第十章交变电流传感器

1、高三单元滚动检测卷物理考生注意：1本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，共4页2答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上3本次考试时间90分钟，满分100分4请在密封线内作答，保持试卷清洁完整第十章交变电流传感器第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分在每小题给出的四个选项中，第17题只有一个选项正确，第812题有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)1小型交流发电机的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的关系是正弦函数将发电机与一个标有“6 V、6 W”的

2、小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻当线圈的转速为n5 r/s时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时值表达式为()Aisin 5t(A) Bisin 10t(A)Ci1.41sin 5t(A) Di1.41sin 10t(A)2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1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1A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 W3如图2所示，电路中完全相同的三个灯泡L1、L2

3、、L3分别与电阻R、电感L、电容C串联，然后再并联到“220 V50 Hz”的交流电源上，三只灯泡的亮度相同若保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到60 Hz，则发生的现象为() A三灯亮度不变 图2B三灯均变亮CL1不变、L2变亮、L3变暗DL1不变、L2变暗、L3变亮4通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为()A.， B()2R，C.， D()2R，5如图3所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变

4、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3A1 B12C13 D166如图4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4A两电压表的示数之比为U1U2n2n1B电压表的示数等于NBL2C当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，电压表的示数变大D变压器的输入功率与输出功率之比为117如图5甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为

5、41，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R为热敏电阻(温度升高时其电阻减小)，R为定值电阻下列说法正确的是()图5A电压表的示数为9 VB原线圈两端电压的瞬时值表达式为u36sin 50t VCR处温度升高时，电流表的示数变大，电压表的示数变大D变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为148(2014天津7改编)如图6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()图6A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2

6、5 HzD曲线b表示的交变电动势瞬时值表达式为e10sint V9面积都为S且电阻相同的正方形线圈和圆形线圈，分别放在如图7所示的磁场中，图甲中是磁感应强度为B0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BB0cos，从图示位置开始计时，则()图7A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(tT)，两线圈产生的热量相同D从图示位置时刻起，经时间，流过两线圈横截面的电荷量相同10如图8所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n241，原线圈a、b间接一电压为u220sin 100t(V)的电源，灯泡L标有“36 V18 W”

7、字样，当滑动变阻器R的滑动触头处在某位置时，电流表示数为0.25 A，灯泡L刚好正常发光，则()图8A流经灯泡L的交变电流的频率为100 HzB定值电阻R0的阻值为19 C滑动变阻器R消耗的功率为36 WD若将滑动变阻器R的滑动触头向下滑动，则灯泡L的亮度变暗11如图9所示，一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕OO轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动，从图示位置开始计时矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是()图9A矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为eNBScos tB矩形线圈从图示位置经过

8、时间内，通过电流表的电荷量为零C当P位置不动，R增大时，电压表读数也增大D当P位置向上移动、R不变时，电流表读数变大12如图10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的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有()图10AU2变小，U4变大 BU2不变，U3变小CP1变小，P2变小 DP2变大，P3变大第卷(非选择题，共52分)二、非选择题(共52分)13(

9、16分)如图11甲所示为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut图象如图乙所示，若只有ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.图11(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400 电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.14(18分)如图12所示，理想变压器有两个副线圈，L1、L2是两盏规格为“8 V10 W”的灯泡，L3、L4是两盏规格为“6 V12 W”的灯泡，当变压器的输入电压为U1220 V时，四盏灯泡恰好都

10、能正常发光如果原线圈的匝数n11 100匝，求：图12(1)副线圈n2、n3的匝数；(2)电流表的读数15(18分)如图13所示，在xOy平面内有两根金属丝MN和PQ，其形状分别满足yasin和yasin，在两根金属丝端点M、P和N、Q之间分别接一根阻值为R的电阻丝，两根金属丝中间三个相交处均有绝缘表面层相隔，金属丝电阻不计x0的区域内存在垂直于xOy平面向里的磁感应强度大小为B且较宽的匀强磁场，两金属丝在沿x轴负方向的外力作用下，以速度v匀速进入磁场图13(1)求金属丝进入磁场的过程中感应电流的最大值；(2)求将两根金属丝全部拉入磁场中所产生的热量；(3)假设仅在x0的区域内存在垂直于xOy

