【一】
一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个是正确的，全选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)
1.
图1
如图1所示，闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定亮度，若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内，则在插入过程中
()．
A．灯泡变亮，螺线管缩短
B．灯泡变暗，螺线管缩短
C．灯泡变亮，螺线管伸长
D．灯泡变暗，螺线管伸长
解析当插入软铁棒时，穿过线圈的磁通量增大，线圈产生自感，自感电流阻碍磁通量的增加，所以通过线圈的电流减小，灯泡变暗．线圈各匝上电流为同方向，同向电流相互吸引，电流减小，各匝之间相互吸引力减小，螺线管伸长，故D正确．
答案D
2.
图2
如图2所示，电灯A和B与固定电阻的电阻均为R，L是自感系数很大线圈．当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法正确的是()．
A．B立即熄灭
B．A灯将比原来更亮一些后再熄灭
C．有电流通过B灯，方向为c→d
D．有电流通过A灯，方向为b→a
解析断开S2而只闭合S1时，A、B两灯一样亮，可知线圈L的电阻也是R，在S1、S2闭合时，IA＝IL，故当S2闭合、S1突然断开时，流过A灯的电流只是方向变为b→a，但其大小不突然增大，A灯不出现更亮一下再熄灭的现象，故D项正确，B项错误．由于固定电阻R几乎没有自感作用，故断开S1时，B灯电流迅速变为零，而立即熄灭，故A项正确，C项错误，综上述分析可知，本题正确选项为A和D.
答案AD
图3
3．如图3所示的电路中，L1、L2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，它的电阻与定值电阻R相等．下列说法正确的是()．
A．闭合开关S时，L1先亮、L2后亮，最后它们一样亮
B．闭合开关S时，L1、L2始终一样亮
C．断开开关S时，L2立刻熄灭、L1过一会才熄灭
D．断开开关S时，L2、L1都要过一会才熄灭
解析由于电感的自感现象闭合开关S时，L2会立即亮，而L1是逐渐变亮，由于两支路电阻相同，电路稳定后，两支路流过的电流相同，最后它们一样亮，则A、B错；断开开关S时，由于电感的自感现象L2、L1过一会才熄灭，则D对C错．
答案D
4．下列关于日光灯启动器的作用的描述，正确的是()．
A．启动器只在日光灯启动时起作用
B．日光灯正常工作时，取走启动器，日光灯就不能正常工作
C．启动器在日光灯起动时，相当一个自动开关
D．启动器在日光灯正常工作时，一直保持导通状态，使得电路闭合
答案AC
5．下列关于镇流器的说法，错误的是()．
A．镇流器在日光灯电路中就起着一阻值很大的电阻的作用
B．镇流器在日光灯启动时相当于一个电源
C．镇流器在日光灯正常工作时，可用一根导线替代
D．镇流器在工作时总是阻碍电路中电流的变化
答案AC
6.
图4
弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变．若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图4所示，观察磁铁的振幅将会发现()．
A．S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变
B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变
C．S闭合或断开，振幅变化相同
D．S闭合或断开，振幅都不发生变化
解析S断开时，磁铁振动穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中无感应电流，振幅不变；S闭合时有感应电流，有电能产生；磁铁的机械能越来越少，振幅逐渐减少，A正确．
答案A
7.
图5
图5中L是绕在铁芯上的线圈它与电阻R、R0及开关和电池E构成闭合回路．开关S1和S2开始都处在断开状态．设在t＝0时刻，接通开关S1，经过一段时间，在t＝t1时刻，再接通开关S2，则能较准确表示电阻R两端的电势差Uab随时间t变化的图线是()．
解析闭合S1，由于线圈会阻碍电流的突然变大，Uab不会突然变大，D选项不正确；达到稳定后，再闭合S2，由于线圈的作用，原有电流慢慢变小，Uab也从原来的数值慢慢减小，故选A.
答案A
8．如图6是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R.下图是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象．关于这些图象，下列说法中正确的是
()．
图6
A．图6中甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
B．图6中乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
C．图6中丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
D．图6中丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
解析开关S由断开变为闭合瞬间，流过自感线圈的电流为零，流过传感器1、2的电流均为E2R.闭合电路稳定后，流过传感器1的电流为2E3R，流过传感器2的电流为E3R；开关断开后，流过传感器1的电流立即变为零，流过传感器2的电流方向相反，从E3R逐渐变为零．
答案BC
9.
