（新课标）2017版高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器（课件+试题）（打包9套）.zip

交变电流 考试时间：100 分钟；满分：100 分班级 姓名 . 第 I 卷（选择题）评卷人 得分一、单项选择题（本题共 7 道小题，每小题 4 分，共 28 分）1.某电站采用 6000V 的电压进行远距离输电，输送总功率为 500kW，测得安装在输电线路起点和终点的电能表一昼夜读数相差 4800kWh，下列说法正确的是（ ）A. 输送电流为 12A B. 用户得 到的功率为 400KwC. 输电效率为 60% D. 输电导线的电阻为 86.4Ω2.如图所示，在理想变压器输入端 AB 间接入 220V 正弦交流电，变压器原线圈 n1=110 匝，副线圈 n2=20 匝，O 为副线圈中间抽头，D1、D2 为理想二极管，阻值 R=20Ω，则 R 上消耗的热功率为（ ）A. 10W B. 20W C. 40W D. 80W3.一理想变压器原、副线圈匝数比 n1∶n2＝11∶1，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压 u 随时间 t 的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个 R=20 Ω 的电阻，则A．流过电阻 R 的最大电流是 1.0 AB．变压器的输入功率是 40WC．与电阻 R 并联的电压表的示数是 20 VD．在 1 秒内电流方向改变 50 次4.如图甲所示，一理想变压器的原线圈串联一电流表，并接在有效值为 220V 的交流电源上，副线圈利用导线通过滑动变阻器和小灯泡串联，其中滑动 变阻器接入电路部分的电阻0R，小灯泡的电压 5LR，如图甲所示；现用示波器测出小灯泡两端的电压变化图象如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）A．交变电流的频率为 100HzB．原副线圈的匝数比 12:0:nC．电流表的读数 .3IAD．滑动变阻器的触头向右滑动，变压器的输入功率增大5.（单选题）如图所示，图（a）中的变压器是一理想变压器，其输出端输出电压信号如图（b）所示（图 线为正弦曲线），电路中电阻 R＝55 Ω，图中交流电流表、交流电压表为理想电表，其中电流表 A1与电流表 A2的读数之比为 1∶4，下列说法中正确的是 （ ）A．电压表 V1的示数为 880 V B．电压表 V2的示数为 220 V2C．原线圈输入功率为 220 W D．原线圈中交变电压的频率为 100 Hz6.（单选题）一交流电流的图象如图所示，由图可知（ ）A．用电流表测该电流其示数为 14.1 AB．该交流电流的频率为 50HzC．该交流电流通过 10Ω 电阻时，电阻消耗的电功率为 1000 WD．该交流电流瞬时值表达式为 i＝14.1sin314t A7.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为 1∶5，原线圈两端的交变电压为 u＝202sin 200πt(V)．氖泡在两端电压达到 100 V 时开始发光，下列说法中正确的有 ( )A．开关接通后，氖泡的发光频率为 200 HzB．开关接通后，电压表的示数为 210 VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变 评卷人 得分 二、多项选择题（本题共 5 道 小题，每小题 6 分，共 30 分，全部选对得 6 分，选对但不全 得 3 分，有选错得得 0 分）8.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 3∶1，L1、L2、L3 为三只规格均为“9V 6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端接入如图乙所示的交变电压，则以下说法中正确的是：（ ）A．电流表的示数为 2A B．电压表的示数为 27VC．副线圈两端接入耐压值为 9V 的电容器能正常工作D．变压器副线圈中交变电流的频率为 50Hz9.一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压如图甲所示，副线圈接有可调电阻 R，触头 P 与线圈始终接触良好，如图乙所示，下列判断正确的是 A．交变电源的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u＝U0cos100πtVB．若仅将触头 P 向 A 端滑动，则电阻 R 消耗的电功率增大C．若仅使电阻 R 增大，则原线圈的输入电功率增大D．若使电阻 R 增大的同时，将触头 P 向 B 端滑动，则通过 A 处的电流一定增大10.如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈 AB 端输入电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻 01，电容器 C 的击穿电压为 22V，移动滑片 P 使电容器刚好不会被击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是A．电压表的示数为 220V B．