形金属框，宽为a，长为b，与竖直方向成θ角，下端弯成钩状，钩住一长为a、质量为m、电阻为R的金属杆MN.磁感应强度沿水平方向，开始时磁感应强度为B0，以后不断增加，且每秒的增加量为k.问经过多长时间后，棒开始离开钩子？此后棒的运动情况如何？
图11
思路解析：穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律列下列方程：E==abcosθ=kabcosθ，I==.经过时间t后，棒MN所受的安培力为F=BtIa=（B0+kt），棒MN离开钩子的条件应该是F≥mg，代入后解得t≥.
答案：t≥
13、如图12所示，用相同的绝缘导线围成两个圆环P、Q，每个圆环的半径均为r，电阻均为R，两环均过对方的圆心，并交叠于A、C两点，交点彼此绝缘.在两环交叠区域内，有垂直于圆环平面向上的匀强磁场，交叠区域的圆环导线恰好在磁场边缘.当磁场的磁感应强度从零按规律B=kt均匀增加时，求：
图12
(1)、通过两环的感应电流的大小和方向；
(2)、当磁感应强度增加到B0时，圆环P受到的磁场力的大小和方向.
思路解析：(1)磁场区域（即两圆交叠区域）面积为
S=2［πr2×］= r2（扇形的面积减去三角形的面积）
每个圆环中产生的感应电动势的大小为
E==kS；感应电流I==；根据楞次定律可判断方向为：两环都是顺时针方向.
(2)、圆环P所受的安培力的大小等效于长度等于弦AC的直导线所受的安培力F=B0ILAC，将电流代入得到：F=，方向向左.
答案：(1)、I=，方向顺时针
(2)、F=，方向向左
a
b
B
B
a
b
i
t
O
i
t
O
i
t
O
i
t
O
A
B
C
D
a
b
c
d
B
L
L
L
L
L第六节：互感和自感同步练习二
基础达标
1．下列关于自感现象的说法中，错误的是（ ）
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
答案：B
2．如图所示，多匝线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计．电路中两个电阻器的电阻均为R，开始时电键S断开，此时电路中电流大小为I0．现将电键S闭合，线圈L中有自感电动势产生．以下说法中正确的是 …（ ）
A．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由I0减小到零
B．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终等于I0
C．由于自感电动势有阻碍电流增大的作用，电路中电流最终要比2I0小
D．自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到2I0
答案：D
3．如图所示的电路中，电阻R和自感L的值都很大，电感器的电阻不计，A、B是完全相同的灯泡．当电键S闭合时，下面所述的情况中正确的是（ ）
A．A比B先亮，然后A熄灭
B．B比A先亮，然后B逐渐变暗
C．A、B一起亮，然后A熄灭
D．A、B一起亮，然后B熄灭
答案：B
4．关于线圈的自感系数，下列说法正确的是（ ）
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
答案：D
5．关于线圈中自感电动势的大小说法中正确的是（ ）
A．电感一定时，电流变化越大，电动势越大
B．电感一定时，电流变化越快，电动势越大
C．通过线圈的电流为零的瞬间，电动势为零
D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，电动势最大
答案：B
6．如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键S的瞬间会有（ ）
A．灯A立即熄灭
B．灯A慢慢熄灭
C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D．灯A突然闪亮一下再突然熄灭
答案：A
7．（2004年天津调研）如图所示，一条形磁铁在图示位置由静止开始下落穿过采用双线绕成的闭合线圈，则条形磁铁从下落到穿过线圈的过程中可能做 …（ ）
A．匀减速运动
B．匀速运动
C．非匀变速运动
D．自由落体运动
答案：D
8．用电流传感器可以清楚地演示自感对电路中电流的影响，不一定要用两个灯泡作对比．电流传感器的作用相当于一个电流表，实验就用电流表的符号表示．它与电流表的一个重要区别在于，传感器与计算机相结合能够即时反映电流的迅速变化，并能在屏幕上显示电流随时间变化的图象．
先按图甲连接电路，测一次后，可以拆掉线圈，按图乙再测一次，得到（a)、(b)图象．则下列说法正确的是…（ ）
A．（a）图象是对应甲测得的
B．（a）图象是对应乙测得的
C．（b）图象是对应甲测得的
D．（b）图象是对应乙测得的
答案：AD
9、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
答案：ACD
10．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
答案： D
11．磁通量的单位是_____，磁感强度的单位是_____，自感系数的单位是_____。
答案：Wb T H
12．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
答案： A
13．如图所示是一演示实验的电路图。图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡。起初，开关处于闭合状态，电路是接通的。现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从_____端经灯泡到_____端．这个实验是用来演示_____现象的。
答案： b、a、自感（或断电自感）
14．如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是 （ ）
A．当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮
B．当接通电路时，A1和A2始终一样亮
C．当断开电路时，A1和A2都过一会儿熄灭
D．当断开电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭
答案： C
15．如图所示电路中，A1、A2是两只相同的电流表，电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等．下面判断正确的是 （ ）
A．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数
B．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数小于A2的读数
C．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数
D．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A 1数等于A2的读数
答案：BD
能力提升：
16．如图所示，L为自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端过程中，经过AB中点C时电路中电流为I1；P从B端迅速滑向A端过程中经过C点时的电流为I2；P固定于C点不动时电流为I0．则（ ）
A．I1=I2=I0
B．I1>I0>I2
C．I1=I2>I0
D．I1答案：D
17．如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，下述情况中不正确的是（ ）
A．S1合上后，Q灯逐渐亮起来
B．再合上S2稳定后，P灯是暗的
C．再断开S1瞬间，Q灯立即熄灭，P灯亮一下再灭
D．再断开S1瞬间，P灯和Q灯过一会才熄灭
答案：D
18、如图甲所示电路中，S是闭合的，此时流过L的电流为i1，流过灯A的电流为i2，且i1甲
乙
答案：D第一节：传感器及其工作原理同步练习
1、下列说法正确的是 （ ABD ）
A、传感器担负着信息采集的任务
B、干簧管是一种磁传感器
C、传感器不是电视摇控接收器的主要元件
D、传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具
2、用多用电表的同一档位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是 (AD)
A、测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大
B、测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小
C、测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大
D、测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小
3、利用半导体材料可制成哪些电子元件 ( ABC)
A、热敏电阻
B、光敏电阻
C、晶体管
D、标准电阻
4、如图所示为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是 （ BD ）
A、图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的
B、图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的
C、图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D、图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
5、如图所示，某半导体热敏电阻的I－U图线可能是 （ D ）
6、金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，图中可能表示金属铂电阻的U－I图线是 （ A ）
7.下列说法正确的是 （ CD ）
A、金属导体的电阻率随温度增加而减小
B、半导体的电阻率随温度增加而增大
C、用半导体制成的热敏电阻，可以作为测温元件
D、用半导体制成的光敏电阻，可以起到开关的作用
8、关于热敏电阻以下说法中正确的是 （ BD ）
A、热敏电阻的阻值随温度升高而增大
B、热敏电阻的阻值随温度升高而减小
C、热敏电阻的阻值随温度变化而均匀变化
D、热敏电阻可以用金属氧化物制作
9、一般光敏电阻的阻值随入射光强度的增加而＿＿＿＿＿．由于它对光照较敏感，所以可以作＿＿＿＿＿传感器．(减小，光电)
10、试推导霍尔电压的表达式UB＝kIN/d
设载流子的电荷量为q，沿电流方向定向运动的平
均速率为v，单位体积内自由移动的载流子数为n，垂直电
流方向导体板的横向宽度为a，则电流的微观表达式为
①
载流子在磁场中受到的洛伦兹力
载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出现电势差
载流子受到的电场力为
当达到稳定状态时，洛伦兹力与电场力平衡，即 ②
由①②式得 ③
式中的nq与导体的材料有关，对于确定的导体，nq是常数。
令
则上式可写为 ④第二节：探究电磁感应的产生条件同步练习
基础达标：
1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是 （ ）
A．磁感应强度越大的地方，磁通量越大
B．穿过某线圈的磁通量为零时，由B=可知磁通密度为零
C．磁通密度越大，磁感应强度越大
D．磁感应强度在数值上等于1 m2的面积上穿过的最大磁通量
2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是 （ ）
A．Wb/m2
B．N/A·m
C．kg/A·s2
D．kg/C·m
3.关于感应电流，下列说法中正确的是 （ ）
A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流
B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流
C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应 电流
4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环（环面与导线垂直，长直导线通过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是 （ ）
A．保持电流不变，使导线环上下移动
B．保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小
C．保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动
D．保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动
5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将 （ ）
A．增大
B．减小
C．不变
D．无法确定如何变化
6.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
7.在无线电技术中，常有这样的要求：有两个线圈，要使一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈几乎没有影响。图16-1-9中，最能符合这样要求的一幅图是 （ ）
8、带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一个闭合的小线圈，小线圈和圆环在同一平面内.则下列说法正确的是（ ）
A.只要圆环转动，小线圈内就一定有感应电流产生
B.圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生
C.圆环做变速转动，小线圈内不一定产生感应电流
D.圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生
9、以下说法中正确的是（ ）
A.闭合电路的导体做切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流
B.整个闭合回路从磁场中出来时，闭合回路中一定有感应电流
C.穿过闭合回路的磁通量越大，越容易产生感应电流
D.穿过闭合回路的磁感线条数不变，但全部反向，在这个变化的瞬间闭合回路中有感应电流
10、如图4-2-16所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个边长为L的正方形线框，线框平面与磁场垂直，则穿过线框的磁通量为_________.若线框向右平移，线框中有无感应电流？_________.若将线框翻转180°，该过程磁通量的变化为_________.该过程有无感应电流？_________.若将线框绕其中一边向外转90°，磁通量的变化为_________.该过程中有无感应电流？_________.
图4-2-16 图4-2-17
11、两根长直导线平行放置，导线内通有等大的同向电流，当一矩形线框在两直导线所在的平面内从靠右侧的导线处向左侧导线平移靠近时，如图4-2-17所示，线框中磁通量的变化情况是___________，线框中有无感应电流？___________.
12、下列现象中，属于电磁感应现象的是（ ）
A.磁场对电流产生力的作用
B.变化的磁场使闭合电路产生感应电流
C.插入通电螺线管中的软铁棒被磁化
D.电流周围产生磁场
能力提升
13、如图4-2-12所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外.下述过程中使线圈产生感应电流的是（ ）
图4-2-12
A.以bc为轴转动45°
B.以ad为轴转动45°
C.将线圈向下平移
D.将线圈向上平移
14、如图4-2-15所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心线正好和线圈的一条直径MN重合.要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有（ ）
图4-2-15
A.将螺线管在线圈a所在平面内转动
B.使螺线管上的电流发生变化
C.使线圈以MN为轴转动
D.使线圈以与MN垂直的一条直径为轴转动
15、如图4-2-18所示，在正方形线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一平面内，两者有共同的中心轴线OO′，关于线圈中产生感应电流的下列说法中，正确的是（ ）
图4-2-18
A.当磁铁向纸面外平移时，线圈中不产生感应电流
B.当磁铁向上平移时，线圈中不产生感应电流
C.当磁铁向下平移时，线圈中产生感应电流
D.当磁铁N极向纸外，S极向纸里绕OO′轴转动时，线圈中产生感应电流
16、如图4-2-19所示，条形磁铁正上方放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中，线框中的感应电流的情况是（ ）
图4-2-19
A.线框中始终无感应电流
B.线框中始终有感应电流
C.线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部时无感应电流，过中部后又有感应电流
D.线框中开始无感应电流，当线框运动到磁铁中部时有感应电流，过中部后又无感应电流
17、如图4-2-20所示，导线框MNQP近旁有一个跟它在同一竖直平面内的矩形线圈abcd，下列说法正确的是（ ）
图4-2-20
A.当电阻变大时，abcd中有感应电流
B.当电阻变小时，abcd中有感应电流
C.电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内向PQ靠近时，其中有感应电流
D.电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内竖直向上运动时，其中有感应电流
18、如图4-2-21所示，竖直通电直导线与闭合导线环的平面垂直，且过圆环中心，下列说法正确的是（ ）
图4-2-21
A.电流增强或减弱时，环中无感应电流
B.环竖直向上或向下运动时，环中有感应电流
C.环以导线为轴，在垂直于电流的平面内转动时，环中有感应电流
D.环以自身的任意直径为轴转动时，环中无感应电流
19、(2006全国高考理综Ⅰ)如图4-2-22,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻为R的直角形金属导轨aOb(在纸面内)，磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于Oa、Ob放置.保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计.现经历以下四个过程：①以速率v移动d，使它与Ob的距离增大一倍；②再以速率v移动c,使它与Oa的距离减小一半；③然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处.设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则（ ）
图4-2-22
A.Q1=Q2=Q3=Q4
B.Q2=Q2=2Q3=2Q4
C.2Q2=2Q2=Q3=Q4
D.Q1≠Q2=Q3≠Q4
20、矩形线框abcd的边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，初位置时线圈平面与B平行，如图4-2-23所示.
图4-2-23
（1）初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少？
（2）当线框沿图甲所示方向绕过60°时，磁通量Φ2为多少？这一过程中磁通量的变化ΔΦ1为多少？
（3）当线框绕轴沿图示方向由图乙中的位置再转过60°位置时，磁通量Φ2为多少？这一过程中ΔΦ2=Φ3-Φ2为多少？
21、如图4-2-24所示，线圈A中接有电源，线圈B有一半的面积处在线圈A中，两线圈平
行但不接触，则在开关S闭合的瞬间，线圈B中有无感应电流？
图4-2-24
22、如图4-2-25所示，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置，若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量变化情况是_________，环内_________感应电流（选填“有”或“无”）.
图4-2-25 图4-2-26
23、如图4-2-26所示，要使L1回路中有感应电流，问下列几种情况下是什么原因导致的？
（1）接通开关S的瞬间；
（2）接通开关S后，将滑片P向左滑动；
（3）接通开关S后，将软铁芯插入L2中.
参考答案：
1、答案：CD
2、答案：ABC
3、答案：D
4、答案：C；解析：画出电流周围的磁感线分布情况。
5、答案：B
6、答案：AD；解析：都是宏观的机械运动对应的能量形式——机械能的减少，相应转化为其他形式能（如内能、电能）。能的转化过程也就是做功的过程。
7、答案：D
8、答案：D
9、答案：D
10、答案：BS 无 2BS 有 BS 有
11、答案：先减小后增大 有
12、答案：B；思路解析：根据电磁感应现象定义，只有B属于电磁感应现象.
13、答案：B
14、答案：D
15、答案：ABD；思路解析：当磁铁向下平移时，磁通量不发生变化，不产生电流，C错.
16、答案：C；思路解析：当线框向右移动时，磁通量始终改变，中部时没有磁感应强度，所以开始和后面有电流，中部无电流选C.
17、答案：ABC；思路解析：电阻不变，电流不变，磁感应强度不变，磁通量不变化，没有感应电流；线框竖直上下运动时，磁通量也不变化，没有感应电流，D错.
18、答案：AD；思路解析：根据感应电流产生的条件知A、D正确.
19、答案：A；思路解析：由Q=·Δt=·Δt==，可知，在四种移动情况下变化的面积是相同的，则磁通量的变化相同，跟移动的速度无关，跟移动的时间也无关，所以A选项正确.
20、思路解析：本题的关键是分析矩形线框的平面是否与B垂直，只有垂直时才能应用Φ=B·S，不垂直时可把面积沿与B垂直方向投影，为能清晰地观察面积与B夹角的情况，可作出其俯视图如图所示.
解：（1）当处于图甲所示位置时，从俯视图可看出没有磁感线穿过矩形线框，故Φ0=0.
（2）当绕轴（从上往下看）沿逆时针方向转动60°到a′b′位置时，线框与B的夹角θ=60°.
所以Φ2=B·Ssin60°=BS
ΔΦ1=Φ2-Φ0= BS.
（3）当再由a′b′位置逆时针转60°时，到a″b″，这时线框与B方向成120°角.
所以Φ2=B·Ssin120°=BS，ΔΦ2=Φ3-Φ2=BS-BS=0.
注意：a′b′位置和a″b″位置时，穿过线框磁通量的方向没有发生变化.
