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(共40張PPT)
第五章　傳感器
模塊綜合微評
A. 經甲圖所示位置時，穿過線圈的磁通量為零
B. 經乙圖所示位置時，通過線圈的電流改變方向
C. 經丙圖所示位置時，通過線圈的電流最大
D. 經丁圖所示位置時，穿過線圈的磁通量的變化率最大
D
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解析：甲圖與丙圖中，線圈在中性面位置，穿過線圈的磁通量最大，穿過線圈的磁通 量的變化率為0，通過線圈的電流為0，故A、C錯誤；乙圖與丁圖中，AB和CD邊運動 方向與磁感線方向垂直，切割磁感線，產生的感應電流最大，穿過線圈的磁通量的變 化率最大，通過線圈的電流不改變方向，故B錯誤，D正確.
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A. 質子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大
B. 質子被加速后的最大速度與B、R無關
C. 質子被加速后的最大速度隨加速電壓的增大而增大
D. 該回旋加速器也能用于加速α粒子
A
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A. 線圈的自感作用
B. 電容器的本身特點
C. 電子做定向移動需要一定的時間
D. 以上答案都錯誤
解析：電容器放電的過程中電路中的電流增大，而線圈的電感會阻礙電流的變化，所 以電路中的電流只能逐漸增大.所以這時電容器開始放電，但電流不能立刻達到最大 值，而是直到電容器C放電完畢時電流才達到最大值，造成此現象的原因是線圈的自 感作用.故選A.
A
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C. 1∶2 D. 2∶1
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A. 粒子帶正電
D. 粒子射出速度方向與水平夾角為60°
B
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A. 線圈中感應電流之比為1∶4
B. 線圈中產生熱量之比為1∶8
C. 沿運動方向作用在線框上的外力的功率之比為1∶4
D. 流過任一橫截面的電荷量之比為1∶2
C
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二、多選題（本題共3小題，每小題6分，共18分.在每小題給出的四個選項中， 有多個選項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或 不答的得0分）
BD
A. ab棒滑上右側導軌前，ab棒和cd棒所受安培力大小之比為1∶1
B. ab棒滑上右側導軌前，ab棒和cd棒所受安培力大小之比為2∶1
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BD
A. 粒子在磁場中做圓周運動的周期T＝3t
B. 粒子在磁場中做圓周運動的半徑r＝2R
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ABD
A. 單刀雙擲開關接1時金屬棒做勻加速直線運動
B. 在t1＝5 s時金屬棒的速度是10 m/s
C. 在t1＝5 s時電容器帶的電荷量是2.0 C
D. 最后金屬棒勻速直線運動的速度是12 m/s
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三、實驗題（本題共2小題，共15分）
11. （6分）在研究電磁感應現象的實驗中，首先按圖甲接線，以查明電流表指針的 偏轉方向與電流方向之間的關系.然后按圖乙將電流表與副線圈B連成一個閉合回路， 將原線圈A、電池、滑動變阻器和開關串聯成另一個閉合電路.在圖甲中，當閉合S 時，觀察到電流表指針向左偏，不通電時電流表指針停在正中央.
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（1）圖乙中，S閉合后，將原線圈A移近副線圈B的過程中，電流表的指針將 .
解析：（1）由題圖甲知，電流從電流表正接線柱流入時，指針左偏.題圖乙中，當S 閉合，原線圈A移近副線圈B的過程中，穿過副線圈B向上的磁通量增加，由楞次定律 知副線圈B中感應電流的磁場方向向下，所以電流從電流表負接線柱流入，此時指針 右偏.
右偏
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（2）如圖乙所示，原線圈A放在B附近不動時，指針將 .
解析：（2）當原線圈A放在副線圈B附近不動時，穿過副線圈B的磁通量不變，沒有 感應電流產生，所以電流表指針不偏轉.
（3）原線圈A放在B附近不動，突然切斷開關S，電流表指針將 .（均填“左 偏”“右偏”或“不偏”）
解析：（3）同樣的判斷方法，原線圈A放在副線圈B附近不動時，切斷開關S，電流 表指針將左偏.
不偏　
左偏　
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12. （9分）某同學要測量一均勻新材料制成的熱敏電阻的阻值.步驟如下：
（1）用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖1，由圖可知其長度為 mm.
解析：（1）游標卡尺的主尺讀數為52 mm，游標讀數為6×0.05 mm＝0.30 mm，所 以最終讀數為52.30 mm.
52.30
（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖2，由圖可知其直徑為 　mm.
4.300
解析：（2）螺旋測微器固定刻度為4 mm，可動刻度為30.0×0.01 mm＝0.300 mm， 所以最終讀數為4.300 mm.
