2019版人教版教材習題選擇性必修2物理練習題

第一章安培力與洛倫茲力

1.磁場對通電導線的作用力

1.圖1.1-9的磁場中有一條通電導線，其方向與磁場方向垂直。圖L1-9甲、乙、丙分別標

明了電流、磁感應(yīng)強度和安培力三個量中的兩個量的方向，試畫出第三個量的方向。(用

表示磁感線垂直于紙面向外，”X，，表示磁感線垂直于紙面向里，“?！北硎倦娏鞔怪庇诩埫嫦?/p>

外，‘舊“表示電流垂直于紙面向里。)

2.在圖1.1-10中畫出通電導體棒外所受的安培力的方向。

甲磁場垂直水平面乙磁場與水平而成0角

丙磁場垂直于斜面

圖1.1-10

3.圖1.1-11所示為電流天平，可以用來測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度。它的右臂掛著矩形線

圈，匝數(shù)為小線圈的水平邊長為/,處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度B的方向與線圈平面垂

直。當線圈中通過電流/時，調(diào)節(jié)祛碼使兩臂達到平衡。然后使電流反向，大小不變。這時

需要在左盤中增加質(zhì)量為m的祛碼，才能使兩臂再達到新的平衡。

(1)導出用〃、相、1、/表示磁感應(yīng)強度B的表達式。

(2)當〃=9,/=10.0cm,/=0.10A,,〃=8.78g時，磁感應(yīng)強度是多少？

4.有人做了一個如圖1.1-12所示的實驗：把一根柔軟的彈簧懸掛起來，使它的下端剛好跟

槽中的水銀接觸，觀察通電后的現(xiàn)象。請你分析一下，通電后有可能發(fā)生怎樣的現(xiàn)象？

圖1.1-12

2.磁場對運動電荷的作用力

1.電子的速率u=3.OxlO6m/$,沿著與磁場垂直的方向射入8=0.10T的勻強磁場中，它受到

的洛倫茲力多大？

2.試判斷圖1.2-10所示的帶電粒子剛進入磁場時所受到的洛倫茲力的方向。

3.在圖1.2-11所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應(yīng)強度8相互垂直。具有不同水平速

度的帶電粒子射入后發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況不同。這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出

來，所以叫作速度選擇器。試證明帶電粒子具有速度時，才能沿著圖示虛線路徑通

過這個速度選擇器。

B

圖1.2-11

4.一種用磁流體發(fā)電的裝置如圖1.2-12所示.平行金屬板A、B之間有一個很強的磁場，將

一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）噴入磁場，8兩板間

便產(chǎn)生電壓。如果把A、B和用電器連接，A、B就是一個直流電源的兩個電極。（1）A、B

板哪一個是電源的正極？（2）若A、8兩板相距為d,板間的磁場按勻強磁場處理，磁感應(yīng)

強度為B,等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場，這個發(fā)電機的電動勢是多大？

圖口-12

5.我們已經(jīng)知道，垂直于勻強磁場磁感線的通電導線所受的安培力由此，我們用8

金來定義磁感應(yīng)強度。同樣，運動方向垂直于勻強磁場磁感線的帶電粒子所受的洛倫茲力

F=qvB,由此也可以用洛倫茲力來定義磁感應(yīng)強度，這樣得到磁感應(yīng)強度的定義式是怎樣

的？把這個定義式與電場強度的定義式進行對比，這兩個定義式的差別在哪里？通過

對這兩個定義式的對比，你能獲得哪些認識？

3.帶電粒子在勻強磁場中的運動

例題.一個質(zhì)量為1.67xl(y27kg、電荷量為1.6x10」9c的帶電粒子，以5x]05m/s的初速度沿與

磁場垂直的方向射入磁感應(yīng)強度為0.2T的勻強磁場。求：

(1)粒子所受的重力和洛倫茲力的大小之比；

(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑；

(3)粒子做勻速圓周運動的周期。

1.電子以1.6xl06m/s的速度沿著與磁場垂直的方向射入8=2.0xl04T的勻強磁場中。求電子

做勻速圓周運動的軌道半徑和周期。

2.己知晁核的質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的3倍，帶正電荷，電荷量為一個元電荷；a粒子即氫原子

核，質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的4倍，帶正電荷，電荷量為e的2倍?，F(xiàn)在質(zhì)子、瓶核和a粒子在

同一勻強磁場中做勻速圓周運動。求下列情況中它們運動的半徑之比：

(1)它們的速度大小相等；

(2)它們由靜止經(jīng)過相同的加速電場加速后進入磁場。

3.如圖1.3-5所示，一個質(zhì)量為，人帶負電荷粒子電荷量為"不計重力的帶電粒子從x軸

上的P點以速度v沿與x軸成60。的方向射入第一象限內(nèi)的勻強磁場中，并恰好垂直于y軸

射出第一象限。已知OP=a,求：

(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大??；

(2)帶電粒子穿過第一象限所用的時間。

y.

B,

圖1.3-5

4.質(zhì)譜儀與回旋加速器

LA、B是兩種同位素的原子核，它們具有相同的電荷、不同的質(zhì)量。為測定它們的質(zhì)量比，

使它們從質(zhì)譜儀的同一加速電場由靜止開始加速，然后沿著與磁場垂直的方向進入同一勻強

磁場，打到照相底片上。如果從底片上獲知A、B在磁場中運動軌跡的直徑之比是1.08：1,

求A、8的質(zhì)量之比。

2.回旋加速器D形盒的半徑為r,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B。一個質(zhì)量為m、電荷量為q