21、思路解析：将S闭合的瞬间，与线圈A组成的闭合电路有电流通过，线圈A产生的磁通量要穿过线圈B，线圈A是环形电流，其磁场不仅穿过所包围的面积，方向向外；也穿过线圈外的广大面积，方向向里，所包围的面积内磁通密度大，外围面积上的磁通密度小，对线圈B与A重合的一半面积上向外的磁通量大于另一半面积上向内的磁通量，因此线圈B所包围的总磁通量不为零，而是方向向外，也就是说在开关S闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，所以有感应电流.
答案：有感应电流
启示：接通和断开开关的瞬间，电路中的电流都发生变化，所产生的磁通量也发生变化，对线圈B来说，包围的面积有磁场的内外之分，因此做这类题时一定要搞清楚内外磁场的强弱和方向等问题.
22、思路解析：本题我们应注意到，弹簧所围成面积的磁通量是条形磁铁内部的磁感线的条数与条形磁铁外部（弹簧所围成面积内）的磁感线条数之差，这个差值等于弹簧所围面积的外部磁感线条数.
答案：减小 有
23、思路解析：①接通开关S的瞬间，L2中的电流从无到有地变化，使L1中的磁通量发生变化，产生感应电流；②接通开关S以后，将滑片P向左滑动，使L2电路中的电阻变大，电流减少，线圈L2中的磁场变弱，引起穿过L1中的磁通量减少，产生感应电流；③接通开关S后将软铁芯插入L2中，使L2中磁场增强，引起L1中的磁通量增加，产生感应电流.变压器、电能的输送练习
　　一、选择题
　　1．利用变压器不可能做到的是 【 】
　　　A．增大电流 B．升高电压
　　　C．减小电压 D．增大功率
　　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．下列正确说法是 【 】
　　　A．变压器也可能改变恒定电压
　　　B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
　　　C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成
　　　D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用
　　4．变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原副线圈中 【 】
　　　A．电流频率比为2∶1
　　　B．功率比为2∶1
　　　C．电流比为2∶1
　　　D．电压之比为2∶1
　　5．理想变压器原、副线圈的电流为I1，I2，电压U1，U2，功率为P1，P2，关于它们之间的关系，正确的说法是 【 】
　　　A．I2由I1决定 B．U2与负载有关
　　　C．P1由P2决定 D．以上说法都不对
　　6．理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为 【 】
　　　A．90V B．0．4V C．6V D．0V
　　7．当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的 【 】
　　　A．输送电压的平方成正比
　　　B．输送电压的平方成反比
　　　C．输电线中电流的平方成正比
　　　D．导线中电流的平方成反比
　　8．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是 【 】
　　　A．由功率P=U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻
　　　B．由P=IU，应低电压小电流输电
　　　C．由P=I2R，应减小导线电阻或减小输电电流
　　　D．上述说法均不对
　　9．用电器电阻值为R距交变电源L，输电线电流为I，电阻率为ρ，要求输电线上电压降不超过U．则输电线截面积最小值为 【 】
　　　A．ρL/R　B．2ρLI/U
　　　C．U/ρLI D．2UL/ρI
　　10．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n倍，则输电导线上 【 】
　　　
　　11．关于三相交流发电机的使用，下列说法中正确的是 【 】
　　　A．三相交流发电机发出三相交变电流，只能同时用三相交变电流
　　　B．三相交流发电机也可以当作三个单相交流发电机，分别单独向外传送三组单相交变电流
　　　C．三相交流发电机必须是三根火线、一根中性线向外输电，任何情况下都不能少一根输电线
　　　D．如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用三根线（都是火线）向外输电
　　12．对于三相交变电流，下面说法正确的是 【 】
　　　A．相电压一定大于线电压
　　　B．相电压一定小于线电压
　　　C．相电流一定小于线电流
　　　D．以上说法都不对
　　13．如图1所示，三个完全相同的负载连接成星形，由不计内阻的三相交变电源供电，若C相断开，则电流表和电压表的示数变化应分别是 【 】
　　　A．电流表示数变小，电压表示数不变
　　　B．电流表示数不变，电压表示数变大
　　　C．电流表、电压表示数都变小
　　　D．电流表、电压表示数都不变
　　二、填空题
　　14．如图2所示，副线圈上有一个标有“220V，10W”字样的灯泡正常发光，原线圈中的电流表示数为0.025A，则电压表的示数为______V，原、副线圈的匝数比为______．
　　15．如图3用理想变压器给变阻器R供电，设输入交变电压不变．当变阻器R上的滑动触头P向上移动时，图中四只电表的示数和输入功率P变化情况是V1______，V2______，A1______，A2______，P______．
　　16．发电厂输出功率为9900kW，输电线电阻为2Ω，分别用18kV和110kV的高压输电，则导线上损失的功率分别为___________，________．
　　17．变压器接入某输电电路中，现以相同的输入电压U，不同的输出电压输送相同的电功率P，输电线电阻为R．当副线圈与原线圈匝数比为K时，输电线线路上损耗的功率为______；当匝数比为nK时，线路上损耗的功率为原来的______倍．
　　18．如图4所示，理想变压器的线圈匝数分别为n1=2200匝，n2=600匝，n3=3700匝，已知交流电表A2示数为0.5A，A3示数为0.8A则电流表A1的示数为______．
　　三、计算题
　　19．如图5变压器两个次级线圈匝数比为n1∶n2，所接负载R1=R2，当只闭合电键S1时，初级线圈中电流为1A；当只闭合电键S2时，初级线圈中电流为2A，设输入的交变电压不变，求n1∶n2．
　　20．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6所示．
　
　
变压器、电能的输送练习答案
　　一、选择题
　　1．D 2．BD 3．BCD 4．D 5．C
　　6．D 7．BC 8．C 9．B 10．ABCD
　　11．BD 12．D 13．A
　　二、填空题
　　14．400，20∶11
　　15．不变，不变，减小，减小，减小
　　
　　16．605kW，16.2kW
　　18．1.48A
　　三、计算题
　　
　　20．升压1∶8，降压12∶1第一节 交变电流同步测试卷
一、选择题
1．电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s，造成这一现象的原因可能是：
A．电池用久了；
B．振荡电路中电容器的电容偏大了；
C．振荡电路中线圈的电感偏大了；
D．振荡电路中电容器的电容偏小了；
2．交变电流通过一段长直导线，如果把这段长直导线绕成线圈，再接入原电路中，则线圈中将通过：
A．比原电流较强的电流；
B．比原电流较弱的电流；
C．与原电流相等的电流；
D．绕成线圈时没有电流。
3．如图13-4-1所示，在e、f间接上交流电源，保持电压最大值不变，使其频率增大，发现各灯的亮度变化情况是：灯1变暗，灯2变亮，灯3不变。则黑箱a、b、c中所接元件可能是
A．a为电阻，b为电容器，c为电感线圈
B．a为电阻，b为电感线圈，c为电容器
C．a为电容器，b为电感线圈，c为电阻
D．a为电感线圈，b为电容器，c为电阻
4．单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动的过程中，穿过线框中的最大磁通量为 ，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是：
A．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
B．当穿过线框的磁通量减小时，线框中的感应电动势在增大
C．当穿过线框的磁通量等于0.5 时，线框中感应电动势为0.5Em
D．线框转动的角速度为Em/
二、填空题
5．如图13-4-2所示，正弦交变电流的电压最大值为311v，负载电阻R=440Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表的读数为
V，交流电流表的读数为 V。
6．如图13-4-3所示的正弦交流电，正向和反向都是正弦交
流电，但峰值和半周期不等，则此交流电流的有效值
为 A。
三、计算题
7．一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动。线圈匝数n=100，穿过每匝线圈的磁通量 随时间按正弦规律变，如图13-4-4所示，发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω。求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数。
8．矩形线框abcd如图13-4-5所示，其中ab=L1，bc=L2，线框电阻为r，ad间接电阻R，并串入电流表，线框以ab边为轴在磁感强度为B的匀强磁场中匀速转动，角速度为ω，求：
（1）交流电流表A的示数
（2）从图示位置转过90°角过程中，通过电流表的总电量。
（3）从图示位置转过90°角过程中，电阻R上产生的热量。
9．矩形线圈abcd在匀强磁场中绕00'轴匀速转动，当t=O时，线圈恰好经过图13-4-6中所示的位置，已知线圈为n匝，面积是S，电阻为R，磁感强度为B，转动角速度为ω。
（1）写出感应电动势瞬时值的表达式。
（2）由图示位置转过60°角时电动势的瞬时值为多大？
（3）由图示位置转过90°的过程中，感应电动势的平均值为多大？
测验参考答案
1．（BC）
2．（B）
3．（D）
4．（BD）
5．220V，0.5A
6．
7．1.4A
8．（1） （2） （3）
9．（1）e=NBωSsinωt （2） （3）2NBωS/π
a
1
～
图13—4—1
b
2
c
3
e
f
R
图13—4—2
～
V
A
2T/3 T
20
0
-10
图13—4—3
t/s
i/A
1.57 3.14
图13—4—4
1.0
0
-1.0
φ/10-2Wb
t/10-2s
图13—4—5
c
d
b
a
B
A
c
d
b
a
图13—4—6第一节：划时代的发现同步练习
基础达标：
1、奥斯特实验要有明显的效果，通电导线必须____________放置。
2、1831年8月29日，____________发现了电磁现象；把两个线圈绕在同一个铁环上，一个绕圈接到____________，另一个线圈接入____________，在给一个线圈____________或____________的瞬间，发现了另一个线圈中也出现了____________.
3、如图4-1-4所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量，则有（ ）
图4-1-4
A.Φ1>Φ2
B.Φ1<Φ2
C.Φ1=Φ2
D.无法确定
4、恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，穿过线圈的磁通量发生了变化（ ）
A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动
B.线圈沿自身所在的平面做加速运动
C.线圈绕任一直径做匀速转动
D.线圈绕任一直径做变速转动
5、两个圆环A、B，如图4-2-7所示放置，且RA>RB.一条形磁铁轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A、B环的磁通量ΦA和ΦB的关系是……（ ）
A、ΦA>ΦB
B、ΦA=ΦB
C、ΦA<ΦB
D、无法确定
能力提升： 图4-2-7
6、磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图4-1-5所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则（ ）
A、ΔΦ1>ΔΦ2
B、ΔΦ1=ΔΦ2
C、ΔΦ1<ΔΦ2
D、无法确定
7、如图4-2-8所示，六根导线互相绝缘通入等值电流，甲、乙、丙、丁四个区域是面积相等的正方形，则方向垂直指向纸内的磁通量最大的区域是（ ）
图4-2-8
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
8、如图4-2-9所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外.则B圆内的磁通量（ ）
图4-2-9
A.为零
B.是进去的
C.是出来的
D.条件不足，无法判别
9、如图4-2-10所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直面内有一根通电直导线CD，已知CD∥AB.当CD竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将（ ）
图4-2-10
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.始终为零
D.不为零，但保持不变
10、弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下做简谐运动.若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图4-2-11所示，观察磁铁的振幅，将会发现…（ ）
图4-2-11
A.S闭合时振幅减小，S断开时振幅不变
B.S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变
C.S闭合或断开时，振幅的变化相同
D.S闭合或断开时，振幅不会改变
11、水平放置的光滑绝缘杆上挂有两个铜环M和N，通电密绕长螺线管穿过两环，如图4-2-13所示，螺线管中部区域的管外磁场可以忽略.当变阻器滑动触头向左移动时，两环将（ ）
图4-2-13
A.一起向左移动
B.一起向右移动
C.相互靠拢
D.相互分离
12、如图4-2-15所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心线正好和线圈的一条直径MN重合.要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有（ ）
图4-2-15
A.将螺线管在线圈a所在平面内转动
B.使螺线管上的电流发生变化
C.使线圈以MN为轴转动
D.使线圈以与MN垂直的一条直径为轴转动
13、一球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图4-2-14所示，若球冠的底面大圆半径为r，磁场方向与球冠底面垂直，则穿过整个球冠的磁通量为_______________.
图4-2-14
14、如图4-2-16所示，A、B两环共面同心，A环上均匀带有负电荷.当A环逆时针加速转动时，通过B环中的磁通量变化了没有？当A环顺时针匀速转动时，通过B环中的磁通量变化了没有？为什么？简述出理由.
图4-2-16
15、单匝线圈abcd水平放置，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，如图4-2-17所示，线圈面积为S，磁感应强度为B.当线圈绕ab边从图示位置转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？
图4-2-17
参考答案：
1、答案：南北
2、答案：法拉第 电源 电流表 通电 断电 电流
3、答案：C；思路解析：对于大环和小环来说，磁感线的净条数没有变化，所以选C。
4、答案：CD；思路解析：做任何平面运动，垂直面积不发生变化，即磁通量不发生变化，A、B错.而C、D垂直面积会发生变化，导致磁通量变化
5、答案：C
6、答案：C；思路解析：设线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在1处比在2处要强，若平移线框，则ΔΦ1=Φ1-Φ2，若转动线框，磁感线是从线框的正反两面穿过的，一正一负，因此ΔΦ2=Φ1+Φ2.根据分析知：ΔΦ1＜ΔΦ2，选项C正确。磁通量不是矢量，而是一个双向标量，其正负表示与规定的正方向（垂直线框面向里或向外）是相同还是相反.另外磁通量的变化是本章的中心问题，应提前复习作好准备。
7、答案：D
8、答案：B
9、答案：C
10、答案：A
11、答案：C
12、答案：D
13、答案：Bπr2
14、答案：变化 变化
15、答案：BS BS
图4-1-5第五节：电磁感应定律的应用同步练习一
基础达标
1．如图1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生电动势．下列说法中正确的是…（ ）
A．磁场变化时，会在空间激发一种电场
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
答案：AC 图1
2．如图2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
答案：B 图2
3．穿过一个电阻为1 Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb，则（ ）
A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 V
B．线圈中的感应电动势一定是2 V
C．线圈中的感应电流一定是每秒减少2 A
D．线圈中的感应电流一定是2 A
答案：BD
4．如图3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伦兹力有关
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的产生原因是一样的
答案：AB 图3
5．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4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
答案：C 图4
6．某空间出现了如图5所示的一组闭合的电场线，这可能是…（ ）
A．沿AB方向磁场在迅速减弱
B．沿AB方向磁场在迅速增强
C．沿BA方向磁场在迅速增强
D．沿BA方向磁场在迅速减弱
答案：AC 图5
7．如图6所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行．设整个电路中总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是…（ ）
A．ab杆中的电流与速率v成正比
B．磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比
C．电阻R上产生的电热功率与速率v的平方成正比
D．外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比
答案：ABCD 图6
8、如图7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 图7
D．以上情况都可能
答案：B
9．如图8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管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是（ ）
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
答案：AD 图8
10、如图9所示，空间有一个方向水平的有界磁场区域，一个矩形线框，自磁场上方某一高度下落，然后进入磁场，进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直。则在进入时导线框不可能（ ）
A、变加速下落
B、变减速下落
C、匀速下落 图9
D、匀加速下落
思路解析：线框下落时的高度不同，进入磁场时的速度、产生的感应电动势、感应电流、线框所受的安培力不同，可能大于、等于或小于线框重力，故线框的运动可能有三种，只有D是不可能的。
答案：D
11、一条形磁铁与导线环在同一平面内，磁铁中央与线圈中心重合，如图10所示，为了在导线环中得到图示方向的电流I，磁铁应该（ ）
A、N极向纸内、S极向纸外绕O点转动 图10
B、N极向纸外、S极向纸内绕O点转动
C、磁铁沿垂直于纸面方向向纸外平动
D、磁铁沿垂直于纸面方向向纸内平动
答案：A
能力达标
12、两圆环A、B置于同一水平面内，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A带正电且转速增大并以如图11所示的方向绕中心转动时，B中（ ）
A、产生如图方向相反的电流
B、产生如图方向的电流
C、不产生电流
D、以上说法都有可能正确
答案：B 图11
13、如图12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_____________运动，速度大小为______________，作用于ab杆上的外力大小为______________.
图12
答案：上 2mg
14、如图13所示为两个同心闭合线圈的俯视图，若内线圈中通有图示的电流I1，则当I1增大时，关于外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向，下列判断正确的是（ ）
A、I2沿顺时针方向，F沿半径指向圆心
B、I2沿逆时针方向，F沿半径背离圆心
C、I2沿逆时针方向，F沿半径指向圆心
D、I2沿顺时针方向，F沿半径背离圆心
答案：B 图13
15、如图14所示，矩形线圈一边长为a，另一边长为b，电阻为R，在它以速度v匀速穿过宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场的过程中，若b＞L，产生的电能为__________；通过导体截面的电荷量为__________；若b＜L，产生的电能为__________；通过导体截面的电荷量为__________.
