2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題十三交變電流傳感器試題2﹙含解析﹚

1、專題十三交變電流傳感器考點(diǎn)1 交變電流的產(chǎn)生及其描述1.2021浙江杭州重點(diǎn)中學(xué)檢測新安江水電站交流發(fā)電機(jī)在正常工作時(shí),電動(dòng)勢e=310sin 100t(V),若水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增加到原來的1.2倍,其他條件不變,則電動(dòng)勢為() A.e=372sin 120t(V) B.e=310sin 120t(V) C.e=372sin 100t(V) D.e=310sin 100t(V)2.一交流電源的輸出電壓表達(dá)式為u=Umaxsin t,其中Umax=311 V,=100 rad/s,下列表述正確的是()A.該電源輸出的交流電的頻率是100 Hz B.該電源輸出的交流電的周期是0.05 sC.

2、若用交流電壓表測量這一電源的輸出電壓,電壓表示數(shù)為311 V D.若將一電阻為50 的電熱器接在這一電源上,電熱器的電功率約為968 W3.2021安徽合肥高三調(diào)研,多選某閉合金屬線圈,在勻強(qiáng)磁場中繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示規(guī)律變化.已知線圈匝數(shù)為100,總電阻為1 ,2取10,則下列說法正確的是()A.t=0時(shí),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為零B.t=1 s時(shí),線圈中的電流改變方向C.t=3 s時(shí),線圈平面垂直于磁感線D.4 s內(nèi),線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為125 J4.2019天津,8,多選單匝閉合矩形線框電阻為R,在勻強(qiáng)磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過線框的磁通

3、量與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示.下列說法正確的是()A.時(shí)刻線框平面與中性面垂直B.線框的感應(yīng)電動(dòng)勢有效值為C.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為D.從t=0到t=過程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為5.2020湖南郴州檢測一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上,消耗電功率為P;若把它接在某個(gè)正弦交流電源上,其消耗的電功率為.如果電熱器電阻不變,則此交流電源輸出電壓的最大值為()A.5 V B.5 V C.10 V D.10 V6.2020北京豐臺(tái)區(qū)檢測如圖甲所示,R1和R2是材料相同、厚度相同、上下截面為正方形的導(dǎo)體,邊長之比為21,通過導(dǎo)體的電流方向如虛線箭頭所示;現(xiàn)將R1、R2串聯(lián)接入正弦交流電

4、路,如圖乙所示;交流電源的電壓u隨時(shí)間t變化的情況如圖丙所示,電源內(nèi)阻不計(jì),則下列說法正確的是()A.導(dǎo)體R1和R2的阻值之比為12B.流過導(dǎo)體R1和R2的電流大小之比為12C.導(dǎo)體R1兩端的電壓最大值為220 VD.導(dǎo)體R2兩端的電壓有效值為110 V考點(diǎn)2 變壓器、遠(yuǎn)距離輸電1.2021江西紅色七校聯(lián)考如圖甲所示的變壓器電路中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為12, a、b輸入端輸入如圖乙所示的交變電流,電阻R1的功率是R2的功率的一半,電流表的示數(shù)為2 A, 電路中的電流表、電壓表都是理想電表.則()A.交流電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=100sin(50t) VB.a、b端輸入的功率為600

5、WC.電壓表示數(shù)為100 V,電阻R1的阻值為50 D.通過電阻R1的電流為4 A2.2021湖北武漢高三質(zhì)量檢測如圖所示,正弦交流電源的輸出電壓為U0,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為51,電阻關(guān)系為R0R1R2=144,電壓表為理想交流電壓表,示數(shù)用U表示,則下列說法正確的是()A.閉合開關(guān)S前后,電壓表示數(shù)不變B.閉合開關(guān)S前,U0U=51C.閉合開關(guān)S后,U0U=152D.閉合開關(guān)S后,電阻R0與R1消耗的功率之比為413.2021貴州貴陽高三摸底,多選如圖甲所示,三個(gè)完全相同的燈泡,功率均為15 W,一個(gè)與理想變壓器的原線圈串聯(lián)后接在圖乙所示的交流電源上,另外兩個(gè)并聯(lián)后接在副線圈兩端

6、.閉合開關(guān)S后,三個(gè)燈泡均正常發(fā)光.圖中電表為理想電壓表,則下列說法正確的是()A.原、副線圈的匝數(shù)之比為21B.原、副線圈的匝數(shù)之比為12C.電壓表的示數(shù)為110 VD.變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?0 W4.2020全國,19,多選特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低.我國已成功掌握并實(shí)際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù).假設(shè)從A處采用550 kV的超高壓向B處輸電,輸電線上損耗的電功率為P,到達(dá)B處時(shí)電壓下降了U.在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下,改用1 100 kV特高壓輸電,輸電線上損耗的電功率變?yōu)镻,到達(dá)B處時(shí)電壓下降了U.不考慮其他因素的影響,則()A.P=P B.P=P

