1、1第十一章 交变电流 传感器45 分钟章末验收卷一、单项选择题1.如图 1 所示，单匝闭合金属线框 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 OO匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为 m，线框中的最大感应电动势为 Em，从线框平面与磁场平行时刻开始计时，下面说法不正确的是( )图 1A当穿过线框的磁通量为 的时刻，线框中的感应电动势为 m2 Em2B线框中的电流强度随时间按余弦规律变化C线框转动的角速度为Em mD线框在垂直于磁场方向平面内的投影面积随时间按正弦规律变化答案 A解析 设线框转动的角速度为 ，根据题意，线框中的感应电动势的瞬时值表达式为e Emcost ，其中 Em m ，所以 ，选
2、项 B、C 正确；当穿过线框的磁通量为Em m的时刻， t 30，所以线框中的感应电动势为 e Emcos30 ，选项 A 错误； m2 3Em2计时开始时刻，线框在垂直于磁场方向平面内的投影面积为零，所以以后该面积随时间按正弦规律变化，选项 D 正确2.如图 2 所示电路中，电源电压 u311sin (100 t) V， A、 B 间接有“220V 440W”的电暖宝、 “220V220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝下列说法正确的是( )图 2A交流电压表的示数为 311V2B电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于 3 A2C电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的 2 倍D1min 内抽油
3、烟机消耗的电能为 1.32104J答案 D解析 交流电压表的示数为有效值为 220V，故选项 A 错误；由公式 P UI 知电路要正常工作，干路中电流有效值为 3A，所以保险丝的额定电流不能小于 3A，故选项 B 错误；电暖宝是纯电阻用电器， P 热 P 电 ，而抽油烟机是非纯电阻用电器， P 热 P 电 ，故选项 C 错误；1min 内抽油烟机消耗的电能为 W Pt1.3210 4J，故选项 D 正确3如图 3 所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成发电机中矩形线圈所围的面积为 S，匝数为 N，电阻不计，它可绕水平轴 OO在磁感应强度为 B 的水平匀强
4、磁场中以角速度 匀速转动矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头 P 上下移动时可改变输出电压， R0表示输电线的等效电阻以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是( )图 3A若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为 e NBS sintC当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头 P 应向上滑动D当滑动触头 P 向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高答案 C解析 线圈处于图示位置时，与中性面垂直，电流瞬时值最大，选项 A 错误；从垂直中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 e NBS cost ，选项 B 错误；当
5、用电量增加时，变压器输出电流增大，输电线的电阻上电压增大，为使用户电压保持不变，滑动触头P 应向上滑动，选项 C 正确当滑动触头 P 向下移动时，变压器原线圈两端的电压不变，输出电压将降低，选项 D 错误4如图 4 所示，图 a 中变压器为理想变压器，其原线圈接在 u12 sin100 t(V)的交流2电源上，副线圈与阻值 R12 的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表图 b 中阻值为 R232 的电阻直接接到 u12 sin100 t (V)的交流电源上，结果电阻 R1与 R2消耗2的电功率相等，则( )3图 4A通过电阻 R1的交流电的频率为 0.02HzB电阻 R1消耗的电功率为 9WC
