2020版高考大一輪復(fù)習(xí)訓(xùn)練：第11章交變電流傳感器本章綜合能力提升練

1、本章綜合能力提升練、單項(xiàng)選擇題1.（2018 湖北省黃岡市質(zhì)檢）如圖1所示，n匝矩形閉合導(dǎo)線框 ABCDb于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B的水平勻強(qiáng) 磁場(chǎng)中，線木S面積為 S,電阻不計(jì).線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸 OO以角速度 3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原 線圈相連，變壓器副線圈接入一只額定電壓為U的燈泡，燈泡正常發(fā)光.從線圈通過中性面開始計(jì)時(shí)，下列說法正確的是（）圖1A.圖示位置穿過線框的磁通量變化率最大B.燈泡中的電流方向每秒改變9次2兀C.線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=nBSco sin cotD.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為鷺也答案 C2 .（2018 廣東省高考第一次模擬）在如圖2所示的電路中，理

2、想變壓器原線圈匝數(shù)m=600匝，副線圈的匝數(shù) Q=120匝，當(dāng)原線圈接入 u=180sin 50 7tt（V）的正弦式交變電流時(shí)，下列判斷正確的是 （）圖2A.正弦式交變電流的頻率為 50 HzB.副線圈兩端電壓的有效值為36 VC.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向 b端滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的電功率一定增大D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向 a端滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的總電功率一定增大答案 C解析 正弦交流電的頻率為f =2： = 笠Hz= 25 Hz,A錯(cuò)誤；原線圈兩端電壓的有效值為180V = 90 2V,根據(jù)巨=可得副線圈兩端電壓的有效值為L(zhǎng)2=18x/2 V, B錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向b端滑動(dòng)時(shí)，燈n2 U2泡兩

3、端的電壓增大，故燈泡消耗的電功率一定增大，C正確；滑動(dòng)變阻器滑片向 a端滑動(dòng)過程中，其連入電路的電阻分為兩部分，一部分增大，一部分減小，所以其消耗的總功率不一定增大，D錯(cuò)誤.3 .（2019 河北省邢臺(tái)市調(diào)研）如圖3所示，一理想變壓器的原線圈匝數(shù)ni為1 000匝，所加電壓為U= 220V,串聯(lián)了一個(gè)阻值為 r = 4 Q的電阻；副線圈接入電路的匝數(shù)上可以通過滑動(dòng)觸頭 Q調(diào)節(jié)，副線圈接有2-n1,、 一 一一 .，電阻R= 9 Q; -2R相當(dāng)于變壓器在原線圈電路中的電阻，當(dāng)n2取下列哪個(gè)值時(shí)，R消耗的功率最大（）圖6A.2 000 匝 B.1 500 匝C.600 匝 D.400 匝 答案

4、B解析 變壓器在原線圈電路中的等效電阻為r' = Jr；變壓器初次級(jí)電壓滿足：=n1,次級(jí)電流I2=U2n2U2 n2Rii22. .2=*,則初級(jí)電流 Ii = Xt 則 U= Ii（r + r'）,解得：u=2：12, Ii = Qn 2nt2,變壓器輸iiiRiii r9ni 十 4n29ni 十 4n2入功率等于隼出功率： Pz=Pi=|iU =Un2 29Uni 29U2ni 2-一22 X -22 = -一2,由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)9ni +4n 2 9ni + 4n29ni2n2+ 4n2n2= 4n2,即當(dāng)n2=i.5ni=i 500匝時(shí)，變壓器輸出功率最大，R上的

5、功率最大，故 B正確.4.（20i8 四川省涼山州三模）圖4甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)示意圖，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化如圖乙所示已知發(fā)電機(jī)線圈的匝數(shù)為I00匝，電阻r=2 Q,外電路的小燈泡電阻恒為R= 6 Q,電壓表、電流表均為理想電表.下列說法正確的是（）A.電壓表的讀數(shù)為4 VB.電流表讀數(shù)0.5 AC.1 s內(nèi)流過小燈泡的電流方向改變25次D.線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，磁通量最大為 匚Wb答案 B解析 由題圖乙可知，交流電的最大值為:Em= 4小V ,有效值為:E= -Em = 4 V,根據(jù)閉合電路的歐姆定2律可知：U=三ER= tvX6 V = 3 V, A錯(cuò)誤；電流表白勺示數(shù)為:I=gE = J

