1章电磁感应与现代生活

1、1章电磁感应与现代生活（分值：100分时间：60分钟）一、选择题（本大题共7个小题，每小题6分，共计42分，每小题至少一个答案正确， 把正确选项前的字母填在题后的括号内.）1 根据楞次定律知，感应电流的磁场一定是（）A. 与引起感应电流的磁场反向B. 加快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. 使电路磁通量的变化有时加快，有时减慢第，有时为零【解析】感应电流的磁场一定是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故C正确.【答案】 C2. （2013 杭州高二检测）如图1所示，当导体棒 MN以速度vo开始向右沿导轨滑动的 瞬间（导轨间有磁场，方向垂直纸面向里），下列说法正确的是（）

2、f 一4.X XXXX讣XXXVX XK X X图1A. 导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流B. 导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流C. 圆形金属环B中有感应电流D. 圆形金属环B中没有感应电流【解析】导线MN开始向右滑动瞬间，导体棒和导轨组成的闭合回路里磁通量发生变化，有感应电流产生， A正确；电磁铁A在圆形金属环 B中产生的磁通量从零开始增加，金 属环B中一定产生感应电流， C正确.【答案】AC3. （2013 宝鸡高二检测）电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加 热食物.下列相关的说法中正确的是（）A. 锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B. 电磁炉中通入电压足

3、够高的直流电也能正常工作C. 金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D. 电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗【解析】 涡流是交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，故选项A正确、B错误；电磁炉表面一般用绝缘材料制成， 避免产生涡流，锅体用金属制成利用涡流加热食物， 故选项 C D错误.【答案】 A4. （2013 银川一中检测）如图2所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心.环内两个圆心角为90的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且 均与纸面垂直.导体杆 OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触.在圆心和圆环 间连有电阻R.杆

4、OM以匀角速度3逆时针转动，t = 0时恰好在图示位置.规定从 a到b流t = 0开始转动一周的过经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从程中，电流随变化的图像是（)图2:鈕W;iIit 3it in T仲卩律w fjl Oi Ot otABCD【解析】 设“/”形导轨的夹角为B,经过时间t，导体棒的水平位移为 x= vt，导体棒切割磁感线的有效长度L = vt - tan B,所以回路中感应电动势 E= BLv= Bv2t - tan 0,图4CD【解析】旋转的导体棒在磁场中切割磁感线，产生电动势，由右手定则可判断， 开始时电流方向由b向a,为负方向，后来磁场方向相反，电流

5、方向为正方向，因为只有开始的11周期和第3个刁周期内导体棒切割磁感线，故应选C项.44【答案】C5.图3（2012 镇海中学高二检测）如图3所示，一磁铁用细线悬挂，一个很长的铜管固定在磁 铁的正下方，开始时磁铁上端与铜管上端相平，烧断细线，磁铁落入铜管的过程中，下列说 法正确的是（）磁铁下落的加速度先增大，后减小磁铁下落的加速度恒定磁铁下落的速度先增大后减小 磁铁下落的加速度一直减小最后为零磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动A.只有正确B.只有正确C.只有正确D只有正确【解析】磁铁下落过程中，将在铜管中产生感应电流，由楞次定律可知，磁铁将受到阻碍，磁铁下落速度越大，阻力越大，加速度越小，当阻

6、力与重力相等时， 加速度减为0,速度达到最大，磁铁以此速度匀速运动，故只有D项正确.【答案】D6. （2012 金华十校联考）如图4所示，一个水平放置的形光滑导轨固定在磁感 应强度为B的匀强磁场中，ab是粗细、材料与导轨完全相同的导体棒，导体棒与导轨接触 良好.在外力作用下、导体棒以恒定速度 v向右平动，以导体棒在图中所示位置的时刻为计 时起点，则回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受外力的功率 P和回路中产生的焦耳热Q随时间t变化的下列图像中正确的是 （）感应电动势与时间t成正比，A正确；相似三角形的三边长之比为定值，故组成回路的三角 形导轨总长度与时间成正比，故感应电流大小与时间无关，