6、电流表的示数为 6AD变压器原、副线圈匝数比为 41答案 D解析 由交流电瞬时值表达式 u12 sin100 t(V)可知， 100rad/s2 f，该交2流电的频率为 f 50Hz，周期为 0.02s，由于变压器不改变交流电的频率，所以通过2电阻 R1的交流电的频率为 50Hz，选项 A 错误由题图 b 可知，阻值为 R232 的电阻两端电压的有效值为 U12V，电阻 R2消耗的电功率为 P2 4.5W根据题述，电阻 R1与U2R2R2消耗的电功率相等，可知电阻 R1消耗的电功率为 P1 P24.5W，选项 B 错误由P1 I2R1，解得电流表的示数为 I1.5A，选项 C 错误变压器副线圈
7、两端电压U2 IR13V，变压器原、副线圈匝数比为 n1 n2 U U212341，选项 D 正确5如图 5 为某发电站电能输送示意图已知发电机的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器匝数均不变，若用户电阻 R0减小，下列说法正确的是( )图 5A发电机的输出功率减小B输电线上的功率损失减小C用户得到的电压减小D输电线输送电压减小答案 C解析 若用户电阻减小，则降压变压器输出功率增大，导致发电机的输出功率增大，选项A 错误若用户电阻减小，降压变压器输出功率增大，导致输电线上电流增大，输电线上损失电压增大，输电线上的功率损失增大，选项 B 错误输电线上损失电压增大，降压变压器原线圈输入电压
8、减小，由于降压变压器的原、副线圈匝数比不变，降压变压器副线圈输出电压(即用户得到的电压)减小，选项 C 正确根据题给发电机的输出电压不变，升压变压器的原线圈输入电压不变由于升压变压器的原、副线圈匝数比不变，则输电线上输4送电压不变，选项 D 错误6如图 6 所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表 、理想电压表 ，副线圈上通过输电线接有一个灯泡 L，一个电吹风 M，输电线的等效电阻为 R，副线圈匝数可以通过调节滑片 P 改变S 断开时，灯泡 L 正常发光，滑片 P 位置不动，当 S 闭合时，以下说法中正确的是( )图 6A电压表读数增大B电流表读数减小C等效电阻 R 两端电压增大D为使灯泡
9、 L 正常发光，滑片 P 应向下滑动答案 C解析 当 S 闭合时，变压器副线圈电路电流增大，两端电压不变，电压表读数不变，选项A 错误由于变压器输出功率增大，则输入电流增大，电流表读数增大，选项 B 错误由于输电线中电流增大，所以输电线等效电阻 R 两端电压增大，选项 C 正确为使灯泡 L 正常发光，应该增大变压器输出电压，滑片 P 应向上滑动，选项 D 错误7如图 7 甲所示，自耦理想变压器输入端 a、 b 接入图乙所示的交流电源，一个二极管和两个阻值均为 R40 的负载电阻接到副线圈的两端，电压表和电流表均为理想交流电表当滑片位于原线圈中点位置时，开关 S 处于断开状态，下列说法正确的是(
10、 )图 7A t0.01s 时，电压表示数为零B t0.015s 时，电流表示数为 5.5AC闭合开关 S 后，电压表示数增大D闭合开关 S 后，电流表示数为 16.5A答案 D解析 交流电压表和电流表示数均为有效值，因而 t0.01s 时，副线圈两端电压有效值U2440V，选项 A 错误；根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数为 11A，选项 B 错误；副线圈电压取决于原线圈电压，闭合开关 S 后，电压表示数不变，选项 C 错误；闭合开关5S 后，副线圈在一个周期内消耗的能量等于原线圈一个周期内消耗的能量，即 U2R2 T2 U2R U1I1T，代入数据解得 I133A，而 I1n1 I2n2
11、，故 I216.5A，选项 D 正确T2二、多项选择题8如图 8 所示，图 a 是远距离输电线路的示意图，图 b 是用户得到的电压随时间变化的图象，已知降压变压器的匝数比为 101，不考虑降压变压器与用户间导线的电阻，则( )图 8A发电机输出交流电的频率是 50HzB升压变压器的输出电压为 2200VC输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小答案 AD解析 根据题图 b 所示的用户得到的电压随时间变化的图象，可知该交变电流的电压最大值为 220 V，周期是 T0.02s，频率是 f 50Hz.由于变压器不改变正弦交变电流的频21T率
