2025高中物理一輪復(fù)習 交變電流、傳感器 測試卷 （解析版）

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n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n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abed繞垂直于磁感線的固定軸O。，勻速轉(zhuǎn)動，線圈平面位于如圖所示的勻強磁場中。下列說法

甲乙丙丁

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)電機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，內(nèi)阻為1。的線圈在勻強磁場中勻速轉(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90恒定不變，則（）

甲乙

A.發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值為500V

B.電壓表的示數(shù)為450V

C.發(fā)電機的輸出功率為5625W

D.在0.01s時，穿過線圈的磁通量變化率為零

【答案】D

=500V故有效值?！?2500V故A錯誤;

【詳解】A.由題圖乙可知，交流電電動勢的最大值。皿

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〃=二；*25（）0丫=225行丫故8錯誤；

C.發(fā)電機的輸出功率尸=匕=竺/匚=11250W故C錯誤；

R9

D.在0.01s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，手機置于充電墊上進行無線充電.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，為手機電池充電，實現(xiàn)能量

的傳輸，下列說法正確的是（）

甲乙

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

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

圈與負載R連接.己知，原、副線圈的匝數(shù)分別為%、”,原線圈的輸入功率為片、電壓為■、電流為人、

頻率為力，副線圈的輸出功率為鳥、電壓為內(nèi)、電流為4、頻率為力.下列說法正確的是（）

圖1圖2

A.若變壓器為理想變壓器，且4>“，則■>?，工〉力

B.若變壓器為理想變壓器，且勺<%，則人</2，fi=f2

C.若僅考慮人產(chǎn)生的磁場不能完全局限在鐵芯內(nèi)，則片>鳥

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4>%,則根據(jù)*=五可知a>&若/<%根據(jù)?=這

n

%,2i

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L=4'+/日力'=%+12r2，乎,=叢,U]、m

U2九2

LU'U'n

即7k=1六>方=?故D錯誤。故選C。

I2U[U]nx

5.如圖所示，單匝正方形線框A8CZ）的BC邊恰好與勻強磁場的左邊界MN重合，右側(cè)的勻強磁場區(qū)

域足夠大。線框在外力作用下以8C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。，所用的時間

為T,下列判斷正確的是（）

M.

AB\

----xxx

XXX

DqXXx

A.QxT-lB.QxT-}C.QxT-2D.QxT2

【答案】A

【詳解】設(shè)正方形線框的邊長為3勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為8,線框的電阻為R,回路中感應(yīng)電動勢

的峰值為E=BL2與線圈轉(zhuǎn)動一周，只有半個周期有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則有172JT/BP,

IQ———x—=----------ocT

R2RT

故選Ao

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。=12V,電阻必

=1。，&=20若滑動變阻器接入電路的電阻為7。，則()

C.通過?的電流為6A

D.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,則以電阻減小，副線圈回路中電流變大，原線圈回路中電流也變大，根據(jù)尸=/U

可知電源輸出功率將變大，電阻r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)P=可知4與此消耗

的電功率之比為9:2,B錯誤；

C.設(shè)通過4的電流為3/,則副線圈電流為/,原線圈輸入電壓為。-3典=12-3/根據(jù)匝數(shù)比可知副線圈

輸出電壓為3(12-31),則有02-3/)?3/=GO；；)］解得/=2A則通過E的電流為3/=6A,C正確；

D.若向下移動P,則以電阻減大，副線圈回路中電流變小，原線圈回路中電流也變小，根據(jù)P=/U可知

電源輸出功率將變小，D錯誤；故選C。

7.如圖所示，MN、P0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

的副線圈與電阻尺=10。組成閉合回路，變壓器原副線圈匝數(shù)之比4：%=上5,導(dǎo)軌寬L=5m,質(zhì)量m=2kg、

電阻不計的導(dǎo)體棒演垂直MN、P。放在導(dǎo)軌上，在水平外力產(chǎn)作用下，從f=0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v=2sin20R(m/s)),垂直軌道平面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度

B=4T,導(dǎo)軌、導(dǎo)線和線圈電阻均不計，則()

MN

A.ab棒中產(chǎn)生的電動勢的表達式為20sin20兀t(V)

B.電阻R上的電功率為2000W

C.從r=0到4=0.025s的時間內(nèi)，外力尸所做的功為204J

D.從/=0到弓二期的時間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為2x10”

【答案】B

【詳解】A.ab棒中產(chǎn)生的電動勢的表達式為E=3Lv=40sin207tt(V)故A錯誤;

