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电路原理答案范文1
模块一
电磁铁
一、知识点
1.
电磁铁的来源：通电螺线管有磁性，如果在一个通电螺线管中插入一根软铁棒，螺线管的磁性会更强。
2.
定义：插入了软铁棒的通电螺线管叫电磁铁。
这根软铁棒称为电磁铁的铁芯，螺线管成为电磁铁的线圈。
注意：电磁铁的铁棒(铁芯)是由软铁制成的，被磁化时显磁性，但失去外部磁场时，其磁性又立即消失。
3.
电磁铁中加铁芯的原因
通电螺线管通电后产生磁场，该磁场使其内的铁棒被磁化，铁棒磁化后的磁场极性与通电螺线管的机型完全一致，使得电磁铁的磁性比螺线管的磁性大大地增强。
4.
影响电磁铁磁性强弱的因素
(1)
电磁铁通电时产生磁性，断电时失去磁性。
(2)
电磁铁中的电流越大则电磁铁的磁性越强。
(3)
电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
(4)
电磁铁中有铁芯比无铁芯时的磁性强。
5.
电磁铁的特点
(1)
可以通过电流的通断，来控制其磁性的有无。
(2)
可以通过改变电流的方向改变磁场方向。
(3)
可以通过改变电流大小、铁芯的材质来控制磁性的强弱。
6.
电磁铁的应用
电磁起重机、电磁选矿机、电磁继电器、电铃等。
7.
电磁继电器
(1)
电磁继电器的工作电路
(2)
电磁继电器的组成
一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成。
(3)
电磁继电器的原理
利用电磁铁在通断电的情况下有无磁性来间接控制工作电路通断的开关。
(4)
电磁继电器的应用
①利用低电压、弱电流控制高电压、强电流。
②实现远距离操作。
8.
电磁阀车门
现在的公共汽车使用的都是利用压缩空气开关的自动门。其中空置压缩空气是开门还是关门的滑阀就是你用两个电磁铁来控制的。司机通过单刀双掷开关S来使线圈或通电产生磁场吸引衔铁或，从而推动滑阀使空气压缩来推开或关闭车门。其结构如下：
二、例题精讲
【例1】
通电螺线管的磁性强弱跟通过它的
及
的多少有关，另外，将
________插入通电螺线管中．它的磁性也会大大增强．
考点：
影响电磁铁磁性强弱的因素．
解析：
据上面的分析可知，通电螺线管的磁性强弱跟通过它的电流及线圈匝数的多少有关，另外，将铁芯插入通电螺线管中．它的磁性也会大大增强．
答案：
电流；线圈匝数；铁芯．
【测试题】
如图所示，若闭合电键S，则电磁铁的磁性将(
)
A．
增强
B．
减弱
C．
不变
D．
无法判断
闭合电键S1后，电路由单个的R1变为R1与R2并联，并联后的总电阻小于R1的阻值，由欧姆定律I=
可知，使得通过电磁铁线圈中的电流增大．根据影响电磁铁磁性大小的因素可知，通过线圈电流增大，电磁铁的磁性增强．
故选A
【例2】
如图所示的电磁铁，要想磁性最强，正确的方法是(
)
A．S接D,P滑至B端
B．
S接C,P滑至A端
C．
S接C,P滑至B端
D．
S接D,P滑至A端
考点：
影响电磁铁磁性强弱的因素．
解析：
滑动变阻器S接C电磁铁线圈匝数最多，滑片在A端电路电流最大，并且有铁芯，所以此时电磁铁磁性最强．
答案：
B
【测试题】
如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，悬挂磁铁的弹簧的长度(
)
A．
将变长
B．
将变短
C．
先变长后变短
D．
先变短后变长
利用安培定则可以判定电磁铁的下端为N极，上端为S极，故电磁铁与其上面的条形磁体相互吸引．当滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强．电磁铁对条形磁体的吸引力增大，条形磁体对弹簧的拉力增大，所以弹簧伸长的长度变长．
故选A
【例3】
下列设备中利用电磁感应现象制成的是(
)
A．
电磁继电器
B．
发电机
C．
电磁铁
D．
电动机
考点：
电磁感应．
解析：
A、电磁继电器是利用电流的磁效应的原理制成的，故该选项不符合题意；
B、发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，故该选项符合题意；
C、电磁铁是利用电流的磁效应原理工作的，故该选项不符合题意；
D、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故该选项不符合题意．
答案：
B
【测试题】
首先发现电磁感应现象的科学家是(
)
A．
法拉第
B．
安培
C．
焦耳
D．
奥斯特
A、英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象．故A正确；
B、安培发现了安培定则．故B错误；
C、焦耳发现了焦耳定律．故C错误；
D、奥斯特首先发现电流的磁效应．故D错误．
故选A
【例4】
某同学在做“研究电磁铁”实验时，连接了如图所示的电路，试判断电磁铁有无磁性或磁性强弱的变化．
(1)只闭合S1时，电磁铁
磁性．
(2)闭合S1、S2接a时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电磁铁磁性
．
(3)S1闭合，S2由接a改为接b，调节滑动变阻器滑片P，使电流表示数不发生变化．这时电磁铁的磁性
．
(4)电磁铁在我们的日常生活中被广泛的用到，如：
．
考点：
探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验．
解析：
(1)只闭合S1时，电路中没有电流通过，电磁铁不会产生磁性，故电磁铁没有磁性；
(2)闭合S1、S2接a时，电路中有电流，电磁铁有磁性；当滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻丝变长，电路中电阻变大，电流变小，即：在匝数一定的情况下，电流减小，电磁铁磁性减小；
(3)S1闭合，S2由接a改为接b，匝数变少，又调节滑动变阻器滑片P，使电流表示数不发生变化，即：在电流一定的情况下，减小匝数，电磁铁磁性减小；
(4)电磁起重机、电磁继电器、电铃都用到了电磁铁；
答案：
(1)没有；(2)减小；(3)减小；(4)电磁起重机．
【测试题】
如图所示，A为螺线管，B为悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，当开关S断开时，弹簧测力计的示数将
(填变大或变小)，电流表的示数将
(填变大或变小)．
开关S断开时，电路中的电流变小，电流表示数变小，电磁铁磁性减弱．
根据右手定则判断电螺线管的上端为N极，对条形磁铁的排斥力减小，所以弹簧测力计的示数将变大．
故答案为：变大、变小．
【例5】
如所示，闭合开关S，烧杯中水面上浮着一个空心小铁球，将盛水的容器放在电磁铁上方，此时电磁铁A端为
极，将滑片P向右滑动，空心小铁球将
．(填“上浮”“下沉”“静止”)
考点：
影响电磁铁磁性强弱的因素．
解析：
①电流由A流向B，则由右手螺旋定则可知螺线管B端为N极，则A端为S极(南极)；
②当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则由欧姆定律可知电路中电流减小，则螺线管中的磁性减弱，故小③铁球所受磁力减小，使得铁球上浮一些，排开水的体积变小，而且由有阿基米德原理可知受到的浮力将减小．
答案：
S；上浮．
【测试题】
小利同学观察到学校楼道里的消防应急灯，平时灯是熄的，一旦停电，两盏标有“36V”灯泡就会正常发光．图所示是小利设计的四个电路，其中可以起到消防应急灯作用的电路是(
)
A．
B．
C．
D．
根据题意，分析各图可知，当照明电路正常工作时，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使消防应急灯所在电路断开，而当停电后，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的作用下向上弹起，与触点接触，两灯泡连接，且为并联．因此，对照各图发现，只有图C符合这一要求．
故选C
【例6】
如图所示，当开关S闭合后，电磁铁A端磁极为
极，当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时，电磁铁的磁性将
(选填“增大”、“减小”或“不变”)．
考点：
通电螺线管的磁场；影响电磁铁磁性强弱的因素．
解析：
(1)伸出右手，弯曲的四指与电流的方向相同，大拇指所指的方向即螺线管的左端为通电螺线管的N极，则螺线管的右端即A端是S极．
(2)滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电流变大，电磁铁磁性将增大．
答案：
S；增大．
【测试题】
如图所示，下列说法正确的是(
)
A．
当S1断开S2闭合时，红灯亮
B．
当S1断开S2闭合时，绿灯亮
C．
当S1闭合S2断开时，绿灯亮
D．
当S1、S2均闭合时，绿灯亮
读图可知：
(1)当S1断开、S2断开时，左侧的控制电路无电流，电磁铁无磁性，右侧的工作电路也是断开的，所以两灯均不能工作；
(2)当S1断开、S2闭合时，左侧的控制电路无电流，电磁铁无磁性，由于弹簧的原因，动触点与绿灯的触电接触，同时由于右边的工作电路也是闭合的，所以此时的绿灯亮；故A错误、B正确；
(3)当S1、S2闭合时，左侧的控制电路有电流，电磁铁有磁性，由于弹簧的原因，动触点与红灯的触电接触，同时由于右边的工作电路也是闭合的，所以此时的红灯亮；故D错误；
(4)当S1闭合S2断开时，左侧的控制电路断开，电磁铁无磁性，同时右侧的工作电路断开，因此工作电路无电流，所以两灯都不亮，故C错误．
故选B
模块二
磁场对通电导线的作用与电动机
一、知识点
1.
