【學(xué)案與測評】高中物理 第十章交變電流 傳感器課件 魯科選修32

考綱點擊備考導(dǎo)讀1.交變電流、交變電流的圖象Ⅰ2.正弦交變電流的函數(shù)表達式、峰值、有效值Ⅰ3.理想變壓器Ⅰ4.遠距離輸電Ⅰ實驗十一：傳感器的簡單使用1.本章內(nèi)容實際上是電磁感應(yīng)現(xiàn)象研究的繼續(xù)及其規(guī)律的具體應(yīng)用，復(fù)習(xí)時既要注意本章知識所具有的特點(如周期性、最大值和有效值等)，還要時時注意本章知識與電磁感應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系．2．近幾年高考對本章內(nèi)容的考查，既有對本章知識的單獨考查，命題頻率較高的知識點有交變電流的變化規(guī)律，變壓器的電壓比、電流比及有關(guān)功率問題；也有把本章知識和力學(xué)等知識相聯(lián)系來綜合考查的問題，例如帶電粒子在加有交變電壓的平行金屬板間的運動問題．3.新課標(biāo)考綱對知識均只做了Ⅰ級要求，降低了要求，原則上應(yīng)該不會出現(xiàn)難題和偏題.第1節(jié)交變電流的產(chǎn)生和描述

一、交變電流及其產(chǎn)生描述交變電流的物理量1.交變電流：________和________都隨時間做周期性變化的電流即交變電流.2.正(余)弦式交流電：交變電流的產(chǎn)生有很多形式.常見的正(余)弦式交變電流可由線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感應(yīng)強度方向的軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生.若從中性面開始轉(zhuǎn)動則產(chǎn)生________交變電流，從峰值面開始轉(zhuǎn)動則產(chǎn)生________交變電流．3.中性面與峰值面：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動至線圈平面垂直于磁感線位置時，各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流，這個特定位置叫做________.其特點是：線圈與磁場方向垂直，線圈每次經(jīng)過該面感應(yīng)電流方向均發(fā)生改變.峰值面就是線圈平面與磁感線平行的面，其特點是：磁通量為________，但電動勢________.

二、交變電流的圖象1.根據(jù)圖象的意義，從圖象的縱坐標(biāo)軸上可以直接讀出交變電流的________，從圖象的橫坐標(biāo)軸上可以直接讀出交變電流的________，從而可推導(dǎo)角速度及頻率.2.周期與角速度、頻率的關(guān)系是T＝______，f＝________.交變電流的頻率與線圈的________相等.3.圖象本身體現(xiàn)了函數(shù)關(guān)系，反映了交變電流的瞬時變化關(guān)系，故圖象本身是確定交變電流瞬時表達式的依據(jù)．正弦式電流的變化規(guī)律

1．正弦式交流電的變化規(guī)律(注意圖與圖的對應(yīng)關(guān)系)2.交變電流瞬時值表達式的基本書寫思路(1)確定正弦式交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象或由公式Em＝nBSω求出相應(yīng)峰值．(2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式．①線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，則i-t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imsinωt.②線圈從垂直中性面開始轉(zhuǎn)動，則i-t圖象為余弦函數(shù)圖象．函數(shù)式為i＝Imcosωt.