物理：第5-6章《交變電流 傳感器》測試（新人教版選修3-2）

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1、交變電流 傳感器時間：90分鐘 滿分：100分命題報告：交流電瞬時值、有效值、平均值、最大值的考查。遠距離輸電。一、 選擇題（本題共10小題，每題4分，共40分）1.一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，當線圈通過中性面時，下列說法正確的是：（ ）A線圈平面與磁感線方向垂直B通過線圈的磁通量達到最大值C通過線圈的磁通量變化率達到最大值D線圈中的電流方向不發(fā)生變化2.圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時間的變化關(guān)系若使這兩種電流分別通過兩個完全相同的電阻，則經(jīng)過1min的時間，兩電阻消耗的電功之比為( )3.如圖，電路中有四個完全相同的燈泡，額定電壓均為U. 變壓器為理想變壓器，現(xiàn)在四個燈

2、泡都正常發(fā)光，則變壓器的匝數(shù)比n1:n2為，電源電壓U1為 ( )A1:2 2UB1:2 4UC2:1 4UD2:1 2U4.一個N匝的六邊形線框面積為S ，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，從線圈平面與磁場垂直的位置開始計時，繞在線框平面的某一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/秒，則A線框交變電動勢的最大值為NnBSB線框交變電動勢的有效值為NnBSC從開始轉(zhuǎn)動經(jīng)過1/4周期，線框中的平均感應(yīng)電動勢為2NnBSD感應(yīng)電動勢瞬時值為e = 2nBSsin2nt5.如圖所示的電路，一燈泡和一可變電容器串聯(lián)，下列說法正確的是（ ）Aa、b端接穩(wěn)恒直流電，燈泡發(fā)亮Ba、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮Ca、 b端接交變電流

3、，燈泡發(fā)亮，且將電容器電容增大時，燈泡亮度增大Da、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮，在不改變交變電流有效值的情況下增大其頻率，燈泡亮度增大6.圖1、圖2分別表示兩種電壓的波形，其中圖1所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是（ ） A.圖l表示交流電，圖2表示直流電 B.兩種電壓的有效值相等 C.圖1所示電壓的瞬時值表達式為u=311 sinl00t VD.圖1所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10：l的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼?.（主要考查變壓器知識兼顧考查電路的動態(tài)變化問題）如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關(guān)S是閉合的。V1和V2為理想電壓表，讀數(shù)分

4、別為U1和U2；A1、A2 和A3為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3?，F(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是( ) AU2變小、I3變小 BU2不變、I3變大 CI1變小、I2變小 DI1變大、I2變大AAAA零線火線火線零線零線火線零線火線A. B. C. D.8.在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流，所用的器材叫電流互感器。如下所示的四個圖中，能正確反應(yīng)其工作原理的是 9.照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的，可是我們在晚上七八點鐘用電高峰時開燈，電燈比深夜時要暗些，這是因為此時（ ）A總電阻比深夜時大，干路電流小，每盞燈分到的電壓就小B總電阻比深夜時大，干路電流

5、小，每一支路的電流就小C總電阻比深夜時小，干路電流大，輸電線上損失電壓大D干路電流一定，支路比深夜時多，分去了一部分電流10.（考查傳感器兼顧考查超重失重）壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小，某位同學利用壓敏電阻設(shè)計了判斷電梯運動狀態(tài)的裝置，其裝置示意圖如圖所示，將壓敏電阻平放在電梯內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，電梯靜止時電流表示數(shù)為I0，電梯在不同的運動過程中，電流表的示數(shù)分別如圖甲、乙、丙、丁所示，下列判斷中不正確的是 I02I0ItI02I0ItI02I0It甲乙丙丁I02I0ItA甲圖表示電梯可能做勻速直線運動 B乙圖表示電梯可能做勻加速上升運動 C丙圖表示電梯可能做勻加速上升