7、B错误；导体棒匀速移动，外力F与导体棒所受安培力为平衡力，故回路的外力的功率P= Fv= BILv = BIv2t - tan B,与时间成正比，故 C正确；回路产生的焦耳热Q= I2Rt，式中电流不变，回路电阻与t成正比，故焦耳热Q与t2成正比，D错误.【答案】AC7.如图5所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好.今对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c.若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有

8、关说法正确的是（）A.B.C.D.金属棒通过b、c两位置时，电阻 R的电功率之比为1 : 2金属棒通过b、c两位置时，外力 F的大小之比为1 : ：21P= I2R,1厂因，2从a到b和从b到c的两个过程中，电阻 R上产生的热量之比为 1 : 1 从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1 :【解析】由题意知vc= 2vb，所以Ec= ：2Eb, lc = .： 2I b,电阻R消耗的功率FbVbFcVcPb 12 1p?L2v所以 =门=,A正确；所需的外力 F=+ ma,而金属棒所受的安培力re I c 2Rww,由动能定理一一 E可知动能的增加量 Eki=AEk2，

9、由能量守恒定律可知 Q X K X X图7【解析】根据E= BLv, I = r, F安=BIL.2 2Bl vF安=可由于线圈匀速运动，故拉力F= F安.由于以不同速度拉出时位移相同.W Fi vi 1 w= F2=V2 = 2.再根据能量守恒，拉力功率与电路消耗的电功率相等.根据E2 B2l 2v2 P= R= RPi V2 iP；= V2= 4线圈中产生的焦耳热之比与拉力做功之比相同, 故 Q=2.【答案】10.图8(10分)如图8所示，水平放置的平行金属导轨，相距I = 0.50 m左端接一电阻 R= 0.20Q,磁感应强度 B= 0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂

10、直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计当ac棒以v= 4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：(1) ac棒中感应电动势的大小；(2) 回路中感应电流的大小.【解析】 (1)根据法拉第电磁感应定律，ac棒中的感应电动势为E= Blv = 0.40 X 0.50 X 4.0 V = 0.80 V.E 0.80(2)感应电流大小为I = r= 0 20 A = 4.0 A.【答案】 (1)0.80 V (2)4.0 A11. (12分)均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd，每边长为L,总电阻为R,总质量为m.将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图9

11、所示.线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内， 且cd边始终与水平的磁场边界平行.当cd边刚进入磁场时，M X-XXXX XXX X if X X X Mxxkxkxxx图9(1) 求线框中产生的感应电动势大小；(2) 求cd两点间的电势差大小；(3) 若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h是多少?【解析】(1)cd边刚进入磁场时，线框速度v= 2gh线框中产生的感应电动势E= BLv= BL /2gh.此时线框中电流I=Rcd两点间的电势差 U= I(|r)= 3BL .2gh.、一亠B2l/2安培力F= BIL = R亘根据牛顿第二定律 mg- F= ma,由a= 0卄亠、ni

12、gR2解得下落高度满足 h=0.2B L【答案】(1)BL 莎 (2) |bL 莎rnigR2 2b|L|12. (16分)(2013 江苏高考)如图10所示，N= 100,边长平面与磁场垂直已知线圈的匝数感应强度B在01s内从零均匀变化到 取垂直纸面向里为磁场的正方向.求：(1)0.5 s 时线圈内感应电动势的大小匀强磁场中有一矩形闭合线圈 abcd ,线圈 ab= 1.0 m、bc = 0.5 m，电阻 r = 2 Q .磁0.2 T .在15 s内从0.2 T 均匀变化到一0.2 T ,在15 s(3)在05 s内通过线圈的电荷量 内线圈产生的焦耳热E和感应电流的方向;q;Q.x图10【

13、解析】(1)感应电动势E1= N弓严，磁通量的变化量 1=AB 1S,解得E1= N AABS,At 1At 1代入数据得Ei= 10 V,感应电流的方向为AB 2S同理可得E2= N -,感应电流At 2aT dT ct bT a.E2I 2=r电荷量q = l2At2，解得q= N斗代入数据得q= 10 C.(3)01 s内的焦耳热 Q= I ?r At1，且E12I1=7，15 s内的焦耳热Q=I2rAt由Q= Q + Q，代入数据得Q= 100 J.【答案】(1)10 V，感应电流的方向为(2)10 C (3)100 J第2章 交变电流与发电机（分值：100分时间：60分钟）一、选择题

