《物理：第5-6章《交變電流 傳感器》測試（新人教版選修3-2）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《物理：第5-6章《交變電流 傳感器》測試（新人教版選修3-2）（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 交變電流 傳感器 時間：90分鐘 滿分：100分 命題報告：交流電瞬時值、有效值、平均值、最大值的考查。遠距離輸電。 一、 選擇題（本題共10小題，每題4分，共40分） 1.一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，當線圈通過中性面時，下列說法正確的是：（ ） A．線圈平面與磁感線方向垂直 B．通過線圈的磁通量達到最大值 C．通過線圈的磁通量變化率達到最大值 D．線圈中的電流方向不發(fā)生變化 2.圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時間的變化關系．若使這兩種電流分別通過兩個完全相同的電阻，則經(jīng)過1min的時間，兩電阻消耗的電功之比為( )

2、 3.如圖，電路中有四個完全相同的燈泡，額定電壓均為U. 變壓器為理想變壓器，現(xiàn)在四個燈泡都正常發(fā)光，則變壓器的匝數(shù)比n1:n2為，電源電壓U1為 ( ) A．1:2 2U B．1:2 4U C．2:1 4U D．2:1 2U 4.一個N匝的六邊形線框面積為S ，在磁感應強度為B的勻強磁場中，從線圈平面與磁場垂直的位置開始計時，繞在線框平面的某一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/秒，則 A．線框交變電動勢的最大值為NnπBS B．線框交變電動勢的有效值為NnπBS C．從開始轉(zhuǎn)動經(jīng)過1/4周期，線框中的平均感應電動勢為2NnBS D．感應電動勢瞬時值為e

3、= 2nπBSsin2nπt 5.如圖所示的電路，一燈泡和一可變電容器串聯(lián)，下列說法正確的是（ ） A．a(chǎn)、b端接穩(wěn)恒直流電，燈泡發(fā)亮 B．a(chǎn)、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮 C．a(chǎn)、 b端接交變電流，燈泡發(fā)亮，且將電容器電容增大時，燈泡亮度增大 D．a(chǎn)、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮，在不改變交變電流有效值的情況下增大其頻率，燈泡亮度增大 6.圖1、圖2分別表示兩種電壓的波形，其中圖1所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是（ ） A.圖l表示交流電，圖2表示直流電 B.兩種電壓的有效值相等 C.圖1所示電壓的瞬時值表達式為u=311

4、 sinl00πt V D.圖1所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10：l的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼? 7.（主要考查變壓器知識兼顧考查電路的動態(tài)變化問題）如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關S是閉合的。V1和V2為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；A1、A2 和A3為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3。現(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是( ) A．U2變小、I3變小 B．U2不變、I3變大 C．I1變小、I2變小 D．I1變大、I2變大 A A A A 零線 火線 火線 零線

5、 零線 火線 零線 火線 A. B. C. D. 8.在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流，所用的器材叫電流互感器。如下所示的四個圖中，能正確反應其工作原理的是 9.照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的，可是我們在晚上七八點鐘用電高峰時開燈，電燈比深夜時要暗些，這是因為此時（ ） A．總電阻比深夜時大，干路電流小，每盞燈分到的電壓就小 B．總電阻比深夜時大，干路電流小，每一支路的電流就小 C．總電阻比深夜時小，干路電流大，輸電線

6、上損失電壓大 D．干路電流一定，支路比深夜時多，分去了一部分電流 10.（考查傳感器兼顧考查超重失重）壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小，某位同學利用壓敏電阻設計了判斷電梯運動狀態(tài)的裝置，其裝置示意圖如圖所示，將壓敏電阻平放在電梯內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，電梯靜止時電流表示數(shù)為I0，電梯在不同的運動過程中，電流表的示數(shù)分別如圖甲、乙、丙、丁所示，下列判斷中不正確的是 I0 2I0 I t I0 2I0 I t I0 2I0 I t 甲 乙 丙 丁 I0 2I0 I t A．甲圖表示電梯可能做勻速直線運動

7、 B．乙圖表示電梯可能做勻加速上升運動 C．丙圖表示電梯可能做勻加速上升運動 D．丁圖表示電梯可能做變減速下降運動 二．非選擇題（本大題共6小題，共計60分） P 11.（6分）如圖所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值UAB＝100V，R0＝40W，當滑動片處于線圈中點位置時，C、D兩端電壓的有效值UCD為___________V，通過電阻R0的電流有效值為_____________A．當觸頭P向下滑動的時候，流過交流電源的電流______________.(填“增大 ”、“減小”或“不變”) 12、（8分）圖甲為某同學研究自感現(xiàn)象的實驗電路圖，

