2018年高考物理江苏省专用复习专题测试专题十一 交变电流 传感器 共65张 精品

答案 AC 由题图2知t=0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零,故A正确。由图2知两次转
动所产生的交变电动势的周期之比Ta∶Tb=2∶3,再由周期与转速的关系n=
1 T
得na∶nb=3∶2,故B
错误。因Ta=4×10-2
s,故fa=
1 Ta
=25
Hz,C正确。因Ema=15
V,而Em=NBSω=
2
为0,电流改变方向,选项B、C错误;交流电电动势的最大值Em=nBSω=nΦm
2 T
=4π
V,有效值E=
2 2
Em=2 2 π V,一个周期内线圈产生的热量Q= E2 ·T=8π2 J,D正确。
R
疑难突破 ①由E=n Φ 知Φ随时间按正弦规律变化,则E随时间按余弦规律变化。②电流改变
t
方向的时刻在E=0时刻,即Φ最大时刻。③计算电流产生的焦耳热应使用电动势的有效值。
NBS T
,故Emb=
Ta Tb
Ema=10
V,Eb= Emb =5 2 V,D错误。
2
评析 本题考查了交变电动势的产生及描述,涉及交变电动势的四值及其图像。条件设置较为 隐蔽,陷阱设置比较巧妙,对考生的分析能力要求较高,试题难度中等。
考点二 变压器 远距离输电
一、单项选择题 1.(2017北京理综,16,6分)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220 2 sin 100πt(V)的交流电源 上,副线圈接有R=55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电 表。下列说法正确的是 ( )
二、多项选择题 4.(2017江苏单科,7,4分)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成 分,则 ( )
A.电感线圈L1的作用是通高频 B.电容器C2的作用是通高频 C.扬声器甲用于输出高频成分 D.扬声器乙用于输出高频成分
答案 BD 电感线圈具有“阻高频通低频”的特性,电容器具有“通交流隔直流”“通高频 阻低频”的特性,当输入端既有高频成分,也有低频成分时,低频成分通过电感L1,到达扬声器甲, 高频成分通过电容C2,到达扬声器乙,选项B、D正确。 规律总结 分析电路,识记电感、电容的特性。
流有效值为IN,则
I
2 N
rT=2
BR2 2r
ω
2
·r·T
4
,得IN=
2BR2ω 4r
,故IM=
2 IN。
5.(2014天津理综,7,6分)如图1所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与 磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图2中曲线a、b所示,则 ( )
A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合 B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 C.曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz D.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V
2.(2016课标Ⅰ,16,6分)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω, 为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S断 开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为 ( )
A.2 B.3 C.4 D.5 答案 B 设原、副线圈匝数比为n,根据能量守恒,当S断开时,UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);当S闭合时,4 UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,联立解得n=3,所以B正确。 误区警示 变压器原线圈上串联电阻之后,属于非纯电阻电路,不能在含有线圈的电路中应用欧 姆定律。要计算原线圈上消耗的功率,只要计算出副线圈电阻上消耗的功率即可。
A.原线圈的输入功率为220 2 W B.电流表的读数为1 A C.电压表的读数为110 2 V D.副线圈输出交流电的周期为50 s
答案
B
本题考查交变电流、变压器。由题知,变压器的输入电压U1=
220 2
2
V=220
V,所以U2
=
n2 n1
U1=110
V;副线圈电流I2=
U2 R
=2
A,原线圈电流I1=
)
A.U2>U1,U2降低 C.U2<U1,U2降低
B.U2>U1,U2升高 D.U2<U1,U2升高
答案
C
由图可知变压器的原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因
U1 n1
=
U2 n2
,则U2<U1;在将滑动触
头从M点顺时针转到N点的过程中,n2减小,U2降低,选项C正确,选项A、B、D错误。
考查点 本题考查变压器变压的规律和变压器动态变化的分析,情景简单,考查的是最基础的知 识,属于中等难度题。
8
导线长度相同,பைடு நூலகம்切割速度大小相等,故产生的感应电动势相等,均为E= 1BR2ω,C项正确;两导线
2
框中感应电流随时间变化的图像如图所示,故两导线框中感应电流的有效值不相等,D项错误。
疑难突破
设M导线框中的电流有效值为IM,则
I
2 M
rT=2
BR2 2r
ω
2
·r·T
2
,得IM=BR2r2ω
;设N导线框中电
3.(2016四川理综,2,6分)如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将 原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则 ( )
A.小灯泡变亮 B.小灯泡变暗 C.原、副线圈两端电压的比值不变 D.通过原、副线圈电流的比值不变
答案
B
由
U1 U2
=
n1 n2
得U2=
n2 n1
U1
A.该交变电流的频率为10 Hz B.该电动势的有效值为10 2 V C.外接电阻R所消耗的电功率为10 W D.电路中理想交流电流表 的示数为1.0 A
答案 D 由交变电流电动势的表达式e=10 2 sin 10πt (V)=Em sin ωt可知,该交变电流的频率
为f= ω = 10 Hz=5 Hz,A错误。该交变电流电动势的有效值E= Em = 10 2 V=10 V,B错误。电流
考查点 本题考查变压器的原理、电容器对交变电流的影响、闭合电路欧姆定律等知识,属于 中等难度题。 易错警示 易漏选C,原因是不知道交变电流的频率越高,电容器对电流的阻碍作用越小。
B组 统一命题、省（区、市）卷题组
考点一 交变电流的产生和描述
