江苏省2012届高三高考物理一轮复习精选精练跟踪练习__第十章_交变电流_传感器章末质量检测
高考物理一轮复习 高考真题备选题库 第十章 交变电流 传感器
权掇市安稳阳光实验学校第十章 交变电流 传感器第1节 交变电流的产生及描述1．(2014·海南高考)理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端。
已知三个灯泡均正常发光。
该变压器原、副线圈的匝数之比为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．2∶3D ．3∶2解析：选B 三灯都正常工作，则电流相等，由此可知变压器的原副线圈的电流比I 1I 2＝12，理想变压器的输入功率与输出功率相等，P 1＝P 2，得U 1U 2＝I 2I 1 ，得：U 1U 2＝n 1n 2＝21，选项B 正确。
2．(2014·全国卷Ⅰ)如图(a)，线圈ab 、cd 绕在同一软铁芯上，在ab 线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd 间电压如图(b)所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab 中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是( )解析：选C 根据题图(b)可知：cd 两端在0～0.5产生恒定的电压，根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量均匀变化，即ΔiΔt 为恒定不变，故选项C 正确，A 、B 、D 错误。
3．(2014·天津高考)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解析：选AC t ＝0时刻，两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零，因此线圈平面均与中性面重合，A 项正确；图中a 、b 对应的周期之比为2∶3，因此线圈转速之比n a ∶n b ＝1T a ∶1T b＝3∶2，B 项错误；a 线表示的交流电动势的频率为f a ＝1T a ＝14×10－2 Hz ＝25Hz ，C 项正确；a 线对应线圈相应的电动势的最大值E a m ＝NBS ·2πT a，由图像知E a m ＝15 V ，b 线对应线圈相应的电动势的最大值E b m＝NBS ·2πT b ，因此E b m E a m ＝T a T b ＝23，E b m ＝10 V ，有效值E b ＝102V ＝5 2 V ，D 项错误。
2012届高三物理一轮复习名校试题汇编：交变电流
2012届高三物理一轮复习名校试题汇编交变电流1．（江苏省盐城市2012届高三摸底考试）如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图像，由图可知（ ） Z+xx+kA ．交流电的周期为2sB ．用电压表测量该交流电压时，读数为311VC ．交变电压的有效值为220VD ．将它加在电容器上时，电容器的耐压值必须等于311V1.C2．（辽宁省丹东市四校协作体2012届高三摸底理综卷）如图所示，两种情况下变压器灯泡L 2、L 3的功率均 为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，匝数比为1:3:21 n n ，则图（a ）中L 1的功率和图（b ）中L 1的功率分别为A ．P 、PB ．9P 、P 94C ．P 94、9P D ．P 49、9P 2. B 3.（安徽省黄山市2012届高三“七校联考”试题）如图所示，ab 间接电压恒定的交变电源，M 为理想变压器，如果R 1 的阻值增大,则:A. 电压表示数增大B. 电流表的示数增大C. 灯泡L 的亮度变暗D. 电阻R 2的热功率增大3.A4．（江西省重点中学协作体2012届高三联考）交流发电机电枢中产生的交变电动势为e=E m sinωt ，如果要将交变电动势的有效值提高一倍，而交流电的周期不变，可采取的方法是（ ）A ．将电枢转速提高一倍，其他条件不变B ．将磁场增加一倍，其他条件不变C ．将线圈的面积增加一倍，其他条件不变D ．将磁场的强弱增加一倍，线圈的面积缩小一半，其它条件不变 Z.xx.k4.BC5．（云南省玉溪一中2012届高三上学期期中考试）一个理想变压器的原、副线圈匝数比为1:10，把原级线圈接入V t u )100sin(222π=的交流电源上，那么A ．用交流电压表测量副线圈输出电压为2220VB ．副线圈上的交流电的频率为500HzC ．副线圈接入R =1kΩ的负载电阻，则通过原线圈的电流的有效值为2.2A 学,科,网Z,X,X,K]D ．副线圈接入R =1kΩ的负载电阻，则在1/4周期内负载R 上产生热量为0.242J5．CD。
江苏省2012届高三高考物理一轮复习精选精练跟踪练习 第十章 第2单元 变压器 电能的输送
第十章第2单元变压器电能的输送一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分）1．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图1所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则( )A．流过电阻的电流是20 AB．与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC．经过1分钟电阻发出的热量是6×103 JD．变压器的输入功率是1×103 W2．如图2所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n。
原线圈接正弦交流电压U,输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升．下列判断正确的是( ）A．电动机两端电压为IRB．电动机消耗的功率为I2RC．原线圈中的电流为nID．变压器的输入功率为错误!3．如图3所示,左侧的圆形导电环半径为r＝1.0 cm，导电环与一个理想变压器的原线圈相连,变压器的副线圈两端与一个电容为C＝100 pF的电容器相连,导电环的电阻不计，环中有垂直于圆环平面的变化磁场，磁感应强度B的变化率为错误!＝100错误!πsinωt，若电容器C所带电荷量的最大值为1。
41×10－9C,则所用理想变压器的原、副线圈的匝数之比为(取π2＝10) （）A．1∶100 B．100∶1C．1∶100错误!D．100错误!∶14．如图4所示,一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，原线圈中串一个灯泡L，副线圈上接三个与L相同的灯泡，这三个灯泡均能正常发光,则( ）A．灯L也能正常发光B．灯L比另三灯都暗C．灯L将会被烧坏D．不能确定5．2008年1月份，我国南方大部分地区遭遇特大雪灾,输电线表面结冰严重，导致线断塔倒．某学校实验兴趣小组设计了利用输电导线自身电阻发热除冰的救灾方案,处理后的电路原理如图5所示，输电线路终端降压变压器用模拟负载R0代替，R L为输电线电阻，并将电阻R L放入冰雪中,在变压器原线圈两端加上交变电流后即出现冰雪融化的现象．为了研究最好除冰方案，下列模拟实验除给定操作外,其他条件不变，不考虑其可行性，你认为其中最合理的是( )A．将调压变压器滑动触头P向上移动一些B．将调压变压器滑动触头P向下移动一些,同时延长通电时间C．通过计算，选择适当输出电压,并闭合S将模拟负载R0短时短路D．通过计算,选择适当输出电压,并将模拟负载R0的阻值增大一些二、多项选择题（本题共5小题，每小题7分，共35分．每小题有多个选项符合题意,全部选对的得7分,选对但不全的得3分，错选或不答的得0分）6．正弦式电流经过匝数比为错误!＝错误!的变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按如图6甲所示方式连接，R＝10 Ω。
高考一轮复习【第十章】《交变电流、传感器》章末达标验收(含答案)