14、（本大题共7个小题，每小题6分，共计42分，每小题至少一个答案正确， 把正确选项前的字母填在题后的括号内.）1. 关于交变电流，下列说法中正确的是（）A. 在一个周期内交变电流的方向改变一次B. 如果交变电流的最大值是5 A，那么交变电流的最小值一定是一5 AC. 用交流电流表或电压表测量交变电流或电压时，指针来回摆动D. 交流电器设备上标出的电压或电流都是指有效值【解析】 交变电流在一个周期内方向改变2次故A错；交流电的最大值指的是一个周期内达到的最大数值，5A和一5A均为最大数值，负号表示方向，故B错；电压表和电流表测的是交流电的有效值，不会改变，指针不会来回摆动，故C错；电器设备上标的电

15、压和电流都是有效值，故 D正确.【答案】 D2. （2012 铜川高二检测）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势的e-t图像如图1所示，则在时刻（）图1A. t1、t3线圈通过中性面B. t2、t4线圈中磁通量最大C. t1、t3线圈中磁通量变化率最大D. t2、t4线圈平面与中性面垂直【解析】由图像可知、t3时刻e = 0即为中性面，0，故A正确，C错；t2、t4时刻电动势最大,At最大，但 二0,即为线圈平面垂直于中性面,B错，D对.【答案】AD3. （2013 莆田高二检测）三个相同的电阻，分别通过如图2（a）、（b）、（c）所示的交变电流，三个图中的Io和周期T相同.下列说法中正确

16、的是 （）r/ / i 卩厂T i 0TJ2 T i-Al(a)(b)(c)图2A. 在相同时间内三个电阻发热量相等B. 在相同时间内，（a）、（b）发热量相等，是（c）发热量的2倍C. 在相同时间内（a）、（c）发热量相等，是（b）发热量的1/2D. 在相同时间内，（b）发热量最大，（a）次之，（c）的发热量最小【解析】（a）图像电流的有效值为（b）图像电流的有效值为10, （c）图像根据电流有效值的定义有:i0r|= i2rt,解得电流有效值1I =1,根据焦耳定律相同时间内产生热量之比等于有效值的平方比，Q : Q ： Q= 1 : 2 : 1, C正确.【答案】 C4. 一交变电压的瞬

17、时值u= Usin 100 n t（V），当t = 1/600 s 时，u = 5 .：2 V，则用交流电压表测电压时，电压表上看到的读数为（）A. 5 2 VB. 5 VC. 10 2 VD. 10 V【解析】把时间和相应的电压值代入瞬时值表达式可得到最大值，即5:2 = Usin1厂Um100冗600，由此得U-= 10 ；2 V，由公式U=三得U= 10 V .由此可知 D正确.【答案】D5. （2013 安康中学高二检测 ）一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220 ：2sin 100 n t，贝U （）A. 交流电的频率是 100 nB. t = 0时，线圈位于中性面C

18、. 交流电的周期是 0.02 sD. t = 0.05 s时，e有最大值【解析】由瞬时值表达式知：角速度 3 = 100n rad/s，感应电动势是按正弦规律变化.所以t = 0时，线圈平面位于中性面.-3100 n因 3 = 2 n f ,所以 f = 50 Hz ;2 n 2 n由 T= f得 T= 1 s = 0.02 s当 t = 0.05 s 时，e= 220 ;2sin5 n= 0 故B、C选项正确.【答案】BC6.图31 1、 1 2、A.I3的大小关系是()I 1= I 2= I 3B. I 1 I 2 I 3如图3所示电路中，电阻的交流电流表的示数相同. 若保持电源的电压不变

19、， 而将其频率增大，则三个电流表的示数C. I 2 I 1 I 3D. I 3 I 1 I 2R、电感器L、电容器C并联接在某一交流电源上，三个相同【解析】交流电源频率增大，电感器的阻碍作用增大，I2变小；电容器的阻碍作用减小，I 3增大；电阻对交变电流的阻碍作用与频率无关，I 1不变.故选项 D正确.【答案】 D7. 如图4所示，将硬导体线中间一段折成不封闭的正方形，边长为I，在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，转速为 n,导体线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电电阻应为（）图42 2B. 2( nl nB) /P路有额定功率为 P的小灯泡并正常发光， 电路中除灯泡外，其余部分的电阻不