图7
如图7所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法中正确的是()．
A．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等
B．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等
C．闭合开关S待电路达到稳定，D1熄灭，D2亮度始终不变
D．闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，D1闪亮一下再熄灭
解析开关S闭合的瞬间，线圈L可看做暂时的断路，故通过两灯泡的电流相等，且同时亮，A对B错；电路稳定后，由于线圈直流电阻忽略不计，将灯泡D1短路，灯泡D2获得更多电压，会更亮，C错误；若断开开关S，此时线圈与灯泡D1构成回路，继续对其供电，灯泡D1将闪亮一下后再逐渐熄灭，灯泡D2无法形成回路将立即熄灭，D对．
答案AD
10．如图8甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框，边长为a，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时t＝0，若磁场的宽度为b(b＞3a)，在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0并开始离开匀强磁场．此过程中v－t图象如图8乙所示，则()．
图8
A．t＝0时，线框右侧边MN的两端电压为Bav0
B．在t0时刻线框的速度为v0－Ft0m
C．线框完全离开磁场的瞬间(位置3)的速度一定比t0时刻线框的速度大
D．线框从进入磁场(位置1)到完全离开磁场(位置3)的过程中产生的电热为2Fb
解析t＝0时，线框右侧边MN的两端电压为外电压，为34Bav0，A项错误；从t0时刻至3t0时刻线框做匀加速运动，加速度为Fm，故在t0时刻的速度为v0－2at0＝v0－2Ft0m，B项错误；因为t＝0时刻和t＝3t0时刻线框的速度相等，进入磁场和穿过磁场的过程中受力情况相同，故在位置3时的速度与t0时刻的速度相等，C项错误；线框在位置1和位置3时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有Fb＝Q，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为2Fb，D项正确．
答案D
二、非选择题(本题共3小题，共30分．计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤)
11．(6分)
图9
把一个用丝线悬挂的铅球放在电路中的线圈上方，如图9所示，在下列三种情况下，悬挂铅球的丝线所受的拉力与铅球不在线圈上方时比较：
①当滑动变阻器的滑动头向右移动时，拉力________．
②当滑动头向左移动时，拉力________．
③当滑动头不动时，拉力________．(填“变大”、“不变”或“变小”)
答案①变小②变大③不变
12．(10分)图10是一种延时继电器的示意图．铁芯上有两个线
图10
圈A和B.线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路．在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C(连接工作电路)离开，而是过一小段时间后才执行这个动作，延时继电器就是这样得名的．
(1)请解释：当开关S断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间？
(2)如果线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为什么？
解析(1)当开关S断开后，电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间是由于通过B线圈的磁通量减少，由于互感现象，B中产生互感电流，产生的电流磁场对衔铁仍有吸引，故能够延时．
(2)如果线圈B不闭合，无互感电流，无磁场产生，不能延时．
答案见解析
13．(14分)
图11
(2012•绍兴一中)在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，B＝0.2T，有一水平放置的光滑框架，宽度为L＝0.4m，如图11所示，框架上放置一质量为0.05kg，电阻为1Ω的金属杆cd，框架电阻不计．若cd杆以恒定加速度a＝2m/s2，由静止开始做匀变速运动，则
(1)在5s内平均感应电动势是多少？
(2)第5s末，回路中的电流多大？
(3)第5s末，作用在cd杆上的水平外力多大？
解析(1)5s内的位移：x＝12at2＝25m
5s内的平均速度v＝xt＝5m/s
(也可用v＝0＋v52求解)
故平均感应电动势E＝BLv＝0.4V.
(2)第5s末：v＝at＝10m/s
此时感应电动势：E＝Blv
则回路电流为：I＝ER＝BlvR＝0.2×0.4×101A＝0.8A.
(3)杆匀加速运动，则F－F安＝ma
即F＝BIL＋ma＝0.164N.