【创新方案】2019年高考物理一轮复习章末达标验收：第十章交变电流传感器(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，每小题至少有一个选项正确，选对但不全得3分，有选错或不答的得0分)1．如图1中各图面积均为S的线圈均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( )图1解析：选AC 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＝BSωsin ωt，由这一原则判断，A图和C图符合要求；B图中的转轴不在线圈所在平面内；D图转轴与磁场方向平行，而不是垂直。
故A、C正确。
2．如图2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( )图2A．1∶ 2 B．1∶2C．1∶3 D．1∶6解析：选 C 图甲中，由有效值的定义得(12)2R×2×10－2＋0＋(12)2R×2×10－2＝I21R×6×10－2，解得I1＝33A；图乙中，I的值不变，I2＝1 A，由W＝UIt＝I2Rt，可以得到W甲∶W乙＝1∶3，C正确。
3．如图3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( )图3A ．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 的示数变大解析：选ABD 滑动触头P 向上移动，副线圈匝数增大，电压表○V 的示数变大，由P ＝U2R 知变压器的输出功率变大，由P 入＝P 出＝UI 知，电流表○A 的示数变大，故A 、B 、D 正确，C 错误。
3．(2018·宝鸡模拟)如图4甲所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P 使加在电热丝上的电压的波形如图乙所示。
2012届高考物理专题卷：专题10(交变电流)答案与解析
2012届专题卷物理专题十答案与解析1．【命题立意】本题考查交流电的定义。
【思路点拨】解答本题需要掌握两个关键知识点：①交流电的定义；②y 轴正负半轴图象的含义。
【答案】CD 【解析】交变电流是大小方向都随时间变化的电流，所以C 、D 正确，A 、B 仅是电流的大小发生变化而方向不变，故不属于交变电流。
2．【命题立意】本题考查磁通量的计算及交流电瞬时值、平均值的计算。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点：①磁通量是穿过线圈的磁感线的条数；②交流电瞬时值的计算方法；③交流电平均值的计算方法。
【答案】BCD 【解析】闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，若从中性面开始计时，穿过线框的磁通量Φ按余弦规律变化，线框中产生的感应电动势按正弦规律变化，在穿过线框的磁通量为2BS 的时刻，线圈转过60°，此时的电动势2360sin BS ωBS ωe =︒=，A 错误；穿过线框的磁通量为22BS 的时刻，线框中的感应电动势等于2245sin BS ωBS ωE =︒=，B 正确；线框转动四分之一周过程中，感应电动势的平均值为πωϕBS t E 2=∆∆=，线框每转动一周，磁通量的改变量等于零，平均感应电动势等于零，C 、D 正确。
3．【命题立意】考查远距离输电的导线损失功率的计算。
【思路点拨】解答本题需要掌握两个关键知识点：①导线上的电流与输送电流的关系；②损失功率的计算方法。
【答案】A 【解析】高压输电时P=UI ，I 是输送电路上的电流。
用电高峰时，若输送电压不变，则I 为正常时的2倍，A 正确；高压线上的热耗功率ΔP ＝I 2R 线则热耗功率变为4倍，B 错误；用电高峰时，若输送电压也加倍，则I 不变，与正常时相同，C 错误；由ΔP ＝I 2R 线则热耗功率也不变，D 错误。
4．【命题立意】本题考查中性面的性质与交流电仪表的读数特点。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下三个关键的知识点：①中性面的性质特点；②交流电仪表的读数为交流电的有效值；③交流电最大值与转速的关系。
浙江省2012届高考物理总复习章节精练精析第10章交变电流传感器
第10章 交变电流 传感器第一节 交变电流的产生和描述一、单项选择题1．正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R ＝10 Ω，交流电压表的示数是10 V ．图乙是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象，则( )A ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝2cos100πt (A)B ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝2cos50πt (A)C ．R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R ＝52cos100πt (V)D ．R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R ＝52cos50πt (V)解析：选A.交流电压表示数为10 V ，是有效值，故U m ＝102V ，电阻上的交变电流与交变电压的变化趋势相同，电阻R 上电流的最大值为102/10 A ＝ 2 A ，又因t ＝0时，u ＝u m ，故i R ＝2cos100πt (A)，u R ＝102cos 100πt (V)，故选A.2．下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是( )解析：选C.我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V ，最大值为311 V ，周期为0.02 s ，所以只有C 正确．3．(2011年湖南长沙模拟)一个阻值为2 Ω的线圈在匀强磁场中转动，产生的交变电动势为e ＝102sin20πt V ，当该线圈与一阻值为8 Ω的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是( )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0C ．电阻的热功率为16 WD ．用电压表测路端电压时读数为11.3 V 答案：A 4．(2011年金华模拟)两只相同的电阻，分别通过正弦波形的交流电和方波形的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如图所示．在正弦波形交流电的一个周期内，正弦波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q 1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q 2之比Q 1Q 2等于( )A ．3∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．4∶3 答案：B5．小型交流发电机中，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呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R ＝10 Ω的电阻构成闭合电路．不计电路的其他电阻．下列说法正确的是( )A ．交变电流的周期为0.125 sB ．交变电流的频率为8 HzC ．交变电流的有效值为 2 AD ．交变电流的最大值为4 A解析：选C.由图象可以看出，此交变电流的周期为0.250 s ，电压的最大值U m ＝20 V ．所以交变电流的频率为4 Hz ，A 、B 均错误；交变电流的最大值I m ＝U m R ＝2 A ，有效值I ＝I m2＝ 2A ，C 正确，D 错误．6．(2009年高考福建理综卷)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，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )A ．