第十三章 交變電流 傳感器（測試）-2025版一輪復(fù)習(xí)物理章末測試卷

1/13第十三章交變電流傳感器測試卷（考試時間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項：1．本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。答卷前，考生務(wù)必將自己的班級、姓名、學(xué)號填寫在試卷上。2．回答第I卷時，選出每小題答案后，將答案填在選擇題上方的答題表中。3．回答第II卷時，將答案直接寫在試卷上。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題（共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1-8題只有一項符合題目要求，第9-12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）1．矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈平面位于如圖所示的勻強(qiáng)磁場中。下列說法正確的是（）A．圖甲時刻通過線圈的磁通量變化率最大 B．圖乙時刻線圈中感應(yīng)電流方向改變C．圖丙時刻線圈中磁通量最大 D．圖丁時刻線圈中感應(yīng)電動勢最小【答案】C【詳解】AC．圖中線圈平面與磁場方向垂直，此時穿過線圈的磁通量最大，而感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流和磁通量的變化率均為零，感應(yīng)電流在此位置改變方向，故A錯誤，C正確；BD．圖中線圈平面與磁場方向平行，穿過線圈的磁通量為零，而感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流和磁通量的變化率均達(dá)到最大，該時刻電流方向不變，故BD錯誤。故選C。2．一臺發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，內(nèi)阻為的線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。外接電表均為理想交流電表，小燈泡的電阻為恒定不變，則（）

A．發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值為B．電壓表的示數(shù)為C．發(fā)電機(jī)的輸出功率為D．在時，穿過線圈的磁通量變化率為零【答案】D【詳解】A．由題圖乙可知，交流電電動勢的最大值故有效值故A錯誤；B．電壓表測量的是小燈泡兩端的電壓，所以電壓表示數(shù)為故B錯誤；C．發(fā)電機(jī)的輸出功率故C錯誤；D．在時，由題圖乙可知此時的電動勢為零，感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率成正比，該時刻穿過線圈的磁通量變化率為零，故D正確。故選D。3．如圖甲所示，手機(jī)置于充電墊上進(jìn)行無線充電.充電過程中，安裝于充電墊內(nèi)的線圈（線圈1）通過一定頻率的正弦交流電，手機(jī)內(nèi)部的受電線圈（線圈2，如圖乙）產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，為手機(jī)電池充電，實現(xiàn)能量的傳輸，下列說法正確的是（

）

A．無線充電利用線圈的自感原理B．充電過程中，穿過線圈2的磁通量不變C．線圈2產(chǎn)生的電能不可能大于線圈1消耗的電能D．線圈1和線圈2兩端的電壓之比等于兩線圈的匝數(shù)之反比【答案】C【詳解】A．線圈1中通正弦交流電，該交流電產(chǎn)生變化的磁場，該磁場穿過線圈2產(chǎn)生感應(yīng)電動勢對手機(jī)充電，無線充電利用的是電磁感應(yīng)原理（互感原理），不是自感原理，故A錯誤；B．線圈2產(chǎn)生感應(yīng)電動勢對手機(jī)充電，穿過線圈2的磁通量一定發(fā)生變化，如果穿過線圈2的磁通量不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，無法對手機(jī)充電，故B錯誤；C．充電過程線圈1產(chǎn)生的磁場能有損失、線圈發(fā)熱也會造成能量損失，因此充電過程線圈2產(chǎn)生的電能不可能大于線圈1消耗的電能，故C正確；D．充電過程若兩線圈看作理想變壓器，線圈1和線圈2兩端的電壓之比等于線圈的匝數(shù)之比。由于該過程有漏磁，穿過兩線圈的磁通量的變化率不同，因此線圈1和線圈2兩端的電壓之比與線圈的匝數(shù)之比成正相關(guān)，故D錯誤。故選C。4．如圖1，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的．如圖2，原線圈與交流電源連接，副線圈與負(fù)載R連接．已知，原、副線圈的匝數(shù)分別為、，原線圈的輸入功率為、電壓為、電流為、頻率為，副線圈的輸出功率為、電壓為、電流為、頻率為．下列說法正確的是（）A．若變壓器為理想變壓器，且，則，B．若變壓器為理想變壓器，且，則，C．若僅考慮產(chǎn)生的磁場不能完全局限在鐵芯內(nèi)，則D．若僅考慮變壓器線圈通過電流時會發(fā)熱，則【答案】C【詳解】AB．若變壓器為理想變壓器，且，則根據(jù)可知若根據(jù)可知由于原線圈的電流變化頻率決定了鐵芯中磁場的變化頻率；磁場的變化頻率決定了副線圈的電流變化頻率，所以原、副線圈中的交流電頻率一定相等，故AB錯誤；C．若僅考慮產(chǎn)生的磁場不能完全局限在鐵芯內(nèi)，變壓器中存在漏磁損耗，故原線圈的輸入功率大于副線圈的輸出功率，故C正確；D．若僅考慮變壓器線圈通過電流時會發(fā)熱，則即故D錯誤。故選C。5．如圖所示，單匝正方形線框ABCD的BC邊恰好與勻強(qiáng)磁場的左邊界MN重合，MN右側(cè)的勻強(qiáng)磁場區(qū)域足夠大。線框在外力作用下以BC邊為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，線框產(chǎn)生的熱量計為Q，所用的時間為T，下列判斷正確的是（