7、 C.U=U D.U=U5.2018江蘇,2采用220 kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電.當(dāng)輸送功率一定時(shí),為使輸電線上損耗的功率減小為原來的,輸電電壓應(yīng)變?yōu)?)A.55 kVB.110 kVC.440 kVD.880 kV6.新角度6分在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,已有下列圖中器材、開關(guān)和導(dǎo)線若干.ABCD(1)上述器材中不需要的是(填字母),還需要的是(填名稱).(2)對(duì)于匝數(shù)為na=100和nb=200的變壓器,當(dāng)副線圈處于空載狀態(tài)(沒有接負(fù)載)時(shí),測量其原、副線圈的電壓,na對(duì)應(yīng)的為U1,nb對(duì)應(yīng)的為U2,實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如下表.U1/V1.802.803.804.90U2/V

8、4.006.018.029.98根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷原線圈是(填“na”或“nb”).(3)保持原線圈匝數(shù)和交流電壓均不變,給副線圈接上小燈泡,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著副線圈匝數(shù)的增加,小燈泡得到的電壓反而減小,亮度減弱,出現(xiàn)這種情況可能的原因是.考點(diǎn)3 實(shí)驗(yàn):傳感器的簡單使用1.生產(chǎn)生活實(shí)踐問題情境電子體溫計(jì)8分感冒發(fā)熱是冬春季節(jié)常見的疾病,用電子體溫計(jì)測量體溫既方便又安全.電子體溫計(jì)的工作原理是利用熱敏電阻阻值隨溫度的變化將溫度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量.某同學(xué)想利用一熱敏電阻和一數(shù)字電壓表制作一個(gè)電子體溫計(jì).(1)該同學(xué)用多用電表歐姆擋“10”倍率,粗測了一熱敏電阻的阻值,測量結(jié)果如圖甲所示,則該熱敏電阻此次測量

9、的阻值為.(2)該同學(xué)用伏安法測該熱敏電阻在不同溫度t下的電阻Rt,得到如圖乙所示的Rt-t圖像,由圖像可知該熱敏電阻在34 的溫度下的電阻為.(3)該同學(xué)利用這個(gè)熱敏電阻和一數(shù)字電壓表制作的電子體溫計(jì)電路圖如圖丙所示,其中電源電動(dòng)勢E=1.5 V,內(nèi)阻不計(jì),電壓反饋電阻R1=32 ,R0為保護(hù)電阻,Rt為熱敏電阻,R2為定值電阻,則溫度越高,數(shù)字電壓表的示數(shù)越(選填“大”或“小”);為了使溫度從35 變化到42 時(shí)數(shù)字電壓表的示數(shù)能從0.35 V變化到0.42 V,則定值電阻的阻值R2=.2.8分甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組利用傳感器研究電池組電動(dòng)勢和內(nèi)阻及負(fù)載功率問題.已知兩小組所選用的定值電阻阻值

10、相同,均為R0=1.0 .(1)甲小組利用電壓傳感器(相當(dāng)于理想電壓表)和電阻箱,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示.改變電阻箱接入電路的阻值,獲得多組電壓U與電阻R的值,根據(jù)P=在坐標(biāo)紙上描出的P-R圖像如圖乙所示.發(fā)現(xiàn)當(dāng)R=1.5 時(shí),電阻箱的功率P達(dá)到最大值1.5 W.定值電阻R0的作用是.可求出甲小組電池組電動(dòng)勢E1=V,內(nèi)阻r1=.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)乙小組利用電壓傳感器(相當(dāng)于理想電壓表)、電流傳感器(相當(dāng)于理想電流表)和滑動(dòng)變阻器,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖丙所示.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,獲得多組電壓U與電流I的值,根據(jù)P=UI,利用作圖軟件生成的P-U圖像如圖丁所示.發(fā)現(xiàn)當(dāng)U=1.4 V時(shí),滑動(dòng)

11、變阻器的功率P達(dá)到最大值1.0 W.可求出乙小組電池組電動(dòng)勢E2=V,內(nèi)阻r2=.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)若乙小組的定值電阻R0未知,能否求出電池組內(nèi)阻?(填“能”或“不能”)一、選擇題(共12小題,72分)1.如圖甲所示為自耦變壓器,原線圈接有圖乙所示的交流電源,副線圈兩端電壓有效值為220 V,燈泡和其他電阻受溫度的影響忽略不計(jì),開始時(shí)開關(guān)S斷開,則下列說法正確的是()A.原、副線圈匝數(shù)比為115B.閉合開關(guān)S后,小燈泡微亮,P2上滑可使小燈泡恢復(fù)正常發(fā)光C.滑片P1上滑,通過電阻R1的電流增大D.向上滑動(dòng)P3,變壓器的輸出功率增大2.如圖所示,虛線OO的左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁

12、感應(yīng)強(qiáng)度為2B,右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一總阻值為R的導(dǎo)線框ABCD以O(shè)O為軸做角速度為的逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)線框的AB邊長為3L, BC邊長為L,BC邊到軸OO的距離也是L,以圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn),規(guī)定導(dǎo)線框內(nèi)電流沿ABCDA流動(dòng)時(shí)為電流的正方向.下列關(guān)于導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的圖像(圖中I0=)正確的是()ABCD3.電吹風(fēng)是常用的家用電器,一種電吹風(fēng)的內(nèi)部電路如圖所示,圖中a、b、c、d為四個(gè)固定點(diǎn).可動(dòng)的扇形金屬觸片P可同時(shí)接觸兩個(gè)觸點(diǎn).已知電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)的輸入功率為60 W,小風(fēng)扇的額定電壓為60 V,正常工作時(shí)小風(fēng)扇的輸出功率為52 W,變壓器為理想變壓器,則()A.當(dāng)

13、扇形金屬觸片P與觸點(diǎn)c、d接觸時(shí),電吹風(fēng)吹熱風(fēng)B.當(dāng)扇形金屬觸片P與觸點(diǎn)a、b接觸時(shí),電吹風(fēng)吹冷風(fēng)C.小風(fēng)扇的內(nèi)阻為8 D.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為=4.一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生正弦式交變電流,其電動(dòng)勢的變化規(guī)律如圖(a)中圖線所示.當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后,電動(dòng)勢的變化規(guī)律如圖(a)中圖線所示.用此線圈給圖(b)中原、副線圈匝數(shù)比為21的理想變壓器供電.則()A.t=0時(shí)刻,線圈平面恰好與磁場方向平行B.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為23C.轉(zhuǎn)速調(diào)整前,圖(b)中電壓表的示數(shù)為10 VD.圖線電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=40sin t V5.2020江蘇,2電流互感器是一種測量

14、電路中電流的變壓器,工作原理如圖所示.其原線圈匝數(shù)較少,串聯(lián)在電路中,副線圈匝數(shù)較多,兩端接在電流表上,則電流互感器()A.是一種降壓變壓器B.能測量直流電路的電流C.原、副線圈電流的頻率不同D.副線圈的電流小于原線圈的電流6.如圖甲所示的電路中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101,電流表和電壓表均為理想電表,R是光敏電阻(其阻值隨光強(qiáng)的增大而減小)、L是理想線圈、C是耐壓值和電容都足夠大的電容器、L1是燈泡、K是單刀雙擲開關(guān).當(dāng)原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電時(shí),下列說法正確的是()A.開關(guān)K連通1時(shí),若光照增強(qiáng),電流表的示數(shù)變小B.開關(guān)K連通1時(shí),電壓表的示數(shù)為22 VC.開關(guān)K連通2時(shí),

15、燈泡L1一定不亮D.開關(guān)K連通2時(shí),若光照增強(qiáng),電壓表的示數(shù)減小7.2021吉林長春高三質(zhì)量監(jiān)測,多選遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,電壓分別為U1、U2,電流分別為I1、I2,輸電線上的總電阻為R.變壓器為理想變壓器,下列關(guān)系式中正確的是()A.= B.= C.I2= D.U1I1R8.2021四川成都畢業(yè)班摸底測試,多選教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦交變電流.如圖所示,利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻不計(jì))通過理想變壓器向定值電阻R供電時(shí),理想電流表A的示數(shù)為I,R消耗的功率為P.則()A.僅將變壓器原線圈的匝數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍,R消耗的功率將變?yōu)锽.僅將變壓器原線圈的匝

16、數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍,電流表A的示數(shù)仍為IC.僅將發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?電流表A的示數(shù)將變?yōu)镈.僅將發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?R消耗的功率仍為P9.2021江西南昌高三摸底測試,多選如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為41,電阻R1與R2阻值相等.a、b兩端接電壓恒定的正弦交流電源.則()A.流過R1、R2的電流的頻率相同B.R2、R1消耗的功率之比為116C.若滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng),R1消耗的功率將增大D.若滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng),電源的輸入功率將減小10.多選如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的原理圖.發(fā)電站經(jīng)升壓后輸出電壓U=900 V,兩條輸電線的總電阻為r=2 ,在輸電線與用