20、计， 则灯泡的 2A. (2 nl nB) /P2 2 2 2C. (l nB) /2P D. (l nB) /P【解析】设灯泡的电阻为 R,电动势的最大值为 Eg B|23= Bl2 2n n,电动势的有E i2 nBl 2效值为 E= =十-Bl2 2n n,则电流的有效值 I = 亠一，功率 P= I 2R,得 R= 富申护R2 22( nl nB) /P.【答案】B二、非选择题(本大题共5个小题，共58分计算题要有必要的文字说明和解题步骤， 有数值计算的要注明单位.)8. (6分)一交变电压随时间变化的图像如图5所示，则此交流电的频率是 Hz,若将该电压加在100 yF的电容器上，则电

21、容器的耐压值不应小于 V;若将该电压加在一阻值为1 kQ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路 中保险丝的额定电流不能低于 A.50： M2 _r 2 I图51 1【解析】由图像可知此交变电压的周期为T= 0.02 s，故f =002 Hz = 50 Hz;在电路中接入电容器，电容器的耐压值是交变电压的最大值，应为200 . 2 V ;保险丝的额定电一U 200流是交变电流的有效值，应为I = =和 A = 0.2 A.R 10【答案】50 200 .2 0.29. (8分)如图6所示，单匝矩形闭合导线框 abed全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S,

22、电阻为R.线框绕与ed边重合的竖直固定转轴以角速度3匀速转动，线框中感应电流的有效值I =的电荷量 q=.%.线框从中性面开始转过兀的过程中，通过导线横截面【解析】线框中产生的是正弦式交变电流，它的最大值Imax=，则电流的有效值RI max /2BSw,冗I =J2 =2R ；从中性面转过2，=BS, q = I t =BSE t =A t =R AA t 7 ARR.2BSBS【答案】亠2厂1R10. (12分)发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311 V，其线圈共100匝,在匀强磁场中匀速转动的角速度为100 n rad/s.(1) 从中性面开始计算，写出电动势的瞬时值表达式；1

23、(2) 已知此发电机与外电路组成闭合电路时，总电阻为100 Q，求t = 600 s时的电流；(3) 求线圈中磁通量变化率的最大值.【解析】 (1)由产生正弦交流电的变化规律可知，电动势的瞬时值表达式为 e= Ensin w t = 311sin 100 n t V.1(2) 根据欧姆定律可得，在t = 600 s时的电流为i = e= 3亠 a = 1.56 A.R100En(3)由法拉第电磁感应定律e = n可得磁通量变化率的最大值(=一 =3.11 V.Atn【答案】 (1)e = 311sin 100 nt (2)1.56 A(3) 3.11 V11. (14分)交流发电机模型的矩形线

24、圈abcd在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动.线圈共有n匝，边长ab= L1, bc= L2,线圈的内电阻为r,外电阻为R,磁感应强度是 B, 线圈转动的角速度是w,如图7所示求：:a图7En= n BL1L2 w；Em12(2)根据有效值与最大值的关系nBL1 L2 w根据闭合电路欧姆定律1 =占=2 r+ r ；(3)线圈匀速转动，外力做的功等于电路所产生的电能W= I2(R + r)T =nwn 2B2L1L2R+ r(1) 感应电动势的最大值；(2) 转动过程中电流表的读数； 线圈转动一周，外力做了多少功？【解析】(1)感应电动势的最大值2b2l2l2nwn0I宀.n BwL 1L2

25、【答案】(1) nBLLw (2) 凹 Dl2 R+ rR+ r12. (18分)(2013 南京高二检测)一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝, 线圈在磁感应强度为 B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴 00以如图8所示的角速度 w匀 速转动，外电路电阻为 R.(1) 在图中标出此刻线圈感应电流的方向.(2) 线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？(3) 线圈平面与磁感线夹角为60时的感应电动势为多大？ 设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功?(5) 从图示位置开始，线圈转过60的过程中通过 R的电量是多少？(6) 图中电流表和电压表的示数各是多少？【解