一、单项选择题 1.(2015四川理综,4,6分)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场 视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO',线圈绕OO'匀速转动,如图所示。矩形线圈ab边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压 ( )
友情提醒 自耦变压器的原理与我们熟悉的“回”字形铁芯的变压器的原理相同。
2.(2015江苏单科,1,3分)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为 ( ) A.200 B.400 C.1 600 D.3 200
答案
B
由理想变压器的变压比等于匝数比,即
A.峰值是e0
2
C.有效值是 2 Ne0
B.峰值是2e0 D.有效值是 2 Ne0
答案
D
发电机输出电压峰值是2Ne0,A、B错误;有效值是
2 2
·2Ne0=
2 Ne0,C错误,D正确。
2.(2013福建理综,15,6分)如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0 Ω,外接R=9.0 Ω的电阻。 闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=10 2 sin 10πt(V),则 ( )
五年高考
A组 自主命题·江苏卷题组
一、单项选择题 1.(2016江苏单科,4,3分)一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作 为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1 的交变电流时,c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中 (
2 2
22
的有效值I=
E Rr
= 10
9.0 1.0
A=1.0
A,外接电阻R所消耗的电功率PR=I2R=1.02×9.0
W=9
W,故C错
误,D正确。
评析 本题为交变电流的描述题,重点考查交变电流的表达式,易错点是电流表的示数是有效值。
二、多项选择题 3.(2017天津理综,6,6分)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定 轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω,则 (
I2 n1 I2 ' n1 n
疑难突破 ①审题要细心。原、副线圈减少相同匝数,不是减少相同的倍数。 ②比较两个代数式的大小,有“做差”和“做商”两种思路,要视代数式的特征而定。
5.(2013江苏单科,8,4分)如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图 示位置时,灯泡L能发光。要使灯泡变亮,可以采取的方法有 ( )
A.向下滑动P B.增大交流电源的电压 C.增大交流电源的频率 D.减小电容器C的电容
答案 BC 向下滑动P,变压器副线圈电压降低,灯泡变暗,A错误;增大交流电源电压,副线圈电 压升高,灯泡变亮,B正确;增大交流电源频率,电容器容抗减小,电流变大,灯泡变亮,C正确;减小电 容器的电容,容抗增大,电流减小,灯泡变暗,D错误。
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T C.在t= T 时,两导线框中产生的感应电动势相等
8
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
答案 BC 本题中导线框的半径旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流,故A项错误;两
导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同,B项正确;在t= T 时,两导线框切割磁感线的
U1 U2
=
n1 n2
,解得n2=
U2 U1
n1=400,选项B正确。
考查点 本题考查考生对理想变压器电压与匝数关系的理解与应用,属于中等难度题。
易错警示 有少数考生把 U1 = n1 的比例关系记反了,从而错选C,真是遗憾啊!
U2 n2
3.(2014江苏单科,3,3分)远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,则下列 关系式中正确的是 ( )
①
由 U1 = n1 n 得
U2 ' n2 n
U2'= n2 n U1 ②
n1 n
由②/①得: U2 ' = (n2 n)n1 = n2n1 nn1 ,因为n2<n1,所以 U2 ' <1,即U2'<U2,故小灯泡变暗,B正确,A
U2 (n1 n)n2 n2n1 nn2
U2
错。由以上分析过程可以看出,C错。由 I1 = n2 和 I1 ' = n2 n 可见,D错。
A. I1 = n1
I2 n2
C.I1U1=
I
2 2
R
B.I2= U2
R
D.I1U1=I2U2
答案
D
由理想变压器可知
I1 I2
=
n2 n1
,选项A错;I2=
UR R
,而U2=UR+U3,故I2<
U2 R
,B错;P入=P出,即U1I1=
U2I2,而U2≠I2R,C项错,D项正确。
考查点 本题考查考生对远距离输电、理想变压器的理解,以及对欧姆定律、电功率等知识的 应用,属于中等难度题。 错解分析 易错选B和C,原因是没有真正理解远距离输电的过程、原理,而将升压变压器的副 线圈后面的电路当成了纯电阻电路。
n2 n1
I2=1
A。本题中电压表、电流表的读数
为有效值,故B项正确,C项错误;原线圈输入功率P1=U1I1=220
W,A项错误;交流电的周期T=
2 ω
=
2 s=0.02 s,D项错误。 100
易错点拨 交流电的最大值与有效值 1.在正弦交流电中,U= Um 。
2
2.在交流电路中,电表的读数为有效值。
)
A.t=0时,线圈平面平行于磁感线 B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向 C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大 D.一个周期内,线圈产生的热量为8π2 J
答案 AD 本题考查正弦交流电的产生、有效值,焦耳热。由Φ-t图可知,t=0时,Φ=0,则线圈平
面平行于磁感线,选项A正确;t=1 s时Φ=0,此时电动势最大,t=0.5 s和t=1.5 s时,Φ最大,此时电动势
4.(2016课标Ⅲ,21,6分)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心 为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON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OM和 ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则 ( )