高中物理复习试题：第10章交流电、传感器测试

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步步高高考物理一轮复习(新课标)同步测试：第10章交变电流传感器章末

第十章章末检测1．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e＝220 2sin 100πt(V)，那么()．A．该交变电流的频率是100 HzB．当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直C．当t＝1200s时，e最大D．该交变电流电动势的有效值为220 2 V解析根据交变电流的表达式可知该交变电流的频率f＝ω2π＝50 Hz，有效值为220 V，A、D错；当t＝0时，e＝0，所以线圈平面恰好处于中性面，B错；当t＝1200s时，e有最大值220 2 V，C正确．答案 C2．供电公司检修人员用交流电表监控供电线路中强电流和高电压，使用的仪器是电流互感器和电压互感器，接线如图1所示．其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，下列说法中正确的是()．图1A．A为电流互感器，且n1<n2，a是电流表B．B为电压互感器，且n3>n4，b是电压表C．B为电流互感器，且n3<n4，b是电流表D．A为电压互感器，且n1>n2，a是电压表解析A为电流互感器，串联接入电路，副线圈中电流较小，则n1<n2，a是电流表，A正确；B为电压互感器，并联接入电路，副线圈中电压较小，则n3>n4，b是电压表，B正确．答案AB3．电阻R1、R2和交流电源按照图2甲所示方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则()．图2A．通过R1的电流的有效值是1.2 AB．R1两端的电压有效值是6 VC．通过R2的电流的有效值是1.2 2 AD．R2两端的电压有效值是6 2 V解析由题图知流过R2交流电电流的最大值I2m＝0.6 2 A，故选项C错误；由U2m＝I2m R2＝12 2 V知，选项D错误；因串联电路电流处处相同，则I1m＝0.6 2 A，电流的有效值I1＝I1m2＝0.6 A，故A项错误；由U1＝I1R1＝6 V，故选项B正确．答案 B4．如图3所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是()．图3A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．线圈先后两次转速之比为3∶2C ．交流电a 的瞬时值为u ＝10sin 5πt (V)D ．交流电b 的最大值为203 V解析由图可知t ＝0时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，选项A 错误；由图可知T a ＝0.4 s ，T b ＝0.6 s ，线圈先后两次转速之比n a ∶n b ＝T b ∶T a＝3∶2，选项B 正确；交流电a 的瞬时值为u ＝U m sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT a t ，得u ＝10sin 5πt (V)，选项C 正确；感应电动势最大值U m ＝NBSω＝NBS ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT ，所以U m a ∶U m b ＝T b ∶T a ，交流电b 的最大值为203 V ，选项D 正确．答案 BCD5．如图4所示，abcd 为一边长为L 、匝数为N 的正方形闭合线圈，绕对称轴OO ′匀速转动，角速度为ω.空间中只有OO ′左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .若闭合线圈的总电阻为R ，则( )．图4A ．线圈中电动势的有效值为22NBL 2ωB ．线圈中电动势的最大值为12NBL 2ωC ．在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流D ．当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为12NBL 2解析最大值E m＝12NBL2ω，有效值E＝E m2＝24NBL2ω.在转动的过程中，线圈始终有一半在磁场中运动，故线圈中始终有电流通过．图中所示位置中，穿过线圈的磁通量为12BL2，正确选项为B.答案 B6．如图5所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度ω＝100π rad/s.线圈的匝数N＝100，边长ab＝0.2 m，ad＝0.4 m，电阻不计．磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小B＝216πT．电容器放电时间不计．下列说法正确的是()．图5A．该线圈产生的交流电动势峰值为50 VB．该线圈产生的交流电动势有效值为25 2 VC．电容器的耐压值至少为50 VD．电容器的电容C变大时，电流表的示数变小解析该交流电的瞬时值表达式为e＝NBSωsin ωt＝502sin 100πt V，其峰值为50 2 V，所以A、C均错．由于一个周期内只有半个周期产生感应电动势，所以有E2R T＝502R×T2＋0，解得E＝25 2 V，即B正确．C变大时电容器对交流电的阻碍作用减小，电流表的示数变大，所以D错．答案 B7．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 kW ，现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( )．A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻解析输电线上输送的电流I ＝P U ＝3×106 kW 500 kV ＝6 000 A ，A 错；输电线上损失的电压为ΔU ＝Ir ＝6 000×2.5 V ＝1.5×104 V ＝15 kV ，B 对；若改用5 kV的电压输电，则输电线上输送的电流I ′＝P U ′＝3×106 kW 5 kV ＝6×105 A ，输电线上损失的功率ΔP ＝I ′2r ＝(6×105)2×2.5 W ＝9×108 kW ，表明电能将在线路上损耗完，则输电线上损失的功率为3×106 kW ，C 错；D 项中输电线上损失的功率ΔP ＝U 2r ，U 应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压，D 错．答案 B8．电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图6所示．现把交流电加在电阻为9 Ω的电热丝上，下列判断正确的是( )．图6A ．线圈转动的角速度ω＝100 rad/sB ．在t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈的磁通量最大C ．电热丝两端的电压U ＝100 2 VD ．电热丝此时的发热功率P ＝1 800 W解析由题图可以看出该交变电流的周期T ＝0.02 s ，则角速度ω＝2πT ＝2π0.02＝100π rad/s，A项错．t＝0.01 s时刻，电压达到最大，则此时磁通量变化率最大，磁通量为零，B项错．电热丝两端电压为路端电压U R＝RR＋rU＝99＋1×U m2＝90 2 V，故C项错．根据电功率公式P＝U2RR＝(902)29W＝1 800 W，故D项正确．答案 D9．如图7甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W．现闭合开关，灯泡正常发光．则()．图7A．t＝0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零B．交流发电机的转速为50 r/sC．变压器原线圈中电流表示数为1 AD．灯泡的额定电压为220 2 V解析由题图知t＝0.01 s时e＝0，此时线圈平面位于中性面，磁通量最大，A错；周期T＝0.02 s，所以n＝1T＝50 r/s，B对；由理想变压器原理得：U1U L＝n1n2，其中U1＝2222V，得U L＝220 V，I L＝PU L＝0.1 A，而I1I L＝n2n1，得I1＝1 A，C对；灯泡的额定电压为交流电压的有效值220 V，D错．答案BC10．如图8甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有0.5 A的保险丝L，原线圈匝数n1＝600匝，副线圈匝数n2＝120匝．当原线圈接在如图乙所示的交流电源上时，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接()．图8A．阻值为12 Ω的电阻B．并联两盏“36 V,40 W”的灯泡C．工作频率为10 Hz的用电设备D．耐压值为36 V的电容器解析根据图乙可知，原线圈输入的交变电压的最大值U1m＝180 2 V，有效值U1＝180 V，周期T1＝0.02 s，频率f1＝1/T1＝50 Hz，又n1∶n2＝5∶1，所以副线圈的输出电压的最大值为U2m＝36 2 V，有效值U2＝36 V，周期T2＝T1＝0.02 s，频率f2＝f1＝50 Hz；若副线圈两端接阻值为12 Ω的电阻，则I2＝U2/R＝3 A，I1＝n2I2/n1＝0.6 A>0.5 A，即流过保险丝的电流超过了其熔断电流，选项A错误；若并联两盏“36 V,40 W”的灯泡，那么，灯泡两端电压刚好为其额定电压，此外，流过保险丝的电流I1＝n2I2/n1＝0.2I2＝0.2×2×40 36＝49(A)<0.5 A，显然，整个电路和用电器均能正常工作，所以选项B正确；输出交流电的频率为50 Hz，所以副线圈两端不可以接工作频率为10 Hz的用电设备，选项C错误；电容器的耐压值指的是允许通过的最大电压值，题中副线圈的输出电压的最大值为U2m＝36 2 V>36 V，即超过了电容器的耐压值，所以选项D错误．答案 B。

高考物理总复习第10章交流电、传感器测试新人教版

第十章交流电、传感器测试一、选择题(40分)1.(多选)如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a 、b 表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220 V ，电流表的示数为10 A ，则( )A ．a 为电流表，b 为电压表B ．a 为电压表，b 为电流表C ．线路输送电功率为2 200 WD ．线路输送电功率是2.2×106W解析电压互感器应并联到高压线上，且接高压线的线圈多，而电流互感器应串联到火线上，且接高压线的线圈匝数少，由此可判断，接a 的为电压互感器，a 为电压表；接b 的为电流互感器，b 为电流表，故A 项错误，B 项正确；根据电压、电流关系，可知输电线的电压为U ＝220×100 V＝2.2×104V ，电流为I ＝10×10 A＝100 A ，所以线路输送的功率是P ＝UI ＝2.2×104×100 W＝2.2×106 W ，故C 项错误，D 项正确．答案 BD2．(多选)在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( ) A ．输电线路上损失的电压与输送电流成正比 B ．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大 C ．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比 D ．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比解析输电线路上损失电压ΔU ＝IR ，在R 一定时，ΔU 和I 成正比．若U 越高，I ＝PU，I 越小，那么ΔU 越小．输电线路上损失的功率ΔP ＝I 2R ，当P 一定时，I ＝PU，所以ΔP ＝(P U)2R ，即ΔP 和U 的平方成反比，跟I 的平方成正比，故A 、C 项正确．答案 AC3．(多选)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为u ＝202sin100πt V ．氖泡在两端电压达到100 V 时开始发光．下列说法中正确的有( )A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB ．开关接通后，电压表的示数为100 VC ．开关断开后，电压表的示数变大D ．开关断开后，变压器的输出功率不变解析由U 1U 2＝n 1n 2，得副线圈的输电压u 2＝5u ＝1002sin100πt V ．此电源的频率为f 0＝50 Hz ，而氖泡每个周期发光2次，则氖泡的发光频率f 氖＝2f 0＝100 Hz ，A 项正确；电压表的示数为副线圈输出电压的有效值，故U 2＝U 2m2＝100 V ，B 项正确；交变电压的有效值不变，故电压表V 的示数不变，C 项错误；断开开关后，变压器的输出功率减小，D 项错误．答案 AB4．(单选)(2012·重庆)如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 0002sin 100 πt (V)的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V,880 W”的电器R 1供电，该电器正常工作．由此可知( )A ．原、副线圈的匝数比为50：1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W解析由P ＝UI ，可得I ＝P LU L＝4 A ，C 项正确；根据U r ＝Ir ＝24 V ，得副线圈电压U 2＝U L ＋U r ＝244 V ，再由n 1n 2＝U 1U 2，可得n 1：n 2≈45：1，A 项错误；由u ＝11 0002sin100πt (V)及f ＝ω2π，可得f ＝50 Hz ，B 项错误；因导线电阻消耗电能，故变压器输入功率为P ＝P L＋I 2r ＝976 W ，D 项错误．答案 C5．(单选)(2011·课标全国)如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为1：2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V ，额定功率为22 W ，原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A解析由灯泡正常发光可知，U ′＝220 V ，I ′＝P 灯U ′＝0.1 A ；U ＝n 1n 2U ′＝110 V ，I ＝n 2n 1I ′＝0.2 A ，故A 项正确．答案 A6．(单选)如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比W 甲：W 乙为( )A ．1： 2B ．1：2C ．1：3D ．1：6解析电功的计算中，I 要用有效值计算，图甲中，由有效值的定义得(12)2R ×2×10－2＋0＋(12)2R ×2×10－2＝I 21R ×6×10－2，得I 1＝33A ；图乙中，I 的值不变，I 2＝1 A ，由W ＝UIt ＝I 2Rt ，可以得到W 甲：W 乙＝1：3.答案 C7．(多选)(2010·四川)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A ．那么( )A ．线圈消耗的电功率为4 WB ．线圈中感应电流的有效值为2 AC ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2πTtD ．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝T πsin 2πTt解析从线圈平面平行于磁感线开始计时，交变电流的感应电动势的表达式为e ＝E m cos ωt ，则感应电流i ＝e R ＝E m R cos θ，由题给条件有：1＝E m 2×12，解得E m ＝4 V ，则I m ＝2 A ，I有效＝ 2 A ，线圈消耗的电功率P ＝I 2有效R ＝4 W ，所以A 项正确，B 项错误；e ＝4cos ωt ＝4cos 2πT t ，故C 项正确．由E m ＝BS ω＝Φm 2πT ，得Φm ＝2T π，故任意时刻Φ＝2T πsin 2πT t ，故D 项错误．答案 AC8．(多选)(2012·江苏)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L 1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L 2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关S ，从而切断家庭电路．仅考虑L 1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )A ．家庭电路正常工作时，L 2中的磁通量为零B ．家庭电路中使用的电器增多时，L 2中的磁通量不变C ．家庭电路发生短路时，开关S 将被电磁铁吸起D ．地面上的人接触火线发生触电时，开关S 将被电磁铁吸起解析由于零线、火线中电流方向相反，产生的磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L 2中的磁通量为零，选项A 正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L 2的磁通量的变化，选项B 正确，选项C 错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L 1中磁场变化引起L 2中磁通量的变化，产生感应电流，使电磁铁吸起开关S ，切断家庭电路，选项D 正确．答案 ABD9．(单选)如图所示，面积均为S 的单线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B 中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e ＝BS ωsin ωt 的图是( )解析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为e ＝BS ωsin ωt ，由这一原理可判断，A 图中感应电动势为e ＝BS ωsin ωt ；B 图中的转动轴不在线圈所在平面内；C 、D 图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直．答案 A10．(单选)如图所示，理想变压器原线圈a 、b 两端接正弦交变电压u ，u ＝2202sin100πt (V)，原、副线圈的匝数比n 1：n 2＝10：1，电压表接在副线圈c 、d 两端，输电线的等效电阻为R ，原来开关S 是断开的．则当S 闭合后( )A. 表示数不变，示数为22 VB.表示数不变，示数为22 2 VC ．灯泡L 两端的电压将变大D ．电流表A 的示数一定为0 解析由U 1U 2＝n 1n 2，可知表示数不变，U 2＝22 V ，A 项正确，B 项错误；电路中的电流是交变电流，因此它可以通过电容器C ，Ⓐ的示数一定不为零，D 项错误；S 闭合后，电容器C 中有电流流过，相当于给L 并联了一个用电器，负载总电阻减小，总电流增大，R 分压变大，L 两端电压将变小，C 项错误．答案 A二、实验题(20分)11．一些材料的电阻随温度的升高而变化．如图甲所示是由某金属材料制成的电阻R 随摄氏温度t 变化的图象．若用该电阻与电池(电动势E ＝1.5 V ，内阻不计)、电流表(量程为5 mA ，内阻不计)、电阻箱R ′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．(1)电流刻度较大处对应的温度刻度________．(选填“较大”或“较小)． (2)若电阻箱阻值R ′＝150 Ω，当电流为5 mA 时对应的温度为________℃. 解析由图甲可知，电阻R 随摄氏温度t 的升高而增大，由闭合电路欧姆定律知，回路中电流随电阻增大而减小，所以电流刻度较大处对应的温度刻度较小，若电阻箱阻值R ′＝150 Ω，当电流为5 mA 时由闭合电路欧姆定律可知，回路总电阻R 总＝E /I ＝300 Ω，R ＝R总－R ′＝150 Ω，由图甲可知，180－10080＝180－15080－t ，解得t ＝50，即对应的温度为50 ℃.答案 (1)较小 (2)5012．(2013·江西南昌模拟)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性．现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图甲的实物图上连线．(2)实验的主要步骤：①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________，________，断开开关；③重复第②步操作若干次，测得多组数据．(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图乙的R t 关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R t 关系式：R ＝________＋________t (Ω)(保留三位有效数字)．解析改变温度后，热敏电阻阻值改变，电压表示数改变，从图线知R 与t 成线性关系，且纵轴上截距(当t ＝0 ℃时)R ＝100 Ω，斜率为ΔRΔt＝0.395，所以R ＝100＋0.395t (Ω)．答案 (1)实物连线图如下图(2)记录温度计数值记录电压表数值 (3)100 0.395 三、计算题(40分)13．(2013·扬州模拟)如图所示，边长为L 的正方形线圈abcd ，其匝数为n ，总电阻为r ，外电路的电阻为R ，ab 的中点和cd 的中点的连线OO ′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B .若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO ′轴匀速转动．求闭合电路中感应电动势的瞬时表达式．解析初始时刻，线圈平面处在中性面，穿过线圈的磁通量最大为12BL 2，线圈中的感应电动势为0，即t ＝0时，e ＝0，闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e ＝12nBL 2ωsin ωt .答案 e ＝12nBL 2ωsin ωt14．在一支氖管两端加一个正弦交流电压u ＝50sin(314t ) V ．当氖管两端电压达到或超过U 0＝25 2 V 时，氖管就能发光．求在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为多少？解析由ω＝2πT和ω＝314 rad/s ，解得此交流电的一个周期为T ＝0.02 s ，当氖管两端电压达到或超过U 0＝25 2 V 时，氖管就能发光．则此交流电在一个周期内氖管的发光时间为T2，即0.01 s.答案 0.01 s15.如图所示，一个半径为r 的半圆形线圈，以直径ab 为轴匀速转动，转速为n ，ab 的左侧有垂直纸面向里(与ab 垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B .M 和N 是两个集流环，负载电阻为R ，线圈、电流表和连接导线的电阻不计．求：(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过1/4转的时间内负载电阻R 上产生的热量； (3)从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R 的电荷量； (4)电流表的示数．解析 (1)线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流．此交变电动势的电大值为E m ＝BS ω＝B ·πr 22·2πn ＝π2Bnr 2(2)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的有效值为 E ＝E m2＝2π2Bnr22电阻R 上产生的热量Q ＝(E R )2R ·T 4＝π4B 2r 4n8R(3)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的平均值为E ＝ΔΦΔt通过R 的电荷量q ＝I ·Δt ＝ER ·Δt ＝ΔΦΔR ＝πBr22R(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E ′，由有效值定义，得E m 22R·T2＝E ′2R ·T ，解得E ′＝12E m 故电流表示数为I ＝E ′R ＝π2r 2nB 2R答案 (1)π2Bnr 2(2)π4B 2r 4n 8R (3)πBr 22R (4)π2r 2nB2R16．(2013·滨州模拟)三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以v 1＝3 m/s 的速度流入水轮机后以v 2＝1 m/s 的速度流出，流出水位比流入水位低10 m ，水流量为Q ＝103m 3/s.水轮机效率为75%，发电机效率为80%，(g ＝10 m/s 2)试问：(1)发电机的输出功率是多少？(2)如果发电机输出电压为240 V ，用户所需电压为220 V ，输电线路中能量损耗为5%，输电线的电阻共为12 Ω，那么所用升、降压变压器的原副线圈匝数比分别是多少？解析 (1)水轮机的输出功率及发电机的输入功率为 P 1＝75%× mgh ＋mv 212－mv 222t＝(Q ρgh ＋Q ρv 21－v 222)×75%＝7.8×107W发电机的输出功率P 0＝P 1×80%＝6.24×107W (2)输电示意图如图所示，发电机输出的电流I 1＝P 0U 1＝6.24×107240A ＝2.6×105A输电导线中的热损耗P 耗＝P 0×5%＝3.12×106 W输电线路中的电流I 2＝P 耗R ＝ 3.12×10612A≈510 A 所以升压变压器T 1的原副线圈匝数比n 1n 2＝I 2I 1≈1510降压变压器T 2的输出功率P ＝P 0－P 耗＝5.928×107 WT 2的输出电流I 3＝P U ＝5.928×107220A≈2.7×105A所以降压变压器T 2的原副线圈匝数比n 3n 4＝I 3I 2＝2.7×105510≈5.3×102答案 (1)6.24×107W (2)1：510 5.3×102：1。

