1、(交变电流、传感器)测试一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1如下图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t时刻()A线圈中的电流最大B穿过线圈的磁通量为零C线圈所受的安培力为零 D线圈中的电流为零2如下图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsint的图是()3下图甲中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与
2、副线圈的匝数n2之比为10:1.变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电流，两个20 的定值电阻串联接在副线圈两端电压表为理想电表，则()A原线圈上电压的有效值为100 VB原线圈上电压的有效值约为70.7 VC电压表的读数为5.0 VD电压表的读数约为3.5 V4阻值为10 的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上以下说法中正确的是A电压的有效值为10 VB通过电阻的电流有效值为AC电阻消耗电功率为5 WD电阻每秒钟产生的热量为10 J5利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况如下图(a)所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光每当工件挡住A发出
3、的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如下图(b)所示若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.1 m，则下述说法正确的是()A传送带运动的速度是0.1 m/s B传送带运动的速度是0.2 m/sC该传送带每小时输送3 600个工件 D该传送带每小时输送7 200个工件6(2012全国大纲)一台电风扇的额定电压为交流220 V在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如下图所示这段时间内电风扇的用电量为()A3.9102度 B5.5102度C7.8102度 D11.0102度7(2012福建理综)如图，理想变压器原线圈输入电压
4、uUmsint，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示下列说法正确的是()AI1和I2表示电流的瞬时值BU1和U2表示电压的最大值C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小8(2012重庆理综)如右图所示，理想变压器的原线圈接入u11 000sin100t(V)的交变电压，副线圈通过电阻r6的导线对“220 V 880 W”的电器RL供电，该电器正常工作由此可知()A原、副线圈的匝数比为50:1B交变电压的频率为100 HzC副线圈中电流的有效值为4 AD变
5、压器的输入功率为880 W9如下图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B T的水平匀强磁场中，线框面积S0.5 m2，线框电阻不计线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V,60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是()A图示位置穿过线框的磁通量为零B线框中产生交变电压的有效值为500 VC变压器原、副线圈匝数之比为25:11D允许变压器输出的最大功率为5 000 W10下图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线
6、的总电阻R10 ，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，副线圈与用电器R0组成闭合电路若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u220sin100t(V)，当用电器电阻R011 时()A通过用电器R0的电流有效值是20 AB升压变压器的输入功率为4 650 WC发电机中的电流变化频率为100 HzD当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)11(2011海南高考)如图，理想变压器原线圈与一10 V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流
7、为0.09 A，可计算出原、副线圈的匝数比为_，流过灯泡b的电流为_A.12某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在下图(1)的实物图上连线 (2)实验的主要步骤：正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，_，_，断开开关；重复第步操作若干次，测得多组数据(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得上图(2)的Rt关系图线，请根据图
8、线写出该热敏电阻的Rt关系式：R_t()(保留3位有效数字)三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13如下图(a)是一理想变压器的电路连接图，图(b)是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为101，电流表A2的示数为2 A，开关S断开，求：(1)变压器的输入功率和电压表的示数；(2)将开关S闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况14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
9、转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B T用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 V 11 kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如下图所示，求：(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？15如下图甲所示是一种振动发电装置，它的结构由一个半径为r0.1 m的50匝的线圈套在辐形永久磁铁槽上组成，假设磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(如图乙)线圈运动区域内磁感应强度B的大小均为 T，方向不变，线圈的总电阻为2 ，它的引出线接有8 的电珠L，外力推动线圈的
