第十章交變電流傳感器

1、高三單元滾動檢測卷·物理考生注意：1本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，共4頁2答卷前，考生務(wù)必用藍、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級、學號填寫在相應(yīng)位置上3本次考試時間90分鐘，滿分100分4請在密封線內(nèi)作答，保持試卷清潔完整第十章交變電流傳感器第卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分在每小題給出的四個選項中，第17題只有一個選項正確，第812題有多項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不選的得0分)1小型交流發(fā)電機的矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系是正弦函數(shù)將發(fā)電機與一個標有“6 V

2、、6 W”的小燈泡連接形成閉合回路，不計電路的其他電阻當線圈的轉(zhuǎn)速為n5 r/s時，小燈泡恰好正常發(fā)光，則電路中電流的瞬時值表達式為()Aisin 5t(A) Bisin 10t(A)Ci1.41sin 5t(A) Di1.41sin 10t(A)2電阻為1 的矩形線圈繞垂直于磁場方向的軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖象如圖1所示現(xiàn)把交流電加在電阻為9 的電熱絲上，下列判斷正確的是() 圖1A線圈轉(zhuǎn)動的角速度100 rad/sB在t0.01 s時刻，穿過線圈的磁通量最大C電熱絲兩端的電壓U100 VD電熱絲此時的發(fā)熱功率P1 800 W3如圖2所示，電路中完全相同的三個燈

3、泡L1、L2、L3分別與電阻R、電感L、電容C串聯(lián)，然后再并聯(lián)到“220 V50 Hz”的交流電源上，三只燈泡的亮度相同若保持交變電壓不變，將交變電流的頻率增大到60 Hz，則發(fā)生的現(xiàn)象為() A三燈亮度不變 圖2B三燈均變亮CL1不變、L2變亮、L3變暗DL1不變、L2變暗、L3變亮4通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R.當副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為P2，則P1和分別為()A.， B()2R，C.， D()2R，5如圖3所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波

4、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1 min的時間，兩電阻消耗的電功之比W甲W乙為()圖3A1 B12C13 D166如圖4所示，邊長為L、匝數(shù)為N，電阻不計的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞轉(zhuǎn)軸OO轉(zhuǎn)動，軸OO垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度轉(zhuǎn)動，下列判斷正確的是()圖4A兩電壓表的示數(shù)之比為U1U2n2n1B電壓表的示數(shù)等于NBL2C當滑動變阻器R的滑片P向上滑動時，電壓表的示數(shù)變大D變壓器的輸入功率與輸出功率之比為117如圖5甲所示，理想變壓器原、副線

5、圈的匝數(shù)比為41，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，圖中R為熱敏電阻(溫度升高時其電阻減小)，R為定值電阻下列說法正確的是()圖5A電壓表的示數(shù)為9 VB原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為u36sin 50t VCR處溫度升高時，電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變大D變壓器原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率之比為148(2014·天津·7改編)如圖6甲所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示，則()圖6A兩次t0時刻線圈平面均與中性面重合B曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為

6、23C曲線a表示的交變電動勢頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動勢瞬時值表達式為e10sint V9面積都為S且電阻相同的正方形線圈和圓形線圈，分別放在如圖7所示的磁場中，圖甲中是磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場，線圈在磁場中以周期T繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動，圖乙中磁場變化規(guī)律為BB0cos，從圖示位置開始計時，則()圖7A兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同B兩線圈中感應(yīng)電動勢達到最大值的時刻不同C經(jīng)相同的時間t(tT)，兩線圈產(chǎn)生的熱量相同D從圖示位置時刻起，經(jīng)時間，流過兩線圈橫截面的電荷量相同10如圖8所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n241，原線圈a、b間接一電壓為u220sin 100t(V)的

7、電源，燈泡L標有“36 V18 W”字樣，當滑動變阻器R的滑動觸頭處在某位置時，電流表示數(shù)為0.25 A，燈泡L剛好正常發(fā)光，則()圖8A流經(jīng)燈泡L的交變電流的頻率為100 HzB定值電阻R0的阻值為19 C滑動變阻器R消耗的功率為36 WD若將滑動變阻器R的滑動觸頭向下滑動，則燈泡L的亮度變暗11如圖9所示，一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻不計，繞OO軸在水平方向的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以角速度做勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，下列判斷正確的是()圖9A矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為eNB

8、Scos tB矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時間內(nèi)，通過電流表的電荷量為零C當P位置不動，R增大時，電壓表讀數(shù)也增大D當P位置向上移動、R不變時，電流表讀數(shù)變大12如圖10所示，有一臺交流發(fā)電機E，通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠處用戶供電，輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設(shè)T1的輸入電壓U1一定，當用戶消耗的電功率變大時，有()圖10AU2變小，U4變大 BU2不變，U3變小CP1變小，P2變小 DP2變大，P3變大第卷(非選擇題，共5

9、2分)二、非選擇題(共52分)13(16分)如圖11甲所示為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的ut圖象如圖乙所示，若只有ce間接一只Rce400 的電阻，或只在de間接一只Rde225 的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.圖11(1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式；(2)求只在ce間接400 電阻時，原線圈中的電流I1；(3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比.14(18分)如圖12所示，理想變壓器有兩個副線圈，L1、L2是兩盞規(guī)格為“8 V10 W”的燈泡，L3、L4是兩盞規(guī)格為“6 V12 W”的燈泡，當變壓器的輸入電