高中物理《交变电流传感器》单元测试题(精品答案)

《交变电流传感器》单元测试题(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，1～5题每小题只有一个选项正确，6～8小题有多个选项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分)1．某交流电源电压的瞬时值表达式为u＝6 2 sin 10πt(V)，则下列说法中正确的是( )A．用交流电压表测该电源电压时，示数是6 VB．用交流电压表测该电源电压时，示数是6 2 VC．用此电源给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔为0.01 sD．把标有“6 V 3 W”的小灯泡接在该电源上时，小灯泡将被烧毁2．小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数．将发电机与一个标有“6 V 6 W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻．当线圈的转速为n＝5 r/s时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时值表达式为( )A．i＝sin 5t(A) B．i＝sin 10πt(A)C．i＝1.41sin 5t(A) D．i＝1.41sin 10πt(A)3．远距离输电，原来采用2 200 V输电，输电线上损失的电功率为P，在保持输送电功率和输电线电阻不变的条件下，现采用22 kV输电，则输电线上损失的电功率将变为( )A.1100P B.110PC．10 P D．100 P4. 如图所示，一台理想变压器的原副线圈的匝数为5∶1，原线圈接入最大值一定的正弦交流电，副线圈电路中一个定值电阻与电容器并联，电压表和电流表均为理想交流电表，电流表A1、A2及电压表V的示数分别为I1、I2、U2，定值电阻的阻值为R，其消耗的功率为P，电容器的电容为C，所带的电量为Q，则它们的关系为( )A ．Q ＝CU 2B ．I 2＝U 2R C. P ＝5I 1U 2D.I 1I 2＝155. 阻值不计的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈两端的电压随时间的变化规律如图所示．则下列说法中正确的是( )A ．线圈两端电压的平均值为10 VB ．电压表连接在线圈两端时，其示数为20 VC ．在0.01 s 时，线圈平面与磁场垂直D ．当接外电路时，线圈内的电流方向1 s 内改变50次6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝1∶2，副线圈与阻值R ＝10 Ω的电阻相连，原线圈两端所加的电压u ＝10 2 sin 100πt (V)，下列说法正确的是( )A ．交流电压表的示数为14.1 VB ．原线圈中的电流为4 AC ．电阻R 消耗的电功率为400 WD ．副线圈中交流电的频率为50 Hz7．如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为f 、电压为U 的交流电，副线圈接有光敏电阻R 、交流电表.下列说法正确的是( )A．当U增大时，变压器的输入功率增大B．当f减小时，变压器的输入功率减小C．当光照增强时，交流电表的示数减小D．当滑动触头P向下滑动时，交流电表的示数增大8．通过理想变压器给用电器供电，电路如图甲所示，变压器初级线圈匝数n1＝1 000匝，两次级线圈的匝数分别为n2＝50匝、n3＝100匝．在初级线圈ab 端接如图乙所示的交变电流，下列说法正确的是( )A．交流电的频率为50 Hz B．U2＝50 V，U3＝100 VC．I1∶I2＝1∶20 D．闭合电键S，则I1增大二、非选择题(共4小题，52分)9．(10分)按图所示接好电路，合上S1、S2，发现小灯泡不亮，原因是________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡________，原因是________________；停止吹风，会发现________________；把热敏电阻放入冷水中会发现_____________．10．(14分)如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V 的交流电上，向额定电压为1.80×104 V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断．(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大？11．(14分)一座小型发电站的输出功率是20 kW，输电线路总电阻是5 Ω.(1)若输电电压是400 V，输电线路损耗的功率是多少？(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，用户得到的电压是多少？12．(14分)如图所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n＝100匝，总电阻r＝1. 0 Ω，所围成矩形的面积S＝0.040 m2，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e＝nB0S 2πT cos2πT t，其中B0为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化．求：(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的0～T4时间内，通过小灯泡的电荷量．《交变电流传感器》单元测试题参考答案(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，1～5题每小题只有一个选项正确，6～8小题有多个选项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分)1．解析：选A.此交流电的有效值为6 V ，故用交流电压表测该电源电压时，示数是6 V ，选项A 正确，B 错误；因为T ＝2πω＝2π100π s ＝0.02 s ，故用此电源给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔为0.02 s ，选项C 错误；因为此交流电的有效值为6 V ，故把标有“6 V 3 W ”的小灯泡接在该电源上时，小灯泡能正常发光，选项D 错误；故选A.2．解析：选D.因为小灯泡正常发光，所以电路中电流的有效值为I ＝PU ＝1 A ，则电流的最大值为I m ＝ 2 A ≈1.41 A ．因为转速n ＝5 r/s ，且ω＝2n π，所以ω＝10π rad/s ，故电路中电流的瞬时值表达式为i ＝1.41sin 10πt (A)，选项D 正确．3．解析：选 A.据题意，提升电压前，损失的功率为：P ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P 出U 2R ＝P 2出2 2002R ＝P 2出R 4.84×106；当电压提升后，损失功率为：P ′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P 出U ′2R ＝P 2出22 0002R ＝P 2出R 4.84×108，则P ′＝P100，故选项A 正确．4.解析：选D.由于电容器两端电压是变化的，即电容器不断的被充电和放电，故其电量不是一个定值，故不能用公式Q ＝CU 2来计算，故选项A 错误；根据题意I 2是副线圈的总电流，而U 2R 只是通过电阻R 的电流，由于电容器不断充电和放电，故I 2＞U 2R ，故选项B 、C 错误；根据变压器的相关规律：I 1I 2＝n 2n 1＝15，故选项D 正确．5.解析：选 C.因为电压随时间变化不是线性关系，故线圈两端电压的平均值不等于10 V ，选项A 错误；电压表连接在线圈两端时，其示数应为电压的有效值202V ＝10 2 V ，选项B 错误；在0.01 s 时，感应电动势为零，故线圈平面与磁场垂直，选项C 正确；电流方向每周期变化2次，故当接外电路时，线圈内的电流方向1 s 内改变100次，选项D 错误；故选C.6．解析：选BD.由交流电的瞬时值可得电压的最大值为10 2 V ，所以电压的有效值为10 V ，交流电压表的示数为电压的有效值，所以电压表的示数为10 V ，所以A 错误．根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为20 V ，所以电阻R 上消耗的电功率为P ＝U 2R ＝20210 W ＝40 W ，所以C 错误．副线圈的电流为I 2＝UR ＝2010 A ＝2 A ，根据电流与匝数成反比可得，原线圈中的电流为4 A ，所以B 正确．变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出交流电的频率为f ＝1T ＝ω2π＝100π2π Hz ＝50 Hz ，所以D 正确．7．解析：选AD.当U 增大时，根据U 1n 1＝U 2n 2可知，变压器次级电压增大，次级消耗的功率变大，则变压器的输入功率增大，选项A 正确；当f 减小时，输入电压和输出电压不变，输出功率不变，故变压器的输入功率不变，故选项B 错误；当光照增强时，光敏电阻R 的值减小，交流电表的示数增大，选项C 错误；当滑动触头P 向下滑动时，根据U 1n 1＝U 2n 2可知，变压器次级电压变大，则交流电表的示数增大，选项D 正确． 8．解析：选AD.交流电的周期为0.02 s ，频率为50 Hz ，选项A 正确；根据变压器的匝数与电压比可知，U 2＝n 2U 1n 1＝501 000·1 0002 V ＝25 2 V ；U 3＝n 3U 1n 1＝1001 000·1 0002 V ＝50 2 V ，选项B 错误；因电流与匝数之间满足：I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3，故选项C 错误；闭合电键S ，则I 3变大，根据I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3可知I 1增大，选项D 正确；故选D.二、非选择题(共4小题，52分) 9．(10分)解析：根据热敏电阻的性质进行分析，由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小时，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通，小灯泡亮了；停止吹风后，小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高，当把热敏电阻放入冷水后，热敏电阻温度降低很快，阻值变大，故小灯泡熄灭．答案：见解析 10．(14分)解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U 1、U 2、I 1、I 2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，则U 1I 1＝U 2I 2.当I 2＝12 mA 时，I 1即为熔断电流，I 1＝U 2U 1I 2≈0.98 A.(2)当副线圈电流为I 2′＝10 mA 时，变压器的输入功率为P 1，所以P 1＝P 2＝I 2′ U 2＝180 W.答案：(1) 0.98 A (2) 180 W 11．(14分)解析：(1)输电线上的电流为 I ＝P U ＝20×103400 A ＝50 A ，输电线路损耗的功率为P 损＝I 2R ＝502×5 W ＝12 500 W ＝12.5 kW. (2)改用高压输电后，输电线上的电流变为 I ′＝PU ′＝20×1035 000 A ＝4 A ，用户端在变压器降压前获得的电压U 1＝U ′－I ′R ＝(5 000－4×5) V ＝4 980 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2可知，用户得到的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝122×4 980 V ＝226.4 V .答案：(1)12.5 kW (2)226.4 V 12．(14分)解析：(1)由e ＝nB 0S 2πT cos 2πT t ，可知最大值E m ＝nB 0S ·2πT ＝8 V ； (2)电路中电流的最大值I m ＝E m R ＋r ＝45 A ，I ＝I m 2＝452 A ，P 灯＝I 2R ＝2.88 W. (3)E ＝n ΔBΔt ·S ① q ＝I ·Δt ②I ＝ER ＋r③由①②③得：q ＝nB 0S R ＋r＝4×10－3 C.答案：(1)8 V (2)2.88 W (3)4×10－3 C。