）

A． B． C． D．【答案】A【詳解】設(shè)正方形線框的邊長為L，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線框的電阻為R，回路中感應(yīng)電動勢的峰值為線圈轉(zhuǎn)動一周，只有半個周期有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則有故選A。6．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶3，正弦交流電源的電壓有效值恒為U=12V，電阻R1=1Ω，R2=2Ω。若滑動變阻器接入電路的電阻為7Ω，則（）A．若向上移動P，電壓表讀數(shù)將變大B．R1與R2消耗的電功率相等C．通過R1的電流為6AD．若向下移動P，電源輸出功率將不變【答案】C【詳解】A．若向上移動P，則R3電阻減小，副線圈回路中電流變大，原線圈回路中電流也變大，根據(jù)可知電源輸出功率將變大，電阻R1的電壓變大，變壓器輸入電壓變小，次級電壓變小，電壓表讀數(shù)將變小，A錯誤；B．理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為1:3，可知原副線圈的電流之比為3:1，根據(jù)可知R1與R2消耗的電功率之比為9:2，B錯誤；C．設(shè)通過R1的電流為3I，則副線圈電流為I，原線圈輸入電壓為根據(jù)匝數(shù)比可知副線圈輸出電壓為，則有解得則通過R1的電流為，C正確；D．若向下移動P，則R3電阻減大，副線圈回路中電流變小，原線圈回路中電流也變小，根據(jù)可知電源輸出功率將變小，D錯誤；故選C。7．如圖所示，MN、PQ是兩條水平平行放置的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的有端接理想變壓器的原線圈，變壓器的副線圈與電阻組成閉合回路，變壓器原副線圈匝數(shù)之比，導(dǎo)軌寬，質(zhì)量、電阻不計的導(dǎo)體棒ab垂直MN、PQ放在導(dǎo)軌上，在水平外力F作用下，從時刻開始在圖示的兩虛線范圍內(nèi)往復(fù)運動，其速度隨時間變化的規(guī)律是），垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=4T，導(dǎo)軌、導(dǎo)線和線圈電阻均不計，則（）

A．a(chǎn)b棒中產(chǎn)生的電動勢的表達(dá)式為20sin20πt（V）B．電阻R上的電功率為2000WC．從到的時間內(nèi)，外力F所做的功為D．從到的時間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為J【答案】B【詳解】A．a(chǎn)b棒中產(chǎn)生的電動勢的表達(dá)式為故A錯誤；B．由可得由得故B正確；C．根據(jù)可得從到t1=0.025s經(jīng)歷了四分之一個周期，這段時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量；，ab棒的速度，由能量守恒定律故C錯誤：D．從到的時間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量故D錯誤。故選B。8．如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶2，四個定值電阻阻值相同，在a、b端輸入某一正弦交流電壓，電鍵S斷開時與S閉合時變壓器原線圈輸入的電流之比為（