6、 A = 0.5 A, B正確；由R+ r6+2R+ r 6+2題圖乙可知，T= 4X 10 2s, f = T=25 Hz, 一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，所以， 1 s內(nèi)流過小燈泡的電EmEm4 20.000 8 2流萬向改變 50次，C錯(cuò)誤；根據(jù) Em= nBSw可知，m= BS=.nnJcn Wb=匚 Wb, Dnw nw 100X 50 7：兀錯(cuò)誤.5.（2018 山東省泰安市上學(xué)期期末）如圖5,電阻R、電容器C和電感線圈L并聯(lián)后，接入輸出電壓有效值、頻率可調(diào)的交流電源.當(dāng)電路中交流電的頻率為f時(shí)，通過R C和L的電流有效值恰好相等.若將頻1 率降低為2f,輸出電壓有效值不變，分別用1

7、1、I2和13表木此時(shí)通過 R、C和L的電流的有效值，則（）A.I 1= I2= I3 B.I 1>I2>I3C.I 3>I 1>I 2D.I 1>I 2= I 3答案 C電感線圈100 7tt V為理想電解析 將頻率降低時(shí)，通過 R的電流不變，電容器的容抗增大，通過C的電流減小，則有Ii>l2,的感抗減小，通過 L的電流增大，則有13>11,故A、B、D錯(cuò)誤，C正確.6.（2018 河南省周口市期末）如圖6所示，一理想變壓器的原線圈兩端接在電壓為u=220/2sin的交流電源上，此時(shí)變壓器副線圈電路中標(biāo)有“44 V,220 W”的電動(dòng)機(jī)恰好能正常工作

8、 .其中A流表，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為 r=2則下列說法中正確的是 （）A.該理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為B.電流表的示數(shù)為5 AC.該電動(dòng)機(jī)正常工作日的輸出功率為170 W50 WD.若電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)突然被卡住，則電動(dòng)機(jī)線圈的熱功率為答案 C解析 根據(jù)u= 2202sin 100 Tit V 知，原線圈兩端的電壓有效值為U = 220 V,副線圈兩端的電壓為Ub=44 V,則變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 ni ： n2=U ： 5=5 ： 1,故A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)恰好能正常工作，理想 變壓器的輸出功率為 220 W,輸入功率為220 W,由P= UI得I i=1 A,即電流表的示數(shù)為 1 A,故B錯(cuò)誤

9、； 該電動(dòng)機(jī)正常工作日的輸出功率為P出 = U2I2l22r = 44X5 W 52X2 W= 170 W,故C正確；若電動(dòng)機(jī)正常小小一一、一,U2 2 442皿 廠工作時(shí)突然被卡住，則電動(dòng)機(jī)線圈的熱功率為P = - = -2- W= 968 W,故D錯(cuò)誤.7 .（2018 河南省商丘市上學(xué)期期末 ）用電壓為U的正弦交流電源通過甲、乙兩種電路給額定電壓為U（正常工作時(shí)電阻為 K）的同一小電珠供電.圖7甲中R為滑動(dòng)變阻器，圖乙中理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分 別為m、山，若小電珠均能正常工作，則下列說法正確的是（）圖7A.變壓器可能是升壓變壓器n28 .甲、乙電路消耗電功率之比為一n1n1C.電阻

10、R與小電珠消耗功率之比為 一一1n2.、 mD.滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R= -R）n2答案 C解析 由題圖甲可知，電源電壓等于變阻器兩端的電壓與小電珠兩端的電壓之和，因此U>U,在題圖乙中根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系即9 =四>1,可得-1>-2,所以變壓器是降壓變壓器，故 A錯(cuò)誤；由于小電珠U0-2UIni均能正常工作，甲電路消耗的功率為UI,乙電路消耗的功率為 U0I ,甲、乙電路消耗電功率之比為 4=二,Uoin2一，、一 一，、 Il U0 I ni故B錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器消耗功率為(U-U)I ,所以滑動(dòng)變阻器與小電珠消耗功率之比為: 巖= 1，L0In2故C正確；題圖