当把通电导体放在磁场中时
(1)
如果通电导体中的电流方向与磁场方向平行，则通电导体不受磁场的作用力。
(2)
如果通电导体中的电流方向与磁场方向不平行，则通电导体受磁场力的作用，当通电导体中的电流方向与磁场方向垂直时，通电导体在磁场中受到的磁场力最大。
2.
影响通电导体在磁场中受到的磁场力大小的决定因素
(1)
磁场强弱：磁场越强，则通电导体在磁场中受到的磁场力越大。
(2)
电流大小：电流越大，则通电导体在磁场中受到的磁场力越大。
3.
通电导体在磁场中受到的磁场力方向决定于磁场方向、电流的方向
(1)
保持磁场方向不改变，只改变电流方向，则通电导体受到的磁场力方向反向。
(2)
保持电流方向不改变，只改变磁场方向，则通电导体受到的磁场力方向反向。
(3)
若磁场的方向、电流的方向二者同时反向，则通电导体受到的磁场力方向不变。
4.
左手定则
当通电导体与磁感线垂直时，通电导体受力方向、磁感线方向、电流方向之间的关系可用左手定则判断：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直传入手心，使四指指向电流方向，则大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受磁场力的方向，如下图所示。
5.
动圈式扬声器
(1)
结构：由固定的永磁体、作为银圈的线圈和锥形纸盒盆构成，如下图所示。
(2)
工作原理：当线圈通过上图中所示的电流时，线圈受到的磁体的吸引向左运动；当线圈中通过相反方向的电流时，线圈受到磁体的排斥而向右运动，由于通过线圈的电流是交变电流，它的大小和方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
6.
直流电动机
(1)
工作原理
直流电动机的工作原理如下图所示，其线圈两端各连一个铜制半环E和F，它们彼此绝缘，并随线圈一起转动，A和B是电刷，它们跟半环接触，使电源与线圈组成闭合电路。E和F叫做换向器，其作用是每当线圈转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中电流的方向。
丁
丙
乙
甲
图甲是开始通电的状态，换向器与电刷接触，换向器与电刷接触。线圈的电流如图所示，左边受到向上的磁场力，右边受到向下的磁场力，于是线圈开始沿顺时针方向转动。
转过90°就到了如图乙所示的状态，这是平衡位置。线圈的惯性使它冲过平衡位置，于是换向器就改变了所接触的电刷，与接触、与接触，如图丙所示。
图丙中，线圈的电流方向如图所示，左边的受力方向变成向下，右边的受力方向变成向上。于是线圈就继续沿顺时针方向转动90°。
转到图丁中所示的位置时，又靠惯性冲过去，就回到了图甲的状态。
(2)
换向器作用：
①线圈在平衡位置时，停止对其供电。
②线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向。
(3)
转动方向和转速：转动方向与线圈中的电流方向和磁场的方向有关；转速与电流的大小和磁场强弱有关。
7.
实用电动机
(1)
基本结构：电动机是由转子和定子两大部分组成的，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子。
(2)
原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的，它在工作时将电能转化为机械能。
(3)
种类：直流电动机和交流电动机
二、例题精讲
【例7】
1．如图是火警自动报警原理图．发生火警时，将会发生下列变化，其变化顺序是
．
①温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲，从而接通电磁铁电路．
②接通触点使报警电路中有电流通过．
③电磁铁具有磁性．
④衔铁被吸下．
⑤红灯亮、电铃响，发出警报．
A．①②③④⑤；
B．①③④②⑤
C．①②④③⑤；
D．①④③②⑤
2．小李利用电磁铁设计了一种微机室防盗报警器(如图)．在微机室房门处安装开关S，电铃安在传达室．当房门被推开时，开关S闭合，电流通过电磁铁，电磁铁
(填“有”或“无”)磁性，并且B端为
极，跟金属弹性片上的磁铁相互
(填“吸引”或“排斥”)，电铃电路
(填“接通”或“断开”)，电铃报警．
考点：
电磁继电器的组成、原理和特点；电磁铁的其他应用．
解析：
(1)读图可知，当铜铁片弯曲使控制电路接通时，电磁铁获得磁性，吸引衔铁，使触点向下，与工作电路连通，电灯与电铃同时工作，故选项B符合题意．
(2)读图可知，左侧为控制电路，当开关闭合时，电磁铁获得磁性，利用安培定则判断可知，B端为N极，因为弹簧片左侧也是N极，同名磁极相互排斥，故两触点接通，使右侧工作电路开始工作，电铃报警．
答案：
(1)B．(2)有，N，排斥，接通．
【测试题】
如图所示的A，B，C，D四个实验装置中，用来研究电磁感应现象的是
；用来研究影响电磁铁磁性强弱因素的是
；用来研究电磁继电器构造的是
；用来研究电动机原理的是
．
A装置是一个电磁继电器，即是电磁继电器应用实验；
B装置让通电导体放在磁场中，它会受到力的作用，这是用来研究磁场对电流的作用(或通电导体在磁场中受力)的实验，即电动机的原理实验；
C装置中，若开关闭合，金属棒左右切割磁感线运动，此时电路中就会产生电流，故是电磁感应实验装置．
D开关闭合后，电磁铁吸引铁钉，移动滑片的位置，可以得到电磁铁磁性强弱与电流大小的关系．
如图所示的四个实验装置中，用来研究电磁感应现象的是C；用来研究影响电磁铁磁性强弱因素的是D；用来研究电磁继电器构造的是A；用来研究电动机原理的是B．
故答案为：C；D；A；B．
【例8】
如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动．现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是(
)
A．
只改变电流方向
B．
只改变电流大小
C．
换用磁性更强的磁铁
D．
对换磁极同时改变电流方向
考点：
直流电动机的构造和工作过程．
解析：
直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，若使通入直流电动机的电流方向改变或磁场的方向改变，它的转动方向将改变．但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向，线圈的转动方向将不变．
答案：
A
【测试题】
如图所示，用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间．闭合开关，当ab做切割磁感线运动时，观察到电流表的指针发生偏转．利用这一现象所揭示的原理，可制成的设备是(
)
A．
电动机
B．
发电机
C．
电磁继电器
D．
电饭煲
如图所示，用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间．闭合开关，当ab做切割磁感线运动时，观察到电流表的指针发生偏转．这一现象所揭示的原理﹣﹣电磁感应现象，发电机就是根据这一原理制成的，故B正确；
电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的，不符合题意；
电磁继电器是利用电流的磁效应来工作的，不符合题意；
电饭煲是根据电流的热效应来工作的，不符合题意．
故选B
【例9】
磁悬浮列车是现代高科技的应用，下列说法不正确的是(
)
A．
通过列车底部与上方轨道间的同名磁极相互排斥，使列车悬浮
B．
为产生极强的磁性使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选择超导材料
C．
由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动
D．
列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无震动，运动平稳
考点：
磁浮列车的工作原理和特点．
解析：
磁悬浮列车是现代高科技的应用，它的工作原理是同名磁极相互排斥；列车悬浮行驶时，车体与轨道间有空隙，所以无阻力、无震动，运动平稳；产生极强的磁性使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选择超导材料，因为超导材料无电阻，不会产生电流的热效应．故A、B、D不符合题意．
答案：
C
【测试题】
我国第一条磁悬浮列车已在上海建成，它利用磁极间的相互作用，将列车悬浮于轨道之上几厘米，从而大大减小摩擦，提高了行驶的速度．这里利用的“磁极间的相互作用”是指(
)
A．
同名磁极互相吸引
B．
同名磁极互相排斥
C．
异名磁极互相排斥
D．
异名磁极互相吸引
磁悬浮列车的车体和轨道是同名磁极，同名磁极互相排斥，使列车实现悬浮，从而减小列车所受的摩擦力，提高行驶速度．
故选B
模块三
电磁感应与发电机
一、知识点
1.