的粒子在加速器的中央從速度為0開始加速。根據(jù)回旋加速器的這些數(shù)據(jù)，估算該粒子離開

回旋加速器時獲得的動能。

3.如圖1.4-4所示，一束電子以垂直于磁感應(yīng)強度B并垂直于磁場邊界的速度v射入寬度為

”的勻強磁場中，穿出磁場時速度方向和原來射入方向的夾角為。=60。，求電子的比荷和穿

越磁場的時間。

圖1.4-4

4.回旋加速器兩個D形金屬盒分別和一高頻交流電源兩極相接,兩盒放在磁感應(yīng)強度為B的

勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近。若粒子源射出的粒子電荷

量為（7,質(zhì)量為，小粒子最大回旋半徑為R,求：

（1）粒子在盒內(nèi)做何種運動；

（2）所加交流電源的頻率；

（3）粒子加速后獲得的最大動能。

復習與提高A組

1.有人說：“通電導線放在磁感應(yīng)強度為。的位置上，所受的安培力一定為0,因此，當某位

置的通電導線不受安培力時，該位置的磁感應(yīng)強度一定為0?！澳阏J為他說的話對嗎？為什

么？

2.把一根通電的硬導線放在磁場中，導線所在區(qū)域的磁感線呈弧形，如圖1-1所示。導線

可以在空中自由移動和轉(zhuǎn)動，導線中的電流方向由〃向人

（1）描述導線的運動情況。

（2）虛線框內(nèi)有產(chǎn)生以上弧形磁感線的磁場源，它可能是條形磁體、蹄形磁體、通電螺線

管、直線電流。請你分別按每種可能考慮，大致畫出它們的安放位置。

3.如圖1-2所示，把輕質(zhì)導線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓

心且垂直線圈平面。當線圈內(nèi)通以圖示方向的電流后，線圈的運動情況怎樣？請用以下兩種

方法分析：

（1）把整個線圈看成一個通電螺線管。

（2）把線圈截成許多小段，每小段視為通電直導線，分析磁場對各小段導線的作用力。

IU1-2

4.如圖1-3所示，長為2/的直導線折成邊長相等、夾角為60。的V形，并置于與其所在平

面相垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為瓦當在導線中通以電流/時，該V形通電導線受到

的安培力為多大？

ffil-3

5.一束粒子中有帶正電的，有帶負電的，還有不帶電的。要想把它們分開，可以用哪些辦法？

6.質(zhì)子和a粒子在同一勻強磁場中做半徑相同的圓周運動。求質(zhì)子的動能和a粒子的動能之

比。

7.如圖1-4所示，質(zhì)量為〃“長為/的直導線用兩絕緣細線懸掛于O、0，，并處于勻強磁場

中。當導線中通以沿x軸正方向的電流/,且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為0。

有以下三種磁感應(yīng)強度方向：（1）沿z軸正方向；（2）沿y軸正方向；（3）沿懸線向上。請

判斷哪些是可能的，可能時其磁感應(yīng)強度大小是多少？如果不可能，請說明原因。

圖1-4

復習與提高B組

1.如圖1-5所示，金屬桿油的質(zhì)量為〃?，長為/,通過的電流為/,處在磁感應(yīng)強度為B的

勻強磁場中，磁場方向與導軌平面為J角斜向上，結(jié)果必靜止于水平導軌上。求：（1）金

屬桿而受到的摩擦力；（2）金屬桿對導軌的壓力。

圖1-5

2.如圖1-6所示，寬為/的光滑導軌與水平面成a角，質(zhì)量為根、長為/的金屬桿水平放置

在導軌上?？臻g存在著勻強磁場，當回路總電流為A時，金屬桿恰好能靜止。求：（1）磁感

應(yīng)強度B至少有多大？此時方向如何？（2）若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向

上，應(yīng)把回路總電流/2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止？

圖1-6

3.利用學過的知識，請你想辦法把下面的帶電粒子束分開：

a.速度不同的電子；

b.具有相同動能的質(zhì)子和a粒子（a粒子由兩個質(zhì)子和兩個中子組成，質(zhì)子與a粒子的比荷

不同）。

4.真空區(qū)域有寬度為/、磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場，磁場方向如圖1-7所示，MN、PQ是

磁場的邊界。質(zhì)量為小、電荷量為q的粒子（不計重力）沿著與MN夾角。為30。的方向射

入磁場中，剛好沒能從PQ邊界射出磁場。求粒子射入磁場的速度大小及在磁場中運動的時

間。

圖1-7

5.某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖1-8所示，A為粒子加速器，加速電壓為UI；B為

速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強度為兩板間距離為d；C為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感

應(yīng)強度為82。今有一質(zhì)量為〃?、電荷量為e的正粒子（不計重力），經(jīng)加速后，該粒子恰能

通過速度選擇器，粒子進入分離器后做勻速圓周運動。求：

（1）粒子的速度v為多少？

（2）速度選擇器兩板間電壓5為多少？

（3）粒子在民磁場中做勻速圓周運動的半徑R為多大？

圖1-8

第二章電磁感應(yīng)

1.楞次定律

1.在圖2.1-9中，線圈M和線圈P繞在同一個鐵芯上。（1）當閉合開關(guān)S的一瞬間，線圈P

中感應(yīng)電流的方向如何？（2）當斷開開關(guān)S的一瞬間，線圈P中感應(yīng)電流的方向如何？

圖2.1-9

2.在圖2.1-10中CDEF是金屬框，框內(nèi)存在著如圖所示的勻強磁場。當導體AB向右移動

時，請用楞次定律判斷MNCD和MNFE兩個電路中感應(yīng)電流的方向。

N

圖2.170

3.如圖2.1-11所示，導線AB與CD平行。試判斷在閉合與斷開開關(guān)S時，導線CD中感應(yīng)

電流的方向，說明你判斷的理由。

4.如圖2.1-12所示，在水平放置的條形磁鐵的N極附近，一個閉合線圈豎直向下運動并始

終保持水平。在位置B,N極附近的磁感線正好與線圈平面平行，A、B之間和B、C之間

的距離都比較小。試判斷線圈在位置A、B、C時感應(yīng)電流的方向，說明你判斷的理由。

圖2.1-12

5.圖2.1-13中的A和B都是鋁環(huán)，A環(huán)是閉合的，B環(huán)是斷開的，橫梁可以繞中間的支點

轉(zhuǎn)動。某人在實驗時，用磁鐵的任意一極移近A環(huán)，A環(huán)都會被推斥，把磁鐵遠離A環(huán)，

A環(huán)又會被磁鐵吸引。但磁極移近或遠離B環(huán)時，卻沒有發(fā)現(xiàn)與A環(huán)相同的現(xiàn)象。這是為

什么？

圖2.1-13

2.法拉第電磁感應(yīng)定律

1.有一個1000匝的線圈，在0.4s內(nèi)通過它的磁通量從0.02Wb增加到0.09Wb,求線圈中的

感應(yīng)電動勢。如果線圈的電阻是10Q,把一個電阻為990。的電熱器連接在它的兩端，通過

電熱器的電流是多大？

2.當航天飛機在環(huán)繞地球的軌道上飛行時，從中釋放一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星與航天飛機速度相同，