③線圈不是從以上兩位置開始轉(zhuǎn)動，先通過三角函數(shù)變換到以上兩種形式，再寫出函數(shù)表達式．單匝矩形線圈abcd放在勻強磁場中，如圖所示，ab＝cd＝l1，ad＝bc＝l2，從圖示位置起以角速度ω繞不同轉(zhuǎn)軸做勻速轉(zhuǎn)動，則 ()【點撥】線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，要清楚切割磁感線的邊.【解析】以O(shè)O′為轉(zhuǎn)軸時，圖示位置相當(dāng)于是峰值面，根據(jù)感應(yīng)電動勢的表達式e＝Emcosωt可知e＝Bl1l2ωcosωt，C正確，A錯誤．再根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可知D錯誤．若線圈以O(shè)1O1′為轉(zhuǎn)軸，則線圈磁通量變化始終為零，感應(yīng)電動勢為零．【答案】C1．一矩形線圈，繞垂直勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖所示，下列說法中正確的是()A．t1時刻通過線圈的磁通量為零B．t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大C．t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大D．每當(dāng)e改變方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都最大【解析】由圖可知，t1和t3時刻電動勢為零，線圈處于中性面位置，此位置磁通量最大，磁通量的變化率為零，電動勢改變方向，故A、C錯誤，D正確；t2時刻電動勢最大，磁通量為零，B錯誤．【答案】D

對交變電流的“四值”的理解和應(yīng)用

如圖所示，一個邊長L＝10cm，匝數(shù)n＝100匝的正方形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速運動，磁感應(yīng)強度B＝0.50T，角速度ω＝10πrad/s，外電路電阻R＝4.0Ω，線圈內(nèi)阻r＝1.0Ω.(1)求線圈轉(zhuǎn)動的周期和感應(yīng)電動勢的最大值．(2)寫出線圈由圖中所示位置開始計時時，感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式．(3)求交流電壓表的示數(shù)．【點撥】由磁場情況和線圈轉(zhuǎn)動情況可以確定瞬時值表達式，電壓表和電流表的示數(shù)均為電路中電壓和電流的有效值

2.(2010·廈門門外國語學(xué)校校高三月考)矩形金屬線線圈共10匝匝，繞垂直磁磁場方向的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸在勻強磁磁場中勻速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，線圈中中產(chǎn)生的交流流電動勢e隨時間t變化的情況如如圖所示．下下列說法中正正確的是()A.此交流流電的頻率為為0.2HzB.此交流流電動勢的有有效值為1VC.t＝0.1s時，線圈平平面與磁場方方向平行D.t＝0.1s時，通過線線圈的磁通量量最大【解析】由由e-t圖象可知，交交變電流的周周期為0.2s，每匝匝線圈中電動動勢最大值為為1V，故故頻率為5Hz，該交交流電動勢的的最大值為10V，有有效值為V，，選項A、B錯誤．t＝0.1s時，電動勢勢的瞬時值為為零，方向改改變，線圈處處在中性面上上，通過線圈圈的磁通量最最大，故C錯錯誤，D正確確．【答案】C【答案】D第2節(jié)變壓壓器電能的的輸送一、變壓器1．構(gòu)造：由由閉合鐵芯和和繞在鐵芯上上的________和和________組成成，如圖所示示．2．原理：根根據(jù)電磁感應(yīng)應(yīng)現(xiàn)象中的______來改變電壓壓．3．