电磁感应
(1)
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
(2)
发现及意义：英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，并进一步解释了电和磁的联系，导致了发电机的发明。
(3)
感应电流的产生条件
①电路是闭合的；
②导体要在磁场中做切割磁感线的运动；
③切割磁感线运动的导体只能是闭合电路的一部分。
(4)
能量转化：机械能转化为电能。
(5)
影响因素：
①导体中感应电流的方向决定于导体的运动方向、磁感线方向。两者中其一发生方向改变，感应电流方向发生改变。两者都发生改变，感应电流方向不发生改变。
②导体中感应电流的大小取决于磁场的强弱、导体切割磁感线的速度大小。磁场越强、切割磁感线的速度越大，则感应电流越大。
2.
动圈式话筒
(1)
结构图
(2)
作用：把声音转换成电流。
(3)
原理：电磁感应
(4)
工作过程：当对着话筒讲话时膜片带动线圈在磁场里振动，使得线圈切割磁感线而产生感应电流，这种感应电流再通过扬声器被还原成声音播放。
3.
发电机
(1)
工作原理：利用电磁感应现象将机械能转化为电能。
(2)
交流发电机：电流大小和方向都周期性发生变化的发电机。
(3)
交流电频率：电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。
频率的单位是赫兹，简称赫，符号位Hz。
我国使用的交流电频率是50Hz，其意义是发电机的线圈1秒内转50周，而转动一周电流方向改变两次，故频率为50Hz的交流电1秒钟内电流方向改变100次。
【例10】
如图所示，用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间．闭合开关，当ab做切割磁感线运动时，观察到电流表的指针发生偏转．利用这一现象所揭示的原理，可制成的设备是(
)
A．
电动机
B．
发电机
C．
电磁继电器
D．
电饭煲
考点：
发电机的构造和原理．
解析：
如图所示，用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间．闭合开关，当ab做切割磁感线运动时，观察到电流表的指针发生偏转．这一现象所揭示的原理﹣﹣电磁感应现象，发电机就是根据这一原理制成的，故B正确；
电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的，不符合题意；
电磁继电器是利用电流的磁效应来工作的，不符合题意；
电饭煲是根据电流的热效应来工作的，不符合题意．
答案：
B
【测试题】
如下面左图，导体a向右运动时可以产生感应电流，若要使产生的感应电流方向与左图的方向相反，则下列哪种选项可行(
)
A．
B．
C．
D．
A、导体没有切割磁感线运动，导体中没有感应电流．不符合题意；
B、磁感线方向相反、导体运动方向相反，感应电流方向不变．不符合题意；
C、导体没有切割磁感线运动，导体中没有感应电流．不符合题意；
D、在导体运动方向不变时，磁感线方向相反，感应电流方向相反．符合题意．
故选D
【例11】
在如图所示的实验装置中，用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间，铜棒的两端通过导线连接到电流表上．下列说法正确的是(
)
A．
ab棒在图中位置水平左右运动时，应观察到电流表的指针发生偏转
B．
ab棒在图中位置竖直上下运动时，应观察到电流表的指针发生偏转
C．
该装置是研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系
D．
该装置在实验中通过磁场对电流的作用，使电能转化为机械能
考点：
电磁感应．
解析：
AB、产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流．当ab棒在图中位置水平左右运动时，符合产生感应电流的条件，电路中有感应电流产生，灵敏电流计的指针发生偏转；当ab棒在图中位置竖直上下运动时，没有切割磁感线，因此不会产生感应电流，电流表指针不会发生偏转；故A正确，B错误；
C、该装置是研究电磁感应现象；故C错误；
D、ab棒运动时，具有机械能，产出感应电流时，电路中具有电能，产生感应电流的过程是机械能转化为电能的过程．故D错误．
答案：
A
【测试题】
如图所示是小明探究在“什么情况下磁可以生电”的实验装置，其中能够使电流计指针发生偏转的是(
)
A．
ab不动，磁体上下移动
B．
ab不动，磁体左右移动
C．
磁体不动，ab上下移动
D．
磁体与ab一起向右移动
本题图中蹄形磁体的磁感线方向是竖直方向．
A、ab不动，磁体上下移动，导体ab不切割磁感线，指针不发生偏转；
B、ab不动，磁体左右移动，导体ab切割磁感线，指针发生偏转；
C、磁体不动，ab上下移动，导体ab不切割磁感线，指针不发生偏转；
D、磁体与ab一起向右运动，ab与磁体保持相对静止，ab不切割磁感线，指针不发生偏转．
故选B
【例12】
关于电磁感应现象，下列说法正确的是(
)
A．
电磁感应现象中机械能转化为电能
B．
感应电流的方向只跟导体运动方向有关
C．
感应电流的方向只跟磁场方向有关
D．
导体在磁场中运动，能够产生感应电流
考点：
电磁感应．
解析：
A、电磁感应现象的条件是导体在运动，结果是产生了电流，所以是机械能转化为电能，故A正确；
B、感应电流的方向与导体运动方向、磁场方向都有关，故B错误；
C、与B同理，故C错误；
D、产生感应电流要具备三个条件，即“闭合的电路”、“一部分导体”、“切割磁感线运动”，只做运动，不一定产生感应电流，故D错误．
答案：
A
【测试题】
如图所示，将同一根磁棒静置于甲、乙、丙三位置10秒后，比较三处的感应电流，下列叙述何者正确(
)
A．
在甲位置感应电流最大
B．
在乙位置感应电流最大
C．
在丙位置感应电流最大
D．
在三个位置都没有感应电流
得到感应电流需要同时满足两个条件：①电路是闭合的；②导体要做切割磁感线运动．在此题中磁棒放在甲乙丙三个位置都是静止，所以都不满足切割磁感线这个条件，故都不产生感应电流．
故选D
【例13】
下列说法中正确的是(
)
A．
电磁铁的磁性强弱与电流大小、电流方向和线圈匝数都有关
B．
法拉第最先发现电磁感应现象，电动机就是根据电磁感应现象制成的
C．
通电导线在磁场中受力的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关
D．
在电磁感应现象中，机械能转化为电能
考点：
电磁感应；影响电磁铁磁性强弱的因素．
解析：
A、电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数多少有关，与电流方向无关，故A错误；
B、法拉第发现电磁感应现象是正确的，利用这一现象制成的发电机，不是电动机，故B错误；
C、通电导线在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，故C错误；
D、电磁感应现象中机械能转化为电能，通电导体在磁场中受力时电能转化为机械能，故D正确．
答案：
D
【测试题】
如图所示是探究“感应电流产生条件”的实验装置．图中a、b接线柱应连接(
)
A．
电源
B．
灵敏电流表
C．
电压表
D．
电流表
用如图所示的装置探究感应电流产生的条件时，产生的电流较小，所以电路中应串联一只灵敏电流计，通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来反映是否有电流产生．
故选B
【例14】
在下图中，a表示垂直于纸面的一根导体的横截面，导体是闭合电路中的一部分，它在磁场中按如图所示的方向运动，其中不能产生感应电流的是(
)
A．
B．
C．
D．
考点：
产生感应电流的条件．
解析：
题中磁感线都是沿着竖直方向的，A、B、D三图中，导体运动的方向都能够切割到磁感线，都能够产生感应电流，只有C图中导体沿着竖直方向，它运动的方向和磁感线的方向一致，没有切割磁感线，不能产生感应电流．
答案：
C
【测试题】
如图是闭合电路的一部分导体在磁场中运动的示意图，导体中产生感应电流的是(
)
A．
B．
C．
D．
A、导体顺着磁感线的方向运动，不会产生感应电流．不符合题意；
B、导体在磁感线之间运动不会产生感应电流．不符合题意；