11、平面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场，求将两根金属丝以速度v匀速拉过磁场过程中外力的最大功率答案解析1D因为小灯泡正常发光，所以电路中电流的有效值为I1 A，则电流的最大值为Im A1.41 A因为转速n5 r/s，且2n，所以10 rad/s，故电路中电流的瞬时值表达式为i1.41sin 10t(A)，选项D正确2D由题图可以看出该交变电流的周期T0.02 s，则角速度 rad/s100 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，磁通量为零，B项错；电热丝两端电压为路端电压URU90 V，故C项错；根据电功率公式P W1 800 W，故D项正确3D根据电感

12、的特性：通低频、阻高频，当电源的频率增大时，电感对电流的感抗增大，L2变暗；根据电容器的特性：通高频，阻低频，当电源的频率增大时，电容器对电流的容抗减小，L3变亮，而电阻的亮度与频率无关，L1不变4D根据变压器的变压规律，得k，nk，所以U1kU，U2nkU.根据PUI知匝数比为k和nk的变压器副线圈的电流分别为I1，I2.根据PI2R，输电线路损耗的电功率分别为P1IR()2R，P2IR()2R，所以.选项D正确，选项A、B、C错误5C电功的计算中，I要用有效值计算图甲中，由有效值的定义得2R210202R2102IR6102得I1 A图乙中，I的值不变，I21 A由WUItI2Rt可以得到

13、W甲W乙13.6D变压器的电压之比等于线圈匝数之比，A错误；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；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7A由题图乙可知，电源电压的有效值为36 V，根据，得U29 V，A项正确100 rad/s，因此u36sin 100t V，B项错当R处温度升高时，其电阻变小，而U2不变，由I2知I2变大，C项错P入P出，D项错正确答案为A.8ACD由题图乙知t0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零，故A正确由题图乙知两次转动所产生的交变电动势的周期之比TaTb23，再由周期与转速的关系n得n

14、anb32，故B错误因Ta4102 s，故fa25 Hz，C正确因Ema15 V，而EmNBS，故EmbEma10 V，eEmbsint10sint V，故D正确9ACD图甲中通过线圈的磁通量变化规律为甲B0Scost，图乙中通过线圈的磁通量变化规律为乙B0Scost.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，达到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Qt也相同经过时间，流过两线圈横截面的电荷量q也相同，故选项A、C、D正确10BD由2f得100 rad/s2f，解得f50 Hz，A错误；U2U155 V，I2I11 A，R0两端的电压U055 V

15、36 V19 V，R0 19 ，B正确IRI2IL1 A0.5 A0.5 A，R上消耗的功率PRIRU0.536 W18 W，C错误滑动变阻器R的滑动触头向下滑动时，L两端的电压减小，由PL得PL减小，灯泡L变暗，D正确11AD矩形线圈产生的感应电动势最大值EmNBS，由图示线圈位置可知开始计时时产生的感应电动势最大，则瞬时值表达式为eNBScos t，A正确线圈从图示位置经过时间，磁通量变化量0，由qN可知，通过电流表的电荷量不为零，B错误电压表的示数为U1不变，C错误由得U2，当P位置向上移动时，n1变小，则U2变大，又R不变，再由P可知副线圈消耗的功率P2变大，则可知原线圈的输入功率P1P2变大，再由I1可知，I1变大，D正确12BD13(1)uab400sin 200t V(2) A(3)解析(1)由题图乙知200 rad/s，电压最大值为400 V，故原线圈输入电压瞬时值表达式为uab400sin 200t V.(2)只在ce间接400 电阻时，电压有效值U1200 V理想变压器P1P280 W原线圈中的电流I1，解得I1 A.(3)设ab间匝数为n1，则同理由题意知解得 代入数据得.14(1)40匝60匝(2)0.2 A解析(1)由变压原理可知n1n2n3U1U2U3得n2n11 10040(匝)n3n11 10060(匝)(2)由输入功率等于输出功率知I1U1P1P