11、甲中滑動(dòng)變阻器與小電珠串聯(lián)，則有U/nU0,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R= URRRDU0=3出，故D錯(cuò)誤. n2二、多項(xiàng)選擇題8.(2018 廣東省惠州市第三次調(diào)研)如圖8所示，理想變壓器初級(jí)線圈接一交變電流，交變電流的電壓有效值恒定不變.副線圈接有光敏電阻Ri(其阻值隨光照強(qiáng)度增大而減小 )、的和R,則下列說法中正確的是()圖8A.只將Si從2撥向1時(shí)，電流表示數(shù)變小B.只將S2從4撥向3時(shí)，電流表示數(shù)變小C.只將$從閉合變?yōu)閿嚅_，電阻 R2兩端電壓增大D.僅增大光照強(qiáng)度，原線圈的輸入功率增大答案 BD解析 只將S從2撥向1時(shí)，原線圈匝數(shù)變小，根據(jù)變壓比公式，輸出電壓變大，故輸出電流變大，

12、輸出功率變大，輸入功率等于輸出功率，故輸入功率變大，輸入電流變大，A錯(cuò)誤；只將S2從4撥向3時(shí)，副線圈匝數(shù)變小，根據(jù)變壓比公式，輸出電壓變小，故輸出電流變小，輸出功率變小，輸入功率等于輸出功率，故輸入功率變小，輸入電流變小，B正確；只將 與從閉合變?yōu)閿嚅_，少一個(gè)支路，但電阻R與R串聯(lián)D正確.的支路的電壓不變，故通過電阻的的電流不變，電壓也不變，C錯(cuò)誤；僅增大光照強(qiáng)度，副線圈負(fù)載總電阻變小，故輸出電流變大，輸出功率變大，輸入功率等于輸出功率，故輸入功率增大,9.（2018 湖南省株洲市上學(xué)期質(zhì)檢一）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中研究遠(yuǎn)距離輸電.由于輸電線太長(zhǎng)，他將每 100米導(dǎo)線卷成一卷，共卷成8卷來代替輸電

13、線路（忽略輸電線路的自感作用）.第一次直接將輸電線與學(xué)生電源及用電器相連，測(cè)得輸電線上損失的功率為Pi.第二次采用如圖 9所示的電路輸電，其中理想變壓器Ti與電源相連，其原、副線圈的匝數(shù)比為ni ：理想變壓器T2與用電器相連，測(cè)得輸電線上損失的功率為B.下列說法正確的是（）圖9A.前后兩次實(shí)驗(yàn)都可用于研究遠(yuǎn)距離直流輸電B.實(shí)驗(yàn)可以證明，減小輸電電流能減小遠(yuǎn)距離輸電的能量損失C.若輸送功率一定，則 P2 : Pi=ni2 : n22D.若輸送功率一定，則 P2： Pi=ni : n2答案 BC解析 變壓器只能改變交變電流的電壓，所以第二次實(shí)驗(yàn)只能研究遠(yuǎn)距離交流輸電，故A錯(cuò)誤；根據(jù)P=12r可知，

14、減小輸電電流能減小遠(yuǎn)距離輸電的能量損失，故 B正確；第一次實(shí)驗(yàn)輸電線上的電流I =5，輸U(kuò)i電線上損失的功率 Pi=I 2R= 7PFR,第二次實(shí)驗(yàn)，升壓變壓器副線圈上的電壓L2 = 2U,輸電線上的電流I 'UniP2P2P2 Li 2 ni 2= 77,輸電線上損失的功率 P2=I' R= lR,所以：，故C正確，D錯(cuò)誤.L2L2Pi L2n2i0.（20i8 陜西省師大附中模擬 ）如圖i0所示，面積為0.02 m2、內(nèi)阻不計(jì)的i00匝矩形線圈ABCD繞垂、 2、一直于磁場(chǎng)的軸 OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 i00 rad/s ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為T.矩形線圈通過滑環(huán)與

15、理想變壓器相連，觸頭 P可移動(dòng)，副線圈所接電阻R= 50 Q,電表均為理想交流電表.當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí).下列說法正確的是（）圖11A.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e= 10012 cos (100t) VB.P上移時(shí)，電流表示數(shù)減小C.t = 0時(shí)，電壓表示數(shù)為 100小VD.當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為 2：1時(shí)，電阻R上消耗的功率為50 W答案 AD解析 矩形閉合線圈ABC陳磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電壓的最大值為：E= NBSo = 100X2X0.02 X 100V= 100yl2 V,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=100>/2cos (100t) V ,故A正確；P上移時(shí)，原