C、导体斜向上运动，切割磁感线运动，产生感应电流．符合题意；
D、导体顺着磁感线方向运动不会产生感应电流．不符合题意．
故选C
【例15】
下面关于电路中是否会产生感应电流的说法中正确的是(
)
A．
只要导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就一定会有感应电流产生
B．
只要闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，导体中就一定会有感应电流产生
C．
只要闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，电路中就一定会有感应电流产生
D．
只要闭合电路的一部分导体在磁场中运动，电路中就一定会有感应电流产生
考点：
产生感应电流的条件．
解析：
由产生感应电流的两个条件知，只有选项C符合．故选C．
答案：
C
【测试题】
下列说法中正确的是(
)
A．
电动机是利用电磁感应现象制成的
B．
发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
C．
动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的
D．
汽油机的做功冲程是将内能转化成机械能
A、发电机是利用电磁感应现象制成的，故A错误；
B、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故B错误；
C、动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，故C正确；
D、汽油机的做功冲程是将内能转化成机械能，故D正确．
故选CD
【例16】
如图所示，要使流过灵敏电流计的电流反向，下列措施中可行的是(
)
①只将磁场反向；
②只将线圈的运动方向反向；
③同时将磁场和线圈的运动方向反向；
④增加磁铁的磁性或线圈匝数．
A．
①②
B．
②③
C．
①③
D．
①④
考点：
探究电磁感应现象的实验；电磁感应．
解析：
要使流过灵敏电流计的电流反向，就是要改变感应电流的方向；
①只将磁场反向，就可以改变感应电流的方向，从而使灵敏电流计的电流反向；
②只将线圈的运动方向改变，就会改变感应电流的方向，从而使灵敏电流计的电流反向；
③同时改变磁场方向和线圈的运动方向，感应电流的方向时不变的；
④增加磁铁的磁性或线圈匝数，只能是电流的大小，不能改变感应电流的方向．
答案：
A
【测试题】
如图所示的装置中，所有部件都静止时，小磁针亦静止于如图所示的位置．在下述四种情况下，小磁针发生偏转的是(
)
A．
磁铁不动，导线ab向左运动
B．
导线ab不动，磁铁向下运动
C．
磁铁与导线以相同的速度同时下落
D．
磁铁与导线以相同的速度同时上升
A、磁铁不动，ab向左运动，其运动方向跟磁感线方向平行，不切割磁感线，不产生感应电流．不符合题意；
B、ab不动，磁铁向下运动，相当于ab做切割磁感线运动，产生感应电流．符合题意；
电路原理答案范文2
物理选择题以试题的灵活性、知识的广泛性、答题的简便性和评分的客观性等特点，已是标准化试题的主要形式.选择题具有题目小巧，答案简明，适应性强，解法灵活，概念性强，知识覆盖面宽等特征，它有利于考查同学们的基础知识，有利于强化分析判断能力和解决实际问题的能力的培养.选择题以考查同学们的基础知识和辨析能力为主，通常以贴近生活的知识为背景，以同学们喜闻乐见的事实为基础，把基本概念和规律融于其中.试题的编制和设计都从生活实际现象或实际问题入手，来源于同学们生活中熟悉或熟知的生活现象，使同学们不感到陌生，让同学们体会到生活处处有物理，物理时时在身边，试题鲜活、基础，趣味性强.
选择题解题的基本原则是：充分利用选择题的特点，小题小做，小题巧做，切忌小题大做.因而，在解答时应该突出一个“选”字，尽量减少书写解题过程，要充分利用题干和选项两方面提供的信息，依据题目的具体特点，灵活、巧妙、快速地选择解法，以便快速智取，这是解选择题的基本策略.具体求解时，一是从题干出发考虑，探求结果；二是题干和选项联合考虑或从选项出发探求是否满足题干条件.事实上，后者在解答选择题时更常用、更有效.
二、中考典例剖析
1.直接判断法
通过观察，直接从题目中所给出的条件，根据所学知识和规律作出判断，确定正确的选项.它适合于推理简单的题目.这些题目主要用于考查同学们对物理知识的记忆和理解程度，属常识性知识的题目.
例1 下列关于光现象的说法中正确的是（ ）.
A.彩虹是由于光的反射形成的
B.光从空气进入水中，传播方向一定改变
C.人能通过平静的湖面看到自己的脸是光的折射现象
D.阳光照射下，地面上呈现电线杆的影子是由于光的直线传播形成的
考点 光直线传播的应用；光的反射；光的折射.
分析 ①在生活中，激光准直、小孔成像、影子的形成、日食月食的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；②光照射到两种物质界面上时，一部分光被反射回原来介质的现象是光的反射，如平面镜成像、水中倒影等；③当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，这是光的折射，如看水里的鱼比实际位置浅、彩虹、透镜成像等.
解答 A.雨后天空中的彩虹是阳光被空气中的小水珠折射后发生色散形成的，与光的直线传播无关；B.光从空气进入水中，传播方向不一定改变，如垂直进入传播方向不变；C.人能通过平静的湖面看到自己的脸是在水面成的像，是由光的反射形成的；D.光照射下，地面上呈现电线杆的影子是由于光的直线传播形成的，可以用光的直线传播规律解释；应选D.
点评 一般来说：见到影子、日月食、小孔成像就联系到光的直线传播原理；见到镜子、倒影、潜望镜就联系到光的反射原理；见到水中的物体，隔着玻璃或透镜看物体就联系到光的折射原理.
2.筛选法（也叫排除法、淘汰法）
使用筛选法的前提是“答案唯一”，即四个选项中有且只有一个答案正确.这种方法要在读懂题意的基础上，根据题目的要求，从选项入手，根据题设条件与各选项的关系，通过分析、推理、计算、判断，对选项进行筛选，将其中与题设相矛盾的干扰项逐一排除，从而获得正确结论.
例2 如图1所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的4个点.F为焦点.下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是（ ）.
A.人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似
B.照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的
C.使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似
D.幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的
考点 凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用.
分析 根据图示的4点与焦距的位置关系，利用凸透镜成像的规律，确定其成像的情况；然后再根据凸透镜成像情况的具体应用，即可确定各选择项的正误.
解答 A.物体在F点时，此时的物体在焦点上，此时物体不成像.而人的眼睛与物距大于二倍焦距时凸透镜成像情况相似；B.物体在d点时，此时的物体在一倍焦距以内，根据凸透镜成像规律可知，物体成正立放大的虚像，而虚像不能呈现在光屏上；C.物体在a点时，此时的物体在二倍焦距以外，根据凸透镜成像规律可知，物体成倒立缩小的实像.照相机是利用这种凸透镜成像制成的，而不是放大镜；D.物体在c点时，此时的物体在一倍焦距与二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，物体成倒立放大的实像.幻灯机、投影仪就是利用这种情况的凸透镜成像原理制成的.应选D.
点评 根据图示各点的位置，确定物距与焦距的关系是解决此题的突破口.根据选项逐一筛选，最终确定正确答案.
3.逆向思维法
这种方法是从各个选项入手，分别把各个选项中的物理现象和过程作为已知条件，经过周密的思考和分析，倒推出题中需成立的条件或满足的要求，从而在选项的答案中找出正确的选择.
例3 下列关于力和运动的说法中正确的是（ ）.