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（3）該同學準備設計實驗研究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規律，現有以下實驗 器材：
A. 熱敏電阻（常溫下約300 Ω）
B. 溫度計
C. 電流表A1（60 mA，約10 Ω）
D. 電流表A2（3 A，約0.1 Ω）
E. 電壓表V（6 V，約15 kΩ）
F. 滑動變阻器R1（200 Ω，0.5 A）
G. 滑動變阻器R2（5 Ω，2 A）
H. 蓄電池（9 V，0.05 Ω）
I. 開關一個，帶夾的導線若干
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①實驗要求通過熱敏電阻的電流從零開始增加，電流表應選擇 　，滑動變阻器 選擇 　.
②請設計電路圖，在圖3實物圖上連線.
答案：②圖見解析
③通過實驗，他得到了該熱敏電阻的伏安特
性曲線如圖4所示，由圖可知，熱敏電阻 的阻值隨溫度的升高而 　.
A1
R2
減小
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四、解答題（本題共3小題，共39分.解答時應寫出必要的文字說明、方程式和 重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有數值計算的題，答案中必須寫 出數值和單位）
13. （10分）如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ豎直放置，其寬度L＝ 1 m，一勻強磁場垂直穿過導軌平面，導軌的上端M與P之間連接阻值為R＝0.40 Ω的 電阻，質量為m＝0.01 kg，電阻為r＝0.30 Ω的金屬棒ab緊貼在導軌上，現使金屬棒 ab由靜止開始下滑，下滑過程中ab始終保持水平，且與導軌接觸良好，其下滑距離x 與時間t的關系如圖乙所示，圖像中的OA段為曲線，AB段為直線，導軌電阻不計，g 取10 m/s2（忽略ab棒運動過程中對原磁場的影響），求：
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（1）ab棒在磁場中運動的最大速度大小及磁感應強度B的大小；
答案：（1）7 m/s　0.1 T　
解得B＝0.1 T.
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（2）金屬棒ab在開始運動的1.5 s內，通過電阻R的電荷量；
答案：（2）1 C
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（3）金屬棒ab在開始運動的1.5 s內，電阻R上產生的熱量.
答案：（3）0.26 J
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14. （12分）如圖所示，電阻不計的金屬導軌PQ、MN水平平行放置，間距為L，導軌 的P、M端接到匝數比為n1∶n2＝1∶2的理想變壓器的原線圈兩端，變壓器的副線圈接 有阻值為R的電阻，在兩導軌間x≥0區域有垂直于導軌平面的磁場，磁場的磁感應強 度B＝B0sin 2kπx，一阻值不計的導體棒ab垂直于導軌放置且與導軌接觸良好，開始時 導體棒處于x＝0處，從t＝0時刻起，導體棒ab在沿x正方向的力F作用下做速度為v的 勻速運動，則：
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（1）交流電的周期多大？
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（2）交流電流表的示數多大？
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（3）在t時間內力F做的功多大？
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15. （17分）如圖所示，在x軸和x軸上方存在垂直xOy平面向外的勻強磁場，坐標原 點O處有一粒子源，可向x軸和x軸上方的各個方向不斷地發射速度大小均為v、質量為 m、帶電荷量為＋q的同種帶電粒子.在x軸上距離原點x0處垂直于x軸放置一個長度為 x0、厚度不計、能接收帶電粒子的薄金屬板P（粒子一旦打在金屬板P上，其速度立即 變為0）.現觀察到沿x軸負方向射出的粒子恰好打在薄金屬板P的上端，且速度方向與 y軸平行.不計帶電粒子的重力和粒子間相互作用力.
（1）求磁感應強度B的大小；
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解析：（1）如圖1所示，設粒子在磁場中運動的半徑為r，
根據幾何關系可知r＝x0　①
圖1
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（2）求被薄金屬板P接收的粒子中運動的最長與最短時間的差值；
如圖2所示，當粒子恰好從薄金屬板P的右側擊中薄金屬板P的下端時，
其在磁場中轉過的圓心角最大，為α1＝300°
當粒子恰好從薄金屬板P的左側擊中薄金屬板P的下端時，
其在磁場中轉過的圓心角最小，為α2＝60°
圖2
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如圖2所示，當粒子恰好從薄金屬板P的右側擊中薄金屬板P的下端時，其在磁場中轉 過的圓心角最大，為α1＝300°
當粒子恰好從薄金屬板P的左側擊中薄金屬板P的下端時，
其在磁場中轉過的圓心角最小，為α2＝60°
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（3）若在y軸上放置一擋板，使薄金屬板P右側不能接收到帶電粒子，試確定擋板的 最小長度和放置的位置坐標.
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