1、学而思网校 第 - 1 - 页 共 9 页交变电流 传感器时间：90 分钟 满分：100 分一、选择题（本题共 10 小题，每题 4 分，共 40 分）1.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是：（ ）A线圈平面与磁感线方向垂直B通过线圈的磁通量达到最大值C通过线圈的磁通量变化率达到最大值D线圈中的电流方向不发生变化2.图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过 1min 的时间，两电阻消耗的电功 乙甲 W:之比为( )3.如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为 U. 变压器为理想变压器，现
2、在四个灯泡都正常发光，则变压 器的匝数比 n1:n2 为，电源电压 U1 为 ( )A1:2 2U B1:2 4UC 2:1 4U D2:1 2U4.一个 N 匝的六边形 线框面积为 S ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，绕在线框平面的某一转轴转动，转速为 n 转/秒，则A线框交变电动势的最大值为 NnBS B线框交变电动势的有效值为 2NnBSC从开始转动经过 1/4 周期，线框中的平均感应电动势为 2NnBSD感应电动势瞬时值为 e = 2nBSsin2nt5.如图所示的电路， 一灯泡和一可变电容器串联，下列说法正确的是（ ）Aa、b 端接稳恒直流电，灯
3、泡发亮命题报告：交流电瞬时值、有效值、平均值、最大值的考查。远距离输电。学而思网校 第 - 2 - 页 共 9 页Ba、b 端接交变电流，灯泡发亮C a、 b 端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大Da、b 端接交变电流，灯泡发亮，在不改变交变电流有效值的情况下增大其频率，灯泡亮度增大6.图 1、图 2 分别表示两种电压的波形，其中图 1 所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是（ ）A.图 l 表示交流电，图 2 表示直流电B.两种电压的有效值相等C.图 1 所示电压的瞬时值表达式为 u=311 sinl00t VD.图 1 所示电压经匝数比为 10：l 的变压器变压后，
4、频率变为原来的 07.（主要考查变压器知识兼顾考查电路的动态变化问题 ）如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中 R1、R 2、R 3 和 R4 均为固定电阻，开关 S 是闭合的。V1 和 V2 为理想电压表，读数分别为 U1 和 U2；A 1、A 2 和A3 为理想电流表，读数分别为 I1、I 2 和 I3。现断开 S，U 1数值不变，下列推断中正确的是( )AU 2 变小、I 3 变小 BU 2 不变、I 3 变大CI 1 变小、I 2 变小 DI 1 变大、I 2 变大8.在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应
5、其工作原理的是 9.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要暗些，这是因为此时（ ）A总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小B总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失电压大D干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流A A A A零线火线火线零线零线火线零线火线A. B. C. D.学而思网校 第 - 3 - 页 共 9 页10.（考查传感器兼顾考查超重失重）压敏电阻的阻值会随所受压力的 增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置， 其装置示意图如图所示，
6、将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上 面放一物体 m，电梯静止时电流表示数为 I0，电梯在不同的运动过程中， 电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中不正确的是 A甲图表示电梯可能做匀速直线运动 B乙图表示电梯可能做匀加速上升运动 C 丙图表示电梯可能做匀加速上升运动 D丁图表示电梯可能做变减速下降运动二非选择题（本大题共6小题，共计60分）11.（ 6 分）如图所示，自耦变压器输入端 A、B 接交流稳压电源，其电压有效值 UAB100V ，R 040 ，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D 两端电压的有效值 UCD 为_V，通过电阻 R0 的电流有效值为_A当触头 P 向下滑动的
