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期末复习3-2

高二物理 主备人： 审核人： 定稿人： 定稿时间：

7、如图4.4-6，矩形线圈在匀强磁场中绕OO'轴转动时，线圈中的感应电动势是否变化：为什么？设线圈的两个边长分别是L1和L2，转动时角速度是ω，磁

场的磁感应强度为B。试证明：在图示位置时，线圈中的感应电动势为E=BSω

高二年级 班 学生姓名： 授课教师： 式中S= L1L2，为线圈面积。

【目标要求】 1、对电磁感应有关知识的理解 2、交流电的应用 3、了解传感器

1．如图4.2-10所示，让闭合线圈由位置1通过一个匀强磁场运动到位置2。线圈在运动过程中什么时候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？

2、如图4.2-15所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为Bo，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为L的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导这种情况下B与t的关系式。

3、超导体的电阻为零，如果闭合的超导电路内有电流，这个电流不产生焦耳热，所以不会自行消失。现有一个固定的超导体圆环如图4.3-8甲所示，此时圆环中没有电流。在其右侧放入一个条形永磁体（图4.3-8乙），由于电磁感应，在超导体圆环中产生了电流，电流的方向如何？

4、在图4.3-10中CDEF是金属框。当导体AB向右移动时，请用楞次定律判断ABCD和ABFE两个电路中感应电流的方向。我们能不能用这两个电路中的任一个来判定导体AB中感应电流的方向？

5、如图4.3-11所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合线圈向下运动并始终保持水平。在位置B，N极附近的磁感线正好与线圈平面平行。试判断线圈在位置A、B、C时感应电流的方向。

6、图4.3-13中的A和B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的。用磁铁的任意一极去接近A环，会产生什么现象？把磁铁从A环移开，会产生什么现象？磁极移近或远离B环时，又会产生什么现象？解释所发生的现象。

8、如图4.4-7所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径RA=2RB，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。 (1)A、B线圈中产生的感应电动势之比EA：EB是多少？ (2)两线圈中感应电流之比IA：IB是多少？

9、图4.4-8是电磁流量计的示意图。圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点间的电动势E，就可以知道管中液体的流量q——单位时间内流过管道横截面的液体的体积。已知管的直径为d，磁感应强度为B，试推出q与E关系的表达式。假定管中各处液体的流速相同。 电磁流量计的管道内没有任何阻碍流体流动的结构，所以常用来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量。它的优点是测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套。

10、如图4.5-4甲，100匝的线圈（为表示线圈的绕向，图中只画了2匝）两端A、B与一个电压表相连。线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。

(1)按图乙所示的规律，电压表的读数应该等于多少？ (2)请在线圈位置上标出感应电场的方向。

(3)A、B两端，哪端应该与电压表标+号的接线柱（或红接线柱）连接？

11、如图4.5-6，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场。求： (1)第二次与第一次线圈中最大电流之比；

(2)第二次与第一次外力做功的最大功率之比； (3)第二次与第一次线圈中产生热量之比。

12、图4.6-8是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是这样得名的。 (1)请解释：当开关S断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一段短时间？

(2)如果线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为什么？

13、如图4.6-10所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个相同的小灯泡。

(1)当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？ (2)当开关S由闭合变为断开时，A、B两个灯泡的亮度又将如何变化？

14、如图4.7-12所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。分析这个现象的产生原因，并说明此现象中能量转化的情况。

15、如图5.1-5所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，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，KL边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动。在KL边与磁场方向到达300角的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小是多少？标出线框此时电流的方向。已知线框按俯视的逆时针方向转动。

16、我国电网中交变电流的周期是0.02 s，ls内电流方向发生多少次改变？ 17、图5.2-3是一个正弦式电流的波形图。根据图象求出它的周期、频率、电流的峰值、电流的有效值。

18、有一个电热器，工作时的电阻为50Ω，接在电压为u=Umsinωt的交流电源上，其中Um=311V，ω=100πs-1。该电热器消耗的功率是多大？

19、如图5.3-6所示，交流电流表A1、A2、 A3分别与电容器、线圈L和电阻R串联后接在同一个交流电源上，供电电压瞬时值为u1=Umsin ω1t，三个电流表各有不同的读数。现换另一个电源供电，供电电压瞬时值为u2=Umsin ω2t，ω2=2ω1。改换电源后，三个电流表的读数是否变化？如果有变化，是增大还是减小？为什么？

20、当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其他线圈的匝数：把被测线圈作为原线圈，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数。已知副线圈有400匝，把原线圈接到220 V的线路中，测得副线圈的电压是55 V，求原线圈的匝数。

21、图5.4-9是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用Ro表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小（滑动片向下移）。当用户的用电器增加时，图中各表的读数如何变化？

22、一座小型水电站，用总电阻是0.5 Ω的输电线把电输送给用户，水电站输出的电功率是20 kW。假如用250 V的电压输电，估算输电导线上的功率损失和用户得到的功率。假如输电电压改成500 V，输电线上的功率损失和用户得到的功率又各是多少？

23、某水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5 kW(即用户得到的功率为95 kW)。请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算： (1)降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？ (2)输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？ (3)两个变压器的匝数比各应等于多少？

24、当前大量使用的磁敏器件是霍尔元件与集成电路制在一起的磁传感器，它有以下两种。

(1)一种是“线性”的。它将霍尔元件和放大器集成在一个芯片内，其输出的电压与感受到的磁感应强度成正比地连续变化。请你提出一种方案，利用它来测量电流的大小。

(2)另一种是“开关型”的，当磁场强到一定程度时它才会输出高电平，而在磁场弱到一定程度时输出低电平（或者相反），也就是说，它只能在高、低电平之间跃变。请你提出一种方案，利用它来测量物体的转速。

25、可以用型号为74LS14的非门集成电路（见图6.4-1）、发光二极管和限流电阻来组成一个逻辑电平检测器，电路如图6.4-5所示。使用时，将检测器的输入端A接到被测点。 请分析：当被测点为高电平时，LED是否发光？低电平时呢？说出道理。 最好实际试验一下：按照图6.4-5在集成电路实验板上连接电路，然后将A端先后接到本电路电源的正、负极上，看看能否正确检测出高、低两种电平。

26、请你设计一个电热水器的控制方案。要求水烧开时自动断电，而在水温低于沸点约10℃时又自动加热。同时还要有手动开关，必要时可以在任何温度下立即加热。

【归纳整理】

【学/教后感】