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1、第十一章 交变电流 传感器章末质量检测(十一)(时间：45分钟满分：90分)一、选择题(本题共13小题，每小题6分，共78分。18 题为单项选择题，913题为多项选择题)1.关于家庭照明电路所用的交流电，下列说法正确的是()A.电流方向每秒钟改变50次B.电压表达式为u220sin 50t(V)C.额定电压为220 V的灯泡可以直接接入使用D.耐压为220 V的电容器可以直接接入使用解析家庭照明电路所用的交流电电流方向每秒钟改变100次，选项A错误；电压表达式为u220sin 100t(V)，选项B错误；照明电路电压有效值为220 V，所以额定电压为220 V的灯泡可以直接接入使用，选项C正确
2、；耐压为220 V的电容器接入照明电路会被击穿，选项D错误。答案C2.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图1所示。此线圈与一个R10 的电阻构成闭合电路，电路中的其他电阻不计。下列说法正确的是()图1A.交变电流的周期为0.125 sB.交变电流的频率为8 HzC.交变电流的有效值为 AD.交变电流的最大值为4 A解析由题图可直接获取的信息是：交变电流的周期是0.250 s，选项A错误；感应电动势的最大值为20 V，线圈中产生的交变电流为正弦式交变电流，从而可推出交变电流的频率f Hz4 Hz，选项B错误；交变电流的最大值Im A2 A
3、，选项D错误；交变电流的有效值I A A。所以选项C正确。答案C3.如图2所示为一交变电流随时间变化的图象，从t0时刻开始，每半个周期时间内的图象均为正弦曲线，求此交变电流的有效值()图2A. A B.2 AC. A D.3 A解析选择一个周期的时间，利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相同，由焦耳定律求得I2RTIRIR，其中I1 A，I22 A，解得I A。故选项C正确。答案C4.如图3所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表
4、和电流表的读数，则()图3A.U110 V，I0.2 A B.U110 V，I0.05 AC.U110 V，I0.2 A D.U110 V，I0.2 A解析由变压原理可得U1110 V，即电压表示数为110 V。由P入P出和灯泡正常发光可得P入U1I1P出22 W，I1 A0.2 A，故选项A正确。答案A5.(2018四川自贡一诊)如图4所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1n2101，接线柱a、b接一正弦交变电源，输出电压u311sin 100t(V)。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小)，R1为一定值电阻。下列说法正
5、确的是()图4A.当R2所在处出现火情时，电阻R1的功率变小B.当R2所在处出现火情时，电压表V2的示数变大C.当R2所在处出现火情时，电流表A的示数变小D.电压表V1示数为22 V解析当R2所在处出现火情时，R2阻值减小，变压器输出电流增大，输出功率增大，电阻R1两端电压增大，电阻R1的功率变大，R2两端的电压变小，电压表V2的示数变小，选项A、B错误；由输入功率等于输出功率可知，当R2所在处出现火情时，电流表A的示数变大，选项C错误；由变压器变压公式可知，变压器输出电压为22 V，电压表V1示数为22 V，选项D正确。答案D6.(2018玉林模拟)如图5甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电
6、。当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10 W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40 ，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是()图5A.电压表的示数为220 VB.变压器原、副线圈的匝数比为111C.变压器的输入功率为110 WD.副线圈两端电压的瞬时值表达式为u20sin t(V)解析灯泡正常发光，故它两端的电压U20 V，电压表示数为20 V，选项A错误；原线圈输入电压为220 V，故变压器原、副线圈的匝数比n1n2111，选项B正确；变压器的输入功率与输出功率相等，为10 W，选项C错误；由图象可知，100 rad/s，故副线圈两端电压的瞬时值表达式为u20sin 100t
7、(V)，选项D错误。答案B7.(2018洛阳模拟)海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电，在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图6甲所示，浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R15 的灯泡相连。浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图乙中斜线阴影部分)，如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N200的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度B0.2 T，线圈直径D0.4 m，电阻r1 。重力加速度g取10 m/s2，210，若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v0.4sin(t) m/s，则下
8、列说法正确的是()图6A.波浪发电产生电动势e的瞬时值表达式为e16sin(t) VB.灯泡中电流i的瞬时值表达式为i16sin(t) AC.灯泡的电功率为120 WD.灯泡两端电压的有效值为 V解析线圈的周长LD，由eNBLv知，电动势瞬时值的表达式e64sin t(V)，选项A错误；电流瞬时值的表达式i4sin t(A)，选项B错误；电流有效值I A2 A，灯泡的电功率PI2R120 W，选项C正确；灯泡两端的电压UIR30 V，选项D错误。答案C8.(2017河南六市一联)如图7甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为51，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管(正向电阻为零，相当
9、于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路)、定值电阻R0、热敏电阻Rt(阻值随温度的升高而减小)及报警器P(电流增加到一定值时报警器P将发出警报声)组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表。则以下判断正确的是()图7A.变压器线圈输出交流电的频率为25 HzB.电压表的示数为22 VC.Rt处温度减小到一定值时，报警器P将会发出警报声D.报警器报警时，变压器的输入功率比报警前小解析由图乙可知f50 Hz，而理想变压器不改变交流电的频率，选项A错误；由图乙可知原线圈输入电压的有效值U1220 V，则副线圈两端电压有效值U2U144 V，设电压表示数为U，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个
10、周期的时间有电流，则由有效值定义有T，解得U22 V，选项B项正确；由题给条件可知，Rt处温度升高到一定值时，报警器会发出警报声，选项C错误；因报警器报警时回路中电流比报警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，选项D错误。答案B9.(2018黑龙江省五校联考)如图8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 A，那么()图8A.穿过线圈的最大磁通量为 WbB.任意时刻线圈中的感应电动势为e20sin 20t(V)C.在线圈转过90的过程中，外接电阻产生的焦耳热为1.
