1、章末过关检测(十)交变电流传感器(限时：45分钟)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1(2016茂名期末)交流发电机电枢中产生的交变电动势为eEmsin t，如果要将交变电动势的有效值提高一倍，而交流电的周期不变，可采取的方法是()A将电枢转速提高一倍，其他条件不变B将磁感应强度增加一倍，其他条件不变C将线圈的面积增加一倍，线圈匝数增加一培，其他条件不变D将磁感应强度增加一倍，线圈的面积缩小一半，其他条件不变2风速仪的简易装置如图甲所示。在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的变化而变化。风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图
2、乙所示；若风速变为v2，且v2v1，则感应电流的峰值Im和周期T的变化情况是()AIm变大，T变小 BIm变大，T不变CIm变小，T变小 DIm不变，T变大3.如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度绕OO轴匀速转动，则以下判断正确的是()A图示位置线圈中的感应电动势最大，为EmBL2B闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为eBL2sin tC线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为qD线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q 4(20
3、16保定模拟)如图所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd位于磁感应强度B T的水平匀强磁场中，线圈面积S0.5 m2，内阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度10 rad/s匀速转动。线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12 V，12 W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是()A通过灯泡的交变电流的频率是50 HzB变压器原、副线圈匝数之比为101C矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 VD若将灯泡更换为“12 V，24 W”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速5如图所示，在xOy直角坐标系中的第二象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场，第四象限有垂直坐标平面向外
4、的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B。直角扇形导线框半径为L、总电阻为R，在坐标平面内绕坐标原点O以角速度匀速转动。线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是()AIBI CI0 DI二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分)6. 图中甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是() A图甲表示交流电，图乙表示直流电B两种电压的有效值相等C图甲所示电压的瞬时值表达式为u311sin 100t(V)D图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后，频率不变7(2016江西联考)电阻为 1 的单匝矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀
5、速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示，现把交变电流加在电阻为9 的电热丝上，下列判断正确的是()A线圈转动的角速度为100 rad/sB在00.005 s时间内，通过电阻的电荷量为 CC电热丝两端的电压为180 VD电热丝的发热功率为1 800 W8如图所示为一自耦变压器，保持电阻R和输入电压不变，以下说法正确的是()A滑片P向b方向移动，滑片Q下移，电流表示数减小B滑片P不动，滑片Q上移，电流表示数不变C滑片P向b方向移动，滑片Q不动，电压表示数增大D滑片P不动，滑片Q上移或下移，电压表示数始终不变三、实验题(本题共2小题，共15分)9(6分)某同学在“利用DIS实验的电压、电流
6、传感器描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，采用了如图甲所示的电路。(1)图甲中，E矩形框内应该接_，F矩形框内应该接_(选填“电压传感器”“电流传感器”或“小灯泡”)。(2)该同学利用测量的数据，画出如图乙所示的图线，但该同学忘记在坐标轴上标明横坐标和纵坐标所表示的物理量，请你根据图线作出判断：横坐标表示_，纵坐标表示_。10(9分)如图甲为热敏电阻的Rt图象，图乙为此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈电阻为100 。当线圈电流大于或等于10 mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池电动势E6 V，内阻不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。(1)应该把恒温
7、箱内的加热器接在_(填“A、B”或“C、D”)两端。(2)如果使恒温箱内的温度保持50 ，可变电阻R的值应调节为_。(3)如果使恒温箱内的温度保持100 ，可变电阻R的值应调节为_。(4)若可变电阻R可在380 到470 范围内调节，则此恒温箱可控制的恒温范围是。四、计算题(本题共2小题，共37分)11(17分)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，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B T。为了用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 V，11 kW”的电机正常工作，需在发电机
