交變電流傳感器(附答案)

1、第十單元 交變電流 傳感器章末達(dá)標(biāo)測試(時(shí)間：60分鐘滿分：110分)一、選擇題(本題共9小題，每小題6分，共54分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意) 1如圖1所示，原、副線圈匝數(shù)比為21的理想變壓器正常工作時(shí)，以下說法不正確的是()圖 1A原、副線圈磁通量之比為21B原、副線圈電流之比為12C輸入功率和輸出功率之比為11D原、副線圈磁通量變化率之比為112.如圖2所示，三個(gè)燈泡是相同的，額定功率足夠大，直流電源E1內(nèi)阻可以忽略，交流電源E2電動(dòng)勢的有效值與E1相等，自感線圈電阻不計(jì)。當(dāng)開關(guān)S接到接點(diǎn)A時(shí)，三燈亮度相同，當(dāng)開關(guān)S接到接點(diǎn)B時(shí)()A甲、乙、丙三燈亮度相同B甲燈最亮，丙燈不亮圖 2C甲

2、燈和乙燈等亮，丙燈不亮D乙燈最亮，丙燈不亮3.如圖3所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，D為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)光越強(qiáng))，且R與D距離不變，下列說法中正確的是()A當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大B當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小圖 3C當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率可能不變D無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，L消耗的功率不變4全自動(dòng)洗衣機(jī)中的排水閥是由程序控制器控制其動(dòng)作的，當(dāng)進(jìn)行排水和脫水工序時(shí)，控制鐵芯1的線圈通電，使鐵芯2運(yùn)動(dòng)，從而牽引排水閥的閥門，排除污水(如圖4所示)。以下說法中正確的是()圖 4若輸入的控制電流由a流入，由b流出，則鐵芯2中A端為N

3、極，B端為S極若輸入的控制電流由a流入，由b流出，則鐵芯2中A端為S極，B端為N極若a、b處輸入交變電流，鐵芯2不能被吸入線圈中若a、b處輸入交變電流，鐵芯2仍能被吸入線圈中A.B.C.D.5利用如圖5所示的電流互感器可以測量被測電路中的電流，若互感器原、副線圈的匝數(shù)比n1n21100，交流電流表A的示數(shù)是50 mA，則()A被測電路的電流有效值為0.5 AB被測電路的電流平均值為0.5 AC被測電路的電流最大值為5eq r(2) A圖 5D原、副線圈中的電流同時(shí)達(dá)到最大值6(2012江蘇蘇北四市調(diào)研)如圖6甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為201，R110 ，R220 ，電容器電容C10

4、0 F。已知電阻R1兩端的正弦交流電壓如圖乙所示，則()圖 6A原線圈輸入電壓的最大值為400 VB交流電的頻率為100 HzC電容器所帶電荷量恒為2103 CD電阻R1消耗的電功率為10 W7如圖7所示，R1是定值電阻，R2是正溫度系數(shù)熱敏電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)以下判斷錯(cuò)誤的是()AR1兩端的電壓增大B電流表的示數(shù)增大圖7C小燈泡的亮度變小D小燈泡的亮度變大8.如圖8所示，單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線OO與磁感線垂直。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T，線圈所圍面積S0.1 m2，轉(zhuǎn)速12 r/min。若從中性面開始計(jì)時(shí)，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為Ae1

5、2sin120t(V)Be24sin120t(V) Ce0.04sin0.4t(V) De0.4cos2t(V) 圖89(2012綏化模擬)圖9甲是一教學(xué)演示用發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律如圖乙。發(fā)電機(jī)線圈電阻為0.5 ，外接電阻為2.5 ，則下列判斷錯(cuò)誤的是()圖9A線圈轉(zhuǎn)速為50 r/sB電壓表的示數(shù)為2.5 VC電路中電流的最大值為eq r(2) AD若線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，外接電阻消耗的功率也變?yōu)樵瓉淼?倍二、計(jì)算題(本題共3小題，共56分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)10(20分)如圖9所示，邊長為l的正方形線圈abcd的匝數(shù)