）

A．2∶3 B．3∶4 C．4∶5 D．5∶6【答案】D【詳解】設(shè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為斷開時，設(shè)原線圈中電流為，則閉合時，設(shè)原線圈中的電流為，則解得故選D。9．如圖1所示，理想自耦變壓器的副線圈匝數(shù)可通過滑動觸頭來調(diào)節(jié)，為標(biāo)稱為“”的用電器，原線圈兩端所接電壓隨時間變化的正弦曲線如圖2所示。接通電路，將滑動頭調(diào)至合適位置使用電器正常工作，下列說法正確的是（）

A．通過用電器的電流方向內(nèi)改變100次B．變壓器的輸出電壓為C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為D．流過原線圈的電流為【答案】AC【詳解】A．交變電流一個周期內(nèi)方向改變兩次，根據(jù)圖2得出該交變電流的周期為0.02s，則1s內(nèi)改變100次，A正確；B．變壓器的副線圈與R并聯(lián)，當(dāng)用電器正常工作時的電壓為變壓器的輸出電壓，即26V，B錯誤；C．根據(jù)圖1可知原線圈輸入電壓的有效值為根據(jù)理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比和電壓比的關(guān)系得，C正確；根據(jù)歐姆定律得出流過副線圈的電流為根據(jù)理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比和電流比成反比得則通過原線圈的電流，D錯誤。故選AC。10．某車床供電示意圖如圖所示，理想變壓器原線圈兩端連接有效值為350V的交流電源，兩副線圈分別連接電機(jī)和兩個相同的指示燈（連接電機(jī)的副線圈簡稱副線圈1，連接指示燈的副線圈簡稱副線圈2），電機(jī)的電壓為118V，指示燈的電壓為22V，S為指示燈中的一條支路的開關(guān)。下列說法正確的是（）

A．S閉合后，副線圈2兩端的電壓減小B．S閉合后，電源的輸出功率增大C．S閉合后，副線圈1中的電流比副線圈2中的電流增加得多D．原線圈和副線圈1的匝數(shù)之比n1：n2=175：59【答案】BD【詳解】AB．S閉合后，由于是理想變壓器，副線圈2兩端的電壓不變，副線圈2消耗的功率增加，則電源的輸出功率增大，A項錯誤，B項正確；C．S閉合后，由于副線圈1兩端的電壓不變，因此副線圈1中的電流不變，C項錯誤；D．已知，，根據(jù)可得，原線圈和副線圈1的匝數(shù)之比n1：n2=175：59，D項正確。故選BD。11．如圖所示為某小型水電站遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出功率為P，升壓變壓器原線圈輸入電流為，升壓變壓器副線圈電壓為，用戶得到的電流為，用戶得到的電壓為。兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是（）

A．B．升壓變壓器原線圈兩端的電壓為C．輸電線中的電流為D．采用這種方式遠(yuǎn)距離輸電是為了減少輸電線上損失的能量【答案】BD【詳解】A．由于輸電線有電阻，在輸電過程中會損失電功率，因此有故A錯誤；B．升壓變壓器原線圈兩端的電壓為故B正確；C．設(shè)輸送電流為，有故C錯誤；D．發(fā)電機(jī)的輸出功率等于升壓變壓器原線圈的輸入功率，即而變壓器的輸入功率等于輸出功率，即則由可見，升壓后，而輸電線路中的功率損失為可知，采用這種方式遠(yuǎn)距離輸電是為了減少輸電線上損失的能量，故D正確。故選BD。12．如圖所示，理想變壓器原線圈接一正弦交流電源，副線圈的c端接一個二極管，假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻阻值無窮大。副線圈的b端為中心觸頭，、間線圈匝數(shù)相等。定值電阻阻值為r，可變電阻的阻值為R可調(diào)，下列說法中正確的是（）