10、壓為U1220 V時，四盞燈泡恰好都能正常發(fā)光如果原線圈的匝數(shù)n11 100匝，求：圖12(1)副線圈n2、n3的匝數(shù)；(2)電流表的讀數(shù)15(18分)如圖13所示，在xOy平面內(nèi)有兩根金屬絲MN和PQ，其形狀分別滿足yasin和yasin，在兩根金屬絲端點M、P和N、Q之間分別接一根阻值為R的電阻絲，兩根金屬絲中間三個相交處均有絕緣表面層相隔，金屬絲電阻不計x0的區(qū)域內(nèi)存在垂直于xOy平面向里的磁感應(yīng)強度大小為B且較寬的勻強磁場，兩金屬絲在沿x軸負方向的外力作用下，以速度v勻速進入磁場圖13(1)求金屬絲進入磁場的過程中感應(yīng)電流的最大值；(2)求將兩根金屬絲全部拉入磁場中所產(chǎn)生的熱量；(3)

11、假設(shè)僅在x0的區(qū)域內(nèi)存在垂直于xOy平面向里的磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，求將兩根金屬絲以速度v勻速拉過磁場過程中外力的最大功率答案解析1D因為小燈泡正常發(fā)光，所以電路中電流的有效值為I1 A，則電流的最大值為Im A1.41 A因為轉(zhuǎn)速n5 r/s，且2n，所以10 rad/s，故電路中電流的瞬時值表達式為i1.41sin 10t(A)，選項D正確2D由題圖可以看出該交變電流的周期T0.02 s，則角速度 rad/s100 rad/s，A項錯t0.01 s時刻，電壓達到最大，則此時磁通量變化率最大，磁通量為零，B項錯；電熱絲兩端電壓為路端電壓URU×90 V，故C項錯；根據(jù)電功率

12、公式P W1 800 W，故D項正確3D根據(jù)電感的特性：通低頻、阻高頻，當電源的頻率增大時，電感對電流的感抗增大，L2變暗；根據(jù)電容器的特性：通高頻，阻低頻，當電源的頻率增大時，電容器對電流的容抗減小，L3變亮，而電阻的亮度與頻率無關(guān)，L1不變4D根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律，得k，nk，所以U1kU，U2nkU.根據(jù)PUI知匝數(shù)比為k和nk的變壓器副線圈的電流分別為I1，I2.根據(jù)PI2R，輸電線路損耗的電功率分別為P1IR()2R，P2IR()2R，所以.選項D正確，選項A、B、C錯誤5C電功的計算中，I要用有效值計算圖甲中，由有效值的定義得2R×2×10202R×2

13、×102IR×6×102得I1 A圖乙中，I的值不變，I21 A由WUItI2Rt可以得到W甲W乙13.6D變壓器的電壓之比等于線圈匝數(shù)之比，A錯誤；由于線圈電阻不計，示數(shù)即為線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值U1E，B錯誤；的示數(shù)由和線圈匝數(shù)比決定，R的變化不影響的示數(shù)，C錯誤；理想變壓器輸出功率等于輸入功率，D正確7A由題圖乙可知，電源電壓的有效值為36 V，根據(jù)，得U29 V，A項正確100 rad/s，因此u36sin 100t V，B項錯當R處溫度升高時，其電阻變小，而U2不變，由I2知I2變大，C項錯P入P出，D項錯正確答案為A.8ACD由題圖乙知t0時兩次轉(zhuǎn)動

14、產(chǎn)生的瞬時電動勢都等于零，故A正確由題圖乙知兩次轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的交變電動勢的周期之比TaTb23，再由周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系n得nanb32，故B錯誤因Ta4×102 s，故fa25 Hz，C正確因Ema15 V，而EmNBS，故EmbEma10 V，eEmbsint10sint V，故D正確9ACD圖甲中通過線圈的磁通量變化規(guī)律為甲B0Scost，圖乙中通過線圈的磁通量變化規(guī)律為乙B0Scost.由于兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同，則兩線圈中感應(yīng)電動勢的變化規(guī)律相同，達到最大值的時刻也相同，有效值E也相同又因兩線圈電阻相同，所以Qt也相同經(jīng)過時間，流過兩線圈橫截面的電荷量q·也相同，故

15、選項A、C、D正確10BD由2f得100 rad/s2f，解得f50 Hz，A錯誤；U2U155 V，I2I11 A，R0兩端的電壓U055 V36 V19 V，R0 19 ，B正確IRI2IL1 A0.5 A0.5 A，R上消耗的功率PRIRU0.5×36 W18 W，C錯誤滑動變阻器R的滑動觸頭向下滑動時，L兩端的電壓減小，由PL得PL減小，燈泡L變暗，D正確11AD矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值EmNBS，由圖示線圈位置可知開始計時時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，則瞬時值表達式為eNBScos t，A正確線圈從圖示位置經(jīng)過時間，磁通量變化量0，由qN可知，通過電流表的電荷量不為零，B錯

16、誤電壓表的示數(shù)為U1不變，C錯誤由得U2，當P位置向上移動時，n1變小，則U2變大，又R不變，再由P可知副線圈消耗的功率P2變大，則可知原線圈的輸入功率P1P2變大，再由I1可知，I1變大，D正確12BD13(1)uab400sin 200t V(2) A(3)解析(1)由題圖乙知200 rad/s，電壓最大值為400 V，故原線圈輸入電壓瞬時值表達式為uab400sin 200t V.(2)只在ce間接400 電阻時，電壓有效值U1200 V理想變壓器P1P280 W原線圈中的電流I1，解得I1 A.(3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1，則同理由題意知解得 代入數(shù)據(jù)得.14(1)40匝60匝(2)0.2 A解析(1)由變壓原理可知n1n2n3U1U2U3得n2n1×1 10040(匝)n3n1×1 10060(匝)(2)由輸入功率等于輸出功率知I1U1P1P2P3P4得I1 A0.2 A15(