U、U,「小

B.由'==可得。2=1OO0(V)由P=—得尸=2000W故B正確；

"1〃2R

C.根據(jù)T=上可得T=￡=0.1S從=0到0=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

320"

7/271

熱量。=^x4=50J；?I=0.025S,ab棒的速度v=2m/s,由能量守恒定律W=。+—=54J故C錯誤：

R42

TI2

D.從t=0到4=10s的時間內(nèi)，電阻火上產(chǎn)生的熱量。=抹/=2*10與故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()

【答案】D

k2IR

【詳解】設(shè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為k,S斷開時，設(shè)原線圈中電流為小則U=4+}R

R

,1I5

S閉合時，設(shè)原線圈中的電流為A，則。=左2/2-5氏+/"〒氏解得才一故選口。

7

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)，R為標稱為“26V52W”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（）

B.變壓器的輸出電壓為130V

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5:1

D.流過原線圈的電流為10A

【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Is內(nèi)改變100

次，A正確；

B.變壓器的副線圈與R并聯(lián)，當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a=*=130V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2=孑=；,C正確；根據(jù)歐姆定律得出流過副線圈的電流為/?=5=2A根據(jù)理想變壓器原副線圈

“2。21。

的匝數(shù)比和電流比成反比得f則通過原線圈的電流”%=04A,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

接電機和兩個相同的指示燈（連接電機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

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"公"2=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；

n,U,

D.已知。i=350V,U2=118V,根據(jù)一二不■可得，原線圈和副線圈1的匝數(shù)之比如：九2=175：59,D項

正確。故選BD。

11.如圖所示為某小型水電站遠距離輸電示意圖,發(fā)電機的輸出功率為尸,升壓變壓器原線圈輸入電流為4,

升壓變壓器副線圈電壓為。2,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（）

升壓變壓器降壓變壓器

A.P=U3

P

B.升壓變壓器原線圈兩端的電壓為T

P

C.輸電線中的電流為1-

D.采用這種方式遠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AP,因此有尸=U』4+AP故A錯誤；

P

B.升壓變壓器原線圈兩端的電壓為■=彳故B正確；

P

C.設(shè)輸送電流為A，有‘2=77故c錯誤；

D.發(fā)電機的輸出功率等于升壓變壓器原線圈的輸入功率，即尸=《="/而變壓器的輸入功率等于輸出功

率，即1則由可見，升壓后a<6，人>/2而輸電線路中的功率損失為

可知，采用這種方式遠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6端為中心觸頭，ab,兒間線圈匝數(shù)相等。定值電阻阻值為廠，

可變電阻的阻值為R可調(diào)，下列說法中正確的是（）

A.若R恒定，當S分別接b、c時，電壓表讀數(shù)之比為1:0

B.若R恒定，當S分別接6、c時，變壓器輸出功率之比為1:4

C.若R恒定，當S分別接氏c時，電流表讀數(shù)之比為1:2

D.當S接匕時，若尺=廠，則可變電阻R消耗功率最大

【答案】AD

【詳解】A.設(shè)原線圈兩端電壓為必，副線圈兩端電壓為S,原線圈匝數(shù)為劃，副線圈總匝數(shù)為“2,當S

接b時今=判解得4=畢當S接到。時累=區(qū)則得?=幽而因二極管的單向?qū)щ娦?，根?jù)有效值

得定義得叱xZ=〃2;義7即電壓表示數(shù)6"=爛叱所以電壓表讀數(shù)之比為1:夜，故A正確;

R2R22^

C.若R恒定，根據(jù)歐姆定律得，電流跟電壓成正比，即當S分別接b,c時，電流表讀數(shù)之比為

〃2p1

B.若R恒定，根據(jù)尸=一得，當S分別接dc時，變壓器輸出功率之比為￡=3故B錯誤；

Rp22

D.當S接b時，把定值電阻阻值為r等效為副線圈得內(nèi)阻，當內(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，當電池溫度過高時，必須立即

啟動制冷系統(tǒng)進行降溫。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耳、滑動變阻

器勺串聯(lián)接在電壓為5V的電源兩端.當電磁鐵線圈（電阻不計）中的電流/大于或等于20mA時，銜鐵被

吸合，熱敏電阻置于溫度監(jiān)測區(qū)域，其阻值與與溫度/的關(guān)系如圖乙所示，滑動變阻器的最大阻值為200。。

則:

制

冷

系

統(tǒng)

