1、第十二单元 交变电流 传感器训练卷（A）注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是()A在中性面时
2、，通过线圈的磁通量最小B在中性面时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大C线圈通过中性面时，电流的方向发生改变D穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零2把发光颜色不同的两个二极管并联（该类二极管具有单向导电性，导通时发光），使两者正负极方向不同。当摇动如图所示的手摇发电机时，两个二极管交替发光，则流过其中一个二极管的电流是()A交流电 B直流电C恒定电流 D涡流3两人在赤道上站立，各自手握金属绳OPO的一端，绕东西方向的水平轴沿顺时针方向匀速摇动，周期为T，将金属绳连入电路，闭合回路如图所示，取金属绳在图示的最高位置时为t0时刻，则下列说法正确的是()A电路中存在周期为T的变化电流Bt0时刻，
3、回路磁通量最大，电路中电流最大Ct时刻，电流向左通过灵敏电流计Dt时刻，回路磁通量最小，电路中电流最大4如图所示电路中，电源电压u311sin (100t) V，A、B间接有“220 V，440 W”的电暖宝、“220 V，220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是() A交流电压表的示数为311 VB电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 AC电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D抽油烟机1 min消耗的电能为1.32104 J5某工厂为了防止意外停电，配备了一台柴油发电机，发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流。现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的
4、转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象可能是()6如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L，电容C串联，再将三者并联，接在220 V、50 Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若接在220 V，100 Hz的交变电压两端，则()A三只灯泡亮度不变B三只灯泡都将变亮Ca亮度不变，b变亮，c变暗Da亮度不变，b变暗，c变亮7在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压U1和输电线上的电阻R均保持不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A升压变压器的输出电压U2增大B降压变压器的输出电压U4增大C
5、输电线上损耗的功率减小D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大8传统的自行车发电机内部电路如图甲所示，驱动轴一端与自行车车轮相连，另一端连接条形永久磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动永久磁铁在C形软铁芯之间匀速转动，发电机线圈两端产生的交变电压波形如图乙所示。已知波形图中正、负尖峰电压分别为Um和Um，两个相邻正、负尖峰电压所对应的时间差为t，发电机线圈匝数为n。下列判断正确的是()A驱动轴转动的角速度为B线圈电压的有效值为UmC穿过线圈磁通量变化率的最大值为UmD相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值为Um二、多项选择题:本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选
6、对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9水力发电站和火力发电站都采用旋转磁极式发电机，但是发电机的结构一般不同。水力发电站常采用图甲所示原理的发电机，A、B、C、D均为线圈；火力发电站常采用图乙所示原理的发电机，A、B、C、D均为沿轴方向的导线。当图中固定有磁铁的转子顺时针匀速旋转到图示位置时，某同学在两图中标示了电流方向，下列说法正确的是()A图甲中A、C线圈电流标示方向正确B图甲中B、D线圈电流标示方向正确C图乙中A、B导线电流标示方向正确D图乙中C、D导线电流标示方向正确10压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压
7、敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0。某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中（）A物体处于失重状态B物体处于超重状态C升降机一定向上做匀加速运动D升降机可能向下做匀减速运动11某电站不用变压器直接向用户输送电能，若输电功率为P，输电电压为U，输电线电阻为R，用户得到的电压为U，则下列说法中正确的是（）A用户得到的功率为PB输电线上损失电功率为C用户得到的功率为D输电线上损失电压为12如图甲所示，矩形线圈绕转轴OO在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流直接给图乙的电路供电。图2理想变压器的原线圈接有理想电流表A，副线圈接有电阻R和电容器C，开始时灯
8、泡L1、L2一样亮，不计线圈的电阻，灯泡不会烧坏，则()A线圈面积加倍，L1、L2仍一样亮B线圈转速加倍，L1、L2仍一样亮C线圈面积加倍，电流表A的示数也加倍D线圈转速加倍，电流表A的示数也加倍13如图所示，高铁的供电流程是将高压220 kV或110 kV经过牵引变电所进行变压，降至27.5 kV，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得25 kV的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是()A若电网的电压为220 kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比n1n281B若电网的电压为110 kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比n1n214C如果高铁机车功率为9000 k