10、P端，使线圈做往复运动，便有电流通过电珠，当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示时(x取向右为正)(1)画出线圈中感应电流随时间变化的图象(取电流从aLb为正方向)；(2)在0.10.15 s内推动线圈运动过程中的作用力；(3)求该发电机的输出功率(其他损耗不计)16有条河流，流量Q2 m3/s，落差h5 m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻R30 ，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V,100 W”的电灯正常发光？(g取10 N/kg)参考答案：1、解析：
11、由T，故t，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B错误，由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，A错，C、D正确答案：CD2、解析：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为eBSsint，由这一原则判断，A图中感应电动势为eBSsint；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直答案：A3、解析：原线圈上电压的最大值为100 V，有效值为50 V，即70.7 V，A错，B对；根据原、副线圈电压比与线圈匝数比的关系可得，副线圈电压的有效值为7.07 V，而电压表的读数为其中一
12、个定值电阻两端电压的有效值，约为3.5 V，C错，D对答案：BD4、解析：根据图象可知电压最大值为Um10 V，有效值为U VA错误；电流有效值为I A，B正确；电阻消耗的电功率为PI2R()210 W5 W，C正确；由QPt知，电阻每秒钟产生的热量为5 J，D错误答案：BC5、解析：因为相邻两次挡光时间间隔为0.5 s，而每两个工件间的距离为0.1 m，且传送带是匀速运动的，故传送带运动的速度v m/s0.2 m/s，B正确；每小时传送带通过的距离为svt720 m，故该传送带每小时输送7 200个工件，D正确答案：BD6、解析：由于电风扇正常工作，根据WUIt可得W220(0.3100.4
13、100.240)60 J1.98105 J5.5102 kWh，选项B正确答案：B7、解析：交流电表的示数表示交流电的有效值，选项A、B错误；滑片P向下滑动过程中，原、副线圈的匝数n1、n2不变，U1不变，则U2不变；R连入电路的电阻减小，则流过副线圈的电流I2变大，根据U1I1U2I2，可知I1变大，选项C对D错答案：C8、解析：由PUI可得I4 A，选项C正确；根据Ir24 V得副线圈电压U2ULUr244 V，再由可得n1:n22 750:6145:1，选项A错误；由u11 000sin100t(V)及f可得f50 Hz，选项B错误；因导线电阻消耗电能，故变压器输入功率为PPLI2r97
14、6 W，选项D错误答案：C9、解析：图示位置穿过线圈的磁通量最大，A错；产生的交变电流的最大电动势EmNBS500 V，有效值为500 V，B错；变压器原、副线圈匝数之比为500:22025:11，C对；允许变压器输出的最大功率为50010 W5 000 W，D对答案：CD10、解析：由T2的副线圈两端电压的表达式知，副线圈两端的电压有效值为220 V，电流为I A20 A，A对；由于输电线电流I A5 A，所以升压变压器的输入功率为PP线PR05210 W20211 W4 650 W，B对；发电机中的电流变化频率与T2的副线圈两端电压的频率相同，也为50 Hz，C错；当用电器的电阻R0减小时
15、，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，D错答案：AB11、解析：根据P和PI2R得灯泡a两端的电压U2 V3 V，通过灯泡a的电流Ia A0.1 A，根据得原、副线圈匝数之比，根据，得副线圈上的电流I2I10.09 A0.3 A根据I2IaIb得，流过灯泡b的电流为IbI2Ia0.2 A.答案：1030.212、解析：改变温度后，热敏电阻阻值改变，电压表示数改变，从图线知R与t成线性关系，且纵轴上截距(当t0时)R100 ，斜率为R/t0.395，所以R1000.395t()答案：(1)实物连线图如下图(2)记录温度计数值记录电压表数值(3)1000.39513、解析：(1)由图(b)可知
16、输入电压的有效值U1200 V由得U220 V变压器的输入功率P1等于输出功率P2故P1P2U2I2202 W40 W.(2)将S闭合，U2不变，即电压表示数保持20 V不变；由于负载增多，负载总电阻减小，电流表A2的示数增大；次级线圈的输出功率增加，初级线圈的输入功率随之增加，电流表A1的示数增大答案：(1)40 W20 V(2)A1示数增大A2示数增大V示数不变14、解析：(1)根据EmNBS1 100 V得输出电压的有效值为U11 100 V.(2)根据得5:1.(3)根据P入P出2.2104 W再根据P入U1I1，解得I120 A.答案：(1)1 100 V(2)5:1(3)20 A1
17、5、解析：(1)在0 s0.1 s内感应电动势E1nBLv1v1 m/s1 m/sL2r，I10.2 A在0.10.15 s内：v22 m/s，E2nBLv2，I20.4 A.(2)因为外力匀速推动线圈，所以有：FF安nBI2LnBI22r500.420.1 N0.8 N.(3)电流的有效值为I，则有：I2R0.150.22R0.10.42R0.05I2所以P出I2R8 W W0.64 W.答案：(1)见解析(2)0.8 N(3)0.64 W16、解析：设水的密度为电源端：P输出mgh/t50%Qgh0.5211031050.5 W5104 W输出电压U0240 V；输送电路如下图所示为满足输电要求，据P损IR有I送A10A，则送电电压为U送V5103 V所以升压变压器的变压比为n1:n2U0:U送240/(5103)6:125输电线电压损失U损I送R1030 V300 V，用户端：U1U送U损5103V300V4700V，据题意可知U2220 V，所以降压变压器的匝数比为n1:n2U1:U24700/220235:11.因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为N(盏)470(盏)答案：6:125235:11470