A．若恒定，當(dāng)分別接時，電壓表讀數(shù)之比為B．若恒定，當(dāng)分別接時，變壓器輸出功率之比為C．若恒定，當(dāng)分別接時，電流表讀數(shù)之比為D．當(dāng)接時，若，則可變電阻消耗功率最大【答案】AD【詳解】A．設(shè)原線圈兩端電壓為U1，副線圈兩端電壓為U2，原線圈匝數(shù)為n1，副線圈總匝數(shù)為n2，當(dāng)S接b時解得當(dāng)S接到c時則得而因二極管的單向?qū)щ娦?，根?jù)有效值得定義得即電壓表示數(shù)所以電壓表讀數(shù)之比為，故A正確；C．若R恒定，根據(jù)歐姆定律得，電流跟電壓成正比，即當(dāng)S分別接b、c時，電流表讀數(shù)之比為故C錯誤；B．若R恒定，根據(jù)得，當(dāng)S分別接b、c時，變壓器輸出功率之比為故B錯誤；D．當(dāng)S接b時，把定值電阻阻值為r等效為副線圈得內(nèi)阻，當(dāng)內(nèi)外電阻相等時，即R=r時，電源輸出功率最大，即可變電阻R消耗功率最大，故D正確。故選AD。第II卷（非選擇題共52分）二、非選擇題13．（6分）純電動汽車的蓄電池的安全性，主要體現(xiàn)在對其溫度的控制上，當(dāng)電池溫度過高時，必須立即啟動制冷系統(tǒng)進(jìn)行降溫。圖甲，是小明設(shè)計的模擬控溫裝置示意圖，電磁繼電器與熱敏電阻、滑動變阻器串聯(lián)接在電壓為的電源兩端．當(dāng)電磁鐵線圈（電阻不計）中的電流I大于或等于時，銜鐵被吸合，熱敏電阻置于溫度監(jiān)測區(qū)域，其阻值與溫度t的關(guān)系如圖乙所示，滑動變阻器的最大阻值為。則：

（1）圖甲中應(yīng)將b端與（選填“a”或“c”）端相連；（2）若設(shè)置電池溫度為時啟動制冷系統(tǒng)，則滑動變阻器阻值應(yīng)為；（3）該電路可設(shè)置啟動制冷系統(tǒng)的最高溫度是。【答案】c15074【詳解】（1）[1]由題意可知，當(dāng)控制電路電流達(dá)到20mA時銜鐵被吸合，制冷系統(tǒng)工作，所以圖甲中，應(yīng)將b端與c端相連。（2）[2]若設(shè)置電池溫度為啟動制冷系統(tǒng)，由圖乙可知，當(dāng)溫度為時，Rt的阻值為100Ω，此時控制電路的總電阻由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律，滑動變阻器接入的電阻為RP=R-Rt=250Ω-100Ω=150Ω（3）[3]當(dāng)滑動變阻器的最大阻值為200Ω時，熱敏電阻的阻值Rt′=R-RP′=250Ω-200Ω=50Ω由圖乙可知此時對應(yīng)的溫度為，所以此時該電路可設(shè)置啟動制冷系統(tǒng)的最高溫度是。14．（8分）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)采用了如圖所示的可拆式變壓器進(jìn)行研究，圖中各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100”的匝數(shù)。

（1）對于實驗過程，下列說法正確的有；A．本探究實驗采用了控制變量法B．測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”C．使用多用電表測電壓時，先用最大量程擋試測，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量D．因為實驗所用電壓較低，通電情況下可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱（2）若變壓器是理想變壓器，電源接變壓器原線圈“0”、“8”接線柱，副線圈接“0”、“4”接線柱，當(dāng)副線圈所接電表的示數(shù)為6.0V，則原線圈的輸入電壓應(yīng)為；A．18.0V

B．12.0V

C．5.0V

D．3.0V（3）該同學(xué)組裝變壓器時忘記將鐵芯閉合進(jìn)行實驗，當(dāng)原副線圈匝數(shù)比為8∶1，原線圈接12.0V交流電壓，則測量副線圈的交流電壓表的實際讀數(shù)可能是；A．0V

