（江苏专用）高三物理一轮复习 必考部分 第10章 交变电流 传感器专题突破练-人教高三物理试题

交变电流传感器(限时：40分钟)对点强化1电动机、发电机模型1如图1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.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() 【导学号：96622423】图1A线圈中电动势的有效值为NBL2B线圈中电动势的最大值为NBL2C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NBL2B最大值EmNBL2，有效值ENBL2.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BL2，正确选项为B.2如图2甲所示，将阻值为R5 的电阻接到内阻不计的正弦式交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小，下列说法正确的是()图2A电阻R两端电压的函数表达式为u5sin 200t(V)B电阻R消耗的电功率为1.25 WC若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，如图丙所示，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 AD这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为1D图乙所示电流的最大值为Im0.5 A，由欧姆定律得UmImR2.5 V, 周期为T0.01 s，200 rad/s，所以R两端电压的表达式为u2.5sin 200t(V)，A错误；该电流的有效值为I，电阻R消耗的电功率为PI2R，解得P0.625 W，B错误；该交变电流由图丙所示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生，当转速提升一倍时，电动势的最大值EmnBS为原来的2倍，电路中电流的有效值也是原来的2倍，为2× A1 A，电流表的示数为有效值，C错误；图乙中的正弦式交变电流的有效值为 A，图丁所示的交变电流虽然方向发生变化，但大小恒为0.5 A，D正确3如图3甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示已知发电机线圈内阻为1.0 ，外接灯泡的电阻为9.0 .【导学号：96622424】图3(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；(2)求转动过程中穿过线圈的最大磁通量；(3)线圈匀速转动一周的过程中，求外力所做的功【解析】(1)由图乙得eEmsin t6sin 100t(V)则电流i sin 100t(A)(2)线圈产生的交变电动势的最大值EmBS由图乙可知电动势的最大值Em6 V线圈转动的角速度100 rad/s转动过程中穿过线圈的最大磁通量BS2.7×102 Wb.(3)线圈产生的交变电动势的有效值E6 V线圈产生的电功率PEI线圈匀速转动一周的过程中产生的电能E电PTT根据功能关系，外力所做的功WE电T7.2×102 J.【答案】(1) sin 100t(A)(2)2.7×102 Wb(3)7.2×102J对点强化2三种特殊的变压器模型4(2016·江苏高考)一自耦变压器如图4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()图4AU2>U1，U2降低BU2>U1，U2升高CU2<U1，U2降低 DU2<U1，U2升高Ca、b间作为原线圈(匝数不变)接电压为U1的交变电流，在滑动触头由M点移动到N点的过程中，相当于副线圈的匝数变少，由变压器工作原理知，U1>U2，且U2降低，选项C正确5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5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() 【导学号：96622425】图5Aab接MN、cd接PQ，Iab<IcdBab接MN、cd接PQ，Iab>IcdCab接PQ、cd接MN，Iab<IcdDab接PQ、cd接MN，Iab>IcdB高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN，cd接PQ，且Iab>Icd，选项B正确6如图6所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1n231，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为()图6AP、P B9P、C.、9P D.