6、為n，ad邊的中點(diǎn)和bc邊的中點(diǎn)的連線OO恰好位于勻強(qiáng)磁場的邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈與外電阻R構(gòu)成閉合電路，整個(gè)線圈的電阻為r?，F(xiàn)在讓線圈以O(shè)O連線為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，求：(1)閉合電路中電流瞬時(shí)值i的表達(dá)式； 圖9(2)當(dāng)teq f(,4)時(shí)，電阻R兩端的電壓值。11(15分)如圖11甲所示是一種振動(dòng)發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)由一個(gè)半徑為r0.1 m的50匝的線圈套在輻形永久磁鐵槽上組成，假設(shè)磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(如圖乙)。線圈運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為eq f(1,5) T，方向不變，線圈的總電阻為2 ，它的引出線接有8 的電珠L，外力推動(dòng)線圈的P端，

7、使線圈做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過電珠，當(dāng)線圈向右的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙所示時(shí)(x取向右為正)。圖11(1)畫出線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像(取電流從aLb為正方向)；(2)在0.1 0.15 s內(nèi)推動(dòng)線圈運(yùn)動(dòng)過程中的作用力；(3)求該發(fā)電機(jī)的輸出功率(其他損耗不計(jì))。12(20分)發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶，如果升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器。發(fā)電機(jī)的輸出功率是100 kW，輸出電壓是250 V，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為125，輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸入功率的4%。(1)畫出上述輸電全過程的線路圖。(2)求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線

8、中的電流。(3)求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓。(4)計(jì)算降壓變壓器的輸出功率。1.解析：由于原、副線圈共用一個(gè)鐵芯，故通過原、副線圈磁通量之比和原、副線圈磁通量變化率之比均為11，選項(xiàng)A錯(cuò)誤而D正確；由I1I2n2n1得，I1I212，選項(xiàng)B正確；由于理想變壓器不考慮變壓器自身的功率損失，故選項(xiàng)C正確，本題選擇不正確的選項(xiàng)，故應(yīng)選A。答案：A2. 解析：當(dāng)開關(guān)S接到A點(diǎn)時(shí)，三個(gè)相同的燈泡亮度相同，說明通過三個(gè)燈泡的電流大小相等，三個(gè)支路對所加頻率的交流電的阻礙作用相同。當(dāng)開關(guān)S接B點(diǎn)時(shí)，由于所加的是直流電，含電阻支路的阻礙作用不變，含電感線圈支路的阻礙作用減小(線圈有“阻交流

9、，通直流”的作用)，含電容支路的阻礙作用變?yōu)闊o窮大(電容有“通交流，隔直流”的作用)。所以甲燈亮度不變，乙燈變亮，丙燈不亮。答案：D3. 解析：滑動(dòng)變阻器觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，電阻減小，通過D的電流變大，發(fā)光二極管發(fā)出的光增強(qiáng)，光照射光敏電阻，R的阻值減小，通過L的電流變大，L消耗的功率變大；反之，P向右移動(dòng)時(shí)，L的功率變小。答案：A4. 解析：控制電流由ab，由安培定則，電磁鐵左端為N極，右端為S極，鐵芯2被磁化，A端為N極，B端為S極，而被吸入線圈中。若a、b處輸入交變電流，鐵芯1磁性不斷變化，鐵芯2磁性也隨之變化，仍能被吸入線圈。答案：AD5. 解析：交流電流表示數(shù)為副線圈中電流的有效值，即

