题 号 答 案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二、填空题(本题共2小题，共20分)

11．(8分)如图10所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为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端加一定值交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA∶PB＝________.两电阻两端电压之比UA∶UB＝________.

图10

12．(12分)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性，现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．

(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图11的实物图上连线． (2)实验的主要步骤：

①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值； ②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________，________，断开开关； ③重复第②步操作若干次，测得多组数据．

(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图12的R－t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝________＋________t(Ω)(保留3位有效数字)．

图11 图12 三、计算题(本题共4小题，共40分)

13．(8分)有一正弦交流电，它的电压随时间变化的图象如图13所示，试写出： (1)电压的峰值；(2)交变电流的周期；(3)交变电流的频率；(4)电压的瞬时表达式．

图13

图14

14．(10分)如图14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 Ω，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Φ随时间t按图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.(6分)如图15(a)为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图(b)为用此热敏电阻Rt和继电器做成的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx＝50 Ω，当继电器线圈中的电流大于或等于Ic＝20 mA时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，试问温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？

图15

16．(16分)如图16所示，竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与距离为2r、电阻不计的平行光滑金属导轨ME、NF相接，E、F之间接有电阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R.在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B.现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金

r

属环及轨道接触良好，设平行导轨足够长．已知导体棒下落时的速度大小为v1，下落到MN处时的速度大

2小为v2.

图16

r

(1)求导体棒ab从A处下落时的加速度大小．

2

(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h和R2上的电功率P2.

(3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时的速度大小为v3，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式．

答案

1．B 2．C

EBLv

3．AB [金属棒切割磁感线产生的感应电动势为BLv，感应电流I＝＝，其大小与速度成正比；

RRBLvL′BLL′v

产生的热量Q＝IRt＝·＝，B、L、L′、R是一样的，两次产生的热量比等于运动速度的

RvR

2

222

22

比；

通过任一截面的电荷量q＝I·t＝

BLvL′BLL′

·＝与速度无关，所以这两个过程中，通过任一截面RvR

的电荷量之比应为1∶1；金属棒运动过程中受磁场力的作用，为使棒匀速运动，外力大小要与磁场力相BLv

同．则外力的功率P＝Fv＝BIL·v＝，其中B、L、R相同，外力的功率与速度的平方成正比，所以外

R力的功率之比应为1∶4.]

4．AD [自感线圈的一个重要作用是使通过线圈中的电流不能突变，电流从一个值变到另一个值总需要时间，这是解决这类问题的关键．在甲图中，K闭合时，由电阻大小关系可推测流过S所在支路的电流等于流过L所在支路的电流，当K断开后，流过L所在支路的电流通过了S并逐渐减小，在此过程中，该电流始终不比S发光时的电流大，故S将逐渐变暗．A选项正确．同理，在乙图中，K闭合时，由电阻大小关系可推测流过S所在支路的电流小于流过L所在支路的电流，当K断开后，流过L所在支路的电流通过了S，并从大于S发光时的电流开始减小，故S将先变得更亮，然后才变暗．D选项正确．]

5．BD [从图象可以看出，交变电流中电流最大值为0.62 A，电流有效值为：I＝

Im2

＝0.6 A，R1

222

两端电压为U1＝IR1＝6 V，R2两端电压最大值为Um＝ImR2＝B、D.]

6．C

32

×20 V＝12 2 V，综上所述，正确选项为5

n2n2

7．BC [由U2＝U1得U1不变，U2就不变；S断开，R总增大，U2不变，则I2变小，由I1＝I2得I1也

n1n1

变小；I2变小，加在R1两端的电压变小，由UR3＝U2－UR1，得UR3增大，所以I3变大．]

8．C [油滴静止说明电容器下极板带正电，线圈中电流自上而下(电源内部)，由楞次定律可以判断，线圈中的磁感应强度B为竖直向上且正在减弱或竖直向下且正在增强．

又E＝nUR＝

ΔΦ Δt

R

·E R＋r

qUR

＝mg d

ΔΦmgdR＋r

由以上各式可解得：＝ΔtnRq

] 9．B [街旁的路灯和江海里的航标，都是利用了半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小．]

10．B [控制电路含电磁继电器，甲的回路为控制电路，甲当然是半导体热敏电阻；热敏电阻的特点是温度高，电阻小，电流大，继电器工作，触头被吸下，乙被接通应报警，即乙是小电铃；平常时，温度低，电阻大，电流小，丙导通，应是绿灯泡，即B正确．]

11．1∶16 1∶4

I1n21

解析 对理想变压器，有＝＝

I2n14UAI1RI11

又UA＝I1R，UB＝I2R 所以＝＝＝

UBI2RI24PA＝I1R，PB＝I2R PAI1I121所以＝2＝()＝ PBI2I21612．(1)如下图所示

2

2

2

(2)记录温度计的示数 记录电压表的示数 (3)100 0.400

解析 (1)连接实物图时导线不能交叉，电压表应并联在电阻两端，电流由电压表的正接线柱流入． (2)因本实验是探究热敏电阻的阻值随温度变化的特性，所以实验需测出热敏电阻的阻值及相应的温U

度，热敏电阻的阻值用R＝间接测量，故需记录的数据是温度计的示数和电压表的示数．

I

108－104

(3)设热敏电阻R＝R0＋kt，k＝＝0.400.温度为10℃时，热敏电阻R＝104 Ω，则R0＝R－kt

20－10＝(104－0.400×10) Ω＝100 Ω，所以R＝(100＋0.400t) Ω.

13．(1)539 V (2)2×10 s (3)50 Hz (4)u＝539sin 314t V 14．(1)200 V (2)127 V

解析 (1)交流发电机产生电动势的最大值Em＝nBSω 2π2nπΦm

而Φm＝BS、ω＝，所以Em＝

TT

由Φ—t图线可知：Φm＝2.0×10 Wb，T＝6.28×10 s 所以Em＝200 V (2)电动势的有效值E＝2

Em＝100 2 V 2

－2

－2

－2

由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为 EI＝＝2 A R＋r