1.關(guān)于傳感器及其應(yīng)用，下列說法正確的是( )
A. 干簧管是利用電磁感應(yīng)原理控制電路通斷
B. 機(jī)器人“眼睛”利用了光傳感器
C. 紅外測(cè)溫儀向人體發(fā)射紅外線，從而測(cè)量人體溫度
D. 話筒是一種能夠?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)的傳感器
2.電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物．下列相關(guān)的說法中正確的是( )
A. 電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作
B. 鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場(chǎng)變化的頻率有關(guān)
C. 金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來烹飪食物
D. 電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞、減少熱損耗
3.以下說法不正確的是( )
A. 雷達(dá)利用中波來測(cè)定物體位置
B. 波長最短的電磁輻射是γ射線
C. 人體接收適量紫外線照射可促進(jìn)鈣的吸收
D. 人們可利用X射線來探測(cè)金屬構(gòu)件內(nèi)部缺陷
4.某電阻的阻值為10Ω，通過的交變電流如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 該電流方向每秒改變50次
B. 該電流的瞬時(shí)值表達(dá)式i=5sin100π(A)
C. 并聯(lián)在該電阻兩端的交流電壓表示數(shù)為50V
D. 該電阻消耗的電功率為500W
5.如圖所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個(gè)金屬圓環(huán)B，使B的環(huán)面水平且軸線與膠木圓盤A的軸線OO′重合?，F(xiàn)使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，則( )
A. 環(huán)B內(nèi)有順時(shí)針方向電流(俯視)，絲線受到的拉力增大
B. 環(huán)B內(nèi)有順時(shí)針方向電流(俯視)，絲線受到的拉力減小
C. 環(huán)B內(nèi)有逆時(shí)針方向電流(俯視)，絲線受到的拉力增大
D. 環(huán)B內(nèi)有逆時(shí)針方向電流(俯視)，絲線受到的拉力減小
6.LC振蕩電路既可產(chǎn)生特定頻率的信號(hào)，也可從復(fù)雜的信號(hào)中分離出特定頻率的信號(hào)，是許多電子設(shè)備中的關(guān)鍵部件。如圖所示，某時(shí)刻線圈中磁場(chǎng)方向向上，且電路中的電流正在增加，下列說法正確的是( )
A. 電容器正在充電
B. 電路中的電場(chǎng)能正在增大
C. 電容器上極板帶正電
D. 電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小
7.如圖，當(dāng)車輛駛?cè)牖蝰偝鰣A形區(qū)域時(shí)，車輛會(huì)改變區(qū)域內(nèi)通電線圈中的磁場(chǎng)，通過傳感器電路將磁場(chǎng)的變化轉(zhuǎn)換為交通燈的控制信號(hào)。車輛駛?cè)雸D中圓形區(qū)域時(shí)，車輛引起磁場(chǎng)變化的原因最類似于( )
A. 減小通電線圈的面積
B. 加大通電線圈的壓力
C. 將鐵芯放入通電線圈
D. 增加通電線圈的匝數(shù)
8.如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OC導(dǎo)體棒長為2l，O端位于圓心，棒的中點(diǎn)A位于磁場(chǎng)區(qū)域的邊緣?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，O、A、C點(diǎn)電勢(shì)分別為φO、φA、φC，OC兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則( )
A. φO>φC，E=12Bωl2B. φC=φA，E=Bωl2
C. φOφA，E=2Bωl2
9.如圖所示，電鍵S原來斷開，電源及線圈、導(dǎo)線電阻均不計(jì)，電路中電流大小為I，現(xiàn)在閉合電鍵S將一個(gè)電阻短路，于是線圈中有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，該自感電動(dòng)勢(shì)( )
A. 有阻礙電流增大的作用，最后電流小于I
B. 有阻礙電流增大的作用，最后電流增大到2I
C. 有阻礙電流減小的作用，最后電流由I減小為零
D. 有阻礙電流變化的作用，因而電流保持為I不變
10.如圖所示，在光滑絕緣水平面上，一矩形線圈以一定的初速度穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，已知磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾却笥诰€圈寬度，則線圈進(jìn)、出磁場(chǎng)的兩個(gè)過程中( )
A. 平均加速度相等B. 克服安培力做功相等
C. 速度的變化量相同D. 通過線圈的電荷量不相等
11.如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中水平放置兩足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的左側(cè)接有電容器，不計(jì)電阻的金屬棒ab靜止在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直。t=0時(shí)，棒在重物的牽引下開始向右運(yùn)動(dòng)，t=t時(shí)，重物落地且不反彈，則棒的速度大小v、電容器所帶的電荷量q、棒中安培力的沖量大小I、棒克服安培力做的功W與時(shí)間t的關(guān)系圖像正確的是( )