思路解析：当b＞L时，线圈匀速运动产生感应电流的有效位移为2L，即有感应电流的时间为t1=，再根据E=Bav，E电=t1，q=It=t1，可得出答案；当b＜L时，线圈匀速运动产生感应电流的有效位移为2b，即有感应电流的时间为t2=，用同样的方法可求得答案。
答案：
16、如图15所示，均匀金属环的电阻为R，其圆心O，半径为L.一金属杆OA，质量可忽略不计，电阻为r，可绕O点转动，A端固定一质量为m的金属球a，球上有孔，套在圆环上可无摩擦滑动，Ob为一导线，整个装置放在与环平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.现把金属杆OA从水平位置由静止释放运动到竖直位置，球a的速度为v，则OA到竖直位置时产生的电动势为________________；此时OA所受安培力的功率为______________；杆OA由水平位置转到竖直位置这段时间内，电路中转化的内能为________________.
思路解析：OA的转动切割磁感线，求运动到最低点时的瞬时电动势和瞬时功率，应用法拉第电磁感应定律时，要运用旋转切割的情况.最后要求的是过程量，应用能量的转化和守恒。
答案：BLv mgL-mv2 图15
17、一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定向里为正方向，在磁场中有一金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图16所示.现令磁感应强度B随时间变化，先按如图所示的Oa图线变化，后来又按照图线bc、cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中的感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则（ ）
图16
A、E1＞E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
B、E1＜E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
C、E1＜E2，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向
D、E3＝E2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向
思路解析：bc段与cd段磁场的变化率相等，大于aO的磁场变化率.
答案：BC
18、在平行于水平地面的有界匀强磁场上方，有三个单匝线框A、B、C，从静止开始同时释放，磁感线始终与线框平面垂直.三个线框都是由相同的金属材料做成的相同正方形，其中A不闭合，有个小缺口；B、C都是闭合的，但B导线的横截面积比C的大，如图17所示.下列关于它们的落地时间的判断正确的是（ ）
A、A、B、C同时落地
B、A最迟落地
C、B在C之后落地
D、B和C在A之后落地 图17
思路解析：A中无感应电流，在进入和穿出磁场的过程中只受重力作用；B、C在进入和穿出磁场的过程中都有感应电流产生，都受向上的安培力作用，下落的加速度小于重力加速度，所以比A要晚落地；设线圈的边长为l，导线的横截面积为S，材料的密度为δ，电阻率为ρ，进入或穿出时的速度为v，磁感应强度为B，则线圈中产生的感应电动势为E=BLv，感应电流为I=，电阻为R=ρ，安培力为F=BIl，由牛顿第二定律加速度为a=，线圈的质量为m=4δSl.将上述方程整理后得：a=g-.加速度与导线的粗细无关，故B、C同时落地.
答案：D
19、如图18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.把线圈放在匀强磁场时，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，被测磁场的磁感应强度B=______________。
图18
答案：
20、(2006天津高考理综)在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图20甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图19乙变化时，正确表示线圈中感应电动势E变化的是图4-5-14中的（ ）
图19
图20
思路解析：由法拉第电磁感应定律，E=n=n,在t=0到t=1 s,B均匀增大，则为一恒量，则E为一恒量，再由楞次定律，可判断感应电动势为顺时针方向，则电动势为正值，在t=1 s到t=3 s,B不变化，则感应电动势为零，在t=3 s到t=5 s,B均匀增大，则为一恒量，但B变化得较慢，则E为一恒量，但比t=0到t=1 s小，再由楞次定律，可判断感应电动势为逆时针方向，则电动势为负值，所以A选项正确.
答案：A
21、有一面积为150 cm2的金属环，电阻为0.1 Ω，在环中100 cm2的同心圆面上存在如图21（b）所示的变化的磁场，在0.1 s到0.2 s的时间内环中感应电流为__________，流过的电荷量为__________.
图21
答案：0.1 A 0.01 C
22、如图22所示，两根平行金属轨道固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0=0.10 Ω，导轨的端点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=0.02 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，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。
图22
答案：1.44×10-3 N
23、如图23所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面.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=6 Ω，线圈电阻R2=4 Ω，求：
图23
（1）磁通量变化率、回路中的感应电动势；
（2）a、b两点间的电压Uab.
答案：(1)0.04 Wb/s 4 V (2)2.4 Vw.w.w.k.s.5.u.c.o.m表征交变电流的物理量同步测试
一、选择题(每题5分，共50分)
1.A由交流电动势瞬时值表达式e=10sin4πt(V)，可知
A.此交流电的频率是4π(Hz)
B.此交流电的周期是0.5s
C.当t=0.5s时，此交流电动势有最大值
D.当t=0时，产生此交流电的线圈平面与中性面重合
2.A下面关于交变电流的说法中正确的是
A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值
B.用交流电表测定的读数值是交流电的瞬时值
C.给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值
D.跟交变电流有相同热效应的直流电的数值是交变电流的有效值
3.A在相同的时间内，某正弦交流电通过一阻值为100omega的电阻产生的热量，与一电流强度为3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则
A.此交流电的电流的有效值为3A，最大值为3A
B.此交流电的电流的有效值为3A，最大值为6A
C.电阻两端的交流电压的有效值为300V，最大值为300V
D.电阻两端的交流电压的有效值为300V，最大值为600V
4.A一只低压教学电源输出的交变电压瞬时值U=10sin314t(V)，关于该电源的规格和使用，以下说法正确的是
A.这只电源可以使"10V2W"的灯泡正常发光
B.这只电源的交变电压的周期是314s
C.这只电源在t=0.01s时电压达到最大值
D.“10V2μF”电容器不能接在这只电源上
5.A一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率为P，当接到电压U=10sinωt(V)的交流电源上，它的发热功率是
A.0.25P B.0.5P C.P D.2P
6.A在如图所示电路中，已知交流电源电压U=200sin(100πt)V，电阻R=100omega.则电流表和电压表的读数分别为
A.1.41A，200V B.1.41A，141V
C.2A，200V D.2A，141V
7.B一个接在某直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1，若把它接到电压最大值与直流电压相等的交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P2，则P1：P2为
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m A.2：1 B.1：2 C.1：1 D.1：
8.B把电热器接到110V的直流电源上，每秒产生的热量为Q，现把它接到交流电源E，每秒产生的热量为2Q，则交流电压的最大值是
A.110v B.220V
C.220V D.110V
9.B右图表示一交变电流随时间而变化的图象，此交流电流的有效值是
A.5A B.5A
C.A D.3.5A
10.B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25v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
二、填空题(每空3分，共18分)
11.B如图所示为某正弦交变电流的图象，其最大值为________，周期为________，线圈转动的角速度为________，电流的瞬时值表达式为________
12.B将一电热器接在10V直流电源上，在时间t内可将一壶水烧开.现将电热器接到一个U=10sinωt(V)的交变电源上，煮开同一壶水需时间________；若接到另一交流电源上，需要时间为t／3，那么这个交流电源最大值为________.
三、计算题(13题10分，14题、15题各11分，共32分)
13.B某电路两端交流电压u=Usin100πt(V)，在t=0.005s时刻，电压u值为10V.求接在此电路两端的电压表示数.如将阻值为R的电阻接在此交流电压上时功率为P；而改接在电压为U0的直流电压上时功率为P／2，求U0值.
14.B一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动.线圈匝数n=100.穿过每匝线圈的磁通量φ随时间按正弦规律变化，如图所示.发电机内阻r=5.0omega，外电阻R=95omega，.已知感应电动势的最大值Em=nφmω，其中φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路的交流电流表(内阻不计)的读数.
15.C发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π(rad／s)的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈的电阻r=1omega，外电路电阻R=99omega.试求：
(1)写出交变电流瞬时值表达式；
(2)外电阻上消耗的功率；
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m (3)从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少
参考答案
1．BD 2．CD 3．AC 4．AD 5．B 6．B 7．B 8．B 9．B 10．C
11．20A，0.02s，314rad／s，i=20sin314t(A) 12．2t10(V)
13．解：根据u=Umsin100πt，代人t=0.005s时的电压值，10=Umsin0.5π得Um=10V
而交流电压表的示数反映的是有效值
故U==7.07V
由功率关系P=和得
所求直流电压的值U0=U==5V
14．解：由题中可知感应电动势的最大值：
Em=nωφm①
设线圈在磁场中转动的周期为T，则有
ω=②
根据欧姆定律，电路中电流的最大值为
Im=③
设交流电流表的读数为I，它是有效值，则
I=④
由题中的φ-t图线可读出：
φm=1.0×10-2WbT=3.14×10-2s
解以上各式，并代人数据得I=1.4A
15．解：(1)电动势的最大值：Em=nBωL2=200π=628(V)
根据闭合电路欧姆定律得
Im==6.28A
故交变电流瞬时值表达式：i=6.28sin100πt
(2)电流的有效值I=
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m由P=I2R得外电阻上的消耗功率：
P=()2R=1.95×103W
(3)从计时开始到线圈转过过程中，平均感应电动势由E=n得
平均电流：=nB2L2／2(R+r)·Δt
通过外电阻的电荷量：q=·Δt=5×10-3C
www.w.w.w.k.s.5.u.c.o.m交变电流 同步测试
一、选择题(每题5分，共50分)
1.对于图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列描述正确的是
A.电流的大小变化，方向也变化，是交变电流
B.电流的大小变化，方向不变，不是交变电流
C.电流的大小不变，方向不变，是直流电
D.电流的大小不变，方向变化，是交变电流
2.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，经过中性面时，以下说法正确的是
A.线圈平面与磁感线方向垂直
B.线圈中感应电流的方向将发生改变
C.通过线圈平面的磁通量最大
D.通过线圈的感应电流最大
3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V，那么该线圈由图所示位置转过30°时，线圈的感应电动势大小为
A.50V B.25V C.25V D.10V
4.如图所示，线框在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是
A.磁通量和感应电动势都在变大
B.磁通量和感应电动势都在变小
C.磁通量在变小，感应电动势在变大
D.磁通量在变大，感应电动势在变小
5.一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随时间变化如图所示，下面说法正确的是
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改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
6.一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220sin100πt(V)，则
A.交流电的频率是100πHz
B.t=0时线圈垂直于中性面
C.交流电的周期是0.02s
D.t=0.05s时，e有最大值
7.某交流电动势的瞬时值e=Emsinωt，若将转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势的瞬时值为
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m A.Emsin2ωt B.Emsinωt C.2Emsintω D.2Emsin2ωt
8.如图所示，一闭合单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场
的轴匀速转动，除了转轴分别为OO'和ab边外，其他条件均相同，则这两种情况下，线圈所产生的电流
A.变化规律不同 B.最大值不同
C.瞬时值不同 D.一切均相同
9.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如果其他条件不变，使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别为
A.400V，0.02s B.200V，0.02s
C.400V，0.08s D.200V，0.08s
10.一个长直螺线管通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴射入管中，如不计粒子的重力和空气的阻力，粒子将在管中
A.做圆周运动 B.沿轴线来回运动
C.做匀加速直线运动 D.做匀速直线运动
二、填空题(每空4分，共24分)
11.一个面积为S的单匝矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势的最大值和周期可由图中读出.则磁感强度B=________；在t=时刻线圈平面与磁感强度的夹角等于________.
12.如图所示，矩形线框ABCD放置在方向与线框所在面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为2T，线框绕AB边以每秒50转的转速匀速转动.当线框从图示位置转过弧度后，感应电动势的瞬时值为2πV，若AB边长为0.1m，则AD边长为________m.若其他条件不变，仅将转速增加1倍，感应电动势的最大值为________V.
三、计算题(每题13分，共26分)
13.如图所示，边长为0.5m的正方形线框ABCD绕AB边在匀强磁场中匀速转动，AB边和磁场垂直，转速为每秒50转，磁感应强度为0.4T.求：
(1)感应电动势的最大值；
(2)在转动过程中，当穿过线框的磁通量为0.05Wb时，感应电动势的瞬时值为多大
14.10匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势e=10sin20πt(V).求：
(1)t=0时，线圈内磁通量φ和磁通变化率；
(2)线圈从中性面开始转动180°过程中，感应电动势的平均值和最大值之比。
参考答案
1B 2ABC 3B 4D 5D 6BC 7D 8D 9 B 10D 11 EmT／(2πS)，30°或150°
12 0.14，17.8
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 13解：(1)ω=2πn=314rad／s
Em=BωS=31.4V
(2)φm=BS=0.1Wb
由φ=φmcosrheta得
cosθ=，θ=60°
E=Emsinθ≈27.2V
14 解：(1)t=0时，电动势的瞬时值为零，即磁通量的变化率为零，=0，可见线圈在中性面位置，穿过线圈的磁通量为最大值φm.由Em=nφmω，得
φm=Em／nω=10/(10×20π)(Wb)=2.25×10-2Wb
(2)线圈从中性面开始转动180°过程中，感应电动势的平均值为：
=n==4nBS／T
∴=2：π
www.第六章：传感器单元测试题
一、不定项选择题(每题3分，共36分，少选得2分)
1.街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（ B ）
A.压敏性 B.光敏性 C.热敏性 D.三特性都利用了
2.若超导体线圈连接在电路中，则（ C ）
A.超导体线圈中有较小的电流通过
B.有强大的电流通过线圈，不能产生强大的磁场
C.电流通过超导体线圈，能产生强大的磁场
D.电流在超导体线圈中，会有部分能量消失
3.下列电子元件中，由半导体材料制成的是（ C ）
A.电容器 B.镇流器
C.光控开关 D.滑动变阻器
4.如图所示是一火警器的一部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器.当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ B ）
A.I变大，U变大 B.I变小，U变小
C.I变小，U变大 D.I变大，U变小
5.关于半导体，下列说法正确的有（ ABCD ）
A.半导体导电性能介于导体和绝缘体之间 B.半导体导电性能随温度升高而增强
C.半导体可以制成光敏元件 D.半导体可以制成大规模集成电路
6.如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当光照强度增大时（ ABCD）
A.电压表的示数增大 B.R2中的电流减小
C.小灯泡的功率增大 D.电源路端电压降低
7. 霍尔元件能转换哪两个量（ B ）
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
8. 下列说法不正确的是（ A ）
A.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断
C.电子秤所使用的测力装置是力传感器
D.热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
9. 在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干.手靠近干手机能使传感器工作，是因为（ D ）
A.改变温度 B.改变湿度 C.改变磁场 D.改变电容
10. 演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（ B ）
A.物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B.物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C.物体M不动时，电路中没有电流
D.物体M不动时，电压表没有示数
11. 如图所示是测定位移x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 ）
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.极板所带电荷量
12. 用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.下列属于这类传感器的是（ A ）
A.红外报警装置
B.走廊照明灯的声控开关
C.自动洗衣机中的压力传感装置
D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
二、填空题（本题共5小题，每题4分，共20分）
13.如图6-4所示是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由光源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成.
图6-4
（1）示意图中，a端就是电源_____________极；
（2）光控继电器的原理是：当光照射光电管时，___________________________________.
答案：（1）正
（2）阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁M被磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M.
14. 一光敏电阻和一用电器串联后接在一电源上，如图所示.当电路中的光敏电阻受到光照射时，用电器__________正常工作；当光敏电阻不受光照射时，阻值__________，电流___________，用电器___________工作.
答案：开始 增大 减小 停止
15．如图所示是继电器的原理图，A为常闭触点，B为常开触点，当在接线柱2、3间通入一定的电流时，电磁铁便使衔铁P脱离A而与B接触，从而达到控制电路的目的.接线柱____________与有电源的热敏电阻串联.接线柱____________与外电路串联，即可在温度过高时切断外电路，实现对外电路的自动控制.若要求切断此电路的同时接通另一个外电路，则需要接通的电路应连在____________两个接线柱上.
答案：2、3 1、5 1、4
16. 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=______________.
答案：
17、将普通热敏电阻、数字电流表、电源按图连接；将烧杯装入2/3的水，用铁架台固定在加热器上.闭合开关S，当热敏电阻未放入水中时，电流表示数为I1，放入温水中时电流表示数为I2.热敏电阻放在热水中，若示数为I3，则I1________I2________I3（填“大于”“等于”或“小于”）.
答案：小于 小于
三、计算论述题（共2小题，共25分.计算题要有必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，有数值计算的题要写出具体的数值和单位）
18.图是光控路灯开关电路图，请写出它的工作原理.