26、析】 (1)由右手定则可判定电流的方向沿dcba.2E m= NBSo = NBwL .(3) 线圈平面与B成60角时的瞬时感应电动势o 1 2e= Em cos60 = qNBwL .电动势的有效值 E=电流的有效值I =二，柴油机做的功转化为电能，线圈转一周柴油机做的功r十rW= EIt =NBwL 22R+ r2 242 n nN B wL3R+ rl, ,E平均因为I平均=R十;=N At R+ r故电量q = I平均 t =NBS sin60R+ r(6)电流表显示干路电流的有效值，则读数为 电压表显示路端电压的有效值，则读数为【答案】(1)电流方向沿dcba (2)Em=I mNB

27、wL2= :2 R+ rU= IR =2NBcoL r2 R+ rNBwL1(3)e = qNBwL2NBwL R2 R+ r(4)W =22T 4nN B wLR+ r(5)qNBwL=厂十第3章 电能的输送与变压器(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共计42分，每小题至少一个答案正确， 把正确选项前的字母填在题后的括号内.)1. (2010 天津高考)在正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上不一定相等的 物理量有()A. 交流电的频率B.端电压的最大值C.电流的有效值D .电功率【解析】变压器不改变交流电的频率；理想变压器的输入功率等于输出功率；端

28、电压的最大值和电流的有效值与匝数有关，只有原、副线圈匝数比为1 : 1时，端电压的最大值和电流的有效值才相等.故应选B C.【答案】 BC2.电阻为A.B.C.D.（20i2 保亭高二检测）发电机的输出电压为220 V,输出功率为44 kW每条输电线0.2 Q,则用户得到的电压U和电功率P分别为（）U= 80 VU= i40 VU= i40 VU= i80 VN i6 kWP= i6 kWP= 28 kWP= 36 kW【解析】设输送功率为P,输送电压为U,输电线电阻为，依据 P= （p）2r , U=PU可以计算出损失的功率、电压分别为i6 kW、80 V，所以用户得到的功率和电压分别为28

29、 kW、i40 V , C 对.【答案】C3用理想变压器给负载电阻 R供电，变压器输入电压不变，用下列哪种方法可以使变 压器的输入功率变大（除改变给定因素，其他条件不变 ）（）A.B.C.D.增加变压器原线圈的匝数 减小负载电阻的阻值 增大负载电阻的阻值 增加变压器副线圈的匝数U2 Ui ni“由P入=P出= 和二=可知，选项 B、D正确.R U2 n2【解析】【答案】4.如图BD所示，理想变压器的原线圈匝数为变电源的电动势 e= 311sin 314t V , 计，下列结论正确的是（）ni= i 000匝，副线圈匝数 n2= 200匝，交电阻R= 88 Q,电流表和电压表对电路的影响忽略不卜

30、:A.B.C.D.电流频率为50 Hz 电流表Ai的示数约为0.1 A 电压表Vi的示数为311 V 电阻R的发热功率约为44 W【解析】 由瞬时电动势表达式可知电流频率为50 Hz，电压有效值约为 220 V,副线圈电压有效值约为 44 V,算得副线圈电流有效值约为 0.5 A,故电阻R的热功率约为22 W算 得原线圈电流有效值约为 0.1 A，故答案为A、B.【答案】AB5.$（2010 天津高考）为探究理想变压器原、 压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡 电压表A.B.C.D.Vi、V2和理想交流电流表 Ai、A2,导线电阻不计, Ai示数变大，Ai示数变大，V2示数变小，

31、V2示数不变，Ai与A示数的比值不变Ai与A示数的比值变大Vi与V2示数的比值变大Vi与V2示数的比值不变图2副线圈的电压、电流的关系，将原线圈接到电Li、L2,电路中分别接了理想交流如图2所示.当开关S闭合后（）【解析】因为变压器的匝数与输入电压U不变,所以电压表 Vi的示数和电压表 V2的示数不变，选项 C错误，D正确；当S闭合后，因为负载电阻减小，故副线圈中的电流I2增大，由于输入功率等于输出功率，所以li也将增大，则 Ai示数变大，但因为变压器的匝数不变，Ai与A示数的比值不变，故选项 A正确，B错误.【答案】 AD6. （2012 铜川期末）如图3所示，一理想变压器的原线圈匝数为 n