A.人推墙的力和墙对人的力是一对平衡力
B.静止的物体不受摩擦力，运动的物体才受摩擦力
C.给正在运动的物体再施加一个力，物体就会比原来运动得更快
D.在平直轨道上匀速行驶的火车车厢里，竖直向上跳起的人仍将落回原处（不计空气阻力）
考点 平衡力的辨别；惯性；摩擦力的种类.
分析 （1）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上.（2）发生相对运动或者有相对运动趋势的物体受摩擦力作用.（3）当物体所受合力的方向与物体运动方向相同时，物体做加速运动；当物体所受合力的方向与物体运动方向相反时，物体做减速运动.（4）一切物体都有保持原来运动状态的性质.
解答 A.人推墙的力和墙对人的力，若是一对平衡力，两个力应作用在同一物体上，而本选项二力作用在两个物体上，是一对相互作用力；B.具有相对运动趋势的物体，处于静止状态，受到的摩擦力称之为静摩擦力.例如静止在斜面上的物体，若不受摩擦力，则物体不可能处于静止状态；当物体发生滑动时受到的摩擦力叫滑动摩擦力；C.给正在运动的物体再施加一个力，如果力的方向与物体运动的方向相反，则物体就会比原来运动得慢；D.在平直轨道上匀速行驶的火车车厢里，竖直向上跳起的人由于惯性还要保持原来的运动状态，因此仍将落回原处.应选D.
点评 （1）掌握物体由于惯性要保持原来的运动状态.
（2）掌握二力平衡和相互作用力的区别.
（3）掌握摩擦力与重力，理解滚动摩擦、滑动摩擦和静摩擦的定义.
4.推理法
根据题给条件，利用相关的物理规律、物理公式或物理原理通过逻辑推理或计算得出正确答案，然后再与备选答案对照作出选择.
例4 在如图2所示的电路中，电源电压保持不变，开关闭合后，滑动变阻器的滑片向右移动时，三个电表的示数变化情况是（ ）.
A. A的示数变小，V1的示数不变，V2的示数变小
B. A的示数变大，V1的示数变大，V2的示数变小
C. A的示数变小，V1的示数不变，V2的示数变大
D. A的示数变大，V1的示数变小，V2的示数变大
考点 欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；滑动变阻器的使用；电阻的串联.
分析 由图2可知，灯泡和滑动变阻器组成的是串联电路，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表V1测量的是电源电压，电压表V2测量的是滑动变阻器两端的电压，首先判断滑动变阻器的滑片向右移动时其阻值的变化，再根据串联电路电阻的特点判断电路中总电阻的变化，从而利用公式I=U/R分析电流的变化，再利用公式U=IR判断出灯泡两端电压的变化，最后再根据串联电路电压的特点判断滑动变阻器两端电压的变化.
解答 由图2可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表V1测量的是电源电压，所以电压表V1的示数保持不变.
当滑动变阻器的滑片向右移动时，其连入电路中的电阻阻值变大，而灯泡的电阻不变.
电路中的总电阻R变大，
又电源电压保持不变，
由公式I=U/R可知，电路中的电流I变小；
由公式UL=IRL可知，灯泡两端的电压UL变小，
因此滑动变阻器两端的电压U滑=U
-UL变大，
所以电流表的示数变小，电压表V2的示数变大.应选C.
点评 ①本题考查了滑动变阻器对电流表和电压表示数的影响，以及串联电路中电阻和电压的特点，并结合欧姆定律来判断电流表和电压表示数的变化.
②解决此类问题首先要分析电路的连接方式，再判断出电压表、电流表测的是哪段电路的电压和电流，结合滑动变阻器在电路中的位置，分析滑动变阻器的阻值变化对整个电路的影响.
5.极端法
在物理题目中，当一个物理量或物理过程发生变化时，运用“极端法”对其变量作合理的延伸，把问题推向极端，往往会使题目化难为易，达到“事半功倍”的效果.
例5 如图3所示的电路中，电源电压为6V不变，电阻R1阻值为20Ω，滑动变阻器的最大阻值为30Ω，开关S闭合后，把滑动变阻器的滑片P由左端滑到右端，电压表、电流表示数的变化范围是（ ）.
A.0～2.4V 0～0.12A
B.6～3.6V 0.2～0.12A
C.6～3.6V 0.12～0.3A
D.6～2.4V 0.3～0.12A
考点 欧姆定律的应用；电阻的串联.
分析 由电路图可知R1和滑动变阻器R2串联，电压表并联在R1两端；当滑片滑到左端时滑动变阻器短路，则此时电路中电流最大，电压表示数最大；当滑片滑到右端时，滑动变阻器全部接入，此时电路中电流最小，电压最小，则可求得电流和电压的范围.
解答 当滑片滑到左端时，滑动变阻器短路，此时电压表测量电源电压，示数为6V；
因电路中电阻最小，则由欧姆定律可得：I最大=U/R1=6V/20Ω=0.3A.
当滑片滑到右端时，滑动变阻器全部接入，此时电路中电流最小，
最小电流I最小=U/（R1+R2）=6V/（20Ω+30Ω）=0.12A，
此时电压表示数最小，U最小=I最小R1
=0.12A×20Ω=2.4V；
电路原理答案范文3
设计实验的一般思路与方法：（1）选择实验器材：根据实验原理和方法确定所用器材及其规格和数量；（2）设计实验步骤：要考虑操作方法、过程和观察记录（包括实验仪器的调节，组合实验装置；用什么器材测哪个对象的什么物理量，怎样测量，用什么表示，收集记录什么数据或观察什么现象等），按照实验方法的逻辑关系设计操作程序；（3）设计实验数据记录表：要依据所测的物理量决定表格的内容和项目，依据实验步骤决定表格中物理量的顺序，要在表格的标题栏中注明物理量的名称（符号）和单位；（4）实验结论：分析实验现象，或根据有关公式推导出用题给的已知量和所测物理量的字母符号表示的数学表达式。
在近几年的中考中，各地十分重视对实验设计能力的考查，出现了不少情景新、能力要求高的中考题。综观这些考题，大致可分为三大类型：
一、给定器材，受限性设计
考题提供所需的实验器材，要求根据实验目的，利用所给器材设计实验方案。
由于受所给器材制约，设计实验时，要依据实验目的，找出给定器材与所学物理知识的结合点，由器材确定实验原理和方法，进而设计制定实验操作步骤，完成实验设计。
例1.利用一支温度计、一个小烧杯、一瓶酒精，设计一个实验，证明：酒精蒸发过程中吸热。请写出实验步骤和实验现象。
【解析】要证明酒精蒸发过程中吸热，由给定的器材可知，可采用转换法，利用玻璃泡上沾有酒精的温度计的示数变化来设计实验，酒精蒸发吸热，温度计的示数就会降低。
【答案】实验步骤：（1）用温度计测量室温，待示数稳定后，记录此时温度计示数；
（2）向小烧杯中倒入适量酒精，将温度计的玻璃泡浸入盛有酒精的烧杯中；
（3）待酒精的温度与之前测得的室温相同后将温度计取出，在玻璃泡表面的酒精蒸发完之前，观察温度计的示数变化情况。
实验现象：温度计取出后，玻璃泡表面的酒精蒸发完之前，其示数逐渐减小，以此证明酒精蒸发过程中吸热。
例2.小明要测量一根长1m左右、粗细和质量都均匀的细木棒的质量，通过估测发现木棒的质量会超出现有天平的称量。于是，他想用其他方法进行测量。
现有器材：天平、一块质量适当的金属块、一把量程为20cm的刻度尺和几根足够长的细绳。
只利用现有器材请你帮他设计测量这根细木棒质量的方案，要求：
（1）写出主要实验步骤和需测量的物理量；
（2）写出木棒质量的数学表达式（测量量用字母表示）。
【解析】由于木棒的质量超过了天平的量程，故不能直接用天平测量木棒的质量，只能采用间接测量。由给定的器材可知，金属块的质量适当，则可用天平直接测量，即金属块的质量已知；器材中有刻度尺和细绳，因此可利用杠杆的平衡条件来测量。具体方法是：将木棒用细绳悬吊起来，在木棒的一端悬挂金属块，调节悬吊木棒的细绳的位置，使木棒在水平位置平衡，如图1所示。若金属块的质量用m0表示，木棒的质量用m表示，悬吊木棒的绳端为支点，根据杠杆的平衡条件有m0gL1=mg（12L-L1），则木棒的质量m=2L1L-2L1m0。
【答案】（1）主要实验步骤：
①用天平称出金属块的质量m0；