兩者用導電纜繩相連。這種衛(wèi)星稱為繩系衛(wèi)星，利用它可以進行多種科學實驗。現(xiàn)有一繩系

衛(wèi)星在地球赤道上空沿東西方向運行。衛(wèi)星位于航天飛機的正上方，它與航天飛機之間的距

離是20.5km,衛(wèi)星所在位置的地磁場B=4.6X10-5T,沿水平方向由南向北。如果航天飛機和

衛(wèi)星的運行速度都是7.6km/s,求纜繩中的感應(yīng)電動勢。

3.動圈式揚聲器的結(jié)構(gòu)如圖2.2-5所示。線圈圓筒安放在永磁體磁極間的空隙中，能夠在空

隙中左右運動。音頻電流通進線圈，安培力使線圈左右運動。紙盆與線圈連接，隨著線圈振

動而發(fā)聲。這樣的揚聲器能不能當作話筒使用？也就是說，如果我們對著紙盆說話，揚聲器

能不能把聲音變成相應(yīng)的電流？為什么？

圖2.2-5

4.如圖2.2-6,矩形線圈在勻強磁場中繞00,軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中的感應(yīng)電動勢是否變化？

為什么？設(shè)線圈的兩個邊長分別是6和和轉(zhuǎn)動時角速度是3,磁場的磁感應(yīng)強度為及試

證明：在圖示位置時，線圈中的感應(yīng)電動勢為E=8SO,式中1=/溫，為線圈面積。

圖2.2-6

5.圖2.2-7是電磁流量計的示意圖。圓管由非磁性材料制成，空間有勻強磁場。當管中的導

電液體流過磁場區(qū)域時，測出管壁上M、N兩點間的電勢差U,就可以知道管中液體的流量

Q——單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積。已知管的直徑為“，磁感應(yīng)強度為B,試推

出。與U關(guān)系的表達式。假定管中各處液體的流速相同。電磁流量計的管道內(nèi)沒有任何阻

礙液體流動的結(jié)構(gòu)，所以常用來測量高黏度及強腐蝕性流體的流量。它的優(yōu)點是測量范圍寬、

反應(yīng)快、易與其他自動控制裝置配套。

6.一長為/的導體棒在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞其一端以角速度”在垂直于磁場的

平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動（圖2.2-8）,求油兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。

3.渦流'電磁阻尼和電磁驅(qū)動

1.有一個銅盤，輕輕撥動它，能長時間地繞軸自由轉(zhuǎn)動。如果在轉(zhuǎn)動時把蹄形磁鐵的兩極放

在銅盤的邊緣，但并不與銅盤接觸（圖2.3-13）,銅盤就能在較短的時間內(nèi)停止。分析這個

現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

2.如圖2.3-14所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個磁鐵。將磁鐵托起到某一高度后放開，磁

鐵能上下振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一個固定的閉合線圈，使磁極上下振動

時穿過它，磁鐵就會很快地停下來。分析這個現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，并說明此現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的

情況。

l?2.3-13Ifl2.3-14

3.在科技館中常看到這樣的表演：一根長1m左右的空心鋁管豎直放置（圖2.3-15甲），把一

枚磁性比較強的小圓柱形永磁體從鋁管上端放入管口，圓柱直徑略小于鋁管的內(nèi)徑。根據(jù)一

般經(jīng)驗，小圓柱自由下落1m左右的時間不會超過0.5s,但把小圓柱從上端放入管中后，過

了許久它才從鋁管下端落出。小圓柱在管內(nèi)運動時，沒有感覺到它跟鋁管內(nèi)壁發(fā)生摩擦，把

小圓柱靠著鋁管，也不見它們相互吸引。是什么原因使小圓柱在鋁管中緩慢下落呢？如果換

用一條有裂縫的鋁管（圖2.3-15乙），圓柱在鋁管中的下落就變快了。這又是為什么？

圖2.3-15

4.人造衛(wèi)星繞地球運行時，軌道各處的地磁場的強弱并不相同，因此，金屬外殼的人造地球

衛(wèi)星運行時，外殼中總有感應(yīng)電流。分析這一現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化情形。它對衛(wèi)星的運動可能

產(chǎn)生怎樣的影響？

5.如圖2.3-16所示，水平放置的絕緣桌面上有一個金屬圓環(huán)，圓心的正上方有一個豎直的條

形磁鐵。請通過分析形成以下結(jié)論：把條形磁鐵向水平方向移動時，金屬圓環(huán)將受到水平方

向運動的驅(qū)動力，驅(qū)動力的方向跟條形磁鐵運動的方向相同。

圖2.3-16

4.互感和自感

1.圖2.4-7是一種延時繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A跟電源連接，線

圈B兩端連在一起，構(gòu)成一個閉合電路。在斷開開關(guān)S的時候，彈簧K并不會立刻將銜鐵

D拉起而使觸頭C（連接工作電路）離開，而是過一小段時間后才執(zhí)行這個動作。延時繼電

器就是因此而得名的。

（1）請解釋：當開關(guān)S斷開后，為什么電磁鐵還會繼續(xù)吸住銜鐵一小段時間？（2）如果線

圈B不閉合，是否會對延時效果產(chǎn)生影響？為什么？

圖2.4-7

2.李輝用多用表的歐姆擋測量一個變壓器線圈的電阻，以判斷它是否斷路。劉偉為了使李輝

測量方便，沒有注意操作的規(guī)范，用兩手分別握住線圈裸露的兩端讓李輝測量。測量時表針

擺過了一定角度,李輝由此確認線圈沒有斷路。正當李輝把多用表的表筆與被測線圈脫離時,

劉偉突然驚叫起來，覺得有電擊感（圖2.4-8）。李輝很奇怪，用手摸摸線圈兩端，沒有什么

感覺，再摸摸多用表的兩支表筆，也沒有什么感覺。這是什么原因？

圖2.4-8

3.如圖2.4-9所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為0。A和B是兩個相

同的小燈泡。（1）當開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，A、B兩個燈泡的亮度將如何變化？請作出

解釋。（2）當開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A、B兩個燈泡的亮度又將如何變化？請作出解釋。

復習與提高A組

1.如圖2-1所示，條形磁鐵以某一速度v向螺線管靠近，此時螺線管中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流?

