2021年高考物理第一輪復(fù)習(xí)第12單元交變電流,傳感器作業(yè)手冊答案

1、2021年高考物理第一輪復(fù)習(xí)第12單元交變電流,傳感器作業(yè)手冊答案 課時作業(yè)(三十) 1.c 解析 由交變電流的電動勢瞬時值表達(dá)式 e=nbssin t 可知,交變電流的頻率 f= = hz=50 hz,選項 a 錯誤;當(dāng) t=0 時,電動勢瞬時值為 0,線圈平面恰好在中性面處,選項 b 錯誤;當(dāng) t= s時,e 達(dá)到峰值 e m =200 v,選項 c 正確;該交變電流的電動勢的有效值 e= =200 v,選項 d 錯誤. 2.c 解析 根據(jù) t= 可知,當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼囊话霑r,周期變?yōu)樵瓉淼?2 倍,選項 a 錯誤;穿過線圈的磁通量的最大值為 m =bs,與轉(zhuǎn)速無關(guān),選項 b 錯誤;

2、當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼囊话霑r,角速度變?yōu)樵瓉淼囊话?根據(jù) e=nbs 可知,交流電壓的最大值變?yōu)樵瓉淼囊话?選項 c 正確;根據(jù) e= 可知,交流電壓的有效值變?yōu)樵瓉淼囊话?選項 d 錯誤. 3.d 解析 根據(jù)正弦式交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律可知,當(dāng)磁通量最大時,感應(yīng)電動勢為零,當(dāng)磁通量減小時,感應(yīng)電動勢在增大,磁通量減為零時,感應(yīng)電動勢最大,a、b 錯誤;若從線框位于中性面開始計時,則有 e=e m sin t,式中 e m =bs,因 m =bs,故角速度 = ,d 正確;由 e=0.5e m ,解得 t= ,此時=bscos = bs= m ,c 錯誤. 4.d 解析 由于磁極與鐵芯之間

3、的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場,線圈繞過鐵芯 m 中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動過程中,垂直切割磁感線,產(chǎn)生的電動勢大小不變,經(jīng)過豎直面時,方向改變,所以選項 d 正確. 5.bd 解析 在圖示位置,線圈中的磁通量最大,但感應(yīng)電動勢為零,a 錯誤;閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為 e m = bl 2 ,故對應(yīng)的瞬時值表達(dá)式為 e= bl 2 sin t,b 正確;由 q= 可得,線圈從 圖示位置轉(zhuǎn)過 180的過程中,通過電阻 r 的電荷量 q= ,c錯誤;電阻 r 上產(chǎn)生的熱量應(yīng)利用有效值求解,即轉(zhuǎn)動一周的過程中產(chǎn)生的熱量 q= r = ,d 正確. 6.bc 解析 交流電壓表 v 的示數(shù)應(yīng)是電

4、壓的有效值 220 v,故 a、d 錯誤;電壓的有效值恰好等于電燈的額定電壓,電燈正常發(fā)光,故 b 正確;電壓的峰值 220 v311 v,大于電容器的耐壓值,電容器有可能被擊穿,故 c 正確. 7.b 解析 由 i-t 圖像知,交變電流的最大值即通過 r 2 的電流最大值為 0.6 a,由正弦式交變電流最大值與有效值的關(guān)系可知,其有效值為 i=0.6 a,由于 r 1 與 r 2 串聯(lián),所以通過 r 1 的電流有效值也是 0.6 a,選項 a、c 錯誤;r 1 兩端電壓有效值為 u 1 =ir 1 =6 v,選項 b 正確;r 2 兩端電壓最大值為u 2m =i m r 2 =0.6 20

5、v=12 v,選項 d 錯誤. 8.a 解析 由 e-t 圖像知,周期 t=4 s,感應(yīng)電動勢的最大值 e m =1 v,而感應(yīng)電動勢的最大值的表達(dá)式為 e m =nbs=nbs ,若僅把線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?2 倍,則周期 t"變?yōu)樵瓉淼?,即 t"=2 s,而感應(yīng)電動勢的最大值 e" m 變?yōu)樵瓉淼?2 倍,即 e" m =2 v,選項 b、c 錯誤;從圖示位置轉(zhuǎn)過 90開始計時,也就是t=0 時線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢應(yīng)為 0,選項 a 正確,d 錯誤. 9.d 解析 線框轉(zhuǎn)動的角速度為 ,進磁場的過程用時 t,出磁場的過程用時 t,進、出磁場時產(chǎn)生

6、的感應(yīng)電流大小均為 i"=,則轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值滿足 i 2 rt=r t,解得 i= ,d 正確. 10.d 解析 交流電壓值取正值時,即在前半個周期內(nèi),二極管電阻為零,r 2 上的電壓等于輸入電壓值,電壓值取負(fù)值時,即在后半周期內(nèi),二極管電阻無窮大,可看作斷路,r 2 上的電壓等于輸入電壓值的一半,設(shè)加在 r 2 上的電壓有效值為 u,根據(jù)電流的熱效應(yīng),在一個周期內(nèi)滿足 t= + ,解得 u=5 v,選項 d 正確. 11.(1) (2)r (3) 解析 (1)0t 1 時間內(nèi),線框中的感應(yīng)電動勢 e=n = 根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,通過電阻 r 的電流 i= =

