作业本：章末定时练十：交变电流 传感器

1、章末定时练十(时间：60分钟)一、选择题(每小题给出的四个选项中第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求)1某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图1所示，由图中信息可以判断()图1A在A和C时刻线圈处于中性面位置B在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C从A时刻到D时刻线圈转过的角度为2D若从O时刻到D时刻历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次解析在A和C时刻产生的感应电流最大，此时对应的感应电动势最大，线圈平面与磁感线方向平行，A错误；在B和D时刻，产生的感应电流为零，此时通过线圈的磁通量最大，B错误；从A时刻到D时刻，对应周期，

2、即线圈转过的角度为，C错误；若从O时刻到D时刻历时0.02 s，则交变电流的周期为0.02 s，而一个周期内交变电流的方向改变2次，故在1 s内交变电流的方向改变100次，D正确答案D2(2013·东北三校联考，8)关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是 ()A图甲中电流的峰值为2 A，有效值为 A，周期为5 sB图乙中电流的峰值为5 A，有效值为2.5 AC图丙中电流的峰值为2 A，有效值为 AD图丁中电流的最大值为4 A，有效值为 A，周期为2 s解析图甲是正弦式交变电流图线，峰值(最大值)为2 A，有效值是峰值的，即 A，周期为4 s，所以A项错误；图乙电流大小改变但方向不变，

3、所以不是交变电流，计算有效值时因为热效应与电流方向无关，所以仍是峰值的，即2.5 A，所以B选项正确；图丙是图甲减半的脉冲电流，有效值不可能为峰值的，所以C选项错误；图丁是交变电流图线，周期为2 s，根据有效值定义则有：42×R×32×R×I2RT，解得电流有效值I2.5 A，所以D选项错误答案B3一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图2所示，副线圈仅接入一个10 的电阻，则 ()图2A流过电阻的最大电流是20 AB与电阻并联的电压表的示数是141 VC变压器的输入功率是1×103

4、 WD在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103 J解析由交流电压u随时间t的变化规律可知，输入的最大电压为220 V，由电压关系可知，可得输出电压的最大值为100 V，电压的有效值为100 V，最大电流为10 A，电流的有效值为10 A，选项A错误；电压表示数应为电压有效值，因此选项B错误；变压器的输出输入功率相等，可得PUI1×103 W，选项C正确；在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热为QI2Rt20 J，选项D错误答案C4(2013·河南郑州一模)如图3甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂

5、直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R10 连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V图乙是矩形线圈中磁通量随时间t变化的图象则 ()图3A电阻R上的电功率为20 WB0.02 s时R两端的电压瞬时值为零CR两端的电压u随时间t变化的规律是u14.1cos 100t(V)D通过R的电流i随时间t变化的规律是i1.41cos 50t(A)解析电阻R上的电功率为P10 W，选项A错误；由图乙知0.02 s时磁通量变化率最大，R两端的电压瞬时值最大，选项B错误；R两端的电压u随时间t变化的规律是u14.1 cos 100t(V)，通过R的电流i随时间t的变

6、化规律是i1.41 cos 100t(A)，选项C正确，D错误答案C5如图4所示，接在照明电路中的自耦变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R.当滑动触头P向上移动一段距离后，下列说法正确的是 ()图4A等效电阻R上消耗的功率变大B三个灯泡都变亮C原线圈两端的输入电压减小D原线圈中电流表示数减小解析自耦变压器的原、副线圈是同一个线圈，只是匝数不同而已由题意知原线圈是副线圈的一部分.，当P上移时，U1、n2不变，n1变大时，U2变小，因负载电路结构不变，因此负载上的总电流I2应变小，R上消耗的功率变小，由串、并联电路特点知三个灯泡都变暗，A、B都错误由于原线圈

7、的输入电压由外部电路决定，是不变的，C错误；由P入P出，U1I1U2I2知，P出减小时，I1一定减小，电流表示数减小，D项正确答案D6电阻为1 的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图5所示现把交流电加在电阻为9 的电热丝上，下列判断正确的是 ()图5A线圈转动的角速度100 rad/sB在t0.01 s时刻，穿过线圈的磁通量最大C电热丝两端的电压U100 VD电热丝此时的发热功率P1 800 W解析由题图可以看出该交变电流的周期T0.02 s，则角速度100 rad/s，A项错t0.01 s时刻，电压达到最大，则此时磁通量变化率最大，磁通量为

8、零，B项错电热丝两端电压为路端电压URU×90 V，故C项错根据电功率公式P W1 800 W，故D项正确答案D7理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图6甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的滑片，下列说法中正确的是 ()图6A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 VCP向右移动时，原、副线圈的电流比减小DP向右移动时，变压器的输出功率减小解析由交变电压的图象可知交变电流的周期为T2×102s，故f50 Hz，且变压器不能改变交变电流的频率，故选项A正确；由于交变电压的最大值为Um311 V，故其有效值为U1