解析：无光照时，光敏电阻RG的阻值很大（大于1 MΩ），因此三极管的基极电流Ib很小，集电极电流Ic也很小，继电器J不会动作，此时可利用继电器的常闭触点作为路灯的开关，使路灯点亮；天亮了有光照射时，RG的阻值变得很小（小于3 kΩ），于是Ic也增大，从而使继电器工作，吸动衔铁，使常闭触点断开，路灯也就关闭了.
19.如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度.金属球的质量为m，它系在金属丝的下端.金属丝的上端悬挂在O点.AB是一根长为L的均匀电阻丝，其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计.电阻丝的中点C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V，金属丝和导线的电阻不计.图中虚线OC与AB垂直，且OC=h.电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直状态；当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向.从电压表V的读数变化可以测出加速度的大小.
（1）当列车向右做匀加速直线运动时，试导出加速度a与电压表读数U′的关系式（用U′、U、L、h及重力加速度g表示）.
（2）用导出的a与U′的关系式说明表盘刻度表示a，其刻度是否均匀？
解析：（1）设列车的加速度为a时，小球偏离竖直方向θ角，此时小球受力情况如图所示.根据牛顿第二定律有
mgtanθ=ma ①
由几何关系有tanθ=/h ②
由①②两式解得a=g/h ③
列车加速为a时，设电压表的读数为U′，则有
U′=·· ④
由④得=U′L/U ⑤
将⑤代入③得a=g ⑥
（2）由⑥可知，g、L、U、h均为常数，则列车的加速度与电压表读数U′成正比，可将电压表的刻度一一对应地改成a的数值，因而可知表盘上a的刻度值与电压刻度一样是均匀的.
答案：（1）a=g （2）是
20. 电源输出脉动直流时，继电器衔铁不断地吸合与释放，使受控电路随之通断.能否用一个信号，像脉动直流那样，使继电器控制受控电路的通断，并用受控元件记录通断的次数，从而制成一个简易计数器呢？
有学生探讨，提出如图设计：
仔细观察上面的电路图，试分析其工作原理.
解析：工作原理：继电器J内部衔铁与触点接出端分别接在计算器“=”按键两端，首先在计算器上依次按“-1”“+”“1”键，然后接通+6 V 电源，发光二极管发出红外光，射到光敏管，使光敏管阻值急剧减小，三极管T饱和导通，继电器J内部衔铁与触点吸合，相当于计算器“=”按键被按下，此时计算器输出“-1+1”的计算结果0；当用遮光板挡在发光管和光敏管之间时，三极管T截止，继电器内部触点断开，相当于松开“=”按键，移走遮光板时，继电器触点再次闭合，计算器输出1.这样，每遮光一次以后，计算器输出结果依次增加数值1.
21. 如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图.薄金属片P固定有4个可以形变的电阻R1、R2、R3、R4，如图（乙），图（甲）是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图（丙）所示.试回答下列问题：
（1）开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？
（2）当O点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？
（3）电阻变化后，电路的A、B两点哪点电势高？它为什么能测量血压？
答案：（1）R1/R2=R3/R4
（2）R1、R4增大，R2、R3减小
（3）A点的电势将高于B点的电势 略
22.图甲所示为一根竖直悬挂的不可伸长的细绳，下端拴一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力传感器相连.已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直平面内做圆周运动，在各种阻力都忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示.已知子弹射入的时间极短，且图乙中t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻，根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？
甲 乙
答案：可求A的质量mA=-m0
绳长l=g
机械能E=g
23.某些非电学量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电学量来测量的，一电容的两个极板放置在光滑的水平平台上，极板的面积为S，极板间的距离为d，电容器的电容公式为C=ES/d（E是常数但未知）.极板1固定不动，与周围绝缘，极板2接地，且可以在水平平台上滑动，并始终与极板1保持平行，极板2的两个侧边与劲度系数为k、自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连，两弹簧的另一端固定，弹簧L与电容垂直，如图（1）所示.图（2）是这一装置的应用示意图，先将电容器充电至电压U后即与电源断开，再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀向左的待测压强p，使两极板之间的距离发生微小的变化，测得此时电容器两极板间的电压改变量为ΔU.设作用在电容板上的静电力不致引起弹簧可测量的形变，试求：待测压强p.
答案：p=2kdΔU/(SU)第七节：涡流同步练习一
基础达标：
１．用来冶炼合金钢的真空___________，炉外有___________，线圈中通入___________电流，炉内的金属中产生___________．涡流产生的___________使金属熔化并达到很高的温度．
2．利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在___________中进行，这样就能防止___________进入金属，可以冶炼高质量的___________．
3．探测地雷的探雷器是利用涡流工作的，士兵手持一个长柄线圈从地面扫过，线圈中___________有的电流．如果地下埋着___________，金属中会感应出___________，涡流的___________又会反过来影响线圈中的___________，使仪器报警．
4．同样大小的整块金属和叠合的硅钢片铁芯放在同一变化的磁场中相比较（ ）
A．金属块中的涡流较大，热功率也较大
B．硅钢片中涡流较大，热功率也较大
C．金属块中涡流较大，硅钢片中热功率较大
D．硅钢片中涡流较大，金属块中热功率较大
5．变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为（ ）
A．增大涡流，提高变压器的效率
B．减小涡流，提高变压器的效率
C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量
6．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
7．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
8．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
9．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______运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）
10．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
能力提升：
11．如图所示是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊接缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起．我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的．
试定性说明：为什么交变电流的频率越高，焊接缝处放出的热量越大？
12、用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？
13．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点轴在竖直面内转动，一水平有界磁场垂直于金属薄片所在的平面．使摆从图中实线位置释放，摆很快就会停止摆动；若将摆改成梳齿状，还是从同一位置释放，摆会摆动较长的时间．试定性分析其原因．
14、如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则：（ ）
A．磁铁的振幅不变
B．磁铁做阻尼振动
C．线圈中有逐渐变弱的直流电
D．线圈中逐渐变弱的交流电
15、如图所示，abcd是一闭合的小金属线框，用一根绝缘的细杆挂在固定点O，使金属线框在竖直平面内来回摆动的过程穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟线框平面垂直，若悬点摩擦和空气阻力不计，则( )
A.线框进入或离开磁场区域时，都产生感应电流，而且电流的方向相反
B.线框进入磁场区域后，越靠近OO′线时速度越大，因而产生的感应电流也越大
C.线框开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小
D.线框摆动过程中，机械能完全转化为线框电路中的电能
16、桌面上放一铜片，一条形磁铁的N极自上而下接近铜片的过程中，铜片对桌面的压力 ( )
A．增大．
B．减小．
C．不变．
D．无法判断是否变化
17、如图所示为一光滑轨道，其中MN部分为一段对称的圆弧，两侧的直导轨与圆弧相切，在MN部分有如图所示的匀强磁场，有一较小的金属环如图放置在P点，金属环由静止自由释放，经很多次来回运动后，下列判断正确的有（ ）
A、金属环仍能上升到与P等高处；
B、金属环最终将静止在最低点；
C、金属环上升的最大高度与MN等高处；
D、金属环上升的最大高度一直在变小。
18、著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是（ ）
A.圆盘将逆时针转动
B.圆盘将顺时针转动
C.圆盘不会转动
D.无法确定圆盘是否会动
参考答案：
答案：冶炼炉 线圈 周期性变化的 涡流 热量
答案：真空 空气中的杂质 合金
答案：变化着 金属物品 涡流 磁场 电流
答案：A
5、答案：BD
思路解析：不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流回路，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率是防止涡流而采取的措施．本题正确选项是BD．
启示：对于任何事物都具有两面性．对人类有益的一面要尽量去开发利用，对人类有害的一面要尽可能防止．
6、答案：B
7、答案：BD
8、答案：CD
9、答案：减速
10、答案：B
11、答案：交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快，根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大．而放出的电热与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高焊接处放出的热量越多．
12、答案：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时，由于磁通量发生变化，有感应电流产生，于是阻碍相对运动，摆动很快停下来，这就是电磁阻尼现象；空间都有匀强磁场，穿过金属环的磁通量反而不变化了，因此不产生感应电流，不会阻碍相对运动。
13、答案：第一种情况下，阻尼摆进入有界磁场后，在摆中会形成涡流，涡流受磁场的阻碍作用，会很快停下来；第二种情况下，将金属摆改成梳齿状，阻断了涡流形成的回路，从而减弱了涡流，受到的阻碍会比先前小得多，所以会摆动较长的时间．
14、答案：BD
15、答案：线框在进入和离开磁场的过程中磁通量才会变化，也可以看做其部分在切割磁感线，因此有感应电流，且由楞次定律或右手定则可确定进入和离开磁场时感应电流方向是相反的，故A项正确；当线圈整体都进入匀强磁场后，磁通量就保持不变了，此段过程中不会产生感应电流，故B错误，但提醒一下的是此时还是有感应电动势的(如果是非匀强磁场，则又另当别论了)；
当线框在进入和离开磁场的过程中会有感应电流产生，则回路中有机械能转化为电能，或者说当导体在磁场中做相对磁场的切割运动而产生感应电流的同时，一定会有安培“阻力”阻碍其相对运动，故线框的摆角会减小，但当线框最后整体都进入磁场中后，并只在磁场中摆动时，没有感应电流产生，则机械能保持守恒，摆角就不会再变化，故C项正确，而D项错误.综上所述，正确答案是AC项.
16、答案：A。分析：磁铁的N极接近时，自上而下穿过铜片的磁通量增大，在铜片内会产生逆时针向绕行的感应电流(如图)，使铜片上方呈现N极，阻碍磁铁接近．根据牛顿第三定律，磁铁对铜片有同样大小的作用力，使铜片增加对桌面的压力．答A．
17、答案：BD
18、答案： A。分析：瞬间增强的磁场会在周围产生一个顺时针的涡旋电场，负电荷受到逆时针方向的电场力，带动圆盘逆时针转动，而负电荷的这种定向运动则形成了顺时针的环形电流
M
N
P
Q
∷∷∷∷∷电能的输送同步测试
一、送择题(每题5分，共50分)
1.A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失 D.可加快输电的速度
2.A某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是
A.根据公式，I=P／U，提高电压后输电线上的电流降为原来的1／20
B.根据公式I=U／R，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
C.根据公式P=I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1／400
D.根据公式P=U2／R，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍
3.B如图所示，理想变压器的原线圈接高电压，降压后通过一段电阻不可忽略的线路接用电器.S原来闭合，且R1=R2.现将S断开，那么交流电压表的示数U，交流电流表的示数I和用电器R1上的功率P1将分别是
A.U增大，I增大，P1增大 B.U增大，I减小，P1增大
C.U减小，I减小，P1减小 D.U减小，I增大，P1减小
4.A一小水电站，输出的电功率为20kW，输电线总电阻为0.5omega，如果先用400V电压输送，后又改用2000V电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是
A.减少50W B.减少1200W
C.减少7.68×106W D.增大7.68×106W
5.B输电线的电阻共计r，输送的电功率是P，用电压U送电，则用户能得到的电功率为
A.P B. C. D.
6.B某发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的功率可表示为
A. B. C.I2R D.I(U1-U2)
7.B某用电器距离供电电源L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电导线的电阻率为ρ，那么该输电导线的横截面积的最小值是
A. B.I2ρ C. D.
8.B分别用1100V和22000V的电压输电，若输送的电功率相同，导线的材料和送电距离也相同，则当两次输电损失的电功率相等时，两次所用导线的横截面积之比为
A.1：20 B.20：1 C.1：400 D.400：1
9.B发电机的端电压为250V，输出功率为10kW，输电线电阻为5omega，远距离输电时
A.不采用高压输电，终端用户电压一定达220V
B.用高压输电，输电线损失功率5％，终端用户电压为237.5V
C.用高压输电，终端得到220V电压，输电线损失不多于5％时，所用升压和降压变压器匝数比分别为1：4和5：1
D.用10000V高压输电，输电线损失为0.05％
10.B在电能输送的电功率一定时，输电线上损失的功率
A.与输送电压的平方成正比
B.与输送电压的平方成反比
C.与输送电流成正比
D.与输送电流的平方成正比
二、填空题(每空6分，共24分)
11.A用10kV高压输送电功率为100kW的交流电，在输电线上损失2％的电功率，输电线的总电阻为________omega；如改用5kV电压输送100kW的交流电，输电线上损失的电功率为________kW.
12.B从甲地通过某输电线向乙地输送1.0×105kW电功率，如果用5.5×103V电压送电，输电线上损失的电功率为4.0×l02kW;如果改用1.1×l05V电压送电，输电线上损失的电功率为________kW，若要求两次损失的电功率相同，则两次所用导线的横截面积之比为S1：S2=________.
三、计算题(每题13分，共26分)
13.B一台交流发电机的输出功率为50kW，输出电压为240V，输电线总电阻R=30omega，允许损失功率为输出功率的6％，为满足用电需求，则该输电线路所用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少 能使多少盏“220V100W"的电灯正常发光
14.C利用太阳电池这个能量转换器件将辐射能转变为电能的系统又称光伏发电系统.光
伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式.
将直流电变为交流电的装置称为逆变器.
(1)用逆变器将直流电变为交流电进行供电有哪些好处 请简要回答.
(2)有一台内阻为1omega的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻R=4omega，全校共22个班，每班有"220V40W"灯6盏，若全部电灯正常发光，则
①发电机输出功率多大
②发电机电动势多大
③输电效率多少
④若使灯数减半并正常发光，发电机输出功率是否减半
参考答案
1AC 2AC 3B 4B 5B 6BCD 7C 8D 9D 10BD
11 20，8 12 1，400：1
13解；按设计要求ΔP线=ηP输=6％×50kW=3kW
得输电线中电流I2==10A
升压变压器的输出电压：U2==5kV
升压变压器原，副线圈匝数比：
输电线损失电压：ΔU线=I2R=300V
降压变压器的输入电压U'1=U2-ΔU线=5000—300=4700V
降压变压器原副线圈匝数比：
降压变压器的输人功率P'输=P输-ΔP线=50-3=47kW
每盏电灯正常发光时的功率P灯=100w
所以能使电灯正常发光的盏数：N==470盏
14解：(1)可以改变电压的大小以适应不同的需要；通过升压、降压在远距离输送电中减少电能在输电
线上的损耗，提高供电效率.所以用逆变器将直流电变为交流电，可以扩大发电系统的利用率.
(2)①发电机的输出功率：P出=nP灯+R
而I2=
所以，P出=22×6×40+×4=5425W
②E=U1+I1r，r为发电机内阻，U1=U2
U2=4U3+I2R=4×220+6×4=904V；I1=4I2
所以，E=+4×6×1=250V
③η==97%
④电灯减少一半时，n'P灯=11×220×6=2640W
I2=n'P灯／U2=2640／880=3A
所以，P出=n’P灯+I'2R=2640+32×4=2676W第七节：涡流同步练习二
基础达标：
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、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
3、弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变。若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图4所示，观察磁铁的振幅将会发现： ( )
A.S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变
B.S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变
C.S闭合或断开，振幅变化相同
D.S闭合或断开，振幅都不发生变化
4、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？
5、.在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图5所示。现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速向磁铁滑去。各物块在向磁铁运动的过程中 （ ）
A．都做匀速运动
B．甲、乙做加速运动
C．甲、乙做减速运动
D．乙、丙做匀速运动
6、磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上；而不用塑料做骨架是因为（ ）
A．塑料材料的坚硬程度达不到要求
B．塑料是绝缘的，对线圈的绝缘产生不良影响
C．铝框是导体，在铝框和指针一块摆动过程中会产生涡流，使指针很快停止摆动
D.铝框的质量比塑料框的质量大
7、如图所示，在水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑弧形轨道，一导体圆环自轨道右侧的P点无初速度滑下，下列判断正确的是：（ ）
A．圆环中将有感应电流产生
B．圆环能滑到轨道左侧与P点等高处
C．圆环最终停到轨道最低点
D．圆环将会在轨道上永远滑动下去
8、变压器、电动机的线圈都是绕在铁芯上的，当线圈中通过变化的电流时，在铁芯中会产生 使铁芯发热，造成能量的浪费。
9．一些电风扇的调速器、日光灯的镇流器是把线圈绕在铁芯上制成的，当电风扇、日光灯工作时，线圈中通过交变电流，从而产生交变的磁场，变化的磁场通过铁芯；就在铁芯中产生 ，使铁芯的温度升高。所以，电风扇、日光灯工作一段时间后，调速器、镇流器会发热。
10．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，线圈中通有高频电流，产生的变化磁场使炉内的金属中产生 ；从而使金属的温度升高来冶炼高质量的合金。
11．对于金属壳地雷或有较大金属零件的地雷，可以使用一种探雷器来探测，这种探雷器有一个线圈，线圈中通过变化的电流会产生变化的磁场，使埋在地下的金属壳地雷或金属零件产生 。
12．电动机的线圈中通有电流时，磁场对线圈有安培力的作用，线圈就会转动起来，即电动机就会转动，这种作用叫做 。
能力提升：
13．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
14．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
15、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。
参考答案：
1、答案：D
2、答案：C
3、答案：A
4、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．
5、C
6、C
7、AC
8、涡流
9、涡流
10.涡流
11．涡流
12、电磁驱动
13.
