1、简答题 光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,作为简化模型,可以近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为0;照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大.利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭,黑天打开.电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接.当励磁线圈中电流大于50mA时,电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开;电流小于50mA时,3、4接通.励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA.
(1)利用下表中的器材设计一个自动控制路灯的电路,在虚线框内画出电路图.
序号 | 器材描述 1 光敏电阻R1,符号
 2 灯泡L:额定电压36V,额定功率40W 3 电磁开关:符号
 4 蓄电池E:电动势36V,内阻不计; 5 保护电阻R2 6 开关S、导线若干
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(2)如果励磁线圈的电阻为200Ω,励磁线圈允许加的最大电压为______V,保护电阻R2的阻值范围为______Ω.
参考答案:(1)电路原理如图所示.

(2)已知励磁线圈中允许通过的最大电流为Im=100mA,电阻为R=200Ω,由欧姆定律得:最大电压为Um=ImR=20V.
由题得知,励磁线圈电流范围为50mA-100mA,根据欧姆定律得
保护电阻R2的最大值为Rmax=EImin-R2=360.05-200=520Ω,最小值为Rmin=EImax-R2=360.1-200=160Ω
故保护电阻R2的阻值范围为160~520Ω.
故答案为:
(1)电路原理如图所示.

(2)20,160~520
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如下图所示,边长为l的正方形金属框abcd套在U型金属框架MNPQ内,两者都放在光滑的水平地板上,U型框架与方形金属框之间接触良好且无摩擦。方形金属框ac、bd边电阻为R,其余两边电阻不计;U型框架NQ边的电阻为R,其余两边电阻不计。虚线右侧空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感强度大小为B。如果将方形金属框固定不动,用力拉动U型框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动,求:
小题1:拉力为多大?
小题2:bd两端的电势差为多大?
参考答案:
小题1:
小题2:
本题解析:(1)U型框向右运动时,NQ边相当于电源,产生的感应电动势
(1分)
U型框连同方框构成的闭合电路的总电阻为
(1分)闭合电路的总电流为
(1分)
NQ边受到的安培力为
即拉动型框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动的拉力为
(1分)
(2)根据闭合电路欧姆定律可知,bd两端的电势差为:
(2分)
本题难度:一般
3、简答题 如图所示的U形导轨水平放置,导轨宽l=1m,左端连接阻值为0.4Ω的电阻R.在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN,并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量
m=48g的重物,图中L=1.6m.开始时重物与水平地面接触并处于静止.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B0=0.05T,并且以
=0.05T/s的变化率在增大.不计摩擦阻力(g取10m/s2),求
(1)至少经过多长时间才能将重物吊起?
(2)当重物刚要被吊起时,在电阻R上产生的热量为多少?
参考答案:(1)以MN为研究对象,有BIL=FT;
以重物为研究对象,有FT+FN=mg,由于B在增大,安培力BIL增大,绳的拉力FT增大,地面的支持力FN减小,当FN=0时,此时
I=△BS△t(r+R)=0.16A
BIL=mg
解得B=3T.
则t=B-B0△B△t=59s.
(2)根据Q=I2Rt得,
Q=0.162×0.4×59≈0.6J.
答:(1)经过59s才能将重物吊起.
(2)当重物刚要被吊起时,在电阻R上产生的热量为0.6J.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 关于发电机和电动机,下列说法中不正确的是(?)
A.发电机和电动机的作用是相同的,都是把其他形式的能转化成电能
B.发电机可以把其他形式的能转化成电能,电动机可以把电能转化成机械能
C.发电机和电动机统称为电机
D.通过电机可以实现电能与其他形式的能源相互转化
参考答案:A
本题解析:A、发电机是把其他形式的能转化为电能,电动机是把电能转化为其他形式的能;错误符合要求应选
B、发电机可以把其他形式的能转化成电能,电动机可以把电能转化成机械能;正确不选
C、电机是电动机与发电机的简称,故C正确;
D、电机是电动机与发电机的简称,所以可以实现电能与其他形式的能源相互转化;正确不选
故选A
点评:发电机是通过外力做功将机械能转化为电能,是磁生电的现象;而电动机则是将电能转化为机械能,是电生磁的现象。
本题难度:简单
5、选择题 感应电动势大小( )
A.跟穿过电路的磁通量成正比
B.跟穿过电路的磁通量变化量成正比
C.跟穿过电路的磁通量变化率成正比
D.跟穿过这一电路的磁感应强度成正比