②用细绳和刻度尺测出木棒的长度L；
③将用细绳系好的金属块系在木棒的一端，然后再将另外一根细绳的一端做成绳环套在木棒上，用手提起该绳的另一端，并移动绳环的位置，使木棒保持水平平衡；
④用细绳和刻度尺测量出绳环到系金属块那端的木棒长度L1。
（2）木棒质量的表达式：m=2L1L-2L1m0。
例3.实验桌上有如下符合实验要求的实验器材：电源1个、开关1个、已调零的电压表和电流表各1块，已知阻值且不等的电阻6只，导线若干。请利用上述实验器材，设计一个实验证明：当电压一定时，电阻的电功率与电阻成反比。
（1）请你画出实验电路图。
（2）写出主要实验步骤。
（3）画出实验数据记录表。
【解析】证明电功率与电阻成反比，首先要测量电阻的电功率，由给定器材可知，可利用电压表和电流表进行测量，即将电阻与电源、开关、电流表组成串联电路，将电压表并联接在电阻两端，读出电压表和电流表的示数，则电阻的电功率P=UI；其次要进行多次测量，使实验具有普遍性，应测出多个电阻的电功率来证明结论，由于电压一定，要测量每个电阻的电功率，可将6个电阻并联，电压表并联接在并联电阻的两端，然后将电流表依次与每个电阻串联进行实验。
实验数据记录表，要能反映实验过程，显示测量的物理量和收集的数据，以及简单的数据处理。
【答案】（1）电路图如图2所示。
（2）实验步骤：
①按电路图连接实验电路。
②闭合开关，读出电压表V的示数为U，电流表A的示数为I1，将U、I1、R1记在表格中。
③断开开关，将电流表与R2串联，闭合开关，读出电流表A的示数为I2，将U、I2、R2记在表格中。
④仿照步骤③，再做四次实验，用电流表A分别测出其余四个支路的电流I，并将电压U、电流I、电阻R记在表格中。
⑤根据P=UI计算出各电阻的电功率，并记在表格中。
二、自选器材，自主性设计
考题要求根据实验目的，自选器材设计实验方案。
由于实验方法和器材不受限制，可自主设计实验。设计实验时，要根据实验目的、要求和已有条件确定实验原理和方法；由实验原理和方法选择实验器材，设计实验操作步骤等，完成实验设计。
【解析】要探究吸音板与PTFE膜的吸音效果是否相同，需要解决的问题是如何比较两种介质的吸音效果，由于介质的吸音效果越好，声音通过介质后传播的距离越小，故可采用转换法将吸音效果转化为测量声音通过介质后传播的距离，由此可确定探究方法是测量、比较从同一声源发出的声音通过吸音板与PTFE膜后传播的距离；进而确定选用的实验器材：声源――闹钟，测量距离――直尺，以及吸音板、PTFE膜。
【答案】（1）实验器材：吸音板、PTFE膜、闹钟、直尺。
（2）实验思路：分别用吸音板、PTFE膜包住正在发声的闹钟，人逐渐远离，直至听不到闹钟发出的声音，然后测量出人到闹钟的距离，分别记为s1、s2。
（3）结果评价：若s1=s2，则说明吸音板与PTFE膜的吸音效果相同；若s1≠s2，则说明吸音板与PTFE膜的吸音效果不同。
例5.蚊香生产者为了节约原料和用户使用方便，要根据蚊香的燃烧速度生产规格不同的各种蚊香。有一种蚊香如图4所示，请你设计一个实验，测出该蚊香正常燃烧的速度。要求：
（1）写出所需要的器材；
（2）说明测量方法。
【解析】测量蚊香燃烧速度的原理是速度公式v=st，需要测出蚊香的长度l和燃烧所用的时间t。题中所给蚊香是螺旋状，不能用刻度尺直接测量，应用特殊方法测量长度，因此需要用细线、刻度尺测量蚊香的长度（为了快速测量可取一段）；测量蚊香燃烧所用的时间需用秒表；点燃蚊香需要火柴。
【答案】（1）实验器材：蚊香、细线、刻度尺、秒表、火柴。
（2）实验步骤：取一段弧形蚊香，让细线与蚊香重合，用刻度尺测出重合部分细线的长度l；用火柴点燃该段蚊香，测出其燃烧完毕所用时间t。则蚊香燃烧速度为v=lt。
例6.小华看到一只滑动变阻器的铭牌模糊不清，于是想测量变阻器的最大阻值Rx。他从实验室找来一只量程合适的电压表，请你帮他设计一个实验，利用该电压表及其他器材测出变阻器的最大阻值Rx。
（1）除电压表外，还需要哪些器材？
（2）画出你设计的实验电路图。
（3）写出实验步骤。
（4）根据你设计的实验所测得的物理量，写出Rx的表达式。
【解析】测量电阻的原理是R=UI（或欧姆定律），需要知道电阻两端的电压和通过它的电流。由于只有电压表，可采用替代法用电压表与阻值已知的定值电阻R0替代电流表，将定值电阻R0与变阻器串联，利用串联电路中电流相等的特点，由通过定值电阻R0的电流来获得变阻器Rx的电流。由此可确定还需要电源、开关、阻值已知的定值电阻及连接电路的导线；实验电路应为电源、开关、变阻器和定值电阻R0组成串联电路，然后将电压表并联接在R0的两端，如图5所示。测量方法：先将滑动变阻器的滑片移到阻值为零处，此时只有R0接入电路，电压表的示数等于电源电压U；再将滑片移到阻值最大处，此时变阻器的最大阻值和R0串联，电压表的示数是R0两端的电压U0，电路中的电流为I=U0R0，变阻器两端的电压Ux=U-U0，则变阻器的最大阻值Rx=UxI=U-U0U0R0。
】（1）还需要的器材：电源、开关、阻值已知为R0的定值电阻各一个，导线若干。
（2）电路图如图5所示。
（3）实验步骤：
①按电路图连接实验电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片调到阻值为零处，记下电压表的示数U。
③将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，记下电压表的示数U0。
（4）Rx的表达式：Rx=U-U0U0R0。
三、选择器材，开放性设计
开放性实验，实验方案不唯一，考题要求根据实验目的设计出一种或几种实验方案。
设计实验时，要根据实验目的选定不同的实验原理和方法；由实验原理和方法选择相应的实验器材，设计实验操作步骤等，完成实验设计。
图6例7.果汁也能做电池。先向杯中倒入芭乐汁，再把分别接有导线的铜棒和铝棒插入芭乐汁中，作为电池的正负极，如图6所示，一个芭乐电池就做成了。那么芭乐电池的正极是铜棒还是铝棒呢？给你电流表、电压表、低压发光二极管、开关各一个，导线若干，请选择其中合适的器材设计一个实验方案进行探究。（也可画图辅助说明）
【解析】在电源外部，电流是从电源正极出发，经过用电器流回负极。判定电源的正负极，可从确定电流方向入手分析，有多种方法可供选择。电流表和电压表均为具有正、负接线柱的仪表，指针正向偏转时，一定是电流从正接线柱流入，从负接线柱流出；发光二极管具有单向导电性。故可利用电流表或电压表、发光二极管来判定。
【答案】方案一：按如图7甲所示连接电路，再利用开关进行试触，若电压表指针正向偏转，说明与电压表正接线柱连接的铜棒是芭乐电池的正极；若电压表反向偏转，说明铝棒是电池的正极。
图7方案二：将图7甲中的电压表改换成电流表，将芭乐电池的铝棒用导线和电流表的负接线柱连接，然后用与铜棒连接的导线跟电流表的正接线柱试触，如果电流表指针正向偏转，说明铜棒是电池的正极；若电流表反向偏转，说明铝棒是电池的正极。
方案三：按如图7乙所示连接电路，闭合开关，若低压发光二极管发光，说明铜棒是电池的正极；若二极管不发光，说明铝棒是正极。
例8.经过两年的物理学习，同学们使用过很多的实验基本仪器，实验探究技能得到了长足的发展。请你利用使用过的实验基本仪器，设计两种原理不同的方案来区分水和盐水（写出实验仪器及方法步骤）。
【解析】由于水和盐水的物理性质不同，故可设计出原理不同、方法不同、器材不同的多种实验方案。
根据水和盐水的密度不同，运用控制变量法，可以比较等体积的两种液体的质量或重力、比较等质量的两种液体的体积，也可以比较同一深度处的压强、比较同一物体浸没在两种液体中的浮力等来区分；根据水和盐水的导电性不同，可以用电流表或小灯泡来比较它们的导电性来区分；根据水和盐水的凝固点不同，可以用温度计测出它们各自的凝固点来区分等。
答案：（1）实验仪器：两个完全相同的烧杯、天平、胶头滴管。
实验步骤：在两个完全相同的烧杯内倒入等体积的两种液体，分别放在调平的天平两盘中，下沉的一侧是盐水。
（2）实验仪器：烧杯、天平、胶头滴管、量筒。
