1、1第 6 章 传感器1关于交变电流和直流电的说法中，正确的是( )A如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B直流电的大小可以变化，但方向一定不变C交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化解析： 交流电和直流电的根本区别是电流方向是否变化，故 A、C 错误，B、D 正确答案： BD2电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备下列用电器中，没有利用电磁感应原理的是( )A动圈式话筒 B日光灯镇流器C磁带录音机 D白炽灯泡解析： 白炽灯泡是利用了电流的热效应，而 A、B、C 选项均利用电磁感应原理答案： D3.半径为 R
2、的圆形线圈，两端 A、 B 接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图所示，则要使电容器所带电荷量 Q 增大，可以采取的措施是( )A增大电容器两极板间的距离B增大磁感应强度的变化率C减小线圈的半径D改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角解析： 由 Q CU， C 知，增大极板距离 d，电容 C 减小，因此 Q 也减小，故 A rS4 kd错误；由 U E n n S，分析可得增大磁感应强度变化率或增大线圈在垂直磁场方 t B t向的投影面积可增大 A、 B 间电压，从而使 Q 增大，所以 B 正确，C、D 错误答案： B4如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一
3、小铁锅水和一玻璃杯水给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )A恒定直流、小铁锅B恒定直流、玻璃杯C变化的电流、小铁锅D变化的电流、玻璃杯2解析： 通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温答案： C5为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电站升压后通过远距离输送，再经变电站将高压变为低压，某变电站将电压 u011 000 sin 100 t V 的交
4、流电降为 220 2V 供居民小区用电，则变电站变压器( )A原、副线圈匝数比为 501B副线圈中电流的频率是 50 HzC原线圈的导线比副线圈的要粗D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析： 变压器的输入端电压 U111 000 V，由 得 n1 n2501，A 项正确；n1n2 U1U2变压器不改变交变电流的频率，故原、副线圈的频率都为 f 50 Hz，B 项正确；因原2线圈匝数多，由 知电流小，所以原线圈的导线比副线圈的要细，C 错；各用电器电I1I2 n2n1流之和应等于副线圈的电流，D 错答案： AB6.如图所示，固定于水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑，除R 外其他电阻均
5、不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场当质量为 m的金属棒 cd 在水平恒力 F 作用下由静止向右滑动过程中，下列说法中正确的是( )A水平恒力 F 对 cd 棒做的功等于电路中产生的电能B只有在 cd 棒做匀速运动时， F 对 cd 棒做的功才等于电路中产生的电能C无论 cd 棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能D R 两端电压始终等于 cd 棒中的感应电动势解析： 外力始终要克服摩擦力做功，选项 A、B 均错；克服磁场力所做的功在任何情况下都等于电路中产生的电能，选项 C 错；因为电源 cd 无内阻，所以选项 D 对答案： D7如图所示， M 为理想变压器，电表均可视为理想
6、电表，接线柱 a、 b 接电压 u311 sin 314t(V)的正弦交流电源当滑动变阻器的滑片 P 向上滑动时，示数发生变化的电表是( )3AA 1、A 2 BA 2、V 2CA 1、A 2、V 2 DA 1、A 2、V 1、V 2解析： 由变压器特点，可知 ，只要 n1、 n2的比值不变， U1不变，那么 U2也不U1U2 n1n2变；由电流之比 ，原线圈中电流因副线圈中电流的改变而改变，因滑动变阻器的电I1I2 n2n1阻变化，A 2的示数变化，所以 A1的示数也会发生变化，故应选 A.答案： A8如图所示， MN 和 PQ 为两个光滑的电阻不计的水平金属导轨，变压器为理想变压器，今在水
7、平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则以下说法正确的是 ( )A若 ab 棒匀速运动，则 IR0， IL0， IC0B若 ab 棒匀速运动，则 IR0， IL0， IC0C若 ab 棒在某一中心位置两侧做往复运动，速度随时间的变化规律是 v vmsin t则 IR0， IL0， IC0D若 ab 棒做匀加速运动， IR0， IL0， IC0解析： 若 ab 棒匀速运动则 n1中有恒定电流，但因不能产生电磁感应现象， n2中无电流，故 A、B 均错；若 ab 棒做往复运动则 n1中有交变电流， n2中亦会感应出交变电流，则 IR、 IL、 IC均不为零，C 对；若 ab 棒匀加速运动， n1中有均