A. B.
C. D.
二、實(shí)驗(yàn)題：本大題共1小題，共15分。
12.用如圖(甲)所示的可拆變壓器進(jìn)行“探究變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。

(1)關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是______。
A.原線圈可直接接入220V交流電路
B.為了保證人身安全，要使用低壓直流電源
C.用交流電壓表測(cè)副線圈兩端電壓時(shí)，副線圈應(yīng)空載
D.即使副線圈不接用電器，原線圈也不能長時(shí)間通電
(2)甲同學(xué)將變壓器按照要求組裝好后，原線圈接“0”、“4”接線柱，副線圈接“0”、“14”接線柱，此時(shí)接在原線圈兩端的交流電壓表量程為10V，示數(shù)如圖(乙)所示，其讀數(shù)值為______V(保留1位小數(shù))，此時(shí)副線圈輸出的電壓理論上與______最接近(選填下列選項(xiàng))。
A.0V

C.14V

(3)乙同學(xué)將原線圈接在交流電源上，將副線圈接在電壓傳感器(可視為理想電壓表)上，觀察到副線圈電壓U2隨時(shí)間t變化的圖像如圖(丙)所示，在t1～t2時(shí)間內(nèi)該同學(xué)先斷開開關(guān)，其后僅進(jìn)行的一項(xiàng)操作可能是______。
A.增加了交流電源的頻
率B.擰緊了松動(dòng)的鐵芯
C.減少了副線圈的匝數(shù)
D.增加了原線圈的匝數(shù)
(4)等效法、理想模型法是重要的物理思維方法，合理采用物理思維方法會(huì)讓問題變得簡單，這體現(xiàn)了物理學(xué)科“化繁為簡”之美。理想變壓器是一種理想化模型。如圖(丁)所示，某用電器可以等效為右側(cè)電路，若原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，在交流電源的電壓有效值U0和電阻R0確定的情況下，調(diào)節(jié)可變電阻R，當(dāng)R= ______時(shí)，R可獲得最大功率。
三、簡答題：本大題共4小題，共41分。
13.如圖，兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置，導(dǎo)軌間距離為L，電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌上端連接一個(gè)電阻為R的小燈泡。整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好。已知某時(shí)刻后燈泡保持額定功率正常發(fā)光，重力加速度為g。求：
(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率；
(2)小燈泡正常發(fā)光時(shí)功率的大小。
14.某半徑為r的閉合導(dǎo)體圓環(huán)，電阻為R。將圓環(huán)垂直磁場(chǎng)方向置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t按照B=B0?B0t0t的規(guī)律均勻減小時(shí)(B0、t0均為已知量)。求：
(1)圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I各為多大？
(2)在t=t02時(shí)刻圓環(huán)中張力T多大？
15.如圖，用一小型交流發(fā)電機(jī)向遠(yuǎn)處標(biāo)有“220V、8.8kW”的電動(dòng)機(jī)供電，已知發(fā)電機(jī)線圈abcd面積S=0.03m2，匝數(shù)N=100匝，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B= 2πT，輸電導(dǎo)線的總電阻R=10Ω，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2=1：10，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n3：n4=10：1。當(dāng)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=100πrad/s時(shí)，電動(dòng)機(jī)恰能正常工作。發(fā)電機(jī)線圈電阻可忽略。求此時(shí)：
(1)發(fā)電機(jī)線圈從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；
(2)在輸電線路上所損耗的電功率ΔP；
(3)與發(fā)電機(jī)直接串聯(lián)的用電器Y上消耗的功率PY。
