專題9交變電流與傳感器

1、物理專題九交變電流與傳感器一、選擇題1一個(gè)電爐上“220V1.5 kW”，那么為了使它正常工作，所使用的正弦交流電應(yīng)是( ) A電壓最大值為220V，電流最大值約為9.6A B電壓最大值為311V，電流最大值約為6.8A C電壓有效值為220V，電流有效值約為6.8A D電壓有效值為311V，電流有效值約為9.6A2照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的，可是我們?cè)谕砩掀甙它c(diǎn)鐘用電高峰時(shí)開燈，電燈比深夜時(shí)要暗些，這是因?yàn)榇藭r(shí)( )A總電阻比深夜時(shí)大，干路電流小，每盞燈分到的電壓就小B總電阻比深夜時(shí)大，干路電流小，每一支路的電流就小C總電阻比深夜時(shí)小，干路電流大，輸電線上損失電壓大D干路電流一

2、定，支路比深夜時(shí)多，分去了一部分電流3如圖所示，在鐵芯上下分別繞有匝數(shù)n1=800和n2=200的兩個(gè)線圈，上線圈兩端與u =51sin 314t V的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是( )A 2.0 V B 9.0 V C 12.7 V D 144.0 V4一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)為關(guān)于這個(gè)交變電流，下列說法中正確的是A交變電流的頻率為100HzB電動(dòng)勢(shì)的有效值為220VC電動(dòng)勢(shì)的峰值約為311VDt=0時(shí)，線圈平面與中性面垂直5如圖,實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī),內(nèi)阻r=1.0,外接R=9.0的電阻。閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

3、時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，則( )A該交變電流的頻率為10HzB該電動(dòng)勢(shì)的有效值為C外接電阻R所消耗的電功率為10WD電路中理想交流電流表的示數(shù)為1.0A62008年1月10日開始的低溫雨雪冰凍造成我國(guó)部分地區(qū)嚴(yán)重災(zāi)害，其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴(yán)重。此次災(zāi)害牽動(dòng)億萬人的心。為清除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)計(jì)了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰。若在正常供電時(shí)，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱損耗功率為；除冰時(shí)，輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?，則除冰時(shí)（認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變）（ ）A輸電電流為舌 B輸電電流為C輸電電壓為 D輸電電壓為7一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的交變電壓e=311si

4、n100t（U），那么( )A該交變電壓的頻率為50Hz B當(dāng)t=0時(shí)，線圈平面恰好與中性面重合C當(dāng)t=（s）時(shí)，e有最大值 D該交變電壓的有效值為311V8關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流,下列說法中正確的是( )A線圈每經(jīng)過中性面一次,感應(yīng)電流方向改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變B線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,感應(yīng)電流方向就改變一次C線圈平面每經(jīng)過中性面一次,感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向都要改變一次 D線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周,感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向都要改變一次9一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻R。設(shè)原線圈的電流為I1，輸入功率為P1，副線圈的電流為I2，輸出功率為P2。

5、當(dāng)R增大時(shí) ( ) AI1減小，P1增大 BI1減小，P1減小 CI2增大，P2減小 DI2增大，P2增大10如圖所示，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略，下列說法中正確的是（ ）A合上開關(guān)K接通電路時(shí)，A2始終比A1亮B合上開關(guān)K接通電路時(shí)，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮C斷開開關(guān)K切斷電路時(shí)，A2先熄滅，A1過一會(huì)兒才熄滅D斷開開關(guān)K切斷電路時(shí)，A1先熄滅，A2過一會(huì)兒才熄滅11一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d，極板分別與電池兩極相連，上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì))。小孔正上方處的P點(diǎn)有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器，并在下極板

6、處(未寫極板接觸)返回。若將下極板向上平移，則從P點(diǎn)開始下落的相同粒子將( )A打到下極板上B在下極板處返回C在距上極板處返回D在距上極板d處返回12如圖甲所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為10:1，b是原線圈的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，定值電阻R=l0，其余電阻均不計(jì)，從某時(shí)刻開始在原線圈cd兩端加上如圖乙所示的交變電壓，則下列說法中正確的是( ) A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22VB當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接且t=0.0ls時(shí)，電流表示數(shù)為零 C當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a拔向b時(shí)，原線圈的輸入功率變大D當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，副線圈輸出電壓的頻 率變?yōu)?5Hz13如圖所示

7、，接于理想變壓器中的四個(gè) 規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比n1：n2：n3為( )A1：1：1B3：2：1C 6：2：1D 2：2：114美同科學(xué)家Willard SBoyle與George ESmith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲2009年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器下列器件可作為傳感器的有( )A發(fā)光二極管 B熱敏電阻C霍爾元件 D于電池二、實(shí)驗(yàn)題15圖甲為某同學(xué)研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖，用電流傳感器顯示器各時(shí)刻通過線圈L的電流。電路中電燈的電阻R1=6.0，定值電阻R=2.0，AB間電壓U=6.0 V。開關(guān)S原來閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)