电压表V 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 J解析：选 D.电动势的有效值为E ＝22022V ＝220 V ，所以电流的有效值I ＝ER ＋r ＝22095.0＋5.0A ＝2.2 A ，所以电压表的示数为U ＝IR ＝2.2×95.0 V ＝209 V ，选项A 错；交变电流的频率为f ＝1T＝50 Hz ，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项B 错；灯泡实际消耗的功率为P 灯＝I 2R ＝2.22×95.0 W ＝459.8 W ，故选项C 错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q ＝I 2rt ＝2.22×5.0×1 J ＝24.2 J ，选项D 对．二、不定项选择题7．如图所示的线圈中产生了交变电流的是( )解析：选BCD.当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化，才能产生交变电流，B 、C 、D 均符合要求，A 项中线圈的磁通量不发生变化，故不产生交变电流．8．(2011年湖州高三质检)如图甲所示，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( )A ．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 答案：ABD9．内阻不计的交流发电机产生的电动势E ＝10sin50πt (V)，所接负载的电阻R ＝10 Ω，现把发电机的转速提高一倍，则( )A ．负载两端电压的有效值将变为28.2 VB ．交流电的频率将变为50 HzC ．负载消耗的功率将变为20 WD ．负载消耗的功率将变为40 W 解析：选BC.原来的电动势最大值为10 V ，有效值为7.07 V ，当发电机的转速提高一倍时，角速度增加一倍，频率也增加一倍，电动势最大值和有效值均增加一倍，表达式可以写为E ＝20 sin 100πt (V)，由此可以看出提高转速后频率变为50 Hz ，电动势有效值为14.14 V ，负载消耗的功率将变为20 W ．故B 、C 正确．10．(2011年绍兴一中检测)电阻为1 Ω的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，所产生的正弦交流电的图象如图线a 所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的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( )A ．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 的电动势的有效值为5 2 VD ．交流电b 的电动势的最大值为5 V解析：选BC.由图象可知，t ＝0时刻线圈中的感应电流为0，感应电动势为0，穿过线圈的磁通量的变化率为0，所以穿过线圈的磁通量最大，A 错误；由图象可得线圈先后两次转动的周期之比为0.4∶0.6＝2∶3，转速与周期成反比，所以线圈先后两次转速之比为3∶2，B 正确；由图象可得交流电a 的电流的最大值为10 A ，有效值为102A ＝5 2 A ，又矩形线圈的电阻为1 Ω，所以交流电a 的电动势的有效值为5 2 V ，C 正确；由E ＝nBSω，ω＝2πT可得电动势与周期成反比，所以交流电b 的电动势的最大值为203V ，D 错误．三、计算题11．如图所示，间距为L 的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B 的匀强磁场中，一端接阻值为R 的电阻．质量为m 的导体棒放置在导轨上，其电阻为R 0.在拉力F 作用下从t ＝0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v ＝v m sin ωt ，不计导轨电阻．求：(1)从t ＝0到t ＝2πω时间内电阻R 产生的热量．(2)从t ＝0到t ＝π2ω时间内拉力F 所做的功．解析：(1)e ＝BL v ＝BL v m sin ωti ＝eR 0＋R ＝BL v m R 0＋Rsin ωt 电流的有效值I ＝I m2＝BL v m 2(R 0＋R )在t ＝0 ～t ＝2πω时间内在R 上产生的热量为：Q ＝I 2Rt ＝[BL v m 2(R 0＋R )]2·R ·2πω＝πRB 2L 2v 2m ω(R 0＋R )2. (2)由v ＝v m sin ωt 知： 当t ＝0时，v ＝0当t ＝π2ω时，v ＝v m由功能关系得W F ＝12m v 2m ＋I 2(R ＋R 0)π2ω＝12m v 2m ＋πB 2L 2v 2m4ω(R ＋R 0). 答案：见解析12．电压u ＝1202sin ωt V ，频率为50 Hz 的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u 0＝60 2 V 的霓虹灯的两端．(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为116s)解析：(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的u —t 图象，其中阴影部分对应的时间t 1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t 1 当u ＝u 0＝60 2 V 时， 由u ＝1202sin ωt V 求得：t 1＝1600s再由对称性知一个周期内能发光的时间：t ＝T －4t 1＝150 s －4×1600 s ＝175s再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为： t ＝36000.02×175s ＝2400 s. (2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间间隔只有1300 s(如图中t 2＋t 3那段时间)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约为116 s 远大于1300s ，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉．答案：(1)2400 s (2)见解析第二节 变压器 远距离输电一、单项选择题1．(2011年嘉兴模拟)图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动．输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R 0表示，变阻器R 表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P 向下移动时，下列说法不．正确的是( )A ．相当于在增加用电器的数目B ．A 1表的示数随A 2表的示数的增大而增大C ．V 1表的示数随V 2表的示数的增大而增大D ．变压器的输入功率增大 答案：C2．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时( )A ．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B ．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C ．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D ．供电线路上的电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小解析：选C.照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，所以C 正确．3．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L ，则( )A ．灯L 也能正常发光B ．灯L 比另外三个灯都暗C ．灯L 将会被烧坏D ．不能确定解析：选A.