9、W，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为6.9 D如果高铁机车功率为9000 kW，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为7.6 14一含有理想自耦变压器的电路如图所示，R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，在变压器原线圈两端输入uU0sin t的正弦交流电，则下列判断正确的是()A仅将P1向上移动，R2中的电流变大B仅将P1向上移动，原线圈输入的功率变大C仅将P2向上移动，R2中的电流变小D仅将P2向上移动，原线圈输入的功率变大三、非选择题：本题共4小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的
10、题，答案中必须明确写出数值和单位。15(10分)(1)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高。如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变_(选填“大”或“小”)。上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度为20 (如图甲所示)，则25 的刻度应在20 的刻度的_(选填“左”或“右”)侧。为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请在图乙中用图中的器材(可增加元器件)设计
11、一个电路。(2)图丙为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定，内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图丁所示，试根据这一特性，由图戊中给定的器材设计一个自动光控电路。 16(12分)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站，发电机的输出电压为400 V，输送的电功率P30 kW，输电线的总电阻为4 。(1)若发电机直接对用户输电，则输电线上损耗的功率为多少?(2)若要求输电线上的损耗刚好占总功率的3%，则所用升压变压器原、副线圈的匝数比应为多大?17(14分)图甲为交流发电机的原理图，其矩形线圈在
12、匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n100、电阻r10 ，定值电阻R90 与线圈连接成回路。 在t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t的关系如图乙所示。 求：(1)交流发电机产生的电动势的最大值；(2)线框中感应电动势的瞬时值表达式；(3)电路中交流电压表的示数。18(16分)图甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为101，两个相同的灯泡L1和L2的电丝的电阻值均为R40 ，图中电压表和电流表均为理想电表。试求：(1)开关S闭合时，变压器的输入功率和电流表A2的示数；(2)闭合S开关，
13、待电路稳定后，再将开关S断开，定性分析电路中三只电表的示数变化情况。第十二单元（A）答案一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1【答案】C【解析】在中性面时，通过线圈平面的磁通量为最大，但此时的磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故A、B错误；线圈通过中性面时，电流的方向发生改变，C正确；通过线圈的磁通量为零时，线圈平面与磁感线平行，此时感应电动势最大，D错误。2【答案】B【解析】交流电是指大小和方向发生周期性变化的电流，直流电的方向不变，恒定电流的大小与方向均不变，涡流是感应电流；手摇发电机产生的是交流电，因为该类二极管具有单向导电性，所以通过每
14、个二极管的电流方向不变，为直流电。3【答案】A【解析】用类比法，如线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生周期性变化的交变电流，所以这个电路中存在周期为T的变化电流，故A正确；由于地磁场方向等效为由南指向北，则t0时刻，回路磁通量最大，电路中电流最小为0，故B错误；t时刻，第一次经过水平位置，这个过程磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流方向向右通过灵敏电流计，故C错误；t时刻，回路磁通量最小，电路中电流最小，故D错误。4【答案】D【解析】由电源电压u311sin (100t) V可知该交变电压的有效值为220 V，故交流电压表的示数为220 V，A错误；电路正常工作时，电路的总功率为660 W，故对应
15、的电流有效值为3 A，保险丝的额定电流为交变电流的有效值，B错误；抽油烟机为非纯电阻用电器，故不能直接利用功率的大小比较电暖宝与抽油烟机的发热功率，C错误；抽油烟机1 min消耗的电能为WPt1.32104 J，D正确。5【答案】B【解析】线圈转速为正常时的一半，据2n知，周期变为正常时的2倍，又据EmNBS知，最大值变为正常时的一半，我国电网交流电的周期为0.02 s，最大电压为220 V，则此发电机发出交流电的周期为0.04 s，最大电压为110 V，选项B正确。6【答案】D【解析】根据电感的特性：通低频、阻高频，当电源的频率变高时，电感对电流的感抗增大，b灯变暗；根据电容器的特性：通调频