原副线圈的匝数比为 10：1C．电流表的示数等于通过电阻 R0 的电流D．原线圈 AB 端输入电压 的变化规律为 u=311sin100tV11.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产 生的感应电动势与时间呈正弦函数关系如图所示．此线圈与一个 R=9Ω 的电阻构成闭合电路，线圈自身的电阻 r=1Ω，下列说法正确的是A．交变电流的周期为 0.2s B．交变电流的频率为 2.5HzC．发电机输出电压的有效值为 10 2 V D．发电机输出的电功率为 18W12.如图所示，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只灯泡 1L和 2，输电线的等效电阻为 R，原线圈输入恒定的交变电压．开始时，开关 S 断开，当开关 S闭合时，以下说法正确的有A．等效电阻 R 的电压增加 B． 通过灯泡 1L的电流增加C．副线圈输出的电压增加 D．原线圈输入的功率增加第 II卷（非选择题）评卷人 得分三、计算题（本题共 4 道小题, ,共 42 分）13.我国南方大部分省区曾经遭遇了罕见的雪灾，此次灾害过程造成 17 个省（区、市、兵团）不同程 度受灾。尤其是雪灾天气造成输电线被厚厚的冰层包裹（如图 14 甲），使相邻两个铁塔间的拉力大大增加，导致铁塔被拉倒、压塌（如图 14 乙），电力设施被严重损毁，给这些地方群众的生产生活造成了极大不便和巨大损失。当若干相同铁塔等高、等距时，可将之视为如图所示丙的结构模型。已知铁塔（左右对称）质量为 m，塔基宽度为 d。相邻铁塔间输电线的长度为 L，其单位长度的质量为 0，输电线顶端的切线与竖直方向成q角。已知冰的密度为 r，设冰层均匀包裹输电线上，且冰层的横截面为圆形，其半径为R(输电线的半径可忽略)求(l)因为冰层包裹，每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少？(2)被冰层包裹后，输电线在最高点、最低点的张力14.如图，有一矩形线圈，面积为 S，匝数为 N，内阻为 r，绕 OO’轴在匀强磁场 B 中，以角速度 做匀速 转动，线圈外面接一个阻值为 R 的电阻，线圈转动过程中，从中性面位置开始计时，在转过 900 的过程中，求以下各量：⑴各时刻线圈感应电动势瞬时值的表达式？⑵此过程中，通过电阻 R 的电量是多少？⑶此过程中，电阻 R 产生的热量是多少？⑷此过程中，外力所做的功是多少？15.如图甲所示，长、宽分别为 1L、 2的矩形金属线框位于竖直平面内．其匝数为 n，总电阻为 r，可绕其竖直中心轴 12O转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻 R 相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度 B 的大小随时间 t 的变化关系如图乙所示，其中 0、 1和1均为已知。 在 10t的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直： 时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度 匀速转动。求：(1) 10t时间内通过电阻 R 的电流的大小；(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻 R 产生的热量 Q；(3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转过 90的过程中，通过电阻 R 的电荷量 q。试卷答案1.A 2.B 3.C 4.C 5.A 6.C 7.A 8.AD 9.AB 10.AD 11.BD 12.AD13.14【答案】.⑴ tNBSesin ⑵ rRNBSq⑶2)(4rRSBNQ⑷ )(42rRCOW15.【解析】交变电流 考试时间：100 分钟；满分：100 分班级 姓名 . 第 I 卷（选择题）评卷人 得分一、单项选择题（本题共 7 道小题，每小题 4 分，共 28 分）1.一个矩形线圈的匝数为 N 匝，线圈面积为 S，在磁感强度为 B 的匀强磁场中以 ω 的角度绕垂直磁感线的轴匀速转动，开始时，线圈平面与磁场平行，对于它产生的交变电动势，下列判断正确的是（ ）A． 瞬时表达式为 e=NBSωsinωt B．有效值为 NBSωC．平均值为 NBωSD． 频率为 2πω2. 如图甲是阻值为 5Ω 的线圈与阻值为 105Ω 的电阻 R 构成的回路。线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动 ，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则 ( )A.电阻 R 上消耗的功率为 400WB.电阻两端电压为 220VC.电流表的示数为 2AD.通过电阻的电流方向每秒变化 50 次 3.如图甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有 0.5A 的保险丝 L，原线圈匝数 n1=600 匝，副线圈匝数n2=120 匝。当原线圈接在如图乙所示的交流电源上，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接A．