《2019物理金版大一轮精练：第11章 45分钟高考热点练（十一） 交变电流 传感器 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019物理金版大一轮精练：第11章 45分钟高考热点练（十一） 交变电流 传感器 Word版含解析.pdf（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
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 2 D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
2、，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；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 3 4 3 2 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： D 2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)2 B通过 R 的电流瞬时值表
3、达式是 iRcos 50t(A)2 CR 两端的电压瞬时值表达式是 uR5cos 100t(V)2 DR 两端的电压瞬时值表达式是 uR5cos 50t(V)2 解析： 交流电的峰值电压 Um10 V，100(rad/s)，故 R 两端的电压瞬2 2 0.02 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2 u R 是 iRcos 100t(A)，A 正确，B 错误。2 答案： A 3(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
4、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 ( ) A1 B122 C14 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 1 2 BS R 的感应电流如图乙，所以 I，则 II1，即 A 正确。 2 2 BS R 2 答案： A 4(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
5、 A，那么( ) A穿过线圈的最大磁通量为 Wb 22 B任意时刻线圈中的感应电动势为 e20sin 20t(V)2 C在线圈转过 90的过程中，外接电阻产生的焦耳热为 1.8 J D在线圈转动 90的过程中，通过电阻 R 的电荷量为 2 C2 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， Em22 Im(Rr)20 V，又 Emm，所以 mWb，故选项 A 正确；任意时刻2 2 T 22 线圈中的感应电动势为 e20sin 10t(V)，故选项 B 错误；线圈转过 90时，外接电阻产2 生的焦耳热为 QIRt1.8 J，故选项 C 正确；从中性面开始计时
6、，转动 90的过程中， 2有效 感应电动势的平均值为 ， ，q t C，故选项 D 错误。E t I E Rr I 2 5 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 BA2 CV1 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，选项 B 正确 ； 由
7、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： AB 6(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 A B变压器的输出电压为 5.5 V C保险丝实际消耗的功率为 1.21 W D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
8、U211 V，则 U1 U2 n1 n2 选项 B 错误；副线圈中的电流 I22 A，即电流表 A 的示数为 2 A，负载电阻实际消耗 U2 R 的功率为 PI R225.5 W22 W， 则选项 A 错误， D 正确 ； 原线圈中的电流 I1 2 2 I2U2 U1 0. 1 A，保险丝实际消耗的功率为 P0I R00.12121 W1.21 W，则选项 C 正确。 2 1 答案： CD 7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 W B变压器输出电压的最大值是 110 V C变压器
9、原、副线圈的匝数比是 12 D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 0.05 2 5.5 2 率等于输出功率，A 错误；输出电压的最大值为 110 V，B 错误；由得原、副线2 U1 U2 n1 n2 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，i 2 T 0.05sin 100t(A)，D 正确。 答案： D 8(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、
10、L2是两个标有“6 V 1 A”的灯泡，开 22 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)2 B变压器原、副线圈的匝数比为 201 C开关 S 断开时，电流表示数是 0.1 A D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，所以线框内产生的交变电压的瞬时值为 e nBScos 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2 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
11、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： AC 9 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 B mgv I mgv I C4IR D IR 1 4 mgv I 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，
12、 P电动机输出mgv， 由I1I2n2n1， 可知I22I， 所以P电动机热I R4I2R， P2 2 2 P电动机输出P电动机热mgv4I2R， 由于是理想变压器， 所以 P1P2U1I， U14IR， mgv I 因此 A 选项正确。 答案： A 10(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。导轨所在空间有垂直于导轨平面、磁
13、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 W B电压表的示数为 5 V2 C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 Em 2 2 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 U1 U2 n1 n2 2 的电流为 I2 A A
14、，则定值电阻 R1的电功率为 P1I R1 25 U2 R1R2 22 515 2 10 2 2 ( 2 10) W0.1 W，A 错误；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。 t t Em n1 2 50 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
15、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 U1 U2 n1 n2 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： AB 12(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
16、阻用电器组成闭合电路， 用电器电阻 R0 11 。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2 列说法正确的是( ) A发电机中的电流变化频率为 100 Hz B通过用电器的电流有效值为 20 A C升压变压器的输入功率为 4 650 W D当用电器的电阻 R0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 U
17、4 R0 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，PI RI R0 2RI R0，代入数据，2 22 3 ( n4I3 n3) 2 3 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 U2 R 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： BC 13 (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 1 100，降压变压器原、副线圈匝数比为 1001，远距离输电线的总
18、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 Hz B用户端电压为 250 V C输电线中的电流为 30 A D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 f 50 Hz，变压器不改变频度， 1 T 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 U1m 2 A3 000 A，根据变流比 ，解得输电线中的电流为 I230 A，选项 P1 U1 750 103 250 I1 I2 n2 n1 C 正确；输电线路损耗功率为 P损I R线302100 W90 kW，选项 D 错误；根据变压比 2 2 ，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 U1 U2 n1 n2 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 U3 U4 n3 n4 压器的输出电压 U4220 V，选项 B 错误。 答案： AC