章末定時練十 交變電流 傳感器—2021屆高考物理一輪復習檢測

1、章末定時練十 交變電流 傳感器(時間：60分鐘)一、選擇題(每小題給出的四個選項中第18題只有一項符合題目要求，第912題有多項符合題目要求)1某線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸勻速轉動，產(chǎn)生的交變電流的圖象如圖1所示，由圖中信息可以判斷()圖1A在A和C時刻線圈處于中性面位置B在B和D時刻穿過線圈的磁通量為零C從A時刻到D時刻線圈轉過的角度為2D若從O時刻到D時刻歷時0.02 s，則在1 s內交變電流的方向改變100次解析在A和C時刻產(chǎn)生的感應電流最大，此時對應的感應電動勢最大，線圈平面與磁感線方向平行，A錯誤；在B和D時刻，產(chǎn)生的感應電流為零，此時通過線圈的磁通量最大，B錯誤；從A時刻到

2、D時刻，對應周期，即線圈轉過的角度為，C錯誤；若從O時刻到D時刻歷時0.02 s，則交變電流的周期為0.02 s，而一個周期內交變電流的方向改變2次，故在1 s內交變電流的方向改變100次，D正確答案D2關于圖甲、乙、丙、丁，下列說法正確的是()A圖甲中電流的峰值為2 A，有效值為 A，周期為5 sB圖乙中電流的峰值為5 A，有效值為2.5 AC圖丙中電流的峰值為2 A，有效值為 AD圖丁中電流的最大值為4 A，有效值為 A，周期為2 s解析圖甲是正弦式交變電流圖線，峰值(最大值)為2 A，有效值是峰值的，即 A，周期為4 s，所以A項錯誤；圖乙電流大小改變但方向不變，所以不是交變電流，計算有

3、效值時因為熱效應與電流方向無關，所以仍是峰值的，即2.5 A，所以B選項正確；圖丙是圖甲減半的脈沖電流，有效值不可能為峰值的，所以C選項錯誤；圖丁是交變電流圖線，周期為2 s，根據(jù)有效值定義則有：42×R×32×R×I2RT，解得電流有效值I2.5 A，所以D選項錯誤答案B3一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2115，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示，副線圈僅接入一個10 的電阻，則()圖2A流過電阻的最大電流是20 AB與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是141 VC變壓器的輸入功率是1×103 WD在交變電流變化的一個

4、周期內，電阻產(chǎn)生的焦耳熱是2×103 J解析由交流電壓u隨時間t的變化規(guī)律可知，輸入的最大電壓為220 V，由電壓關系可知，可得輸出電壓的最大值為100 V，電壓的有效值為100 V，最大電流為10 A，電流的有效值為10 A，選項A錯誤；電壓表示數(shù)應為電壓有效值，因此選項B錯誤；變壓器的輸出輸入功率相等，可得PUI1×103 W，選項C正確；在交變電流變化的一個周期內，電阻產(chǎn)生的焦耳熱為QI2Rt20 J，選項D錯誤答案C4如圖3甲為小型旋轉電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電

5、阻R10 連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數(shù)是10 V圖乙是矩形線圈中磁通量隨時間t變化的圖象則()圖3A電阻R上的電功率為20 WB0.02 s時R兩端的電壓瞬時值為零CR兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u14.1cos 100t(V)D通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i1.41cos 50t(A)解析電阻R上的電功率為P10 W，選項A錯誤；由圖乙知0.02 s時磁通量變化率最大，R兩端的電壓瞬時值最大，選項B錯誤；R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u14.1 cos 100t(V)，通過R的電流i隨時間t的變化規(guī)律是i1.41 cos 100t(A)，選項C正確，D錯誤答