阻值为 12Ω 的电阻 B．并联两盏“36V 40W”的灯泡C．工作频率为 10Hz 的用电设备 D．耐压值为 36V 的电容器4.理想变压器与电阻 R 及交流电流、电压表 V 和 A 按图示方式连接，已知变压器原副线圈的匝数比为，n1:n2=10:1，电阻 R=10 ，原线圈两端输入电压 U 随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是A.V 表的读数为 220V B．通过 R 的电流为 2AC．A 表的读数为 2AD．变压器的输入功率为 40W5.(单选)示波管原理如图所示，当两偏转电极 XX′、YY′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上正中间的 O 点，其中 x 轴与 XX′电场的场强方向平行，x 轴正方向垂直于纸面指向纸内，y 轴与 YY′电场的场强方向平行。若要电子打在图示坐标系的第Ⅲ象限内，则( )A．X、Y 接电源的正极，X′、Y′接电源的负极B．X、Y′接电源的正极，X′、Y 接电源的负极C．X′、Y 接电源的正极，X、Y′接电源的负极D．X′、Y′接电源的正极，X、Y 接电源的负极6.图示为中国制造的第一款防空能力卓越、反舰能力一流的世界级驱逐舰， 因装备了类似于美国“宙斯盾”系统中的 SPY-1 型相控阵雷达，被外媒称为“中华神盾”。军舰上大量采用了高频焊接，其原理如下图所示，线圈通以高频交变电流，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接。下列说法中正确的是 ( ) A．要使焊接处产生的热量较大，可采用增大交变电流的电压B．要使焊接处产生的热量较大，可采用增大交变电流的频率C．线圈中通以恒定电流时，也能在焊缝中产生电流 D．感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热直接焊接的7.如图所示，理想变压器原线圈上连接着在水平面内的长直平行金属导轨，导轨之间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，金属杆 MN 垂直放置在导轨上，且接触良好．移动变压器副线圈上的滑动触头可改变副线圈匝数，副线圈上接有一只理想电压表，滑动变阻器 R的总阻值大于定值电阻 R0 的阻值，线圈 L 的直流电阻、导轨和金属杆的电阻都忽略不计．现在让金属杆以速度tTv2sin0的规律在导轨上左右来回运动，两灯 A、B 都发光．下列说法中正确的是（ ）A．只增大 T，则灯 A 变暗、灯 B 变亮B．当时间 t=T 时，两灯都亮着，电压表的示数为零C．只将变阻器 R 的滑片下滑时，通过副线圈的电流减小，电压表的示数变大D．只增大 v0，两灯都变亮，杆 MN 来回运动的最大距离变小评卷人 得分 二、多项选择题（本题共 5 道小题，每小题 6 分，共 30 分，全部选对得 6 分，选对但不全得 3 分，有选错得得 0 分）8.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 10：1，A、V 均为理想电表，R、L 和 D 分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、理想线圈和灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压 u，下列说法正确的是A．电压 u 的频率为 100 Hz B．V 的示数为 2C．有光照射 R 时，A 的示数变大 D．抽出 L 中的铁芯，D 变亮9.如图所示，导体棒 ab 两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线 c、d 相接．c、d 两个端点接在匝数比 n1∶n2＝10∶1 的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器 R0.匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒 ab 长为 l(电阻不计)，绕与 ab 平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度 ω 匀速转动．如果滑动变阻器的阻值为 R 时，通过电流表的电流为 I，则 ( ). A．滑动变阻器上消耗的功率为 P＝100I2RB．变压器原线圈两端的电压 U1＝10IRC．取 ab 在环的最低端时 t＝0，则导体棒 ab 中感应电流的表达式是D．ab 沿环转动过程中受到的最大安培力10.如图所示，T 为理想变压器，A1、A2 为理想交流电流表，V1、V2 为理想交流电压表，R1、R2 为定值电阻，R3 为光敏电阻（光照增强，电阻减小），原线圈两端接恒压正弦交流电源，当光照增强时（ ）A．电压表 V1 示数变小B．电压表 V2 示数变大C．电流表 A1 示数变大D．电流表 A2 示数变大11.如图所示，理想变压器，原副线圈的匝数比为 n。原线圈接正弦交流电压 U，输出端 A、A1、A2、A3为理想的交流电流表，R 为三个完全相同的电阻，L 为电感，C 为电容，当输入端接通电源后，电流表 A读数为 I。下列 判断正确的是A．副线圈两端的电压为 nUB．