16.如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌間距為L，處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩導(dǎo)體棒ab、cd垂直導(dǎo)軌平行放置，與導(dǎo)軌始終接觸良好，其中棒ab質(zhì)量為m，棒cd質(zhì)量為2m，兩棒接入電路的電阻均為R0。開始時(shí)cd棒鎖定在軌道上，對(duì)ab棒施加水平向右的恒定拉力F，經(jīng)時(shí)間t其速度達(dá)到最大值v，此時(shí)解除對(duì)cd的鎖定。導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)。求：
(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；
(2)解除鎖定前導(dǎo)體棒ab前進(jìn)的距離及此過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱；
(3)在經(jīng)過足夠長時(shí)間后，兩導(dǎo)體棒各做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？此時(shí)回路中的電流為多大？(兩棒仍然處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、干簧管是利用磁場(chǎng)將兩個(gè)簧片磁化，被磁化后的兩個(gè)簧片相互吸引而接通電路，可知干簧管不是利用電磁感應(yīng)原理工作的，故A錯(cuò)誤；
B、機(jī)器人“眼睛”接收到光信號(hào)，利用光傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，故B正確；
C、紅外測(cè)溫儀是接收從人體發(fā)射紅外線，根據(jù)接受到的紅外線的強(qiáng)弱來測(cè)量人體溫度，故C錯(cuò)誤；
D、話筒是一種能夠?qū)⒙曇粜盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
干簧管是利用磁場(chǎng)磁化兩個(gè)簧片的原理工作的；機(jī)器人“眼睛”是將接收到光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；紅外測(cè)溫儀是接收從人體發(fā)射紅外線來測(cè)量人體溫度的；話筒是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。
本題考查了生活中常見的傳感器的工作原理。傳感器能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測(cè)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號(hào)輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號(hào)是電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制。
2.【答案】B
【解析】解：A、直流電不能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在鍋體中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁爐不能使用直流電，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律可知，鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場(chǎng)變化的頻率有關(guān)，故B正確；
C、鍋體只能用鐵磁性導(dǎo)體材料才能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行加熱，故不能使用絕緣材料制作鍋體，故C錯(cuò)誤；
D、電磁爐的上表面如果用金屬材料制成，則在使用電磁爐時(shí)上表面材料發(fā)生電磁感應(yīng)會(huì)損失電能，所以電磁爐上表面要用絕緣材料制作，故D錯(cuò)誤；
故選：B．
電磁爐是利用感應(yīng)電流使鍋體發(fā)熱而工作的；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比，與磁場(chǎng)變化的頻率有關(guān)；鍋體只能使用鐵磁性材料．
本題從常用的電器電磁爐入手，考查其原理和工作情況，電磁爐是利用電流的熱效應(yīng)和磁效應(yīng)的完美結(jié)合體，它的鍋具必須含磁性材料，最常見的是不銹鋼鍋．
3.【答案】A
【解析】解：A.雷達(dá)利用頻率極高的微波來測(cè)定物體位置，故A錯(cuò)誤；
B.由電磁波譜可知，波長最短的電磁輻射是γ射線，故B正確；
C.人體接收適量紫外線照射可促進(jìn)鈣的吸收，故C正確；
D.人們可利用X射線來探測(cè)金屬構(gòu)件內(nèi)部缺陷，故D正確。
本題選擇錯(cuò)誤的，故選：A。
A.根據(jù)雷達(dá)的工作原理進(jìn)行分析解答；
B.根據(jù)電磁波譜進(jìn)行分析解答；
C.根據(jù)紫外線的特點(diǎn)進(jìn)行分析判斷；
