第十一章 交變電流 傳感器(時間：40分鐘)一、選擇題(本題共11小題。18題為單項選擇題，911題為多項選擇題)1.關于家庭照明電路所用的交流電，下列說法正確的是()A.電流方向每秒鐘改變50次B.電壓表達式為u220sin(50t) VC.額定電壓為220 V的燈泡可以直接接入使用D.耐壓為220 V的電容器可以直接接入使用解析家庭照明電路所用的交流電電流方向每秒鐘改變100次，選項A錯誤；電壓表達式為u220sin(100t) V，選項B錯誤；照明電路電壓有效值為220 V，所以額定電壓為220 V的燈泡可以直接接入使用，選項C正確；電壓最大值Um220 V，耐壓為220 V的電容器接入照明電路會被擊穿，選項D錯誤。答案C2.(2016·江蘇單科，4)一自耦變壓器如圖1所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈，在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動觸頭從M點順時針轉到N點的過程中()圖1A.U2>U1，U2降低 B.U2>U1，U2升高C.U2<U1，U2降低 D.U2<U1，U2升高解析由，n1>n2知U2<U1；滑動觸頭從M點順時針旋轉至N點過程，n2減小，則U2降低，選項C正確。答案C3.在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，如圖2甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如圖乙所示，則()圖2A.t0.005 s時線框的磁通量變化率為零B.t0.01 s時線框平面與中性面重合C.線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311 VD.線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為100 Hz解析線框中感應電動勢與磁通量的變化率成正比，而t0.005 s時e最大，選項A錯誤；t0.01 s時e0，選項B正確；電動勢有效值E311× V220 V，選項C錯誤；周期T0.02 s，頻率f50 Hz，選項D錯誤。答案B4.現(xiàn)用電壓為380 V的正弦式交流電給額定電壓為220 V的電燈供電，以下電路中不可能使電燈正常發(fā)光的是()解析由圖可知，選項A、B中均有電阻分壓，可以使電燈正常發(fā)光；選項C為降壓變壓器，通過變壓器降壓也可以使電燈正常發(fā)光；選項D為升壓變壓器，電燈兩端的電壓要大于380 V，不能正常發(fā)光。答案D5.如圖3所示，理想變壓器的輸入端通過燈泡L1與輸出電壓穩(wěn)定的正弦式交流電源相連，副線圈通過導線與兩個相同的燈泡L2和L3相連，開始時開關S處于斷開狀態(tài)。當S閉合后，所有燈泡都能發(fā)光，下列說法正確的是()圖3A.燈泡L1變亮B.燈泡L2變亮C.原線圈兩端電壓不變D.副線圈兩端電壓變大解析開關S閉合，副線圈電路增加一并聯(lián)電路，總電阻減小，所以副線圈中的電流增大，根據(jù)變壓器規(guī)律，可知原線圈電流I1增大，L1變亮，所以選項A正確；燈泡L1的電壓UL1I1R增大，由于輸入的正弦式交流電壓穩(wěn)定，根據(jù)UUL1U1，可知原線圈兩端的電壓U1減小，則副線圈兩端電壓U2隨著減小，L2變暗，所以選項B、C、D錯誤。答案A6.(2018·河南洛陽三模)某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導線總電阻為R，在某一時段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2。在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法中正確的是 ()A.輸電線上損耗的功率為B.輸電線上損耗的功率為C.采用更高的電壓輸電可以減少輸電線上損耗的電功率D.采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率解析由，可得I1I2，電流I2，則輸電線上損耗的功率為P損IR，故A、B錯誤；采用更高的電壓輸電，輸電導線的電流I1減小，輸電線上損耗的功率為P損IR減小，故C正確；由于采用更高的電壓輸電，減少輸電線上損耗的電功率，所以會增加輸電的效率，故D錯誤。答案C7.如圖4甲所示，一圓形金屬線圈放置于勻強磁場中，磁場方向與線圈平面垂直，磁感應強度為B0?，F(xiàn)讓線圈繞其一條直徑以50 Hz的頻率勻速轉動，較長時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q；若線圈不動，讓磁場以圖乙所示規(guī)律周期性變化，要在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為Q，乙圖中磁場變化的周期T以s為單位，數(shù)值應為()圖4A. B. C. D.解析兩種情況下，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同，說明電壓的有效值相同，現(xiàn)讓線圈繞其一條直徑以50 Hz的頻率勻速轉動，電壓有效值為E；磁場以圖乙所示規(guī)律周期性變化，電壓有效值為E，解得T s，選項C正確。答案C8.如圖5甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1n2101，L1和L2是相同型號的白熾燈，L1與電容器C串聯(lián)，L2與帶鐵芯的線圈L串聯(lián)，為交流電壓表。