最新高考物理 3年真题分类专项突破训练 专题十一 交变电流 传感器(2)（pdf）.pdf

1、 专题十一 交变电流 传感器专项训练卷二分钟一、选择题(海南,分)如图,理想变压器原、副线圈匝数之比为,两个标有“V W”的 小 灯 泡 并 联 在 副 线 圈 的 两端当两灯泡都正常工作时,原线圈电 路 中 电 压 表 和 电 流 表(可视为理想的)的示数分别是()AV,ABV,ACV,ADV,A(山东理综,分)图 甲 是 某 燃 气 炉 点 火 装 置 的 原 理图转换器将直流电压转换为图乙所示 的 正 弦 交 变 电 压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器 原、副 线 圈 的 匝 数 分别为n、n,为交流电压表当变压器副线圈电压的瞬时值大于V 时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃

2、气体以下判断正确的是()图甲 图乙A电压表的示数等于VB电压表的示数等于 VC实现点火的条件是nn D实现点火的条件是nn(四川理综,分)如图所示,在铁芯 P 上绕着两个线圈a 和b,则()A线圈a输入正弦交变电流,线圈b可输出恒定电流B线圈a输入恒定电流,穿过线圈b的磁通量一定为零C线圈b输出的交变电流不对线圈a 的磁场造成影响D线圈a的磁场变化时,线圈b中一定有电场(天津理综,分)通过一理想变压器,经同一线路输送相同电功率 P,原线圈的电压U 保持不变,输电线路的总电阻为R当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为 P,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为 P,

3、则 P 和PP分别为()APRkU,nB(PkU)R,nCPRkU,nD(PkU)R,n(重庆理综,分)如图所示,理想变压器的原线圈接入u sint(V)的交变电压,副线圈通过电阻r 的导线对“V W”的电器RL 供电,该电器正常工作由此可知()A原、副线圈的匝数比为B交变电压的频率为HzC副线圈中电流的有效值为AD变压器的输入功率为W(山东理综,分)为保证用户电压稳定在 V,变电所需适时进行调压,图甲为调压变压 器 示 意 图保 持 输 入电压u 不变,当滑动接头 P 上下移动时可改变输出电压某次检测得到用户电压u 随时间t变化的曲线如图乙所示 以下正确的是()Au sin(t)VBu si

4、n(t)VC为使用户电压稳定在V,应将 P 适当下移D为使用户电压稳定在V,应将 P 适当上移(浙江理综,分)如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n 和 n 的 两 个 线 圈,上 线 圈 两 端 与 usintV 的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是()AVBVCVDV(福建理综,分)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比nn,电阻R,L、L 为规格相同的两只小灯泡,S 为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图所示现将 S 接、S 闭合,此时 L 正常发光下列说法正确的是()A输入电压u的表达式u sin(t)VB只断开 S 后,L、L

5、均正常发光C只断开 S 后,原线圈的输入功率增大D若 S 换接到后,R 消耗的电功率为W(全国,分)图中为一理想变压器,其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连,P 为滑动头现令 P 从均匀密绕的副线圈最底端开始,沿副线圈 匀 速 上 滑,直 至 白 炽灯 L两端的电压等于其额定电压为止用I 表 示 流 过 原 线圈的电流,I 表 示 流 过 灯 泡 的 电 流,U 表 示 灯 泡 两 端 的 电压,N 表示灯泡消耗的电功率(这里的 电 流,电 压 均 指 有 效值,电功率指平均值)下列 个图 中,能 够 正 确 反 映 相 应 物理量的变化趋势的是()(天津理综,分)为探究理想变压器原、副线

6、圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值 不 变 的 正 弦 交 流 电源上,副线圈连接相同的灯泡 L、L,电路中分别接了理想交流电压表 V、V 和理想交流电流表 A、A,导线电阻不计,如图所示当开关 S闭合后()AA 示数变大,A 与 A 示数的比值不变BA 示数变大,A 与 A 示数的比值变大CV 示数变小,V 与 V 示数的比值变大DV 示数不变,V 与 V 示数的比值不变(四川理综,分)图甲所示电路中,A、A、A 为相同的电流表,C 为电容器,电阻R、R、R 的阻值相同,线圈L 的电阻不计在 某 段 时 间 内 理 想 变 压 器 原 线 圈 内 磁 场 的变化如图乙所示,则在tt

