1、- 1 -阶段验收评估（五） 交变电流 传感器(时间：50 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分，第 15 小题中只有一个选项符合题意，第 68 小题中有多个选项符合题意，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分)1.有一交变电流如图所示，则由此图像可知( )A它的周期是 0.4 sB它的峰值是 4 AC它的有效值是 2 A2D它的频率是 0.8 Hz解析：选 B 由图像可知 T0.8 s， f 1.25 Hz，故 A、D 错；由图像可知 Im4 1TA，故 B 对；因为电流为非正弦式交流电，故有效值 I 2 A，C 错。Im
2、2 22如图甲是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在如图乙所示的交变电源上，电热毯是由一理想二极管 D(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)与电热丝串联组成的。若电热丝的电阻为 110 ，则下列说法正确的是( )A交变电流的周期为 1102 sB用交流电压表测得电热丝两端的电压为 110 VC通过电热丝的电流为 2 AD电热丝在 1 min 内产生的热量为 1.32104 J解析：选 D 根据题图乙可知，交变电流的周期为 0.02 s，选项 A 错误；根据有效值的定义可得 T，解得 U 110 V，选项 B 错误；通过电热丝的电流 I A，(Um2)2R T2 U2R 2 UR 2选项 C 错误；
3、电热丝在 1 min 内产生的热量 Q I2Rt1.3210 4 J，选项 D 正确。3.如图所示，一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中，并绕过 ab、 cd 中点的轴 OO以角速- 2 -度 逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角 45时为计时起点，并规定当电流自a 流向 b 时电流方向为正，则下列四幅图像中正确的是( )解析：选 C 以线圈平面与磁场夹角 45时为计时起点，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为 b 到 a，则瞬时电流的表达式为 i Imsin ，选项 C 正确。( t 4)4.如图所示，当交流电源的电压有效值 U220 V，频率 f50 Hz 时，3 只灯 L1、L 2、
4、L 3的亮度相同( L 无直流电阻)，若将交流电源的频率变为 f100 Hz，则( )AL 1灯比原来亮 BL 2灯比原来亮CL 3灯比原来亮 DL 3灯比原来暗解析：选 A 当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此 L1变亮，L 2变暗。又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故 L3灯亮度不变，所以 A 正确。5.如图所示，理想变压器的原线圈接入 u11 000 sin 100 t(V)的交变电压，副线圈2通过电阻 r6 的导线对“220 V 880 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 501B交变电压的频率为 100 HzC
5、副线圈中电流的有效值为 4 A- 3 -D变压器的输入功率为 880 W解析：选 C 本题的易错之处是“忽略导线电阻对电路的影响” 。由 u11 000 sin 2100 t(V)可知 U111 000 V，2 f100， f50 Hz，选项 B 错误；由“220 V 880 W”的电器 RL正常工作可知 I A4 A，选项 C 正确； U2 UL Ir，解得 U2244 V，根PLUL 880220据电压关系 得 ，选项 A 错误；根据功率关系得， P1 I2r PL，解得 P1976 U1U2 n1n2 n1n2 2 75061W，选项 D 错误。6.如图所示，水平铜盘半径为 r，置于磁感
6、应强度为 B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘(电阻不计)绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度 做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器 R1与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n1，变压器的副线圈与电阻为 R2的负载相连，则( )A变压器原线圈两端的电压为 0B当 R1不变时，通过负载 R2的电流为 0C当 R1不变时，通过变压器副线圈的磁通量为 0D当 R1变化时，通过负载 R2的电流为通过 R1电流的 n 倍解析：选 AB 水平铜盘匀速转动，相当于恒压电源，当 R1不变时，变压器原线圈中电流不变，因此，理想变压器原线圈两端的电压为零，副线圈的磁通量不为零，但磁通
7、量的变化率为零， R2中的电流也为零，A、B 正确，C 错误；当 R1变化时，原线圈两端不是交变电压，则原、副线圈中电流的关系不能确定，故 D 错误。7.如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接着定值电阻 R1、 R2，且 R1 R2，原、副线圈的匝数比 n1 n221，交流电源电压为 U，则( )A R1两端的电压为 B R1两端的电压为U5 3U5C R2两端的电压为 D R2两端的电压为2U5 U2解析：选 AC 输入的电压 U 应等于原线圈两端电压加上 R1两端电压，即 U U1 UR1，则- 4 -通过原线圈电流 I1 ，而 I2 。又因为 ， R1 R2， ，所以UR1R1 U U1