7、. (2)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值 e m =nb 1 l 1 l 2 感應(yīng)電動勢的有效值 e= 通過電阻 r 的電流的有效值 i= 線框轉(zhuǎn)動一周所需的時間 t= 此過程中,電流通過電阻 r 產(chǎn)生的熱量 q=i 2 rt=r . (3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過 90的過程中 平均感應(yīng)電動勢 =n = 平均感應(yīng)電流 = 通過電阻 r 的電荷量 q= t= . 課時作業(yè)(三十一) 1.d 解析 根據(jù)變壓器的原理可知原、副線圈電壓與線圈匝數(shù)成正比,可推得 = ,即u 2 = u 1 = 20 v=200 v,選項 d 正確. 2.a 解析 由題可知,該互感器屬于電流互感器,故鉗形電流表的鉗口是電流互

8、感器的鐵芯,a 正確;互感器利用的是電磁感應(yīng)原理,不能用于直流電,故 b 錯誤;由 = 得 i 1 = = a=500 a,因為電流表測的是有效值,故其示數(shù)為被測電流的有效值,c、d 錯誤. 3.ad 解析 負(fù)載電阻減小為 5r 0 時,有 = ,可得 u 2 =6 v,由 = 可得 u 1 =24 v,原線圈兩端電壓的最大值為 u 1 =24 v34 v,選項 a 正確;保持變壓器輸入電流不變,即 i 1 不變,由= 知,負(fù)載電阻變化前后副線圈電流 i 2 不變,則 = ,可得 u" 2 =12 v,根據(jù) =可得原線圈兩端電壓 u" 1 =48 v,選項 d 正確. 4.

9、c 解析 副線圈中的電流為 i 2 = a=0.25 a,設(shè)原線圈中的電流為 i 1 ,由 = 得 i 1 = i 2 =0.125 a,故 a 錯誤;流過電阻的交流電的頻率為 50 hz,故 b 錯誤;副線圈的電壓為 u 2 =25 v=10 v,由= 得,u 1 = u 2 =20 v,則其最大值為 20 v,故 c 正確;p 入 =p 出 =u 2 i 2 =100.25 w=2.5 w,故 d錯誤. 5.a 解析 當(dāng) s 閉合后,副線圈兩端的電壓 u 2 不變,而副線圈電路的總電阻減小,所以副線圈中的電流增大,由 p=i 2 r知 r 消耗的電功率增大,故 a 正確;當(dāng) s 閉合后,副

10、線圈電路的總電阻減小,副線圈中的電流增大,所以電阻 r 兩端的電壓增大,而副線圈兩端的電壓 u 2 不變,所以燈泡兩端的電壓減小,燈 l 1 、l 2都不能正常發(fā)光,故 b 錯誤;由于副線圈電路的總電阻減小,消耗的功率 p= 增大,而輸入功率等于輸出功率,所以原線圈的輸入功率增大,故 c 錯誤;原、副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系為 = ,因變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比不變,所以原、副線圈中的電流之比不變,故 d 錯誤. 6.b 解析 線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,設(shè)線圈的匝數(shù)為 n,線圈的面積為 s,磁場的磁感應(yīng)強度為 b,線圈轉(zhuǎn)動的角速度為 ,則產(chǎn)生的最大電動勢為 e m =nbs.原線圈兩端的電壓等于電動

11、勢的有效值,為 u 1 = e m = nbs,設(shè)原、副線圈的匝數(shù)比為 k,則副線圈兩端的電壓為 u 2 = u 1 = nbs,當(dāng)發(fā)電機線圈的匝數(shù)變?yōu)樵瓉淼?4 倍時,電壓表的讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?4 倍,選項 b 正確;由 p= 可知,r 消耗的功率變?yōu)?16p,選項 a 錯誤;由于電壓表的讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?4 倍,由輸入功率與輸出功率相等可知,電流表的讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?4 倍,選項 c 錯誤;變壓器不能改變交流電的頻率,選項 d 錯誤. 7.d 解析 根據(jù)變壓器的電壓關(guān)系有 = ,當(dāng)滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動時,n 2 減小,電壓 u 2 減小,由于n 2 n 1 ,所以 u 2 u 1 ,故 a、b 錯

12、誤;電壓 u 2 減小,定值電阻兩端的電壓減小,故定值電阻消耗的電功率減小,由于是理想變壓器,所以變壓器的輸入功率也減小,故 c 錯誤,d 正確. 8.bd 解析 由圖像可知,該交流電的頻率為 50 hz,電壓最大值為 220 v,故其瞬時值表達(dá)式為u=220 sin 100t(v),選項 a 錯誤;由圖像可知,當(dāng) t=1.510 -2 s時,交變電壓值最大,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,此時磁通量的變化率最大,穿過線圈的磁通量為零,故此時線圈平面與磁場方向平行,選項 b正確;若只減少理想變壓器原線圈的匝數(shù),則副線圈兩端的電壓將升高,副線圈中的電流將增大,變壓器的輸出功率將增大,故輸入功率將增大,