B．9.60V

C．1.50V

D．0.65V（4）正確組裝變壓器后，用匝數(shù)Na=400匝和Nb=800匝的變壓器實際測量數(shù)據(jù)如下表：Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接交流電源的原線圈是（填Na或Nb）?！敬鸢浮緼C/CABDNb【詳解】（1）[1]A.為便于探究，可以采用控制變量法，故A正確；B.變壓器的原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“交流電壓擋”，故B錯誤；C.使用多用電表測電壓時，為了安全先用最大量程試測，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量，故C正確；D.雖然實驗所用電壓較低，但是通電時不可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路，這樣可減小實驗誤差，避免發(fā)生危險，故D錯誤。故選AC。（2）[2]變壓器為理想變壓器，則原線圈電壓為故選B。（3）[3]假設(shè)變壓器為理想變壓器，則副線圈電壓為考慮到變壓器不是理想變壓器，則副線圈兩端電壓小于1.5V，電壓表測量有效值，則讀數(shù)小于1.5V，故選D。（4）[4]由于有漏磁、原副線圈內(nèi)阻分壓等因素，所以副線圈實際測量的電壓值應(yīng)該小于理論值，由理想變壓器規(guī)律由表格數(shù)據(jù)Ua總是略小于Ub，故Nb一定是原線圈。15．（6分）某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動勢最大值為Em＝220V，在勻強(qiáng)磁場中，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度為100πrad/s，如果從中性面開始計時。（1）寫出電動勢e的瞬時表達(dá)式；（2）此發(fā)電機(jī)與外電路組成閉合回路時，總電阻為110Ω，求時的電流大??；（3）若發(fā)電機(jī)線圈共100匝，求每匝線圈中磁通量變化率的最大值?！敬鸢浮浚?）；（2）2A；（3）V【詳解】解：（1）e的瞬時值表達(dá)式為（2）由（1）知，當(dāng)時，E＝220V，則有（3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有可得，磁通變化率最大值為16．（6分）如左下圖所示為某同學(xué)設(shè)計的電吹風(fēng)電路圖。圖中a、b、c、d為四個固定觸點，可動的扇形金屬觸片P可同時接觸兩個觸點。觸片P處于不同位置時，電吹風(fēng)可處于停機(jī)、吹熱風(fēng)和吹冷風(fēng)三種工作狀態(tài)。n1和n2分別是理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)。該電吹風(fēng)的各項參數(shù)如下表所示。熱風(fēng)時輸入功率460W冷風(fēng)時輸入功率60W小風(fēng)扇額定電壓60V正常工作時小風(fēng)扇輸出功率52W(1)吹冷風(fēng)時觸片P應(yīng)與哪兩個觸點接觸？(2)由表格中數(shù)據(jù)計算出小風(fēng)扇的內(nèi)阻是多少？(3)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1：n2是多少？【答案】(1)觸片P與觸點b、c接觸；(2)8Ω；(3)11:3【詳解】(1)當(dāng)電吹風(fēng)機(jī)送出來的是冷風(fēng)時，電路中只有電動機(jī)自己工作，觸片P與觸點b、c接觸；(2)小風(fēng)扇消耗的功率轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率和線圈上的熱功率，則小風(fēng)扇的電流則解得小風(fēng)扇的內(nèi)阻r=8Ω(3)根據(jù)變壓器的原線圈、副線圈的匝數(shù)與電壓的關(guān)系17．（12分）海浪發(fā)電是一種應(yīng)用前景廣闊的新能源技術(shù)，海浪通過傳動裝置帶動線圈在磁場中做切割磁感線運動實現(xiàn)海浪動能向電能的轉(zhuǎn)化，某科技小組設(shè)計了如下兩種發(fā)電模型：模型①：如圖甲所示，N匝正方形閉合線圈處在垂直于線圈平面的組合磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，線圈和磁場的寬度均為L，設(shè)線圈的總電阻為R，線圈在海浪的帶動下左右運動時不會超出磁場范圍；模型②：如圖乙所示，線圈處在均勻輻向磁場中，機(jī)械傳動裝置將海浪的運動轉(zhuǎn)化為線圈沿水平方向的往復(fù)振動，振動速度隨時間的變化圖像為