原、副线圈中的电流之比为I 1I 2＝n 2n 1＝13，而副线圈中通过每盏灯的电流均为其额定电流I 额＝I 23.又I 1＝13I 2，所以通过原线圈中灯L 的电流恰为其额定电流，灯L 正常发光，所以A 正确．4．(2009年高考四川理综卷)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C 为电容器，已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则( )A ．交流电的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大值为200 2 VC ．电阻R 2的电功率约为6.67 WD ．通过R 3的电流始终为零解析：选C.由图乙可知交流电频率为50 Hz ，所以A 错．副线圈电压最大值U 2＝I 1R 1＝20V ，由U 1n 1＝U 2n 2可知U 1＝200 V ，B 错．R 1和R 2并联P 2＝⎝⎛⎭⎫U 222/30≈6.67 W ．因电容器接交流电有充放电电流，故D 错．5．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是( ) A ．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1 B ．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C ．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D ．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为10∶1 答案：B6. (2011年北京西城区抽样)如图所示，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R 、电感元件L 和电容元件C .若用I R 、I L 、I C 分别表示通过R 、L 和C 的电流，则下列说法中正确的是( )A ．若M 、N 接正弦式交流电，则I R ≠0、I L ≠0、I C ＝0B ．若M 、N 接正弦式交流电，则I R ≠0、I L ≠0、IC ≠0 C ．若M 、N 接恒定电流，则I R ≠0、I L ≠0，I C ≠0D ．若M 、N 接恒定电流，则I R ≠0、I L ≠0，I C ＝0解析：选B.若初级线圈两端M 、N 接正弦式交流电，三组次级线圈中都有感应电动势产生，三个线圈中都会有电流，只不过自感线圈中还会产生感应电动势，电容器不断进行充放电，也会有电流产生．二、不定项选择题7. (2009年高考江苏卷)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 ＝202sin 100πt (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：选AB.在解题时要注意变压器的三个决定关系，副线圈电压由原线圈决定，则不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 V ，B 正确；每个交流电周期内氖管发光两次，每秒发光100次，则氖管发光频率为100 Hz ，开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小．8．(2010年高考山东理综卷)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是( )A ．副线圈输出电压的频率为50 HzB ．副线圈输出电压的有效值为31 VC ．P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小D ．P 向右移动时，变压器的输出功率增加解析：选AD.由原线圈输入电压的变化规律可知，输入交变电压的周期为0.02 s ，频率为50 Hz ，所以副线圈输出电压的频率为50 Hz ，A 正确；原线圈输入电压的最大值为310 V ，有效值为220 V ，根据变压公式，副线圈输出电压的有效值为22 V ，B 错误；由变压器变流公式知，原、副线圈的电流比只与匝数比有关，C 错误；滑动变阻器的滑动触头向右移动，电阻减小，副线圈输出电流增大，输出功率增加，D 正确．9．(2011年富阳二中高三月考)在某交变电流电路中，有一个正在工作的理想变压器，如图所示．它的原线圈匝数n 1＝600匝，交流电源的电动势e ＝311 sin(100πt ) V(不考虑其内阻)，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，原线圈串联一个额定电流为0.2 A 的保险丝，副线圈匝数n 2＝120匝，为保证保险丝不被烧断，则( )A ．负载功率不能超过62 WB ．副线圈电流最大值不能超过1 AC ．副线圈电路中的电阻R 不能小于44 ΩD ．副线圈电路中电压表的读数为62 V解析：选C.由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝44 V ，D 错；由I 1I 2＝n 2n 1得I 2≤1 A ，所以负载功率最大为P 2＝U 2I 2≤44W ，A 错；副线圈中的电流最大值为I m ＝ 2 A ，故B 错；由R ＝U 22P 2得R ≥44 Ω，C 对．10．(2009年高考山东理综卷)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，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( )A.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：选AD.由于输电线上有电阻，所以考虑到电压损失，则有升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，根据变压器的电压与匝数之比的关系，可知要让用电器正常工作，必须有n 2n 1>n 3n 4，A 正确，B 、C 错误；考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D 也正确．三、计算题 11．如图甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为10∶1，电流表A 2的示数为2 A ，开关S 断开，求：(1)变压器的输入功率和电压表的示数；(2)将开关S 闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况． 解析：(1)由图乙可知输入电压的有效值U 1＝200 V 由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2U 1n 1＝20 V 变压器的输入功率P 1等于输出功率P 2 故P 1＝P 2＝U 2I 2＝20×2 W ＝40 W.(2)将S 闭合，U 2不变，即电压表示数保持20 V 不变； 由于负载增多，负载总电阻减小，电流表A 2的示数增大；次级线圈的输出功率增加，初级线圈的输入功率随之增加，电流表A 1的示数增大． 答案：(1)40 W 20 V(2)A 1示数增大 A 2示数增大 V 示数不变 12．(2011年金丽衢十二校联考)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.要使传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 ，那么：(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 ＝5×103 W.设输电线路中的电流为I ，P 损＝I 2R ，I ＝ P 损R ＝ 5×1038A ＝25 A.输送电压U 2＝P I ＝100×10325V ＝4000 V ，对升压变压器n 1n 2＝U 1U 2＝2504000＝116，输电线路上损失电压U 损＝IR ＝25×8 V ＝200 V ， 降压变压器原线圈n 3两端电压U 3＝U 2－U 损＝(4000－200) V ＝3800 V ， 用户在副线圈n 4两端得到电压U 4＝220 V ，所以n 3n 4＝U 3U 4＝3800220＝19011.即升压变压器原、副线圈匝数比为1∶16； 降压变压器原、副线圈匝数比为190∶11. 答案：见解析。