如果產(chǎn)生，感應(yīng)電流的方向是怎樣的？

圖2-1

2.如圖2-2所示，在豎直向下的勻強磁場中，將一個水平放置的金屬棒外以某一水平速度

拋出，金屬棒在運動過程中始終保持水平。不計空氣阻力，金屬棒在運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)

電動勢大小和方向會發(fā)生變化嗎？說明理由。

圖2-2

3.有一邊長/=0.1m的正方形導線框質(zhì)量〃?=10g,由高度/?=0.2m處自由下落，如

圖2-3所示。其下邊而進入勻強磁場區(qū)域后，線圈開始做勻速運動，直到其上邊de剛剛開

始穿出勻強磁場為止，此勻強磁場區(qū)域?qū)挾纫彩乔缶€框在穿越勻強磁場過程中產(chǎn)生的焦

耳熱。g取10m/s2。

圖2-3

4.如圖2-4所示，在勻強磁場中有一個線圈。

(1)當線圈分別以Pi和P2為軸按逆時針方向轉(zhuǎn)動時，在圖中位置，感應(yīng)電流的方向各是

怎樣的？

(2)當角速度恒定時，上述兩種情況下感應(yīng)電流的大小有什么關(guān)系？

(3)若角速度恒定，在圖中位置，感應(yīng)電動勢的大小跟線圈面積有何關(guān)系？

(4)設(shè)磁感應(yīng)強度8為0.15T,A8為10cm,BC為4cm,角速度120rad/s,求以Pi和P2為

轉(zhuǎn)軸時感應(yīng)電動勢的最大值。

圖2-4

5.如圖2-5所示，a、b兩個閉合線圈用同樣的導線制成，匝數(shù)均為10匝，半徑々=2%,圖

示區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，且磁感應(yīng)強度隨時間均勻減小。

(1)6線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比反：瓦是多少？

(2)兩線圈中感應(yīng)電流之比/“：//,是多少？

6.如圖2-6所示，電阻凡"為0.1C的導體棒岫沿光滑導線框向右做勻速運動，線框中接有

電阻R為0.4C。線框放在磁感應(yīng)強度B為0.1T的勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面。

導體棒外的長度/為0.4m,運動的速度v為5m/s。線框的電阻不計。

(1)電路abed中哪部分相當于電源？電動勢多大？內(nèi)阻多大？哪個位置相當于電源的正

極？哪一部分相當于閉合電路中的外電路？

(2)油棒向右運動時所受的安培力有多大？

(3)岫棒所受安培力的功率有多大？電阻R的發(fā)熱功率有多大？電阻&"發(fā)熱功率有多大？

從能的轉(zhuǎn)化和守恒角度說一說這三個功率關(guān)系的含義。

d

圖2-6

7.在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一圓形導體環(huán)。規(guī)定導體環(huán)中電流的正方向如圖2-7

甲所示，磁場向上為正。當磁感應(yīng)強度8隨時間■按乙圖變化時，請畫出導體環(huán)中感應(yīng)電流

隨時間變化的圖像。

復習與提高B組

1.國慶閱兵時，我國的JH-7型殲擊轟炸機在天安門上空沿水平方向自東向西呼嘯而過。該機

的翼展為12.7m,北京地區(qū)地磁場的豎直分量為該機水平飛過天安門時的速度為

聲速的0.7倍，求該機兩翼端的電勢差。哪端的電勢比較高？

2.如圖2-8,單匝線圈ABCD在外力作用下以速度v向右勻速進入勻強磁場，第二次又以2V

勻速進入同一勻強磁場。求：

(1)第二次進入與第一次進入時線圈中電流之比；

(2)第二次進入與第一次進入時外力做功的功率之比；

(3)第二次進入與第一次進入過程中線圈產(chǎn)生熱量之比。

3.如圖2-9所示，固定在勻強磁場中的正方形導線框abed邊長為/,其中ab邊是電阻為R

的均勻電阻絲，其余三邊是電阻可忽略的銅導線，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為8,方向垂直于

紙面向里。現(xiàn)有一段長短、粗細、材料均與外邊相同的電阻絲尸。架在線框上，并以恒定

速度v從ad邊滑向be邊。PQ在滑動過程中與導線框的接觸良好。當PQ滑過1/3的距離

時，通過“P段電阻絲的電流是多大？

1*12-9

4.如圖2-10所示，和PQ是兩根互相平行、豎直放置的光滑金屬導軌，已知導軌足夠長，

且電阻不計。ab是一根與導軌垂直而且始終與導軌接觸良好的金屬桿，金屬桿具有一定質(zhì)

量和電阻。開始時，將開關(guān)S斷開，讓桿仍由靜止開始自由下落，過段時間后，再將S閉

合。若從S閉合開始計時，請畫出金屬桿的速度隨時間變化的可能圖像，并結(jié)合圖像對金屬

桿的受力和運動變化情況作出解釋。

S

圖2-10

5.圖2-11中的A是一個邊長為/的方形導線框，其電阻為R。線框以恒定速度v沿x軸運

動，并穿過圖中所示的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為瓦如果以x軸的正方向作為安培力的

正方向，線框在圖示位置的時刻開始計時，請通過計算作出線框所受的安培力隨時間變化的

圖像，標明圖線關(guān)鍵位置的坐標值。

圖2-11

6.圖2-12是法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖：銅質(zhì)圓盤安裝在水平銅軸上，圓盤位于兩磁極之

間，圓盤平面與磁感線垂直。兩銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和圓盤的邊緣接觸。使圓盤轉(zhuǎn)動,

