1、45分钟高考热点练(十一)交变电流传感器(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)热点一交变电流的图象和“四值”问题1某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断()A在A、C时刻线圈处于中性面位置B在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零C从AD线圈转过的角度为2D若从OD历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变了100次解析：由题中交变电流的图象可知，在A、C时刻产生的感应电流最大，对应的感应电动势最大，线圈处于垂直中性面的位置，选项A错误；在B、D时刻感应电流为零，对应的感应电动势为零，即磁通量的变化率为零，此时磁通量最大，选项B错误
2、；从AD，经历的时间为周期，线圈转过的角度为，选项C错误；若从OD历时0.02 s，则交变电流的周期为0.02 s，而一个周期内电流的方向改变两次，所以1 s内交变电流的方向改变了100次，选项D正确。答案：D2正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R10 ，交流电压表的示数是10 V。图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则()A通过R的电流瞬时值表达式是iRcos 100t(A)B通过R的电流瞬时值表达式是iRcos 50t(A)CR两端的电压瞬时值表达式是uR5cos 100t(V)DR两端的电压瞬时值表达式是uR5cos 50t(V)解析：交流电的峰值电压Um1
3、0 V，100(rad/s)，故R两端的电压瞬时值表达式是uR10cos 100t(V)，C、D错；由于i，故通过R的电流瞬时值表达式是iRcos 100t(A)，A正确，B错误。答案：A3(2018唐山模拟)一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R供电，如图甲、乙所示。其中甲图中OO轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同。则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为()A1B12C14 D11解析：题图甲中的磁场只在OO轴的右侧，所以线框只在半周期内有感应电流产生，如图甲，电流表测得是有效值，所以I。题图乙中的磁场布满整个空间，线框中产生的
4、感应电流如图乙，所以I，则II1，即A正确。答案：A4(多选)(2018黑龙江省五校高三联考)如图所示，在匀强磁场中转动的单匝线圈电阻为1 ，外接电阻R9 ，线圈匀速转动的周期为T0.2 s，从线圈中性面开始计时，理想交流电流表的读数为2 A，那么()A穿过线圈的最大磁通量为 WbB任意时刻线圈中的感应电动势为e20sin 20t(V)C在线圈转过90的过程中，外接电阻产生的焦耳热为1.8 JD在线圈转动90的过程中，通过电阻R的电荷量为2 C解析：因电流表的读数2 A为有效值，则电流的最大值为ImI有效2 A，EmIm(Rr)20 V，又Emm，所以mWb，故选项A正确；任意时刻线圈中的感应
5、电动势为e20sin 10t(V)，故选项B错误；线圈转过90时，外接电阻产生的焦耳热为QIRt1.8 J，故选项C正确；从中性面开始计时，转动90的过程中，感应电动势的平均值为，qt C，故选项D错误。答案：AC热点二理想变压器的动态分析及定量计算5(多选)如图所示，M为理想变压器，电表为理想电表，导线电阻忽略不计，原线圈接稳定的正弦式交流电源。当变阻器滑片P向上移动时，读数发生变化的电表是()AA1 BA2CV1 DV2解析：根据变压器输入电压决定输出电压，可知电压表V1和V2的读数不变，选项C、D错误；当滑动变阻器滑片P向上移动时，滑动变阻器R接入电路的电阻逐渐减小，电流表A2的读数增大
6、，选项B正确；由变压器输出功率决定输入功率，可知输入功率增大，电流表A1的读数增大，选项A正确。答案：AB6(多选)(2018甘肃张掖市高三诊断考试)如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1 100，副线圈的匝数为55，原线圈两端a、b接正弦交流电源，在原线圈前串接一个电阻R0121 的保险丝，电压表V的示数为220 V，如果负载电阻R5.5 ，各电表均为理想电表，则()A电流表A的示数为1 AB变压器的输出电压为5.5 VC保险丝实际消耗的功率为1.21 WD负载电阻实际消耗的功率为22 W解析：U1220 V，根据变压器变比公式，得变压器的输出电压U211 V，则选项B错误；副线圈中的电流I2
7、2 A，即电流表A的示数为2 A，负载电阻实际消耗的功率为PIR225.5 W22 W，则选项A错误，D正确；原线圈中的电流I10.1 A，保险丝实际消耗的功率为P0IR00.12121 W1.21 W，则选项C正确。答案：CD7用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则()A变压器输入功率为11 WB变压器输出电压的最大值是110 VC变压器原、副线圈的匝数比是12D负载电流的函数表达式i0.05sin 100t(A)解析：变压器输出电流的有效值为 A，因此输出的功率为 W，变压器输入功率等于输出功率，A错误；输出电压的最大
8、值为110 V，B错误；由得原、副线圈匝数比为21，C错误；根据图象得交流电的周期T0.02 s，又100 rad/s，i0.05sin 100t(A)，D正确。答案：D8(多选)如图所示，矩形线框的面积为60 cm2，匝数为100匝，转速为25 r/s，匀强磁场的磁感应强度为 T，线框的电阻不计。L1、L2是两个标有“6 V1 A”的灯泡，开关S断开时，灯泡L1正常发光，那么()A从图示位置开始计时，线框内产生的交变电压的瞬时值为e60cos 50t(V)B变压器原、副线圈的匝数比为201C开关S断开时，电流表示数是0.1 AD开关S闭合后，灯泡L1将变暗解析：由于从垂直中性面的位置开始计时