通过副线圈的最大电流 2IC．电流表 A1 的读数 I1 大于电流表 A2 的读数 I2D．电流表 A3 的读数 I3=012.一理想变压器原线圈匝数为 n1=1000 匝，副线圈匝数为 n2=200 匝，将原线圈接在u=200 sin100πt（V）的交流电压上，副线圈上电阻 R 和理想交流电压表并联接入电路，现在 A、B 两2点间接入不同的电子元件，则下列说法正确的是（ ）A．在 A、B 两点间串联一只电阻 R，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 0.2Wb/s B．在 A、B 两点间接入理想二极管，电压表读数为 40VC．在 A、B 两点间接入一只电容器，只提高交流电频率，电压表读数增大D．在 A、B 两点间接入一只电感线圈，只提高交流电频率，电阻 R 消耗电功率减小第 II 卷（非选择题）评卷人 得分三、计算题（本题共 4 道小题, ,共 42 分）13.（10 分）某学校有一台应急备用发电机，内阻为 r＝1 Ω，升压变压器的匝数比为 1∶4，降压变压器的匝数比为 4∶1，输电线的总电阻 R＝4 Ω， 全校共 22 个教室，每个教室有“220 V，40 W”的灯泡 6盏并联，要求保证所有灯泡都正常发光，则：发电机的输出功率多大？发电机的电动势多大？输电效率是多少？若每个教室使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率变为多大？14. （15 分）如图所示，一个矩形线圈的 ab、cd 边长为L1，ad、bc 边长为 L2，线圈的匝数为 N，线圈处于磁感应强度为B 的匀强磁场中， 并以 OO/为轴做匀速圆周运动，（OO/与磁场方向垂直，线圈电阻不计），线圈转动的角速度为 ω，若线圈从中性面开始计时，请回答下列问题：（1）请用法拉第电磁感应定律证明该线圈产生的是正弦交流电。（2）用该线圈产生的交流电通入电阻为 R 的电动机时，形成的电流有效值为 I，请计算该电动机的输出的机械功率（其它损耗不计）。（3）用此电动机将竖直固定的光滑 U 型金属框架上的水平导体棒 EF 从静止向上拉，已知导体棒的质量为 m，U 型金属框架宽为 L 且足够长，内有垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为 B0，导体棒上升高度为 h时，经历的时间为 t，且此时导体棒刚开始匀速上升，棒的有效总电阻为 R0，金属框架电阻不计，棒与金属框架接触良好，请计算：① 导体棒匀速上升时的速度和已知量的关系。② 若 t 时刻导体棒的速度为 v0，求 t 时间内导体棒与金属框架产生焦耳热。15. （17 分）有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图 1 所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用。图 1 中，线圈的匝数为 n，ab 长度为 L1，bc 长度为 L2 。图 2 是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为 B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是 900 。某次测试时，外力使线圈以角速度 ω 逆时针匀速转动，电刷 M端和 N端接电流传感器，电流传感器记录的 ti图象如图 3 所示(I 为已知量)，取 ab边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻 0t。不计线圈转动轴处的摩擦（1）求线圈在图 2 所示位置时，产生电动势 E 的大小，并指明电刷 M和 N哪个接电源正极；（2）求闭合电路的总电阻 R和外力做功的平均功率 P；（3）为了能够获得更多的电能，依据所学的物理知识，请你提出改进该装置的三条建议试卷答案1.C 2.C 3.B 4.B 5.D 6.B 7.A 8.CD 9.AD 10.CD 11.BC 12.CD13.【解析】（1）根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程，如图所示 ．所有灯都正常工作的总功率为 P2′＝22×6×40 W＝5 280 W用电器都正常工作时的总电流为 I2′＝/2UP＝ 08A＝ 24 A两个变压器之间输电线上的电流为 IR＝I2＝ 4I/＝6 A故输电线上损耗的电功率 PR＝IR2 R＝144 W.升压变压器的输出功率为 P1′＝PR＋P2′＝5 424 W而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率 P 出＝P1＝P1′＝5 424 W. （2）降压变压器上的输入电压 U2＝4U2′＝880 V输电线上的电压损失为 UR＝IRR＝24 V因此升压变压器的输出电压为 U1′＝UR＋U2＝904 V 升压变压器的输入电压为 U1＝ 4U/1＝226 V升压变压器的输入电流为 I1＝4IR＝2 4 A发电机的电动势 E＝U1＋I1r＝226 V＋24 ×1 V＝250 V （3）η= 出有 用P×100%=54280×100%=97% 灯泡减少一半时： P 有用/=2640 w 此时输电线上的电流 IR/= 2/U有 用P= 8064A=3A故此时 P 出/= P 有用/+ IR/R=2676W 14. 