電阻R中就有電流通過。

(1)說明圓盤發(fā)電機的原理。

(2)圓盤如圖2-12方向轉(zhuǎn)動，請判斷通過R的電流方向。

(3)如果圓盤的半徑為r,勻速轉(zhuǎn)動的周期為T,圓盤全部處在一個磁感應(yīng)強度為8的勻強

磁場之中。請討論這個發(fā)電機的電動勢與上述物理量的關(guān)系。

圖2-12

第三章交變電流

1.交變電流

1.有人說，在圖3.1-3中，線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過線圈的磁通量最大，因而線圈

中的感應(yīng)電動勢最大；線圈平面跟中性面垂直的瞬間,穿過線圈的磁通量為0,因而感應(yīng)電

動勢為0。這種說法對不對？為什么？

圖3.1-3交流發(fā)電機示意圖

2.圖3.1-3中，設(shè)磁感應(yīng)強度為0.01T,單匝線圈邊長AB為20cm,寬8c為10cm,轉(zhuǎn)速〃

=50r/s,求線圈轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電動勢的最大值。

3.一臺發(fā)電機產(chǎn)生正弦式電流。如果發(fā)電機電動勢的峰值Em=400V,線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速

度。=314rad/s,試寫出電動勢瞬時值的表達式(設(shè)0時刻電動勢瞬時值為0)。如果這個發(fā)

電機的外電路只有電阻元件，總電阻為2kC,電路中電流的峰值為多少？寫出電流瞬時值的

表達式。

4.如圖3.1-9所示，KLMN是一個豎直的矩形導線框，全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平方向

的勻強磁場中，線框面積為S,MN邊水平，線框繞某一豎直固定軸以角速度。勻速轉(zhuǎn)動。

在MN邊與磁場方向的夾角到達30。的時刻(圖示位置)，導線框中產(chǎn)生的瞬時電動勢e的

大小是多少？標出線框此時的電流方向。已知線框按俯視的逆時針方向轉(zhuǎn)動。

圖3.1-9

2.交變電流的描述

1.我國電網(wǎng)中交變電流的周期是0.02s,1s內(nèi)電流的方向發(fā)生多少次變化？

2.一個電容器，當它的兩個極板間的電壓超過10V時，其間的電介質(zhì)就可能被破壞而不再絕

緣，這個現(xiàn)象叫作電介質(zhì)的擊穿，這個擊穿電壓叫作這個電容器的耐壓值。能否把這個電容

器接在正弦式交流電壓是9V的電路兩端？為什么？

3.一個燈泡，上面寫著“220V40W”。當它接在正弦式交流電源上正常工作時，通過燈絲電流

的峰值是多少？

4.圖3.2-7是一個正弦式交變電流的波形圖。根據(jù)對圖像求出它的周期、頻率、電流的峰值、

電流的有效值。

5.有一個電熱器，工作時的電阻為50C,接在電壓〃為Umsincot的交流電源上，其中Um為

311V,3為100兀sL該電熱器消耗的功率是多大？

6.有A、B、C三條導線，它們與大地之間的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖3.2-8所示。這三個

電壓中，它們的峰值有什么關(guān)系？它們的周期有什么關(guān)系？

圖3.2-8

7.通過某交流電流表的電流i隨時間t變化的關(guān)系如圖3.2-9所示，該電流表的示數(shù)是多少？

由3.2-9

3.變壓器

1.變壓器為什么不能改變恒定電流的電壓？

2.有些機床（圖3.3-6）為了安全，照明電燈用的電壓是36V,這個電壓是把380V的電壓降

壓后得到的。如果變壓器的原線圈是1440匝，副線圈是多少匝？在某次實際工作時輸入電

壓只有220V,則輸出電壓是多少？

圖3.3-6

3.當變壓器的一個線圈的匝數(shù)已知時，可以用下面的方法測量其他線圈的匝數(shù)：把被測線圈

作為原線圈，用匝數(shù)已知的線圈作為副線圈，通入交變電流，測出兩線圈的電壓，就可以求

出被測線圈的匝數(shù)。已知副線圈有400匝，把原線圈接到220V的交流電路中，測得副線圈

的電壓是55V,求原線圈的匝數(shù)。

4.變壓器線圈中的電流越大，所用的導線應(yīng)當越粗。街頭見到的變壓器是降壓變壓器，假設(shè)

它只有一個原線圈和一個副線圈，哪個線圈應(yīng)該使用較粗的導線？為什么？

5.圖3.3-7是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電

壓，負載變化時輸入電壓不會有大的波動。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的

總電阻用Ro表示，變阻器K代表用戶用電器的總電阻，當用電器增加時，相當于R的值減

小（滑動片向下移）。如果變壓器上的能量損失可以忽略，當用戶的用電器增加時，圖中各

表的讀數(shù)如何變化？

4.電能的輸送

1.采用UOkV高壓輸電，輸送電功率為4800kW的電能，輸電導線中的電流是多少？如果用

H0V電壓輸送同樣功率的電能，輸電導線中電流是多少？我們在初中曾經(jīng)做過類似的題目，

那時是用直流電路的知識來處理的。在純電阻的交流電路中，同樣有公式U=IR和P=UI。

想想看，這里的U和/的含義與初中有什么不同？

2.以下是一段關(guān)于輸電線損失功率的推導。將電能從發(fā)電站送到用戶，在輸電線上會損失一

部分功率。設(shè)輸電電壓為U,則功率損失為

P&-UI（1）

而U=IR（2）

將（2）式代入（1）式，

得到尸報=U2/R（3）

由（3）式可知，要減小功率損失P損，就應(yīng)當用低壓送電和增大輸電線的電阻R。這段推導

錯在哪里？

3.從發(fā)電站輸出的功率為200kW,輸電線的總電阻為0.05。，用1100V和llkV兩種電壓輸

電。試估算兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失。

4.如果用220V和llkV兩種電壓來輸電，設(shè)輸送的電功率、輸電線上功率損失、導線的長

度和電阻率都相同，求導線的橫截面積之比。

5.某個小水電站發(fā)電機的輸出功率為100kW,發(fā)電機的電壓為250V。通過升壓變壓器升壓

后向遠處輸電，輸電線的總電阻為8C,在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V。要求在輸

電線上損失的功率控制在5kW（即用戶得到的功率為95kW）。請你設(shè)計兩個變壓器的匝數(shù)