9、220 V，经变压器后，由可得：U222 V，故选项B错误；P向右移动时接入电路的电阻变小，故负载电阻变小，输出电流变大，输出电功率也变大，而原、副线圈的电流比不变，故选项C、D错误答案A8如图7甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有熔断电流0.5 A的保险丝L，原线圈匝数n1600匝，副线圈匝数n2120匝当原线圈接在如图乙所示的交流电源上时，要使整个电路和用电器都正常工作，则副线圈两端可以接 ()图7A阻值为12 的电阻B并联两盏“36 V，40 W”的灯泡C工作频率为10 Hz的用电设备D耐压值为36 V的电容器解析根据图乙可知，原线圈输入的交变电压的最大值U1m180 V，有效值U118

10、0 V，周期T10.02 s，频率f11/T150 Hz.又n1n251，所以副线圈的输出电压的最大值为U2m36 V，有效值U236 V，周期T2T10.02 s，频率f2f150 Hz；若副线圈两端接阻值为12 的电阻，则I2U2/R3 A，I1n2I2/n10.6 A>0.5 A，即流过保险丝的电流超过了其熔断电流，选项A错误；若并联两盏“36 V，40 W”的灯泡，那么，灯泡两端电压刚好为其额定电压，此外，流过保险丝的电流I1n2I2/n10.2I20.2×2× A A<0.5 A，显然，整个电路和用电器均能正常工作，所以选项B正确；由于输出交流电的频率

11、为50 Hz，所以副线圈两端不可以接工作频率为10 Hz的用电设备，选项C错误；电容器的耐压值指的是允许通过的最大电压值，题中副线圈输出电压的最大值为U2m36 V>36 V，即超过了电容器的耐压值，所以选项D错误答案B9某小型水电站的电能输送示意图如图8甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(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 ()图8A乙图中电压的瞬时值表达式为u220sin 100t VB乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是220 V，所以C通过升

12、压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大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由于输电线上电阻会损失电压、电功率，使得U2>U3，故P2>P3，选项D正确；因为，由于U1U4220 V，U2>U3，所以<，选项B错误；由交流电及变压器基础知识可知选项A对，C错答案AD图910如图9所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的

13、输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有 ()AU2减小，U4变大 BU2不变，U3变小CP1变小，P2变小 DP2变大，P3变大解析当用户消耗的电功率增大时，升压变压器的输入功率必增大，即P1增大，由于输入电压U1为定值不变，升压变压器的匝数不变，故输出电压U2不变，由于P1增大，由P1U1I1P2U2I2可得，I1增加，P2、I2增加，由闭合电路欧姆定律得：U3U2I2R，故U3减小，降压变压器原、副线圈匝数不变，所以随着U3减小，U4减小，A错误，B正确；由于用户消耗的电功率增加，即P4增加，理想变压器无功率损耗可得：P3P4，功率P3也增加，故C错误，D正确答案BD11(2013

14、·中山模拟)如图10甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为110的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W现闭合开关，灯泡正常发光则 ()图10At0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零B交流发电机的转速为50 r/sC变压器原线圈中电流表示数为1 AD灯泡的额定电压为220 V解析由题图知t0.01 s时e0，此时线圈平面位于中性面，磁通量最大，A错；周期T0.02 s，所以n50 r/s，B对；由理想变压器原理得：，其中U1 V，得UL220 V，IL0.1 A，而，得I

15、11 A，C对；灯泡的额定电压为交流电压的有效值220 V，D错答案BC12如图11所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO转动，轴OO垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.保持线圈以恒定角速度转动，下列判断正确的是 ()图11A两电压表的示数之比为U1U2n1n2B电压表V1示数等于NBL2C当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大D变压器的输入功率与输出功率之比为11解析变压器的电压之比等于线圈匝数之比，A正确；由于线圈电阻不计，示数即为线圈产生的电动势的有效值U1E，B错误

16、；的示数由和线圈匝数比决定，R的变化不影响的示数，C错误；理想变压器输出功率等于输入功率，D正确答案AD二、非选择题13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S0.05 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BT.为了用此发电机所发出的交流电带动两个标有“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：图12(1)发电机的输出电压为多少？(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？解析(1)EmNBS1 100 V输出电压的有效值为U11 100 V(2)根据得(3)根据P入P出2.2×104 W再根据P入U1I1，解得I120 A答案(1)1 100 V(2)(3)20 A14图13中，降压变压器的变压系数是3，即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是31.初级线圈的输入电压是660 V，次级线圈的电阻为0.2 ，这台变压器供给100盏“2