理想變壓壓器的規(guī)律理想變壓器是是指無能量損損失(一般包包括線圈內(nèi)能能量損失和鐵鐵芯內(nèi)能量損損失這兩部分分)和無磁通通量損失(磁磁通量全部集集中在鐵芯中中)．基本關(guān)系式：：4．常見變壓壓器(1)自耦變變壓器——調(diào)調(diào)壓變壓器．．(2)互感器器電壓互感器：：用來把________變成________．電流互感器：：用來把________變成________．二、電能的輸輸送1．輸電損耗耗功率的計算算：P損＝I2R＝________.2．降低輸電電損耗的兩個個途徑(1)減小輸輸電導(dǎo)線的______，如采用電電阻率小的材材料、加大導(dǎo)導(dǎo)線的橫截面面積等．(2)提高輸輸電______，減小小輸電電流．．3．交流電電遠距離高高壓輸電電電路模式如如圖所示變壓器基本本關(guān)系的應(yīng)應(yīng)用思路(高考改編編題)如圖圖所示，理理想變壓器器的原、副副線圈匝數(shù)數(shù)比為1∶∶5，原線線圈兩端的的交變電壓壓為，氖泡在兩兩端電壓達達到100V時開開始發(fā)光，，下列說法法中正確的的是()A．開關(guān)接接通后，氖氖泡的發(fā)光光頻率為50HzB．開關(guān)接接通后，電電壓表的示示數(shù)為100VC．開關(guān)斷斷開后，電電壓表的示示數(shù)變大D．開關(guān)斷斷開后，變變壓器的輸輸出功率不不變【點撥】(1)電電壓表的讀讀數(shù)為交流流電的有效效值．(2)原、、副線圈上上交流電的的周期與頻頻率是相同同的．(3)原、、副線圈的的電壓、電電流與原、、副線圈匝匝數(shù)的比例例關(guān)系．(4)原線線圈的輸入入功率由副副線圈的輸輸出功率決決定．【答案】B1.理想想變壓器的的原線圈連連接一個電電流表，副副線圈接入入電路的匝匝數(shù)可通過過滑動觸頭頭Q調(diào)節(jié)，如圖圖所示，在在副線圈上上連接了定定值電阻R0和滑動變阻阻器R，P為滑動變阻阻器的滑動動觸頭，原原線圈兩端端接在電壓壓為U的交流電源源上，則()A.保持持Q的位置不動動，將P向上滑動時時，電流表表的讀數(shù)變變大B.保持持Q的位置不動動，將P向上滑動時時，電流表表的讀數(shù)不不變C.保持持P的位置不動動，將Q向上滑動時時，電流表D.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小【解解析析】】根根據(jù)據(jù)理理想想變變壓壓器器原原、、副副線線圈圈上上電電壓壓、、電電流流的的決決定定關(guān)關(guān)系系，，可可知知在在輸輸入入電電壓壓U1不變變的的【答案】C輸電電線線路路問問題題分分析析1.遠遠距距離離輸輸電電線線路路示示意意圖圖，，如如圖圖所所示示某小小型型水水電電站站，，水水以以3m/s的的速速度度流流入入水水輪輪機機，，而而以以1m/s的的速速度度流流出出.流流出出水水位位比比流流入入水水位位低低1.6m，，水水流流量量為為2m3/s.如如果果水水流流能能量量的的75%供供給給發(fā)發(fā)電電機機.求求：：(1)若若發(fā)發(fā)電電機機效效率率為為80%，，則則發(fā)發(fā)電電機機的的輸輸出出功功率率為為多多大大．．(2)發(fā)發(fā)電電機機的的輸輸出出電電壓壓為為240V，，輸輸電電線線路路的的電電阻阻為為19.2ΩΩ，，許許可可損損耗耗功功率率為為2%，，用用戶戶所所需需電電壓壓為為220V，，則則所所用用升升壓壓變變壓壓器器和和降降壓壓變變壓壓器器的的原原、、副副線線圈圈的的匝匝數(shù)數(shù)比比各各是是多多少少．．【點點撥撥】】(1)根根據(jù)據(jù)能能量量守守恒恒，，水水減減少少的的機機械械能能的的80%轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為電電能能．．(2)畫畫出出遠遠距距離離輸輸電電電電路路圖圖，，找找出出各各物物理理量量的的關(guān)關(guān)系系.2.(2010·福福建卷)中國已已投產(chǎn)運運行的1000kV特高高壓輸電電是目前前世界上上電壓最最高的輸輸電工程程．