12、，所以发电机输出交流电的频率是 50Hz，选项 A 正确用户得到的电压为 U220V，根据变压器的变压公式可知，降压变压器的输入电压为 2200V由于输电线上有电压损失，所以升压变压器的输出电压一定大于 2200V，选项 B 错误根据变压器的功率关系，输出功率决定输入功率，输电线的电流不但与降压变压器原、副线圈的匝数比有关，还与用户的电功率有关，用户使用的电功率越大，输电线中电流就越大，选项 C 错误当用户用电器的总电阻增大时，用户使用的电功率减小，输电线上电流减小，输电线上损失的功率减小，选项 D 正确9如图 9 所示， M 为理想变压器，电表为理想电表，导线电阻忽略不计，原线圈接稳定的正弦
13、式交流电源当变阻器滑片 P 向上移动时，读数发生变化的电表是( )图 9AA 1 BA 2CV 1 DV 26答案 AB解析 根据变压器输入电压决定输出电压，可知电压表 V1和 V2的读数不变，选项 C、D 错误；当滑动变阻器滑片 P 向上移动时，滑动变阻器 R 接入电路的电阻逐渐减小，电流表 A2的读数增大，选项 B 正确；由变压器输出功率决定输入功率，可知输入功率增大，电流表A1的读数增大，选项 A 正确10图 10 甲中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数 n1与副线圈全部匝数 n2之比为51，副线圈接有两个电阻 R110， R25.现在原线圈输入正弦式交变电流，将滑动触头 P 置于副线圈
14、的中点， a、 b 两端接示波器，检测 a、 b 两端的电压如图乙所示设电流表 A 为理想电流表，导线电阻不计则下列判断正确的是( )图 10A原线圈上电压变化的频率为 50HzB电流表的示数为 0.14AC只将滑动触头 P 向上移动一些，电流表示数可能减小D只将 a、 b 两端用导线连接，原线圈的输入功率为 45W答案 BD解析 由题图乙得到，交变电流的周期为 0.04s，所以频率为 25Hz，A 项错误；因为Uab5 V，副线圈电压为 U2(5 10 ) V15 V，副线圈中的电流为 I2 A，根据2 2 2 2 2 ，解得 I1 A0.14A，B 项正确；将滑动触头向上移动，根据 可知，
15、 U2增I1I2 n22n1 210 U1U2 n1n2大，副线圈消耗功率增大，原线圈中输出功率增大，所以电流表示数增大，C 项错误；只将 a、 b 用导线连接，消耗的功率为 P2 45W，D 项正确U2R111理想变压器原、副线圈的匝数比为 113，各电表均为理想交流电表，原线圈 a、 b 端接有正弦式交变电压 u220 sin100 t(V)，副线圈 c、 d 端接有如图 11 所示电路，三个2定值电阻的阻值均为 R40.开关 S 闭合后，下列说法中正确的是( )图 11A副线圈 c、 d 端输出电压的频率约为 14Hz7B电压表的示数为 20VC变压器输入的功率为 60WD开关 S 断开
16、后，电流表的示数减小约 0.02A答案 BC解析 变压器不能改变频率， f50Hz，A 错；由 u220 sin100 t(V)可知原线圈 a、 b2端输入电压的有效值为 U1220V，由变压规律知副线圈 c、 d 端电压有效值为U2 U160V，由串并联电路特点知电压表的n2n1示数为 20V，B 对；因副线圈电路的总电阻为 R60，所以副线圈电流为 I21A，U23 32原线圈电流为 I1 I2 A，由 P U1I1得变压器输入的功率为 P60W，C 对；开关断开n2n1 311后，副线圈总电阻增大，变为 80，电流变为 I2 A，此时原线圈中电流为34I1 I2 A，电流减小了 I A0
17、.07A，D 错n2n1 944 34412如图 12 所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 115，现在原线圈 AB 之间加上u220 sin100 t(V)的正弦交流电，副线圈上接有一电阻 R25， D 为理想二极管，灯2泡发光时的电阻为 10，电阻与灯泡两支路可由一单刀双掷开关进行切换，则( )图 12A开关拨到 1 时，电流表示数为 5.6AB开关拨到 1 时，电阻的功率为 400WC开关拨到 2 时，电流表示数为 5AD开关拨到 2 时，灯泡的功率为 500W答案 BD解析 当开关拨到 1 时，电阻接到变压器的副线圈上，因为原线圈上电压的有效值为220V，变压器的原、副线圈的匝数比为 115，所以副线圈上电压有效值为 100V，则电流表的示数 I 4A，功率 P I2R400W，A 项错误，B 项正确；当开关拨到 2 时，副线100V25圈上电压的有效值为 100V，二极管的作用是让灯泡的通电时间变为无二极管时的一半，无二极管时，电流的有效值 I010A，有二极管时，设电流的有效值为 I1，则I RL I RLT，可得 I15 A，功率 P I RL500W，C 项错误，D 项正确20T2 21 2 21