高考物理单元卷第10章交变电流传感器章末综合检测

高考物理单元卷第10章交变电流传感器章末综合检测一、选择题(本题共11小题，每小题4分，共44分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)1．交流发电机在工作时的电动势为E ＝E 0sin ωt ，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为( )A ．E 0sin2ωtB ．2E 0sin2ωtC ．E 0sinωt2D ．2E 0sinωt2解析：交变电压瞬时值表达式为E ＝E 0sin ωt ，而E 0＝NBSω，电枢的转速提高1倍即ω加倍，其他条件不变时E 0加倍，应选B 项．答案：B2．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流电动势e ＝2202sin ωt ，则( )A ．交流的频率是50 HzB ．交流电的有效值是220 VC ．当t ＝0时，线圈平面恰好与中性面重合D ．当t ＝1200s 时，e 有最大值220 2 V解析：由题设知，电动势最大值为220 2 V ，故有效值是220 V ；t ＝0时，e ＝0，故B 、C 正确．ω未知， f 无法确定，t ＝1200s 时，电压瞬时值无法确定，A 、D 错．答案：BC3．如图1所示为一台发电机的结构示意图，其中N 、S 是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状．M 是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴，铁芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M 共轴的固定转轴旋转．磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场．若从图示位置开始计时，当线框绕固定轴匀速转动时，下列说法正确的是( )图1A ．穿过线圈的磁通量始终为零B ．穿过线圈的磁通量的变化率不为零C ．线圈中将产生恒定电流D ．线圈中将产生交变电流，大小不变，方向每转一周改变两次解析：由题图可知，穿过线圈的磁通量显然不为零，且变化率不为零，据右手定则，线圈中将产生交变电流，大小不变，方向每转一周改变两次，B 、D 对．答案：BD图24．如图2所示，理想变压器初级线圈的匝数为n 1，次级线圈的匝数为n 2，初级线圈的两端a 、b 接正弦交流电源，电压表V 的示数为220 V ，负载电阻R ＝44 Ω，电流表A 1的示数为0.20 A ．下列判断中正确的是( )A ．初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B ．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C ．电流表A 2的示数为1.0 AD ．电流表A 2的示数为0.4 A解析：对于理想变压器，P 1＝U 1I 1＝220×0.20 W＝44 W ，则负载电阻消耗的功率P 2＝P 1＝44 W ，据P 2＝U 22R ，得U 2＝P 2R ＝44×44 V ＝44 V ，则n 1n 2＝U 1U 2＝22044＝5，故B 正确．A 2的读数I 2＝U 2R ＝4444A ＝1 A ，故C 正确．答案：BC5．某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图3所示．如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的最大值和周期分别变为( )图3A ．200 V,0.08 sB ．25 V,0.04 sC ．50 V,0.08 sD ．50 V,0.04 s解析：据交流电电动势最大值表达式E m ＝nBSω可知，若转速减半，则ω减半，最大值减半，为50 V ，原周期为4×10－2s ，转速减半，周期加倍为8×10－2s ，故C 正确．6．全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门，排除污水(如图4所示)．以下说法中正确的是( )图4A ．若输入的控制电流由a 流入，由b 流出，则铁芯2中A 端为N 极，B 端为S 极 B ．若输入的控制电流由a 流入，由b 流出，则铁芯2中A 端为S 极，B 端为N 极C ．若a 、b 处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中D ．若a 、b 处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中解析：通交流电时，铁芯2仍被磁化而被吸入线圈中，故D 项对．易知其它选项中B 对．答案：BD7．某理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图5所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为40 W ，则下列判断正确的是( )图5A ．副线圈两端输出的电压为36 2 VB ．原线圈中电流表的示数约为0.18 AC ．变压器的输入、输出功率之比为55∶9D ．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝220sin100πt V解析：根据变压器的原、副线圈的电压之比等于匝数之比，故副线圈两端输出的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝36 V ，A 错；根据理想变压器知P 1＝P 2，故有I 1＝P 1U 1≈0.18 A，B 选项正确，C 错；原线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin100πt V ，D 错．8．在如图6所示的(a)(b)两电路中，当a 、b 端与e 、f 两端分别加上220 V 的交流电压时，测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110 V ，若分别在c 、d 和g 、h 两端加上110 V 的交流电压，则a 、b 间与e 、f 间的电压分别为( )A ．220 V,220 VB ．220 V,110 VC ．110 V,110 VD ．220 V,0 V图6解析：本题关键在于区分变压器和滑动变阻器的变压原理．变压器变压依靠电磁感应，原、副线圈匝数比与电压比总相等，因n ab n cd ＝U ab U cd ＝220 V 110 V ＝21故cd 接110 V 时，U ab ＝n abn cd×110 V＝220 V. 滑动变阻器变压时关键看电阻上的电压分配关系，ef 通电时，R eg 和R gh 属串联关系，U gh为总电压U ef 的一部分，当gh 通电时，R eg 中无电流，则U eg ＝0，故U ef ＝U gh ＝110 V ，故选B.答案：B9．面积为S 的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图7甲、乙所示的磁场中．甲图中有磁感应强度为B 0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T 绕OO ′轴做匀速转动；乙图中的磁场的变化规律为B ＝B 0cos 2πTt ，从图示时刻(t ＝0时刻)起计时，则( )A ．两线圈中的磁通量变化规律均为Φ＝B 0S cos 2πTtB ．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C ．两线圈中产生的交变电流的有效值不同D ．从此刻起，T /4时间内流过线圈截面的电荷量相同图7解析：由于线圈在磁场中以周期T 绕OO ′轴做匀速转动，所以其角速度为2πT，在面积相同的情况下两者的磁通量变化规律均为Φ＝B 0S cos 2πTt ，那么二者实际产生的交变电流是相同的，因此感应电动势达到最大值的时刻、交变电流的有效值、T /4时间内流过线圈截面的电荷量都是相同的．故AD 正确．答案：AD10．如图8所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的．○V 1和○V 2为理想电压表，读数分别为U 1和U 2；○A 1、○A 2和○A 3为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3，现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是( )图8A ．U 2变小、I 3变小B ．U 2不变、I 3变大C ．I 1变小、I 2变小D ．I 1变大、I 2变大解析：因为变压器的匝数与U 1不变，所以U 2不变，故两电压表的示数均不变．当S 断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I 2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I 1也将减小，C 正确；因为R 1的电压减小，故R 2、R 3两端的电压将增大，I 3变大，B 正确．答案：BC11．一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E 0，周期为T 0，外力提供的功率为P 0.若使线圈转动的角速度变为2ω，线圈中产生的交变电动势的最大值为E ，周期为T ，外力提供的功率为P .则E 、T 和P 的大小为( )A ．E ＝2E 0，T ＝12T 0，P ＝2P 0B ．E ＝E 0，T ＝12T 0，P ＝2P 0C ．E ＝2E 0，T ＝T 0，P ＝2P 0D ．E ＝2E 0，T ＝12T 0，P ＝4P 0解析：设线圈为n 匝，面积为S ，所在区域磁感应强度为B ，当角速度为ω时产生的最大感应电动势E 0＝NBSω，周期T 0＝2πω，外力提供的功率P 0＝E 2有R＝NBSω222R＝N 2B 2S 2ω22R .当角速度为2ω时产生的最大感应电动势E ＝2NBSω＝2E 0，周期T ＝2π2ω＝πω＝12T 0，外力提供的功率p ＝NBS 2ω222R＝4N 2B 2S 2ω22R ＝4P 0.故选项D 对．答案：D二、填空、实验题(2小题，共计15分)图912．(2009年天津卷)如图9所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I ＝__________.线框从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量q ＝__________.解析：电流的最大值I m ＝ωBS R ，电流的有效值I ＝I m 2＝2ωBS2R .穿过导体某横截面的电荷量Q ＝ΔΦR ＝BSR. 答案：2BSω2R BSR13．(2009年山东卷)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻R p 在不同照度下的阻值如下表：照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻(kΩ)754028232018度变化的特点．图10②如图10所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响) 提供的器材如下：光敏电阻R p(符号，阻值见上表)；直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干．解析：①光敏电阻随光照度变化的曲线如图11甲所示，其特点是：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小．图11②当光照度降至1.0(lx)时，光敏电阻的阻值为R P＝20 kΩ，设计原理图如图11乙所示．根据欧姆定律与串联电阻的分压．U12 R P ＝E－U12R，即2 V20 kΩ＝3 V－2 VRR＝10 kΩ即与R P串联的电阻应选R1＝10 kΩ.答案：①图象如图11甲所示阻值随光照度的增大非线性减小②电路如图11乙所示三、计算题(本题包括4小题，共41分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．如图12所示，圆形线圈共100匝，半径为r ＝0.1 m ，在匀强磁场中绕过直径的轴OO ′匀速转动，磁感应强度B ＝0.1 T ，角速度为ω＝300πrad/s ，电阻为R ＝10 Ω，求：图12(1)线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图12所示，图示位置为t ＝0时刻)．解析：(1)当从图示位置转过90°时，线圈中有最大感应电流，E m ＝NBSω＝30 V ，则I m ＝E mR＝3 A.(2)由题意知：i ＝I m sin ωt ，而I m ＝3 A ．ω＝300π rad/s ，所以：i ＝3sin 300πt A.答案：(1)3 A (2)i ＝3sin 300πt A15．如图13所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮．电枢线圈绕在固定的U 形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦交变电流，给车头灯供电．已知自行车车轮半径r ＝35 cm ，摩擦小轮半径r 0＝1.00 cm ，线圈有n ＝800匝，线圈框横截面积S ＝20 cm 2，总电阻R 1＝40 Ω.旋转磁极的磁感应强度B ＝0.010 T ，车头灯电阻R 2＝10 Ω.当车轮转动的线速度ω＝8 rad/s 时求：(1)发电机磁极转动的角速度． (2)车头灯中电流的有效值．图13解析：(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，故有：ω0r 0＝ωr ，ω0＝ωr r 0＝8×0.350.01rad/s ＝280 rad/s①(2)摩擦小轮带动磁极转动，线圈产生的感应电动势的最大值为E m ＝nBω0S ＝800×0.010×280×20×10－4 V ＝4.48 V②感应电动势的有效值：E ＝E m2＝4.483V ＝3.2 V③ 通过灯泡的电流有效值I ＝ER 1＋R 2＝ 3.240＋10A ＝64 mA④ 答案：(1)280 rad/s (2)64 mA16．某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9 kW ，输出电压为500 V ，输电线的总电阻为10 Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%，求：(1)村民和村办小企业需要220 V 电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？解析：建立如图14所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比．图14本题可以从线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流I 线，再根据输出功率求出U 2，然后再求出U 3.(1)由线路损耗的功率P 线＝I 2线R 线可得I 线＝P 线R 线＝9000×4%10A ＝6 A 又因为P 输出＝U 2I 线，所以U 2＝P 输出I 线＝90006V ＝1500 VU 3＝U 2－I 线R 线＝(1500－6×10) V＝1440 V根据理想变压器规律n 1n 2＝U 1U 2＝500 V 1500 V ＝13，n 3n 4＝U 3U 4＝1440 V 220 V ＝7211所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶3和72∶11.图15(2)若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图15所示)，由P输出＝UI线′可得I线′＝P输出U＝9000500A＝18 A所以线路损耗的功率P线＝I2线R线＝182×10 W＝3240 W用户得到的电压U用户＝U－I线R线＝(500－18×10) V＝320 V用户得到的功率P用户＝P输出－P线＝(9000－3240) W＝5760 W.答案：(1)1∶372∶11(2)320 V 5760 W17．传感器有很多种，包括力学传感器、电学传感器等．它们在我们日常生活中的用途越来越大，越来越重要．某老师想制作一个电子控制电路，找到了一个旧传感器，如图16所示为检测该传感器的电路图．传感器上标有“3 V0.9 W”的字样(传感器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V.图16(1)根据传感器上的标注图16，计算该传感器的电阻和额定电流．(2)若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？(3)根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1 Ω，则该传感器就失去了作用．实际检测时，将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值)，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压．检测记录如下：电压表示数U/V电流表示数I/A第一次 1.480.16第二次0.910.22用心爱心专心 11 用？此时a 、b 间所加的电压是多少？解析：(1)传感器的电阻R 传＝U 2传P 传＝320.9Ω＝10 Ω 传感器的额定电流I 传＝P 传U 传＝0.93A ＝0.3 A. (2)要求电路各部分安全，则要求电路的最大电流I ＝I 传＝0.3 A此时电源电压的最大值U m ＝U 传＋U 0U 传为传感器的额定电压，U 0为R 0调至最大值R 0m ＝10 Ω时R 0两端的电压，即U 0＝I 传R 0m ＝0.3×10 V＝3 V∴电源电压最大值U m ＝U 传＋U 0＝3 V ＋3 V ＝6 V.(3)设实际检测时加在a 、b 间的电压为U ，传感器的实际电阻为R 传′.根据第一次实验记录数据有：U ＝I 1R 传′＋U 1，即U ＝0.16×R 传′＋1.48根据第二次实验记录数据有：U ＝I 2R 传′＋U 2即U ＝0.22×R 传′＋0.91解得R 传′＝9.5 Ω U ＝3 V传感器的电阻变化为ΔR ＝R 传－R 传′＝10 Ω－9.5 Ω<0.5 Ω ∴此传感器仍可使用．答案：(1)10 Ω 0.3 A (2)6 V (3)仍可使用，3 V。