高考物理真题分类汇编第10章交变电流及答案
第十章 交变电流2013高考题精选1.（2013天津理综第4题）普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab ，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd ，为了使电流表能正常工作，则( )A ．ab 接MN 、cd 接PQ ，Iab ＜IcdB ．ab 接MN 、cd 接PQ ，Iab ＞IcdC ．ab 接PQ 、cd 接MN ，Iab ＜IcdD ．ab 接PQ 、cd 接MN ，Iab ＞Icd 解析：选B 本题考查电流互感器的原理，意在考查考生的理解能力和利用物理规律解决实际问题的能力。
电流互感器ab 一侧线圈匝数比cd 一侧线圈匝数少，根据变流比公式I1n1＝I2n2可知，Iab ＞Icd ，电流表应接在电流较小一侧，B 项正确。
2.（2013海南理综第3题）.通过一阻值R ＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s 。
电阻两端电压的有效值为( )A ．12 VB ．410 VC ．15 VD ．8 5 V解析：选B 由题意结合有效值的定义可得I2RT ＝2⎝⎛⎭⎫I21R 25T ＋I22R 110T ，将I1＝0.1 A ，I2＝0.2 A 代入可得流过电阻的电流的有效值I ＝1025A ，故电阻两端电压的有效值为IR ＝410 V ，本题选B 。
3.（2013福建理综第15题）.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 ＝102sin 10πt(V)，则( )A ．该交变电流的频率为10 HzB ．该电动势的有效值为10 2 VC ．外接电阻R 所消耗的电功率为10 WD ．电路中理想交流电流表○A 的示数为1.0 A解析：选D 本题考查交流电，意在考查考生对交流电的产生和规律的认识。
2012年高考物理最新专题10交变电流
专题10 交变电流第一节交变电流的产生和描述一、单项选择题1．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R＝10 Ω，交流电压表的示数是10 V．图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则()A．通过R的电流i R随时间t变化的规律是i R＝2cos100πt(A)B．通过R的电流i R随时间t变化的规律是i R＝2cos50πt(A)C．R两端的电压u R随时间t变化的规律是u R＝52cos100πt(V)D．R两端的电压u R随时间t变化的规律是u R＝52cos50πt(V)解析：选A.交流电压表示数为10 V，是有效值，故U m＝102V，电阻上的交变电流与交变电压的变化趋势相同，电阻R上电流的最大值为102/10 A＝ 2 A，又因t＝0时，u ＝u m，故i R＝2cos100πt(A)，u R＝102cos 100πt(V)，故选A.2．下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是()解析：选C.我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V，最大值为311 V，周期为0.02 s，所以只有C正确．3．(2012年湖南长沙模拟)一个阻值为2 Ω的线圈在匀强磁场中转动，产生的交变电动势为e＝102sin20πt V，当该线圈与一阻值为8 Ω的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是() 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0C．电阻的热功率为16 WD ．用电压表测路端电压时读数为11.3 V答案：A4．(2012年金华一中模拟)两只相同的电阻，分别通过正弦波形的交流电和方波形的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如图所示．在正弦波形交流电的一个周期内，正弦波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q 1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q 2之比Q 1Q 2等于( )A ．3∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．4∶3答案：B5．小型交流发电机中，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呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R ＝10 Ω的电阻构成闭合电路．不计电路的其他电阻．下列说法正确的是( )A ．交变电流的周期为0.125 sB ．交变电流的频率为8 HzC ．交变电流的有效值为 2 AD ．交变电流的最大值为4 A解析：选C.由图象可以看出，此交变电流的周期为0.250 s ，电压的最大值U m ＝20 V ．所以交变电流的频率为4 Hz ，A 、B 均错误；交变电流的最大值I m ＝U m R ＝2 A ，有效值I ＝I m 2＝2 A ，C 正确，D 错误．6．(2012年莆田一中模拟)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，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )A ．电压表V 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 J 解析：选 D.电动势的有效值为E ＝22022V ＝220 V ，所以电流的有效值I ＝E R ＋r ＝22095.0＋5.0A ＝2.2 A ，所以电压表的示数为U ＝IR ＝2.2×95.0 V ＝209 V ，选项A 错；交变电流的频率为f ＝1T＝50 Hz ，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项B 错；灯泡实际消耗的功率为P 灯＝I 2R ＝2.22×95.0 W ＝459.8 W ，故选项C 错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q ＝I 2rt ＝2.22×5.0×1 J ＝24.2 J ，选项D 对． 二、不定项选择题7．如图所示的线圈中产生了交变电流的是( )解析：选BCD.当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化，才能产生交变电流，B 、C 、D 均符合要求，A 项中线圈的磁通量不发生变化，故不产生交变电流．8．(2012年湖州高三质检)如图甲所示，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( )A ．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答案：ABD9．内阻不计的交流发电机产生的电动势E ＝10sin50πt (V)，所接负载的电阻R ＝10 Ω，现把发电机的转速提高一倍，则( )A ．负载两端电压的有效值将变为28.2 VB ．交流电的频率将变为50 HzC ．负载消耗的功率将变为20 WD ．负载消耗的功率将变为40 W解析：选BC.原来的电动势最大值为10 V ，有效值为7.07 V ，当发电机的转速提高一倍时，角速度增加一倍，频率也增加一倍，电动势最大值和有效值均增加一倍，表达式可以写为E ＝20 sin 100πt (V)，由此可以看出提高转速后频率变为50 Hz ，电动势有效值为14.14 V ，负载消耗的功率将变为20 W ．故B 、C 正确．10．