7、时候，流过交流电源的电流_.(填“增大 ”、 “减小”或“不变”) 12、 （ 8 分）图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示器各时刻通过线圈L 的电流。电路中电灯的电阻 R1=6.0 ，定值电阻 R=2.0 ，AB 间电压 U=6.0 V。开关 S 原来闭合，电路处于稳定状态，在 t1=1.0103 s 时刻断开关 S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。则线圈 L 的直流电阻 RL=_ _；断开开关后通过电灯的电流方_( 填“向左”或“向右 ”)；在 t2=1.6103 s 时刻线圈 L中的感应电动势的大小为_.UR1L RSA B+ 图甲0 1.0
8、2.0 3.00.51.01.5i/At/103s图乙I02I0ItI02I0ItI02I0ItI02I0It甲 乙 丙 丁P学而思网校 第 - 4 - 页 共 9 页13. （9 分）交流发电机转子有 n 匝线圈，每匝线圈所围面积为 S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为 ，线圈内电阻为 r，外电路电阻为 R。当线圈由图中实线位置匀速转动 90到达虚线位置过程中，求：通过 R 的电荷量 q 为多少？R 上产生电热 QR 为多少？外力做的功 W 为多少？14（11 分） （兼顾考查闭合电路问题）图 17（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的
9、固定轴 OO匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻 r=10 ，线圈的两端经集流环与电阻 R 连接，电阻 R=90 ，与 R 并联的交流电压表为理想电表。 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 按图 17（乙）所示正弦规律变化。 求：（1）交流发电机产生的电动势的最大值；（2）电路中交 流电压表的示数。15.（ 12 分）风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展。如图是山东荣成市滨海大道所建的风车阵。如果风车阵中某发电机输出功率为 100 kW，输出电压是 250 V，用户需要的电压是 220 V，输电线电阻为 10 .若输电线中因发热而损失的功率为
10、输送功率的 4%，试求：（1 ）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.（2 ）画出此输电线路的示意图.（3 ）用户得到的电功率是多少？16.（ 14 分）如图所示，一个被 x 轴与曲线方程xy310sin2.（m）所围成的空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 B =0.2 T，正方形金属线框的边长 L= 0.40 m，电阻 R = 0.1，它的一个变与 x 轴重合，在拉力 F 作用下，以 v=10m/s 的速度水平向右匀速运动，求：拉力 F 的最大功率。拉力 F 要做多少功才能把线框拉过磁场区域-2.002.03.14 6.28 9.42/10-2Wbt /10-2sOdO
11、RBab cV图 17（甲）（乙）Fy/mx/mO 0.3学而思网校 第 - 5 - 页 共 9 页某同学在老师的帮助下算出了曲线与 x 轴所围成区域的面积为 12.0m2。线框的右边框通过磁场区域的过程中通过线框某一截面的电荷量。 （结果保留两位有效数字）学而思网校 第 - 6 - 页 共 9 页参考答案1.ABD 【解析】线圈平面与磁感线垂直的位置叫中性面，A 项正确；当线圈处于中性面的时候磁通量最大，B 项正确；但磁通量的变化率最小，线圈中的电动势最小，C 项错误；线圈转到中性面的时候电流方向改变，D 项正确。2.C 【解析】由图知，乙为方波，电流大小不变，故等效电流为 1A。而甲电流变
12、化的周期为10-2s,设等效 电流为 I，将此电流接入电阻为 R 的电路，则一个周期内应有023R122 TTI解得 31IA.电路中消耗的电功为 RtIW2，即 2I，:乙甲 W，C 项正确。3.C 【解析】灯泡正常发光，通过每个灯泡的电流相同，设为 I，则通过副线圈的电流为2I，通过原线圈的电流为 I， n1:n2=2I:I=2:1,即原线圈两端的电压 U21, U411，C 项正确。4.BD 【解析】线框转动的角速度为 ，无论是什么形状的线框，无论转轴的位置在哪里，只要转轴垂直于磁场，转动过程中产生的最大电动势的最大值为 NnBssEm2, 由中性面开始转动，电动势的瞬时值表达式为 e