10、I250 mA0.05 A，根據(jù)eq f(I1,I2)eq f(n2,n1)得，I15 A，A、B均錯(cuò)誤；原線圈(被測電路)中電流的最大值Imeq r(2)I15eq r(2) A，C正確；原線圈中電流最大時(shí)，線圈中磁通量的變化率等于零，此時(shí)副線圈中的電流最??；原線圈中電流等于0時(shí)，磁通量的變化率最大，副線圈中電流最大。所以原、副線圈電流有相位差，故不能同時(shí)達(dá)到最大值，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C6. 解析：由題圖乙可知變壓器輸出的電壓最大值為20 V，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為201，所以原線圈輸入電壓的最大值為400 V，A選項(xiàng)正確；副線圈交流電的周期為0.02 s，頻率為50 Hz，原、副線圈交流

11、電的頻率一致，B選項(xiàng)不正確；電容器所帶最大電荷量為QCU1.414103 C，C選項(xiàng)不正確；R1消耗的電功率Peq f(U2,R1)20 W，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A7. 解析：正溫度系數(shù)熱敏電阻，隨溫度的降低而減小，當(dāng)溫度降低時(shí)，外電路總電阻減小，干路總電流增大，路端電壓減小，而R1上的電壓會(huì)增大，使得并聯(lián)的部分電壓減小，因此通過小燈泡的電流減小，亮度變小，選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤。答案：D8. 解析：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為EmBSBS2n10.10.4(V)0.04(V)角速度：2n2eq f(12,60) rad/s0.4 rad/s初相：00則感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)

12、值表達(dá)式為eEmsin(t0)0.04sin0.4t(V)由此可知選項(xiàng)C是正確的。答案：C9. 解析：由題圖乙可知，交流電的周期為T0.02 s，由Teq f(1,n)可得，轉(zhuǎn)速n50 r/s，選項(xiàng)A正確；交流電的有效值為Eeq f(Em,r(2)3 V，電壓表的示數(shù)Ueq f(E,Rr)R2.5 V，選項(xiàng)B正確；電路中電流的最大值為Imeq f(Em,Rr)eq r(2) A，選項(xiàng)C正確；外電阻消耗的功率為PR(eq f(E,Rr)2R，若轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，由EmnBS，Eeq f(nBS,r(2)得，電動(dòng)勢變?yōu)樵瓉淼?倍，外接電阻消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：D10. 解析

13、：(1)沿OO方向看去，磁場分布的側(cè)視圖如圖所示。由圖可知，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)只有一條邊切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，在t時(shí)刻線圈的電動(dòng)勢為enBlv1nBlvsint其中veq f(l,2)解得eeq f(1,2)nBl2sint據(jù)閉合電路歐姆定律可知，閉合電路中的電流為ieq f(e,Rr)eq f(nBl2,2Rr)sint。(2)由電流瞬時(shí)值表達(dá)式知，teq f(,4)時(shí)，流過電阻R的電流為ieq f(nBl2,2Rr)sin(eq f(,4)eq f(r(2)nBl2,4Rr)由部分電路歐姆定律知，teq f(,4)時(shí)，電阻R兩端電壓為UiReq f(r(2)nBl2R,4Rr)。答案：(1)

14、ieq f(nBl2,2Rr)sint(2)eq f(r(2)nBl2R,4Rr) 11. 解析：(1)在0 s0.1 s內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢E1nBLv1v1eq f(0.10,0.1) m/s1 m/sL2r，I1eq f(E1,R總)0.2 A在0.1 0.15 s內(nèi)：v22 m/s，E2nBLv2，I2eq f(E2,R總)0.4 A。(2)因?yàn)橥饬蛩偻苿?dòng)線圈，所以有：FF安nBI2LnBI22r50eq f(0.2,)0.420.1 N0.8 N。(3)電流的有效值為I，則有：I2R0.150.22R0.10.42R0.05I2eq f(2,25)所以P出I2Req f(2,25)8 Weq f(16,25) W0.64 W。答案：(1)見解析(2)0.8 N(3)0.64 W12. 解析：(1)輸電過程線路圖如圖所示。(2)對升壓變壓器，據(jù)公式eq f(U2,U1)eq f(n2,n1)，有U2eq f(n2,n1)U1eq f(25,1)250 V6 250 VI2eq f(P2,U2)