32、i= 1 000匝，副线 圈匝数为n2 = 200匝，电阻 R= 88 Q,原线圈接入一电压 u= 220 ：2sin 100 n t（V）的交流 电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则（）11丫 L IM_图3A. 副线圈中交变电流的频率为100 HzB. t = 1 s的时刻，电压表的示数为0C. 变压器的输入功率为 22 WD. 电流表的示数为 2.5 A【解析】由交变电压的瞬时值表达式u= 220,：2sin 100n t（V）可知，原线圈两端电压为U = 220 V.交变电流的频率 f =$= 芋工Hz = 50 Hz;变压器不改变交变电流的频率，2 n 2 n因此副线圈中交

33、变电流的频率也是50 Hz,选项A错误电压表测量的是副线圈两端电压的Ui n1一n2200一有效值，根据jT= 可得，副线圈两端电压U2= Ui=X 220 V = 44 V ,即电压表的示U2 n2mi 000数为44 V，选项B错误.变压器的输入功率等于输出功率，即P入=P出=U2= 22 W,选项CRP入22正确.电流表测量的是原线圈中电流的有效值，I 1= =_ A = 0.1 A,即电流表的示数为U 2200.1 A，选项D错误.【答案】C7. （2013 西安中学高二检测）某小型水电站的发电机输出电压为220 V，若输送的总功率为P。，输电电压为U,输电导线的总电阻为r，升压变压器

34、原副线圈匝数分别为m和n2,降压变压器原副线圈匝数分别为n3和n4,都是理想变压器，要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则（）升爪霊耳戏A. 输电线上的电流 I = Po/UB. n2/n 1越大，输电线上损失的功率越大C. 升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率D. 升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率【解析】由Pd = I1U = I2U2知输电线上的电流1 = pU, A对；输送电压越高，输电线上的损失的功率越小，B错；由于输电线上有功率损失和电压损失，所以C对D错.【答案】AC二、非选择题（本大题共5个小题，共58分.计算题要有必要的文字说明和解题步骤, 有数值计算

35、的要注明单位.）8. （6分）（2013 南京高二检测）如图5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.【解析】两电表的读数均为初级线圈的电压和电流的有效值.niUi= U2= 18X 12 V = 216 V n2n21，1=訂尸花18型 A = 0.46 A.12【答案】216 0.469. (6 分)(2011 海南高考)如图6所示，理想变压器原线圈与一10 V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡 a和b,小灯泡a的额定

36、功率为0.3 W，正常发光时电阻为 30 Q .已知两灯 泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A，可计算出原、副线圈的匝数比为 ，流过灯泡b的电流为A.【解析】 灯泡a两端电压即副线圈两端电压，由P= U可知灯泡a两端电压U2= : Fa FaI 1Ui= R+ I bU2，解之有=3 V，故Ut=罟，再由理想变压器输入功率等于输出功率可得Ib= 0.2 A.【答案】10 : 3 0.210. (12 分)图7如图7所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数m= 1 100匝.接入电压U = 220V的电路中.(1) 要求在两个副线圈上分别得到电压U2 = 6 V , U3 = 110

37、V，它们的匝数 n2、n3分别为多少？(2) 若在两副线圈上分别接上“ 6 V 20 W “ 110 V 60 W 的两个用电器，原线圈的 输入电流为多少？【解析】(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系，由U = n得n2=禺1 = 6- x 1 100L2 n2U1220=30 匝，L3110十n3= n1 = x 1 100 = 550 匝.U 220 设原线圈输入电流为 丨1,由F入=F出得: 11Ui= I 2U2+ I 3U3= P2+ F3,20+ 60220A 0.36 A.【答案】 (1)30匝 550匝 (2)0.36 A11. (16分)(2012 榆林高二检测)发电机路端

38、电压为 220 V，输出功率为110 kW.若要 保证用户得到100 kW的电功率，输电线的电阻不得大于多少，若用一个理想变压器升压至5 500 V输出，输电线的电阻不得大于多少？【解析】设输送功率为P,输送电压为U,输电线电阻为r,P 2依据 P= (U) r当 U1= 220 V 时，2 2Ui2203r =护 P=2x 10x 10 Q = 0.04 Q当 U2= 5 500 V 时，Li5 500 23r = 2 A P=3x 10x 10 Q = 25 QP110X10【答案】 0.04 Q 25 Q12. (18分)有一台发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电，已知发电机的输出