13、= 2Nn BSsin2n t 电动势的有效值为 2Em有 效 ，B 项,D 项正确。经过 1/4 周期线圈转过90，线圈中的平均电动势为 Nnsst4。5.BCD 【解析】电容器有“通交流，隔直流，通高频，阻低频”的特点，B 项，D 项正确。增大电容器的电容，可以减小其容抗，电流增大，即灯泡的亮度增加，C 项正确。思考：如果电容器换做一个电感线圈呢？6.C 【解析】方向改变的电流就是交流电。正弦交变电流的有效值为最大值的 21，而图 2中的有效值为最大值的 21。正弦交变电流经过变压器变压后频率不改变。瞬时值表达式为tEumsin由图象带入数据知，C 项正确。7.BC 【解析】原副线圈的匝数
14、和输入电压不变，则输出电压不变， U1、 U2不变。S 断开，电路中的总电阻变大，输出功率 22IURP总， I2变小，输出决定输入 I1变小。 R1两端电压减小，则 R3两端电压增大， I3变大。B 项、C 项正确。学而思网校 第 - 7 - 页 共 9 页8.A 【解析】电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中，A 项正确。9.C 【解析】用电高峰时，用户多，因是并联，总电阻小，干路电流大；而深夜时用户少，总 电阻大，干路电流小。用电高峰时，输电线上的电压损失大，每一支路的电压减小，电流减小，灯泡功率减小，所以变暗。C 项正
15、确。10.C 【解析】匀速时物体受力与静止时相同，电流应为 I0，A 项正确；匀加速上升时物体超重，压力恒定，电流恒定且变大，B 项正确，C 项错误；丁图电流减小，电路中的电阻增大，故此过程压力减小，可能为变减速下降，D 项正确。故本题选 C 项。11.200V 5A 增大 【解析】 因自耦变压器的原副线圈在一起，由题可知，原线圈的匝数为副线圈匝数的一半理想变压器的变压比为 21nU，所以 20ABDUV根据部分电路欧姆定律有 5402VRUICDAP 下滑时，原线圈匝数减少，输入电压不变，输出电压增大，R 上消耗的功率增大，输出决定输入，输入功率增大，流过电源的电流增大。12. 2 向左 2
16、.0 V【解析】感线圈的电流 I0= 1.5A RIL0 解得： RL=2 （3 分）由自感知，电灯中的电流方向为：向左 （2 分）由图读出 t= 1.610-3 s 时流过电感线圈的电流 I=0.2 A闭合 电路欧姆定律 E=I（ RL+R+R1） 得 E=2.0 V （3 分）13.【解析】由电流的定义，计算电荷量应该用平均值：即 rnBSqrttnrItq ,而（3 分）求电热应该用有效值，先求总电热 Q，再按照内外电阻之比求 R 上产生的电热 QR。rrRrEtRIQ 422)( 22 ，24SBnrR（3 分）根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又 将
17、电能转化为内能，即放出电热。因此 W=Q rRSBn42。 （3 分）本题主要是考查有效值、最大值、瞬时值和平均值的适用情况及交流电路中的能量转化问题。14. 【解析】（1）交流发电机产生电动势的最大值 Em=nBS而 m=BS、 2T ，所以， Em=2nm/T 由 -t 图线可 知： m=2.010 -2Wb， T=6.2810 -2s所以 Em =200 V （56 分）学而思网校 第 - 8 - 页 共 9 页（2）电动势的有效值 E= 2Em=100 V由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为 I= rRE= 2 A 交流电压表的示数为 U= I R=90 V=127 V （6 分
18、）15.【解析】输电线路的示意图如图所示，输电线损耗功率 P 线 =1004% kW=4 kW，又 P 线 =I22R 线输电线电流 I2=I3=20 A 原线圈中输入电流 I1= 250 A=400 A所以 4012In这样 U2=U1 =25020 V=5000 VU3=U2-U 线 =5000-2010 V=4800 V16.【解析】 F 与安培力平衡， F 有最大功率的时候，切割磁感线有最大长度，即为Lm=0.2m。 BIm安RILm vP由以上三式的 2=1.6 W 线框右边切割磁感线的过程中产生电动势的瞬时值表达式为 xBvye310sin2（V） 可见 此电动势的有效值为 2U V 要拉出磁场切割磁感线的长度为 2x=0.6m，拉力 F 做功与安培力做功大小相等，全部转化为线框中产生的内能 vxRtUW22=1.2 J （5 分）通过截面的电荷量为 tIq tEI1学而思网校 第 - 9 - 页 共 9 页024.Bs Wb由以上各式带入数据得 q7.610-2 C （5 分）