8、， 在t1=1.0×103 s時(shí)刻斷開關(guān)S，此時(shí)刻前后電流傳感器顯示的電流隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示。則線圈L的直流電阻RL=_；斷開開關(guān)后通過電燈的電流方_ (填“向左”或“向右”)；在t2=1.6×103 s時(shí)刻線圈L中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為_三、大題16如圖所示，質(zhì)量M2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m=1kg的小球通過長(zhǎng)L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，開始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度v0=4 m/s，g取10m/s2。（1）若鎖定滑塊，試求小球通過最高點(diǎn)P時(shí)對(duì)輕桿的作用力大小和方向。（2）若

9、解除對(duì)滑塊的鎖定，試求小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小。（3）在滿足（2）的條件下，試求小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離。17某小型實(shí)驗(yàn)水電站輸出功率是20 kW，輸電線路總電阻是60 。（10分） (1)若采用380V輸電，求輸電線路損耗的功率； (2)若改用5 000 V高壓輸電，用戶端利用的變壓器降壓，求用戶得到的電壓。18某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車，總質(zhì)量m=3×103 kg。當(dāng)它在水平路面上以=36 km/h的速度勻速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流I=50 A，電壓U=300 V。 (1)求驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P電； (2)若驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0轉(zhuǎn)化為用

10、于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī)，求汽車所受阻力與車重的比值(g取10 m/s2)； (3)設(shè)想改用太陽(yáng)能電池給該車供電，其他條件不變，求所需太陽(yáng)能電池板的最小面積；結(jié)合計(jì)算結(jié)果，簡(jiǎn)述你對(duì)該設(shè)想的思考。 已知太陽(yáng)輻射的總功率P0=4×1026 W，太陽(yáng)到地球的距離r=1.5×1011m，太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過程中大 約有30的能量損耗，該車所用太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15。19如圖所示，一個(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220 V的市電上，向額定電壓為1.80×104 V的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光。為了安全，需在原線圈回路中接入熔斷器，使副線圈電路中電流超

11、過12 mA時(shí)，熔絲就熔斷。(1)熔絲的熔斷電流是多大?(2)當(dāng)副線圈電路中電流為10mA時(shí)，變壓器的輸入功率是多大？萬卷物理答案專題九 交變電流與傳感器1.C2.B 3.解析：由得，其中，得，因此題中兩線圈并非處于理想狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)漏磁，所以交流電壓表的讀數(shù)小于9.0 V，故選項(xiàng)A正確。答案：A 【命題立意】本題考查了變壓器兩端電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系及有效值問題，知道電壓表讀數(shù)應(yīng)為交流電的有效值，主要考查理解能力，屬容易題。4.BC5.D 6.D 7.ABC 8.C 9.B10.B 11.D 12.AC 【解析】原線圈輸入電壓的有效值為V=220V，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，=22V,A選項(xiàng)正確

12、；當(dāng)t=0.01s時(shí)，電流表示數(shù)不為零，電流表測(cè)量的是有效值，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，=44V,輸出功率增大，原線圈的輸入功率也增大，此時(shí)輸出電壓的頻率不變，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。13. B 【解析】燈泡正常發(fā)光，可得,所以.由變壓器的電壓比公式，所以.同理，燈泡正常發(fā)光，功率相等，即.由，得，即.由得，即，所以。14.BC 【解析】熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化，可以把溫度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，而霍爾元件可以把磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，熱敏電阻和霍爾元件可作為傳感器，B.C正確。實(shí)驗(yàn)題15. 向左 2.0 V 【解析】感線圈的電流I0= 1.5A 解得： 由自感知，電燈中的電

13、流方向?yàn)椋合蜃?由圖讀出t= 1.6×10-3 s時(shí)流過電感線圈的電流I=0.2 A閉合電路歐姆定律E=I（RL+R+R1） 得 E=2.0 V 大題16.命題動(dòng)向：本題綜合性強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的能力要求較高，本題考查了機(jī)械能守恒及圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律的綜合應(yīng)用，解答本題的關(guān)鍵是模型的建立。解析：（1）設(shè)小球能通過最高點(diǎn)，且此時(shí)的速度為，在上升過程中，因只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒。則 設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，輕桿對(duì)小球的作用力為F，方向向下，則 由式，得 由牛頓第三定律可知，小球?qū)p桿的作用力大小為，方向豎直向上。 （2）解除鎖定后，設(shè)小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度為，此時(shí)滑塊的速度為V。在上升過程中，因系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，水平方向的動(dòng)量守恒。以水平向右的方向?yàn)檎较颍?在上升過程中，因只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則 由式，得 （3）設(shè)小球擊中滑塊右側(cè)軌道的位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離為，滑塊向左移動(dòng)的距離為，任意時(shí)刻小球的水平速度大小為，滑塊的速度大小為。由系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒，得 將式兩邊同乘以，得 因式對(duì)任意時(shí)刻附近的微小間隔都成立，累積相加后，有 又 由式得 17.解：（1）輸電線上的電