专题十二交变电流、传感器习题WORD版

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专题十二　交变电流、传感器基础篇　固本夯基考点一　交变电流的产生、描述及其变化规律1.(2020海南,3,4分)图甲、乙分别表示两种电流的波形,其中图乙所示电流按正弦规律变化,分别用I1和I2表示甲和乙两电流的有效值,则(　　)甲乙　　　　　　　　　　　　　　　A.I1∶I2=2∶1　　　　 　　B.I1∶I2=1∶2C.I1∶I2=1∶　　　　　　D.I1∶I2=∶1答案　D　2.(2018课标Ⅲ,16,6分)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如图所示。则Q方∶Q正等于(　　)A.1∶　　　　　　B.∶1　　　　　　C.1∶2　　　　　　D.2∶1答案　D　3.(2019天津理综,8,6分)(多选)单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　A.时刻线框平面与中性面垂直B.线框的感应电动势有效值为C.线框转一周外力所做的功为D.从t=0到t=过程中线框的平均感应电动势为答案　BC　4.(2021北京,5,3分)一正弦式交变电流的i-t图像如图所示。下列说法正确的是(　　)A.在t=0.4s时电流改变方向B.该交变电流的周期为0.5sC.该交变电流的表达式为i=2cos5πtAD.该交变电流的有效值为A答案　C　5.(2021天津,3,5分)如图所示,闭合开关后,R=5Ω的电阻两端的交流电压为u=50sin10πtV,电压表和电流表均为理想交流电表,则(　　)A.该交流电周期为0.02sB.电压表的读数为100VC.电流表的读数为10AD.电阻的电功率为1kW答案　C　6.(2021辽宁,5,4分)如图所示,N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L,线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO'以角速度ω匀速转动,ab边距轴。线圈中感应电动势的有效值为(　　)A.NBL2ω　　　　　　B.NBL2ωC.NBL2ω　　　　　　D.NBL2ω答案　B　7.(2021江苏,12,8分)贯彻新发展理念,我国风力发电发展迅猛,2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示,发电机的线圈固定,磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动。已知磁体间的磁场为匀强磁场,磁感应强度的大小为0.20T,线圈的匝数为100、面积为0.50m2、电阻为0.60Ω。若磁体转动的角速度为90rad/s,线圈中产生的感应电流为50A,求:(1)线圈中感应电动势的有效值E;(2)线圈的输出功率P。解析　根据题意可知线圈相对磁场的转动角速度ω=90rad/s(1)感应电动势的最大值Em=NBSω=100×0.20×0.50×90V=900V则有效值E==450V (2)线圈的输出功率P=P总-P内=EI-I2r=(450×50-502×0.60)W≈30kW 考点二　理想变压器1.(2019江苏单科,1,3分)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10,当输入电压增加20V时,输出电压(　　)A.降低2V　　　　　　B.增加2VC.降低200V　　　　　　D.增加200V答案　D　2.(2020江苏单科,2,3分)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示。其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上。则电流互感器(　　)A.是一种降压变压器B.能测量直流电路的电流C.原、副线圈电流的频率不同D.副线圈的电流小于原线圈的电流答案　D　3.(2021广东,7,4分)某同学设计了一个充电装置,如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电,周期为0.2s,电压最大值为0.05V。理想变压器原线圈接螺线管,副线圈接充电电路,原、副线圈匝数比为1∶60。下列说法正确的是(　　)A.交流电的频率为10HzB.副线圈两端电压最大值为3VC.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率答案　B　4.(2017北京理综,16,6分)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt(V)的交流电源上,副线圈接有R=55Ω 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是(　　)A.原线圈的输入功率为220WB.电流表的读数为1AC.电压表的读数为110VD.副线圈输出交流电的周期为50s答案　B　5.(2021河北,8,6分)(多选)如图,发电机的矩形线圈长为2L、宽为L,匝数为N,放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0、n1和n2,两个副线圈分别接有电阻R1和R2。当发电机线圈以角速度ω匀速转动时,理想电流表读数为I。不计线圈电阻,下列说法正确的是(　　)A.通过电阻R2的电流为　　　　　　B.电阻R2两端的电压为C.n0与n1的比值为　　　　　　D.发电机的功率为答案　BC　6.(2020课标Ⅲ,20,6分)(多选)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10Ω,R3=20Ω,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是(　　)A.所用交流电的频率为50HzB.电压表的示数为100VC.