江苏高考物理复习单元检测十交变电流传感器

单元检测十交变电流传感器考生注意：1．本试卷共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，满分100分．4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．一、单项选择题(本题共6小题，每小题3分，共计18分．每小题只有一个选项符合题意) 1．(2018·苏锡常镇四市教学调研)两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系分别如图1中甲、乙所示，则下列说法正确的是( )图1A．两交变电流的频率之比f甲∶f乙＝1∶2B．两交变电流电动势的有效值之比E甲∶E乙＝3∶1C．t＝1s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零D．t＝1s时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上2．(2018·南京市、盐城市调研)一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是( )3．(2017·南京市、盐城市、徐州市、连云港市二模)一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图2所示．在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，原线圈上加一电压为U的交流电，则( )图2A．保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B．保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变C．保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小D．保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大4．图3甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈的内阻不计，外接灯泡的电阻为12Ω，则( )图3A．在t＝0.01s时刻，穿过线圈的磁通量为零B．电压表的示数为62VC．灯泡消耗的电功率为3WD．若其他条件不变，仅将线圈的转速提高一倍，则线圈电动势的表达式e＝122sin100πt (V)5．(2018·黄桥中学第三次段考)如图4所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈接三个相同的灯泡，均能正常发光，若在原线圈所在电路上再串联一相同灯泡L(设电源电压有效值不变)，则( )图4A．灯L与三灯亮度相同B．灯L比三灯都暗C．灯L将会被烧坏D．无法判断其亮度情况6．(2018·铜山中学模拟)某一火警报警系统原理图如图5所示，报警器未画出，a、b接在电压u＝311sin314t (V)的正弦交流电源上，R t为半导体热敏材料制成的传感器，R t的电阻随温度升高而减小，下列说法正确的是( )图5A．电压表V的示数为311VB．电容器C的电容增大，灯L变暗C．R t所在处出现火警时，电流表A的示数增大D．R t所在处出现火警时，变压器输入功率减小二、多项选择题(本题共6小题，每小题4分，共计24分．每小题有多个选项符合题意．全部选的对得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)7．(2018·锦屏中学模拟)如图6所示，某电路上接有保险丝、交流电压表、“220V900W”的电饭锅及“220V200W”的抽油烟机．现接入u＝311sin100πt (V)的交流电，下列说法正确的是( )图6A．交流电压表的示数为311VB．1s内流过保险丝的电流方向改变100次C．电饭锅的热功率是抽油烟机热功率的4.5倍D．为保证电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于5A8．(2017·扬州市高三第四次模拟测试)钳形电流表的外形和结构如图7甲所示，图甲中电流表的读数为0.9A，图乙中用同一电缆线绕了3匝，则( )图7A．这种电流表能测出交变电流的有效值B．这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流C．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为0.3AD．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为2.7A9．图8甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是( )图8A．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．t＝0.01s时，线圈平面与磁场方向平行D．t＝0.02s时，电阻R中电流的方向自右向左10．(2018·苏州市调研)如图9甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比．某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则( )图9A．电流的表达式为i＝0.6sin (10πt) AB．磁铁的转速为10r/sC．风速加倍时电流的表达式为i＝1.2sin (10πt) AD．风速加倍时线圈中电流的有效值为0.62A11．(2018·高邮市段考)如图10所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两个互感器．若已知甲和乙的原、副线圈匝数比分别为1000∶1和1∶100，两个电表的示数分别为10A和220V．则( )图10A．电表A是电压表B．电表A是电流表C．线路输送的电功率为2.2×108WD．线路输送的电功率为2.2×104W12．(2018·南通市如东县质检)图11甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)．未出现火警时，升压变压器的输入功率为750kW.下列说法正确的是( )图11A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为50HzB．未发生火情时，远距离输电线路损耗功率为180kWC．当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大D．当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大三、非选择题(本题共5小题，共计58分)13．(10分)(2017·南通市第三次调研)对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R t，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将R t和两个适当的定值电阻R1、R2连成图12虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R L的阻值随R t所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围．为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下R L的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大．实验中的部分实验数据测量结果如表所示．图12回答下列问题：(1)根据图12所示的电路，在图13所示的实物图上连线．(2)为了检验R L 与t 之间近似为线性关系，在图14的坐标纸上作出R L －t 关系图线．图13 图14 (3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图15、16所示，电流表的读数为________，电压表的读数为________．此时等效电阻R L 的阻值为________；热敏电阻所处环境的温度约为________．图15 图1614．(9分)(2018·无锡市调研)有一个阻值为R 的电阻，若将它接在电压为U 0＝20V 的直流电源上，其消耗的功率为P ；若将它接在如图17所示的理想变压器的次级线圈两端时，其消耗的功率为P2.已知变压器输入电压为u ＝220sin100πt (V)，不计电阻随温度的变化，求：图17(1)理想变压器次级线圈两端电压的有效值；(2)此变压器原、副线圈的匝数之比．15．(12分)(2018·阜宁中学调研)某河的水流量为4m 3/s ，水流下落的高度差为5 m ．现在利用河水来发电，设所用发电机的总效率为50%.(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，g ＝9.8m/s 2)(1)求发电机的输出功率．(2)设发电机的输出电压为350V ，在输送途中输电线的电阻为4Ω，损耗的功率为输出功率的5%，在用户需用电压为220V 时，求所用升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别为多少？16．(12分)如图18所示，一个半径为r 的半圆形线圈，以直径ab 为轴匀速转动，转速为n ，ab 的左侧有垂直于纸面向里(与ab 垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B .M 和N 是两个集流环，负载电阻为R ，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：图18(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过14圈的时间内，负载电阻R 上产生的热量； (3)从图示位置起转过14圈的时间内，通过负载电阻R 的电荷量； (4)电流表的示数．17．(15分)如图19甲所示，某人设计一种振动发电装置，它的结构是一个半径r为0.1m、20匝的线圈套在轴向形永久磁铁槽中，磁场中的磁感线均沿半径方向均匀分布，从右侧观察如图乙所示．已知线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2T，线圈总电阻为2Ω，它的引出线接有阻值为8Ω的小灯泡L.外力推动与线圈相连的P端使其做往复运动，线圈切割辐向磁场中的磁感线产生感应电流，线圈位移随时间变化的规律如图丙所示(线圈位移取向右为正)．图19(1)在丁图中画出感应电流随时间变化的图象(在乙图中取逆时针电流为正)；(2)求每一次推动线圈运动过程中的作用力的大小；(3)若不计摩擦等损耗，求该发电机的输出功率．答案精析1．C [甲电流周期T 甲＝1 s ，乙电流周期T 乙＝2 s ，故两交变电流的频率之比f 甲∶f 乙＝2∶1，选项A 错误；E m 甲＝2 V ，E m 乙＝6 V ，根据最大值和有效值的关系知E 甲∶E 乙＝1∶3，选项B 错误；t ＝1 s 时，两线圈中感应电动势都为0，磁通量的变化率为0，磁通量最大，线圈处于中性面位置，选项C 正确，D 错误．]2．D [A 、B 项中交流电的有效值均为2A ，C 项中电流的有效值为1.5A ，D 项中电流的有效值为2A ，由Q ＝I 2Rt 可知，在相同时间内电阻产生热量最大的是D 项对应的电流，D 项正确．]3．D [在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定．因此，当Q 位置不动时，输出电压U ′不变，此时P 向上滑动，负载电阻值R ′增大，则输出电流I ′减小．根据输入功率P 1等于输出功率P 2，电流表的读数I 变小，故A 、B 错误；P 位置不动，将Q 向上滑动，则输出电压U ′变大，I ′变大，电流表的读数变大，则选项C 错误，D 正确；故选D.]4．C [在t ＝0.01s 的时刻，电动势为零，则线圈平面位于中性面，穿过线圈的磁通量最大，选项A 错误；电动势的最大值为E m ＝62V ，电压表测量的为有效值，故示数为E ＝622V ＝6V ，选项B 错误；灯泡消耗的功率P ＝E 2R ＝6212W ＝3W ，选项C 正确；周期为0.02s ，瞬时电动势表达式为e ＝E m sin(2πTt )＝62sin100πt (V)．转速提高一倍后，ω＝2πn ，角速度变为原来的2倍，最大值变成122V ，表达式应为e ＝122sin200πt (V)，选项D 错误．]5．A [由于电源电压有效值不变，设为U ，当在原线圈所在电路上再串联一相同灯泡L 时，灯L 与原线圈分压，设原线圈两端的电压为U 1，则U 1＝U －U L ，其中U L 为灯泡L 两端的电压，U L ＝I 1R L ，设此时接入副线圈的每只灯泡中的电流为I ，则副线圈输出电流I 2＝3I ，根据电流与匝数关系I 1I 2＝n 2n 1＝13，得I 1＝n 2n 1·I 2＝I ，即四只灯泡中的电流相同，功率相同，亮度相同，故选项A 正确．]6．C [电压表的示数应为输入电压的有效值，即为220V ，A 项错误；由于变压器原、副线圈的匝数一定，因此副线圈输出电压一定，电容器C 的电容增大，则电容器的容抗减小，因此通过电容器的电流增大，灯L 变亮，B 项错误；R t 所在处出现火警时，温度升高，R t 的电阻减小，副线圈电路中的电流增大，根据变压器的规律I 1I 2＝n 2n 1可知，原线圈中的电流也增大，电流表A 的示数增大，C 项正确；由于输入电压一定，电流增大，由P ＝UI 可知，变压器的输入功率增大，D 项错误．]7．BD [由u ＝311sin100πt (V)知，电压最大值U m ＝311V ，f ＝100π2πHz ＝50Hz,1s 内电流方向改变100次，交流电压表的示数为电压有效值U ＝U m 2＝220V ，故选项A 错误，B 正确；电饭锅的功率为抽油烟机功率的4.5倍，但抽油烟机不是纯电阻元件，其热功率小于200W ，故选项C 错误；电路正常工作时的总功率P ＝1100W ，有I ＝P U ＝1100220A ＝5A ，故选项D 正确．] 8．AD [由于变压器工作原理是通过原线圈的电流发生变化，则原线圈产生的磁场发生变化，故穿过副线圈的磁通量发生变化，从而在副线圈中产生感应电流，故这种电流表只能测交变电流，而且测量的是交变电流的有效值，故A 正确，B 错误；I 1I 2＝n 2n 1，由题意可知：当n 1＝1时，I 2＝0.9A ，即I 10.9＝n 21，当n 1＝3时：I 1I 2′＝n 23，解得：I 2′＝2.7A ，故C 错误，D 正确．] 9．AC [电流表测量的是电路中电流的有效值I ＝10A ，选项A 正确．由题图乙可知，T ＝0.02s ，所以ω＝2πT＝100πrad/s ，选项B 错误．t ＝0.01 s 时，电流最大，感应电动势最大，线圈平面与磁场方向平行，选项C 正确．t ＝0.02 s 时，线圈所处的状态就是图示状况，此时R 中电流的方向自左向右，选项D 错误．]10．AD [由题图乙可知产生的电流为正弦交变电流，i ＝I m sin ωt ，其中I m ＝0.6A ，T ＝0.2s ，而ω＝2πT ＝10πrad/s ，则i ＝0.6sin (10πt ) A ，A 项正确；n ＝f ＝1T＝5r/s ，B 项错误；风速加倍时，角速度增大为原来的两倍，根据I m ＝NBS ωR可知电流的最大值增大为原来的两倍，则风速加倍时电流的表达式为i ＝1.2sin (20πt ) A ，C 项错误；根据I ＝I m2，风速加倍时I ′＝2I m 2＝2×0.62A ＝0.62A ，D 项正确．] 11．AC 12．AD [变压器不改变交流电的频率，降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz ，选项A 正确；根据U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝2.5×104V ，I 2＝P U 2＝30A ，故线路损耗功率为P 线＝I 22r ＝90kW ，选项B 错误；当传感器R 2所在处出现火警时，将传感器看成一个等效电阻，等效电阻减小，线路中电流增大，由变流比关系可知输电线上的电流变大，选项D 正确；当传感器R 2所在处出现火警时，输电线电流增大，分压增大，降压变压器两端的电压变小，根据串联分压，R 1两端电压增大，故电压表V 的示数变小，选项C 错误．]13．(1)连线如图甲所示 (2)R L －t 关系图线如图乙所示 (3)115mA 5.00V 43.5Ω 63.0℃解析 (3)因为电流表的最小刻度为5mA ，故读数时只需要精确到1mA ，所以电流表的读数为115mA ，而电压表的最小刻度为0.1V ，故读数时要估读到0.01V ，所以电压表的读数为5.00V ．等效电阻R L ＝U I≈43.5Ω，结合R L －t 图象可知热敏电阻所处环境的温度约为63.0℃. 14．(1)102V (2)111解析 (1)将R 接在理想变压器的次级线圈两端时有P 2＝U 22R将R 接在直流电源上有P ＝U 02R解得U 2＝102V(2)原线圈电压的有效值U 1＝2202V ＝1102V 解得n 1n 2＝U 1U 2＝11115．(1)9.8×104W (2)18 13311解析 (1)水推动发电机叶轮的功率P ＝mght，又m ＝ρV 所以P ＝ρVght，发电机的输出功率为P 出＝50%P解得P 出＝50%×1.0×103×4×9.8×5W＝9.8×104W.(2)输电线上损耗的功率为P 损＝5%P 出＝5%×9.8×104W ＝4.9×103W又P 损＝I 2r所以输电线中的电流I ＝P 损r ＝ 4.9×1034A ＝35A 根据理想变压器的输入功率和输出功率相等可知，升压变压器副线圈两端的电压为U 2＝P 出I ＝9.8×10435V ＝2.8×103V所以升压变压器原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝U 1U 2＝3502.8×103＝18因为降压变压器原线圈两端的电压为U 1′＝2.8×103V －35×4V＝2.66×103V降压变压器副线圈两端的电压为U 2′＝220V 所以降压变压器原、副线圈的匝数比为n 1′n 2′＝U 1′U 2′＝2660220＝13311. 16．(1)π2Bnr 2(2)π4B 2r 4n 8R (3)πBr 22R (4)π2r 2nB2R解析 (1)线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流．此交变电动势的最大值为E m ＝BS ω＝B ·πr 22·2πn ＝π2Bnr 2(2)在线圈从图示位置转过14圈的时间内，电动势的有效值为E ＝E m 2＝2π2Bnr22电阻R 上产生的热量为Q ＝(E R )2R ·T 4＝π4B 2r 4n8R(3)在线圈从图示位置转过14圈的时间内，电动势的平均值为E ＝ΔΦΔt通过R 的电荷量q ＝I ·Δt ＝ER ·Δt ＝ΔΦR ＝πBr22R(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E ′，由有效值的定义得E m22R·T 2＝E ′2RT ，解得E ′＝E m2故电流表的示数为I ＝E ′R ＝π2r 2nB2R.17．见解析解析 (1)由x －t 图可知，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，速度大小为v ＝ΔxΔt ＝0.8m/s线圈中产生的感应电流的大小恒定不变感应电动势E ＝nBLv ，L ＝2πr 解得：E ＝2V 感应电流I ＝ER 1＋R 2＝0.2A从题图中可以看出线圈沿x 正方向运动时，产生的感应电流方向在图乙中为顺时针，在线圈沿x 负方向运动时，产生的感应电流方向为逆时针，则感应电流随时间变化的图象如图所示．(2)因线圈做匀速直线运动，所以每次运动过程中推力等于安培力．F 推＝F 安F 安＝nILB ＝nI ·2πr ·B解得：F 推＝0.5N(3)发电机的输出功率P ＝I 2R 2＝0.32W。

2019版高考物理一轮复习第10章交流电及传感器综合过关规范限时检测新人教版选修3-2

2019版高考物理一轮复习第10章交流电及传感器综合过关规范限时检测新人教版选修3-2一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。

1～4题为单选，5～8题为多选，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1．(2016·东北三省四市教研联合体联考)某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，下列说法正确的是导学号 51343153( B )A ．t ＝0时刻发电机的转动线圈位于中性面B ．在1s 内发电机的线圈绕轴转动50圈C ．将此交流电接到匝数比是1∶10的升压变压器上，副线圈的电压为22002VD ．将此交流电与耐压值是220V 的电容器相连，电容器不会被击穿[解析] t ＝0时，感应电动势最大，此时线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，A错误；T ＝0.02s ，频率f ＝1T＝50Hz ，B 正确；将此交流电接到匝数比是1∶10的升压变压器上，副线圈的电压为2200V ，C 错误；因为交流电的电压最大值为2202V>220V ，将此交流电与耐压值是220V 的电容器相连，电容器会被击穿，D 错误。

2．(2016·河北邯郸一模)如图，一理想变压器的原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝10∶1，原线圈接入电压u ＝2202sin100πt (V)的交流电源，交流电压表和交流电流表对电路的影响可忽略不计，定值电阻R 0＝10Ω，可变电阻R 的阻值范围为0～10Ω，则下列说法错误的是导学号 51343154( D )A ．副线圈中交变电流的频率为50HzB ．t ＝0.02s 时，交流电压表的示数为22VC ．当可变电阻阻值变大时，变压器的输入功率变小D ．调节可变电阻R 的阻值时，交流电流表示数的变化范围为1.1～2.2A[解析] 变压器不改变交流电的频率，f ＝ω2π＝50Hz ，A 正确；交流电压表的示数为副线圈两端电压的有效值，U 1U 2＝101，解得U 2＝22V ，B 正确；当可变电阻阻值变大时，变压器的输出电压不变，由P ＝U 2R ＋R 0知，变压器的输出功率变小，变压器的输入功率变小，C 正确；当可变电阻的阻值为R ＝0时，副线圈中电流最大，变压器的输出功率最大，其输入功率也是最大，此时电流表的示数最大，U 1I 1＝U 22R 0，220I 1＝22210A ，I 1＝0.22A ，当R ＝10Ω时，副线圈中电流最小，变压器的输出功率最小，其输入功率也是最小，此时电流表的示数最小，U 1I 1′＝U 22R 0＋R ，220×I 1′＝22220A ，解得I 1′＝0.11A ，所以交流电流表示数的变化范围为0.11～0.22A ，D 错误。