17、戶間連有一理想降壓變壓器,原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2=41,用戶端得到的電壓為U2=220 V,則()A.輸電線路上損失的功率為0.4 kWB.發(fā)電站輸送的功率是9.0 kWC.用戶端得到的功率是8.8 kWD.若輸出電壓U保持不變,用戶又并入一用電器,用戶端電壓保持不變11.2021安徽名校高三聯(lián)考,多選如圖所示,足夠長的兩條平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,其間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場,兩導(dǎo)軌通過導(dǎo)線與檢流計(jì)G1、線圈M接在一起.N是繞在“”形鐵芯上的另一線圈,它與檢流計(jì)G2組成閉合回路.現(xiàn)有一金屬棒ab沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,下滑過程中與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,在ab下滑的過程中()A.通過G1的電流

18、是從左端進(jìn)入的B.通過G2的電流是從右端進(jìn)入的C.檢流計(jì)G1的示數(shù)逐漸增大,達(dá)到最大值后恒定D.檢流計(jì)G2的示數(shù)逐漸減小,最后趨于一不為零的恒值12.多選如圖所示為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,線圈繞垂直勻強(qiáng)磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),通過電刷接有一盞小燈泡.已知線圈匝數(shù)為N,內(nèi)阻為r,轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T,小燈泡的電阻為9r,理想電壓表的示數(shù)為U,從圖示位置開始計(jì)時(shí),下列說法正確的是()A.從開始到t=過程中,通過燈泡的電荷量為B.從開始到t=過程中,燈泡消耗的電能為C.線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式為e=Ucos tD.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的最大值為二、非選擇題(共3小題,30分)13.9分傳感器

19、是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的變化的一種元件,在自動(dòng)控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用.某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一種溫度控制裝置,溫控開關(guān)可采用熱敏電阻來控制.(1)先通過實(shí)驗(yàn)探究某一熱敏電阻的阻值Rt隨溫度t的變化關(guān)系.已知該熱敏電阻在常溫下的阻值約100 .現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材:A.控溫箱(用以調(diào)節(jié)熱敏電阻Rt的溫度);B.電壓表V(量程3 V,內(nèi)阻約1.0 k);C.電流表A1(量程50 mA,內(nèi)阻r1=100 );D.電流表A2(量程100 mA,內(nèi)阻r2約為40 );E.滑動(dòng)變阻器R (阻值變化范圍為010 ,允許通過的最大電流為2 A);F.直流電源E(電動(dòng)勢為12 V

20、,內(nèi)阻很小);G.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干.要求用上述器材盡可能精確地測出熱敏電阻在不同溫度下的阻值,且盡可能多測幾組數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)趫D甲虛線框中畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖,并標(biāo)明所選擇器材的符號(hào).(2)學(xué)習(xí)小組測得熱敏電阻的阻值隨著溫度變化的規(guī)律如圖乙所示.圖甲圖乙圖丙根據(jù)圖乙求出熱敏電阻阻值隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系為.(3)如圖丙所示,當(dāng)1、2兩端所加電壓增大至2 V時(shí),控制開關(guān)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)加熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱,請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡單電路,給1、2兩端提供電壓,要求當(dāng)溫度達(dá)到80 時(shí)啟動(dòng)溫控系統(tǒng).(不考慮控制開關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)提供的器材如下:熱敏電阻Rt(阻值隨溫度變化規(guī)律如圖乙所示);直流電源E(電動(dòng)

21、勢3 V,內(nèi)阻不計(jì));定值電阻R1=180 ,R2=260 ,R3=520 (限選其中之一并在圖中標(biāo)出);開關(guān)S及導(dǎo)線若干.定值電阻應(yīng)選,在圖丙虛線框內(nèi)完成電路原理圖.14.生產(chǎn)生活實(shí)踐問題情境氣敏電阻測甲醛濃度9分氣敏電阻在安全領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用.有一個(gè)對(duì)甲醛氣體非常敏感的氣敏電阻Rq,正常情況下阻值為幾百歐,當(dāng)甲醛濃度升高時(shí),其阻值可以增大到幾千歐.為了研究其阻值隨甲醛濃度變化的規(guī)律,供選用的器材如下.A.電源E0(電動(dòng)勢6 V,內(nèi)阻不計(jì))B.滑動(dòng)變阻器RC.導(dǎo)線若干及開關(guān)SD.電壓表(量程3 V,內(nèi)阻1 k)E.毫安表(量程50 mA,內(nèi)阻100.0 )(1)探究小組設(shè)計(jì)了如圖(a)所示