比。為此，請你計算：

（1）降壓變壓器輸出的電流為多少？輸電線上通過的電流是多少？

（2）輸電線損失的電壓為多少？升壓變壓器輸出的電壓是多少？

（3）兩個變壓器的匝數(shù)比各應(yīng)等于多少？

復習與提高A組

1.下列各情況中，線圈都以角速度3繞圖3-1中的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生交變電流的是哪

些？請簡述理由。

X*X

2.有一個教學用的可拆變壓器，它的原、副線圈外部還可以繞線?，F(xiàn)在要測定原、副線圈的

匝數(shù)，除有一根足夠長的絕緣導線外，還需要什么器材？簡要說明實驗過程和原理。

3.在有效值為220V的交流電路中，接入50。的電阻，電流的有效值和最大值各是多少？這

時消耗的功率是多少？

4.晚會上裝飾著120個彩色小電燈，每個小燈泡的額定電壓都是4V,工作電流都是0.1A,

它們并聯(lián)在一起，由一臺變壓器供電，小彩燈正常發(fā)光。變壓器的原線圈接在220V的照明

電路上，求通過原線圈的電流。

5.下列引號中的文字，是某同學說的一個結(jié)論，請你幫他分析這個結(jié)論錯在哪里?！白儔浩鞯?/p>

原、副線圈之間并未直接用導線相連，而是靠線圈中磁通量的變化傳輸功率，因此，能量在

傳輸過程中不會有損失，變壓器也不會發(fā)熱。”

6.A、B是兩個完全相同的電熱器，A通以圖3-2甲所示的方波交變電流，B通以圖3-2乙所

示的正弦交變電流。兩電熱器的電功率之比PA:PB等于多少？

復習與提高B組

1.面積均為S的兩個電阻相同的線圈，分別放在如圖3-3甲、乙所示的磁場中。甲圖中是磁

感應(yīng)強度為民的勻強磁場，線圈在磁場中以周期7繞O。，軸勻速轉(zhuǎn)動；乙圖中磁場變化規(guī)

律為8=B℃os2冗八，從圖示位置開始計時。請比較兩個線圈：

(1)磁通量的變化規(guī)律；

(2)感應(yīng)電動勢的變化規(guī)律。

?!MB■XXK

■E3**O*

a|■■■■BK■

o'

甲乙

圖3-3

2.圖3-4甲是某燃氣灶點火裝置的原理圖.轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖3-4乙所示的正弦交

流電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為nl、n2,電壓表

為交流電表。當變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000VB-t,就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電

火花進而點燃氣體，求：(1)圖中開關(guān)閉合時電壓表的示數(shù)；(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)

滿足怎樣的關(guān)系才能實現(xiàn)點火？

圖3T

3.如圖3-5所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3：1,在原、副線圈的回路中分別接

有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上，求：

(1)副線圈回路中電阻兩端的電壓；

(2)原、副線圈回路中電阻消耗的功率之比。

用3-5

4.圖3-6為某人設(shè)計的電吹風電路圖，“、b、c、4為四個固定觸點?？蓜拥纳刃谓饘儆|片P

可同時接觸兩個觸點.觸片P處于不同位置時，電吹風可處于停機、吹熱風和吹冷風三種工

作狀態(tài)。川和〃2分別是理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)。該電吹風的各項參數(shù)如下表所示。

熱風時輸入功率460W

冷風時輸入功率60W

小風?扇微定電壓60V

正常工作時小風扇輸出功聿52W

(1)吹冷風時觸片尸位于怎樣的位置？請在圖中標注。

(2)由表格中數(shù)據(jù)計算出小風扇的內(nèi)阻是多少？

(3)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為：〃2是多少？

5.有一條河流，河水流量為4m3/s,落差為5m。現(xiàn)利用它來發(fā)電，水電站的總效率為50%,

發(fā)電機的輸出電壓為35OV。水電站到用戶之間要進行遠距離輸電，兩地間輸電線的總電阻

為4C,允許輸電線上損耗的功率為發(fā)電機輸出功率的5%,用戶所需要電壓為220V,認為

所用的變壓器都是理想變壓器，求升壓、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，g取10m/s2。6.

如圖3-7所示，矩形線圈面積為S,匝數(shù)為N,線圈電阻為r,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁

場中繞00,軸以角速度3勻速轉(zhuǎn)動,外電路電阻為當線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，

求：(1)通過電阻R的電荷量q；(2)電阻R上所產(chǎn)生的熱量Q。

\O

B

圖3-7

第四章電磁振蕩與電磁波

1.電磁振蕩

1.一個LC電路產(chǎn)生電磁振蕩。以橫坐標軸表示時間，縱坐標軸既表示電流又表示電壓，試

在同一坐標系內(nèi)，從某一次放電開始，畫出該電路中電流和電容器兩極板間電壓隨時間變化

的i-t圖像和u-t圖像。

2.在上題圖像中的一周期內(nèi)，哪段時間電場能在增大？電場能最大時電流和電壓的大小有什

么特點？哪段時間磁場能在增大，磁場能最大時電流和電壓的大小有什么特點？

3.某收音機中的LC電路，由固定線圈和可調(diào)電容器組成，能夠產(chǎn)生535kHz到1605kHz的

電磁振蕩。可調(diào)電容器的最大電容和最小電容之比是多少？固定線圈的自感系數(shù)是多少？4.