6、案C5如圖4所示，接在照明電路中的自耦變壓器的副線圈上通過輸電線接有三個燈泡L1、L2和L3，輸電線的等效電阻為R.當滑動觸頭P向上移動一段距離后，下列說法正確的是()圖4A等效電阻R上消耗的功率變大B三個燈泡都變亮C原線圈兩端的輸入電壓減小D原線圈中電流表示數(shù)減小解析自耦變壓器的原、副線圈是同一個線圈，只是匝數(shù)不同而已由題意知原線圈是副線圈的一部分.，當P上移時，U1、n2不變，n1變大時，U2變小，因負載電路結構不變，因此負載上的總電流I2應變小，R上消耗的功率變小，由串、并聯(lián)電路特點知三個燈泡都變暗，A、B都錯誤由于原線圈的輸入電壓由外部電路決定，是不變的，C錯誤；由P入P出，U1I1U

7、2I2知，P出減小時，I1一定減小，電流表示數(shù)減小，D項正確答案D6電阻為1 的矩形線圈繞垂直于磁場方向的軸，在勻強磁場中勻速轉動，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖象如圖5所示現(xiàn)把交流電加在電阻為9 的電熱絲上，下列判斷正確的是()圖5A線圈轉動的角速度100 rad/sB在t0.01 s時刻，穿過線圈的磁通量最大C電熱絲兩端的電壓U100 VD電熱絲此時的發(fā)熱功率P1 800 W解析由題圖可以看出該交變電流的周期T0.02 s，則角速度100 rad/s，A項錯t0.01 s時刻，電壓達到最大，則此時磁通量變化率最大，磁通量為零，B項錯電熱絲兩端電壓為路端電壓URU×90 V，故C項

8、錯根據(jù)電功率公式P W1 800 W，故D項正確答案D7理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖6 甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動變阻器的滑片，下列說法中正確的是()圖6A副線圈輸出電壓的頻率為50 HzB副線圈輸出電壓的有效值為31 VCP向右移動時，原、副線圈的電流比減小DP向右移動時，變壓器的輸出功率減小解析由交變電壓的圖象可知交變電流的周期為T2×102s，故f50 Hz，且變壓器不能改變交變電流的頻率，故選項A正確；由于交變電壓的最大值為Um311 V，故其有效值為U1220 V，經(jīng)變壓器后，由可得：U222 V，故選項B錯誤；P向右移

9、動時接入電路的電阻變小，故負載電阻變小，輸出電流變大，輸出電功率也變大，而原、副線圈的電流比不變，故選項C、D錯誤答案A8如圖7甲所示，理想變壓器的原線圈電路中裝有熔斷電流0.5 A的保險絲L，原線圈匝數(shù)n1600匝，副線圈匝數(shù)n2120匝當原線圈接在如圖乙所示的交流電源上時，要使整個電路和用電器都正常工作，則副線圈兩端可以接()圖7A阻值為12 的電阻B并聯(lián)兩盞“36 V,40 W”的燈泡C工作頻率為10 Hz的用電設備D耐壓值為36 V的電容器解析根據(jù)圖乙可知，原線圈輸入的交變電壓的最大值U1m180 V，有效值U1180 V，周期T10.02 s，頻率f11/T150 Hz.又n1n25

10、1，所以副線圈的輸出電壓的最大值為U2m36 V，有效值U236 V，周期T2T10.02 s，頻率f2f150 Hz；若副線圈兩端接阻值為12 的電阻，則I2U2/R3 A，I1n2I2/n10.6 A>0.5 A，即流過保險絲的電流超過了其熔斷電流，選項A錯誤；若并聯(lián)兩盞“36 V,40 W”的燈泡，那么，燈泡兩端電壓剛好為其額定電壓，此外，流過保險絲的電流I1n2I2/n10.2I20.2×2× A A<0.5 A，顯然，整個電路和用電器均能正常工作，所以選項B正確；由于輸出交流電的頻率為50 Hz，所以副線圈兩端不可以接工作頻率為10 Hz的用電設備，選

11、項C錯誤；電容器的耐壓值指的是允許通過的最大電壓值，題中副線圈輸出電壓的最大值為U2m36 V>36 V，即超過了電容器的耐壓值，所以選項D錯誤答案B9某小型水電站的電能輸送示意圖如圖8甲所示，發(fā)電機的輸出電壓變化規(guī)律如圖乙輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則()圖8A乙圖中電壓的瞬時值表達式為u220sin 100t VB乙圖中電壓的有效值和用電器的額定電壓都是220 V，所以C通過升壓變壓器的電流頻率比通過降壓變壓器的電流頻率大D升壓變壓器的輸出功率大于