8、匀增加的电流， n2中会感应出恒定的电流，它不能通过电容器故 IC0，D 对答案： CD9如图所示，虚线 abcd 为矩形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动如图所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置，则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是( )解析： 因为线框在进、出磁场时，线框中的磁通量发生变化，产生感应电流，安培力阻碍线框运动，使线框的速度可能减为零，故 A、D 正确4答案： AD10电流传感器可以像电流表一样测量电流，它的优点是反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化，还可以与计算机相连，能在很短的时间内画出电流随时间的变化
9、图象按图甲连接电路，提供 8 V 直流电源，先使开关 S 与 1 相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成，然后把开关 S 掷向 2，电容器通过电阻 R 放电，传感器将电流信息传入计算机，屏上显示出电流随时间变化的 I t 曲线，如图乙所示(1)图乙中画出的竖直狭长矩形(图乙最左端)，其面积表示的物理意义是：_；(2)估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是_C；(3)根据以上数据估算，电容器的电容是_F.解析： (1)图象纵坐标为电流 I，横坐标为时间 t，由公式 q It 可知，矩形面积为放电电荷量(2)每个小方格的面积代表放电电荷量 q00.0810 3 C，共有 75 格，则放电电
10、荷量Q75 q06.010 3 C.(3)由 Q CU 可知 C 7.510 4 F.QU答案： (1)0.1 s 内的放电电荷量(2)6.0103 (3)7.510 411如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨 MN、 PQ 平行放置在倾角为 的绝缘斜面上，两导轨间距为 L， M、 P 两点间接有阻值为 R 的电阻一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直整套装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上导轨和金属杆的电阻可忽略让金属杆 ab 沿导轨由静止开始下滑，经过一段时间后，金属杆达到最大速度 vm，在这个过程中，电阻 R 上产生的热量为 Q.导轨和金属杆接触良好，5重
11、力加速度为 g.求：(1)金属杆达到最大速度时安培力的大小；(2)磁感应强度的大小；(3)金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中杆下滑的高度解析： (1)当金属杆达到最大速度时，设金属杆受安培力 Fm，杆受力平衡 Fm mgsin .(2)当杆达到最大速度时，感应电动势为 Em，感应电流为 ImEm BLvmImBLvmRFm BImL由以上方程得 B .mgRsin vmL2(3)设金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中下滑的高度为 h，由能量守恒定律得mgh mv Q12 2mh .mv2m 2Q2mg答案： (1) mgsin (2) (3) .mgRsin vmL2 mv2m 2Q2m
12、g12如图所示，质量 m10.1 kg，电阻 R10.3 ，长度l0.4 m 的导体棒 ab 横放在 U 型金属框架上框架质量 m20.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数 0.2，相距0.4 m 的 MM、 NN相互平行，电阻不计且足够长电阻 R20.1 的 MN 垂直于 MM.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B0.5 T垂直于 ab 施加 F2 N 的水平恒力， ab 从静止开始无摩擦地运动，始终与 MM、 NN保持良好接触，当 ab 运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g 取 10 m/s2.(1)求框架开始运动时 ab 速
13、度 v 的大小；(2)从 ab 开始运动到框架开始运动的过程中， MN 上产生的热量 Q0.1 J，求该过程ab 位移 x 的大小解析： (1) ab 对框架的压力 F1 m1g框架受水平面的支持力 FN m2g F1依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到的最大静摩擦力为 F2 F Nab 中的感应电动势 E BlvMN 中电流 IER1 R26MN 受到的安培力 F 安 IlB框架开始运动时 F 安 F2由上面各式代入数据解得 v6 m/s.(2)闭合回路中产生的总热量 Q 总 QR1 R2R2由能量守恒定律，得 Fx m1v2 Q 总12代入数据解得 x1.1 m.答案： (1)6 m/s (2)1.1 m
