【推荐】第10天 交变电流 传感器B-2017-2018学年高二物理《让提高与你同在》寒假每天一练 14页

高二物理寒假作业（第10天）《第五章交变电流 传感器》B ‎1．如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连．金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联．使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴旋转．下列说法中正确的是( 　　)‎ ‎ ‎ A．交流电流表A的示数随时间按余弦规律变化 ‎ B．线圈转动的角速度越大，交流电流表A的示数越小 C．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流瞬时值最大 D．线圈转动的角速度增加为原来的两倍，则流经定值电阻R的电流的有效值也变为原来的两倍 ‎2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比是10：1，原线圈输入交变电压（V），O是副线圈中心抽出的线头，，则（ ）‎ ‎ A．开关S断开时，电流表的示数为0.05A ‎ ‎ B．开关S闭合时，电流表的示数为0.05A ‎ C．开关S断开时，两电阻总的电功率为 ‎ D．开关S闭合时，两电阻总的电功率为 ‎3．图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与阻值为R＝10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是100V．图乙是穿过矩形线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像，线圈电阻忽略不计，则下列说法正确的是（ ）‎ 甲 乙 A．电阻R上的电功率为1000W B．0．02s时R两端的电压瞬时值为零 C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝141．4cos100πt（V）‎ D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝10cos100πt（A）‎ ‎4．图甲是小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表．内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）‎ A. 电压表的示数为10V B. 0．01s时发电机线圈平面与磁场方向平行 C. 若P的位置向上移动、R的大小不变时，电流表读数将减小 D. 若P的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍 ‎5．如图所示，图甲、乙分别表示两种电压的波形，下列说法正确的是 A. 图甲表示交流电，图乙表示直流电 B. 两种电压最大值都是311‎ C. 两种电压的有效值相同 D. 两种电压都是交流电压，但周期、频率、有效值都不同 ‎6．为探究理想变压器原、副线圈电压、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L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后(　　)。‎ A. A1示数变大，A1与A2示数的比值不变 B. A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C. V2示数变小，V1与V2示数的比值变大 D. V2示数不变，V1与V2示数的比值不变 ‎7．交流发电机在工作时的电动势为E=E0sinωt，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ）‎ A．E0sin2ωt B．2E0sin2ωt C．E0sin D．2E0sin ‎8．如图所示，把电阻 R、电感线圈 L、电容器 C 并联接到某一交流电源上时，三只电流表的示数相同。若保持电源电压不变，而使交变电流的频率逐渐减小，则三个电流表的示数 I1、 I2 、I3的大小关系是 （ ）‎ A. I1 = I2 =I3 B.I2 > I1 > I3 C.I3 > I1 > I2 D.I1 > I2 > I3‎ ‎9．如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u1＝220sin100πt(V)，则下列表述不正确的是 A. U1＜U2，U3＞U4‎ B. U1＝220 V C. 若U2提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的 D. 用户得到的交变电流频率为25 Hz ‎10．某电源输出的电流中既有交流又有直流成分，如果需要在R上得到直流成分，应在如图所示电路中的A、B两处连接合适的元件。合理的连接方式是 A. A、B处均接电感 B. A、B处均接电容 C. A处接电感，B处接电容 D. A处接电容，B处接电感 ‎11．图中,a、b为输入端,接交流电源,c、d为输出端,则输出电压大于输入电压的电路是 ‎ ‎12．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶2.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如下图所示，副线圈仅接入一个R=10 Ω的电阻．则(　　)‎ ‎ ‎ A. 流过电阻的最大电流是4 A B. 与电阻并联的电压表的示数是40 V C. 变压器的输入功率是160 W D. 经过10s电阻产生的热量为1.6×103 J ‎13．由门电路构成的一简单路灯控制电路如图所示，其中R’为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为灯泡。其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，灯L不亮，不受光照时，灯L亮。虚框内该逻辑电路是 门电路。若路灯系统发生了故障，无论有无光照灯L都亮，经检查发现光敏电阻工作正常，则发生该故障的原因是 。‎ ‎14．（10分）利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U—I关系图线。‎ ‎（1）实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围0~10Ω）、滑动变阻器B（阻值范围0~100Ω）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干。该同学做实验时，滑动变阻器选用的是 （选填“A”或“B”）；请在图乙的方框中画出该实验的电路图。‎ ‎（2）如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为0．3A，电源电动势为3V。则此时小灯泡的电功率为 W，电源的内阻为 Ω。‎ ‎15．如图甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为10∶1，电流表A2的示数为2 A，开关S断开，求：‎ ‎ (1)变压器的输入功率和电压表的示数；‎ ‎(2)将开关S闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况．