13、選項 c 錯誤;若只增大滑動變阻器接入電路中的阻值,由題意可知,電壓表 v 1 的示數(shù)不發(fā)生變化,而副線圈電路中電流將減小,定值電阻 r 0 兩端的電壓將減小,電壓表v 2 的示數(shù)將增大,故電壓表 v 1 與 v 2 示數(shù)的比值將減小,選項 d 正確. 9.bc 解析 當(dāng)用電器增多時,消耗的功率增大,降壓變壓器的輸出電流增大,則降壓變壓器的初級電流變大,輸電線上的電流增大,可知輸電線上的功率損失增大,輸電線上的電壓損失增大,發(fā)電機的輸出電壓 u 1 不變,升壓變壓器匝數(shù)比不變,則次級電壓 u 2 不變,可知降壓變壓器的初級電壓 u 3 減小,故 b、c 正確,a 錯誤;發(fā)電機輸出功率隨用電器增

14、多而增大,d 錯誤. 10.d 解析 當(dāng)用電高峰到來時,用戶消耗的功率變大,則電流表 a 2 示數(shù)變大,輸電線上的電流變大,即電流表 a 1 示數(shù)增大,輸電線上損耗的功率變大,選項 a 錯誤;因為發(fā)電廠的輸出電壓恒定,故升壓變壓器副線圈兩端的電壓不變,即電壓表 v 1 的示數(shù)不變,選項 b 錯誤;輸電線上的電壓損失變大,故降壓變壓器原線圈兩端的電壓減小,降壓變壓器副線圈兩端的電壓也減小,即電壓表 v 2 的示數(shù)減小,選項 c 錯誤;用 戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例為 =1- =1- ,因為輸電線上的電流增大,則電壓損失增大,u 1 不變,所以用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例減小,

15、故 d 正確. 11.c 解析 設(shè)流過原線圈的電流為 i 1 ,流過副線圈的電流為 i 2 ,根據(jù)變壓器原、副線圈中電流與匝數(shù)成反比可知 = ,電阻 r 1 和 r 2 消耗功率之比 = = ,故 a 錯誤;電壓表 v 2 的示數(shù)u 2 =i 2 r 2 ,電壓表 v 1 的示數(shù) u 1 =i 1 r 1 +5u 2 =6u 2 , = ,故 b 錯誤,c 正確;理想變壓器原、副線圈磁通量變化率相同,故 d 錯誤. 12.c 解析 交變電壓的最大值等于 nbl 2 ,電壓表 v 1 示數(shù)為有效值 ,a 錯誤;理想變壓器的輸入與輸出功率之比為 1 1,故 b 錯誤;交流電壓表 v 2 的示數(shù)為副

16、線圈兩端電壓的有效值,選項 c 正確;在圖示位置時線圈平面與磁場平行,線圈中磁通量為零,感應(yīng)電動勢最大,故 d 錯誤. 13.cd 解析 由題圖乙可知,交流電壓的最大值為 220 v,周期 t=0.02 s,則角速度 = =100 rad/s,故瞬時值表達(dá)式為 u=220 sin 100t(v),故 a 錯誤;由 p 熱 =i 2 r可知,電動機內(nèi)阻 r= =2 ,故 b錯誤;電動機兩端的電壓 u m =220 v-120 v=100 v,電動機的總功率 p=u m i=10010 w=1000 w,則電動機的效率 = 100%=80%,故 c 正確;增加光強且長時間照射電阻 r,電阻 r 阻

17、值減小,電路中電流增大,電動機消耗的功率有可能超過它的額定功率,故有可能損壞電動機,故 d 正確. 14.bc 解析 開關(guān) s 閉合時,根據(jù)歐姆定律可知,通過 r 1 的電流為 i 1 = =0.7 a,根據(jù)變壓器原、副線圈電流之比等于匝數(shù)的反比可知副線圈的電流為 i 2 =1.4 a,r 3 和 r 4 并聯(lián)后與 r 2 串聯(lián)的總電阻為 10 ,可知副線圈的電壓為 u 2 =14 v,根據(jù)原、副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比可知原線圈的電壓為 u 1 =28 v,正弦交流電壓的有效值 u=u v +u 1 =35 v,正弦交流電壓的峰值為 35 v,通過電阻 r 4 的電流為 i 2 =0.7 a,電阻 r 2 消耗的電功率 p 2 = r 2 =9.8 w,電阻 r 3 消耗的電功率 p 3 = r 3 =4.9 w,故選項c 正確,a、d 錯誤;開關(guān) s 斷開時,r 3 和 r 2 串聯(lián)的總電阻為 15