电流表的示数为1.0AD.变压器传输的电功率为15.0W答案　AD　7.(2021湖北,6,4分)如图所示,理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电,副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻,在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中(　　)A.电流表A1示数减小B.电流表A2示数增大C.原线圈输入功率先增大后减小D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大答案　A　8.(2021海南,9,4分)(多选)如图,理想变压器原线圈接在u=220sin100πt(V)的交流电源上,副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时,原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1,为了使图中“100V,50W”的灯泡能够正常发光,下列操作可行的是(　　)A.仅将滑片P向上滑动B.仅将滑片P向下滑动C.仅在副线圈电路中并联一个阻值为20Ω的电阻D.仅在副线圈电路中串联一个阻值为20Ω的电阻答案　BD　考点三　传感器1.(2021陕西期末,2)传感器已广泛应用于生产和生活中,下列关于传感器的说法正确的是(　　)A.给货车称重的地磅使用了光传感器B.夜间自动打开的路灯使用了红外线传感器C.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号D.电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片。这种双金属片的作用是控制电路的通断答案　D　2.(2021江苏南京师大附中月考,2)如图所示是一种水位自动报警器的原理示意图,当杯中水的水位到达金属块B时,出现的情况是(　　)A.只L1灯亮　　　　　　B.只L2灯亮C.L1、L2两灯同时亮　　　　　　D.L1、L2两灯都不亮答案　B　3.(2020山东期末,6)电子眼又称电子警察,它采用感应线来感应路面上汽车传来的压力。感应线实质是一个压电薄膜传感器,压电薄膜在受压时两端产生电压,压力越大电压越大,压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路。如果汽车的前、后轮先后经过感应线,回路中产生两个脉冲电流,如图乙所示。当十字路口红灯亮时,电子警察系统启动,若回路中产生两个脉冲电流,电子眼拍照,认定为“闯红灯”。则当红灯亮时(　　)A.车轮停在感应线上时,电阻R上的电流为零B.车轮经过感应线的过程中,电容器C的电荷量一直增大C.车轮经过感应线的过程中,电容器C两极板间的电场强度保持不变D.汽车前轮越过感应线后,又倒回到线内,不会被电子眼拍照答案　A　 综合篇　知能转换拓展　交变电流知识综合1.(2021浙江6月选考,5,3分)如图所示,虚线是正弦交流电的图像,实线是另一交流电的图像,它们的周期T和最大值Um相同,则实线所对应的交流电的有效值U满足(　　)　　　　　　　　　　　　　　　A.U=Um　　　　　　B.U=Um　　　　　　C.U>Um　　　　　　D.U<Um答案　D　2.(2020北京,9,3分)如图所示,理想变压器原线圈接在u=Umsin(ωt+φ)的交流电源上,副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电表内电阻影响。闭合开关S后(　　)A.电流表A2的示数减小　　　　　　B.电压表V1的示数减小C.电压表V2的示数不变　　　　　　D.电流表A1的示数不变答案　A　3.(2020山东,5,3分)图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=22∶3,输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15Ω,额定电压为24V。定值电阻R1=10Ω、R2=5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。为使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为(　　)甲乙A.1Ω　　　　　　B.5Ω　　　　　　C.6Ω　　　　　　D.8Ω答案　A　4.(2021湖南,6,4分)如图,理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2,输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是(　　)A.L1先变暗后变亮,L2一直变亮B.L1先变亮后变暗,L2一直变亮C.L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗D.L1先变亮后变暗,L2先变亮后变暗答案　A　5.(2018天津理综,4,6分)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的,则(　　)A.R消耗的功率变为P　　　　　　B.电压表V的读数变为UC.电流表A的读数变为2I　　　　　　D.通过R的交变电流频率不变答案　B　6.(2020辽宁葫芦岛统考)(多选)如图所示为模拟远距离输电的实验电路图。两理想变压器的匝数n1=n4<n2=n3,模拟输电线上的四个电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R,A1、A2为相同的理想交流电流表,L1、L2为相同的小灯泡,灯丝电阻RL>2R,忽略灯丝电阻随温度的变化。在A、B端接入输出电压为U的低压交流电源,下列说法正确的是(　　)A.A1的示数I1=B.灯泡L1比灯泡L2亮C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率D.R2两端的电压小于R4两端的电压答案　BD　7.