题目内容

6．图是家庭用“漏电保护器”的关键部分的原理图，其中P是一个变压器铁芯，入户的两根电线（火线和零线）采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接户内的用电器；Q是一个脱扣开关的控制部分，脱扣开关是串联在火线和零线上的，开关断开时，用户的供电被切断，Q接在铁芯另一侧副线圈的a、b两端之间，当a、b间没有电压时，Q使得脱扣开关闭合，当a、b间有电压时，脱扣开关即断开，使用户断电．

（1）用户正常用电时，a、b之间有没有电压？为什么？
（2）如果某人站在地面上，手误触用电器火线端而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？
（3）已知原线圈的铁芯上双线绕组绕了n1匝，另一侧的副线圈绕了n2匝，正常用电时通过火线和零线的电流是I，某人站在地面上，手误触用电器火线而触电时通过人体的电流为I′．把这个变压器视为理想变压器，在人触电的这段时间内，已知a、b两端的电压是2V，求火线线圈两端的电压和通过Q的电流各多大？

分析 脱扣开关K保持接通时，ef中要没有电压，保护器中火线和零线中电流产生的磁场应完全抵消，可知火线的线圈匝数和连接零线的线圈匝数应相等．只有通过火线与零线的电流有差值时，ef两端才有电压，脱扣开关K才断开．“脱扣开关控制器”的线圈匝数越多，同样的电流差值，产生的感应电动势越大，ef两端的电压越大，触电保护越灵敏．

解答 解：（1）正常状态时，脱扣开关K保持接通，ab中要没有电压，火线和零线中电流产生的磁场应完全抵消，只有通过火线与零线的电流有差值时，ef两端才有电压，脱扣开关K才断开；
（2）如果某人站在地面上，手误触用电器火线端而触电，脱扣开关是会断开，因为手误触火线时，相当于把入户线短接，通过人体的电流不通过原线圈，在Q中会产生电磁感应，a、b 间有电压，Q会断开．
（3）根据变压器规律知$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}$，$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}$
 可得火线线圈两端的电压为 U=$\frac{2{n}_{1}}{{n}_{2}}$V，电流I=$\frac{{n}_{1}I′}{{n}_{2}}$．
答：（1）用户正常用电时，a、b之间没有电压，脱扣开关K保持接通，ab中要没有电；
（2）如果某人站在地面上，手误触用电器火线端而触电，脱扣开关是会断，因为手误触火线时，相当于把入户线短接，通过人体的电流不通过原线圈，在Q中会产生电磁感应，a、b 间有电压，Q会断开．
（3）火线线圈两端的电压为 U=$\frac{2{n}_{1}}{{n}_{2}}$V，电流I=$\frac{{n}_{1}I′}{{n}_{2}}$．

点评 本题中火线与零线中电流相等时，磁场完全抵消，是双线并绕消除自感影响的原理．

练习册系列答案
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16．甲、乙两车在同一地点，同时开始朝相同方向做直线运动，其v-t图象如图所示，则（　　）
A．它们的初速度均为零
B．甲的加速度大于乙的加速度
C．t1时刻，甲、乙两车相遇
D．0一t1时间内，甲的位移大于乙的位移
17．现有a、b、c三种单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc．用b光照射某种金属时，恰好能发生光电效应．若分别用a光和c光照射该金属，则（　　）
A．a光照射时，不能发生光电效应
B．c光照射时，不能发生光电效应
C．a光照射时，释放出的光电子的最大初动能最大
D．c光照射时，释放出的光电子的最大初动能最小
14．如图所示，水平放置的、间距为l的光滑π形导轨MNQP，导轨内的磁场方向与导轨垂直，磁感应强度为B，导轨左端接有电阻R．一长为L（L＞l）、电阻为r的金属棒ab在导轨上垂直于磁场的方向，以速度v向右匀速移动时（　　）
A．K断开时，金属棒两端的电压为B lv
B．K闭合时，ab两端的电压为Blv
C．K闭合时，感应电流的大小为$\frac{BLv}{R+r}$
D．K闭合时，电源的功率为$\frac{{{B^2}{l^2}{v^2}}}{R+r}$
1．如图所示，M与N为两块正对的平行金属板，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度B，ab是可以紧贴平板边缘滑动的金属棒，能以速度v1匀速向左或向右滑动，现有一个电子以速度v2自左向右飞入两块板中间，方向与板平行与磁场垂直，为使电子在两块板中间，方向与板平行与磁场垂直，为使电子在两板间做匀速直线运动，则v1的方向应如何？v1、v2的关系如何？
5．有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线．现有下列器材供选用：
A．电流表A1（0～0.3A，r1=1Ω）      B．电流表A2（0～0.6A，r2=0.4Ω）
C．电流表A3（0～1.0A，r3=0.2Ω）    D．定值电阻R1=19Ω
E．定值电阻R2=150Ω                F．滑动变阻器（10Ω，2A）
G．滑动变阻器（500Ω，1A）         H．学生电源（直流6V），开关，导线若干
①选用下面的图A而不选用图B的电路图来完成实验，请说明理由：描绘灯泡的I-U图线所测数据从零开始，需要多取几组数据．
②由于没有电压表，可将电流表A1和定值电阻D串联起来做为电压表，电流表应选用B，滑动变阻器应选用F（用序号字母表示）．
③闭合开关前，应将图A电路中滑动变阻器的滑片滑至左端（选填左端或右端）．
④当电流表A1的示数为0.20A时，小灯泡达到额定电压，此时另一只电流表的读数为0.52A，测得小灯泡的额定功率为1.28W．
12．火车进站时的初速度为54km/h，2s后匀减速到36km/h．试求：火车进站时的加速度．
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A．因为是地球的同步卫星，所以在轨道上的运行速度与赤道上某点的线速度大小相等
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