為了測量儲罐中不導電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容C置

于儲罐中，電容C可通過開關(guān)S與電感L或電源相連，如圖4.1-5所示。當開關(guān)從。撥到6

時，由電感L與電容C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流。現(xiàn)知道平行板電容器極板面積一定、

兩極板間距離一定的條件下，平行板電容器的電容與兩極板間是否有電介質(zhì)存在著確定的關(guān)

系，當兩極板間充入電介質(zhì)時;電容增大。問：當儲罐內(nèi)的液面高度降低時，所測得的LC

回路振蕩電流的頻率如何變化？

iTc

15

圖4.1-5

2.電磁場與電磁波

1.“變化的磁場產(chǎn)生電場“，這是麥克斯韋電磁場理論的重要支柱之一。請你通過相關(guān)的實驗

事實和一定的邏輯推理，說明這個結(jié)論的正確性。

2.赫茲在1886年做了一個有名的實驗，證明了電磁波的存在。他把環(huán)狀導線的兩端各固定

一個金屬小球，兩小球之間有一很小間隙，他把這個裝置放在一個距離正在放電發(fā)生電火花

的感應(yīng)圈不遠的地方，令他振奮的現(xiàn)象發(fā)生了。他當時看到了什么現(xiàn)象？為什么說這個現(xiàn)象

讓他捕捉到了電磁波？

3.你能否用生活中的例子說明電磁波的存在？4.我們通常聽到的聲音是靠聲波來傳播的，而

手機接收的是電磁波。請你小結(jié)一下：聲波和電磁波有哪些地方是相同的？有哪些地方存在

著差異？

3.無線電波的發(fā)射和接收

1.有4個容易混淆的名詞：調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、解調(diào)。請設(shè)計一個結(jié)構(gòu)圖來表明它們的關(guān)系，

并說明調(diào)幅與調(diào)頻的區(qū)別。

2.請向你的同學描述：調(diào)幅波（經(jīng)調(diào)幅后的電磁波）圖像的形狀是怎樣的？描述時，要求用

到“載波”"音頻信號”這兩個名詞。

3.我國第一顆人造衛(wèi)星用20.009MHz和19.995MHz的電磁波發(fā)送信號，求這兩種電磁波的

波長。

4.某同學自己繞制天線線圈，制作一個最簡單的收音機，用來收聽中波的無線電廣播。他發(fā)

現(xiàn)有一個頻率最高的中波電臺收不到，但可以接收其他中波電臺。為了收到這個電臺，他應(yīng)

該增加還是減少線圈的匝數(shù)？說明理由。

4.電磁波譜

1.我們根據(jù)什么說電磁波是一種物質(zhì)？

2.波長為0.6pm的紅光，從10m外的交通信號燈傳到你的眼睛，大約需要多長時間？這個

距離是波長的多少倍？

3.某雷達站正在跟蹤一架飛機，此時飛機正朝著雷達站方向勻速飛來.某一時刻雷達發(fā)出

一個無線電脈沖，經(jīng)200RS后收到反射波；隔0.8s后再發(fā)出一個脈沖，經(jīng)198Hs收到反射

波。求飛機的飛行速度。

4.除了可見光外，紅外線、紫外線、無線電波（中波、短波、微波）、X射線、丫射線，都是

電磁波大家族的成員。請在這些看不見的電磁波中，每種選一個與你關(guān)系最密切的，或者令

你印象最深的實例，按照波長由長至短的順序列舉出來。

5.在長長的電磁波譜中，能夠引起視覺的只是波長為400760nm這樣很窄的一部分。有趣的

是，太陽輻射的各種波長的電磁波中，也是這部分最強。你怎樣解釋這種“巧合”？

復習與提高A組

1.如圖4-1所示，在磁感應(yīng)強度B隨時間f變化的以下四種磁場中，哪些是能產(chǎn)生電場的？

哪些是能產(chǎn)生電磁波的？說明你判斷的理由。

圖4-1

2.廣播電臺的短波、家用微波爐的微波、DVD機的激光（可見光）、人體透視用的X射線,

它們的頻率分別為力、方、力、力，請將它們按照頻率由小到大排列。

3.如圖4-2所示，*圖像表示LC振蕩電路的電流隨時間變化的圖像。在f=0時刻，回路中

電容器的M板帶正電。在某段時間里，回路的磁場能在減小，而M板仍帶正電，則這段時

間對應(yīng)圖像中哪一段？

圖4-2

4.已知手機單端天線的長度為載波波長的;時，其感應(yīng)電動勢在天線中將達到最大值。如果

手機接收信號的載波頻率為8.00x1O8HZ,這種手機的天線應(yīng)設(shè)計為多長？

復習與提高B組

1.如圖4-3所示，線圈的自感系數(shù)0.1H,電容器的電容40",電阻R的阻值3d電源電動

勢1.5V,內(nèi)阻不計。閉合開關(guān)S,待電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān)S,LC電路中將產(chǎn)生電

磁振蕩。如果規(guī)定線圈中的電流方向從a到b為正，斷開開關(guān)的時刻t=0,請畫出電感線圈

中電流i隨時間t變化的圖像，并標明關(guān)鍵點的坐標值。

圖4-3

2.回旋加速器中的磁感應(yīng)強度為8,被加速的粒子的電荷量為q,質(zhì)量為能，用LC振蕩器

作為帶電粒子加速的交流高頻電源，電感L和電容C的數(shù)值應(yīng)該滿足什么條件？

3.有波長分別為290m、397m、566m的無線電波同時傳向收音機的接收天線，當把收音機的

調(diào)諧電路的頻率調(diào)到756kHz時，問：

（1）哪種波長的無線電波在收音機中產(chǎn)生的振蕩電流最強？

（2）如果想接收到波長為290m的無線電波，應(yīng)該把調(diào)諧電路中可調(diào)電容器的電容調(diào)大一

些還是調(diào)小一些？

4.如圖4-4,LC電路中，電容C為0.4"，電感L為ImH。已充電的平行板電容器兩極板水

平放置。開關(guān)S斷開時，極板間有一帶電灰塵恰好靜止。當開關(guān)S閉合時，灰塵在電容器內(nèi)