假設(shè)設(shè)甲、乙乙兩地原原來用500kV的的超高壓壓輸電，，輸電線線上損耗耗的電功功率為P.保持輸輸送電功功率和輸輸電線電電阻都不不變的條條件下，，現(xiàn)改用用1000kV特特高壓輸輸電，若若不考慮慮其他因因素的影影響，則則輸電線線上損耗耗的電功功率將變變?yōu)?)A.P/4B.P/2C.2PD.4P【解析】】根據(jù)據(jù)P＝UI知，輸電電功率不不變的情情況下，，輸電電電壓變?yōu)闉樵瓉淼牡?倍，，則電流流變?yōu)樵瓉淼?/2，，根據(jù)P＝I2R知輸電線線路上的的功率損損失變?yōu)闉樵瓉淼牡?/4.【答案】】A變壓器公公式I1/I2＝n2/n1是有條件件的，即即只有一一個副線線圈．根根據(jù)能量量轉(zhuǎn)化和和守恒定定律P1＝P2，I1U1＝I2U2才有這個個形式．．具體問問題中往往往會遇遇到不是是一個副副線圈的的情況，，不能不不考慮條條件的亂亂套公式式．收音機的的變壓器器的原線線圈有1210匝，，接在U1＝220V的的交流電電源上，，變壓器器有兩個個副線圈圈．副線線圈Ⅱ的匝數(shù)為為35匝匝，副線線圈Ⅲ的匝數(shù)是是1925匝匝．如果果不計變變壓器自自身的能能量損耗耗，當(dāng)變變壓器工工作時，，線圈Ⅱ的電流是是0.3A時時，原線線圈的電電流I1＝0.114A．求求線圈Ⅲ中電流和和輸出電電壓．(電流的的計算結(jié)結(jié)果保留留三位有有效數(shù)字字)【答案】】0.0062A350V實驗十一一傳感感器的簡簡單使用用實驗?zāi)磕康?．認認識熱熱敏電電阻、、光敏敏電阻阻等傳傳感器器的特特性．．2．了了解傳傳感器器在技技術(shù)上上的簡簡單應(yīng)應(yīng)用．．實驗原原理傳感器器是把把非電電學(xué)物物理量量(如如位移移、速速度、、壓力力、溫溫度、、濕度度、流流量、、聲強強、光光照度度等)轉(zhuǎn)換換成易易于測測量、、傳輸輸和處處理的的電學(xué)學(xué)量(如電電壓、、電流流、電電容等等)的的一種種元件件，起起自動動控制制作用用．一一般由由敏感感元件件、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器器件、、轉(zhuǎn)換換電路路三個個部分分組成成，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換過過程如如下所所示：：常見的的敏感感元件件：光光敏電電阻、、金屬屬熱電電阻、、熱敏敏電阻阻和霍霍爾元元件等等．實驗器器材熱敏電電阻、、光敏敏電阻阻、多多用電電表、、鐵架架臺、、燒杯杯、冷冷水、、熱水水、小小燈泡泡、學(xué)學(xué)生電電源、、繼電電器、、滑動動變阻阻器、、開關(guān)關(guān)、導(dǎo)導(dǎo)線、、溫度度計等等．實驗步步驟1．研研究熱熱敏電電阻的的熱敏敏特性性(1)按圖圖所示示連接接好電電路，，將熱熱敏電電阻進進行絕絕緣處處理，，多用用電表表的選選擇開開關(guān)置置于“×100”歐姆擋擋；(2)先用用多用用電表表測出出燒杯杯中沒沒有水水時熱熱敏電電阻的的阻值值，并并記下下溫度度計的的示數(shù)數(shù)；(3)向燒燒杯中中注入入少量量的冷冷水，，使熱熱敏電(4)將熱水分幾次注入燒杯中，測出不同溫度下熱敏電阻的阻值，并記錄在下表中：

次數(shù)待測量溫度(℃)電阻(Ω)(5)根據(jù)據(jù)記錄錄數(shù)據(jù)據(jù)，作作出R-t圖線，，分析析熱敏敏電阻阻的特特性．．從而而得出出結(jié)論論：熱熱敏電電阻的的阻值值隨溫溫度的的升高高而減減小，，隨溫溫度的的降低低而增增大．．2．研究光光敏電阻的的光敏特性性(1)將光光敏電阻、、多用電表表、燈泡、、滑動變阻阻器按圖所所示電路連連接好，其其中多用電電表置于“×1k”歐姆擋；(2)先測測出小燈泡泡不發(fā)光時時光敏電阻阻的阻值，，并記錄數(shù)數(shù)據(jù)；(3)閉合合電源，讓讓小燈泡發(fā)發(fā)光，調(diào)節(jié)節(jié)小燈泡的的亮度使之之逐漸變亮亮，觀察多多用電表指指針顯示電電阻阻值的的情況，并并記錄在表表中；(4)根據(jù)據(jù)下表中數(shù)數(shù)據(jù)，分析析光敏電阻阻的特性光照強度無光照弱中強電阻(Ω)由表中數(shù)據(jù)據(jù)可得結(jié)論論：光敏電電阻的阻值值R隨光照強度度變化而發(fā)發(fā)生變化，，光照增強強電阻變小小，光照減減弱電阻變變大．