、PB由题意可知，两种情况下变压器输出功率均为2P，设灯泡L2、L3的电压为U，电流为I，电阻为R，两种情况下变压器输入电压为3U，变压器输入电流为I；图甲中L1的功率为P19P；图乙中L1的功率为P22R，选项B正确对点强化3交变电流的“四值”应用7一个单匝矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则() 【导学号：96622426】A线框交变电动势的最大值为nBSB线框交变电动势的有效值为 nBSC从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nBSD感应电动势瞬时值为enBSsin 2ntB线框交变电动势的最大值为EmBS2nBS，产生的感应电动势瞬时值为e2nBSsin 2nt，A、D错；该线框交变电动势的有效值为EnBS，B对；从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势E4nBS，C错8(多选)如图7甲所示，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象如图乙中曲线a、b所示，则()甲乙图7A两次t0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23C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 VAC由图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A正确；由图象可知，曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为23，则转速之比为32，故B错误；由图象可知曲线a的周期Ta4×102 s，则曲线a表示的交变电动势频率fa25 Hz，故C正确；交变电动势的最大值EmnBS，则曲线a、b表示的交变电动势的峰值之比为EmaEmbab32，即EmbEma10 V，故曲线b表示的交变电动势的有效值为E有 V5 V，D错误9(多选)(2017·南通模拟)如图8所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241.变压器原线圈通过一理想电流表A 接正弦交流电源，副线圈接有三个规格相同的灯泡和两个二极管以及一电阻，已知两二极管的正向电阻均为零，反向电阻均为无穷大，用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，下列分析正确的是()图8AUabUcd41B流经R的电流是电流表示数的4倍C.若电阻R的阻值增大，电流表的示数将变小D在一天时间内，L1消耗的电能是L2消耗电能的2倍BCD原副线圈的电压之比为41，而UabUcd>41，则A错误.41，则B正确R增大，则I2减小，则I1减小，电流表的示数变小，则C正确由于二极管正向才导通，L2在电压作用的一个周期内，只有一半时间通过电流，消耗电能，并且L1、L2电流大小相同，所以L1消耗的电能是L2消耗的电能的2倍，故D项正确对点强化4与变压器相关的综合问题10如图9所示，匝数n100 匝、面积为S0.48 m2的导线框ABCD所在处的磁感应强度大小B T线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度100 rad/s匀速转动，并与理想升压变压器相连进行远距离输电，升压变压器的原、副线圈匝数比为25，理想降压变压器副线圈接入一只“12 V4 ”的灯泡，且灯泡正常发光，线框、输电线路电阻都不计则下列说法中正确的是()图9A线框转动时产生的最大感应电动势为480 VB降压变压器的原副线圈匝数比为52C电流表的读数为75 mAD输电线的电流为10 mAC最大感应电动势为EmnBS100××100×0.48 V480 V，A错；发电机的有效电动势是480 V，升压变压器的原副线圈匝数比为25，由，得输电电压是1 200 V，线路电阻不计，U2U3，得，B错；灯泡正常发光时，P36 W利用理想变压器功率不变原理，得发电机输出功率P36 W，由PU1I1得电流表的读数为75 mA，C对；由得I230 mA，D错11如图10甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为51，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220 V440 W”的纯电阻和“220 V220 W”的电动机如果副线圈两端电压按图乙所示正弦规律变化，则下列说法正确的是() 【导学号：96622427】图10A副线圈两端电压的瞬时值表达式为u220·sin 50t(V)B电压表示数为1 100 (V)C纯电阻的发热功率是电动机发热功率的2倍D1 min内电动机消耗的电能为1.32×104 JD由图乙可知，交变电流的峰值是220 V，100 rad/s，初相为0，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin 100t(V)，故A错误；U1×220 V1 100 V，则电压表示数为1 100 V，故B错误；纯电阻的发热功率为440 W，而电动机的发热功率远小于220 W，纯电阻的发热功率不是电动机发热功率的2倍，故C错误；1 min内电动机消耗的电能WPt220×60 J1.32×104 J，故D正确12如图11所示，有一自耦变压器接在稳定的交流电源上，、为理想电压表下列说法中正确的是()图11A若F不动，滑片P向上滑动时，示数变大，示数变小B若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡消耗的功率变小C若P不动，滑片F向下移动时，示数不变，示数增大D若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变小D电压表的示数由交流电源决定，与其他因素无关，A项错；F不动，变压器输出电压不变，滑片P上滑，副线圈电路总电阻减小，由欧姆定律可知，电流增大，灯泡L功率增大，B项错；若P不动，滑片F下移，副线圈匝数n2减小，由变压规律可知，输出电压U2减小，由欧姆定律可知，电路总电流减小，故灯泡消耗功率减小，滑动变阻器两端电压减小，C项错，D项正确