14．BC
15．B
A
B第四节：传感器的应用实验同步练习一
基础达标:
1．测温仪使用的是（ ）
A．光传感器
B．红外线传感器
C．温度传感器
D．超声波传感器
2．下列器件是应用光传感器的是（ ）
A．鼠标器
B．火灾报警器
C．测温仪
D．电子秤
3．鼠标器使用的是（ ）
A．压力传感器
B．温度传感器
C．光传感器
D．红外线传感器
4．关于电饭锅的说法正确的是（ ）
A．电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁
B．铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性
C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电
D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位
5．应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是把_________转变为_________的一大优点．
6．测温仪中的测温元件可以是热敏电阻、_________、热电偶等，还可以是_________等．
7．如图，将万用表的选择开关置于欧姆挡，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．简单地说，光敏电阻就是一个简单的_________传感器，热敏电阻就是一个简单的_________传感器．
9．机械式鼠标器的内部中的光传感器接收到的是断续的_________，输出相应的_________信号．
10．烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平常光电三极管收不到LED发出的光，呈现_________电阻状态．当有烟雾时因其对光的散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变_________．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．
能力提升：
11．如图是利用光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是光电传感器——光敏电阻．试简要叙述自动计数的原理．
12．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．电路的路端电压降低
13．在电熨斗中装有双金属片温度传感器，请简要叙述一下电熨斗如何自动控制温度．
14．设计制作一个温度自动控制装置（温控报警器）：自己设计一个由热敏电阻作为传感器的简单自动控制实验．在图6-3-6中画出设计电路，并进行连接．
15、如图表示普通电冰箱内温度控制器的结构，铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统。里面充有氯甲烷和它的蒸汽，构成了一个温度传感器。膜盒3为扁圆形（图中显示它的切面），右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接。盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀。测温泡1安装在冰箱的冷藏室中。5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作。拉簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上。连杆9的下端是装在机箱上的轴。凸轮8是由设定温度的旋钮（图中未画出）控制的。逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力。
（1）为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？
（2）为什么用凸轮可以改变设定的温度
参考答案：
1、答案：C
2、答案：AB
3、答案：C
4、答案：BD
5、答案：非电学量 电学量
6、答案：金属热电阻 红外线敏感元件
7、答案：左 右
8、答案：光电 热电
9、答案：红外线脉冲 电脉冲
10、答案：高 小
11、答案：当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射向B的信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高．这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理，就会自动将其转化为相应的数字，实现自动计数的功能．
12、答案：ABCD
13、答案：双金属片的膨胀系数不同，上层金属的膨胀系数大于下层的金属．当温度变化时，由于双金属片的膨胀系数不同从而控制电路的通断，以达到控制温度的目的．
14、答案：将由热敏电阻为主要元件的温控电路接入左侧接线柱，报警电路接右侧接线柱．
15、答案：第四节：法拉第电磁感应定律同步练习二
基础达标：
1、法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小 （ ）
A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比
B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比
2、将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有 （ ）
A.磁通量的变化率
B.感应电流的大小
C.消耗的机械功率
D.磁通量的变化量
E.流过导体横截面的电荷量
3、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流 （ ）
A.线圈沿自身所在平面运动
B.沿磁场方向运动
C.线圈绕任意一直径做匀速转动
D.线圈绕任意一直径做变速转动
4、一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示位置时，此线圈 （ ）
A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小
B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大
C.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大
D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小
5、一个N匝的圆线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感应强度方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变.下列方法中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
6、闭合电路中产生的感应电动势的大小，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
7、穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2 Wb，则（ ）
A、线圈中的感应电动势每秒钟增大2 V
B、线圈中的感应电动势每秒钟减小2 V
C、线圈中的感应电动势始终为2 V
D、线圈中不产生感应电动势
8、如图1所示，矩形金属框置于匀强磁场中，ef为一导体棒，可在ab和cd间滑动并接触良好；设磁感应强度为B，ef长为L，在Δt时间内向左匀速滑过距离Δd，由电磁感应定律E=n可知，下列说法正确的是（ ）
图1
A、当ef向左滑动时，左侧面积减少L·Δd,右侧面积增加L·Δd，因此E=2BLΔd/Δt
B、当ef向左滑动时，左侧面积减小L·Δd，右侧面积增大L·Δd，互相抵消，因此E=0
C、在公式E=n中，在切割情况下，ΔΦ=B·ΔS，ΔS应是导线切割扫过的面积，因此E=BLΔd/Δt
D、在切割的情况下，只能用E=BLv计算，不能用E=n计算
9、在南极上空离地面较近处，有一根与地面平行的直导线，现让直导线由静止自由下落，在下落过程中，产生的感应电动势（ ）
A、增大
B、减小
C、不变
D、无法判断
10、一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T.在此过程中穿过线圈的磁通量的变化是___________ Wb；磁通量的平均变化率是___________ Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是___________ V.
能力提升：
11、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将 （ ）
A.越来越大
B.越来越小
C.保持不变
D.无法确定
12、如图所示，C是一只电容器，先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦，则ab以后的运动情况可能是（ ）
A.减速运动到停止
B.来回往复运动
C.匀速运动
D.加速运动
13、粗细均匀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4-3-12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（ ）
14、一个面积S=4×10-2 m2、匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于-0.08 Wb/s
B、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C、在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于-0.08 V
D、在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
15、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s时间拉出，外力做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2,则（ ）
A、W1B、W1C、W1>W2,q1=q2
D、W1>W2,q1>q2
16、如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积.当磁感应强度以ΔB/Δt的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势的大小为____________________.
17、在图中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆.有均匀磁场垂直于导轨平面.若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB（ ）
A、匀速滑动时，I1=0，I2=0
B、匀速滑动时，I1≠0,I2≠0
C、加速滑动时，I1=0,I2=0
D、加速滑动时，I1≠0,I2≠0
18、如图4-3-10所示，在光滑的绝缘水平面上，一个半径为10 cm、电阻为1.0 Ω、质量为0.1 kg的金属环以10 m/s的速度冲入一有界磁场，磁感应强度为B=0.5 T.经过一段时间后，圆环恰好有一半进入磁场，该过程产生了3.2 J的电热，则此时圆环的瞬时速度为___________m/s；瞬时加速度为___________ m/s2.
19、如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同.图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置，P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处.若两导轨的电阻不计，则（ ）
A、杆由O到P的过程中，电路中电流变大
B、杆由P到Q的过程中，电路中电流一直变大
C、杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变
D、杆通过O处时，电路中电流最大
20、如图4-3-14所示，半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向内.一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率v在圆导轨上从左端滑到右端，电路中的定值电阻为r，其余电阻不计.导体棒与圆形导轨接触良好.求：
(1)、在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值；
(2)、MN从左端到右端的整个过程中，通过r的电荷量；
(3)、当MN通过圆导轨中心时，通过r的电流是多大？
21、如图所示，两根平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面，两导轨间距为L，左端连一电阻R，右端连一电容器C，其余电阻不计。长为2L的导体棒ab与从图中实线位置开始，以a为圆心沿顺时针方向的角速度ω匀速转动，转90°的过程中，通过电阻R的电荷量为多少？
22．如图所示，水平放置的导体框架，宽L=0.50 m，接有电阻R=0.20 Ω，匀强磁场垂直框架平面向里，磁感应强度B=0.40 T.一导体棒ab垂直框边跨放在框架上，并能无摩擦地在框架上滑动，框架和导体ab的电阻均不计.当ab以v=4.0 m/s的速度向右匀速滑动时，求：
（1）ab棒中产生的感应电动势大小；
（2）维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小；
（3）若将外力F突然减小到F′，简要论述导体ab以后的运动情况.
23、如图4-3-18所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个面积为S的矩形线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动.
（1）穿过线框平面磁通量的变化率何时最大？最大值为多少？
（2）当线框由图示位置转过60°的过程中，平均感应电动势为多大？
（3）线框由图示位置转到60°时瞬时感应电动势为多大？
24、横截面积S=0.2 m2、n=100匝的圆形线圈A处在如图所示的磁场内，磁感应强度变化率为0.02 T/s.开始时S未闭合，R1=4 Ω，R2=6Ω，C=30 μF，线圈内阻不计，求：
（1）闭合S后，通过R2的电流的大小；
（2）闭合S后一段时间又断开，问S断开后通过R2的电荷量是多少
参考答案：
C
DE
CD
C
CD
C
C
8、C
9、C
10、磁通量的变化量是由磁场的变化引起的，所以
ΔΦ=ΔBSsinθ=（0.5-0.1）×20×10-4×0.5 Wb=4×10-4 Wb
磁通量的变化率=Wb/s=8×10-3 Wb/s
感应电动势E=n=200×8×10-3 V=1.6 V.
答案：4×10-4 8×10-3 1.6
11、C
12、C
13、B
14、A
15、C
16、nL2
17、D
18、根据能量守恒定律，动能的减少等于产生的电热，即 mv2-mv12=E热，代入数据解得：v1=6 m/s.此时切割磁感线的有效长度为圆环直径，故瞬时电动势为E=Blv1，瞬时电流I=，安培力F=BIl，瞬时加速度为a=，整理得：a==0.6 m/s2.
19、D
20、思路解析：导体棒从左向右滑动的过程中，切割磁感线产生感应电动势，对电阻r供电.
(1)、计算平均电流，应该用法拉第电磁感应定律，先求出平均感应电动势.整个过程磁通量的变化为ΔΦ=BS=BπR2，所用的时间Δt=，代入公式E==，平均电流为I=.
(2)、电荷量的运算应该用平均电流，q=IΔt=.
(3)、当MN通过圆形导轨中心时，切割磁感线的有效长度最大，l=2R，根据导体切割磁感线产生的电动势公式E=Blv得：E=B·2Rv，此时通过r的电流为I=.
答案：(1) (2) (3)
21、思路解析：以a为圆心转动90°的过程可分为两个阶段，第一阶段是导体棒与导轨接触的过程；第二阶段是导体棒转动60°以后b端离开导轨以后.
第一阶段导体棒切割磁感线产生感应电动势，因为切割磁感线的有效长度发生变化，所以电动势是改变的，该过程中通过电阻R的电荷量可用平均电动势来求出.该过程中相当于电源的导体棒给电容器C充电.
平均电动势E1=，ΔΦ=BΔS=BL2，通过R的电荷量q1= Δt=.
第二阶段，电容器要对电阻放电，电容器的电荷量完全通过电阻放完.电容器充电的最大电压为E2=B（2L）2ω，此时电容器的充电电荷量为q2=CE2=2BL2Cω.
整个过程通过电阻的总的电荷量为Q=q1+q2=+2BL2Cω.
答案：+2BL2Cω
22、 (1)E=0.80 V (2)F=0.80 N (3)略
23、 (1)ab与cd两边垂直切割磁感线时，Em=BSω
(2)=BSω
(3)BSω
24、解：（1）磁感应强度变化率的大小为=0.02 T/s，B逐渐减弱，
所以E=n=100×0.02×0.2 V=0.4 V
I= A=0.04 A，方向从上向下流过R2.
（2）R2两端的电压为U2=×0.4 V=0.24 V
所以Q=CU2=30×10-6×0.04 C=7.2×10-6 C.第三节：传感器的应用（二）同步练习二
基础达标:
1．计算机的鼠标器：它内部的两个__________就是两个光传感器，分别负责x、y两个方向的移动信息．
2．火灾报警器：内部敏感元件是光电三极管，无光照射时呈__________状态，有光照射时其__________变小．这种变化被电路检测后就会发出警报．
3．温度传感器：应用温度传感器可以把__________转换成__________，由__________或__________显示出来．
4．如图所示为小型断电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．断电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是（ ）
A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联
B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联
C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联
D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联
5．家用电饭煲中的电热部分是在电路中串联一个PTC元件（以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器），其电阻率随温度变化的规律如图所示．由于这种特性，它具有温控功能，能使电饭煲自动地处于煮饭和保温状态．对于PTC元件在电饭煲中的作用，以下说法中正确的是（ ）
A．通电后功率先增大，后减小
B．通电后功率先减小，后增大
C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1不变
D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1~T2之间的某一值不变
6、用多用电表的同一档位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是 （ ）
A、测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大
B、测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小
C、测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大
D、测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小
7、随着生活质量的提高，自动干手机已经进入家庭．洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为
A、改变了湿度
B、改变了温度
C、改变了磁场
D、改变了电容
8、下面的器件不属于温度传感器应用的是（ ）
A、电熨斗 B、电饭锅 C、测温仪 D、鼠标器
能力提升：
9、加速度计是测定物体加速度的仪器，现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇制导系统的信息源，如图所示为应变式加速度计，当系统加速时，加速度计中的滑块也处于加速状态，滑块由两根相同的弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，滑块下端滑动臂可在滑动变阻器上无摩擦水平滑动，当系统加速时滑块发生位移，并转换成电信号输出．已知滑块的质量为m，每根弹簧的劲度系数为k，电源的电动势为ε且内阻不计，滑动变阻器的总阻值为R，且总电阻有效长度为L．静态时，两弹簧恰好为原长，滑动变阻器的滑动触头位于正中间，并且此时加速度计的输出电压为零．
（1）假定待测系统的加速度大小为a，方向向左，求敏感元件发生的位移？
(2)求用输出信号的电压U来表示待测系统加速度a的表达式？
10、可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示。当系统绕轴OO′转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l ，电阻分布均匀，系统静止时P在B点，当系统以角速度ω转动时，试写出输出电压ω与U的函数式。
11、（风力测定仪）如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图，图中P为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O是悬挂点，R0是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金属丝始终保持良好接触，无风时细金属丝与电阻丝在C点接触，此时电路中的电流为I，有风时细金属丝将偏转一角度θ（θ与风力大小有关），细金属丝与电阻丝在C/点接触，已知风力方向水平向左，OC=h，CD=L，球的质量为M，电阻丝单位长度的电阻为k，电源内电阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转θ角时，电流表的示数为I/，此时风力大小为F，试写出：
①风力大小F与θ的关系式；
②风力大小F与电流表示数I/的关系式。
③此装置所测定的最大风力是多少？
12．光发动机是一种能够把光能转化为机械能输出的装置，如图6-3-6所示的就是光发动机的核心部分的原理示意图．带有活塞的密闭气室中有气态物质，当光从窗口射入时，可使气态物质接受光能而发生化学反应．而在无光照射的情况下又发生逆反应，这样便可通过控制窗口处射入的光使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能．
图6-3-6
（1）假设在反应前后温度不变，则在如下几种反应模式中（下式的g和l分别表示气态和液态），光发动机气室内选择的反应模式是____________（填上反应模式的序号）．
①A2(g)+B2(g)=2AB(g)
②2AB2(g)=2AB(g)+B2(g)
③2AB2(g)=2AB(g)+B2(l)
（2）简述选择的理由．
13、用如图所示的装置可以测量汽车在水平里面上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器，用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前、传感器a在后。汽车静止时，传感器a、b的示数均为10N（g取10m/s2）
（1）若传感器a的示数为14N，b的示数为6.0N，求此时汽车的加速度大小和方向
（2）当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零
14．如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计，不称物体时，滑动头P在A端，滑动变阻器接入电路中有效电阻最大，电流较小；称重物时，在压力作用下使滑动头下移，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的质量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的质量，若滑动变阻器上A、B间长度为L，最大阻值为R，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数k，试导出所称重物重力G与电路中电流I的函数关系。
参考答案：
1、答案：红外接收管
2、答案：高电阻 电阻
3、答案：温度 电信号 指针式仪表 数字式仪表
4、答案： AB
5、答案： AD
思路解析：当电饭煲内的温度从T0升高到T1的过程中，热敏电阻的电阻率ρ随温度的升高而减小，则电阻R也随着温度的升高而减小，而加在电饭煲上的电压U保持不变，由P1=知，此过程中电饭煲生热功率P1随温度升高而增大，当T=T1时，P1达到最大．当温度从T1上升到T2过程中，随着温度的升高，ρ增大，R增大，所以P1减小；而温度越高，温度与外界环境温度的差别越大，电饭煲的散热功率P2就越大；因此，在这之间的某一温度会有P2=P1，即达到保温状态，设此时的温度为T3，当TP2，使温度自动上升至T3，当T>T3时，P2>P1，会使电饭煲的温度自动降为T3，实现自动保温效果．
6、答案：AD
7、答案：D
8、答案：D
9、答案：
10、答案：
11、答案：
12、答案：
13、答案：
14、答案：
a
b
v
A
P
A
B
R0
R0
E
S第二节：传感器的应用（一）同步练习二
基础达标
1．如图所示，甲、乙是两类热敏电阻的R-t特征图线，如果想用热敏电阻作传感器，并与继电器相连，构成一个简单的自动报警线路，当温度过高时，由继电器接通电路报警，采用图________类热敏电阻较好.