8、用電流傳感器顯示器各時刻通過線圈L的電流。電路中電燈的電阻R1=6.0 W，定值電阻R=2.0 W，AB間電壓U=6.0 V。開關S原來閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t1=1.010–3 s時刻斷開關S，此時刻前后電流傳感器顯示的電流隨時間變化的圖線如圖乙所示。則線圈L的直流電阻RL=________________；斷開開關后通過電燈的電流方_________________(填“向左”或“向右”)；在t2=1.610–3 s時刻線圈L中的感應電動勢的大小為______________________. U R1 L R S A B + – 圖甲 0 1.0 2

9、.0 3.0 0.5 1.0 1.5 i/A t/10–3s 圖乙 13. （9分）交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強磁場的磁感應強度為B，勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω，線圈內(nèi)電阻為r，外電路電阻為R。當線圈由圖中實線位置勻速轉(zhuǎn)動90到達虛線位置過程中，求：⑴通過R的電荷量q為多少？⑵R上產(chǎn)生電熱QR為多少？⑶外力做的功W為多少？ -2.0 0 2.0 3.14 6.28 9.42 Φ/10-2Wb t /10-2s O d O′ R B a b c V 圖17 （甲） （乙） 14．（11分） （兼顧考查閉合電路問題）圖

10、17（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10 W，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R=90 Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。 在t＝0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量F隨時間t按圖17（乙）所示正弦規(guī)律變化。 求： （1）交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值； （2）電路中交流電壓表的示數(shù)。 15.（12分）風力發(fā)電作為新型環(huán)保新能源，近幾年來得到了快速發(fā)展。如圖是山東榮成市濱海大道所建的風車陣。如果風車陣中某發(fā)電機輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需

11、要的電壓是220 V，輸電線電阻為10 Ω.若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求： （1）在輸電線路中設置的升、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比. （2）畫出此輸電線路的示意圖. （3）用戶得到的電功率是多少？ 16.（14分）如圖所示，一個被x軸與曲線方程 （m）所圍成的空間存在著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B =0.2 T，正方形金屬線框的邊長L= 0.40 m，電阻R = 0.1Ω，它的一個變與x軸重合，在拉力F作用下，以v=10m/s的速度水平向右勻速運動，求： F y/m x/m O 0.3 ⑴拉力F的最大功率。 ⑵拉力F要做多

12、少功才能把線框拉過磁場區(qū)域 ⑶某同學在老師的幫助下算出了曲線與x軸所圍成區(qū)域的面積為m2。線框的右邊框通過磁場區(qū)域的過程中通過線框某一截面的電荷量。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 參考答案 1.ABD 【解析】線圈平面與磁感線垂直的位置叫中性面，A項正確；當線圈處于中性面的時候磁通量最大，B項正確；但磁通量的變化率最小，線圈中的電動勢最小，C項錯誤；線圈轉(zhuǎn)到中性面的時候電流方向改變，D項正確。 2.C 【解析】由圖知，乙為方波，電流大小不變，故等效電流為1A。而甲電流變化的周期為10-2s,設等效電流為I，將此電流接入電阻為R的電路，則一個周期內(nèi)應

13、有 解得A.電路中消耗的電功為，即，，C項正確。 3.C 【解析】燈泡正常發(fā)光，通過每個燈泡的電流相同，設為I，則通過副線圈的電流為2I，通過原線圈的電流為I，n1:n2=2I:I=2:1,即原線圈兩端的電壓, ，C項正確。 4.BD 【解析】線框轉(zhuǎn)動的角速度為，無論是什么形狀的線框，無論轉(zhuǎn)軸的位置在哪里，只要轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的最大電動勢的最大值為, 由中性面開始轉(zhuǎn)動，電動勢的瞬時值表達式為e = 2NnπBSsin2nπt電動勢的有效值為，B項,D項正確。經(jīng)過1/4周期線圈轉(zhuǎn)過90，線圈中的平均電動勢為。 5.BCD 【解析】電容器有“通交流，隔直流，通高頻，阻低頻