運動，g取10m/，。求：（1）從S閉合開始計時，經(jīng)2兀、10人時，電容器內(nèi)灰塵的加速度大

小為多少？（2）當灰塵的加速度多大時，線圈中電流最大？

圖4-4

5.某高速公路自動測速裝置如圖4-5中所示，雷達向汽車駛來的方向發(fā)射脈沖電磁波，每次

發(fā)射時間約為10七，相鄰兩次發(fā)射時間間隔為人當雷達向汽車發(fā)射電磁波時，在顯示屏上

呈現(xiàn)出一個尖形波；在接收到反射回來的無線電波時，在顯示屏上呈現(xiàn)出第二個尖形波。根

據(jù)兩個波在顯示屏上的距離，可以計算出汽車至雷達的距離。顯示屏如圖4-5乙所示，請根

據(jù)圖中小人七的意義，結(jié)合光速c求出汽車車速的表達式。

■■雷達——……

甲乙

圖4-5

第五章傳感器

1.認識傳感器

1.什么是傳感器？它的作用是什么？簡述一下你對傳感器的認識和理解。

2.請列舉一個你認為很“神奇”的利用傳感器工作的例子，簡單說明它的原理。

3.以下工作中，你認為要用什么傳感器？（1）讓孵化器在一定溫度下孵化禽蛋；（2）電

梯超出負載時，發(fā)出報警提示；（3）使汽車排放符合國家標準的尾氣。

2.常見傳感器的工作原理及應(yīng)用

1.按照你對以下幾種傳感器的理解，填寫下面的表格。

2.圖5.2-14是一種電感式微小位移傳感器的原理圖。1是待測位移的物體，3是空心線圈，

軟鐵芯2插在線圈3中并且可以隨著物體1在線圈中左右平移。這種傳感器可以把被測物

體位移的大小轉(zhuǎn)換為線圈自感系數(shù)的大小，請定性說明它的工作原理，并嘗試設(shè)計與線圈

3相連的電路。

<>2

圖5.274

3.電飯鍋中應(yīng)用了溫度傳感器，它的主要元件是感溫鐵氧體，其特點是：常溫下感溫鐵氧

體具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約103c時，就失去了鐵磁性，不能被

磁體吸引了。這個溫度在物理學中稱為該材料的“居里點”。電飯鍋的結(jié)構(gòu)如圖5.2-15所示，

請結(jié)合溫度傳感器的特點回答以下問題：

(1)開始煮飯時為什么要壓下開關(guān)按鈕？手松開后這個按鈕是否會恢復到圖示狀態(tài)？為

什么？

(2)煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)還有一定水分時，為什么鍋的溫度會保持100℃而不會持續(xù)升

高？

(3)飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化？這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些

動作？

(4)如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？

鼓點(電熱板電源開關(guān))

圖52-15

3.利用傳感器制作簡單的自動控制裝置

1.某同學設(shè)計了一個加速度計，如圖5.3-6所示。較重的滑塊2可以在光滑的框架1中平

移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著；R為滑動變阻器，4是滑動片，它與電阻器任一端之間的電阻

值都與它到這端的距離成正比。這個裝置就是一個加速度傳感器。兩個電池E的電壓相

同。按圖連接電路后，電壓表指針的零點位于表盤中央，當P端的電勢高于。端時，指

針向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將框架固定在運動的物體上，當物體具有圖示方向的加速度a時，

電壓表的指針將向哪個方向偏轉(zhuǎn)？簡述你分析的過程。

圖5.3-6

2.雙金屬溫度傳感器是將兩種具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬貼合在一起制成的。當它溫度

升高時，兩種金屬伸長不一樣而發(fā)生彎曲變形，使觸點接通或斷開。日光燈啟動器里就有

一個雙金屬溫度傳感器（圖5.3-7）。取一個報廢的日光燈啟動器，去掉外殼，在充有覆氣

的玻璃泡內(nèi)，有一個U形的雙金屬片?，其旁邊有一根直立的金屬絲，兩者構(gòu)成一對觸點。

常溫下兩觸點是分離的，溫度升高時，雙金屬片因形變而與金屬絲接觸。敲碎就泡的玻

璃，調(diào)節(jié)兩觸點之間的距離，使溫度升高到60℃時兩觸點恰好接通。請你利用這個雙金屬

溫度傳感器，設(shè)計一個電熱水器自動加熱的控制方案。當水溫低于60℃時自動通電加熱，

高于60℃時自動斷電。

圖53-7

3.工人在鍛壓機、沖床、鉆床等機器上勞動時，稍有不慎就會把手壓在里面，造成工傷事

故，工廠中大都是利用光電控制設(shè)備來避免事故發(fā)生的。如圖5.3-8所示為光控繼電器的示

意圖，它由電源、光電二極管（當有光照射時，二極管導通，沒有光照時，二極管截止）、

放大器、電磁繼電器等幾部分組成。這樣，當工人不慎將手伸入危險區(qū)域時，由于遮住了

光線，光控繼電器銜鐵立即帶動開關(guān)，使機床停止工作，避免事故發(fā)生。請簡述光控繼電

器的原理。

圖53-8

復習與提高A組

1.在公共場所裝有自動干手機，洗手后將濕手靠近，機內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱，有

熱空氣從機內(nèi)噴出，將濕手烘干。你認為，手靠近干手機使傳感器工作，可能的原因是什

么？簡述你的理由。

2.全自動洗衣機設(shè)有多段式水位自動感應(yīng)裝置，該裝置采用的可能是下列哪種類型的傳

感器？簡述你的理由。A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.生物傳感器D.紅外線傳感器

3.有一種路燈自動控制裝置，用光敏電阻作為傳感器，自動控制路燈的接通與斷開。光敏

電阻的阻值隨照射光的強弱而變化，作為簡化模型，可以近似認為，照射光較強（如白天）

時電阻幾乎為0;照射光較弱（如黑天）時電阻接近于無窮大。利用光敏電阻作為傳感器，

借助電磁開關(guān)，可以實現(xiàn)路燈自動在白天關(guān)閉，黑夜打開。電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-1

所示。1、2兩接線柱連接勵磁線圈，3、4兩接線柱相當于路燈的開關(guān)，分別與彈簧片和觸

點連接。當勵磁線圈中電流大于某個值時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分離，3、4斷

開；當勵磁線圈中電流小于某個值時，3、4接通?，F(xiàn)有以下器材：勵磁線圈電源自、路

燈電源E2、路燈燈泡、勵磁線圈限流保護電阻吊）、光敏電阻R、電磁開關(guān)、導線開關(guān)等。

利用以上器材設(shè)計一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖。畫電路圖時，光敏電阻符

號是電磁開關(guān)符號是RL,其