D.根據(jù)X射線的作用進(jìn)行分析判斷。
考查無線電波，電磁波譜，各種射線的特點(diǎn)和作用，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和解答。
4.【答案】C
【解析】解：A、由圖可知交流電的周期T=0.02s，正弦交流電在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，1s=0.02s×50=50T，所以該電流方向每秒改變100次，故A錯(cuò)誤；
B、該電流的ω=2πT=2π0.02rad/s=100πrad/s，所以該電流的瞬時(shí)值表達(dá)式i=5 2sin100πt(A)，故B錯(cuò)誤；
CD、交流電壓表測(cè)的是電壓的有效值，所以并聯(lián)在該電阻兩端的交流電壓表示數(shù)為：U=IR=5A×10Ω=50V
該電阻消耗的電功率P=U2R=50×5010W=250W，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選：C。
A、根據(jù)正弦交流電一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次分析；
B、根據(jù)i=Imsinωt分析；
CD、交流電壓表測(cè)的是電壓有效值，根據(jù)U=IR和P=U2R求解。
本題考查了交流電的圖像和函數(shù)表達(dá)式，電功和電功率，解題的關(guān)鍵是知道交流電壓表測(cè)的是電壓有效值，電功率P=U2R中U為有效值。
5.【答案】D
【解析】解：當(dāng)圓盤A沿圖中方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于在圓盤A所在的位置產(chǎn)生一個(gè)與圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反且逐漸增大的環(huán)形電流，根據(jù)楞次定律，穿過B環(huán)的磁場(chǎng)向下且增大，故B環(huán)中會(huì)產(chǎn)生俯視逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，同時(shí)B環(huán)受到向上的磁場(chǎng)力，根據(jù)平衡條件，B環(huán)中的絲線拉力會(huì)減小，故ABC錯(cuò)誤，D正確。
故選：D。
根據(jù)A盤的運(yùn)動(dòng)情況和帶電情況判斷A盤對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)，再根據(jù)楞次定律判斷B環(huán)的感應(yīng)電流方向及所受的磁場(chǎng)力，結(jié)合平衡條件判斷絲線的受力變化情況。
考查環(huán)形電流的磁場(chǎng)和楞次定律的應(yīng)用，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和判斷。
6.【答案】D
【解析】解：因?yàn)殡娐分械碾娏髡谠黾?，可知電容器正在放電，電路中的電?chǎng)能正在減小，極板帶電量正在減小，則兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小，由右手螺旋定則可知，回路中的電流為順時(shí)針方向，電容器下極板帶正電，故ABC錯(cuò)誤，D正確。
故選：D。
根據(jù)電流增加分析電容的充放電狀態(tài)，結(jié)合電場(chǎng)強(qiáng)度判斷，由右手螺旋定則判斷電容器的極板帶電情況。
考查電容器的充放電問題和能量轉(zhuǎn)化情況，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和判斷。
7.【答案】C
【解析】解：車輛駛?cè)雸D中圓形區(qū)域時(shí)，車輛上大部分是金屬，車輛通過通電線圈中的磁場(chǎng)時(shí)，在車輛上產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)引起通電線圈中的磁場(chǎng)變化，此過程最類似于將鐵芯放入通電線圈，鐵芯的磁通量變化，在鐵芯上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而改變通電線圈中的磁場(chǎng)，故ABD錯(cuò)誤，C正確。
故選：C。
根據(jù)車輛的特性分析，大部分材料都是金屬材料，類似于鐵芯的作用，會(huì)引起原磁場(chǎng)的變化進(jìn)行分析和判斷。
考查電磁感應(yīng)問題，理解鐵芯在電磁感應(yīng)中的作用，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行分析和判斷。
8.【答案】A
【解析】解：導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)右手定則可知，φC=φA

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