7、时间内()A电流表 A 的示数比 A 的小B电流表 A 的示数比 A 的小C电流表 A 和 A 的示数相同D电流表的示数都不为零(重 庆 理 综,分)输 入 电 压 为 V,输 出 电 压 为V的变压器 副 线 圈 烧 坏,为 获 知 此 变 压 器 原、副 线 圈 匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了匝线圈,如图所示,然后将原线圈接到V 交流电源上,测得新绕线圈的端电压为V,按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A、B、C、D、(山东理综,分)一理想变压器原、副线圈的匝数比为,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

8、的触头()A副线圈输出电压的频率为HzB副线圈输出电压的有效值为VCP 向右移动时,原、副线圈的电流比减小DP 向右移动时,变压器的输出功率增加二、非选择题(安徽理综,分)图是交流发电机模型示意图在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,有一矩形线线圈abcd 可绕线圈平面内垂 直 于 磁 感 线 的 轴OO转 动,由 线 圈 引 出 的导线ae和df 分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接,金属圆环又分别与两个固定 的 电 刷 保 持 滑 动 接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻 R 形成闭合电路图是线圈的主视图,导线ab和cd 分别用它们的横截面来表示已知ab长度为L,bc长度

9、为L,线圈以恒定角速度 逆时针转动(只考虑单匝线圈)图 图图()线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e 的表达式;()线圈平面处于与中性面 成 夹 角 位 置 时 开 始 计 时,如图所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e 的表达式;()若线圈电阻为r,求线圈每转动一周电阻 R 上产生的焦耳热(其它电阻均不计)(江苏,分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成 的 两 磁 场 区 域 的 圆心角均为,磁场均沿半径方向匝数为 N 的矩形线圈abcd 的边长abcdl、bcadl线 圈 以 角 速 度 绕 中心轴匀速转动,bc和ad 边

10、同时进入磁场在磁场中,两条边所经过处的磁感应强 度 大 小 均 为 B、方 向 始 终 与 两 边 的 运动方向垂直线圈的总电阻为r,外接电阻为R求:()线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;()线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F;()外接电阻上电流的有效值I(江苏,分)图为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d 为副线圈引出的一个接头原线圈输入正弦式交变电压的ut图象如题图所示若只在ce间接一只Rce 的电阻,或只在de间接一只Rde 的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为W()请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式;()求只在ce间接 的电阻时,原线圈中的电流I;()求ce

11、和de 间线圈的匝数比ncende图 图专题训练卷二D 命题立意:本题考查了理想变压器原、副线圈电压、电流与匝数的关系难度中等解析:灯泡正常工作,副线圈电 压UV,副 线 圈 电 流I AA,根 据 匝 数 比 得 原 线 圈 电 流 I IA,原线圈电压UUV,选项 D 正确,其它选项错误B、C 命题立意:本题考查交流电及理想变压器的有关知识及考生的理解能力和综合能力难度中等解析:电压表的示数是电压的有效值,UUm V,选项 A错误、B正确;根据UUnn,得Unn VV,所以nn,选项 C正确、D 错误D 命题立意:本题考查了交变电流、楞次定律、电磁波等知识难度中等解析:线圈a输入正弦交变电

12、流,线圈b输出交变电流,选项A 错误;线圈a输入恒定电流,穿过线圈b的磁通量不为零,只是磁通量没 有 变 化,选 项 B 错 误;a、b 里 交 变 电 流 互 相 感应,选项 C错误;根据麦克斯韦电磁理论,线圈a 的磁场变化时,线圈b中一定有电场,选项 D 正确D 命题立意:本题考查了变压器原、副线圈电压与匝数的关系及电功率相关知识难度中等解析:原 线 圈 电 流 I PU,匝 数 比 为 k 时,副 线 圈 电 流I PkU,线路损耗电功率 PIRPkU()R,同理,匝数比提高到nk,线路损耗电功率 PPnkU()R,选项 D 正确知识拓展:由此题我们可以得到结论:输 电 线 路 上 损

13、失 的 电功率 PPU()R线,当输电电压增加为原来的k 倍时,P减小为原来的 k,所以采用高压输电可以提高输电效率C 命题立意:本 题 考 查 了 产 流 电 的 描 述、理 想 变 压 器 的 特点,属于识记、理解应用层次难度较小解析:由正弦函数可知,UV,频率fHz,根据电器正常工作可知,IA,UI(RLr)V,选项 C正确B、D 解析:根据图 象 知 周 期 为 Ts,电 压 的 最 大值为 V,故 用 户 得 到 电 压 的 瞬 时 值 为 U sin(t)V,B 项正确;用户获得电压为交流电的有效值,此时有效值为V,根据变压比nn UU,增大电压则需要减少原线圈的匝数 P 要适当上