2．如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时（ ）
A.R1两端的电压增大
B.电流表的示数增大
C.小灯泡的亮度变强
D.小灯泡的亮度变弱
3．下列说法正确的是 （ ）
A、应变式力传感器可以测重力，也可以用来测牵引力
B、电子秤的核心元件是应变片，它多用金属材料制成，是一种敏感元件
C、应变片能把力学量―――物体形变转换为电学量―――电压
D、所有电子秤都应用了应变式力传感器
4．关于话筒，下列说法正确的是 （ ）
A、无论动圈式话筒、电容式话筒、还是驻极体话筒，作用相同都将声波――力学量转换成了电压（或电流）――电学量
B、电容式话筒和驻极体话筒原理相同，都是声波的变化引起电容变化，进而引起输出电压的变化
C、动圈式话筒利用通电线圈在磁场中受安培力振动实现声向电的转化
D、因为驻极体话筒价格便宜、灵敏度高，会场大都用驻极体话筒
5．下列说法正确的
A、电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同
B、常温下，上下触点是分享的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分享
C、需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移
D、电熨斗中的双金属片是一种半导体材料
6、为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路相接．当楼道内有人走动而发出声响时，电灯即被接通电源而发光，这种传感器为＿＿＿＿＿，它输入的是＿＿＿＿＿＿信号，经传感器转换后，输出的是＿＿＿＿＿信号．
7．传感器是一种采集信息的重要器件，图1是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力为F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的 ( )
A、若F向上压膜片电极，电路中有从a和b的电流
B、若F向上压膜片电极，电路中有从b和a的电流
C、若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流
D、若电流表有示数，则说明压力F发生变化
8、1999年7月12日，日本原子能公司所属敦贺湾电站由于水管破裂导致国徽冷却剂外流，在检测此重大事故中应用了非电量变化（冷却剂外泄使管中液面变化）转换为电信号的自动化测量技术．如图所示是一种测定导电液体深度的装置；包着一层电介质的金属棒与导电液体形成一个电容器，电容量的变化能反映液面的升降情况，则下列叙述中正确的是 ( )
A．电容增大反映h增大
B．电容增大反映h减少
C．将金属棒间的电压和导电液体分别接电源两极再断开后，液体深度变化时导电液与金属棒间的电压增大反映h减小
D．将金属棒和导电液体分别接电源两极再断开后，液体深度变化时导电液与金属棒间的电压增大反映h增大
9、街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（ ）
A、压敏性
B、光敏性
C、热敏性
D、三特性都利用了
10、若超导体线圈连接在电路中，则（ ）
A.超导体线圈中有较小的电流通过
B.有强大的电流通过线圈，不能产生强大的磁场
C.电流通过超导体线圈，能产生强大的磁场
D.电流在超导体线圈中，会有部分能量消失
能力提升：
11．如图所示是继电器的原理图，A为常闭触点，B为常开触点，当在接线柱2、3间通入一定的电流时，电磁铁便使衔铁P脱离A而与B接触，从而达到控制电路的目的.接线柱____________与有电源的热敏电阻串联.接线柱____________与外电路串联，即可在温度过高时切断外电路，实现对外电路的自动控制.若要求切断此电路的同时接通另一个外电路，则需要接通的电路应连在____________两个接线柱上.
12．计算机键盘是由两片金属切片组成的小电容器．该电容器的电容可用公式C=ε计算，式中ε=9×10-12,S为金属片的正对面积，d表示两金属片间距．当键被按下时，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50 mm2，键未按下时的金属片间距为0．6 mm．如果电容变化0．25 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下（ ）
A．0．15 mm B．0．25 mm C．0．35 mm D．0．45 mm
13．一光敏电阻和一用电器串联后接在一电源上，如图所示.当电路中的光敏电阻受到光照射时，用电器__________正常工作；当光敏电阻不受光照射时，阻值__________，电流___________，用电器___________工作.
14．如图所示为一自动控温的电加热器的电路图，R1是热敏电阻，R2是加热电阻，试说明它是如何控制温度的.
参考答案：
1、答案：甲
2、答案：C
3、答案：ACD
4、答案：AB
5、答案：C
6、答案：声，声，电
7、答案：BC
8、答案：AC
9、答案：B
10、答案：C
11、答案： 2、3 1、5 1、4
12、答案：A
13、答案：开始 增大 减小 停止
14、思路解析：闭合开关，电压加在R1和R2上，它们产生的热功率为，随着温度的升高，热敏电阻R1阻值增大，他们产生的电热功率就减小，选择合适的热敏电阻和加热电阻，就可以将加热的温度控制在某一温度上，加热功率等于散热功率，物体的温度保持在这一温度上不变.
G
b
a
R
F
导电液
电解质
芯线第4单元 电磁感应现象、楞次定律测试题
一 预习题
1、下列关于磁通量的说法中正确的有
A、磁通量不仅有大小还有方向，所以磁通量是矢量；
B、在匀强磁场中，a线圈的面积比线圈b的面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大；
C、磁通量大磁感应强度不一定大；
D、把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量较在N处的大，则M处的磁感强度一定比N大。
2、发现电流磁效应现象的科学家是________，发现通电导线在磁场中受力方向规律的科学家是__________，发现电磁感应现象的科学家是_____________ ，发现点电荷间的相互作用力规律的科学家是__________。
3、关于感应电流，下列说法中正确的有：
A、只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生；
B、穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生；
C、线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也就没有感应电流；
D、只要电路的一部分作切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流。
4、根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是：
A、阻碍引起感应电流的磁通量；
B、与引起感应电流的磁场反向；
C、阻碍引起感应电流的磁通量的变化；
D、与引起感应电流的磁场方向相同。
5、如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，
直导线通恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直
导线时，线框中感应电流方向是：
A、先abcd，后dcba，再abcd ；
B、先abcd，后dcba ；
C、始终沿dcba ；
D、先dcba ，后abcd ，再dcba 。
【参考答案】
1、C ； 2、 奥斯特，安培，法拉第，库仑 ； 3、C ； 4、 C ； 5、D 。
二 基础题
1、两圆环a、b同心同平面放置，且半径Ra >Rb ，将一条形磁铁置于两环的轴线上，设通过a、b圆环所包围的面积的磁通量分别是、 ，则：
A、= ； B、> ； C、< ； D、无法确定与的大小关系。
2、带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面，则：
A、只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流产生；
B、圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生；
C、圆环在作变速转动时，小线圈内一定有感应电流产生；
D、圆环作匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生。
3、如图所示，线圈abcd自由下落进入匀强磁场中则当只有ab边
进入磁场时，线圈中的感应电流方向是_________________，当整
个线圈进入磁场中时，线圈中____________感应电流（填“有”或
“无”）
【参考答案】
1、C ； 2、 C、D ； 3、 bcdab ， 无 。
三 应用题
1、如图所示，线圈平面与水平方向成角，磁感线竖直向下
，设磁感强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量为多大？
2、如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定的电流，有一矩形线框与导线在同一平面，在下列情况中线圈产生感应电流的是：
A、导线中电流强度变大；
B、线框向右平动；
C、线框向下平动；
D、线框以ab边为轴转动；
E、线框以直导线为轴转动。
3、如图所示，试判断当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD中的电流方向。
【参考答案】
1、分析和解答：此题的线圈平面abcd与磁感强度B方向不垂直，不能直接用= BS计算。处理时可以用以下两种之一：
（1）把S投影到与B垂直的方向即水平方向（如图中的a’b’c’d’），所以S投 = Scos，故
= BScos ；
（2）把B分解为平行于线圈平面的分量和垂直于线圈平面分量，显然平行方向的磁场并不穿过线圈，且B垂直= Bcos ， 故= BScos 。
2、A、B、D
分析与解答：
分析是否产生感应电流，关键就是分析穿过闭合线框的磁通量是否变化，而分析磁通量是否变化，关键就是分清磁感线的分布，亦即分清磁感线的疏密变化和磁感线方向的变化。
对A选项，因I增大而引起周围的磁场增强，使线框的磁通量增加，故A正确。
对B选项，因离开直导线方向越远，磁感线分布越疏。因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，故B正确。
对C选项，线框向下平动时穿过线框的磁通量不变，故C不合适。
对D选项，可用一些特殊位置来分析，当线框与直导线在同一个平面上时，穿过线框的磁通量最大，当线框转过90度时，穿过线框的磁通量减小，因此可以判定线框以ab轴转动时磁通量一定变化，故D正确。
对E选项，由于线框绕直导线转动时，穿过线框的磁通量不变，因此无感应电流，故E错。
3、分析与解答：
按照应用楞次定律的应用步骤进行判定：
当S闭合时：
（1）研究回路是ABCD，穿过回路的磁场是电流I产生的磁场，方向由右手螺旋定则判断出是指向读者，且磁通量增大；
（2）由楞次定律得知感应电流的磁场方向应是和原磁场方向相反即离开读者方向向内。
（3）由右手螺旋定则判知感应电流方向是B到A到D到C 。
当S断开时：
（1）研究回路仍是线圈ABCD，穿过回路的原磁场仍是I产生的磁场，方向由右手螺旋定则判知是指向读者，且磁通量减小；
（2）由楞次定律知感应电流磁场方向应是和原磁场方向相同即指向读者；
（3）由右手螺旋定则判知感应电流方向是A到B到C到D 。
四 提高题
1、如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁可能是：
A、向下运动；
B、向下运动；
C、向左平移；
D、以上都不可能。
2、某磁场磁感线如图所示，有一铜线圈自图示位置A
落至位置B，在下落过程中，自下向上看，线圈中的
感应电流方向是什么方向？
3、在两根平行的长直导线MN中（如图甲所示），通以同方向同强度的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向怎样？
【参考答案】
1、B 、C
分析与解答：判断顺序采用逆顺序。
（1）感应电流方向从A经R到B，根据安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上到下；
（2）由楞次定律判断出螺线管内磁通量的变化是向下的减小或向上的增加；
（3）由条形磁铁的磁感线分布知螺线管内原磁场是向下的，故应是磁通量减小，即磁铁向上运动或向左平移或向右平移。
所以正确答案是B、C 。
2、分析与解答：
把线圈从A至B的全过程分为两个过程处理：
第一过程：是线圈从A位置下落到具有最大磁通量位置O，此过程中穿过线圈磁通量方向向上且不断增大，由楞次定律判断出感应电流方向（自上向下看）是顺时针的；
第二过程：是线圈从具有最大磁通量位置O落到B位置，此过程中穿过线圈磁通量方向是向上不断减小，由楞次定律判断出感应电流方向（自上向下看）是逆时针的；
所以线圈中的电流是先顺时针后逆时针方向。
3、分析与解答：
先画出两电流产生的合磁场的磁感线分布如图乙所示，注意合磁场B的方向和大小情况。
（1）线框在两电流中线的右侧时，穿过线框的合磁通垂直纸面穿出，线框左移，磁通量变小，为阻碍这个方向的磁通量变小，感应电流方向应是adcb。
（2） 当线框跨越两电流中线时，线框的合磁通量由穿出变到穿进，感应电流还是adcb。
（3） 线框再左移，线框合磁通穿入且增加，感应电流还是adcb。
所以线框的感应电流方向始终是adcb 。
小结：可见处理合磁通量变化而产生感应电流的方向判定问题，关键是画出合磁场磁感线的方向及疏密的分布情况从而确定合磁通的变化。
五 课后演武场
1、如图所示，均匀金属棒ab位于水平桌面上方的正交
电磁场中，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里，
当金属棒从水平状态由静止开始自由下落（不计空气阻
力），ab两端落到桌面上的先后次序是：
A、a先于b ； B、b先于a ；
C、ab同时； D、无法确定。
2、互相平行的两金属导线固定在同一水平面内，上面架着两根相互平行的铜棒ab和cd，其中cd固定，磁场方向如图所示，当外力使ab向右运动时，下列说法中正确的是：
A、cd中的电流方向是由d到c ；
B、ab棒不受磁场力的作用；
C、cd棒受到向右的磁场力的作用；
D、ab棒受到向右的磁场力作用。
3、如图所示，半径大小不同的金属环在同一平面内，当大环内通以不断增大的电流I时，小环中：
A、有顺时针方向的感应电流；
B、有逆时针方向感应电流；
C、有感应电流，但方向无法判断；
D、无感应电流。
4、有一金属圆环与一根带绝缘层的长直导线放在同一平面内，且直导线与环的直径重合，如图所示，当直导线中通以均匀增加的电流时，圆环将：
A、出现顺时针方向的感应电流；
B、出现逆时针方向的感应电流；
C、没有感应电流；
D、无法确定有无感应电流。
5、如图所示，DCEF为水平放置的金属框架，GH为金属细棒，静止平放在框架上，它与框架之间的摩擦不计，当条形磁铁从图示位置以OO’为轴转动时，则：（ ）
A、顺时针转过90度过程中，GH棒向右运动；
B、顺时针转过90度过程中，GH棒向左运动；
C、逆时针转过90度过程中，GH棒向右运动；
D、逆时针转过90度过程中，GH棒向左运动。
6、如图所示，一个金属圆环A用线吊着，套在一个通电螺线管正中央位置，若螺线管中图示的电流I突然变大，则：
A、圆环A会受到沿半径向外拉伸的力；
B、圆环A会受到沿半径向内压挤的力；
C、圆环A会受到向右的力；
D、圆环A会受到向左的力。
7、两个“ ”形金属框放在光滑而绝缘的水平面上，位置如图所示，虚线范围内是匀强磁场区域，若线框a匀速向b滑动，刚好能进入b（相对于两边又均能良好接触而无摩擦），当a、b接触后的短暂时间内，a的运动情况及回路中的感应电流方向为：
A、a继续匀速向b；
B、a减速向b；
C、感应电流沿顺时针方向；
D、感应电流沿逆时针方向。
8、如图所示，导线AB可在平行导轨MN上滑动，接触良好，轨道电阻不计，电流计中有如图所示方向感应电流通过时，AB的运动情况是：
A、向右加速运动；
B、向右减速运动；
C、向右匀速运动；
D、向左减速运动。
9、如图所示，A为用细绳悬吊着的圆形铜环，B为可绕支于其中心的支轴转轴转动的条形磁铁。B在A的正下方，其极性不清楚。当磁铁绕轴O以角速度在水平面内匀速旋转时，则铜环将会以角速度ω’转动，下列判断正确的是：
A、ω’= ω ，两者转向相同；
B、ω’> ω ，两者转向相反；
C、ω’< ω , 两者转向相同；
D、ω’< ω ，两者转向相反。
10、如图所示，金属棒MN和PQ都可以在平行的水平放置的光滑导轨上滑动，在整个装置的区域内存在着匀强磁场，磁场方向和导轨所在平面垂直，当用外力F使金属棒MN向右做匀加速运动时，金属棒PQ怎样运动？（导轨电阻不计）？
【参考答案】
1、A 2、C 3、B 4、C 5、A C 6、A 7、B C 8、A D
9、分析与解答
当磁铁转动时，在图示情况下，设铜环不动，则铜环的左、右两侧分别与磁铁左、右两端作相对远离的运动。根据楞次定律的上述第二个推论，铜环中的感应电流的磁场将要阻碍这种相对运动，因此两者转向应相同；又因只能阻碍相对运动，相对远离的现象仍然存在，故
ω’< ω , 两者转向相同，故选C 。
10、分析与解答
当MN向右运动时，右右手定则可判断出MN上感应电流方向向上，线圈中电流产生的磁场向右，由于MN向右做加速运动，速度在变大，感应电动势和电流都在变大，线圈中磁场方向向右且增强，磁通量增加，左边线圈中感应电流的磁场必定阻碍磁通量增加，其方向一定向左，由安培定则确定出左侧线圈中感应电流的方向，在PQ上电流是从P流向Q，再由左手定则判断出PQ的运动方向是向右。
I
a
b
c
d
a
d
c
b
A
B
O
P
Q
M
N第二节：传感器的应用（一）同步练习一
基础达标
1．电子秤中常用的一种力传感器是由金属梁和___________制成．___________是一种敏感元件，多用___________材料制成．
2．温度传感器的核心元件是___________，它具有将___________转化为___________的性质．
3．话筒是一种常用的_________传感器，其作用是将__________信号转换为__________信号．
4．动圈式话筒是利用___________原理将___________信号转换为___________信号的．驻极体话筒由内部的驻极体___________感受声波，其工作电压为___________V．
5．电子秤使用的是（ ）
A．超声波传感器 B．温度传感器
C．压力传感器 D．红外线传感器
6．下列器件不是应用温度传感器的是（ ）
A．电熨斗 B．话筒 C．电饭锅 D．测温仪
7．传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（ ）
A．当F向上压膜片电极时，电容将减小
B．当F向上压膜片电极时，电容将增大
C．若电流计有示数，则压力F发生变化
D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
8．如图所示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，声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（ ）
A．距离变化 B．正对面积变化 C．介质变化 D．电压变化
9、测温仪中的敏感元件可以是：______________、_____________、__________、____________等.