9、，所以线框内产生的交变电压的瞬时值为enBScos t60cos 50t(V)，选项A正确；原线圈两端电压的有效值为60 V，副线圈两端电压为6 V，根据变压比，可知变压器原、副线圈的匝数比为101，选项B错误；开关S断开时，由变流比知电流表示数是0.1 A，选项C正确；开关S闭合后，灯泡L1两端电压不变，亮度不变，选项D错误。答案：AC9如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n1n221，原线圈接正弦交变电流，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R。当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升。若电动机因摩擦造成的能量损失不计。则图中电压表的读数为()A4IR
10、BC4IR DIR解析：电动机带动质量为m的重物以速度v匀速上升，电动机的输出功率等于克服重力做功的功率，P电动机输出mgv，由I1I2n2n1，可知I22I，所以P电动机热IR4I2R，P2P电动机输出P电动机热mgv4I2R，由于是理想变压器，所以P1P2U1I，U14IR，因此A选项正确。答案：A10(2018郑州市质量预测)如图所示，一个理想变压器原线圈的匝数为50，副线圈的匝数为100，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨间距为0.4 m。导轨上有一长度略大于导轨间距且垂直于导轨的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻R15 ，R215 ，图中交流电压表为理想电压表
11、。导轨所在空间有垂直于导轨平面、磁感应强度大小为1 T的匀强磁场。导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为v5sin 10t(m/s)，则下列说法中正确的是()AR1的功率为0.2 WB电压表的示数为5 VC水平外力为恒力D变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s解析：导体棒切割磁感线产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得EBLv，代入数据得E2sin 10t(V)。则原线圈输入电压的有效值为U1 V，原、副线圈的电压与匝数成正比，则，解得U22 V，B错误；由欧姆定律可得副线圈回路中的电流为I2 A A，则定值电阻R1的电功率为P1IR125 W0.1 W，A错
12、误；由导体棒的速度公式可知导体棒的运动为变速运动，则外力不可能为恒力，C错误；由以上计算可知，感应电动势的最大值为Em2 V，则由法拉第电磁感应定律En1，得磁通量变化率最大值为 Wb/s0.04 Wb/s，D正确。答案：D热点三远距离输电11(多选)远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器。当K由2改接为1时，下列说法正确的是()A电压表读数变大 B电流表读数变大C电流表读数变小 D输电线损失的功率减小解析：K由2改接到1后，升压变压器副线圈匝数增多，由知，升压变压器副线圈电压U2升高，降压变压器原、副线圈的电压增大，电压表示数增大，通过电灯的电流随之增大，而原、副线圈中
13、的电流与匝数成反比，降压变压器匝数比不变，所以电流表示数增大。输电线损失的功率增大。选项A、B正确。答案：AB12(多选)(2018济南针对性训练)如图所示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，副线圈与纯电阻用电器组成闭合电路，用电器电阻R011 。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压表达式为u220sin(100t)V。下列说法正确的是()A发电机中的电流变化频率为100 HzB通过用电器的电流有效值为20 AC升压变压器的输入功率为4 650 WD当用电器的电阻R
14、0减小时，发电机的输出功率减小解析：根据降压变压器T2副线圈两端输出电压的瞬时值表达式可以得知，输出电压的频率为50 Hz，再根据理想变压器不能改变交流电的频率的特点可知，A选项错误；降压变压器副线圈两端电压的有效值为U4220 V，通过用电器的电流的有效值为I320 A，因此B选项正确；根据变压器的输入功率由输出功率决定可知，升压变压器的输入功率等于输电线的电阻R和用电器消耗的功率之和，PIRIR02RIR0，代入数据，可得P4 650 W，因此C选项正确；根据P可知，当用电器的电阻R0减小时，用电器消耗的功率变大，输电线上消耗的热功率也变大，因此发电机的输出功率变大， 故D选项错误。答案：
15、BC13(多选)(2018南京市二模)图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比1100，降压变压器原、副线圈匝数比为1001，远距离输电线的总电阻为100 。若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW。下列说法中正确的有()A用户端交流电的频率为50 HzB用户端电压为250 VC输电线中的电流为30 AD输电线路损耗功率为180 kW解析：由图乙可知交变电流的周期T0.02 s，频率f50 Hz，变压器不改变频度，选项A正确；升压变压器输入电压的有效值U1250 V，升压变压器输入电流为I1 A3 000 A，根据变流比，解得输电线中的电流为I230 A，选项C正确；输电线路损耗功率为P损IR线302100 W90 kW，选项D错误；根据变压比，解得升压变压器的输出电压U225 000 V，输电线上损失的电压为U损I2R线3 000 V，降压变压器的输入电压U3U2U损22 000 V，根据变压比，解得降压变压器的输出电压U4220 V，选项B错误。答案：AC