39、功率是20 kW,输出电压为400 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1 : n2= 1 : 5,高压输电导线的总电阻 R= 1.0 Q,降压变压器的输出电压U4= 220 V，求：(1) 升压变压器的输出电压；(2) 输送电能的效率；(3) 降压变压器的原、副线圈的匝数比n3 : n4；(4) 如果不用变压器而直接输电，输电导线的热损耗是用变压器时的几倍？nin2=一，得 12=一 U = 2 000 V. n2niP总 20 000 一 I 2 =Ui【解析】(1)根据匚(2)输电导线中的电流U2A = 10 A Lb 2 000输电导线上损失的功率P 损=I 2r= 100 W,P有用

40、20 000 100故 n=x 100%fx 100%f 99.5%.P总20 000 降压变压器的输入电压L3= L2 L 损=2 000 V I 2R= 2 000 V 10 V = 1 990 V故 n4= 口 = 220 22 -(4)如果不用变压器而直接输电，则.5 L31 990199输电导线中的电流I = 50 A400 V输电导线上损失的功率”损=I2R= 2 500 W25倍.(3)199 : 22所以不用变压器时输电导线的热损耗是用变压器时的【答案】(1)2 000 V (2)99.5%(4) 25 倍第4章传感器与现代社会(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本大题

41、共7个小题，每小题6分，共计42分，每小题至少一个答案正确， 把正确选项前的字母填在题后的括号内.)1. (2011 江苏高考)美国科学家 Willard S . Boyle与Geore E . Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获 2009年度诺贝尔物理学奖.CCD是将光学量转变成电学量的传感 器下列器件可作为传感器的有 ()A. 发光二极管B. 热敏电阻C. 霍尔元件D. 干电池【解析】发光二极管有单向导电性，A错；热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器，BC对；干电池是电源，D错.【答案】BC2.图1传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器.如图1所示,键盘

42、上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器.当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相 连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号.这种计算机键盘使用的是( )A. 温度传感器B .压力传感器C.磁传感器D.光传感器【解析】小金属片被按下时， 对该键有一个压力，小金属片向下移动，两个极板之间的距离改变，电容改变，将压力这个力学量转化为电容这个电学量，所以计算机键盘使用的是压力传感器，B正确，A、C D错误.【答案】 B如图2所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R为光敏电阻、F2为定值电阻，A、B

43、接监控装置.则()A. 当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高B. 当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低C. 当仅增大Ra的阻值时，可增大 A、B之间的电压D. 当仅减小Ra的阻值时，可增大 A、B之间的电压【解析】Ri是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽光线时，Ri的阻值变大，回路中的电流 I减小，A、B间的电压U= IR2减小，故A项错误，B项正确；由闭 合电路欧姆定律得：U= E l(Ri+ r)，当仅增大 R的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故C项正确；当减小 R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D项错误.【答案】BC4. 下

44、列情况不可能是由于水位控制装置损坏引起的是A. 洗衣机不加水B. 洗衣机加水不能自动停止C. 洗衣机不排水D. 洗衣机不洗衣【解析】洗衣机水位控制装置正常，才能正常加水，且加到合适的水位，若损坏可能导致一直不加水或一直不停地加水，所以A、B可能，而这两种情况都会导致洗衣机洗衣程序不工作，所以D可能，故选C.【答案】 C5. 有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图3中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理 想电流表）.设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A,电源电动势为12 V,内阻为2 Q,电阻R随压力变

45、化的关系式为 R= 30- 0.02F（F和R的单位分别是 N和Q ）.下 列说法正确的是（）A. 该秤能测量的最大体重是1 400 NB. 该秤能测量的最大体重是1 300 NC. 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘 0.375 A处D. 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘 0.400 A处【解析】因为理想电流表的量程为3 A，即I的最大值为3 A，根据I = ，可解R+ r得R= 2 Q,根据R= 30 - 0.02F可得F= 1 400 N，选项A正确，B错误；当踏板空载时， R =30 Q,根据I = 二得此时电流的大小为 0.375 A，选项C