10、电熨斗通过温度传感器来控制电路的通断，应用的物理原理是____________.
能力提升：
11．传感器是一种采集信息的重要器件．图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于可动膜片电极上时，以下说法正确的是（ ）
①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流
②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流
③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流
④若电流表有示数，则说明压力F发生变化
⑤若电流表有示数，则说明压力F不会发生变化
A．②④ B．①④ C．③⑤ D．①⑤
12．计算机键盘是由两片金属切片组成的小电容器．该电容器的电容可用公式C=ε计算，式中ε=9×10-12,S为金属片的正对面积，d表示两金属片间距．当键被按下时，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50 mm2，键未按下时的金属片间距为0．6 mm．如果电容变化0．25 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下（ ）
A．0．15 mm B．0．25 mm C．0．35 mm D．0．45 mm
13．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．下列说法正确的是（ ）
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势
14．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1所示，测量时先调节输入端的电压，但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，电键及导线若干，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．
图1
（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，在下图的方框中画出完整的测量电路图；
（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；
（3）请设想实验中可能会出现的一个问题．
参考答案：
1、答案：应变片 应变片 半导体
2、答案：热敏电阻 温度 电阻
3、答案：声 声 电
4、答案：电磁感应 声 电 塑料薄膜 3—6
5、答案：C
6、答案：B
7、答案：BC
8、答案：A
9、答案：热敏电阻 金属热电阻 热电偶 红外线敏感元件
10、答案：热胀冷缩
11、答案：B
12、答案：A
13、答案：B
14、答案：（1）如下图
（2）解析：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=
测得U=kmg,所以m=．
（3）①因电源电压不够而输出电压调不到零．
②待测物体质量超过转换器量程．交变电流 同步测试
一、选择题
1、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时（ ）
A. 线圈平面与磁感线方向垂直
B. 通过线圈的磁通量达到最大值
C. 通过线圈的磁通量变化率达到最大值
D. 线圈中的电动势为零
2、一只标有“220V，100W”的灯泡接在U=311sin314tV的交流电源上，则（ ）
A. 该灯泡能正常发光
B. 与灯泡串联的电流表读数为0.64A
C. 与灯泡并联的电压表读数为311V
D. 通过灯泡的电流
3、矩形线圈长为a，宽为b，在匀强磁场中以角速度绕中心轴匀速转动。设t=0时线圈平面与磁场平行，匀强磁场的磁感应强度为B，则线圈中感应电动势的即时值为（ ）
A.
B.
C.
D.
4、如图5－6－4电路中，已知交流电源电压u=200sin100πtV，电阻R=100Ω．则电流表和电压表的示数分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [ ]　　
A．1.41A，200V
B．1.41A，141V
C．2A，200V
D．2A，141V
5、如图5－7－5所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则: 　 [　　　 ]
A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大
B．保持P的位置及U1不变，S由b合到a时R消耗的功率减小
C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大
D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大
6、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5－7－6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变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大
7、在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损耗的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P用的关系式正确的是: 　　　 [　 　]
8、理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S是断开的，如图图5－7－7所示，在S接通后，以下说法正确的是（ ）
A. 灯泡L1两端的电压减小
B. 通过灯泡L1的电流增大
C. 原线圈中的电流增大
D. 变压器的输入功率增大
9、如图5－7－8所示，A、B、C、D是四个相同的白炽灯，都处于正常发光状态，则图中ab、cd两端电压U1与U2之比是： 　　[　　　]
A．3∶1　　　　　　　　　　　　　 B．4∶1
C．3∶2　　　　　　　　　　　　　 D．2∶1

10、小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致（ ）
A.升压变压器初级线圈中的电流变小
B.升压变压器次级线圈两端的电压变小
C.高压输电线路的电压损失变大
D.降压变压器次级线圈两端的电压变小
二、填空题
11、一个按正弦规律变化的交流电流的图象如图5－7－9所示．根据图象可以知道
（1）该交流电流的频率是____．
（2）该交流电流的有效值是____．
（3）该交流电流的瞬时值表示式____．
（4）当t= ____T（周期），该电流的大小与其有效值相等．
12、图5－7－10中的理想变压器原线圈接220V交流电压，副线圈A接4Ω电阻，B接一个“10V、24W”的电灯．已知A组线圈39匝，两端电压为6V，灯泡L正常发光，由此可见原线圈匝数为____，通过原线圈电流为____．
三、论述、计算题
13、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转动的角速度为π/3（rad/s），在转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为0.03Wb，则：
（1）线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？
（2）当线圈平面与中性面夹角为π/3时，感应电动势为多少？
14、N匝矩形线圈长L1，宽L2，电阻为r，通过滑环M、N和电刷a、b与电阻为R的电阻组成闭合电路，电路中连有安培表和伏特表，现使线圈绕垂直于磁场方向的轴OO’以角速度匀速转动，如图图5－7－11所示，求：
（1）转动过程中安培表和伏特表示数；
（2）使线圈匀速转动一周，外力作的功。
15、某小水电站发电机输出的交流电压是500V，输出电功率为50kW。如果用电阻为的输电线向远处的用户送电，这时用户得到的电压和电功率是多少？假如要求输电线上损失电功率不超过输出电功率的0.6%，则在电站要安装一个升压变压器，到达用户后再用降压变压器降为220V供用户使用，假定变压器为理想变压器，则升压变压器和降压变压器的原副线圈匝数比各是多少？
【素质提高】
16、如图5－7－12所示，一个被x轴与曲线方程y＝0.2 sin10 x/3（m）所围的空间中存在着匀强磁场．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B＝0.2 T．正方形金属线框的边长是0.40 m，电阻是0.1 ，它的一条边与x轴重合．在拉力F的作用下，线框以10.0 m/s的速度水平向右匀速运动．试求：
（1）拉力F的最大功率是多少
（2）拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区
ABD
AD
D
B
ABD
D
BD
ACD
B
10、CD
11、50HZ 14.14A 20sin100πtA 0.125
12、1430　　0.15A
13、（1）；（2）/2
14、（1）（2）
15、（1）用500V电压输电，用户得到电压，得到功率200kW。
（2）高压输电，升压器
16、（1）1.6W （2）0.048J
图5-6-4
图5－7－5
图5－7－6
图5－7－7
图5－7－8
图5－7－9
图5－7－10
图5－7－11
图5－7－12第三节：楞次定律同步练习二
基础达标：
1．根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 （ ）
A.阻碍引起感应电流的磁通量
B.与引起感应电流的磁场反向
C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D.与引起感应电流的磁场方向相同
2．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则 （ ）
A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
B.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生
C.当线圈以ab边为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d
D.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
3．如图所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流 （ ）
A.沿abcd流动
B.沿dcba流动
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
4．如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 （ ）
A.同时向左运动，间距增大
B.同时向左运动，间距不变
C.同时向左运动，间距变小
D.同时向右运动，间距增大
5．如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中 （ ）
A.线圈中将产生abcd方向的感应电流
B.线圈中将产生adcb方向的感应电流
C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcb
D.线圈中无感应电流产生
6.如图所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是 （ ）
A.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持
B.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失
C.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失
D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持
能力提升：
7．1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子.如图所示，如果有一个磁单极子（单N极）从a点开始运动穿过线圈后从b点飞过.那么 （ ）
A.线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向
B.线圈中感应电流的方向是沿QMP方向
C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向
D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向
8．如图所示，一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为 （ ）
A.逆时针方向,逆时针方向
B.逆时针方向,顺时针方向
C.顺时针方向,顺时针方向
D.顺时针方向,逆时针方向
9、一均匀的扁平条形磁铁与一圆形线圈在同一平面内，如图所示，磁铁的中央与圆心O重合.为了在磁铁运动时在线圈中产生图示方向的感应电流I，磁铁的运动方式应该是（ ）
A．使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外平动
B．使磁铁在线圈平面内绕O点顺时针方向转动
C．使磁铁在线圈平面内向上平动
D．N极向纸内、S极向纸外，使磁铁绕O点转动
10、如图4-4-16所示，一条形磁铁原来做自由落体运动，当它通过闭合线圈回路时，其运动情况是（ ）
A．接近线圈和离开线圈时速度都变小
B．接近线圈和离开线圈时加速度都小于g
C．接近线圈时做减速运动，离开线圈时做加速运动
D．接近线圈时加速度小于g，离开线圈时加速度大于g
11、如图所示，小磁铁以初速度沿超导圆环轴线方向穿过圆环并继续运动，则以下说法中正确的是（ ）
A．小磁铁一直做减速运动，最终速度为零
B．小磁铁在环的左侧是减速运动，在环的右侧是加速运动，最终速度是v0
C．忽略电磁辐射，环中的电流先增大后减小，且方向相反
D．忽略电磁辐射，环中的电流先增大后减小，最终为零，但电流的方向始终不变
12．如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流I减小时（ ）
A．环A有缩小的趋势
B．环A有扩张的趋势
C．螺线管B有缩短的趋势
D．螺线管B有伸长的趋势
13、如图所示，线圈abcd自由下落进入匀强磁场中，则当只有bc边进入磁场时，线圈中感应电流方向是沿__________.当整个线圈进入磁场中时，线圈中感应电流__________（填“有”或“无”）.
14．如图所示，当条形磁铁由较远处向螺线管平移靠近时，流过电流计的电流方向是____________，当磁铁远离螺线管平移时，流过电流计的电流方向是__________。
15．如图所示，当变阻器R的滑动触头向右滑动时，流过电阻R′的电流方向是_______.
16、在两根平行长直导线MN中，通以同方向同大小的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动.在移动过程中，线框中感应电流方向怎样？
参考答案：
C
ABC
A
C
A
D
B
B
D
AB
BD
AD
abcd 无
b→G→a a→G→b
a→R′→b
由安培定则可知感应电流方向始终是沿adcb方向传感器 同步测试
一、选择题
1、关于各种材料的电阻率，下列说法正确的是（ ）
A．纯金属的电阻率较合金的电阻率小
B．把一根长导线截成两段，每段的电阻率是原来的1/2
C．任何材料的电阻率在任何条件下都不可能为零
D．任何材料的电阻率都随温度的升高而增大
2、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
3、下列方法有可能使半导体材料的电阻率减小的是（ ）
A．升高半导体的温度
B．用光照射半导体
C．在半导体中加入微量其它杂质
D．以上情况都不可能
4、下列说法正确的是 （ ）
A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大
5、利用半导体材料可以制成（ ）
A．标准电阻 B．热敏电阻 C．光敏电阻 D．晶体管
6、如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，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它量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（ ）
A．距离变化 B．正对面积变化
C．介质变化 D．电压变化
7、如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通。当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放。则( )
A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
C．如果断开B线圈的电键S2，无延时作用
D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长
8、如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同。如果发现指针正向右偏转，则导电液体的深度h变化为（ ）
A．h正在增大 B．h正在减小
C．h不变 D．无法确定
9、如图所示，R 1为定值电阻，R 2为负温度系数的热敏电阻（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻），L为小灯泡，当温度降低时（ ）
A．R 1两端的电压增大
B．电流表的示数增大
C．小灯泡的亮度变强
D．小灯泡的亮度变弱
10、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
11、如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可经O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是（ ）
A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联
B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联
C．C与 D接信号电压，A与B可跟被控电路串联
D．C与 D接信号电压，A与B可跟被控电路并联
12、演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（ ）
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M不动时，电压表没有示数
二、简答题
13、下述仪器或装置用到传感器的有__________（填字母代号）
A．自动报警器 B．电子台秤 C．电视遥控器 D．红外线探测仪
14、为解决楼道的照明问题，在楼道内安装一个传感器与控制电灯的电路相接。当楼道内有走动而发出声响时，电灯即被电源接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是_________信号，经传感器转换后，输出的是_________信号。
15、光电传感器利用_________将___________信号转换成了__________信号；热电传感器利用____________将_________信号转换成了___________信号，从而实现自动控制的目的。
16、如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变化是___________，发生这一现象的主要原因是________
A．小灯泡的电阻发生了变化
B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化
C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化
D．电源的电压随温度发生了变化
17、如图所示，当光敏电阻RG受到光照时，阻值______，非门输入端A出现_____电平，输出端Y出现______电平（填“高”或“低”），发光二极管LED反向截止，_____发光（填“能”或“不能”），当把光遮住时，RG阻值增大，输入端A出现____电平，Y端是_____电平（填“高”或“低”），二极管正向导通____发光（填“能”或“不能”，）达到路灯白天不亮晚上亮的目的。
三、计算题
18．角速度计可测得航天器自转的角速度ω，其结构如图所示，当系统OO１转动时，元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电信号成为航天器的制导信号源．已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为Ｌo，电源电动势为Ｅ，内阻不计．滑动变阻器总长为Ｌ，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动触头Ｐ在中点，与固定接头Ｑ正对，当系统以角速度ω转动时，求：
(1)弹簧形变量ｘ与ω的关系式；
(2)电压表的示数Ｕ与角速度ω的函数关系．
19．如图所示为一种加速度仪的示意图。质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中。求：
⑴系统的加速度a（以向右为正）和电压表读数U的函数关系式。
⑵将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？
⑶若电压表指针指在满刻度的3/4位置，此时系统的加速度大小和方向如何？
20．一块N型半导体薄片（称霍尔元件），其横载面为矩形，体积为b×c×d，如图所示。已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e.将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿Z轴方向，并通有沿x轴方向的电流I。
(1)此元件的CC/两个侧面中，哪个面电势高？
(2)试证明在磁感应强度一定时，此元件的CC/ 两个侧面的电势差与其中的电流成正比
(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B 的仪器。其测量方法为：将导体放在匀强磁场之中，用毫安表测量通以电流I，用毫伏表测量C、C/间的电压U CC’， 就可测得B。若已知其霍尔系数。并测得U CC’=0.6mV,I=3mA。试求该元件所在处的磁感应强度B的大小。
参考答案
一．选择题
1．A
2．C
3、ABC
4．BC
5．BCD
6．A
7．BC
8．B
9．C
10、ABC
11．A
12．B
二、简答题
13．A、B、C、D
14．声电；声；电
15．光敏电阻；光；电；热敏电阻；温度；电
16．变暗； C
17、减小或降低、低、高、不能、高、低、能。
三、计算题
18．当系统绕OO1转动时,A在光滑杆上发生滑动,使弹簧发生形变,触头P也随之而移动．
由牛顿第二定律，Ｆ＝ｍω2R，R=Lo＋ｘ，即kx=ｍω2(Lo＋ｘ)，
ｘ＝ｍω2／Lo/(k-ｍω2).