14、移A 解析:理想变压器应该是V,本题铁芯不是闭合的,所以磁通量不能控制在铁芯内,本题变压 器 漏 磁 太 多,电 压 应更小D 解 析:由 图 乙 可 知 周 期 Ts,角 速 度 T rad/s,所以输入电压u的表达式u sin()V,A 错;根据UUnn且UV,解得UV,已知将 S 接、S 闭合,此时 L 正常发光,说明 L 额定电压V,只断开S 后,L、L 串联在副线圈两端,两灯均达不到额定电压,不能正常发光;只断开 S 后,副线圈负载电阻增大,电压不变,输出功率减小,根据功率相等可知原线圈的输入功 率 减 小;若 S 换接到后,R 和 L 并联,电压均为V,则 R 消耗的电功率PUR

15、WWB、C 解析:从均匀密绕的副线圈最底端开始,沿副线圈匀速上滑,说明副线圈的匝数在均匀增大根 据 理 想 变 压 器 原 理UUnn得 U Unkt均 匀 增 大(k 为 单 位 时 间 内 增 加 的 匝数),选项 C正确;灯泡两端电压由零开始增大时,灯泡的电阻也增大,所描绘的伏安特性曲线应该为 B,选项 B 正确、A错误;灯 泡 的 功 率 先 增 大 得 快(电 阻 小)后 增 大 得 慢(电 阻大),选项 D 错误A、D 解析:因为变压器原线圈电压不变,所以U、U 也不变,且UUnn不变开关 S闭合,R总 减小,IUR,所以I变大,I 也变大,且II nn也不变,答案选 A、DC 解

16、析:由Bt图象知在tt 时间内,原线圈中磁场先负向减小后正向增大,则副线圈中磁通量是均匀变化的,根据法拉第电磁 感 应 定 律 在 副 线 圈 中 产 生 的 感 应 电 流 大 小 不变,再根据楞次定则可判断负向减 小 时 和 正 向 增 大 时 感 应电流的方向相同,则在tt 时 间 内 副 线 圈 中 感 应 电 流 为稳恒电流,所以 A 的 A 的示数相同,A 的示数为,正确答案 CB 解析:主 要 考 查 理 想 变 压 器 原 副 线 圈 端 压 与 匝 数 的 关系根据UU nn,可求出变压器烧坏前的原、副 线 圈 匝 数正确的答案是 BA、D 解析:由图甲知该交流电的周期是s,

17、交流电的频率是Hz,变 压 器 不 改 变 频 率,所 以 A 正 确;因 为 原线圈电压的最大值是V,根据变压器的匝数与电压的关系,副线圈输出电压的最大值为V,因此 B错误;匝数比不变,所以原、副线圈的电流比不变,C错误;P 向右移动时,负载电阻变小,根据 PuR,因此,变压器的输出功率增加,D 正确()EBLLsint()BLLsin(t)()BLLR(Rr)命题立意:本题考查交变电流的产生及闭合电路欧姆定律、焦耳定律难度中等解析:()从 时刻起经过t时间,线框转过角度t线框的切割边线速度vL 与磁场方向垂直的速度分量vLsin两条边切割时产生感应电动势EEBLvBLLsint两边产生的感

18、应电动势在闭合电路中环形同向,EEE所以:EBLLsint()道理同上问,只是有个初相位BLLsin(t)()根据闭合电路欧姆定律,I ERr,其中E 为线圈产生电动势的有效值正弦交流电的电动势的最大值mBLL电动势的有效值为有 BLL转一圈在R 上产生的焦耳热QIRTT 所以,QBLLR(Rr)()NBl()NBlrR()NBl(rR)命题立意:本题考查感应电动势最大值的计算、安培力的计算、交变电流的有效值,意在 考 查 考 生 分 析 综 合 能 力难 度中等解析:()bc、ad 边的运动速度vl,感应电动势 EmNBlv,解得EmNBl()电 流 Im EmrR,安 培 力 F NBIml,解 得 F NBlrR()一个周期内,通电时间t TR 上消耗的电能 W ImRt且 W IRT解得INBl(rR)()由图知 rad/s电压瞬时值 uabsint(V)()电压有效值 U V理想变压器 PP原线圈中的电流 IPU解得 IA 或 A()设ab间匝数为nUn Ucence 同理 Un Udende 由题意知 UceRce UdeRde 解得 ncendeRceRde 代入数据得 ncende