6、運動 D丁圖表示電梯可能做變減速下降運動二非選擇題（本大題共6小題，共計60分）P11.（6分）如圖所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值UAB100V，R040W，當滑動片處于線圈中點位置時，C、D兩端電壓的有效值UCD為_V，通過電阻R0的電流有效值為_A當觸頭P向下滑動的時候，流過交流電源的電流_.(填“增大 ”、“減小”或“不變”)12、（8分）圖甲為某同學研究自感現(xiàn)象的實驗電路圖，用電流傳感器顯示器各時刻通過線圈L的電流。電路中電燈的電阻R1=6.0 W，定值電阻R=2.0 W，AB間電壓U=6.0 V。開關(guān)S原來閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t1=1.0103 s時刻

7、斷開關(guān)S，此時刻前后電流傳感器顯示的電流隨時間變化的圖線如圖乙所示。則線圈L的直流電阻RL=_；斷開開關(guān)后通過電燈的電流方_(填“向左”或“向右”)；在t2=1.6103 s時刻線圈L中的感應(yīng)電動勢的大小為_.UR1LRSAB+圖甲01.02.03.00.51.01.5i/At/103s圖乙13. （9分）交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，勻速轉(zhuǎn)動的角速度為，線圈內(nèi)電阻為r，外電路電阻為R。當線圈由圖中實線位置勻速轉(zhuǎn)動90到達虛線位置過程中，求：通過R的電荷量q為多少？R上產(chǎn)生電熱QR為多少？外力做的功W為多少？-2.002.03.146.289.42/

8、10-2Wbt /10-2sOdORBabcV圖17（甲）（乙）14（11分） （兼顧考查閉合電路問題）圖17（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10 W，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R=90 ，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。 在t0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量F隨時間t按圖17（乙）所示正弦規(guī)律變化。 求：（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值；（2）電路中交流電壓表的示數(shù)。15.（12分）風力發(fā)電作為新型環(huán)保新能源，近幾年來得到了快速發(fā)展。如圖是山東榮成市濱海大道所

9、建的風車陣。如果風車陣中某發(fā)電機輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電線電阻為10 .若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：（1）在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比.（2）畫出此輸電線路的示意圖.（3）用戶得到的電功率是多少？16.（14分）如圖所示，一個被x軸與曲線方程 （m）所圍成的空間存在著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B =0.2 T，正方形金屬線框的邊長L= 0.40 m，電阻R = 0.1，它的一個變與x軸重合，在拉力F作用下，以v=10m/s的速度水平向右勻速運動，求：Fy/mx/mO0.3拉力F的最大功率。

10、拉力F要做多少功才能把線框拉過磁場區(qū)域某同學在老師的幫助下算出了曲線與x軸所圍成區(qū)域的面積為m2。線框的右邊框通過磁場區(qū)域的過程中通過線框某一截面的電荷量。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案1.ABD 【解析】線圈平面與磁感線垂直的位置叫中性面，A項正確；當線圈處于中性面的時候磁通量最大，B項正確；但磁通量的變化率最小，線圈中的電動勢最小，C項錯誤；線圈轉(zhuǎn)到中性面的時候電流方向改變，D項正確。2.C 【解析】由圖知，乙為方波，電流大小不變，故等效電流為1A。而甲電流變化的周期為10-2s,設(shè)等效電流為I，將此電流接入電阻為R的電路，則一個周期內(nèi)應(yīng)有 解得A.電路中消耗的電功為，即，C項正確。3.

11、C 【解析】燈泡正常發(fā)光，通過每個燈泡的電流相同，設(shè)為I，則通過副線圈的電流為2I，通過原線圈的電流為I，n1:n2=2I:I=2:1,即原線圈兩端的電壓, ，C項正確。4.BD 【解析】線框轉(zhuǎn)動的角速度為，無論是什么形狀的線框，無論轉(zhuǎn)軸的位置在哪里，只要轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的最大電動勢的最大值為, 由中性面開始轉(zhuǎn)動，電動勢的瞬時值表達式為e = 2NnBSsin2nt電動勢的有效值為，B項,D項正確。經(jīng)過1/4周期線圈轉(zhuǎn)過90，線圈中的平均電動勢為。5.BCD 【解析】電容器有“通交流，隔直流，通高頻，阻低頻”的特點，B項，D項正確。增大電容器的電容，可以減小其容抗，電流增大，即燈