（２）　电压表的示数Ｕ＝E=ｍω2LoE／L(k-ｍω2)
19．（12分）解：（1）当振子向左偏离中间位置x距离时，由牛顿第二定律得
①
电压表的示数为
②
由以上两式解得 ③
（2）均匀，因为加速度a与电压表示数U是一次函数（线性关系）。
（3）当滑动触头滑到最右端时，电压表最大示数，电压表指针指在满刻度的3/4位置时，
代入③式解得 方向向左。
20．解：(1) 较高
（2）假设定向移动速度为v： I=q/t q=nebdvt
可得：I=nebdv
稳定时有：Bev=e U CC’/b 可得：U CC’= I
式 中各量均为定值 ，所以侧面的电势差与其中的电流成正比
（3）由上可知B= 代入得：B=0.02T
Z
d
I
x
y
b
c
C
C/
B交变电流习题课
自主探究
一．从中性面开始计时，交变电流的变化规律：（外电路电阻为R且为纯电阻，线圈电阻为r）
数学表达式 图 像
磁通量φ
电动势e
电 流i
电 压u
二．问题讨论：
1．如果转轴仍平行于ab边，且垂直于磁感线，距ab边ad /4，试求从中性面开始计时，交变电流的变化规律；
小结：
2．若从垂直于中性面开始计时（即从平行于磁感线），试求交变电流的变化规律；
3．试从φ－t图像的切线变化的角度理解上述内容。
尝试体验
1．线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势如图所示，从图中可知（ ）
A．在t1和t3时刻，线圈处于中性面位置
B．在t2和t4时刻，穿过线圈的磁通量为零
C．从t1到t4线圈转过的角度为πrad
D．若从0时刻到t4时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次
2．一正弦交流发电机的最大电动势为Em，线圈转动的角速度为ω，线圈电阻为r，线圈从垂直于中性面位置计时：
（1）t时刻电动势的瞬时表达式为__________________；
（2）若此发电机的转速和磁场均增加一倍，t时刻电动势的瞬时表达式为______________；（3）若线圈匝数增加一倍，t时刻电动势的瞬时表达式为__________________；t时刻电流的瞬时表达式为___________________（设外电路为纯电阻，外电阻为R）
领悟整合
3．处于匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与纸面重合，线圈的cd边离开纸面向外运动。若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正，试画出线圈中感应电流i随时间t变化的图线。
4．如图所示，一根通有交流电i =Imsinωt的长直导线与一个闭合的矩形线圈在同一水平面内，若线圈所受的磁场力的合力方向背离直导线，则交流电必处于每个周期内的（ ）
A．第一个1/4周期内
B．第二个1/4周期内
C．第三个1/4周期内
D．第四个1/4周期内
开放探究
5．一矩形线圈与外电阻相接后，感应电流随时间变化的图像如图所示，若线圈的面积为200cm2，回路总电阻为10Ω，求线圈所处匀强磁场的磁感应强度。
t
φ
O
t
e
O
t
i
O
t
u
O
t
e
O
t4
t3
t2
t1
t
i
O
d
c
b
a
B
d
c
b
a
i
t
i
O
T
T/4
t/s
i /×10－2A
－π
0.05
0.10
π交变电流 传感器
时间：90分钟 满分：100分
选择题（本题共10小题，每题4分，共40分）
1.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是：（ ）
A．线圈平面与磁感线方向垂直
B．通过线圈的磁通量达到最大值
C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值
D．线圈中的电流方向不发生变化
2.图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比为( )
3.如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U. 变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1:n2为，电源电压U1为 ( )
A．1:2 2U B．1:2 4U
C．2:1 4U D．2:1 2U
4.一个N匝的六边形线框面积为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，绕在线框平面的某一转轴转动，转速为n转/秒，则
A．线框交变电动势的最大值为NnπBS
B．线框交变电动势的有效值为NnπBS
C．从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2NnBS
D．感应电动势瞬时值为e = 2nπBSsin2nπt
5.如图所示的电路，一灯泡和一可变电容器串联，下列说法正确的是（ ）
A．a、b端接稳恒直流电，灯泡发亮
B．a、b端接交变电流，灯泡发亮
C．a、 b端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大
D．a、b端接交变电流，灯泡发亮，在不改变交变电流有效值的情况下增大其频率，灯泡亮度增大
6.图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是（ ）
A.图l表示交流电，图2表示直流电
B.两种电压的有效值相等
C.图1所示电压的瞬时值表达式为u=311 sinl00πt V
D.图1所示电压经匝数比为10：l的变压器变压后，频率变为原来的
7.（主要考查变压器知识兼顾考查电路的动态变化问题）如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2 和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是( )
A．U2变小、I3变小 B．U2不变、I3变大
C．I1变小、I2变小 D．I1变大、I2变大
8.在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是
9.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要暗些，这是因为此时（ ）
A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小
B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小
C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失电压大
D．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流
10.（考查传感器兼顾考查超重失重）压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中不正确的是
A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动 B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动
C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动 D．丁图表示电梯可能做变减速下降运动
二．非选择题（本大题共6小题，共计60分）
11.（6分）如图所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB＝100V，R0＝40，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为___________V，通过电阻R0的电流有效值为_____________A．当触头P向下滑动的时候，流过交流电源的电流______________.(填“增大 ”、“减小”或“不变”)
12、（8分）图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示器各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0 ，定值电阻R=2.0 ，AB间电压U=6.0 V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10–3 s时刻断开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。则线圈L的直流电阻RL=________________；断开开关后通过电灯的电流方_________________(填“向左”或“向右”)；在t2=1.6×10–3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小为______________________.
13. （9分）交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：⑴通过R的电荷量q为多少？⑵R上产生电热QR为多少？⑶外力做的功W为多少？
14．（11分） （兼顾考查闭合电路问题）图17（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10 ，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。 在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图17（乙）所示正弦规律变化。 求：
（1）交流发电机产生的电动势的最大值；
（2）电路中交流电压表的示数。
15.（12分）风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展。如图是山东荣成市滨海大道所建的风车阵。如果风车阵中某发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.
（2）画出此输电线路的示意图.
（3）用户得到的电功率是多少？
16.（14分）如图所示，一个被x轴与曲线方程 （m）所围成的空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B =0.2 T，正方形金属线框的边长L= 0.40 m，电阻R = 0.1Ω，它的一个变与x轴重合，在拉力F作用下，以v=10m/s的速度水平向右匀速运动，求：
⑴拉力F的最大功率。
⑵拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区域
⑶某同学在老师的帮助下算出了曲线与x轴所围成区域的面积为m2。线框的右边框通过磁场区域的过程中通过线框某一截面的电荷量。（结果保留两位有效数字）
参考答案
1.ABD 【解析】线圈平面与磁感线垂直的位置叫中性面，A项正确；当线圈处于中性面的时候磁通量最大，B项正确；但磁通量的变化率最小，线圈中的电动势最小，C项错误；线圈转到中性面的时候电流方向改变，D项正确。
2.C 【解析】由图知，乙为方波，电流大小不变，故等效电流为1A。而甲电流变化的周期为10-2s,设等效电流为I，将此电流接入电阻为R的电路，则一个周期内应有 解得A.电路中消耗的电功为，即，，C项正确。
3.C 【解析】灯泡正常发光，通过每个灯泡的电流相同，设为I，则通过副线圈的电流为2I，通过原线圈的电流为I，n1:n2=2I:I=2:1,即原线圈两端的电压, ，C项正确。
4.BD 【解析】线框转动的角速度为，无论是什么形状的线框，无论转轴的位置在哪里，只要转轴垂直于磁场，转动过程中产生的最大电动势的最大值为, 由中性面开始转动，电动势的瞬时值表达式为e = 2NnπBSsin2nπt电动势的有效值为，B项,D项正确。经过1/4周期线圈转过90°，线圈中的平均电动势为。
5.BCD 【解析】电容器有“通交流，隔直流，通高频，阻低频”的特点，B项，D项正确。增大电容器的电容，可以减小其容抗，电流增大，即灯泡的亮度增加，C项正确。
思考：如果电容器换做一个电感线圈呢？
6.C 【解析】方向改变的电流就是交流电。正弦交变电流的有效值为最大值的，而图2中的有效值为最大值的。正弦交变电流经过变压器变压后频率不改变。瞬时值表达式为由图象带入数据知，C项正确。
7.BC 【解析】原副线圈的匝数和输入电压不变，则输出电压不变，U1、U2不变。S断开，电路中的总电阻变大，输出功率，I2变小，输出决定输入I1变小。R1两端电压减小，则R3两端电压增大，I3变大。B项、C项正确。
8.A 【解析】电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中，A项正确。
9.C 【解析】用电高峰时，用户多，因是并联，总电阻小，干路电流大；而深夜时用户少，总电阻大，干路电流小。用电高峰时，输电线上的电压损失大，每一支路的电压减小，电流减小，灯泡功率减小，所以变暗。C项正确。
10.C 【解析】匀速时物体受力与静止时相同，电流应为I0，A项正确；匀加速上升时物体超重，压力恒定，电流恒定且变大，B项正确，C项错误；丁图电流减小，电路中的电阻增大，故此过程压力减小，可能为变减速下降，D项正确。故本题选C项。
11.200V 5A 增大 【解析】 因自耦变压器的原副线圈在一起，由题可知，原线圈的匝数为副线圈匝数的一半．理想变压器的变压比为，所以V．根据部分电路欧姆定律有A．P下滑时，原线圈匝数减少，输入电压不变，输出电压增大，R上消耗的功率增大，输出决定输入，输入功率增大，流过电源的电流增大。
12. 2 向左 2.0 V
【解析】感线圈的电流I0= 1.5A 解得：RL=2 （3分）
由自感知，电灯中的电流方向为：向左 （2分）
由图读出t= 1.6×10-3 s时流过电感线圈的电流I=0.2 A
闭合电路欧姆定律E=I（RL+R+R1） 得 E=2.0 V （3分）
13.【解析】⑴由电流的定义，计算电荷量应该用平均值：即 （3分）
⑵求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。
，
（3分）
⑶根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此W=Q 。 （3分）
本题主要是考查有效值、最大值、瞬时值和平均值的适用情况及交流电路中的能量转化问题。
14. 【解析】（1）交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω
而m=BS、，所以，Em=2nm/T
由-t图线可知：m=2.010 -2Wb，T=6.2810 -2s
所以Em =200 V （56分）
（2）电动势的有效值 E=Em=100 V
由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为I== A
交流电压表的示数为U= I R=90V=127 V （6分）
15.【解析】输电线路的示意图如图所示，
输电线损耗功率P线=100×4% kW=4 kW，又P线=I22R线
输电线电流I2=I3=20 A
原线圈中输入电流I1= A=400 A
所以
这样U2=U1=250×20 V=5000 V
U3=U2-U线=5000-20×10 V=4800 V
16.【解析】⑴F与安培力平衡，F有最大功率的时候，切割磁感线有最大长度，即为Lm=0.2m。
由以上三式的 =1.6 W
⑵线框右边切割磁感线的过程中产生电动势的瞬时值表达式为
（V）
可见 此电动势的有效值为 V
要拉出磁场切割磁感线的长度为2x=0.6m，拉力F做功与安培力做功大小相等，全部转化为线框中产生的内能
=1.2 J （5分）
⑶通过截面的电荷量为
Wb
由以上各式带入数据得 7.6×10-2 C （5分）
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
命题报告：交流电瞬时值、有效值、平均值、最大值的考查。远距离输电。
A
A
A
A
零线
火线
火线
零线
零线
火线
零线
火线
A. B. C. D.
I0
2I0
I
t
I0
2I0
I
t
I0
2I0
I
t
甲
乙
丙
丁
I0
2I0
I
t
P
U
R1
L
R
S
A
B
+
–
图甲
0
1.0
2.0
3.0
0.5
1.0
1.5
i/A
t/×10–3s
图乙
-2.0
0
2.0
3.14
6.28
9.42
Φ/10-2Wb
t /×10-2s
O
d
O′
R
B
a
b
c
V
图17
（甲）
（乙）
F
y/m
x/m
O
0.3电感和电容对交变电流的影响同步测试
一、选择题(每题5分，共50分)
1.A关于电感对交变电流的影响，下列说法中正确的是
A.电感不能通直流电流，只能通交变电流
B.电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同
C.同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小
D.同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小.
2.A如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率增加时
A.电容器电容增大 B.电容器电容减小
C.电灯变暗 D.电灯变亮
3.A两个相同的灯泡L1和L2，分别与两个相同的电容器C1和C2连接，如图所示.图中甲电路两端加恒定电压U1，乙电路两端加最大值1.2U1的正弦交变电压U2，则此两灯的发光情况是
A.L1灯比L2灯亮 B.L1灯发光，L2灯不发光
C.L1灯不发光，L2灯发光 D.两灯亮度相同
4.B如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，交流电的频率增大时，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是
A.L1、L2、L3亮度都不变
B.L2变暗，L2不变、L3变亮
C.L1变暗、L2变亮、L3不变
D.L1变亮、L2变暗、L3不变
5.B下列关于低频扼流圈和高频扼流圈的阻碍作用的说法中，正确的有
A.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就更大
B.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就较小
C.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就更大
D.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就较小
6.B如图所示，某电子电路的输入端输入电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，下列说法中正确的有
A.L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈
B.C1在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容
C.C2在此的功能为通高频、阻低频，叫做高频旁路电容
D.上述说法都不对
7.B对电容器能通交变电流的原因，下列说法中正确的有
A.当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流
B.当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流
C.在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动
D.在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器
8.B如图所示为某电器中电路的一部分，当输入有直流成分、交流低频成分和交流高频成分的电流后，在其输出端得到可调大小的交流低频成分，那么有关各元器件的作用的说法中，正确的有
A.C1为高频旁路电容器，交流高频成分被该电容器短路
B.R为滑动变阻器，它的滑动片上下移动可以改变输出端电压的大小
C.C2为隔直电容器，交流低频成分通过该电容输出
D.C1的电容较大、C2的电容较小
9.B如图所示，开关S与直流恒定电源接通时，L1、L2两灯泡的亮度相同，若将S与交变电源
接通
A.L1和L2两灯泡亮度仍相同
B.L1比L2更亮些
C.L1比L2更暗些
D.若交变电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮
10.B如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，开关S接通恒定直流电源时，灯泡L1发光，L2不亮，后将S与有效值和直流电压相同的交变电源接通，这时
A，L2比L1更亮些 B.L2比L1更暗些
C.L2仍然不亮 D．L2可能和L1一样亮
二、填空题(每空5分，共25分)
11.B如左图所示电路，一电感线圈和一个"220V40W"的灯泡串联，电路两端接在220V的交变电路中，如果将电感线圈的铁芯抽去，则灯泡的发光情况是________.如右图所示的电路中，一个电容器和一个灯泡串联，接在交变电路中，灯泡恰能正常发光，若将电容器两板间距离增大些，则灯泡的发光情况是________.
12.B两只完全相同的灯泡L1和L2分别与相同的电感串联，组成如图所示的甲、乙两个相同的部分电路.现在甲电路两端加恒定电压U，L1灯发光；而在乙电路两端加最大电压为U，的正弦交变电压，L2灯也发光.比较两灯的明暗程度，是L1灯的亮度________L2灯亮度.(填“大于”、“等于”、“小于”)
13.B如图所示电路，当在a、b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a、b两端加上同样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗，而L2正常发光.则A、B分别为________和________.
三、计算题(共25分)
14.B(12分)如图所示是常用电器中电源部分的滤波装置，当输入端输入含有直流成分、交流高频成分和交流低频成分的电流后，能在输出端得到稳定的直流电，试分析其工作原理及各电容和电感的作用.
15.C(13分)如图所示的电路，电源电压U=20sin314t(V)，设二极管正向电阻为零，反向电阻为无限大，负载R=20omega，若其中一个二极管断路，求R中消耗的功率。
参考答案
1．C 2．D 3．C 4．C 5．AD 6．BC 7．BD 8．ABC 9．B 10．D
11．变亮、变暗 12．大于 13．电感线圈、电容器
14．当含有多种成分的电流输入到C1两端时，由于C1通交流、隔直流的功能，电流中的交流成分被衰减，而L有通直流、阻交流的功能，就只有直流成分的电流通过L，到C2两端时，C2进一步滤除电流中的残余交流成分，这样输出端得到的就是稳定的直流电.
15．解：图示电路中其中一个二极管断路相当于半波整流，在导电的半周期的功率为
P1=I2R==10W
而在截止的半周期内的功率P2=0
故一个周期内，电阻R上消耗的功率为：
=5W