(2012年绍兴一中模拟)电阻为1 Ω的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，所产生的正弦交流电的图象如图线a 所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的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( )A ．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 的电动势的有效值为5 2 VD ．交流电b 的电动势的最大值为5 V三、计算题11．如图所示，间距为L 的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B 的匀强磁场中，一端接阻值为R 的电阻．质量为m 的导体棒放置在导轨上，其电阻为R 0.在拉力F 作用下从t ＝0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v ＝v m sin ωt ，不计导轨电阻．求：(1)从t ＝0到t ＝2πω时间内电阻R 产生的热量．(2)从t＝0到t＝π2ω时间内拉力F所做的功．答案：见解析12．电压u＝1202sinωt V，频率为50 Hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u0＝60 2 V的霓虹灯的两端．(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为116s) 解析：(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的u—t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1当u＝u0＝60 2 V时，由u＝1202sinωt V求得：t1＝1 600s再由对称性知一个周期内能发光的时间：t ＝T －4t 1＝150 s －4×1600 s ＝175s 再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：t ＝36000.02×175s ＝2400 s.第二节 变压器 远距离输电一、单项选择题1．(2012年嘉兴模拟)图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动．输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R 0表示，变阻器R 表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P 向下移动时，下列说法不．正确的是( )A ．相当于在增加用电器的数目B ．A 1表的示数随A 2表的示数的增大而增大C ．V 1表的示数随V 2表的示数的增大而增大D ．变压器的输入功率增大答案：C2．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时( )A ．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低3．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L ，则( )A ．灯L 也能正常发光B ．灯L 比另外三个灯都暗C ．灯L 将会被烧坏D ．不能确定解析：选A.原、副线圈中的电流之比为I 1I 2＝n 2n 1＝13，而副线圈中通过每盏灯的电流均为其额定电流I 额＝I 23.又I 1＝13I 2，所以通过原线圈中灯L 的电流恰为其额定电流，灯L 正常发光，所以A 正确．4．(2009年高考四川理综卷)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C 为电容器，已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则( )A ．交流电的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大值为200 2 VC ．电阻R 2的电功率约为6.67 WD ．通过R 3的电流始终为零解析：选C.由图乙可知交流电频率为50 Hz ，所以A 错．副线圈电压最大值U 2＝I 1R 1＝20 V ，由U 1n 1＝U 2n 2可知U 1＝200 V ，B 错．R 1和R 2并联P 2＝⎝⎛⎭⎫U 222/30≈6.67 W ．因电容器接交流电有充放电电流，故D 错．5．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是()A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为10∶1答案：B6. (2012年北京西城区抽样)如图所示，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C.若用I R、I L、I C分别表示通过R、L和C的电流，则下列说法中正确的是()A．若M、N接正弦式交流电，则I R≠0、I L≠0、I C＝0B．若M、N接正弦式交流电，则I R≠0、I L≠0、I C≠0C．若M、N接恒定电流，则I R≠0、I L≠0，I C≠0D．若M、N接恒定电流，则I R≠0、I L≠0，I C＝0二、不定项选择题7. (2012年南京质量检测)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8．(2012年青岛一中模拟)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是()A ．副线圈输出电压的频率为50 HzB ．副线圈输出电压的有效值为31 VC ．P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小D ．P 向右移动时，变压器的输出功率增加9．(2012年富阳二中高三模拟)在某交变电流电路中，有一个正在工作的理想变压器，如图所示．它的原线圈匝数n 1＝600匝，交流电源的电动势e ＝311 sin(100πt ) V(不考虑其内阻)，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，原线圈串联一个额定电流为0.2 A 的保险丝，副线圈匝数n 2＝120匝，为保证保险丝不被烧断，则( )A ．负载功率不能超过62 WB ．副线圈电流最大值不能超过1 AC ．副线圈电路中的电阻R 不能小于44 ΩD ．副线圈电路中电压表的读数为62 V解析：选C.由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝44 V ，D 错；由I 1I 2＝n 2n 1得I 2≤1 A ，所以负载功率最大为P 2＝U 2I 2≤44 W ，A 错；副线圈中的电流最大值为I m ＝ 2 A ，故B 错；由R ＝U 22P 2得R ≥44 Ω，C 对． 10．(2009年高考山东理综卷)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，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( )A.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：选AD.由于输电线上有电阻，所以考虑到电压损失，则有升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，根据变压器的电压与匝数之比的关系，可知要让用电器正常工作，必须有n 2n 1>n 3n 4，A 正确，B 、C 错误；考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D 也正确．三、计算题11．如图甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为10∶1，电流表A 2的示数为2 A ，开关S 断开，求：(1)变压器的输入功率和电压表的示数；(2)将开关S 闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况．12．(2012年金丽衢十二校联考)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.要使传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 ，那么：(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＝0.05×100×103 W＝5×103 W.。