22、實(shí)驗(yàn)電路,其中毫安表用來測定,量程為.(2)將氣敏電阻置于密封小盒內(nèi),通過注入甲醛改變盒內(nèi)甲醛濃度,記錄不同甲醛濃度下電表示數(shù),計(jì)算出氣敏電阻對(duì)應(yīng)阻值,得到如圖(b)所示阻值隨甲醛濃度變化的圖像(Rq-圖像).當(dāng)氣敏電阻阻值為Rq=2.3 k時(shí)盒內(nèi)甲醛濃度為.(3)已知國家室內(nèi)甲醛濃度標(biāo)準(zhǔn)是0.1 mg/m3.探究小組利用該氣敏電阻設(shè)計(jì)了如圖(c)所示的簡單測試電路,用來測定室內(nèi)甲醛是否超標(biāo),電源電動(dòng)勢為E=5.0 V(內(nèi)阻不計(jì)),電路中D1、D2分別為紅、綠發(fā)光二極管,紅色發(fā)光二極管D1的啟動(dòng)(導(dǎo)通)電壓為2.0 V,即發(fā)光二極管兩端電壓U012.0 V時(shí)點(diǎn)亮,綠色發(fā)光二極管D2的啟動(dòng)電壓為

23、3.0 V,發(fā)光二極管啟動(dòng)時(shí)對(duì)電路電阻的影響不計(jì).實(shí)驗(yàn)要求當(dāng)室內(nèi)甲醛濃度正常時(shí)綠燈亮,超標(biāo)時(shí)紅燈亮,則兩電阻R1、R2中為定值電阻的是,其阻值為k.15.12分圖1所示是調(diào)壓變壓器的原理圖,線圈AB繞在一個(gè)鐵芯上,總匝數(shù)為1 000匝.AB間加上如圖2所示的正弦交流電壓,移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P的位置,就可以調(diào)節(jié)輸出電壓.在輸出端連接了滑動(dòng)變阻器和理想交流電流表,變阻器的滑動(dòng)觸頭為Q.已知開始時(shí)滑動(dòng)觸頭Q位于變阻器的最下端,且BP間線圈匝數(shù)剛好是500匝,變阻器的最大阻值等于72 .(1)開始時(shí),電流表示數(shù)為多少?(2)保持P的位置不動(dòng),將Q向上移動(dòng)到滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率為多大?(3

24、)保持Q的位置不動(dòng),將P沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)多少匝時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率為原來的4倍?答 案專題十三交變電流傳感器考點(diǎn)1交變電流的產(chǎn)生及其描述1.A交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電電動(dòng)勢的瞬時(shí)值e=NBSsin t,而發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與其轉(zhuǎn)速n成正比,故n增加到原來的1.2倍時(shí),也增大到原來的1.2倍,電動(dòng)勢的最大值也增大到原來的1.2倍,B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤,A項(xiàng)正確.2.D因?yàn)?100 rad/s,故其周期T=0.02 s,頻率為f=50 Hz,選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤;由于其最大值是Umax=311 V,故其有效值為U=220 V,而交流電壓表測量的是交流電的有效值,故電壓表的示數(shù)約為220 V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤

25、;若將一電阻為50 的電熱器接在這一電源上,電熱器的電功率約為P=968 W,選項(xiàng)D正確.3.ADt=0時(shí),線圈中的磁通量最大,磁通量的變化率為零,因此線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為零,選項(xiàng)A正確.t=1 s時(shí),線圈中的磁通量為零,磁通量的變化率最大,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流均為最大,此時(shí)電流的方向沒有改變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.t=3 s時(shí),線圈中的磁通量為零,線圈平面與磁感線平行,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大值為Emax=NBS=Nmax=1000.05 V= V,感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為E= V,則4 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為Q=T=24 J=125 J,選項(xiàng)D正確.4.BC由題中的-t

26、圖像可知,t=時(shí)刻穿過線框的磁通量最大,則線框位于中性面,A錯(cuò)誤;線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值應(yīng)為Emax=NBS,又=,N=1,BS=max,則整理得Emax=,因此感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為E=,B正確;由功能關(guān)系可知線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周外力所做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱,有W=T=,C正確;0的過程中,線框中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為=,D錯(cuò)誤.5.C接10 V直流電源時(shí)有P=;接交流電源時(shí)有=,聯(lián)立得U有效=5 V,故交流電壓的最大值為Umax=U有效=10 V,C正確.6.D設(shè)導(dǎo)體的電阻率為、厚度為d,上下截面邊長為L,根據(jù)電阻定律公式R=,結(jié)合R1和R2的材料相同、厚度相同,可知R1R2=11,所