‎ ‎16．某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示，在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α 均为，磁场均沿半径方向；匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab=cd=l、bc=ad=2l．线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad 边同时进入磁场．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：‎ ‎（1）线圈切割磁感线时，求感应电动势的大小E;‎ ‎（2）从图示位置运动到线框ad边进入磁场开始计时，在虚线框内作出感应电动势随时间变化的e-t图像，设adcba方向电动势为正值（至少画出一个周期的图象）‎ ‎（3）求外接电阻R上的电流有效值 ‎17．（14分）如图所示，用一台变压器给100盏220V，60W的电灯供电，变压器的初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是3。初级线圈的输入电压是660V，次级线圈的电阻为0.2Ω。求：‎ ‎（l）空载时次级线圈的端电压和输出功率；‎ ‎（2）接通时次级线圈的端电压；‎ ‎（3）每盏灯的实际功率．‎ 高二物理寒假作业（第10天）《第五章交变电流 传感器》B 参考答案 ‎1．CD ‎【解析】交流电流表的示数为交流电的有效值，所以A错误。根据公式，当角速度增大时，电流表示数也增大，线圈转动的角速度增加为原来的两倍，则流经定值电阻R的电流的有效值也变为原来的两倍，所以D正确B错误。线圈平面与磁场平行时，线圈的磁通量变化率最大，所以流经定值电阻R的电流瞬时值最大C正确。‎ ‎2．AD 考点：变压器的构造和原理．‎ 分析：根据公式可以求得电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比、电流与匝数成反比和欧姆定律逐项分析．‎ 点评：掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系结合欧姆定律即可解决本题．x-*k+/w ‎ ‎3．AC ‎【解析】‎ 试题分析：电阻R上的电功率为，选项A正确；0．02s时 ‎，穿过线圈的磁通量为零，此时磁通量的变化率最大，感应电动势最大，则R两端的电压瞬时值最大，选项B错误；因T=0．02s，故rad/s，交流电的最大值为Um=100V=141．4V，则R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝141．4cos100πt（V），选项C正确；，则通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝14．14cos100πt（A），选项D错误；故选AC．‎ 考点：交流电的产生及变化规律 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω，以及知道峰值、有效值、平均值和瞬时值的区别．掌握瞬时值表达式，尤其注意的是表达式是正弦还是余弦的判断，当线圈平面在中性面开始计时时，此时电动势为零，瞬时值表达式是正弦形式．‎ ‎4．ABD ‎，A正确；在0.01s时交流电有峰值，此时磁通量变化率最大，磁通量最小为零，所以发电机线圈平面与磁场方向平行，B正确；若P的位置向上移动、R的大小不变时，根据公式（不变， 减小， 不变）可得增大，所以副线圈中的电流增大，即电流表读数增大，C错误；若P的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍，根据公式可得原线圈两端电压增大一倍，根据可得副线圈两端电压增大一倍，根据可得副线圈中消耗的电功率增大为原来的四倍，副线圈消耗的功率等于原线圈中的功率，所以变压器的输入功率将增大到原来的4倍，D正确；x-*k+/w ‎5．B ‎【解析】两种都是交流电，周期都是，最大值都是，图甲的有效值为，图乙的有效值小于，ACD错，B对。‎ 点睛：本题比较全面的涉及了关于交流电的物理知识，重点是交流电的描述和对于有效值的理解。‎ ‎6．AD ‎【解析】试题分析：由于理想变压器原线圈接到电压有效值不变，则副线圈电压不变，V2示数不变，V1与V2示数的比值不变，C错误、D正确．开关S闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小，V2不变，由欧姆定律可得A1示数变大，由于理想变压器P2=P1，V1与V2示数的比值不变，所以A1与A2示数的比值不变，A正确，B错误．故选AD．‎ 考点：变压器 ‎7．B ‎【解析】解：感应电动势的瞬时值表达式为e=E0sinωt，当将其电枢的转速提高一倍时，E0和ω都增加一倍，其表达式变为：e′=2E0sin2ωt．‎ 故选：B．‎ ‎【点评】本题考查考虑问题要全面，e=E0sinωt式中E0和ω都与转速成正比，不能简单认为表达式是E0sin2ωt．‎ ‎8．B ‎【解析】‎ 试题分析：电感线圈的特点是通低频阻高频，电容器的特点是通高频阻低频，所以当频率减小时通过线圈的电流增大，通过电容器的电流减小，而通过电阻的电流不变，故B正确．‎ 考点：电感、电容及电阻 ‎【名师点睛】牢记电感线圈和电容器对交变电流的作用，频率减小时通过线圈的电流增大，通过电容器的电流减小，频率对电阻无影响；频率改变时电动势的有效值是不变的。‎ ‎9．D 点睛：解决本题的关键掌握远距离输电是通过高压输电的，这样可以减少输电线的损失，知道损失功率与输电电流的关系，输电过程中功率不变．‎ ‎10．C ‎【解析】由电路图可知，电感线圈能通直流和低频交流电，阻挡住高频交流电；电容器能使低频交流电通过，直流电不能通过；而题中需要在R上得到直流成分，应在A处接电感，B处接电容，从而使直流通过R，符合要求，故C正确；A. B. D错误；‎ 故选C。‎ ‎【名师点睛】‎ 电容器隔直流通交流，电容器电容越大，对交流电的阻碍作用越小；电感线圈通直流交流，电感线圈的电感越大，对交流的阻碍作用越大．分析清楚电路结构，然后答题。‎ ‎11．C ‎【解析】A、B图中电阻分压，D是降压，正确C选项 ‎12．AD ‎13．非 变阻器短路 ‎【解析】‎ ‎14．（1）A 如图（分压解法、外接法）‎ ‎（2）0.66~0.72 2~2.67‎ ‎【解析】（1）滑动变阻器选用分压式连接，所以要选择电阻较小的滑动变阻器 （2）在甲图中画出路端电压和电流的关系图像，与纵坐标的交点为电源电动势，与横坐标的交点为短路电流，交点为小灯泡的实际工作电流和电压，倾斜直线的斜率表示电源内阻的大小 ‎15．：(1)40 W　20 V ‎(2)A1示数增大　A2示数增大　V示数不变 ‎16．（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）bc、ad边的运动速度： ‎ 感应电动势 ‎ 解得： x/*k+w 图像如图： ‎ R上的电压： ‎ 由有效值的概念可知： ‎ 解得：‎ 则R上电流有效值：‎ ‎17．（1）220V 0 （2）214.68V （3）57.1W ‎【解析】‎ 次级线圈的端电压U′2=I2R外=214.68（V）‎ ‎（3）每盏灯的实际功率.‎ 考点：理想变压器工作原理、电路串并联、功率