8、R1 UR2R2 U2R2 I1I2 n2n1 12 U1U2 21代入可求得 UR1 ， UR2 ，A、C 正确。U5 2U58某同学模拟“远距离输电” ，将实验室提供的器材连接成如图所示的电路， A、 B 为理想变压器，灯 L1、L 2相同且阻值不变。保持理想变压器 A 的输入电压不变，当开关 S 断开时，灯 L1正常发光。则( )A仅闭合 S，L 1变暗B仅闭合 S， A 的输入功率变小C仅将滑片 P 上移，L 1变亮D仅将滑片 P 上移， A 的输入功率变小解析：选 AD 仅闭合 S，降压变压器副线圈中电流增大，引起输电线中电流增大，输电线上的电压损失增大，降压变压器原线圈两端的电压减
9、小，因降压变压器原、副线圈匝数不变，所以降压变压器副线圈两端电压将减小，灯 L1变暗，选项 A 正确；仅闭合 S 时输电线中电流增大，所以变压器 A 的输出功率增大，输入功率随之增大，选项 B 错误；仅将滑片 P 上移时，升压变压器副线圈匝数减少，则升压变压器副线圈两端电压减小，引起降压变压器原、副线圈两端的电压均减小，所以灯 L1功率减小，且输电线上损失的功率也减小，升压变压器的输入功率减小，选项 C 错误，D 正确。二、非选择题(本题共 4 小题，共 52 分)9.(8 分)如图所示是热水器的恒温集成电路， R0是热敏电阻，温度较低时其阻值很大，温度较高时阻值很小。如果热水器中没有水或水温
10、较高时，继电器会放开簧片，发热器断路，反之会吸住簧片接通发热器。如果热水器中没有水时，电路中 BC 部分就处于_(选填“断路”或“短路”)状态，则在电路图的虚线框内的门电路应是_门，当温度较低时，门电路的输入端 A 是_(选填“高”或“低”)电势。解析：热水器中没有水， BC 部分相当于断路。热水器中没有水或水温较高时，继电器都能使发热器断路，故可判断虚线框内应是“与”门，当温度较低时， R0阻值较大，故门电路输入端 A 是高电势。答案：断路 与 高- 5 -10.(12 分)(1)如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电。房卡的作用相当于一个_(填电路元件名称)
11、接在干路上。(2)如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡 P 插入盒子 Q 中，这时由于磁铁吸引簧片，开关 B 就接通，通过继电器 J 使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器。当继电器工作时， cd 相吸， ab 便接通。请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 适当地连接起来，构成正常的电门卡电路。解析：(1)房卡可以控制房间内的灯和插座，不插入槽中，所有房间内的灯和插座都不工作，所以房卡相当干路上的电键。(2)将开关 B 与电源 E、线圈连成一个回路；将三个灯泡所在电路与交流电流接成回路，即按 87,45,69，13，210 连接起来，构成正常的电门卡
12、电路。如图。答案：(1)电键 (2)见解析图11(14 分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值为 4050 。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器材有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约 1 )、- 6 -直流电压表(内阻约 5 k)、滑动变阻器(010 )、开关、导线若干。(1)图中 a、 b、 c 三条图线能反映热敏电阻的伏安特性曲线的是_。(2)在虚线框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。(3)根据电
13、路图，在图中的实物图上连线。解析：(1)随温度的升高，热敏电阻阻值减小，在 IU 图线中，任一点的 ，故在IU 1RIU 图像中图线的斜率应变大，可见 c 正确。(2)热敏电阻阻值为 4050 。由电压表、电流表内阻知临界阻值 R0 RVRA 5 00050 ，即热敏电阻属于小电阻，应用外接法，由于要描绘伏安特性曲线电压从 0 开2始连续变化，因此用滑动变阻器的分压式接法，电路图如图所示。(3)实物连线如图所示：答案：(1) c (2)、(3)见解析图12(18 分)某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电。当发电厂输出的功率为P0时，纯电阻用电设备消耗的功率为 P1。若发电厂用一台升压变压
14、器 T1先把电压升高，仍通- 7 -过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器 T2把电压降到低于用电设备的额定电压后，供用电设备使用，如图所示。这样改动后，当发电厂输出的功率仍为 P0时，用电设备可获得的功率增加至 P2。试求所用升压变压器 T1的原线圈与副线圈的匝数比以及降压变压器 T2的原线圈与副线圈的匝数比 各为多少？N1N2 n1n2解析：设发电厂的输出电流为 I0，输电线的电阻为 R，用电设备的电阻为 r，没有变压器时，输电线上消耗的电功率为 PR1 P0 P1 I02R用电设备消耗的功率为 P1 I02r用了变压器后，输电线上消耗的电功率为PR2 P0 P2 I2R(式中 I 是输电导线上的电流，也是升压变压器副线圈和降压变压器原线圈上的电流)由和式可得 I I0 P0 P2P0 P1所以 N1N2 II0 P0 P2P0 P1此时用电设备消耗的功率为 P2 I 2r联立式得 I I0 P2P1由式和式得 。n1n2 II P2P1P0 P1P0 P2答案： P0 P2P0 P1 P2P1P0 P1P0 P2- 8 -