【解析】（1） vnBLE12 21L2根据右手定则，M 端是电源正极 （1 分）（2）电流： REIILnBR21线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期 外力平均功率RIP221LnB（3）增加磁感应强度；增加线圈匝数；增加磁场区域面积； 适当增加线圈面积；变成多组线圈等 14. 【解析】 (1)证明：如图所示，边长 L1 切割磁感线产生电动势 e1=BL1V⊥=BL1Vsinωt 而线速度 V= L2ω2∴ e1=BL1 sinωt 因有两个边切割， L2ω2且有 N 匝∴ e=2N e1=NBL1L2ωsinωt 即：e=Emsinωt （2）(4 分)此电流通过电动机时，输入的功率 P 入=UI= 由能量守恒知： P 入=PQ＋P（P 为机械功率）∴P= I－I2R （3）①电机带导体棒匀速上升。受力如图F=B0IL＋mg I= ，F= ∴ =mg＋B0LvR0 Pv Pv B02L2vR0即： I－I2R= mgv＋ vB02L2vR0②（4 分）对上升 h 应用动能定理：Pt－W－mgh= mv02－012Q=W= Pt－mgh－ mv02 Q=( I－I2R)t－mgh－ mv0212 12交变电流 考试时间：100 分钟；满分：100 分班级 姓名 . 第 I 卷（选择题）评卷人 得分一、单项选择题（本题共 8 道小题 ，每小题 4 分，共 32 分）1.利用电流的热效应可以清除高压输电线上的凌冰。若在正常供电时，高压输电电压为 U，输电线上的热功率为△P；除冰时，输电线上的热功率需提高为 9△P，设输电功率和输电线电阻不变．则除冰时输电电压应为 ( )2.如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为 n1=1000 匝，副线圈匝数为 n2=200 匝，电阻 R=8.8，原线圈接入电压u=220 2sin100t(V)的交流电源，交流电压表和交流电流表对电路的影响可忽略不计，则下列说法正确的是 ( ) A.副线圈交变电流的频率是 100 HzB．t=1s 时刻，电压表的示数为 OC.变压器的输入电功率为 220WD.电流表的示数为 10A3.理想变压器原副线圈匝数比为 10:1，一正弦交流电经变压器对电阻 R 供电电路如图甲所示。图乙是 R两端电压 u 随时间 t 变化的图像，R 的阻值为 10 。下列说法正确的是 ( )A．交流电的频率为 0. 02 Hz B．交流电流表 A 的读数为 4AC．电阻 R 上的热功率为 4000 W D．交流电压表 V 的读数为 200 2V4.如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为 10:1，b 是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻 R=10Ω，其余电阻均不计．从某时刻开始在原线圈 c、d 两端加上如图乙所示的交变电压。则下列说法中正确的有 ( )A．当单刀双掷开关与 a 连接时，电压表的示数为 31.1VB．当单刀双掷开关与 b 连接且在 0.01s 时，电流表示数为 2.2AC．当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，副线圈输出电压的频率变为 25HzD．当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，原线圈的输入功率变大5.在如图甲所示电路的 MN 间加如图乙所示正弦交流电，负载电阻为 200Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为 ( )A．311V，1.10 A B．220 V，1.10 AC．220V ，3.11A D．311V，3.11A6.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10：1，电压表和电流表均为理想电表， R为副线圈的负载电阻。现在原线圈 ab、 两端加上交变电压 u，其时间变化的规律，则 20sin()utV ( )A．若电流表示数为 0.1A，则 1min 内电阻上产生的焦耳热为 132JB．副线圈中产生的交变电流频率为 100HzC．电压表的示数为 2VD．若电流表示数为 0.1A，则原线圈中的电流为 1A7.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，假设负载变化时输入电压保持不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用 R0 表 示，变阻器 R 代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于 R 的值减小。忽略变压器上的能量损失，不计电压表、电流表的内阻对电路的影响。当用户的用电器增加时，下列说法正确的是 ( )A．电压表读数增大，电流表读数增大B．电压表读数减小，电流表读数增大C．电压表读数不变，电流表读数增大D．电压表读数不变，电流表读数减小8.