27、以A選項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)镽1和R2串聯(lián)在交流電路中,流過它們的電流相等,所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤;由題意和圖丙可知,電源電壓的最大值為220 V,再結(jié)合R1R2=11,可知電阻R1、R2兩端的電壓最大值均為110 V,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;結(jié)合選項(xiàng)C的分析可知R2兩端的電壓有效值為 V=110 V,所以D選項(xiàng)正確.考點(diǎn)2變壓器、遠(yuǎn)距離輸電1.B由題圖乙可知,交流電壓的周期T=0.02 s,所以=100 rad/s,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖甲可知,電壓表測的是R1兩端電壓的有效值,為100 V,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由理想變壓器變壓規(guī)律=可知,副線圈、電阻R2兩端電壓均為200 V,又電流表示數(shù)為2 A,所以電阻R2的功率為400 W

28、,結(jié)合題意知電阻R1的功率為200 W,由能量守恒定律可知,a、b端輸入的功率為600 W,B項(xiàng)正確;由P=UI知通過電阻R1的電流為2 A,D項(xiàng)錯(cuò)誤.2.C閉合開關(guān)S前,電壓表測的是R1兩端的電壓,閉合開關(guān)S后,電壓表測的是R1與R2并聯(lián)部分的電壓,又因閉合開關(guān)S后,副線圈兩端的電壓不變,副線圈上的電流增大,R0上的分壓增大,故電壓表示數(shù)減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律有=5,可得副線圈的輸出電壓U2=,因R0:R1:R2=1:4:4,則閉合開關(guān)S前,流經(jīng)R1的電流I=,電壓表示數(shù)U=IR1=4R0=,故U0U=254,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;閉合開關(guān)S后,R1和R2并聯(lián)部分電路的電阻為2R0

29、,R1和R2并聯(lián)部分電路的總電流I=,電壓表示數(shù)U=I2R0=2R0=,故U0U=152,選項(xiàng)C正確;根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知,閉合開關(guān)S后,電阻R0和R1中電流之比為IR0IR1=21,電阻R0和R1消耗的電功率之比PR0PR1=R0(4R0)=224=11,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.AD設(shè)燈泡的額定電流為I,額定電壓為U,因并聯(lián)在副線圈兩端的兩個(gè)小燈泡正常發(fā)光,所以副線圈中的總電流為2I,原、副線圈電流之比為12,根據(jù)理想變壓器的相關(guān)規(guī)律可知,原、副線圈的匝數(shù)之比為21,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;由題圖乙可知交流電源電壓的有效值為220 V,根據(jù)題圖甲電路可知原線圈的電壓為U1=U=2U,故2U+U=220

30、 V,解得U= V,即電壓表V的示數(shù)為 V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由變壓器副線圈連接的兩個(gè)燈泡正常發(fā)光可知,副線圈消耗的功率為30 W,即變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?0 W,選項(xiàng)D正確.4.AD若采用550 kV的超高壓輸電,輸電線上的功率損耗P=r,輸電線路損失的電壓U=r,若改用1 100 kV的特高壓輸電,同理有P=()2r,U=r,可得P=,U=,故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤,A、D項(xiàng)正確.5.C設(shè)輸送功率為P,則有P=UI,其中U為輸電電壓,I為輸電電流.為使輸電線上損耗的功率減小為原來的四分之一,由P損=I2R(R為輸電線的電阻,恒定不變)可知應(yīng)使I變?yōu)樵瓉淼亩种?又因輸送功率不變,故輸電電壓應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?

31、倍,即440 kV,選項(xiàng)C正確.6.(1)BC(2分)學(xué)生電源(或低壓交流電源)(1分)(2)nb(1分)(3)副線圈匝數(shù)越多線圈電阻越大,線圈電阻分得的電壓越大,引起輸出電壓降低(2分)解析:(1)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,需要學(xué)生電源來提供低壓交流電,同時(shí)還需要交流電壓表來測量電壓,可拆變壓器和導(dǎo)線,結(jié)合題目給定的器材,A是變壓器,B是電池,C是條形磁鐵,D是多用電表,可知B、C中的器材不需要,還需要的器材是學(xué)生電源.(2)表格中每組數(shù)據(jù)都可以看出,匝數(shù)之比近似等于電壓之比,即,該變壓器為非理想變壓器,考慮到變壓器可能會(huì)出現(xiàn)漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等現(xiàn)象,可判斷出

32、U2為原線圈上的電壓,所以原線圈是nb.(3)當(dāng)副線圈匝數(shù)增多時(shí),副線圈內(nèi)阻增大,副線圈內(nèi)阻上分得的電壓增多,其輸出電壓會(huì)減小,所以燈泡會(huì)變暗.考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn):傳感器的簡單使用1.(1)130(2分)(2)125(2分)(3)大(2分)720(2分)解析:(1)由題圖甲可知,該熱敏電阻此次測量的阻值為1310 =130 .(2)由題圖乙可知熱敏電阻在34 的溫度下的電阻為125 .(3)由題圖丙可知,熱敏電阻Rt與定值電阻R2并聯(lián),溫度越高,由圖乙可知熱敏電阻的阻值越小,則熱敏電阻Rt與R2并聯(lián)的電阻越小,由串聯(lián)分壓可知,電壓反饋電阻R1兩端的電壓越大,則數(shù)字電壓表的示數(shù)越大;溫度為35 時(shí),熱敏