实验步骤：用天平称出等质量的两种液体，分别倒入量筒中测出体积，体积大的是水。
（3）实验仪器：烧杯、压强计。
实验步骤：用压强计测出两种液体在同一深度处的压强，压强大的是盐水。
（4）实验仪器：金属块、细线、弹簧测力计。
实验步骤：将同一金属块挂在弹簧测力计下，分别浸没在两种液体中，弹簧测力计示数大的是水。
（5）实验仪器：导线、开关、电流表、小灯泡。
实验步骤：利用电流表（或小灯泡）连入电路测两种液体的导电性，能使电流表指针偏转（或小灯泡发光）的是盐水。
电路原理答案范文4
【关键词】 电路设计 器材选择 测量电路 控制电路
【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)04(b)-0070-02
1 引言
电学设计性实验中,电路设计与器材的选择问题是学生学习的一个难点,因为:既要考虑滑动变阻器是采用限流接法还是分压接法,又要考虑测电阻是采用常规“伏安法”还是非常规“安安法”、“伏伏法”;另一方面要选择合适的器材,即选择合适的滑动变阻器,电流表、电压表选择合适的量程。
2 电路设计与器材选择问题解决的程序
电学设计性实验电路一般都可以划分为两部分:控制电路(滑动变阻器和电源组成的部分电路)——提供合适的电压,测量电路(电压表或电流表及待测元件组成的部分电路)——测定待测电学量。要解决此类问题,我们可以先设计测量电路,后将测量电路当作全电路一个元件,再设计控制电路。
3 典型例题解析
3.1 利用“伏安法”测定值电阻的阻值
例1、用伏安法测量某电阻Rx的阻值。现有实验器材如下:
待测电阻Rx(阻值约4Ω)电流表A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω)
电流表A2(量程3A,内阻约0.05Ω)电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)电压表V2(量程15V,内阻约15kΩ)
滑动变阻器R0(最大电阻20Ω)电池组(电动势6V)开关,导线若干;为了较准确地测量Rx阻值,保证器材安全以及操作方便,电流表、电压表应选 ,并画出实验电路图。
解析:(1)确定测量电路:
虽然测量电路和控制电路都没有确定,更谈不上讨论电路中的电流及待测电阻两端电压的变化范围,但是我们仍然可以首先确定测量电路。假设待测电阻两端加3V的电压,可知流过其中的电流为I=U/Rx=3/4=0.75A,如果加15V的电压,可知流过其中的电流为I=U/Rx=15/4=3.75A。因此测量电路的选择有两种方案:一组为A1和V1,另一组为A2和V2。无论哪一组都采用外接法。
(2)确定控制电路
测量电路确定后,测量电路的电阻可粗略的等效为待测电阻。假定滑动变阻器采用限流接法,估算电阻Rx两端的最小电压和最大电压:Umin==1V,。这说明可以通过调节滑动变阻器的滑片使Rx两端的电压约从1V变化到6V,所以应选用滑动变阻器限流式接法,同时可知测量电路选择A1和V1。电路如图1所示。
3.2 利用“伏伏法”测定值电阻的阻值
例2(04全国卷)用以下器材测量电阻RX的阻值(900—1000Ω):
电源E,有一定内阻,电动势约为9.0V;
电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;
电压表V2,量程为5V,内阻r1=2500Ω;
滑动变阻器R,最大阻值约为100Ω;单刀单掷开关K,导线若干。
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻RX的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注)。
(2)若电压表V1的读数为U1,电压表V2的读数为U2,则由已知量和测量量表示RX的公式为,RX= 。
解析:(1)确定测量电路:没有电流表,只有电压表,由于知道电压表的内阻,故可当作电流表使用。电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω,流过其最大电流为I=U1/r1=2mA;电压表V2,量程为5V,内阻r1=2500Ω;流过其最大电流为I=U2/r2=2mA。为了满足两电表的量程,又能测出电阻RX的阻值,电路设计如图2。
(2)确定控制电路:由于滑动变阻器的
阻值比RX的阻值小得多,故采用分压接法。实验电路如图3所示。
(答案:(1)如解析(2)RX=)
3.3 利用“安安法”测电流表的内阻
例3、(00全国卷)从下列器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并测量多组数据。
(1)画出实验电路图:标明所用器材的代号。
(2)若选取测量中的一组数据来计算r1,则所用的表达式r1= ,式中各符号的意义是: 。
器材(代号)与规格如下:电流表A1,量程10mA,内阻待测(约40Ω);电流表A2,量程500μA,内阻r2=750Ω;电压表V,量程10V,内阻r2=10kΩ:电阻R1,阻值约为100Ω;滑动变阻器R2,总阻值约50Ω;电池E,电动势1.5V,内阻很小;电键K,导线若干。
解析:(1)确定测量电路:
此题要测电流表的内阻,只需再加一个电压表或一个已知阻值的电流表充当电压表。电流表A1,量程10mA,内阻待测(约40Ω),其两端最大电压为0.4V。不能用电压表测电压,只能用电流表A2测电压。电流表A2,量程500μA,内阻r2=750Ω,其两端最大电压为0.375V,故只需将两表并联即可。
(2)确定控制电路
由于要测量多组数据,故要采用滑动变阻器分压接法。用定值电阻保护电流表。实验电路如图4所示。
(答案:(1)如解析(2)表达式,式中I1、I2、r1、r2分别表示通过电流表A1、A2的电流和它们的内阻。)
3.4 用“伏伏法”测电压表的内阻
例4、为了测量量程为3V的电压表V的内阻(内阻约2000Ω),实验室可以提供的器材有:电流表A1,量程为0.6A,内阻约0.1Ω;电压表V2,量程为5V,内阻约3500Ω;变阻箱R1阻值范围为0-9999Ω;变阻箱R2阻值范围为0-99.9Ω;滑动变阻器R3,最大阻值约为100Ω,额定电流1.5A;电源E,电动势6V,内阻约0.5Ω;单刀单掷开关K,导线若干。
(1)请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V的内阻的实验电路,画出电路原理图(图5中的元件要用题中相应的英文字母标注),要求测量尽量准确。
(2)写出计算电压表V的内阻RV的计算公式为RV= 。
解析:(1)确定测量电路:
此题要测电压表的内阻,只需再加一个电流表或一个已知阻值的电压表充当电流表,但此题电压表V2的内阻未知,此方法不行。待测电压表V,量程为3V,内阻约2000Ω,流过其最大电流为I=U/RV=3/2000=1.5×10-3A=1.5mA,电流表A1的量程为0.6A,也不能用。变阻箱可充当定值电阻,电压表V2的量程为5V与待测电压表V的量程3V比较接近,可考虑它们串并联测电压表的内阻,串联电阻R的阻值为R=(U2-U)RV/U=(5-3)×2000/3≈1333Ω,故选用变阻箱R1,测量电路如图6。
(2)确定控制电路
测量电路确定后,可估算其整体电阻为R测=1700Ω,比滑动变阻器的阻值大得多,故采用分压接法。实验电路如图7所示。
(答案:(1)如解析(2))
综上所述,关于解“电路设计与器材选择”这类问题时,引导学生按照一定的程序,即先确定测量电路,后确定控制电路去分析、解答,就能变复杂为简单、头绪清晰,得到正确的解答。
电路原理答案范文5
一、变压器的工作原理
如图1所示:将变压器的原线圈与电源相连,负线圈与负载相连,在交变电源的作用下,原线圈中产生交变电流,从而在铁芯中产生交变的磁通量。这一交变的磁通量将在负线圈中产生感应电动势和感应电流,即原负线圈是通过磁来“耦”合的。