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比是 10:1，原线圈输入交变电压 tu50sin4.1 （V），O 是副线圈上下匝数比为 1:4 处抽出的线头， 2R， 82，则（ ）A．开关 S 断开时，电流表 的示数为 0.14A B．开关 S 闭合时，电流表的示数为 0.1AC．开关 S 断开时，两电阻总的电功率为 20W D．开关 S 闭合时，两电阻总的电功率为 20W评卷人 得分 二、多项选择题（本题共 6 道小题，每小题 6 分，共 36 分，全部选对得 6 分，选对但不全得 3 分，有选错得得 0 分）9.有一电路连接如图所示，理想变压器初级线圈接电压一定的交流电源，则下列说法中正确的是： ( )A．只将 S1 从 2 拨向 1 时，电流表示数变小B．只将 S2 从 4 拨向 3 时，电流表示数变小C．只将 S3 从断开变为闭合，变压器输入功率减小D．只将变阻器 R3 的滑动触头上移，变压器的输入功率减小10.图 1 中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数 n1 与副线圈的匝数 n2 之比为 10 : 1。变压器的原线圈接如图 2 所示的正弦式电流，两个 20Ω 的定值电阻串联接在副线圈两端。电压表 V 为理想电表。则 （ ）A．原线圈上电压的有效值为 100VB．原线圈上电压的有效值约为 70.7V C．电压表 V 的读数为 5.0VD．电压表 V 的读数约为 3.5V11.图 l 中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数 n1 与副线圈的匝数 n2 之比为 10：1。变压器的原线圈接如图 2 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 V 为理想电表。则 ( )A．原线圈上电压的有效值为 100VB．原线圈上电压的有效值为 70.7VC．电压表 的读数为 5.0V○ VD．电压表 的读数约为 3.5V○ V12.某小型发电站的电能输送示意图如下，变压器均为理想变压器并标示了电压和匝数．若电压 41U，输电线总电阻为 r，用户端的用电器正常工作，则 ( )A． 32U B． 32C． 421nD． 421n13.理想变压器原、副线圈的匝数比为 10:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是( )A.副线圈输出电压的频率为 50HzB.副线圈输出电压的有效值为 31VC. P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小D.P 向右移动时，变压器的输出功率增加14.如图所示，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 S =0.5m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴 以角速度 =200rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V, 60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为 10A，下列说法正确的是( )A.图示位置穿过线框的磁通量最小 B.线框中产生交变电压的有效值为 500VC.变压器原、副线圈匝数之比为 25：11 D.允许变压器输出的最大功率为 5000W第 II 卷（非选择题）评卷人 得分三、计算题（本题共 2 道小题, ,共 32 分）15.（15 分）某小型实验水电站输出功率是 20 kW,输电线路总电阻是 6 Ω .(1)若采用 380 V 输电,求输电线路损耗的功率.(2)若改用 5000 V 高压输电,用户端利用 n1：n2=22：1 的变压器降压,求线路损耗的功率和用户得到的电压.16.（17 分）如图所示为交流发电 机示意图，匝数为 n＝100 匝的矩形线圈，边长分别为 10 cm 和 20 cm，内阻为 5 Ω，在磁感应强度 B＝0.5 T 的匀强磁场中绕 OO′轴以 50 rad/s 的角速度匀速转动，线圈和外部 20 Ω 的电阻 R2相接．求：(1)S 断开时，电压表示数．(2)电键 S 合上时，电压表和电流表示数．试卷答案1.C 2.C 3.BC 4.D 5.B 6.A 7.C 8.B 9.BD 10.BD 11.BD 12.BD 13.AD 14.BCD15.【解析】(1)输电线上的电流强度为I=32018PUA=52.63 A …………………………………………3 分输 电线路损耗的功率为P 损=I2R=52.632×6 W≈16620 W=16.62 kW.…………………………3 分(2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为I′=32015UA=4 A ………zxxk………………………… 3 分改用高压输电 后，线路损失为:P 损=I2R=42×6 W=96 W ………………………………………… 2 分用户端在变压器降压前获得的电压U1=U-I′R=(5000-4×6) V=4976 V ……………………………… 2 分根据12n用户得到的电压为U2= 1nU1= ×4976 V=226.18 V. …16.