12、降壓變壓器的輸入功率解析由于輸電線上電阻會損失電壓、電功率，使得U2>U3，故P2>P3，選項D正確；因為，由于U1U4220 V，U2>U3，所以<，選項B錯誤；由交流電及變壓器基礎知識可知選項A對，C錯答案AD10如圖9所示，有一臺交流發(fā)電機E，通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠處用戶供電，輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設T1的輸入電壓U1一定，當用戶消耗的電功率變大時，有()圖9AU2減小，U4變大B

13、U2不變，U3變小CP1變小，P2變小DP2變大，P3變大解析當用戶消耗的電功率增大時，升壓變壓器的輸入功率必增大，即P1增大，由于輸入電壓U1為定值不變，升壓變壓器的匝數(shù)不變，故輸出電壓U2不變，由于P1增大，由P1U1I1P2U2I2可得，I1增加，P2、I2增加，由閉合電路歐姆定律得：U3U2I2R，故U3減小，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)不變，所以隨著U3減小，U4減小，A錯誤，B正確；由于用戶消耗的電功率增加，即P4增加，理想變壓器無功率損耗可得：P3P4，功率P3也增加，故C錯誤，D正確答案BD11如圖10甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉軸在勻強磁場中勻速轉動，輸出交流電的電動勢

14、圖象如圖乙所示，經(jīng)原副線圈的匝數(shù)比為110的理想變壓器給一燈泡供電，如圖丙所示，副線圈電路中燈泡額定功率為22 W現(xiàn)閉合開關，燈泡正常發(fā)光則()圖10At0.01 s時刻穿過線框回路的磁通量為零B交流發(fā)電機的轉速為50 r/sC變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1 AD燈泡的額定電壓為220 V解析由題圖知t0.01 s時e0，此時線圈平面位于中性面，磁通量最大，A錯；周期T0.02 s，所以n50 r/s，B對；由理想變壓器原理得：，其中U1 V，得UL220 V，IL0.1 A，而，得I11 A，C對；燈泡的額定電壓為交流電壓的有效值220 V，D錯答案BC12如圖11所示，邊長為L、匝數(shù)為N，電

15、阻不計的正方形線圈abcd在磁感應強度為B的勻強磁場中繞轉軸OO轉動，軸OO垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度轉動，下列判斷正確的是()圖11A兩電壓表的示數(shù)之比為U1U2n1n2B電壓表V1示數(shù)等于NBL2C當滑動變阻器R的滑片P向上滑動時，電壓表V2的示數(shù)變大D變壓器的輸入功率與輸出功率之比為11解析變壓器的電壓之比等于線圈匝數(shù)之比，A正確；由于線圈電阻不計，示數(shù)即為線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值U1E，B錯誤；的示數(shù)由和線圈匝數(shù)比決定，R的變化不影響的示數(shù)，C錯誤；理想變壓器輸出功率等于輸入功率，D正確答案AD二、非選擇

16、題13交流發(fā)電機的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO勻速轉動一小型發(fā)電機的線圈共220匝，線圈面積S0.05 m2，線圈轉動的頻率為50 Hz，線圈內阻不計，磁場的磁感應強度BT.為了用此發(fā)電機所發(fā)出的交流電帶動兩個標有“220 V,11 kW”的電機正常工作，需在發(fā)電機的輸出端a、b與電機之間接一個理想變壓器，電路如圖12所示，求：圖12(1)發(fā)電機的輸出電壓為多少？(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多大？解析(1)EmNBS1 100 V輸出電壓的有效值為U11 100 V(2)根據(jù)得(3)根據(jù)P入P出2.2×104 W再根據(jù)P入U1I1，解得I120 A答案(1)1 100 V(2)(3)20 A14圖13中，降壓變壓器的變壓系數(shù)是3，即初級線圈匝數(shù)與次級線圈的匝數(shù)之比是31.初級線圈的輸入電壓是660 V，次級線圈的電阻為0.2 ，這臺變壓器供給100盞“220 V,60 W”的電燈用電