33、電阻的阻值為120 ,電壓反饋電阻R1兩端的電壓為0.35 V,此時(shí)干路電流為 A,根據(jù)閉合電路歐姆定律有1.5 V=0.35 V+ A(R0+),溫度為42 時(shí),熱敏電阻的阻值為90 ,電壓反饋電阻R1兩端的電壓為0.42 V,此時(shí)干路電流為 A,根據(jù)閉合電路歐姆定律有1.5 V=0.42 V+ A(R0+),聯(lián)立可得R2=720 .2.(1)定值電阻為保護(hù)電阻,防止回路電流過大損壞電源或其他設(shè)備(2分)3.0(1分)0.50(1分)(2)2.8(1分)0.96(1分)不能(2分)解析:(1)定值電阻為保護(hù)電阻,防止回路電流過大損壞電源或其他設(shè)備.甲小組實(shí)驗(yàn),電阻箱的功率為P=I2R=,可知

34、當(dāng)R=r1+R0時(shí),P有最大值. 即r1=R-R0=0.50 ,最大功率Pmax=,得E1=2=3.0 V.(2)乙小組實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器的功率為P=UI=U=-U2+U,P與U是二次函數(shù)關(guān)系,可知當(dāng)U=時(shí),P有最大值.E2=2U=2.8 V,最大功率Pmax=,得r2=-R0=0.96 .若乙小組的定值電阻R0未知,能求出r2+R0的值,但不能單獨(dú)求出電池組內(nèi)阻.1.B根據(jù)題圖乙可知,原線圈所接正弦交流電壓有效值為100 V,因副線圈兩端電壓為220 V,由U1U2=n1n2,可知原、副線圈匝數(shù)比為511,A錯(cuò)誤;閉合開關(guān)S后,小燈泡微亮,想要增大小燈泡中電流,需要增大副線圈中的電壓,P2上滑

35、可使小燈泡恢復(fù)正常發(fā)光,B正確;滑片P1上滑,原、副線圈匝數(shù)比增大,由U1U2=n1n2,可得副線圈兩端電壓變小,通過電阻R1的電流變小,C錯(cuò)誤;向上滑動(dòng)P3,R2接入電路中的阻值大,利用副線圈所在電路中的總電阻R總=R1+可知,副線圈所在電路中的總電阻增大,副線圈兩端電壓不變,則通過電阻R1的電流減小,變壓器的輸出功率減小,因此D錯(cuò)誤.2.B在t=0時(shí)刻通過導(dǎo)線框的磁通量最大,感應(yīng)電流為0,開始轉(zhuǎn)動(dòng)后磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知導(dǎo)線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向沿ABCDA,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤;當(dāng)t=時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為E1max=2B2LL+BLL=5BL2,根據(jù)閉合電路歐姆定律得最大電流I1max=

36、5I0.但下一時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)發(fā)生突變,電動(dòng)勢的最大值突變?yōu)镋2max=2BLL+BL2L=4BL2,根據(jù)閉合電路歐姆定律得電流I2max=4I0,所以選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,B正確.3.C由電路知識(shí)可知,當(dāng)扇形金屬觸片P與c、d接觸時(shí),電吹風(fēng)的加熱電路和吹風(fēng)電路均沒有接通,此時(shí)電吹風(fēng)處于停機(jī)狀態(tài),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)扇形金屬觸片P與觸點(diǎn)a、b接觸時(shí),電吹風(fēng)的加熱電路和吹風(fēng)電路均處于接通狀態(tài),此時(shí)電吹風(fēng)吹熱風(fēng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于小風(fēng)扇的額定電壓為60 V,吹冷風(fēng)時(shí)小風(fēng)扇的輸入功率為60 W,故小風(fēng)扇正常工作時(shí)的電流為I=1 A,小風(fēng)扇內(nèi)阻消耗的電功率為P=60 W-52 W=8 W,由P=I2r可得r=8 ,

37、選項(xiàng)C正確;由題意可知,變壓器原線圈兩端的電壓為220 V,副線圈兩端的電壓為60 V,故有=,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4.Dt=0時(shí)刻,e=0,說明磁通量最大而磁通量的變化率為零,即線圈平面與磁場方向垂直,A錯(cuò)誤;矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值Emax=NBS,兩次NBS是一樣的,線圈轉(zhuǎn)速調(diào)整前,周期為T1=0.2 s,其轉(zhuǎn)速n1=5 r/s,線圈轉(zhuǎn)速調(diào)整后,周期為T2=0.3 s,其轉(zhuǎn)速n2= r/s,線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為n1n2=5=32,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)速調(diào)整前,矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值Emax1=60 V,有效值E=30 V,根據(jù)變壓器變壓公式=2,U1=E