14、”的特點，B項，D項正確。增大電容器的電容，可以減小其容抗，電流增大，即燈泡的亮度增加，C項正確。 思考：如果電容器換做一個電感線圈呢？ 6.C 【解析】方向改變的電流就是交流電。正弦交變電流的有效值為最大值的，而圖2中的有效值為最大值的。正弦交變電流經(jīng)過變壓器變壓后頻率不改變。瞬時值表達式為由圖象帶入數(shù)據(jù)知，C項正確。 7.BC 【解析】原副線圈的匝數(shù)和輸入電壓不變，則輸出電壓不變，U1、U2不變。S斷開，電路中的總電阻變大，輸出功率，I2變小，輸出決定輸入I1變小。R1兩端電壓減小，則R3兩端電壓增大，I3變大。B項、C項正確。 8.A 【解析】電流互感器要把大電流變?yōu)?/p>

15、小電流，因此原線圈的匝數(shù)少，副線圈的匝數(shù)多。監(jiān)測每相的電流必須將原線圈串聯(lián)在火線中，A項正確。 9.C 【解析】用電高峰時，用戶多，因是并聯(lián)，總電阻小，干路電流大；而深夜時用戶少，總電阻大，干路電流小。用電高峰時，輸電線上的電壓損失大，每一支路的電壓減小，電流減小，燈泡功率減小，所以變暗。C項正確。 10.C 【解析】勻速時物體受力與靜止時相同，電流應為I0，A項正確；勻加速上升時物體超重，壓力恒定，電流恒定且變大，B項正確，C項錯誤；丁圖電流減小，電路中的電阻增大，故此過程壓力減小，可能為變減速下降，D項正確。故本題選C項。 11.200V 5A 增大 【解析】 因自耦變壓器的原副線圈

16、在一起，由題可知，原線圈的匝數(shù)為副線圈匝數(shù)的一半．理想變壓器的變壓比為，所以V．根據(jù)部分電路歐姆定律有A．P下滑時，原線圈匝數(shù)減少，輸入電壓不變，輸出電壓增大，R上消耗的功率增大，輸出決定輸入，輸入功率增大，流過電源的電流增大。 12. 2 向左 2.0 V 【解析】感線圈的電流I0= 1.5A 解得：RL=2 （3分） 由自感知，電燈中的電流方向為：向左 （2分） 由圖讀出t= 1.610-3 s時流過電感線圈的電流I=0.2 A 閉合電路歐姆定律E=I（RL+R+R1） 得 E=2.0 V （3分） 13.【解析】⑴由電流的定義，計算電荷量應該用平均值

17、：即 （3分） ⑵求電熱應該用有效值，先求總電熱Q，再按照內(nèi)外電阻之比求R上產(chǎn)生的電熱QR。 ， （3分） ⑶根據(jù)能量守恒，外力做功的過程是機械能向電能轉(zhuǎn)化的過程，電流通過電阻，又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即放出電熱。因此W=Q 。 （3分） 本題主要是考查有效值、最大值、瞬時值和平均值的適用情況及交流電路中的能量轉(zhuǎn)化問題。 14. 【解析】（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值Em=nBSω 而Fm=BS、，所以，Em=2npFm/T 由F-t圖線可知：Fm=2.010 -2Wb，T=6.2810 -2s 所以Em =200 V

18、 （56分） （2）電動勢的有效值 E=Em=100 V 由閉合電路的歐姆定律，電路中電流的有效值為I== A 交流電壓表的示數(shù)為U= I R=90V=127 V （6分） 15.【解析】輸電線路的示意圖如圖所示， 輸電線損耗功率P線=1004% kW=4 kW，又P線=I22R線 輸電線電流I2=I3=20 A 原線圈中輸入電流I1= A=400 A 所以 這樣U2=U1=25020 V=5000 V U3=U2-U線=5000-2010 V=4800 V 16.【解析】⑴F與安培力平衡，F(xiàn)有最大功率的時候，切割磁感線有最大長度，即為Lm=0.2m。 由以上三式的 =1.6 W ⑵線框右邊切割磁感線的過程中產(chǎn)生電動勢的瞬時值表達式為 （V） 可見 此電動勢的有效值為 V 要拉出磁場切割磁感線的長度為2x=0.6m，拉力F做功與安培力做功大小相等，全部轉(zhuǎn)化為線框中產(chǎn)生的內(nèi)能 =1.2 J （5分） ⑶通過截面的電荷量為 Wb 由以上各式帶入數(shù)據(jù)得 7.610-2 C （5分） 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！