交变电流 考试时间：100 分钟；满分：100 分班级 姓名 . 第 I 卷（选择题）评卷人 得分一、单项选择题（本题共 9 道小题，每小题 4 分，共 36 分）1.远距离输电线路的示意图如下图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是 ( )A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B．输电线中的电流只由升压变压器 原副线圈的匝数比决定C．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压2.某同学拆开一个变压器后，发现原副线圈中有一个线圈的导线较粗，可以肯定粗导线绕成的线圈一定是（ ）A. 原线圈 B. 副线圈 C. 电压较低的线圈 D. 功率较大的线圈3.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示．则下列有关说法中正确的是（ ）A．该交流电电压的有效值为 100V B．交流电电压的瞬时值为 100VC． t=0.02s 时刻线圈平面在中性面 D．交流电的频率为 0.02Hz4.在一小型交流发电机中，矩形金属线圈 abdc 的面积为 S，匝数为 n，线圈总电阻为 r，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕 OO′轴以角速度 ω 匀速转动（如图甲所示），产生的感应电动势 e 随时间 t 的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为 R 的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（ ）A． 从 t1 到 t3 这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零B．从 t4 到 t3 这段时间通过电阻 R 的电荷量 为C． t4 时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为 E0D．t2 时刻电阻 R 的发热功率为5.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器的输入电压是市区电网的电压，假设负载变化时输入电压保持不变．输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用 R0 表示，变阻器 R 代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于 R 的值减小．忽略变压器上的能量损失，不计电压表、电流表的内阻对电路的影响．当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（ ）A． 电压表读数增大，电流表读数增大 B． 电压表读数减小，电流表读数增大C． 电压表读数不变，电流表读数增大 D． 电压表读数不变，电流表读数减小6.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10∶1 ，原线圈输入的交流电如图乙所示，电阻 R = 22 Ω ，则A．交流电的频率为 100 HzB．t = 0.005 s 时电压表的读数为 22 2VC．t = 0.01 s 时电流表读数为 1 AD．该变压器原线圈的输入功率为 22 W7.如图甲所示是一个可调亮度的台灯的内部电路图，理想变压器的原线圈接有如图乙所示的正弦交变电压，副线圈触头 P 与线圈始终接触良好，下列判断正确的是（ ）A． 交变电源的电压 u 随时间 t 变化的规 律是 u= cos100πt（V）B． 若仅将触头 P 向 B 端滑动，则灯泡的亮度 增大C． 若使灯泡电阻增大的同时，将触头 P 向 B 端滑动，则通过 A 处的电流一定增大D． 若换用额定电压相同，额定功率更大的灯泡，则原线圈输入电功率将增大8.如图所示，一理想变压器原线圈的匝数 10n匝，副线圈的匝数 20n匝，交流电源的电压 20sin1utV，R 为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是A．交流电的频率为 100HzB．电压表的示数为 44VC．电流表 A，的示数大于电流表 A2 的示数D．变压器的输入功率大于输出功率9.如图所示，变压器是理想变压器，原副线圈的匝数比 n1:n2=2:1，原线圈所加电压为 120sin(V)ut 。交流电流表 A1、A2 和交流电压表 V 都是理想电表，R1=3Ω，R2=2Ω，滑动变阻器 R 的全值电阻为 2Ω，当滑动变阻器的滑片 P 从 a 端向 b 端滑动时，则 ( )A．电压表 V 的 示数最大值为 2B．电流表 A1 的示数先变大后变小，电流表 A2 的示数先变小后变大C．电流表 A1 的示数先变小后变大，电 流表 A2 的示数变小D．滑动变阻器 R 和电阻 R2 消耗的功率之和先变小后变大评卷人 得分 二、多项选择题（本题共 6 道小题，每小题 6 分，共 36 分，全部选对得 6 分，选对但不全得 3 分，有选错得得 0 分）10.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是（ ） A． t=0.01s 时穿过线框的磁通量最小B． 