注意事項1．熱敏電電阻、燒杯杯和溫度計計容易破損損，實驗中中注意輕拿拿輕放．2．燒杯中中加水改變變溫度時，，要等熱敏敏電阻溫度度穩(wěn)定后再再測量其阻阻值．3．光敏電電阻、小燈燈泡的額定定電壓比較較小(6V)，實實驗中不要要超過其額額定電壓．．誤差分析本實驗的誤誤差主要來來自于溫度度計和多用用電表的讀讀數(shù)誤差．．(1)熱敏敏電阻是傳傳感電路中中常用的電電子元件．．現(xiàn)用伏安安法研究熱熱敏電阻在在不同溫度度下的伏安安特性曲線線，要求特特性曲線盡盡可能完整整．已知常常溫下待測測熱敏電阻阻的阻值約約4～5ΩΩ.熱敏敏電阻和溫溫度計插入入帶塞的保保溫杯中，，杯內(nèi)有一一定量的冷冷水，其他他備用的儀儀表和器具具有：盛有有熱水的熱熱水杯(圖圖中未畫出出)、電源源(3V、內(nèi)阻可可忽略)、、直流電流流表(內(nèi)阻阻約1ΩΩ)、直流流電壓表(內(nèi)阻約5kΩ)、滑動變變阻器(0～20ΩΩ)、開開關(guān)及導(dǎo)線線若干．①在圖(b)的方框中中畫出實驗驗電路圖，，要求測量量誤差盡可可能?。诟鶕?jù)電路圖圖，在圖(a)的實實物圖上連連線．③簡要寫出完完成接線后后的主要實實驗步驟：：A．往保溫溫杯中加入入熱水，稍稍后讀出溫溫度值．B．_______________________________________________.C．重復(fù)A、B步驟驟，測出不不同溫度下下的數(shù)據(jù)．．D．________________________________________________(2)廣泛泛應(yīng)用于室室內(nèi)空調(diào)、、電冰箱和和微波爐等等家用電器器中的溫度度傳感器，，是利用熱熱敏電阻隨隨溫度變化化而變化的的特性工作作的．在圖圖甲中，電電源的電動動勢E＝9.0V，內(nèi)電電阻可忽略略不計；G為內(nèi)阻不不計的靈敏敏電流表；；R0為保護電阻阻；R為熱敏電阻阻，其電阻阻值與溫度度變化關(guān)系系如圖乙中中R-t圖象所示．．則熱敏電電阻R與攝氏溫度度t的關(guān)系為R＝________；閉合開開關(guān)S，當(dāng)當(dāng)R的溫度等于于40℃時，電流表表示數(shù)I1＝2.25mA，，則當(dāng)電流流表的示數(shù)數(shù)I2＝3.6mA時，，熱敏電阻阻R的溫度是________℃.【解析】(1)因因為熱敏電電阻的阻值值(常溫下下約5ΩΩ)與直流流電流表內(nèi)內(nèi)阻(1ΩΩ)差不不多，比直直流電壓表表內(nèi)阻(5kΩ)小得多，，所以用電電流表外接接法，為了了多次測量量以便列表表作出圖象象，所以滑滑動變阻器器用分壓式式接法．此此處需要用用伏安法研研究熱敏電電阻，實驗驗步驟要考考慮到需取取多組數(shù)據(jù)據(jù)作圖．(2)因為為圖象是直直線，用斜斜截式求熱熱敏電阻R與攝氏溫度度t的關(guān)系，設(shè)設(shè)為R＝kt＋b，則根據(jù)t＝0℃時，R＝4.25kΩ，，得b＝4.25(此處易易誤讀為R＝4.5kΩ，要要注意)．．再根據(jù)t＝120℃時，R＝2kΩΩ，得k＝－0.01875.所以得R與t的關(guān)系式為為R＝－1.875×10－2t＋4.25.由圖甲可得得E＝I(R＋R0)，由圖乙乙讀出，當(dāng)當(dāng)t＝40℃時，R＝3.5kΩ，代入得9.0＝2.25×(3.5＋＋R0)，可求出出R0＝0.5kΩ，又有9.0＝3.6×(0.5＋＋R)，解得R＝2kΩΩ，查圖乙得t＝120℃.【答案】(1)①如圖所示．．②實物連接圖圖略．③B.調(diào)節(jié)滑滑動變阻器器，快速測測出多組I、U值．D．