46、正确，D错误.R+ r【答案】AC6.R _Z1图4图4所示是用来测定高温物体温度的电阻温度计的示意图.A是金属铂制成的探头一一温度传感器（其电阻率随温度的升高而增大 ），B是灵敏电流计（刻度已换算成温度值），E是 恒定电源.若将A置入高温物体中（如炼钢炉、核反应堆等），可以通过其电阻率的变化来测 定温度，则（）A. B的偏转角度大时表示物体的温度高B. B的偏转角度小时表示物体的温度高C. 当变阻器R比正常值小时，温度测量值比真实值偏高D. 当变阻器R比正常值大时，温度测量值比真实值偏高【解析】金属铂的电阻率随温度的升高而增大，故温度高时其电阻大，电路中的电流小，B的偏转角度小，选项 A错误

47、，B正确；当变阻器 R比正常值大时，电路中的电流比正 常值偏小，表示温度偏高，所以温度的测量值比真实值偏高，选项C错误，D正确.【答案】 BD图57. （2013 江苏高考）在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了 一种报警装置，电路如图5所示.M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻Rm发生变化，导致S两端电压U增大,A. Rm变大，且R越大，B. Rm变大，且R越小，C. Rm变小，且R越大，D. Rm变小，且R越小，装置发出警报，此时 （）U增大越明显U增大越明显U增大越明显U增大越明显【解析】当变大时，回路的总电阻 R总变大，根据I总=書，得干路中的电流变小，R、1S

48、两端的电压 U= I总FS变小，故选项 A、B错误；当FM变小时，回路的总电阻 R总=+ r+ rFS变小，根据I总=E，得干路中的电流变大，S两端的电压U= I总Rs变大，而且R越大,变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故选项C正确，选项D错误.【答案】C二、非选择题（本大题共5个小题，共58分.计算题要有必要的文字说明和解题步骤， 有数值计算的要注明单位.）8.M |出甲侧 、一 I1I I 11图6（8分）（2012 定安高二检测）如图6所示，物体M穿在水平杆上，当 M左右移动时，可 带动滑动变阻器的滑片 P左右移动，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小.设电压表和电流表均为理想

49、电表， 则当物体M向右移动时，电流表的示数 ,电压表的示数.（填“减小”、“不变”或“增大”）【解析】电压表的示数显示的是滑片 P左边电阻两端的电压，当物体M向右移动时，电压表的示数增大；因为电路中的电阻没有变化，所以电流表的示数不变.【答案】不变增大9. （8分）夜晚，楼梯上漆黑一片.但随着我们脚步的声响，楼梯灯亮了 .我们登上一 层楼，灯光亮一层楼，而后依次熄灭.这种楼梯灯控制装置好像能“听见”我们的到来，开灯迎接；又好像能“看到”我们的离去，关灯节能.它之所以能这样做，是因为在电路中安装了一种能将信息转换成的传感器一一.【解析】根据情景要求，先是在黑暗的环境中并且有脚步声才能亮灯，所以需

50、要声传感器和光传感器并用，同时还要有延时功能，也就是要用光声控延时开关.【答案】声、光电学量光声控延时开关10. （8分）如图7所示：1是弹簧，2是衔铁，3是触点，4是电磁铁，5是热敏电阻，6 是滑动变阻器，7是电铃，它们组成一种温度自动报警电路.说明这种简单温度自动报警电路的工作原理.图7【解析】当热敏电阻的温度升高时，电阻减小，电磁铁电路中电流增大，当电流达到定值时电磁铁吸引衔铁使电铃电路闭合，电铃发声报警当温度下降后，电阻增大，电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，电铃电路断开，电铃不发声.【答案】见解析11. (16分)如图8所示，图甲为某热敏电阻的R t图像，图8乙为用此热敏电阻 R和继电器组成的一个简单的恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150 Q .当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合.为继电器线圈供电的电池的电动势E= 6 V，内阻不计图中的“电源”是恒温箱加热器的电源.(1) 应该把恒温箱内的加热器接在A、B两端还是C、D两端？(2) 如果要使恒温