38、,可得U2=15 V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;經(jīng)計(jì)算可知圖線對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢最大值 Emax2=40 V,圖線對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式為e=Emax2sin 2n2t=40sint V,選項(xiàng)D正確. 5.D變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置,不能改變交變電流的頻率,B、C項(xiàng)均錯(cuò)誤;根據(jù)變壓器匝數(shù)與電壓的關(guān)系=可得副線圈的電壓U2=U1,由于原線圈匝數(shù)少而副線圈的匝數(shù)多,即n1U1,電流互感器是一種升壓變壓器,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)變壓器匝數(shù)與電流的關(guān)系=可得副線圈的電流I2=I1,由于n1n2,因此有I2I1,D項(xiàng)正確.6.B開關(guān)K連通1時(shí),若光照增強(qiáng),電阻R的阻值減小,根據(jù)歐姆定律可知副線圈的電流變大,

39、根據(jù)理想變壓器原理可得原線圈的電流也變大,故電流表示數(shù)變大,A錯(cuò)誤;開關(guān)K連通1時(shí),原線圈電壓的有效值U1= V=220 V,根據(jù)理想變壓器變壓原理可得副線圈兩端電壓U2=U1=22 V,所以開關(guān)K連通1時(shí),電壓表的示數(shù)為22 V,B正確;由于電容器能夠“通交流”,故開關(guān)K連通2時(shí),燈泡L1能夠發(fā)光,C錯(cuò)誤;電壓表的示數(shù)是由原線圈的電壓以及原、副線圈的匝數(shù)比決定的,與光照強(qiáng)度、開關(guān)的位置無關(guān),D錯(cuò)誤.7.AD理想變壓器原、副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比,電流之比等于匝數(shù)的反比,故A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;輸電線上的電壓U=I2R,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤;理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,大于輸電線上的損耗功

40、率,故D選項(xiàng)正確.8.AC原線圈電壓U1由發(fā)電機(jī)決定,由理想變壓器的變壓規(guī)律=可知,僅將原線圈的匝數(shù)n1增大為原來的2倍,副線圈電壓U2將減為原來的一半,由P=可知,R消耗的功率將變?yōu)?A項(xiàng)正確;僅將原線圈的匝數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍,由I2=可知,副線圈中的電流減為原來的一半,結(jié)合=可知,I=,即電流表A的示數(shù)變?yōu)?B項(xiàng)錯(cuò)誤;僅將發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?由U1=NBSn可知,理想變壓器輸入電壓減為原來的一半,由=可知,輸出電壓U2減為原來的一半,由P=可知,R消耗的功率變?yōu)?由歐姆定律可知,輸出電流I2減為原來的一半,由=可知,輸入電流減為原來的一半,即電流表A的示數(shù)將變?yōu)?C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤.

41、9.AC根據(jù)理想變壓器不改變交變電流的頻率可知,流過R1和R2的電流頻率相同,選項(xiàng)A正確;設(shè)R1和R2中電流分別為I1和I2,根據(jù)變壓器相關(guān)規(guī)律可知,I1I2=n2n1=14,由電功率公式P=I2R可知R2、R1消耗的功率之比為161,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由理想變壓器的變壓規(guī)律有U1=4U2,即U-I1R1=4I2(R2+R),又I1I2=14,聯(lián)立得I1=,若滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng),則R減小,I1增大,流過R1的電流增大,故R1消耗的功率將增大,電源的輸入功率將增大,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.10.BC對(duì)理想變壓器有=,得U1=880 V,輸電線路上的電壓降為U-U1=20 V,輸電線路上損失的功率為P損=0.2 kW,A錯(cuò)誤;輸電線中電流I1=10 A,發(fā)電站輸送的功率P=I1U=9.0 kW,B正確;由理想變壓器中,輸入功率等于輸出功率可知,用戶得到的功率P2=P-P損=8.8 kW,C正確;若輸出電壓U保持不變,用戶又并入一用電器,副線圈所在電路中總電阻減小,則副線圈電流增加,原線圈電流增加,輸電線路上損耗的電壓增加,原線圈兩端電壓減小,副線圈兩端電壓減小,D錯(cuò)誤.11.BC金屬棒ab沿導(dǎo)軌下滑,根據(jù)右手定則可知,在ab下滑的過程中,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由a到b,所以通過G1的電流是從右端進(jìn)入的,故A錯(cuò)誤.金屬棒ab開始時(shí)做加速運(yùn)動(dòng),