8、的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路图如图所示。求：(1)发电机的输出电压；(2)变压器原、副线圈的匝数比；(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。12(20分)发电机的端电压为220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2 ，如果用原、副线圈匝数之比为110的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户。(1)画出全过程的线路图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压。1解析：选B将磁感应强度增加一倍，其他条件不变，或将线圈的面积增加一倍，其他条件不变，选项B正确。2解析：选A由于
9、线圈和永磁铁不变，风速增大时，转速增大，磁感应强度的变化率增大，故感应电动势增大，感应电流增大；转速增大，周期变小，故A正确。3. 解析：选B图示位置线圈中的感应电动势最小为零，A错误；因为线圈转动时只有一条边切割磁感线，当线圈从图示位置开始转动时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式eBL2sin t，线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量q，B正确，C错误；线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量QI2RtR ，D错误。4解析：选B由2f可得通过灯泡的交变电流的频率是5 Hz，选项A错误；矩形线圈在水平匀强磁场中转动产生感应电动势最大值为EmNBS1000.510 V120 V
10、，变压器输入电压为120 V，由变压器变压公式可知，变压器原、副线圈匝数之比为101，选项B正确，C错误；因副线圈电压仍为12 V，故将灯泡更换为“12 V，24 W”能保证其正常发光，不需要增大矩形线圈的转速，选项D错误。5解析：选B从图示位置转过90角的过程中，即在0时间内，线框中的感应电动势为EBL2，感应电流沿顺时针方向；在转过90至180的过程中，即在时间内，线框中的感应电动势仍为EBL2，感应电流沿逆时针方向；在转过180至270的过程中，即在时间内，线框中的感应电动势仍为EBL2，感应电流沿逆时针方向；在转过270至360的过程中，即在T时间内，线框中的感应电动势仍为EBL2，感
11、应电流沿顺时针方向。根据有效值的定义知I。6. 解析：选CD电流方向随时间周期性变化的为交流电，电流方向不改变的为直流电，显然题中两图表示的都是交流电，A错误； 两种电压的最大值相同， 但题图甲是正弦式交变电压，有效值为 V220 V，题图乙是锯齿形交变电压，有效值不能按上式计算，B错误；题图甲所示的正弦式交变电压的周期为2102 s，角速度 100 rad/s，所以电压的瞬时值表达式为u311sin 100t(V)，C正确；变压器不改变交变电流的频率，D正确。7解析：选BD由题图可知T0.02 s，100 rad/s，A错误；在00.005 s内，由EmnBS得BS Wb，q C，B正确；电
12、热丝两端的电压U90 V，C错误；电热丝的发热功率P W1 800 W，D正确。8解析：选ADU2U1，P上移，U2减小，Q下移，负载电阻R负增大，所以输出功率P2减小，由输入功率P1P2I1U1，U1不变，所以I1减小，A正确。Q上移，负载R负减小，U2不变，输出功率增大，输入功率增大，电流表的示数增大，B错。由公式U2U1知，C错，D正确。9解析：(1)实验电路中滑动变阻器采用的是分压式接法，题图甲中E矩形框内应该接电压传感器，F矩形框内应该接小灯泡。(2)根据小灯泡的电阻随温度的升高而增大，可判断横坐标表示电流，纵坐标表示电压。答案：(1)电压传感器小灯泡(2)电流电压10解析：(1)温
13、度低于要求时，电路加热设备应工作，此时热敏电阻的阻值大，由闭合电路的欧姆定律可知，电路中电流小，弹簧将衔铁向上拉起，故恒温箱加热器应接A、B两端。(2)恒温箱内的温度保持50 ，由图甲可知此温度下热敏电阻的阻值为100 ，由闭合电路的欧姆定律可知EI(100R100)，得R400 ，所以可变电阻R的值应调为400 。(3)恒温箱内的温度保持100 ，由图甲可知热敏电阻此温度下的阻值为50 ，由闭合电路的欧姆定律可知EI(100R50)，得R450 ，所以可变电阻R的值应调为450 。(4)可变电阻R可在380 到470 范围内调节，由闭合电路的欧姆定律可知EI(100R1380)和EI(100
14、R2470)，解得热敏电阻的阻值分别为R1120 ，R230 ，由甲图可知对应的温度分别是t140 ，t2160 ，此恒温箱可控制的恒温范围是40 160 。答案：(1)A、B(2)400(3)450 (4)40 160 11解析：(1)矩形线圈转动，产生感应电动势的最大值EmNBS1 100 V发电机的输出电压为电压有效值U11 100 V(2)由知(3)根据P入P出2.2104 W又P入U1I1解得I120 A答案：(1)1 100 V(2)51(3)20 A12解析：(1)线路图如图所示：(2)升压变压器副线圈上的输出电压U2U12 200 V升压变压器副线圈上的输出电流I2I1升压变压器原线圈上的输入电流，由PU1I1得I1 A200 A所以I2I1200 A20 A输电线路上的电压损失和功率损失分别为URI2R4 VPRIR0.08 kW加到降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为I3I220 AU3U2UR2 196 V降压变压器副线圈上的输出电压(用户得到的电压)和电流分别为U4U3219.6 VI4I3200 A用户得到的功率P4U4I443.92 kW(3)若不采用高压输电，线路损失电压为URI1R40 V用户得到的电压UU1UR180 V用户得到的功率为PUI136 kW答案：见解析
