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电磁继电器断开电源，实现安全保护。下列相关说法正确的是( )

A．当与地不绝缘的人不小心触碰到火线时，漏电断路器会即刻断开电源 B．当与地绝缘的人不小心同时触碰到火线与零线时，漏电断路器会即刻断开电源 C．当外接电网是恒定直流电源时，漏电断路器不能正常工作

D．在相同条件下，放大器绕在铁芯上的线圈匝数越多，则能检测到更微小的漏电 解析：选AD 由于火线和零线并行绕制，所以在家庭电路正常工作时，火线和零线的电流大小相等，方向相反，因此合磁通量为零，线圈中的磁通量为零，而当地面上的人接触火线发生触电时，火线的电流突然变大，即线圈中的磁场发生变化，导致线圈中的磁通量变化，产生感应电流，从而使继电器工作，电磁铁将开关吸起，A正确；当与地绝缘的人不小心同时触碰到火线与零线时，不会形成电流变化，从而不会引起电磁感应现象，故漏电断路器不会断开电源，B错误；当外接电网是恒定直流电源时，如果有人触电仍会产生电磁感应现象，故能正常工作，C错误；在相同条件下，放大器绕在铁芯上的线圈匝数越多，产生的感应电动势越大，则能检测到更微小的漏电，D正确。

11．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直于线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是( )

A．电阻R两端的电压保持不变

B．初始时刻穿过线圈的磁通量为0.4 Wb C．线圈电阻r消耗的功率为4×104 W

－

D．前4 s内通过R的电荷量为4×104 C

－

解析：选AC 根据法拉第电磁感应定律，可知磁通量的变化率恒定，所以电动势恒定，

则电阻两端的电压恒定，故A正确；

初始时刻穿过线圈的磁通量Φ＝BS＝0.2×200×10－4 Wb＝0.004 Wb，故B错误； 0.4－0.2ΔΦΔB·S

由法拉第电磁感应定律有E＝n＝n＝100××0.02 V＝0.1 V，

ΔtΔt4E0.1

由闭合电路欧姆定律，可知电路中的电流为I＝＝ A＝0.02 A，

r＋R1＋4所以线圈电阻r消耗的功率P＝I2r＝0.022×1 W＝4×10－4 W，故C正确 ；前4 s内通过R的电荷量Q＝It＝0.02×4 C＝0.08 C，故D错误。

12．图甲中的变压器为理想变压器，原线圈与副线圈的匝数之比n1∶n2＝10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电压，两个20 Ω的定值电阻串联接在副线圈两端，电压表为理想电表。则( )

A．原线圈上电压的有效值为100 V B．原线圈上电压的有效值约为70.7 V C．交变电流的周期为50 Hz D．电压表的读数约为3.54 V

解析：选BD 原线圈上电压的最大值为100 V，有效值约为70.7 V，选项B正确A错误。交变电流的周期为0.04 s，频率为25 Hz，选项C错误。根据变压器变压公式，副线圈电压为7.07 V，电压表的读数约为3.54 V，选项D正确。

13．如图所示电路中，电源电压u＝311sin 100πt(V)，A、B间接有“220 V，440 W”的电暖宝、“220 V,220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是( )

A．交流电压表的示数为311 V

B．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 A C．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍 D．1 min抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J

解析：选BD 交流电压表的示数为220 V，选项A错误。电暖宝中电流为2 A，抽油

烟机中电流为1 A，电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 A，选项B正确。电暖宝发热功率远大于抽油烟机发热功率的2倍，1 min抽油烟机消耗的电能为W＝Pt＝220×60 J＝1.32×104 J，选项C错误D正确。

14．如图所示，L1、L2为水平面上足够长的金属导轨，左端连接定值电阻R＝0.5 Ω，其间有足够多等间隔反向分布的磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B＝0.5 T，方向垂直于导轨所在平面，每个磁场Ⅰ或Ⅱ的两个直边界的间距为L＝0.4 m，长直边界在Ox上，1

左右曲边界恰好可以组合成相同的周期的正弦曲线，其他边界均为直线段。导体棒MN与

2两导轨接触良好且始终与导轨垂直，不计导体棒及导轨的电阻。当导体棒从x＝0处沿导轨以速度v＝10 m/s匀速向右滑动时，下列说法正确的是( )

A．通过电阻R的是交变电流 B．电阻R两端电压的最大值为4 V C．通过电阻R的电流有效值为23 A

D．导体棒从x＝0处运动到x＝1.2 m处的过程中电阻R上产生的热量为7.2 J 解析：选AC 当导体棒运动时，根据E＝BLv可知随有效长度L及磁场方向的变化会产生交变电流，选项A正确；感应电动势的最大值Em＝BLmv＝2 V，故电阻R两端电压的

最大值为2 V，选项B错误；根据有效值的定义可知R×＋R×＝R，解得U＝3 V，

22通过电阻R的电流有效值为23 A，选项C正确；导体棒从x＝0处运动到x＝1.2 m处的U2x0过程中电阻R上产生的热量Q＝·＝0.72 J，选项D错误。

Rv二、实验题(共1小题，共8分)

15．(8分)有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻

值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。试分析：

压力F/N 电阻R/Ω 0 300 50 280 100 260 150 240 200 220 250 200 300 180 … … ?Um?2

?2?1Um21U2

(1)利用表中的数据可知电阻R随压力F变化的函数表达式为：________________。 (2)若电容器的耐压值为5 V，则该电子秤的最大称量值为______N。

(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是________的。(选填“均匀”或“不均匀”)

ΔR20 Ω解析：(1)由表中数据可知k＝＝＝0.4 Ω/N。

ΔF50 N

所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R＝(300－0.4F)Ω。

(2)R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两端电压越大，但不能超过5 V， R05 V

所以＝，解得R＝60 Ω，

6 VR0＋R又因为R＝(300－0.4F)Ω， 得出F＝600 N。

EE

(3)电流表中的电流I＝＝，

R0＋R600－0.4F

电流I与压力F不是线性关系，则该测力显示器的刻度不均匀。 答案：(1)R＝(300－0.4F) Ω (2)600 (3)不均匀 三、计算题(共4小题，共46分)

16．(10分)水力发电具有防洪、防旱、减少污染等多项功能，是功在当代，利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一。某河流水流量Q＝40 m3/s，现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为1 000 kW的发电机，采用高压输电，高压输电线的总电阻为5 Ω，损耗占总功率的5%。

(1)设发电机输出电压为500 V，则所用理想升压变压器原、副线圈匝数比应是多大； (2)若所用发电机总效率为50%，则拦河坝要建多高。(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度g取10 m/s2，设坝高与水位落差相等)

解析：(1)根据输电线上的功率损耗等于输电线电阻的热功率可得0.05P＝I22R，解得升压变压器副线圈的电流I2＝100 A

又P＝U1I1，解得原线圈的电流I1＝2 000 A n1I21

根据升压变压器匝数和电流的关系得＝＝。

n2I120(2)时间t内通过发电机的水流体积V＝Qt，又m＝ρV

50%mgh

由能量关系可得P＝，联立各式代入数据解得h＝5 m。

t