16、、阻低频，当电源的频率变高时，电容器对电流的容抗减小，c灯变亮。而电阻的亮度与频率无关，a灯亮度不变。所以选项ABC错误，D正确。7【答案】D【解析】由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以根据可知升压变压器的输出电压U2不变，故A错误；由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压U2不变，根据PUI可输电线上的电流I线增大，根据U损I线R可知输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压U3U2U损，可得降压变压器的输入电压U3减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压U4减小，故B错误；升压变压器副线圈中的电流等于输电线中的电流，则输
17、电线中的电流增大，根据P损I2R知输电线上损失的功率增大，故C错误；输电线上损耗的功率占总功率的比例为，因为输电线上的电流增大，则电压损失增大，U2不变，所以输电线上损耗的功率占发电厂输出总功率的比例增大，故D正确。8【答案】C【解析】已知两相邻正、负尖峰电压对应时间差为，可得交变电流的周期，驱动轴转动的角速度，A错误；交变电流不是按正弦规律变化的，电压最大值与有效值的关系不是，B错误；由法拉第电磁感应定律得，感应电动势与磁通量变化率成正比，有，穿过线圈磁通量变化率的最大值，C正确；相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值，线圈转过一个完整周期，磁通量变化量为0，电压平均值为0，D错误。二、多
18、项选择题:本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9【答案】AC【解析】题图甲中，A、B、C、D线圈中磁场均减弱，根据磁场减弱方向，结合楞次定律和安培定则，可知A、C线圈电流标示方向正确，B、D线圈电流标示方向错误，A正确，B错误；题图乙中，磁铁运动，导线切割磁感线产生电流，由右手定则可知，A、B导线电流标示方向正确，C、导线电流标示方向错误，C正确，D错误。10【答案】BD【解析】因为压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，由题图乙知，此过程中电路中的电流大于静止时的电流且稳定，故压敏电阻受到的压力大于静止时受到的
19、压力，物体处于超重状态，超重状态为加速速向上，故有可能是向下减速运动和向上加速运动，故B、D正确，A、C错误。11【答案】BD【解析】输电线上的电流为，故损失电压，用户得到的功率，AC错误；输电线上损失电功率为，B正确；输电线上的电流为，故损失电压，D正确。12【答案】AC【解析】线圈面积加倍，L1、L2两支路两端的电压加倍，因容抗不变，因此L1、L2仍一样亮，故A正确；因副线圈两端电压加倍，电流加倍，知电流表A的示数也加倍，故C正确；线圈转速加倍，因容抗减小，L2比L1更亮，故B错误；因副线圈中电流大于2倍，知电流表A的示数也大于2倍，故D错误。13【答案】AC【解析】若电网的电压为220
20、kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为；若电网的电压为110 kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为n1n241，A正确，B错误；若高铁机车功率为9000 kW，根据，则电流，牵引变电所至机车间的等效电阻，C正确，D错误。14【答案】ABD【解析】仅将P1向上移动，副线圈两端的电压增大，R2、R3中的电流都变大，因此副线圈电路中的电流增大，故电路消耗的功率变大，所以原线圈输入的功率变大，AB正确；仅P2向上移动，副线圈接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，故电路消耗的功率变大，则原线圈输入的功率变大；由于滑动变阻器的电阻减小，因此R3分到的电压减小，电流减小，R2中的电流变大，C错误，D正
21、确。三、非选择题：本题共4小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15(10分)【答案】(1)小(2分)右(2分)见解析图(3分)(2)见解析(3分)【解析】(1)因为温度降低时，负温度系数热敏电阻的阻值增大，故电路中电流会变小。由的分析知，温度越高，电流越大，25 的刻度应对应较大电流，故在20 的刻度的右侧。电路如图所示：(2)由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，流过光敏电阻的电流增大，光敏电阻的阻值减小根据题意设计一个自动光控电路，如图所示。
22、控制过程是：当有光照时，放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开；当无光照时，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，工作电路接通，电灯开始工作。16(12分)【解析】(1)输电线上的电流I75 A(2分)输电线上损耗的功率P损I2R22.5 kW。(2分)(2)输电线上损耗的功率P损P3%900 W(2分)变压器副线圈的电流等于输电线上的电流，I2 A15 A(2分)副线圈两端的电压应为U22000 V(2分)则升压变压器原、副线圈的匝数比为n1n2U1U215。(2分)17(14分)【解析】(1)交流发电机产生的电动势的最大值EmnBS(2分)而mBS
23、、由t图线可知m2.0102 Wb，T6.28102 s(2分)联立得Em200 V。(2分)(2)线框中感应电动势的瞬时值表达式eEmcos t200cos 100t (V)。(2分)(3)电动势的有效值 EEm100 V(2分)由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值I A(2分)交流电压表的示数为UI90 V127 V。(2分)18(16分)【解析】(1)由图乙可知输入电压的有效值U1200 V(1分)由得U220 V(2分)开关S闭合时，两灯泡的并联电阻R并20 (2分)电流表A2的示数I21 A(2分)变压器的输入功率P1等于输出功率P2故P1P2U2I2201 W20 W。(3分)(2)将开关S断开后，U2不变，即电压表的示数保持不变(2分)由于负载减少，负载总电阻增大，电流表A2的示数减小(2分)副线圈的输出功率减小，原线圈的输入功率随之减小，电流表A2的示数减小。(2分)