该交变电动势的有效值为 11 VC． 该交变电动势的瞬时值表达式为 e=22 sin（100πt）VD． 电动势瞬时值为 22V 时，线圈平面与中性面的夹角为 45°11.如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈（单匝）的周期为 T，转轴 O1O2 垂直于磁场方向，线圈电阻为 2 。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过 60°时的感应电流为 1A。那么A.线圈消耗的电功率为 4WB.线圈中感应电流的有效值为 2AC.任意时刻线圈中的感应电动势为 e=4cosD. 任意时刻穿过线圈的磁通量为 = sin12.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为 5︰1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0 为定值电阻，R 为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法正确的是(CD)A．图乙中电压的有效值为 220 VB．电压表的示数为 44 VC．R 处出现火警时电流表示数增大D．R 处出现火警时电阻 R0 消耗的电功率增大13.线圈与电阻 R、交流电压表按如图甲所示的方式连接，R=10Ω.交流电压表的示数是 10V。变压器原副线圈的匝数比为 22:1，图乙是电阻 R 两端电压 u 随时间 t 变化的图象，则以下说法正确的是A.图乙中 U0=10B. R 两端的电压 UR 随时间 t 变化的规律是 UR=5 cos 50πt VC.交变电源的电压 u 随时间 t 变化的规律是 U=220 sin 100πtVD.变压器原线圈中电流 i 随时间 t 变化的规律是 i=22cos 50πtA14.图甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生 的电动势 e 随时间 t 变化的正弦规律图像如图乙所示。发电 机线圈的内电阻不计，外接灯泡的电阻为 12Ω。则A．在 t=0．01 s 时刻，穿过线圈的磁通量为零B 电压表的示数为 6VC 灯泡消耗的电功率为 3WD 若其它条件不变，仅将线圈的转速提高一倍，则线圈电动势的表达式 e=12 2sin 100t（V）15. 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 5：l，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统 （报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0 为定值电阻，R 为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法中正确的是A．图乙中电压的有效值为 110 VB．电压表的示数为 44VC．R 处出现火警时电流表示数增大D．R 处出现火警时电阻 R0 消耗的电功率增大第 II 卷（非选择题）评卷人 得分三、计算题（本题共 2 道小题, ,共 28 分）16.(12 分)如图所示，线圈 abcd 的面积是 0.05 m2，共 100 匝，线圈电阻为 1 Ω，外接电阻 R＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度 当线圈以 300 r/min 的转速匀速旋转时．问：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(2)线圈转过 时电动势的瞬时值多大？(3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？(4)从中性面开始计时，经 通过电阻 R 的电荷量是多少？17. (16 分)图 18 为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈的面积为 S，共有 n 匝，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴 OO 转动；线圈处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，线圈在转动时可以通过滑环 K 和电刷 L 保持与外电路电阻 R 的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度 ω 绕轴 OO′匀速转动。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）（1）推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式 Em=nBSω； （2）求线圈匀速转动过程中电流表的示数； （3）求线圈速度转动 N 周过程中发电机线圈电阻 r 产生的焦耳热。试卷答案1.C 2.C 3.C 4.D 5.C 6.D 7.D 8.B 9.C 10. CD 11.AC 12.CD 13.AC 14.BC 15.ACD16.17.解得 2πNnBSrQR（ ）（1 分）