(2021福建,3,4分)某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示,图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器,所有电表视为理想电表,不考虑变压器的输入电压随负载变化,则当住户使用的用电器增加时,图中各电表的示数变化情况是(　　)A.A1 增大,V2不变,V3增大B.A1增大,V2减小,V3增大C.A2增大,V2增大,V3减小D.A2增大,V2不变,V3减小答案　D　8.(2022届河北五校联考,4)一交流电源电压u=220sin100πt(V),通过理想变压器对如图电路供电,已知原、副线圈匝数比为10∶1,L1灯泡的额定功率为4W,L2灯泡的额定功率为20W,排气扇电动机线圈的电阻为1Ω,电流表的示数为2A,用电器均正常工作,电表均为理想电表,则(　　)A.流过L1的电流为20AB.排气扇电动机的发热功率为2WC.整个电路消耗的功率为44WD.排气扇电动机的输出功率为20W答案　C　9.(2022届河北省级联考,8)(多选)如图所示,高铁的供电流程是将高压220kV或110kV经过牵引变电所进行变压,降至27.5kV,通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电,机车最终获得25kV的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是(　　)A.若电网的电压为220kV,则变电所的变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=8∶1B.若电网的电压为110kV,则变电所的变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶4C.如果高铁机车功率为9000kW,则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为6.9ΩD.如果高铁机车功率为9000kW,则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为7.6Ω答案　AC　10.(2022届河北示范校联考,8)(多选)如图所示,在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中,有一个10匝的矩形金属线框,绕垂直磁场的轴OO'以角速度50rad/s匀速转动,线框电阻为200Ω,面积为0.5m2,线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连,副线圈接有两只额定电压为2V的灯泡L1和L2,开关S断开时灯泡L1正常发光,理想电流表示数为0.01A,则(　　)A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值表达式为e=100sin50·t(V)B.灯泡L1的额定功率为0.98WC.若开关S闭合,灯泡L1将更亮D.原、副线圈的匝数比为49∶1答案　BD　应用篇　知行合一应用　探究减少输电损耗的方法——变压器在远距离输电中的应用　　　　　　　　　　　　　　　　1.(2018江苏单科,2,3分科技工程)采用220kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的,输电电压应变为(　　)A.55kV　　　　　　B.110kVC.440kV　　　　　　D.880kV答案　C　2.(2021江苏新高考适应卷,7科学探索)小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗,将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路,忽略导线的自感作用。其中T1为理想升压变压器,T2为理想降压变压器,两次实验中使用的灯泡相同,灯泡的电压相等。两次实验中(　　)A.都接直流电源B.A两端的电压相等C.A损耗的功率相等D.图1中A的电流较大答案　D　3.(2020课标Ⅱ,19,6分科技工程)(多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电,输电线上损耗的电功率为ΔP,到达B处时电压下降了ΔU。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为ΔP',到达B处时电压下降了ΔU'。不考虑其他因素的影响,则　(　　)A.ΔP'=ΔP　　　　　　B.ΔP'=ΔPC.ΔU'=ΔU　　　　　　D.ΔU'=ΔU答案　AD　4.(2021山东,9,4分科学探索)(多选)输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3,输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10Ω。开关S接1时,右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1,R上的功率为10W;接2时,匝数比为1∶2,R上的功率为P。以下判断正确的是(　　)A.r=10Ω　　　　　　B.r=5Ω　　　　　　C.P=45W　　　　　　D.P=22.5W答案　BD　5.(2022届河北五个一联盟联考,7典型模型)如图所示为某水电站远距离输电的原理图。升压变压器的原副线圈匝数比为k,输电线的总电阻为R,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂输出的电压恒为U,若由于用户端负载变化,使发电厂输出功率增加了ΔP。下列说法正确的是(　　)A.电压表V1的示数不变,电压表V2的示数增大B.电流表A1、A2的示数均减小C.输电线上损失的电压增加了D.输电线上损失的功率增加了答案　C