3.5 用传感器测磁感应强度（备作业）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-2）

3.5 用传感器测磁感应强度 （解析版） 1．物理实验中，常用一种叫“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量．如下图所示，探测线圈和冲击电流计串联后，可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈的匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为（　　）． A． B． C． D． 【答案】C 【解析】 当线圈翻转180°，线圈中的磁通量发生变化，线圈产生的平均感应电动势，线圈中的平均感应电流，通过线圈的电量，由以上各式得：，故正确选项为C． 2.如图所示，全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门排除污水．以下说法中正确的是(　　) A．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极 B．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极 C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中 D．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中 【答案】AD　 【解析】铁芯被通电螺线管磁化 3．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，如图所示．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是 (　　) 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 【答案】A　 【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．故正确选项为A 4．现有热敏电阻(负温度系数)、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干．如图所示，试设计一个温度电路．要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程. 【答案】　见解析 【解析】　电路图如图所示 工作过程：闭合S，当温度低于设计值时，热敏电阻阻值大，通过电磁继电器电流不能使其工作，K接通电炉丝加热．当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热．当温度低于设计值，又重复前述过程． 5．为了研究海洋中水的运动，海洋工作者有时依靠水流通过地磁场产生的感应动势以及水的流速测地磁场的磁感应强度向下的分量B．某课外活动兴趣小组由四个成员甲、乙、丙、丁组成，前去海边某处测量地磁场的磁感应强度向下的分量B．假设该处的水流是南北流向，且流速为v，问下列哪种测定方法可行（　　）． A．甲将两个电极在水平面沿水流方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则 B．乙将两个电极在水平面沿垂直水流方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则 C．丙将两个电极沿垂直海平面方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则 D．丁将两个电极在水平面上沿任意方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则 【答案】B 【解析】 因需测量地磁场向下的分量B，而水流方向为南北流向，相当于东西方向的导体切割磁感线，此时E＝BLv，所以导体应在垂直于水流方向，即把电极沿东西方向插入水中，测出两极距离L和电压U，可得，正确选项为B． 6．如下图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值．如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况．以下说法中错误的是（　　）． A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，UH将变大 B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化 【答案】C 【解析】 一个磁极靠近霍尔元件工作面时，B增强，由，知UH将变大，故选项A正确；两极处磁场可看做与地面垂直，所以霍尔元件的工作面应保持水平，故选项B正确；赤道处磁场可看做与地面平行，所以霍尔元件的工作面应保持竖直，故选项C错误；若磁场与工作面的夹角为θ，则应有，可见θ变化时，UH将变化，故选项D正确． 7．如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置：一长方体绝缘容器内部高为L