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第十章交变电流传感器(时间100分钟，满分120分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分)1．如图1所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率均为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1∶n2和电源电压U1分别为()A．1∶22U B．1∶24UC．2∶14U D．2∶12U2．2007年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3．如图2所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，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．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱4．如图3甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30 Ω，C为电容器，已知通过R 1的正弦式电流如图乙所示，则 ( )A ．交变电流的频率为0.02 Hz 压的最大值为200 2 VB ．原线圈输入电C ．电阻R 2的电功率约为6.67 WD ．通过R 3的电流始终为零5．多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇，过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速．现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的，如图4所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦式电流的每一个12周期中，前面的14被截去，从而改变了电灯上的电压．那么现在电灯上的电压为 ( )A ．U m B.U m 2C.U m 2D.U m 46．如图5所示，一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T .若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡，测得a 、b 两点间的电压为20 V ，则可知：从中性面开始计时，当t ＝T /8时，穿过线圈的磁通量的变化率约为 ( )A ．1.41 Wb/sB ．2.0 Wb/sC ．14.1 Wb/sD ．20.0 Wb/s7．一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 0 B ．E ＝E 0，T ＝12T 0，P ＝2P 0 C ．E ＝2E 0，T ＝T 0，P ＝2P 0D ．E ＝2E 0，T ＝12T 0，P ＝4P 0二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)8．如图6所示，面积为S 、匝数为N 、电阻为r 的线圈与阻值为R 的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R 的两端．线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动．设线圈转动到图示位置的时刻t ＝0.则 ( )A ．在t ＝0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R 的电流为0，电压表的读数也为0B ．1秒钟内流过电阻R 的电流方向改变ωπ次 C ．在电阻R 的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小D ．在电阻R 的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变9．利用如图7所示的电流互感器可以测量被测电路中的大电流，若互感器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1∶100，交流电流表A 的示数是50 mA ，则 ( )A ．被测电路的电流的有效值为5 AB ．被测电路的电流的平均值为0.5 AC ．被测电路的电流的最大值为5 2 AD ．原、副线圈中的电流同时达到最大值10．计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息．光敏电阻自动计数器的示意图如图8所示，其中R 1为光敏电阻，R 2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是 ( )A ．当有光照射R 1时，处理系统获得高电压B ．当有光照射R 1时，处理系统获得低电压C ．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D ．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次11．如图9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. 和 为理想电压表，读数分别为U 1和U 2； 和 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 ( )A ．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12．面积为S 的两个电阻相同的线圈，分别放在如图10所示的磁场中，图甲中是磁感应强度为B 0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T 绕OO ′轴匀速转动，图乙中磁场变化规律为B ＝B 0cos 2πt T，从图示位置开始计时，则 ( )A．两线圈的磁通量变化规律相同B．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C．经相同的时间t(t>T)，两线圈产生的热量相同D．从此时刻起，经T/4时间，流过两线圈横截面的电荷量相同三、计算题(本题共4小题，共55分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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)13．(10分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图11所示，发电机内阻r＝5.0 Ω，外电路电阻R＝95 Ω.已知感应电动势的最大值E m＝nωΦm，其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数．14．(14分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝2πT．为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图12所示，求：(1)发电机的输出电压有效值为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？15．(14分)为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染，目前正大力发展水电站．