12、泡的亮度增加，C項正確。思考：如果電容器換做一個電感線圈呢？6.C 【解析】方向改變的電流就是交流電。正弦交變電流的有效值為最大值的，而圖2中的有效值為最大值的。正弦交變電流經(jīng)過變壓器變壓后頻率不改變。瞬時值表達式為由圖象帶入數(shù)據(jù)知，C項正確。7.BC 【解析】原副線圈的匝數(shù)和輸入電壓不變，則輸出電壓不變，U1、U2不變。S斷開，電路中的總電阻變大，輸出功率，I2變小，輸出決定輸入I1變小。R1兩端電壓減小，則R3兩端電壓增大，I3變大。B項、C項正確。8.A 【解析】電流互感器要把大電流變?yōu)樾‰娏?，因此原線圈的匝數(shù)少，副線圈的匝數(shù)多。監(jiān)測每相的電流必須將原線圈串聯(lián)在火線中，A項正確。9.C

13、【解析】用電高峰時，用戶多，因是并聯(lián)，總電阻小，干路電流大；而深夜時用戶少，總電阻大，干路電流小。用電高峰時，輸電線上的電壓損失大，每一支路的電壓減小，電流減小，燈泡功率減小，所以變暗。C項正確。10.C 【解析】勻速時物體受力與靜止時相同，電流應(yīng)為I0，A項正確；勻加速上升時物體超重，壓力恒定，電流恒定且變大，B項正確，C項錯誤；丁圖電流減小，電路中的電阻增大，故此過程壓力減小，可能為變減速下降，D項正確。故本題選C項。11.200V 5A 增大 【解析】 因自耦變壓器的原副線圈在一起，由題可知，原線圈的匝數(shù)為副線圈匝數(shù)的一半理想變壓器的變壓比為，所以V根據(jù)部分電路歐姆定律有AP下滑時，原線

14、圈匝數(shù)減少，輸入電壓不變，輸出電壓增大，R上消耗的功率增大，輸出決定輸入，輸入功率增大，流過電源的電流增大。12. 2 向左 2.0 V【解析】感線圈的電流I0= 1.5A 解得：RL=2 （3分）由自感知，電燈中的電流方向為：向左 （2分）由圖讀出t= 1.610-3 s時流過電感線圈的電流I=0.2 A閉合電路歐姆定律E=I（RL+R+R1） 得 E=2.0 V （3分）13.【解析】由電流的定義，計算電荷量應(yīng)該用平均值：即 （3分）求電熱應(yīng)該用有效值，先求總電熱Q，再按照內(nèi)外電阻之比求R上產(chǎn)生的電熱QR。， （3分）根據(jù)能量守恒，外力做功的過程是機械能向電能轉(zhuǎn)化的過程，電流通過電阻，又將

15、電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即放出電熱。因此W=Q 。 （3分）本題主要是考查有效值、最大值、瞬時值和平均值的適用情況及交流電路中的能量轉(zhuǎn)化問題。14. 【解析】（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值Em=nBS而Fm=BS、，所以，Em=2npFm/T 由F-t圖線可知：Fm=2.010 -2Wb，T=6.2810 -2s所以Em =200 V （56分）（2）電動勢的有效值 E=Em=100 V由閉合電路的歐姆定律，電路中電流的有效值為I= A 交流電壓表的示數(shù)為U= I R=90V=127 V （6分）15.【解析】輸電線路的示意圖如圖所示，輸電線損耗功率P線=1004% kW=4 kW，又P線=I22

16、R線輸電線電流I2=I3=20 A原線圈中輸入電流I1= A=400 A所以這樣U2=U1=25020 V=5000 VU3=U2-U線=5000-2010 V=4800 V16.【解析】F與安培力平衡，F(xiàn)有最大功率的時候，切割磁感線有最大長度，即為Lm=0.2m。 由以上三式的 =1.6 W 線框右邊切割磁感線的過程中產(chǎn)生電動勢的瞬時值表達式為 （V） 可見 此電動勢的有效值為 V 要拉出磁場切割磁感線的長度為2x=0.6m，拉力F做功與安培力做功大小相等，全部轉(zhuǎn)化為線框中產(chǎn)生的內(nèi)能=1.2 J （5分）通過截面的電荷量為 Wb由以上各式帶入數(shù)據(jù)得 7.610-2 C （5分） 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！