U=5VS

甲乙

（1）圖甲中應(yīng)將6端與（選填7”或％”）端相連；

（2）若設(shè)置電池溫度為50。（2時啟動制冷系統(tǒng)，則滑動變阻器阻值應(yīng)為Q；

（3）該電路可設(shè)置啟動制冷系統(tǒng)的最高溫度是℃o

【答案】c15074

【詳解】（1）口］由題意可知，當控制電路電流達到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5（TC啟動制冷系統(tǒng)，由圖乙可知，當溫度為5CTC時，Rt的阻值為100。，此時

控制電路的總電阻R=g="J=250Q由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律，滑動變阻器接入的電阻為

I20x10A

R『R-Rt=250Q-100Q=150。

（3）［3］當滑動變阻器的最大阻值為200。時，熱敏電阻的阻值RJ=R-RJ=250d200Q=50。由圖乙可知此時

對應(yīng)的溫度為74。（2,所以此時該電路可設(shè)置啟動制冷系統(tǒng)的最高溫度是7￥C。

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

進行研究，圖中各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“X100”的匝數(shù)。

變壓器鐵芯P

變壓器鐵芯Q

（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?shù)膿跷贿M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.18.0VB.12.0VC.5.0VD.3.0V

（3）該同學(xué)組裝變壓器時忘記將鐵芯閉合進行實驗，當原副線圈匝數(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.0VB.9.60VC.1.50VD.0.65V

（4）正確組裝變壓器后，用匝數(shù)M=400匝和M=800匝的變壓器實際測量數(shù)據(jù)如下表:

Ua/V1.802.803.804.90

Ub/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M或M）。

【答案】AC/CABDM

【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?shù)膿跷贿M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）⑵變壓器為理想變壓器，則原線圈電壓為4=4%=）*6丫=12丫故選及

匕24

（3）[3]假設(shè)變壓器為理想變壓器，則副線圈電壓為U2=%6=:xl2V=1.5V考慮到變壓器不是理想變壓

4O

器，則副線圈兩端電壓小于L5V,電壓表測量有效值，則讀數(shù)小于L5V,故選D。

（4）⑷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)“總是略小于g〃，故此一定是原線圈。

15.（6分）某交流發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動勢最大值為￡,“=220啦V,在勻強磁場中，線圈勻

速轉(zhuǎn)動的角速度為100兀rad/s,如果從中性面開始計時。

（1）寫出電動勢e的瞬時表達式；

（2）此發(fā)電機與外電路組成閉合回路時，總電阻為110Q,求好工s時的電流大??；

400

（3）若發(fā)電機線圈共100匝，求每匝線圈中磁通量變化率的最大值.。

X

【答案】（1）e=220yf2sml007rf,（2）2A；（3）

【詳解】解：（1）e的瞬時值表達式為e=220缶加100"（V）

1E

（2）由（1）知，當時，E=220V,則有/=^=2A

400R

（3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有&=〃竺可得，磁通變化率最大值為9=&=

AZAtn5

16.（6分）如左下圖所示為某同學(xué)設(shè)計的電吹風電路圖。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。觸片尸處于不同位置時，電吹風可處于停機、吹熱風和吹冷風三種工作狀

態(tài)。如和〃2分別是理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)。該電吹風的各項參數(shù)如下表所示。

熱風時輸入功率460W

冷風時輸入功率60W

小風扇額定電壓60V

正常工作時小風扇輸出功率52W

(1)吹冷風時觸片P應(yīng)與哪兩個觸點接觸?

(2)由表格中數(shù)據(jù)計算出小風扇的內(nèi)阻是多少?

(3)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比如：”2是多少?

■o

【答案】(1)觸片尸與觸點從c接觸；(2)8。；(3)11:3

【詳解】(1)當電吹風機送出來的是冷風時，電路中只有電動機自己工作，觸片尸與觸點氏c接觸；

(2)小風扇消耗的功率轉(zhuǎn)化為機械功率和線圈上的熱功率，則小風扇的電流/=(=1^A=1A

U60

則/2廠=尸一七=60W-52W=8W解得小風扇的內(nèi)阻片8。

n.22011

(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”=記=了

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)強度大小均為2,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如圖丙所示的正弦函數(shù)，其中%、T已知，若線圈的匝數(shù)為N。，半

徑為廣，其所處位置磁感應(yīng)強度大小均為穌，線圈內(nèi)阻及外部電路電阻都為凡，忽略一切摩擦。求：

(1)模型①中線圈水平向右的速度為v