（江苏专用）2018届高三物理一轮复习 必考部分 第10章 交变电流 传感器专题突破练.doc

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bs2.7102 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t7.2102 j.【答案】(1) sin 100t(a)(2)2.7102 wb(3)7.2102j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4au2u1，u2降低bu2u1，u2升高cu2u1，u2降低 du2u2，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，iabicdcab接pq、cd接mn，iabicdb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iabicd，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ta4102 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uabucd41，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emnbs1001000.48 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u220sin 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1.32104 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；u1220 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wpt22060 j1.32104 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