繪出各各溫度下熱熱敏電阻的的伏安特性性曲線．(2)－1.875×10－2t＋4.25120(2010··全國卷Ⅱ)如圖所示，，一熱敏電阻阻RT放在控溫容器器M內(nèi)：為毫安表表，量程6mA，內(nèi)阻阻為數(shù)十歐姆姆；E為直流電源，，電動勢約為為3V，內(nèi)內(nèi)阻很?。籖為電阻箱，最最大阻值為999.9ΩΩ；S為開開關(guān).已知知RT在95℃時阻阻值為150Ω，在20℃時的的阻值約為550Ω.現(xiàn)要求在在降溫過程中中測量在95～20℃℃之間的多個個溫度下RT的阻值.(1)在圖中中畫出連線，，完成實驗原原理電路圖．．(2)完成下下列實驗步驟驟中的填空．．①依照實驗原理理電路圖連線線．②調(diào)節(jié)控溫容器器M內(nèi)的溫度，使使得RT溫度為95℃.③將電阻箱調(diào)到到適當(dāng)?shù)某踔抵?，以保證儀儀器安全．④閉合開關(guān).調(diào)調(diào)節(jié)電阻箱箱，記錄電流流表的示數(shù)I0，并記錄________.⑤將RT的溫度降為T1(20℃＜T1＜95℃)；調(diào)節(jié)電阻阻箱，使得電電流表的讀數(shù)數(shù)________，記記錄________________.⑥溫度為T1時熱敏電阻的的電阻值RT1＝________.⑦逐步降低T1的數(shù)值，直至至20℃為止；在每一一溫度下重復(fù)復(fù)步驟⑤⑥.【解析】(1)由于本本實驗只有一一個可以用來來測量或觀察察的電流表，，所以應(yīng)該用用“替代法”的思維考慮用用電流表觀察察保證電路的的電阻不變，，因此將熱敏敏電阻、電阻阻箱和電流表表串聯(lián)形成測測量電路．而而且熱敏電阻阻的95℃和20℃的阻值是已知知的，所以熱熱敏電阻的初初始溫度為95℃，則電流表數(shù)數(shù)不變時電阻阻箱與熱敏電電阻的串聯(lián)電電路電阻保持持150ΩΩ加電阻箱的的初值之和不不變，如果熱熱敏電阻的初初始溫度為20℃，則電流表示示數(shù)不變時電電阻箱與熱敏敏電阻的串聯(lián)聯(lián)電路電阻保保持550ΩΩ加電阻箱箱的初值之和和不變，則可可以測量任意意溫度下的電電阻．電路圖圖如圖所示．．(2)實驗步步驟為：①依照實驗原理理電路圖連線線．②調(diào)節(jié)控溫容器器M內(nèi)的溫度，使使得RT的溫度為95℃.③將電阻箱調(diào)到到適當(dāng)?shù)某踔抵担ＷC儀器器安全．③閉合開關(guān)，調(diào)調(diào)節(jié)電阻箱，，記錄電流表表的示數(shù)I0，并記錄電阻阻箱的初值R0.④將RT的溫度降低為為T1，調(diào)節(jié)電阻箱箱，使得電流流表的讀數(shù)仍仍為I2，記錄電阻箱箱的讀數(shù)R1.⑤溫度為T1時，熱敏電阻阻的電阻值Rt1＝150ΩΩ－R0－R1.⑥將RT的溫度逐漸降降低直到為20℃止，在每一溫溫度下重復(fù)步步驟e～f.【答案】(1)見解析析圖(2)④電阻箱的讀數(shù)數(shù)R2⑤仍為I2電阻箱的讀數(shù)數(shù)R1⑥150Ω－－R0－R1(2009··寧夏卷)青青島奧運會帆帆船賽場采用用風(fēng)力發(fā)電給給蓄電池充電電，為路燈提提供電能.用用光敏電阻阻作為傳感器器控制路燈電電路的開關(guān)，，實現(xiàn)自動控控制.光敏電阻的阻阻值隨照射光光的強弱而變變化，作為簡簡化模型可以以近似認為，，照射光較強強(如白天)時電阻幾乎乎為0；照射射光較弱(如如黑天)時電電阻接近于無無窮大.利利用光敏電阻阻作為傳感器器，借助電磁磁開關(guān)，可以以實現(xiàn)路燈自自動在白天關(guān)關(guān)閉，黑天打打開.電磁磁開關(guān)的內(nèi)部部結(jié)構(gòu)如圖所所示.1、、2兩接線柱柱之間是勵磁磁線圈，3、、4兩接線柱柱分別與彈簧簧片和觸點連連接.當(dāng)勵勵磁線圈中電電流大于50mA時，，電磁鐵吸合合鐵片，彈簧簧片和觸點分分離，3、4斷開；電流流小于50mA時，3、4接通.勵磁線圈圈中允許通過過的最大電流流為100mA.