16、線圈的匝數(shù)減小，導(dǎo)致副線圈電壓增大，那么副線圈電流也增大，則原線圈的電流會(huì)增大，電流表示數(shù)增大，故B錯(cuò)誤；由于正弦式交流電最大值為有效值的、/2倍，所以交流電壓的有效值為u= 100 V,當(dāng)t = 0時(shí)，電壓+ 必，皿 I E ，U' 2 502表示數(shù)為100 V,故C錯(cuò)誤；當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為2： 1時(shí)，電阻R上消耗的功率為：Pr= -=- W=R 5050 W,故D正確.11.(2018 山東省青島市二模)如圖11所示為某小型電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電 機(jī)輸出功率為20 kW.在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為1 ： 10,電流表的示數(shù)為1

17、A,輸電線的總電阻為 10 ，則下列說法正確的是 ()A.采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流B.升壓變壓器的輸出電壓 U2= 2 000 VC.用戶獲得的功率為19 kWD.將P下移，用戶獲得的電壓將增大答案 BC解析 根據(jù)高壓輸電原理，提高輸電電壓，輸電電流減小，A錯(cuò)誤；根據(jù)電流互感器的原理，輸電電流：3I2 = VX 1 A= 10 A,升壓變壓器的輸出電壓：U2= / V = 2 000 V, B正確；輸電線上的功率損失：1I 210P損= I22r= 102X10 W= 1 kW,用戶獲得的功率為: Pib=PP損=20 kW 1 kW= 19 kW, C正確；將 P下移， 降壓變壓器

18、原線圈匝數(shù)增加，根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律，副線圈的電壓減小，用戶獲得的電壓將減小，D錯(cuò)誤.12.（2018 福建省漳州市期末調(diào)研 ）如圖12,理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為 2： 1,在原、副線圈 的回路中接入的電阻阻值均為 R,電壓表和電流表土為理想電表， a、b端接有電壓為220>/2sin 10 % t V 的交流電，開關(guān) S處于斷開狀態(tài)時(shí)，設(shè)電壓表讀數(shù)為 U,原、副線圈回路中電阻 R消耗的功率之比為 k, 則（）圖121A.U= 88 V, k = 4B.U= 110 V, k=4C.當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電流表的示數(shù)會(huì)減小D.當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電壓表的讀數(shù)會(huì)減小答案AD解析U1U2上=2,原

19、線圈回路中電阻R消耗的功率R= I12R,副線圈回路中電阻 R消耗的功率P2=I22R,n2則有P1 k = P2L1I 2；,副線圈的電流I2=U,原線圈回路中I 1=112 = :,原線圈回路中電阻 R的電壓Ur= 4R2 2RUI1R= 2a、b端電壓有效值為 Ua =Un=220 V,由題意可知輸入電壓有效值為U - _220= 2U+ 2,解得 U= 88 V,故A正確,B錯(cuò)誤；當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，副線圈總電阻R' <R,減小，副線圈的電流I2' =-U-,原線圈回路中RU->l1,原線圈回路中電阻 R兩端的電壓 Ur= I1' R= U - rR, 2

20、R2 R由題意可知輸入電壓有效值為220=2U+ U- -R-，解得U<88 V,故C錯(cuò)誤，D正確. 2 R13.（2018 湖南省常德市一模）如圖13甲所示，一交流發(fā)電機(jī)向遠(yuǎn)距離的理想變壓器輸電，輸電線等效電阻R = 2 Q,變壓器匝數(shù)比m ：窕=2： 1,發(fā)電機(jī)輸出的交變電壓隨時(shí)間的變化圖像如圖乙所示，理想交流電壓表示數(shù)為5 V,則（圖15A.通過R的交變電流頻率為 50 HzB.圖像上對(duì)應(yīng)的0.01 s時(shí)刻，發(fā)電機(jī)中的線圈與中性面垂直C.R2兩端的電壓為10 VD.發(fā)電機(jī)輸出功率為12.5 W答案 AC解析 理想變壓器不改變交流電的頻率，故通過 R的交變電流的頻率為 f=0；02 Hz = 50 Hz，A正確；圖 像上對(duì)應(yīng)的0.01 s時(shí)刻，交流電壓為零，此時(shí)通過發(fā)電機(jī)中的線圈的磁通量最大，磁通量變化率最小為零，發(fā)電機(jī)中的線圈剛好與中性面重合，B錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值為U=竺群V=25 V,故原線,12U1 mn2圈兩端電壓為 U=U UR1=20 V,根據(jù)公式 皿=可得副線圈兩端電壓，即 R2兩端電壓為U2=U.= 10 V, C 正確；通過R的電流11 = 1=2.5 A ,由=”,得副線圈中電流I