例1.（2005北京春招）原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从话筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如图2所示，图2中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等，R=1.2kΩ，R=3.6kΩ，R为可变电阻。当R调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时R=kΩ。
解析:话筒的作用是将声信号转化为电信号,听筒中听不到话筒传出的声音,必须使穿过话筒回路的磁通量不变化。当Ⅰ、Ⅱ线圈所在的回路对称时,即当RR/(R+R)=R时,就可满足前述要求。将R=1.2KΩ，R=3.6kΩ代入,解得R=1.8kΩ。
评析：本题的关键是,话筒中产生的电流,在听筒对应的线圈中不会引起磁通量的变化,在听筒回路中不会产生感应电流,才不会影响听筒。
二、变压器的各量关系
1.电压关系:变压器原、副线圈的电压之比为U/U=n/n；当变压器有多个副绕组时U/n=U/n=U/n=…。
2 功率关系:理想变压器的输入、输出功率相等,即P=P；当变压器有多个副绕组时P=P+P+…。
为I/I=n/n；当变压器有多个副绕组时nI=nI+nI+…。
例2.（2008海南）如图3，理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1。原线圈接入一电压为u＝Usinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻。若U＝220V，ω＝100πHz，则下述结论正确的是（ ）。
A．副线圈中电压表的读数为55V
B．副线圈中输出交流电的周期为s
C．原线圈中电流表的读数为0.5A
D．原线圈中的输入功率为110W
解析：原线圈电压有效值U=220V，由U/U=n/n可得副线圈电压U= n U/n=55V，A对；原、副线圈周期T==0.02s，B错；电阻R上的电流为I= U/R=2A，由I/I=n/n可得I=In/n=0.5A,即电流表示数为0.5A，C对；输入功率为P= I U=220×0.5W=110W，D错。
答案：AC。
评析:本题考查理想变压器中电流、电压与线圈匝数的关系，以及功率、频率的关系,充分体现了变压器的三变和三不变。
三、变压器的制约关系
当变压器原、副线圈的匝数比（n/n）一定时，输入和输出有以下制约关系。
1.电压为“原制约副”：输出电压U由输入电压U决定，即U=nU/n。
2.电流为“副制约原”：在输入电压U确定时，原线圈中的电流I由副线圈中的输出电流I决定，即I=nI/n。变压器副线圈上的电流由副线圈的输出电压和负载决定，即I=。
3.功率为“负载制约输入”：变压器副线圈中的功率P由用户负载决定，P=P+P+…；变压器的输入功率由输出功率决定，往往用到：P=UI=（）/R。
例3.(2008四川）如图4，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R、R、R和R均为固定电阻，开关S是闭合的。 V和V为理想电压表，读数分别为U和U；A 、A和A为理想电流表，读数分别为I、I和I。现断开S，U数值不变，下列推断中正确的是（ ）。
A．U变小、I变小 B．U不变、I变大
C．I变小、I变小D．I变大、I变大
解析：因为变压器的匝数与U不变，由U/U=n/n可得副线圈电压U= nU/ n不变,所以两电压表的示数均不变。当S断开时，因为负载电阻R增大，由I= U/R可知次级线圈中的电流I减小;由I/I=n/n可得I=In/n,所以I也将减小，C正确。此时R两端的电压U= IR减小，故R、R两端的电压U= U-U将增大，I= U/ R将变大，B正确。
答案：BC。
评析：变压器动态问题要分清电流、电压、功率的制约关系, 动态分析问题的思路程序可表示为：
自耦变压器是一种特殊的变压器,它只有一个线圈在铁芯上,如图5所示。其特点在于通过改变抽头的位置可改变原、负线圈的匝数比。如果把整个线圈作原线圈,负线圈只取其一部分,就可以降压（如图5甲所示）;反之就可以升压（如图5乙所示）。
分压器就是滑动变阻器作为分压器使用时的电路, 如图6所示, ab、cd分别是两个端口,任取一端为输入端,通过移动其滑片,都能使输出端的电压发生变化,无论是接交流电还是接直流电,输出电压一定小于或等于输入电压。
例4.(2007上海)如图7所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值U＝100V，R＝40Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值U为V，通过电阻R的电流有效值为A。
解析：自耦变压器的原副线圈在一起，由题可知，原线圈的匝数为副线圈匝数的一半。理想变压器的变压比为=，所以U=2U=200V。根据部分电路欧姆定律有I===5A。
评析：自耦变压器的工作原理是电磁感应;电阻对电流只表现出阻碍作用,要注意二者的区别。
例5.(1997年高考) 如图（1）、（2）两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V。若分别在c、d 两端与g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f 间的电压分别为（）。
A.220V，220VB.220V，110V
C.110V，110VD.220V，0
解析：对于图8（1），当a、b端输入时，为降压变压器。当c、d端输入时，为升压变压器。因匝数未变，当c、d端加110V交流电压时，则a、b端电压为220V。对于图8（2），当e、f端加入220V电压，则装置相当于一个分压器，当g、h端加入110V电压时，由于g、e间无电流，故为等势点，即e、f间的电压与g、h间的电压相等，为110V。答案为B。
评析：变压器的工作原理为电磁感应,同一个变压器既可以升压又可以降压;但分压器的工作原理是串联电路的分压原理，分出的电压绝不会大于加在分压器(变阻器两端)上的电压。分压器和降压变压器都可以把交流电压变小，但对直流电，降压变压器副线圈无输出，分压器可以实现电压调小。
电路原理答案范文6
本次课程以机械工业出版社出版、姚永刚主编的《机床电器与可编程序控制器》为教材，教学对象为大专机电类学生，以下将给出本堂课的讲课教案。
一、组织教学（2分钟）
（一）师生问好
（二）清点班级人数
（三）复习上节课所学知识点
二、相关知识点（8分钟）
（一）PLC与继电器控制的区别：；元器件不同：硬件、软元件；元件触点数目不同：有限、无限；控制电路实施方式不同：重新接线、程序改编。
（二）S7-200的寻址方式（立即数寻址、直接寻址和间接寻址）
（三）S7-200系列PLC内部软元件（I、Q、V、M、S、SM、L???）
（四）S7-200V4.0的使用方法（演示）
三、新课内容（28分钟）
梯形图与电气原理图的关系
（一）讲解PLC的梯形图语言与继器控制的电气原理图的联系
选择一个典型的电气原理图包括主电路部分和控制电路部分。
1.设计符号表。
2.老师电脑上使用S7-200V4.0编程软件画出相应的梯形图，通过投影仪展示给学生。
3.老师评讲指出重点。
（1）气原理图的控制线路部分是从上到下的顺序，梯形图则是从左到右的顺序。
（2）符号表的使用（能让我们更好地理解梯形图与电气原理图的关系）
（3）观察梯形图中触点的地址，明确该触点属于哪一类软元件（热继电器应属于I类，按钮也属于I类，接触器的线圈应属于Q类。
（4）形图要根据继电器控制的电气原理图编程。
（二）选择一个较复杂的电气原理图要求学生分组讨论，并要求每组上交编写的程序。
1.给出图形，分组并讨论。
2.各组上交编写的程序。
3.老师对各组上交的程序进行评讲并给出正确答案。
（1）符号表
（2）程序
四、总结（2分钟）