人教版新课标高中物理交变流电与传感器(附答案)

人教版新课标高中物理专题练习交变电流与传感器UA50 Hz电压和输电线的电阻均不变。

随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（）A BA100 Hz，变压器的副线圈与一电阻为的负载和电容为的平行板电容器相连，则（）2A P RA50 HzB ．ab 输入端输入功率ab P =18 WC ．电流表的示数为2A ，且四只灯泡均能正常发光D ．断开K ，电压表V 读数将变小17．【湖南省师大附中、长沙一中、长郡中学、雅礼中学2016届高三四校联考】如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表。

设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用/表示，变阻器R 相当于用户用电器的总电阻。

当用电器增加时，相当于R 变小，则当用电进入高峰时（）A ．电压表12V V 、的读数均不变，电流表2A 的读数增大，电流表1A 的读数减小B ．电压表34V V 、的读数均减小，电流表2A 的读数增大，电流表3A 的读数减小C ．电压表23V V 、的读数之差与电流表2A 的读数的比值不变D ．线路损耗功率不变18．【福建省龙岩市2016年高中毕业班3月教学质量检查理科综合】用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载电阻供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图像如图所示，则（）A ．变压器输入功率约为1 555 WB ．交流电的频率为100 HzC ．负载电阻阻值为11 ΩD ．负载电流的函数表达式i=10sin(100πt)A19．【湖南省岳阳市2016届高三教学质量检测（二模）理科综合】图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数比为1k 降压变压器T′的原、副线圈匝数比2k 。

原线圈两端接入一电压m U sin t u ω=的交流电源，用户电阻为R （纯电阻），若用户消耗功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率r P 和用户获得的电压U 分别为（）A ．r22rP=PRk22m22122k U RkU=()()2k2r+RkB．r222rP=PRk2m221222U RkU=()()2k k2r+RkC．r222rP=PRk22m22122k U RkU=()()2k2r+RkD．r212rP=PRk2m221222U RkU=()()2k k2r+Rk20．【广东省湛江一中等“四校”2017届高三上学期第一次联考物理试题】如图所示，面积为20.02m，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴'OO匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为2T2。

2019高考物理单元综合测试题第10章交流电及传感器

2019高考物理单元综合测试题第10章交流电及传感器本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．某水利发电站发电机发电后，先通过电站附近的升压变压器升压后，再通过输电线路把电能输送到远处的降压变压器，降压后，再用线路输送到各用户．设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压器．在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加较大，这时与用电低谷时比较()A．升压变压器的副线圈两端的电压变小B．高压输电线路的电压损失变大C．降压变压器副线圈中的电流变小D．降压变压器副线圈两端的电压变大[答案] B[解析]升压变压器的输入电压不变，输出电压也不变，A选项错误；此时输电线路输电功率变大，输电电压不变，输电电流变大，电压损失ΔU＝ΔI×R线也变大，B选项正确；降压变压器输入电压降低，输出电压降低，但输出功率变大，输出电流变大，C、D选项错误．2．(2018·北京海淀模拟)如下图，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为l1，ad边的边长为l2，线圈电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时()A．线圈中感应电流的方向为abcdaB．线圈中的感应电动势为2nBl2ωC．穿过线圈磁通量随时间的变化率最大D．线圈ad边所受安培力的大小为n2B2l1l22ωR[答案]CD[解析]根据右手定则，线圈中感应电流的方向为adcba，A错；当线圈转至图示位置时，线圈中感应电动势应为最大值E m＝nBl1l2ω，此时，穿过线圈磁通量随时间的变化率最大，B错，C对；线圈ad边所受安培力的大小F＝nBIl2＝n2B2l1l22ωR，D对．3．(2018·大连模拟)如下图，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的选项是()A．t＝0时刻穿过线圈的磁通量的变化率均为零B．t＝0时刻线圈与中性面重合C．交流电a的有效值为52VD．交流电b的最大值为5V[答案] D[解析]t＝0时刻感应电动势为零，线圈与中性面重合，穿过线圈的磁通量的变化率为零，A，B对；交流电a的有效值为U＝U m 2＝52V，C对；交流电a最大值U m＝NBSω，交流电b的角速度是a的23，所以最大值是203V，D错．4．(2017·信息卷)如下图，图甲为理想变压器，图乙为一滑动变阻器的分压接法．正弦交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝100sin25t(V)，则以下说法正确的选项是()。

2020届高考物理：交变电流、传感器(通用型)练习和答案

2020 届高考物理交变电流、传感器（通用型）练习及答案*交变电流、传感器*1、如图甲所示，一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中，并绕过 ab 、cd 中点的轴 OO ′以角速度 ω 逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角 θ＝45°时(如图乙) 为计时起点，并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向为正．则如图所示的四个选项图中正确的是()2、(多选)如图所示，M 为半圆形导线框，圆心为 O ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 O ；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线 O O 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。

现使线框 M 、 N 在 t ＝0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面且过 O 和 O 的轴，以相同的M N M N M N周期 T 逆时针匀速转动，则( )A ．两导线框中均会产生正弦交流电B ．两导线框中感应电流的周期都等于 TTC ．在 t ＝时，两导线框中产生的感应电动势相等D ．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等3、电流互感器和电压互感器如图所示．其中 n 、n 、n 、n 分别为四组线圈的匝数，a 、b 为两只交流电表，则( )A ．A 为电流互感器，且 n <n ，a 是电流表B ．A 为电压互感器，且 n >n ，a 是电压表C ．B 为电流互感器，且 n <n ，b 是电流表D ．B 为电压互感器，且 n >n ，b 是电压表4、(2019· 马鞍山市质检)图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为 1∶1000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为 1 000∶1，输电线的总电阻为 1 000 Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为 220 V 。

下列说法正确的是 ()甲乙A ．输电线中的电流为 3 AB ．电站输出的功率为 7 500 kWC ．输电线路损耗功率为 90 kW8 1 2 3 4 1 21 23 4 3 4D．用户端交变电流的频率为100Hz5、(多选)霍尔传感器测量转速的原理图如图所示，传感器固定在圆盘附近，圆盘上固定4个小磁体，在a、b间输入方向由a到b的恒定电流，圆盘转动时，每当磁体经过霍尔元件，传感器c、d端输出一个脉冲电压，检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速。

高三物理一轮复习第十章交流电传感器的简单应用综合检测课时检测新人教版

第十章交流电传感器的简单应用综合检测一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分)1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重．其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗从而降低电费价格，可采取的措施有( )A．提高输送功率B．应用超导体材料做输电线C．提高高压输电的电压D．减小输电导线的横截面积解析电路中损失的功率P＝I2R，可见，要减少远距离输电的损耗，一是可以减小输电线的电阻，如增加输电导线的横截面积，或换用导电性能好的材料，但目前超导体材料还没有能进入大规模实用阶段，B、D不正确；二是减小输电电流，即提高高压输电的电压，C正确；提高输送功率，损失也相应增加，不能达到目的，A错．答案 C2．若在图①所示的变压器原线圈两端输入如图②所示的电流(规定电流自a端流入为正值)，变压器副线圈c、d两端的电压为U cd，则下列四图中能表示U cd的是( )解析由题图②可以看出从ab端输入的电流大小按正弦规律变化，但方向未变，均为正．在0～t1这段时间内，电流逐渐增大，但电流的变化率逐渐减小；t1时刻磁通量的变化率为零，感应电动势为零．根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可以判断B正确．答案 B3．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e＝200 2sin100πt(V)，那么( )A．该交流电的频率是100HzB．当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直C．当t＝1200s时，e有峰值D．该交流电电动势的有效值为2002V解析由交流电的电动势瞬时值表达式e＝nBSωsinωt可知，交流电的频率f＝ω2π＝100π2πHz＝50Hz，A不正确；在t＝0时，电动势瞬时值为0，线圈平面恰好与中性面平行，B不正确；当t＝1200s时，e有峰值E m＝2002V，C正确；该交流电电动势的有效值E＝E m2＝200V，D不正确．答案 C4．电阻R1、R2与交流电源按照图①方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流I随时间t变化的情况如图②所示．则( )A．通过R1的电流有效值是1.2A B. R1两端的电压有效值是6V C．通过R2的电流最大值是1.22A D. R2两端的电压最大值是62A解析R1和R2串联，故通过的电流相等，由图可知，此交变电流的有效值I＝I m2＝0.6A，A错；R1两端电压U1＝I1R1＝0.6×10V＝6V，B对；同理可得C、D错．答案 B5．如图①为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在u＝156sin120πt V的电源上，电热毯被加热到一定温度后，由于P的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过．即电压变为图②所示波形，从而进入保温状态，则此时交流电压表的读数是( )A．156V B．110VC ．78VD ．55V解析交流电表的读数均为有效值，即根据电流的热效应来定义的，本题可以根据此定义来求解．正弦交变电流作用在某一电阻上时，产生的电热：W ＝U 2T 2R ，U ＝1562V ；由图②在一个周期内，仅有半个周期的时间是有电压的，设该电流的电压有效值为U ′，则有U 2T 2R ＝U ′2TR，所以U ′＝78V ，故C 选项正确．答案 C6．如图所示电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关，P 是滑动变阻器R 的滑动触头，U 为加在原线圈两端的交变电压，I 1、I 2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是( )A ．保持P 的位置及U 不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小B ．保持P 的位置及U 不变，S 由b 切换到a ，则I 1减小C ．保持U 不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则I 1减小D ．保持P 的位置及U 不变，S 由b 切换到a ，则R 上消耗的功率增大解析若保持P 的位置及U 不变，S 由a 切换到b ，则变压器副线圈的匝数减少，输出电压降低，由I 2＝U 2R可知I 2减小，相反，当S 由b 切换到a 时I 2增大，R 上消耗的功率P ＝I 22R 增大，而I 1＝n 2n 1I 2，其中n 2、I 2均增大，因此I 1增大，A 、D 正确，B 错；若保持U 不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则R 减小，I 2增大，因此I 1也增大，C 错．答案 AD7．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b 是原线圈的中心抽头，伏特表和安培表均为理想电表，除R 以外其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u 1＝2202sin100πt V ．下列说法中正确的是( )A. t ＝1600s 时，ac 两点电压瞬时值为110V B. t ＝1600s 时，电压表的读数为22V C ．滑动变阻器触片向上移，伏特表和安培表的示数均变大 D ．单刀双掷开关由a 扳向b ，伏特表和安培表的示数均变小解析将t ＝1600s 代入u 1＝2202sin100πt V ，得ac 两点电压瞬时值为1102V ，故A 错；根据U 1U 2＝n 1n 2结合电压表读数为有效值可知，B 正确；副线圈的电压由原线圈的输入电压和二者的匝数比决定，故滑动变阻器触片向上移动，伏特表的示数不变，C 错；单刀双掷开关由a 扳向b ，原线圈匝数变少，根据U 1U 2＝n 1n 2可知，副线圈的电压变大，伏特表和安培表的示数均变大，故D 错．答案 B8．如图所示，边长为L 的正方形线圈abcd ，其匝数为n ，总电阻为r ，外电路的电阻为R ，ab 的中点和cd 的中点的连线OO ′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B .若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO ′轴匀速转动，则以下判断中正确的是( )A ．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e ＝nBL 2ωsin ωt B ．在t ＝π2ω时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，此时磁通量随时间变化最快 C ．从t ＝0时刻到t ＝π2ω时刻，电阻R 上产生的热量为Q ＝n 2B 2L 4πωR16R ＋r 2D ．从t ＝0时刻到t ＝π2ω时刻，通过R 的电荷量q ＝nBL22R ＋r解析闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e ＝U m sin ωt ＝nBSωsin ωt ＝12nBL 2ωsin ωt ，A错；在t ＝π2ω时刻，线圈转过90°，线圈平面与磁场平行，B 正确；电阻R 上产生的热量为Q ＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫U m 2R ＋r 2Rt ＝n 2B 2L 4πωR 16R ＋r 2，故C 正确；从t ＝0时刻到t ＝π2ω时刻，通过R 的电荷量q ＝It ＝nΔΦΔt R ＋r Δt ＝nΔΦR ＋r＝nB ×L ×12LR ＋r＝nBL 22R ＋r，故D 正确．答案 BCD9．图①所示电路中，A 1、A 2、A 3为相同的电流表，C 为电容器，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，线圈L 的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图②所示，则在t 1～t 2时间内( )A．电流表A1的示数比A2的小B．电流表A2的示数比A3的小C．电流表A1和A2的示数相同D．电流表的示数都不为零解析理想变压器原线圈中的磁感应强度随时间均匀增加，穿过副线圈的磁通量也将随时间均匀增加，副线圈中产生恒定的感应电动势，副线圈中的电流为恒定电流，电感线圈对恒定电流无阻碍作用，因而电流表A1、A2的示数相同，C项正确，A、B选项均错；恒定电流不能通过电容器，因而电流表A3的示数为零，D项错误．答案 C10．图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头．现令P 从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值)．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( )U1 U2＝n1n2知，U2＝n2n1U1，U2随时间均匀增解析当滑动头P匀速上滑时，副线圈匝数均匀增大，由大，C 项正确；由于灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以当电压均匀增加时，由欧姆定律I ＝U R知灯泡中电流并非均匀增加，而是增加的越来越慢，其I 2－t 图线的斜率逐渐减小，B 项正确；灯泡消耗的功率N 2＝U 2I 2，N 2随时间并不是均匀增加的，D 项错误；变压器的输入功率与输出功率相等，当灯泡功率增大时，输入功率也在增大，原线圈中电流增大，A 项错误．答案 BC二、本题共6小题，共60分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．11．(4分)如图所示为一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电的有效值是________．解析设交流电的有效值为I ，令该交流电通过一个纯电阻R ，在一个周期T 内I 2RT ＝I 21R T2＋I 22R T2，计算得该交流电的有效值为5 A.答案 5A12．(6分)如图所示，图①为热敏电阻的R －t 图像，图②为用此热敏电阻R 和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω.当线圈的电流大于或等于20mA 时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E ＝9.0V ，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．问：(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)．(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的阻值应调节为_____Ω.解析恒温箱内的加热器应接在A、B端．当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高．随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低．随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20mA 时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度．要使恒温箱内的温度保持50℃，即50℃时线圈内的电流为20mA.由闭合电路欧姆定律I＝Er＋R＋R′，r为继电器的电阻．由图①可知，50℃时热敏电阻的阻值为90Ω，所以R′＝EI－R－r＝260Ω .答案(1)A、B端(2)26013．(10分)如图所示，一理想变压器的原线圈接在电压为220V的正弦交流电源上，两副线圈匝数分别为n2＝16匝、n3＝144匝，通过理想二极管，单刀双掷开关与一只“36V18W”的灯泡相连(灯泡电阻不变)，当开关接1时灯泡正常发光，求(1)原线圈的匝数n1；(2)当开关接2时，灯泡两端电压的有效值．解析(1)根据变压器电压比n1n3＝U1U解得原线圈匝数n1＝880匝．(2)开关接2时，有n1n2＋n3＝U1U解得副线圈上电压为U＝40V晶体二极管有单向导电性，因此U2RT＝2U′2RT，此时灯泡电压有效值为U′＝202V.答案(1)880匝(2)202V14．(10分)一个次级有两个不同副线圈的理想变压器，如图所示，将两只标有“6V0.9W”的灯泡和一只标有“3V0.9W”的灯泡全部接入变压器的次级线圈，且能够正常发光，已知U1＝220V，匝数n1＝1100，n2＝10，n3＝35.(1)请在变压器的次级线圈上画出连接满足题意的电路示意图． (2)计算出灯泡正常发光时变压器的初级线圈中的电流．解析 (1)由U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3得3、4间电压为：U 2＝n 2n 1U 1＝101100×220V＝2V 1、2间电压为：U 3＝n 3n 1U 1＝351100×220V＝7V 可见需将副线圈n 2、n 3串联，才能输出9V 的电压、电路连接如图所示．(2)由功率关系得U 1I 1＝3P 灯 ∴I 1＝3P 灯U 1＝3×0.9220A ＝0.012A.答案 (1)见解析图 (2)0.012A15．(15分)如图所示，线圈abcd 的面积是0.05m 2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝1πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．(2)线圈转过130s时电动势的瞬时值多大？(3)求电压表和电流表的示数．(4)从中性面开始计时，经130s通过电阻R的电荷量为多少？解析由于从线圈处于中性面开始计时，分别把E m，ω数值算出，代入e＝E m sinωt就可得瞬时值表达式，求瞬时值时，只要把t的时刻代入表达式就可以了，最后一问是求线圈中的电流和线圈的路端电压，注意应为有效值．(1)e＝E m sinωt＝NBS2πf sin2πft＝100×1π×0.05×2π×30060sin⎝⎛⎭⎪⎫2π×30060t＝50sin(10πt)．(2)当t＝130s时e＝50sin⎝⎛⎭⎪⎫10π×130＝43.3V.(3)电动势的有效值为E＝E m2＝502V＝35.4V电流表示数I＝ER＋r ＝35.4R＋rA＝3.54A电压表示数U＝IR＝3.54×9V＝31.86V.(4)130s内线圈转过的角度θ＝ωt＝30060×2π×130＝π3，该过程ΔΦ＝BS－BS·cosθ＝12BS所以由I ＝q Δt ，I ＝E R ＋r ，E ＝NΔΦΔtq ＝N ·ΔΦR ＋r ＝NBS2R ＋r＝100×1π×0.052×9＋1C ＝14πC.答案 (1)50sin(10πt ) (2)43.3V(3)31.86V 3.54A (4)14πC 16．(15分)为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站．三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以v 1＝3m/s 的速度流入水轮机后以v 2＝1m/s 的速度流出，流出水位比流入的水位低10m ，水流量为Q ＝10m 3/s ，水轮机效率为75%，发电机效率为80%，求：(1)发电机组的输出电功率是多少？(2)如果发电机输出电压为240V ，用户需电压220V ，输电线路中能量损失为5%，输电线电阻为503Ω，那么所需升、降变压器的原副线圈匝数比分别是多少？解析 (1)水轮机获得的机械能为E k ＝[mgh ＋12m (v 21－v 22)]×75%＝[Qtρgh ＋12Qtρ(v 21－v 22)]×75%代入数据，得E k ＝78×104t则发电机的输出电能E 电＝E k ×80%＝624×103t 发电机的输出功率P 0＝E 电t＝624kW. (2)发电机的输出电流为I 1＝P 0U 1＝624×103240A ＝2 600A输电线路损失ΔP ＝P 0×5%＝31.2×103W 输电电流由焦耳定律得I 22＝ΔPR，得I 2＝43.3 A 则升压变压器原副线圈匝数比n 1:n 2＝I 2:I 1＝433:26000用户端降压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率P ＝P 0－ΔP ＝592.8×103W输出电流I3＝PU2＝592.8×103220A＝2694.5A所以用户降压变压器原副线圈匝数比n3:n4＝I3:I2＝26945:433.答案(1)624 kW(2)433:26000 26945:433。