答案(1)0.4V(2)0.8A(3)0.164N
【二】
1.如图6-3-12所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则()．
图6-3-12
A．A为低电平，LED发光
B．A为高电平，LED发光
C．A为低电平，LED不发光
D．A为高电平，LED不发光
解析A为低电平时，Y为高电平，LED的电压小，不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED的电压大，发光，故B、C正确．
答案BC
2．关于发光二极管，下列说法正确的是()．
A．发光二极管能发光，不具有单向导电性
B．发光二极管能直接把光能转化为电能
C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光
D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光
解析发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才能处于导通状态，才可能发光，但不一定发光，要求达到一定的电压值；它能直接把电能转化为光能．
答案D
3.如图6-3-13所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，Rt为负温度系数热敏电阻，R为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境条件改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是()．
图6-3-13
A．温度不变，光照增强B．温度升高，光照不变
C．温度降低，光照增强D．温度升高，光照减弱
解析由题图可知，当光敏电阻阻值减小或热敏电阻阻值增大时，小灯泡L都会变暗，结合光敏电阻特性可知，A项正确，B项错误；若光敏电阻阻值减小的同时，热敏电阻的阻值增大，小灯泡L也会变暗，C项正确；若热敏电阻减小，光敏电阻增大，则小灯泡变亮，D项错误．
答案AC
知识点二自动控制电路的分析与设计
4．某小型电磁继电器，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求如图6-3-14所示．其工作方式是()．
图6-3-14
A．A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联
B．A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联
C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联
D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联
解析A、B接电磁继电器的线圈，所以A、B应接信号电压、线圈电流随信号电压变化使电磁继电器相吸或释放，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用．故正确答案为A.
答案A
5.演示位移传感器的工作原理如图6-3-15所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想电压表，则下列说法正确的是()．
图6-3-15
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M不动时，电压表没有示数
解析电压表不分流，故触头移动不会改变电路的总电阻，也就不会改变电路中的总电流，故A错误，电压表测量触头P与左侧电阻之间的电压，故示数随物体M的移动，亦即随触头的运动而变化．故B正确，C、D错误．
答案B
6．一路灯控制装置如图6-3-16所示，RG为光敏电阻，光照射RG时，RG变小．白天时，继电器J两端电压是较大还是较小？要使路灯比平时早一些时间亮起来，应如何调节R1?
图6-3-16
解析由题可知，按照逻辑分析法，引起电路状态变化的原因是照射光敏电阻RG的光的强弱．白天光照强，RG的阻值较小，R1两端的电压U1＝ER1RG＋R1较大，即A点电势较高，则Y端为低电平，继电器两端电压较小，不工作，路灯不亮．而夜间的情形恰好相反．所以白天时，继电器J两端电压较小．若使路灯早一些亮时，首先要明确继电器的动作电压UJ一定，Y端电平一定，A端电平一定，则R1两端的电压U1一定，因U1＝ER1RG＋R1＝ERGR1＋1，则可知要使路灯早些亮时，环境光线仍较强，RG较小，要保证U1一定，必须调节R1使其变小．
答案较小调节R1使其变小
7．已知光敏电阻随入射光的增强，其电阻值减小，请利用图6-3-17所示器材设计一个路灯自动控制电路．
图6-3-17
解析电路如图所示
控制过程是：当有光照射时，光电流经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸合，使两个触点断开，当无光照时，光电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制路灯电路接通，路灯开始工作．
答案见解析
8.某仪器内部电路如图6-3-18所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片间隙很小(b固定在金属块上)，当金属块处于平衡状态时，两根弹簧均处于原长状态，若将该仪器固定在一辆汽车上，下列说法中正确的是()．
图6-3-18
A．当汽车加速前进时，甲灯亮
B．当汽车加速前进时，乙灯亮
C．当汽车刹车时，乙灯亮
D．当汽车刹车时，甲、乙两灯均不亮
解析当汽车向右加速时，M向左移动，与a接触，乙灯亮；当汽车刹车时，M向右移动，与c接触，甲灯亮．
答案B
9．用煤气烧水时，如果水开了，不及时关掉煤气，时间长了，会发生火灾，请设计一报警器，水开时，能及时报警，提醒主人及时关掉煤气？
答案如右图所示，当t上升到一定温度，Rt变得较小．AB间电压变得较大，使蜂鸣器D工作报警．
10．如图6-3-19所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触点开关，S为开关，J为电池．请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置．
图6-3-19
(1)连接电路图；
(2)简述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)．
答案(1)连接线路如图所示．
(2)按图连接好电路，合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，拉下衔铁E，使S2断开，电动机M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，电路停止工作，F无磁性，D拉动E，使S2接通，M工作．