(1)利用以以下器材設(shè)計計一個自動控控制路燈的電電路，畫出電電路原理圖.光敏電阻R1，燈泡L，額額定功率40W，額定定電壓36V，保護電電阻R2，電磁開關(guān)，，蓄電池E，電壓36V，內(nèi)阻很很小，開關(guān)S，導(dǎo)線若干干.(2)回答①如果勵磁線圈的電阻為200Ω，勵磁線圈允許加的最大電壓為________V，保護電阻R2的阻值范圍為________Ω.②在有些應(yīng)用電磁開關(guān)的場合，為了安全往往需要在電磁鐵吸合鐵片時，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油?為此電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請結(jié)合本題中電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明.答：_________________________________________________③任意舉出一個其他的電磁鐵應(yīng)用的例子.答：_________________________________________________十、降降維法法一、方方法簡簡介降維法法是將將一個個三維維圖變變成幾幾個二二維圖圖，即即應(yīng)選選兩個個合適適的平平面去去觀察察，當(dāng)當(dāng)遇到到一個個空間間受力力問題題時，，將物物體受受到的的力分分解到到兩個個不同同平面面上再再求解解．由由于三三維問問題不不好想想像，，選取取適當(dāng)當(dāng)?shù)慕墙嵌?，，可用用降維維法求求解．．這樣樣處理理的優(yōu)優(yōu)點是是把不不易觀觀察的的空間間物理理量的的關(guān)系系在二二維圖二、典例分析如圖所所示，，傾角角θ＝30°的的粗糙糙斜面面上放放一物物體，，物體體重為為G，靜止止在斜斜面上上．現(xiàn)現(xiàn)用與與斜面面底邊邊平行行的力力F＝G/2推該物物體，，物體體恰好好在斜斜面內(nèi)內(nèi)做勻勻速直直線運運動，，則物物體與與斜面面間的的動摩摩擦因因數(shù)μ等于多多少？？物體體勻速速運動動的方方向如如何？？【解析析】物物體體在重重力、、推力力、斜斜面的的支持持力和和摩擦擦力四四個力力的作作用下下做勻勻速直直線運運動，，所以以受力力平衡衡．但但這四四個力力不在在同一一平面面內(nèi)，，不容容易看看出它它們之之間的的關(guān)系系．我我們把把這些些力分分解在在兩個個平面面內(nèi)，，就可可以將將空間間問題題變?yōu)闉槠矫婷鎲栴}題，使使問題題得到到解決決．甲【答案案】見見解解析設(shè)在地地面上上方的的真空空室內(nèi)內(nèi)，存存在勻勻強電電場和和勻強強磁場場，已已知電電場強強度和和磁感感應(yīng)強強度的的方向向是相相同的的，電電場強強度的的大小小E＝4.0V/m，，磁磁感感應(yīng)應(yīng)強強度度的的大大小小B＝0.15T，，今今有有一一個個帶帶負負電電的的質(zhì)質(zhì)點點以以v＝20m/s的的速速度度在在此此區(qū)區(qū)域域內(nèi)內(nèi)沿沿垂垂直直電電場場方方向向做做勻勻速速直直線線運運動動，，取取g＝10m/s2，求求此此帶帶電電質(zhì)質(zhì)點點的的電電量量與與質(zhì)質(zhì)量量之之比比以以及及磁磁場場的的所所有有可可能能方方向向(角角度度可可用用反反三三角角函函數(shù)數(shù)表表示示)．．【解解析析】】因因為為帶帶負負電電的的質(zhì)質(zhì)點點做做勻勻速速直直線線運運動動，，說說明明此此質(zhì)質(zhì)點點所所受受的的合合外外力力為為零零．．又又因因為為電電場場強強度度和和磁磁感感應(yīng)應(yīng)強強度度的的方方向向相相同同，，所所以以該該帶帶電電質(zhì)質(zhì)點點所所受受的的電電場場力力和和洛洛倫倫茲茲力力的的方方向向垂垂直直共共面面，，且且必必受受重重力力作作用用，，否否則則所所受受合合外外力力不不可可能能為為零零，