某一水电站发电机组设计为：水以v1＝3 m/s的速度流入水轮机后以v2＝1 m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低100 m，水流量为Q＝100 m3/s，水轮机效率为75%，发电机效率为80%，求：(g＝10 m/s2，水的密度ρ＝103 kg/m3)(1)发电机组的输出功率是多少？(2)如果发电机输出电压为24 kV，输电线路中能量损失为0.05%，输电线电阻为19.5 Ω，那么所需升压变压器的原、副线圈匝数比是多少？16．(17分)如图13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：(1)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；(2)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；(3)电流表的示数．第十章交变电流传感器【参考答案与详细解析】一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分)1．解析：设灯泡正常发光时，额定电流为I 0.由题图可知，原线圈中电流I 原＝I 0，副线圈中两灯并联，副线圈中电流I 副＝2I 0，U 副＝U ，根据理想变压器的基本规律：I 原n 1＝I 副n 2得n 1∶n 2＝2∶1；U 原/U 副＝n 1/n 2得U 原＝2U ，所以U 1＝4U .C 项正确．答案：C2．解析：热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，这很常见，所以A 、B 、C 三个说法均正确；交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，所以D 错误．答案：D3．解析：温度降低时R 2的阻值增大，干路电流减小，R 1两端电压、电流表示数都减小，灯泡两端电压变大、亮度变强．只有C 项正确．答案：C4．解析：由图乙可知交变电流的频率为50 Hz ，所以A 错．副线圈电压最大值U 2＝I 2R 2＝20 V ，由U 1n 1＝U 2n 2可知U 1＝200 V ，B 错．R 1和R 2并联，P 2＝(U 22)2/30≈6.67 W ，C 对．因电容器接交变电流有充、放电现象，故D 错．答案：C5．解析：由有效值的定义知U 2R T ＝(U m 2)2R ×T 2得U ＝U m 2.C 项正确． 答案：C6．解析：由于电压表测量的是交变电流的有效值，由此可以计算出交变电压的最大值为E m ＝2E ＝20 2 V .交变电压的瞬时值表达式为：e ＝202sin2πT t 当t ＝T /8时的瞬时值为：e ＝20 V由法拉第电磁感应定律知，对应该时刻磁通量的变化率为ΔΦΔt＝2.0 Wb/s ，故选项B 是 正确的．答案：B7．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 有2R ＝(NBSω)2(2)2R ＝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 2ω)2(2)2R＝4N 2B 2S 2ω22R ＝4P 0.故选项D 对． 答案：D二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)8．解析：图示位置为中性面，但由于产生的是正弦式电流，故流过电阻的瞬时电流是零，电压表的读数为其有效值，不是0，故A 错；线圈每转过一圈，电流方向改变2次，故1秒内电流方向改变的次数为2f ＝2×ω2π＝ωπ，B 正确；R 两端再并联电阻时，干路电流增大，路端电压减小，故电压表读数减小，C 正确；并上电容后，由于电路与交变电源相连，电容反复充电放电，该支路有电流通过，故电压表的读数也减小，D 错误．答案：BC9．解析：交流电流表示数为副线圈中电流的有效值，即I 2＝50 mA ＝0.05 A ，根据I 1I 2＝n 2n 1得，I 1＝5 A ，A 正确B 错误；原线圈(被测电路)中电流的最大值I 1m ＝2I 1＝52A ，C 项正确；原线圈中电流最大时，线圈中磁通量的变化率等于零，此时副线圈中的电流最小；原线圈中电流等于0时，磁通量的变化率最大，副线圈中电流最大；所以原、副线圈中的电流有相位差，故不能同时达到最大值，D 项错误．答案：AC10．解析：R 1、R 2和电源组成一个闭合电路，只有R 2两端获得高电压时，处理系统才能进行信号处理，当激光照到光敏电阻时，R 1的阻值变小，总电流变大，则R 2两端获得高电压，因此选A 、D.答案：AD11．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，故副线圈中的电流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：BC 12．解析：图甲中的磁通量变化规律为Φ甲＝B 0S cos 2πT t ，图乙中磁通量的变化规律为Φ乙＝B 0S cos 2πT t . 由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律相同，到达最大值的时刻也相同，有效值E 也相同．又因两线圈电阻相同，所以Q ＝E 2R t 也相同．经过T 4时间，流过两线圈横截面的电荷量q ＝I ·T 4也相同．故A 、C 、D 三项正确．答案：ACD三、计算题(本题共4小题，共55分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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)13． 解析：从Φ－t 图象可以看出Φm ＝1.0×10－2 Wb ，T ＝3.14×10－2 s ， 已知E m ＝nωΦm ，又ω＝2πT， 故电路中电流最大值I m ＝E m R ＋r ＝n ·2π·Φm T (R ＋r ) ＝100×2×3.14×1.0×10－23.14×10－2×(95＋5.0) A ＝2 A. 交流电流表读数I ＝I m /2≈1.4 A.答案：1.4 A14．解析：(1)根据E m ＝NBSω＝1100 2 V得输出电压的有效值为U 1＝E m 2＝1100 V . (2)根据U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝51. (3)根据P 入＝P 出＝2.2×104 W再根据P 入＝U 1I 1，解得I 1＝20 A.答案：(1)1100 V (2)5∶1 (3)20 A15．解析：(1)时间t 内水流质量m ＝ρQt ，水轮机获得的机械能E ＝[mgh ＋12m (v 12－v 22)]×75% 则发电机输出的电能E 电＝E ×80%发电机的输出功率 P 0＝E 电t ≈6.02×107W.(2)发电机的输出电流I 1＝P 0/U 1≈2508 A输电线路损失ΔP ＝P 0×0.05%输电电流满足I 22＝ΔP /R ，得I 2≈39.3 A则升压变压器原、副线圈匝数比：n 1∶n 2＝I 2∶I 1≈1∶64.答案：(1)6.02×107 W (2)1∶6416．解析：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 ＝BSω＝B ·πr 22·2πn ＝π2Bnr 2. (1)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 m 2＝2π2Bnr 22 电阻R 上产生的热量Q ＝(E R )2R ·T 4＝π4B 2r 4n 8R. (2)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 ＝E R ·Δt ＝ΔΦR ＝πBr 22R. (3)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 m 2)2R ·T 2＝E ′2RT 解得E ′＝E m 2. 故电流表的示数为 I ＝E ′R ＝π2r 2nB 2R. 答案：(1)π4B 2r 4n 8R (2)πBr 22R (3)π2r 2nB 2R。