高考物理一轮复习第10章交流电及传感器实验11传感器的简单应用模拟新人教版选修3-2

实验11 传感器的简单应用1．(2016·浙江理综)如图所示为一种常见的身高体重测量仪。

测量仪顶部向下发射波速为v 的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。

质量为M 0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。

当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t 0，输出电压为U 0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t ，输出电压为U ，则该同学的身高和质量分别为导学号 51343149( D ) A ．v (t 0－t )，M 0U 0UB.12v (t 0－t ), M 0U 0U C ．v (t 0－t )，M 0U 0(U －U 0) D.12v (t 0－t )，M 0U 0(U －U 0) [解析] 设测量仪高度和人的身高分别为H 和h ，根据题意，没有站人时有H ＝v t 02，站人时有H －h ＝v t 2，得h ＝t 0－t 2v ；又由传感器输出的电压与作用在其上的压力成正比，则没有站人时U 0＝kM 0g ，站人时U ＝k (M 0＋m )g ，得m ＝M 0U 0(U －U 0)，故D 项正确。

2．(2016·北京理综)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。

如图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R 随温度t 变化的示意图。

由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力__增强__(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更__敏感__(选填“敏感”或“不敏感”)。

导学号 51343150[解析] 由图可知，热敏电阻在温度上升时，阻值下降，故其导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻在温度变化时，阻值变化明显，故对温度更敏感。

3．(2016·全国卷Ⅰ)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，当要求热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。

提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过I c 时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9Ω)，直流电源(输出电压为U ，内阻不计)，滑动变阻器R 1(最大阻值为1000Ω)，滑动变阻器R 2(最大阻值为2000Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干。

高二物理期末复习(交流电、传感器)

高二物理期末复习（交流电、传感器）1、如图所示，线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势e =311cos100πt V ，则下列说法中正确的是（）A ．t =0时，线圈平面位于中性面B ．t =0时，穿过线圈的磁通量为最小C ．t =0.01s 时，导线切割磁感线的有效速度最大D ．t =0.01s 时，穿过线圈的磁通量变化率为最小2、如图7所示，闭合的短形导体线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿逆时针方向转动。

已知匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈匝数为n,ab 边的边长为l 1，ad 边的边长为l 2，线圈电阻为R ，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时（）A ．线圈中感应电流的方向为abcdaB ．线圈中的感应电动势为2nB l 2ωC ．穿过线圈通量随时间的变化率最大D ．线圈ad 边所受安培力的大小为22212n B l l Rω 3、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin（25t ）VB ．该交流电的频率为25 HzC ．该交流电的电压的有效值为D ．若将该交流电压加在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W4、理想变压器原线圈两端电压不变，当副线圈电路中的电阻减小时，以下说法错误的是A.输出电流增大，输入电流减小B.输出电流增大，输入电流也随着增大C 输出电压保持不变D.输出功率和输入功率都增大5、如图7所示的是一个水平放置的玻璃环形小槽，槽内光滑、槽的宽度和深度处处相同。

现将一直径略小于槽宽的带正电的小球放入槽内。

让小球获一初速度v 。

在槽内开始运动，与此同时，有一变化的磁场竖直向下穿过小槽外径所包围的面积，磁感应强度的大小随时间成正比增大，设小球运动过程中带电量不变，那么（）A ．小球受到的向心力大小不变B ．小球受到的向心力大小增加C ．磁场力对小球做功D ．小球受到的磁场力不断增加6、如图所示，理想变压器的原线圈接交流电压)(314sin 22201V t U ，副线圈接两个完全相同的灯泡“110V0.5A ”,已知原副线圈的匝数比为2/1，要保证两个灯泡均正常发光，则原线圈中的电流为：（）A 、2AB 、1AC 、0.5AD 、0.25A7、某交流电电压为u=10 2 sin314t(V)，则（）A ．击穿电压为10V 的电容器能直接在此电源上B ．把电磁打点计时器接在此电源上，打点周期为0.01sC ．把额定电压为10V 的小灯泡直接接在此电源上，小灯泡将被烧坏D ．把额定电压为10V 的小灯泡直接接在此电源上，小灯泡能正常发光8、如图甲所示为电热毯电路示意图，交流电压u =311sinl00πt(v)，当开关S 接通时．电热丝的电功率为P 0；当开关s 断开时，加在电热丝上的电压如图乙所示，则( )。

【高考复习】2020版高考物理单元测试交变电流传感器(含答案解析)

2020版高考物理单元测试交变电流传感器1.一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V 交变电流改为110 V ，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为( )A ．200B ．400C ．1 600D ．3 2002.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )A ．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B ．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C ．太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度相同D ．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X 射线波长相同3.现代生活中，人们已更多地与电磁波联系在一起，并且越来越依赖于电磁波，关于电磁场和电磁波，以下说法正确的是( )A ．把带电体和永磁体放在一起，即可以在其周围空间中产生电磁波B ．手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的C ．医院中用于检查病情的“B 超”是利用了电磁波的反射原理D ．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用红外线实现成像的4.一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上，消耗电功率为P ；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最P 2大值为( )A ．5 VB ．5 VC ．10 VD ．10 V225.如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n 1∶n 2=55∶1,原线圈接电压u=220sin 2100πt V 的交流电源,电表均为理想电表。

闭合开关后,在滑动变阻器的滑片P 从最上端滑到最下端的过程中,下列说法正确的是( )A.副线圈交变电流的频率是100 HzB.电压表的示数为4 VC.滑动变阻器两端的电压先变大后变小D.电流表的示数变小6.假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中可行的是( )A ．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B ．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的C ．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D ．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°7.如图所示，面积均为S 的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B 中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e=BSωsin ωt 的图是( )8.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，则外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )A ．电压表的示数为220 VB ．电路中的电流方向每秒钟改变50次C ．灯泡实际消耗的功率为484 WD ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J9. (多选)在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为l ，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P 用，则下列关系式中正确的是( )A ．P ′=B ．P ′=C ．P 用=P －D ．P 用=P U2S ρl P2ρl U2S U2S ρl (1－P ρl U2S )10. (多选)边长为L 的正方形线框在匀强磁场B 中以角速度ω匀速转动，产生的感应电流的最大值为I m ，设灯泡的电阻为R ，其他电阻不计．从如图所示位置开始计时，则( )A ．电路中电流的最大值I m =BL2ωRB ．电路中电流的瞬时表达式为i=I m sin ωtC ．电流表的读数为Im 2D ．灯泡的电功率为R 11. (多选)如图所示，理想变压器原线圈匝数n 1=1 210，副线圈匝数n 2=121，原线圈电压u=311sin 100 πt (V)，负载电阻R=44 Ω，不计电表对电路的影响，各电表的读数应为( )A ．A 1读数为0.05 AB ．V 1读数为311 VC ．A 2读数为0.5 AD ．V 2读数为31.1 V12. (多选)如图所示为某兴趣小组设计的一种发电装置，在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，磁场均沿半径方向；矩形线圈abcd(d 点未在图中标出)的匝49数为N ，其边长ab=cd=l ，bc=ad=2l ；线圈的总电阻为r ，外接电阻为R ；线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc 边和ad 边同时进、出磁场．在磁场中，bc 边和cd 边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直．则( )A ．bc 边和ad 边在磁场中运动时，线圈的感应电动势的大小为NBl 2ωB ．bc 边和ad 边在磁场中运动时，bc 边所受安培力的大小为4N2B2l3ωR ＋rC ．通过R 的电流有效值为2NBl2ωR ＋rD ．通过R 的电流有效值为.4NBl2ω3 R ＋r13.如图所示，交流发电机电动势的有效值E=20 V ，内阻不计，它通过一个R=6 Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V 0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：(1)降压变压器原、副线圈匝数比；(2)发电机的输出功率．14.1897年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站建成，现已使用100多年．当时世界各地都在使用着费用高昂的直流电．而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电．若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为P=100 kW，输出电压为U1=250 V，用户需要的电压为U2=220 V，输电线电阻为R=10 Ω，若输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4%.(1)画出此输电线路的示意图；(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比；(3)求降压变压器的最大输出电流I2(结果保留整数)．答案解析1.答案为：B ；解析：根据变压器的变压规律=，可求副线圈匝数为400，所以选项B 正确．U1U2n1n22.答案为：B ；解析：声波、电磁波都能传递能量和信息，选项A 错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，选项B 正确；可见光属于电磁波，“B 超”中的超声波是声波，波速不同，选项C 错误；红外线波长较X 射线波长长，故选项D 错误．3.答案为：B ；解析：要产生电磁波，必须要有变化的磁场与变化的电场，即电磁场，电磁场在介质中传播产生电磁波，A 错误；通过电磁波可以实现各种通信，B 正确；“B 超”是利用了超声波的反射原理，C 错误；车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用X 射线实现成像的，D 错误．4.答案为：C ；解析：根据P=，对直流电有P=，对正弦式交流电有=，U2R （10 V ）2R P 2U ′2R所以正弦式交流电的有效值为U′== V ，PR 2102故交流电源输出电压的最大值U m ′= U ′=10 V ，故选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．25.答案为：B ；解析：由电压公式知交变电流的角速度为ω=100πrad/s,则频率f==50Hz,变压器不改变电流ω2π的频率,故副线圈交变电流的频率是50Hz,A 错误;原线圈两端的输入电压有效值为220V,由U 1U 2=n 1n 2知,副线圈两端电压为U 2=4V,即为电压表的读数,故B 正确;在滑动变阻器的滑片P 从最上端滑到最下端的过程中,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,变压器的输出电流增大,则输入的电流也增大,即电流表的示数变大,定值电阻R 两端的电压变大,副线圈两端电压不变,所以滑动变阻器两端电压变小,故C 、D 错误。

第10章交变电流传感器(高中物理习题)