11、8 JD.在线圈转动90的过程中，通过电阻R的电荷量为2 C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，EmIm(Rr)20 V，又Emm，所以m Wb，故选项A正确；任意时刻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，外接电阻产生的焦耳热为QIRt1.8 J，故选项C正确；从中性面开始计时，转动90的过程中，感应电动势的平均值为，qt C，故选项D错误。答案AC10.(2018甘肃省张掖市高三第一次诊断考试)如图9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R01
12、21 的保险丝，电压表的示数为220 V，如果负载电阻R5.5 ，各电表均为理想电表，则()图9A.电流表的示数为1 AB.变压器的输出电压为5.5 VC.保险丝实际消耗的功率为1.21 WD.负载电阻实际消耗的功率为22 W解析U1220 V，根据变压器变压比公式，得变压器的输出电压U211 V，则选项B错误；副线圈中的电流I22 A，即电流表的示数为2 A，选项A错误；负载电阻实际消耗的功率为PIR225.5 W22 W，故选项D正确；原线圈中的电流I10.1 A，保险丝实际消耗的功率为P0IR00.12121 W1.21 W，则选项C正确。答案CD11.(2018武汉武昌区调研)如图10
13、为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器。升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1n2110，在T1的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为2r2 ，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3n4101，若T2的“用电设备”两端的电压为U4200 V且“用电设备”消耗的电功率为10 kW，不考虑其它因素的影响，则()图10A.T1的副线圈两端电压的最大值为2 010 VB.T2的原线圈两端的电压为2 000 VC.输电线上损失的电功率为50 WD.T1的原线圈输入的电功率为10.1 kW解析由题可以知道U4200 V，根据，可得到U32 000 V，再根据U3I3U4I410 kW，则I
14、35 A，则U2U32I3r2 010 V，则最大值为U22010 V，故选项A、B正确；输电线上损失的电功率为P2Ir50 W，故选项C正确；根据能量守恒，则T1的原线圈输入的电功率为PPP410.05 kW，故选项D错误。答案ABC12.(2018山东青岛模拟)如图11甲所示理想变压器原、副线圈的匝数比为559，副线圈接有一定值电阻R和热敏电阻Rt(电阻随温度升高而减小)，原线圈所接电源电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是()图11A.原线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin 100t(V)B.电压表示数为36 VC.热敏电阻Rt周围环境温度升高，电流表的示数减小D.热敏电阻Rt
15、周围环境温度升高，变压器的输入功率增大解析由题图乙知，Um220 V，T2102 s，所以100 s1，uUmsin t220sin 100t(V)，故选项A正确；电压表示数为有效值，U1220 V，由得，U236 V，故选项B错误；热敏电阻Rt周围环境温度升高，Rt减小，副线圈中电流增大，由知，I1增大，故电流表的示数增大，由P入U1I1知，输入功率增大，故选项C错误，D正确。答案AD13.如图12甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电
16、阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表显示加在报警器上的电压(报警器未画出)。未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW，则下列说法正确的有()图12A.降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB.远距离输电线路损耗功率为180 kWC.当出现火警时，电压表的示数变小D.当出现火警时，输电线上的电流变小解析由题图乙知交变电流的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，选项A正确；由题图乙知升压变压器输入电压有效值为250 V，根据变压比公式知升压变压器副线圈两端电压为25 000 V，所以输电线中的电流为30 A，输电线损失的电压为UIR30100
17、V3 000 V，输电线路损耗功率为PUI90 kW，选项B错误；当出现火警时传感器R2阻值减小，降压变压器副线圈中电流增大，输电线上电流变大，电压变大，降压变压器输入、输出电压都变小，定值电阻的分压增大，电压表的示数变小，选项C正确，D错误。答案AC二、非选择题14.(12分)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图13甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的UI 关系图线。图13(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R1(阻值范围010 )、滑动变阻器R2(阻值范围0100 )、电动势为6 V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“R1”或“R2”)；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0.3 A，电源电动势为3 V。则此时小灯泡的电功率为_ W，电源的内阻为_ 。答案(1)R1实验电路图如图所示(2)0.69(0.660.72均可)2.33(2.002.67均可)