當原線圈接有如圖乙所示的正弦交變電壓時，電路穩(wěn)定后，兩只燈泡的亮度相同，則()圖5A.與副線圈并聯(lián)的電壓表在t1×102 s時的示數(shù)為0B.與副線圈并聯(lián)的電壓表在t0.5×102 s時的示數(shù)為22 VC.當原線圈所接正弦交變電壓的頻率變?yōu)?00 Hz時，燈泡L1變亮，燈泡L2變暗D.當原線圈所接正弦交變電壓的頻率變?yōu)?00 Hz時，燈泡L1變暗，燈泡L2變亮解析變壓器不改變交流電的頻率和周期，與副線圈并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為副線圈兩端電壓的有效值，在不改變其他條件時，其示數(shù)不變，為U22 V，A、B錯誤；正弦交變電壓原頻率為f50 Hz，當頻率變?yōu)?00 Hz時，容抗XC減小，L1中電流增大，功率增大，燈泡變亮，感抗XL2fL增大，L2中電流減小，功率減小，燈泡變暗，C正確，D錯誤。答案C9.(2019·南師附中模擬)如圖6所示，兩根間距為20cm的無限長光滑金屬導軌，電阻不計，其左端連接一阻值為10 的定值電阻，兩導軌之間存在著磁感應強度為1 T的勻強磁場，磁場邊界虛線為正弦曲線的一部分，一阻值為10 的光滑導體棒，在外力作用下以10 m/s的速度勻速向右運動(接觸電阻不計)，交流電壓表和交流電流表均為理想電表，則()圖6A.回路中產(chǎn)生的是正弦式交變電流B.電壓表的示數(shù)是2 VC.導體棒運動到圖示虛線位置時，電流表示數(shù)為零D.導體棒上消耗的熱功率為0.1 W解析由磁場邊界虛線為正弦曲線的一部分，可知導體棒切割磁感線產(chǎn)生正弦式交變電流，故選項A正確；感應電動勢最大值EmBLmv2 V，電壓表測得是有效值，即為UE1 V，故選項B錯誤；電流表測得是有效值，所以導體棒運動到圖示虛線位置時，電流表示數(shù)恒定，不為0，故選項C錯誤；導體棒上消耗的熱功率為P W0.1 W，故選項D正確。答案AD10.(2019·福建龍巖模擬)如圖7所示，面積為0.02 m2，內(nèi)阻不計的100匝矩形線圈ABCD，繞垂直于磁場的軸OO勻速轉動，轉動的角速度為100 rad/s，勻強磁場的磁感應強度為 T。矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，觸頭P可移動，副線圈所接電阻R100 ，電表均為理想交流電表，當線圈平面與磁場方向平行時開始計時，下列說法正確的是()圖7A.線圈中感應電動勢的表達式為e50cos(100t)VB.P上移時，電流表示數(shù)增大C.t0時刻，電壓表示數(shù)為100 VD.當原、副線圈匝數(shù)比為12時，電阻上消耗的功率為400 W解析矩形閉合導線框ABCD在磁場中轉動，產(chǎn)生的交流電的最大值為EmnBS100××0.02×100 V100 V，線圈中感應電動勢的表達式為e100cos(100t)V，故A錯誤；P上移時，原線圈的匝數(shù)減小，則導致副線圈電壓增大，那么副線圈電流也增大，則原線圈的電流會增大，故B正確；由于最大值為有效值的倍，所以交流電的有效值為U100 V，當t0時，電壓表示數(shù)為100 V，故C錯誤；當原、副線圈匝數(shù)比為12時，副線圈電壓有效值為U2200 V，電阻上消耗的功率為P W400 W，故D正確。答案BD11.(2019·山東師大附中模擬)如圖8所示，在某電路的a、b兩端加正弦交變電壓uUmsin 100t，已知理想變壓器原線圈匝數(shù)為n1、副線圈匝數(shù)為n2，圖中電阻R12R2，V為理想交流電壓表。工作過程中，a、b兩端的輸入功率為R2消耗功率的9倍，則下列說法正確的是()圖8A.n1n231B.n1n241C.當t0.005 s時交流電壓表示數(shù)為D.升高a、b兩端電壓，R1、R2消耗功率之比不變解析原、副線圈兩端的電功率相等，則Pab9PR2PR1PR2，即 PR18PR2，又PR1、PR2，代入得8，解得16，而，故解得，故A錯誤，B正確；交流電壓表示數(shù)為交變電流的電壓有效值，而原線圈兩端電壓的有效值為U1，而，解得U2，故C錯誤；升高a、b兩端電壓，R1、R2消耗功率之比為，恒定不變，故D正確。答案BD二、非選擇題12.如圖9所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的IU關系曲線圖。圖9(1)為了通過測量得到如圖9所示IU關系的完整曲線，如圖10所示的a和b兩個電路中應選擇的是圖_，簡要說明理由：_。(電源電動勢為9 V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值為0100 )圖10(2)在圖c所示的電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數(shù)為70 mA，定值電阻R1250 。則熱敏電阻兩端的電壓為_V；電阻R2的阻值為_。解析由于圖中要求測量多組數(shù)據(jù)，所需電壓調節(jié)范圍較大，且從零開始變化，所以應選用分壓電路，即圖a；根據(jù)歐姆定律可以先求出R1的電流I136 mA，所以熱敏電阻和R2電流為I2II134 mA，由圖可讀出熱敏電阻在電流為34 mA時的電壓為5.2 V，則R2兩端電壓為3.8 V，即可求出R2111.8 。答案(1)a電壓可從0 V調到所需電壓，調節(jié)范圍較大(2)5.2111.8(111.6112.0均可)- 7 -