高三一轮物理复习（人教版）第10章交变电流传感器(本卷满分100分，考试用时90分钟)一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)图11．处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图1)，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，图2中能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是图2解析线圈在图示位置磁通量为零，但感应电流为最大值；再由楞次定律可判断线圈在转过90°的过程中，感应电流为正，故选项C正确．答案 C2．图3为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是图3A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析有两种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，由R ＝ρLS 知，A 正确．二是减小输电电流，B 正确．若输电电压一定，由P ＝UI 知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P 失＝I 2R 越大，C 错误．输电电压越高，对输电线路绝缘性能的要求及变压器的要求都会相应提高，D 正确．答案 ABD图43．将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图4所示．下列说法正确的是 A ．电路中交变电流的频率为0.25 Hz B ．通过电阻的电流为 2 A C ．电阻消耗的电功率为2.5 WD ．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V解析由图象可知，交流电频率f ＝1T ＝25 Hz ，选项A 错误；交流电压有效值E ＝E m 2＝522 V ，故通过电阻的电流为I ＝E R ＝22 A ，选项B 错误；电阻消耗的电功率为P ＝E 2R ＝2.5 W ，选项C 正确；交流电压表测得的电压应为有效值，故选项D 错误．答案 C4．如图5甲所示，电阻R 的阻值为50 Ω，在ab 间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是图5A ．电阻R 的功率为200 WB ．电流表示数为2 AC ．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/sD ．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍解析由乙图知，交流电压的有效值U ＝100 V ，则R 上的功率P ＝U 2R ＝200 W ，电流表的示数I ＝U R ＝2 A ，A 、B 均正确；ω＝2πT ＝100π rad/s ，C 错误；由E m ＝NBSω知，D 正确．答案 ABD5．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，边长为l ，它在磁感应强度为B 、方向如图6所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n ，导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P 的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为图6A.(2πl 2nB )2PB.2(πl 2nB )2PC.(l 2nB )22PD.(l 2nB )2P解析线圈做切割磁感线运动，产生的感应电动势的最大值为E m ＝Bl 2ω＝2πnl 2B ，由P ＝E 2R 得：P ＝(2πnl 2B/2)2R ，R ＝2(πnl 2B )2P .答案 B6．某发电站采用高压输电的方法向外输送电能．若输送的总功率为P 0，输电电压为U ，输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是 A ．输电线上的电流I ＝U RB ．输电线上的电流I ＝P 0UC ．输电线上损失的功率P ＝⎝⎛⎭⎫P 0U 2R D ．输电线上损失的功率P ＝U 2R解析输电电压U 不是输电线上损失的电压，故A 、D 错误；输电线上的电流I ＝P 0U，输电线上损失的功率P ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫P 0U 2R ，故B 、C 正确．答案 BC图77．学校的变压器把电压为1 000 V 的交流电降压为u ＝311sin 100πt(V)后供给各教室，输电线的零线b 上保持零电势不变，而火线a 上的电势随时间周期性变化．为保证安全用电，教室里电灯的开关要接在火线上，如图7所示．下列说法正确的是 A ．变压器原线圈与副线圈的匝数比为50∶11 B ．此交流电的频率为100 HzC ．开关断开时其两触点间的电压为220 VD ．火线上的最高电势与最低电势之差为311 V解析副线圈的电压的有效值为3112V ＝220 V ，原线圈和副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1 000∶220＝50∶11，故A 正确；由ω＝2πf ＝100π rad/s 知，交流电的频率是50 Hz ，所以B 错误；开关触点处的电压在断开的时候有效值是220 V ，所以C 正确；火线上的最高电势与最低电势之差为622 V ，所以D 错误．答案 AC8．某小型水电站的电能输送示意图如图8所示，发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则图8A.n 2n 1＞n 3n 4B.n 2n 1＜n 3n 4C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，D 正确.U 2U 1＝n 2n 1，U 3U 4＝n 3n 4，因为U 1＝200 V ＜U 4＝220 V ，U 2＞U 3＝U 2－U 线，故n 2n 1＞n 3n 4，选项A 正确．答案 AD9．如图9甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶1，电阻R ＝20 Ω，是交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则图9A ．加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u ＝220 2·cos(100πt) VB ．加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u ＝220 2·cos(50πt) VC ．t ＝0.005 s 时，电压表的示数为20 VD ．t ＝0.005 s 时，电压表的示数为0解析由图象可知，交流电压的最大值是220 2 V ，周期T ＝2×10－2 s ，所以ω＝2πT ＝100π rad/s ，交流电压瞬时值表达式为u ＝220 2 cos(100πt) V ，故A 项正确，B 项错误．电压表的示数是指有效值，与某一时刻的瞬时值无关．原线圈的电压的有效值U 1＝220 V ，由理想变压器的电压比等于匝数比得：n 1n 2＝U 1U 2，所以U 2＝n 2n 1U 1＝20V ，故C 项正确，D 项错误．答案 AC10．如图10所示的理想变压器，两个副线圈匝数分别为n 1和n 2，当把电热器接在ab 端，使cd 端空载时，电流表的示数为I 1；当把同一电热器接在cd 端，而使ab 端空载时，电流表的示数为I 2，则I 1∶I 2等于图10A ．n 1∶n 2B ．n 21∶n 22C ．n 2∶n 1D ．n 22∶n 21解析设原线圈两端电压为U ，当电热器接在ab 端时，有I 1U ＝U 21R，当电热器接在cd端时，有I2U＝U22R ，又U1U2＝n1n2，联立解得I1I2＝n21n22，B正确．答案 B图1111．如图11所示为一理想变压器，电路中的开关S原来闭合，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是A．只增加原线圈的匝数B．只增加副线圈的匝数C．只增加用电器R1的电阻D．断开开关S解析副线圈的负载消耗的功率决定原线圈的输入功率．只增加原线圈的匝数会导致副线圈的输出电压下降，负载不变，故副线圈的输出功率会变小，则原线圈的输入功率随之变小，所以A选项错误；只增加副线圈的匝数，则副线圈的输出电压升高，副线圈的输出功率变大，原线圈的输入功率随之升高，所以B选项正确；只增加R1的电阻，使得副线圈的负载电阻变大，而输出电压不变，则输出功率变小，输入功率也变小，所以C选项错误；D选项断开开关S，负载电阻增大，情况和C相同．答案 B12．如图12所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，b是原线圈的中心抽头．电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝20 2 sin(10πt) V，则图12A．当单刀双掷开关S与a连接时，电压表的示数为4 VB．当t＝160s时，c、d间的电压瞬时值为10 VC．单刀双掷开关S与b连接，在滑动变阻器触头P向下移动的过程中，电压表和电流表的示数均变大D．保持触头P位置不变，当单刀双掷开关S由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大解析原线圈上所加电压的有效值为U 1＝20 V ，当开关S 与a 连接时，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝U 15＝4 V ，故选项A 对；当t ＝160s 时，u 1＝20 2 sin ⎝⎛⎭⎫10π×160 V ＝10 2 V ，故选项B 错；当开关S 与b 连接，滑动变阻器触头P 向下移动时，电压表示数不变，故选项C 错；当开关S 由a 扳向b 时，电压表示数增大，电流表示数由I ＝U 2R知也增大，故选项D 正确．答案 AD13.为保证用户电压稳定在220V ，变电所需适时进行调压，图甲为变压器示意图。

高考物理第十章交流电传感器传感器及其用练习

避躲市安闲阳光实验学校第10章第3课时必考内容1．关于传感器的下列说法正确的是( )A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D．以上说法都不正确答案：B解析：半导体材料可以制成传感器，其他材料也可制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以A错，B正确，传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以C错．2．如图所示，R1是定值电阻，R2是负温度系数热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时( )A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变小D．小灯泡的亮度变大答案：D解析：由于R2是负温度系数热敏电阻，当温度降低时，R2电阻增大，电路总电阻增大，电流减小，电阻R1上的电压减小，选项A、B错误；由于总电压一定，灯泡与R2的总电压将增大，小灯泡亮度变大．所以选项C错误，D正确．3．(2010·淄博模拟)下面哪些技术涉及到传感器的应用( )A．宾馆的自动门B．工厂、电站的静电除尘C．家用电饭煲的跳闸和保温D．声控开关答案：ACD解析：宾馆的自动门采用了光电传感器，故选项A对；家用电饭煲的跳闸和保温采用了热电传感器，故选项C对；声控开关采用了声电传感器，故选项D对．4．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了一个判断小车运动状态的装置，其工作原理如图(a)所示．将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图(b)所示．下列判断正确的是( )A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做加速度大的直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动答案：BD解析：由题图分析可知，t1到t2时间内电流增大，电阻减小，说明电阻受到的压力增大，小球做加速度增大的变加速运动，故B对；t2到t3时间内电流不变，电阻不变，说明电阻受到的压力不变，小球做匀加速直线运动．故D对．5．(2010·宁波模拟)如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号．则当振动膜片向右振动时( )A．电容器电容值增大B．电容器带电荷量减小C．电容器两极板间的场强增大D．电阻R上电流方向自左向右答案：AC解析：考查电容器的有关知识，电容器的电容大小的决定因素等．电容器的电容大小与两极板间的距离成反比，所以A对；因电容器所带电荷量Q＝CU，而电压U不变，所以电荷量Q应该变大，电容器将被继续充电，电阻R上的电流方向向左，BD错误；根据匀强电场中场强和电势差的关系可得E ＝Ud，故C 对．本题难度中等．6．如图所示，图甲为热敏电阻的Rt图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100 Ω.当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．则(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)；(2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃，可变电阻R′的阻值应调节为________Ω.答案：(1)A、B端(2)260解析：(1)恒温箱内的加热器应接在A、B端．当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高．(2)随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低．随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20 mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度．要使恒温箱内的温度保持50 ℃，即50 ℃时线圈内的电流为20 mA.由闭合电路欧姆定律I ＝Er ＋R ＋R ′，r 为继电器的电阻．由图甲可知，50 ℃时热敏电阻的阻值为90 Ω，所以R ′＝EI－R －r ＝260 Ω.7．(2010·大连模拟)如图所示，R 1、R 2为定值电阻，L 为小灯泡，R 3为光敏电阻，当照射光强度增大时( )A ．电压表的示数增大B ．R 2中电流减小C ．小灯泡的功率增大D ．电路的路端电压增大答案：ABC解析：当光强度增大时，R 3阻值减小，外电路电阻随R 3的减小而减小，R 1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，电压表的示数增大．A 项正确，D 项错误；由路端电压减小而R 1两端电压增大知R 2两端电压必减小，则R 2中电流减小，故B 项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大．8．(2010·重庆模拟)某电容式话筒的原理示意图如图所示，E 为电源，R 为电阻，薄片P 和Q 为两金属极板．对着话筒说话时，P 振动而Q 可视为不动．在P 、Q 间距增大过程中( )A ．P 、Q 构成的电容器的电容增大B ．P 上电荷量保持不变C ．M 点的电势比N 点的低D ．M 点的电势比N 点的高答案：D解析：该题考查平行板电容器和电路的综合问题．由C ＝εs4πkd 可知当d 增大时，电容器的电容减小，A 不正确．若极板中电量保持不变，则由U ＝QC可知，电压增大，U >E .因此可知d 增大的过程，电容器要给电源充电，极板上电量减小，电流方向由M 到N 通过电阻，M 点的电势比N 点的电势高．D 选项正确．9．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如右图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m ，电梯静止时电流表示数为I 0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如下图中甲、乙、丙、丁所示．下列判断中不正确的是( )A ．甲图表示电梯可能做匀速直线运动B ．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动D．丁图表示电梯可能做变减速下降运动答案：B解析：若电流保持不变，说明受到的压力不变，即电梯的加速度恒定．甲图中电流保持I0不变，说明加速度为零，选项A正确．丙图中电流保持2I0不变，说明加速度向上，选项C正确．乙图中电流由I0均匀增大到2I0，说明受到的压力由mg均匀增加，即加速度向上均匀增加，即做变加速运动，选项B错误．丁图中电流由2I0均匀减小到I0，说明受到的压力也均匀减小到mg，加速度向上均匀减小，选项D正确．10．度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用，在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是( )A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可应用于电热设备中D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用答案：D解析：电阻在电路中对直流电和交流电都有阻碍作用，将电能转换为热能，故D项错．11．(2010·试题调研)2010年11月21日上午，广州亚运会蹦床决赛中，中国选手黄珊汕勇夺金牌．假设在比赛时她仅在竖直方向运动，通过传感器绘制出蹦床面与运动员间的弹力随时间变化规律的曲线如图所示．重力加速度g 已知，依据图象给出的信息，能求出黄珊汕在蹦床运动中的物理量有( ) A．质量B．最大加速度C．运动稳定后，离开蹦床后上升的最大高度D．运动稳定后，最低点到最高点的距离答案：ABC解析：在0～1.4 s时间内弹力不变，弹力和人的重力保持平衡，故能求出人的质量，A正确；由图知向上的最大弹力，由牛顿第二定律F－mg＝ma，求出最大加速度，B正确；由图可知运动稳定后人离开蹦床在空中运动的时间，这样可求出运动员离开蹦床平面上升的最大高度，但无法求出运动员从蹦床平面向下运动的距离，故C正确，D错误．12．(2010·全国卷Ⅱ)如图所示，一热敏电阻R T放在控温容器M内，为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S 为开关．已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在20 ℃～95 ℃之间的多个温度下R T的阻值．(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空：①依照实验原理电路图连线．②调节控温容器M内的温度，使得R T的温度为95 ℃.③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．④闭合开关．调节电阻箱，记录电流表示数I0，并记录________________________________________________________________ ________.⑤将R T的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃)，调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________.⑦逐步降低T1的数值，直到20 ℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥.答案：(2)④电阻箱的读数R0⑤为I0电阻箱的读数为R1⑥R0－R1＋150 Ω解析：如图所示，由于本实验只有一只可以测量和观察的直流电流表，所以应该用“替代法”，考虑到用电流表观察且保证电路中电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路．而且热敏电阻R T阻值在20 ℃～95 ℃之间是已知的，热敏电阻的初始温度为95 ℃，则电流表示数不变时，电阻箱和热敏电阻的阻值应保持150 Ω和电阻箱的初值之和不变．如果热敏电阻的初始温度为20 ℃，则电流表示数不变时，电阻箱和热敏电阻的阻值应保持550 Ω和电阻箱的初值之和不变．则可以测量任意温度下的电阻．13．(2009·宁夏理综)青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。

高考物理第十章交流电传感器章末检测试题及完全解析总复习

避躲市安闲阳光实验学校章末检测(十)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(每题3分，共36分)1．(2010·试题调研)电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示．现把交流电加在电阻为9 Ω的电热丝上，下列判断正确的是( )A ．线圈转动的角速度ω＝100 rad/sB ．在t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈的磁通量最大C ．电热丝两端的电压U ＝100 2 VD ．电热丝的发热功率P ＝1 800 W 答案：D解析：由图可以看出该交变电流的周期T ＝0.02 s ，则角速度ω＝2πT＝100π rad/s，A 错．t ＝0.01 s 时刻，电压达到最大，则此时磁通量变化率最大，磁通量为零，B 错．电热丝两端电压为路端电压U R ＝RR ＋r U ＝99＋1×(U m /2)V＝90 2 V ，则C 错．电热丝的发热功率P ＝U R 2R ＝90229W ＝1 800 W ，则D正确．2．(2010·南通模拟)如图所示为一交流电压随时间变化的图象．每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．根据图中数据可得，此交流电压的有效值为( )A ．7.5 VB ．8 VC ．215 VD ．313 V答案：C解析：本题考查电流的有效值．根据电流的热效应有⎝⎛⎭⎪⎪⎫622×T 3/R ＋92R ×2T 3＝U 2RT ，解得U 2＝60 V 2，所以U ＝215 V ，C 项正确．本题难度中等． 3．(2010·徐州模拟)我国“西电东送”采用高压输电，继三峡至常州500 kV 直流输电工程后，又实现了三峡至广东的500 kV 直流输电工程．采用高压直流输电有利于不同发电机为同一电网供电和不同电网的互联．关于高压直流输电，下列说法正确的是( )A ．高压输电可以减小输电电流，从而减少输电导线的能量损失B ．恒定的直流输电可以有效消除交流高压输电中感抗和容抗的影响C ．可以加快输电的速度D ．为实现高压直流输电，可以用变压器直接改变恒定电流的电压答案：AB解析：在功率一定时，采用高压输电，根据P＝IU，可以通过减小电流，从而减少输电导线的能量损失，A项正确；交流电由于感抗和容抗的作用，不能无限升压，而利用直流输电可以有效弥补这个缺陷，B项正确；两种输电方式都不能改变输电的速度，C项错误；变压器只能改变交变电流的电压，D项错误．4．在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为( )A．改变湿度B．改变温度C．改变磁场D．改变电容答案：D解析：根据自动干手机工作的特征，手靠近电热器工作，手撤离电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容，手靠近时相当于连接一个电容，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容，用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化而工作就成了室内烘干机．5．(2010·合肥模拟)如图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω，则( )A．电压表的示数为6 VB．在t＝10－2 s的时刻，穿过线圈的磁通量为零C．若线圈转速改为25 r/s，则电动势的有效值为3 VD．若线圈转速改为25 r/s，则通过电灯的电流为1.2 A答案：C解析：电压表的示数是有效值，U＝E有效R＋rR＝69＋1×9 V＝5.4 V，A错误；t ＝10－2 s时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，B错误；原来线圈的转速为n＝ω2π＝2π2πT＝50 r/s，当线圈的转速改为25 r/s时，感应电动势的最大值U m＝622V＝3 2 V，有效值为3 V，C 正确；若线圈转速改为25 r/s，通过灯泡的电流为0.3 A，D错误．6．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电压随时间变化的波形如图所示，线圈与一阻值R＝9 Ω的电阻串联在一起，线圈的电阻为1 Ω，则( )A．通过电阻R的电流瞬时值表达式为i＝10sin 200πt(A)B．电阻R两端的电压有效值为90 VC．1 s内电阻R上产生的热量为450 JD ．图中t ＝1×10－2s 时，线圈位于中性面答案：CD解析：通过电阻R 的电流最大值为I m ＝E mR ＋r＝10 A ，线圈转动的角速度ω＝2πT ＝2π2×10－2rad/s ＝10π rad/s，故电流的瞬时值表达式为i ＝10sin 100πt (A)，A 项错误；电阻R 两端的电压有效值为U 有效＝E 有效R ＋r R ＝10029＋1×9V ＝45 2 V ，B 项错误；1 s 内电阻R 上产生的热量Q ＝U 有效2R t ＝450 J ，C 项正确；t ＝1.0×10－2 s 时感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，D 项正确．7．图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( )A ．图甲表示交流电，图乙表示直流电B ．两种电压的有效值相等C ．图甲所示电压的瞬时值表达式为U ＝311sin 100πt VD ．图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的110答案：C解析：因图象的纵坐标上电压的正负表示电压的方向，因此两图均为交流电，A 项错；对于正弦交流电才有U 有效＝U m2，虽然两图的峰值相同，但图乙非正弦(余弦)交流电不适用上式有效值的求法，故B 错；正弦交流电电压瞬时值的表达式为U ＝U m sin ωt ，由图象可知U m ＝311 V ，T ＝2×10－2s ，可得ω＝2πT＝100π，代入上式得U ＝311sin100πt ，故C 项对；由变压器原理可知变压器只能根据匝数比改变电压和电流，它不会改变周期和频率，故D 错．8．(2010·珠海模拟)玉树大地震发生后，某公司向灾区北川捐赠一批柴油发电机．该柴油发电机说明书的部分内容如表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是400 m ，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω/m.安置区家用电器的总功率为44 kW ，当这些家用电器都正常工作时，下列说法中正确的是( )型号 AED6500S 最大输出功率 60 kW 输出电压范围220 V ～300 VA.B ．输电线路损失的电功率为8 000 WC ．发电机实际输出电压是300 VD ．如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是300 V 答案：B解析：I 线＝I 0＝P 0U 0＝4.4×104220A ＝200 A ；线路损失功率P 线＝I 线2R 线＝8 000W ，线路两端电压U ＝I 线R 线＝40 V ，所以发电机输出电压为260 V ；如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是260 2 V.9．如图所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自耦变压器接入正弦交流电压，电流表、电压表分别为理想交流电流表和理想交流电压表．若将调压端的滑动触头P 向上移动，则( )A ．电压表V 的示数变大B ．变压器的输出功率变大C ．电流表A 的示数变小D ．电流表A 的示数变大答案：ABD解析：当滑动触头P 向上移动时，自耦变压器“副线圈”匝数增大，由n 1n 2＝U 1U 2可知“副线圈”两端电压增大，台灯的功率变大，A 、B 正确；由于理想变压器输入功率与输出功率相等，且输入电压不变，故电流表示数变大，C 错误、D 正确．10．如图所示，L 1和L 2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器．若已知变压比为1 000∶1，变流比为100∶1，并且知道电压表示数为220 V ，电流表示数为10 A ，则输电线的输送功率为( )A ．2.2×103W B ．2.2×10－2WC ．2.2×108 WD ．2.2×104W答案：C解析：本题考查变压器及功率的知识．由变压比求得输电线电压U ＝2.2×104V ，由变流比求得输电线电流I ＝1×104A ，所以输送功率P ＝UI ＝2.2×108 W ，C 对．11．(2010·镇江模拟)一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R ，触头P 与线圈始终接触良好，下列判断正确的是( )A ．若通过电路中A 、C 两处的电流分别为I A 、I C ，则I A >I CB ．若仅使电阻R 增大，则原线圈的输入电功率增大C ．若仅将触头P 向A 端滑动，则电阻R 消耗的电功率增大D ．若在使电阻R 减小的同时，将触头P 向A 端滑动，则通过A 处的电流增大答案：CD解析：AB 部分接电源为原线圈，PB 部分接用电器为副线圈，原线圈的匝数大于副线圈的匝数，故原线圈中的电流小于副线圈中的电流，A 不对；若仅使电阻R 增大，由P ＝U 2R 可知输出功率将减小，输入功率也减小，B 不对；若仅将触头P 向A 端滑动，由P ＝U 2R可知U 增大，故R 消耗的电功率增大，C 正确；若在使电阻R 减小的同时，将触头P 向A 端滑动，副线圈两端电压变大，电阻R 变小，故副线圈中的电流增大，原线圈中电流也增大，D 正确．12．如图所示为一理想变压器，S 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的电压，I 1为原线圈中的电流强度，则( )A ．保持U 1及P 的位置不变，S 由a 合到b 时，I 1将增大B ．保持U 1及P 的位置不变，S 由b 合到a 时，R 消耗的功率减小C ．保持U 1不变，S 合在a 处，使P 上滑，I 1将增大D ．保持P 的位置不变，S 合在a 处，若U 1增大，I 1将增大答案：ABD解析：S 由a 合到b 时，n 1减小，由U 1U 2＝n 1n 2可知U 2增大，变压器输出的功率P 2＝U 22R随之增大，理想变压器P 1＝P 2，又P 1＝U 1I 1，U 1不变，则必有I 1增大，选项A 正确；S 由b 合到a 时，与上述情况相反，副线圈电压U 2将减小，R 消耗的功率将减小，选项B 正确；P 上滑时，R 增大，变压器输出的功率P 2＝U 22R减小，则P 1减小，由P 1＝U 1I 1知I 1减小，选项C 错误；若U 1增大，由U 1U 2＝n 1n 2可知U 2增大，I 2＝U 2R 随之增大，由I 1＝n 2n 1I 2知I 1也增大，选项D 正确．二、填空题(每题4分，共12分)13．我国南方山区的小水库有丰富的水力资源，有一个水力交流发电机在正常工作时，电动势e ＝310sin 50πt V ．由于洪涝，水库水位暴涨，为加快泄洪，水轮带动发电机的转速增加0.4倍，若其他条件不变，则电动势e ′＝________.答案：434sin 70πt V解析：据E max ＝NBSω，ω＝2πn ，当n 增加0.4倍时，ω′＝1.4ω，所以E max ′＝1.4E max ＝1.4×310 V ＝434 V ，故e ′＝434sin 70πt V.14．(2009·天津理综)如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I ＝________.线框从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量q ＝________.答案：2BSω2R BSR解析：电动势最大值εm ＝BSω. 有效值ε＝εm2＝22BSω.由闭合电路欧姆定律可得I ＝εR ＝2BSω2R .电量q ＝I ·Δt ＝E R ·Δt ＝ΔΦR ＝BSR.15．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的．如图甲中，电源的电动势E ＝9.0 V ，内电阻可忽略不计；G 为灵敏电流表，内阻R g 保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的R t 图线所示，闭合开关，当R 的温度等于20 ℃时，电流表示数I 1＝2 mA ，(1)电流表G 的内阻R g ＝________Ω；(2)当电流表的示数I 2＝3.6 mA 时，热敏电阻R 的温度是________℃.答案：(1)500 (2)120解析：(1)从图乙查得t ＝20 ℃时，R 的阻值为4 kΩ. 由E ＝I 1(R ＋R g )得：R g ＝E I 1－R ＝9.02kΩ－4 kΩ＝0.5 kΩ＝500 Ω(2)设当I 2＝3.6 mA 时，热敏电阻的阻值为R ′，则R ′＝E I 2－R g ＝9.03.6kΩ－0.5 kΩ＝2.0 kΩ从图中查得此时对应的温度为t 2＝120 ℃. 三、计算题(共5题，共52分)16．(10分)人们利用发电机把天然存在的各种形式的能量(水流能、煤等燃料的化学能)转化为电能．为了合理地利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方，但用电的地方却分布很广，因此，需要把电能输送到远方，若某电站输送电压为U ＝6 000 V ，输送功率为P ＝500 kW ，这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜读数相差4 800 kW·h，即4 800度电，试求：(1)输电效率和输电线的电阻；(2)若要使输电损失的功率降到原输送功率的2%，电站应使用多高的电压向外输电？(结果保留二位有效数字)答案：(1)60% 28.8 Ω (2)2.7×104V解析：(1)输电效率η＝Pt －ΔW Pt ＝500×24－4 800500×24×100%＝60%由ΔW ＝I 2Rt 及P ＝UI 得：R ＝ΔW ·U 2P 2t＝28.8 Ω.(2)若使输电损失的功率降到原输送功率的2%，则P 损＝P ×2%＝10 kW ，又P 损＝I 12R ，U 1＝PI 1，联立解得输送电压为U 1≈2.7×104V.17．(10分)(2010·福州模拟)如图所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n 1∶n 2∶n 3为多少？答案：3∶2∶1解析：灯泡正常发光，可得U A ＝U B ＝U C ＝U D ，所以U 2＝2U 3.由变压器的电压比公式n 2n 3＝U 2U 3＝2U 3U 3＝21，所以n 2＝2n 3.同理，灯泡正常发光，功率相等，即P A ＝P B ＝P C ＝P D .由P ＝I 2R ，得I A ＝I B ＝I C ＝I D ，即I 1＝I 2＝I 3.由U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3得n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3，即n 1＝n 2＋n 3＝2n 3＋n 3＋3n 3，所以n 1∶n 2∶n 3＝3∶2∶1.18．(12分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.5 T ，边长L ＝10 cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈电阻r ＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R ＝4 Ω，求：(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势； (4)交变电压表的示数；(5)线圈转动一周外力所做的功； (6)16周期内通过R 的电荷量为多少？答案：(1)3.14 V (2)1.57 V (3)2.6 V (4)1.78 V (5)0.99 J(6)0.086 6 C解析：(1)感应电动势的最大值为E m ＝NB ωS ＝3.14 V. (2)转过60°角时的瞬时感应电动势：e ＝E m cos 60°＝3.14×0.5 V＝1.57 V.(3)转过60°角过程中产生的平均感应电动势：E ＝N ΔΦΔt＝2.6 V.(4)电压表示数为外电压的有效值：U ＝22E m ·R R ＋r＝1.78 V.(5)转动一周外力做的功等于电流产生的热量：W ＝Q ＝⎝⎛⎭⎪⎪⎫E m 22·TR ＋r＝0.99 J.(6)16周期内通过R 的电荷量：Q ＝I ·T6＝ER ＋r ·T 6＝NBS sin 60°T 6·R ＋r·T6＝NBS sin 60°R ＋r＝0.086 6 C.19．(10分)某发电厂发电机的输出功率P ＝100 kW ，发电机端电压U ＝250 V ，向远处送电的输电线的总电阻R ＝8 Ω.要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电压又正好是220 V.(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图； (2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比．解析：(1)只要安装一台升压变压器和一台降压变压器，输电线路示意图如图所示．(2)按题意，P 损＝5%P ＝0.05×100×103W ＝5×103W ，设输电线路中的电流为I ，则P 损＝I 2R .I ＝P 损R ＝5×1038A ＝25 A ，输送电压U 2＝P I ＝100×10325V ＝4 000 V ，发电机输出的电压U 1＝U ＝250 V ，升压变压器的匝数比n 1n 2＝U 1U 2＝2504 000＝116.输电线路上损失的电压U 损＝IR ＝25×8 V＝200 V ，降压变压器原线圈n 3两端的电压为U 3＝U 2－U 损＝4 000 V －200 V ＝3 800 V.用户在副线圈n 4两端得到电压U 4＝220 V ，所以降压变压器的匝数比n 3n 4＝U 3U 4＝3 800220＝19011.即升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶16，降压变压器原、副线圈的匝数比为190∶11.20．(10分)(2010·郑州模拟)如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n ＝100匝，电阻r ＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S ＝0.040 m 2，小灯泡的电阻R ＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝nB m S 2πTcos ⎝⎛⎭⎪⎫2πTt ，其中B m 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期．不计灯丝电阻随温度的变化，求：(1)线圈中产生的感应电动势的最大值； (2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的0～T4的时间内，通过小灯泡的电荷量．答案：(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3C解析：(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T ＝3.14×10－2s ，所以E m ＝nB m Sω＝2πnB m ST＝8.0 V.(2)电流的最大值I m ＝E mR ＋r＝0.80 A ，有效值I ＝I m2＝225 A ，小灯泡消耗的电功率P ＝I 2R ＝2.88 W.(3)在0～T4时间内，电动势的平均值E ＝nS ΔBΔt ，平均电流I ＝ER ＋r ＝nS ΔBR ＋r Δt，流过灯泡的电荷量Q ＝I Δt ＝nS ΔB R ＋r＝4.0×10－3C.。

高中物理复习试题：第10章交流电、传感器测试

步步高高考物理一轮复习(新课标)同步测试：第10章 交变电流 传感器 章末

高考物理总复习第10章交流电、传感器测试新人教版

高中物理《交变电流 传感器》单元测试题(精品答案)

高考物理单元卷 第10章交变电流传感器 章末综合检测