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1、交变电流 传感器时间：90分钟 满分：100分命题报告：交流电瞬时值、有效值、平均值、最大值的考查。远距离输电。一、 选择题（本题共10小题，每题4分，共40分）1.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是：（ ）A线圈平面与磁感线方向垂直B通过线圈的磁通量达到最大值C通过线圈的磁通量变化率达到最大值D线圈中的电流方向不发生变化2.图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比为( )3.如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U. 变压器为理想变压器，现在四个灯
2、泡都正常发光，则变压器的匝数比n1:n2为，电源电压U1为 ( )A1:2 2UB1:2 4UC2:1 4UD2:1 2U4.一个N匝的六边形线框面积为S ，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，绕在线框平面的某一转轴转动，转速为n转/秒，则A线框交变电动势的最大值为NnBSB线框交变电动势的有效值为NnBSC从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2NnBSD感应电动势瞬时值为e = 2nBSsin2nt5.如图所示的电路，一灯泡和一可变电容器串联，下列说法正确的是（ ）Aa、b端接稳恒直流电，灯泡发亮Ba、b端接交变电流，灯泡发亮Ca、 b端接交变电流
3、，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大Da、b端接交变电流，灯泡发亮，在不改变交变电流有效值的情况下增大其频率，灯泡亮度增大6.图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是（ ） A.图l表示交流电，图2表示直流电 B.两种电压的有效值相等 C.图1所示电压的瞬时值表达式为u=311 sinl00t VD.图1所示电压经匝数比为10：l的变压器变压后，频率变为原来的7.（主要考查变压器知识兼顾考查电路的动态变化问题）如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表，读数分
4、别为U1和U2；A1、A2 和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是( ) AU2变小、I3变小 BU2不变、I3变大 CI1变小、I2变小 DI1变大、I2变大AAAA零线火线火线零线零线火线零线火线A. B. C. D.8.在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是 9.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要暗些，这是因为此时（ ）A总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小B总电阻比深夜时大，干路电流
5、小，每一支路的电流就小C总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失电压大D干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流10.（考查传感器兼顾考查超重失重）压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中不正确的是 I02I0ItI02I0ItI02I0It甲乙丙丁I02I0ItA甲图表示电梯可能做匀速直线运动 B乙图表示电梯可能做匀加速上升运动 C丙图表示电梯可能做匀加速上升
6、运动 D丁图表示电梯可能做变减速下降运动二非选择题（本大题共6小题，共计60分）P11.（6分）如图所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB100V，R040W，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为_V，通过电阻R0的电流有效值为_A当触头P向下滑动的时候，流过交流电源的电流_.(填“增大 ”、“减小”或“不变”)12、（8分）图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示器各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0 W，定值电阻R=2.0 W，AB间电压U=6.0 V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0103 s时刻
7、断开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。则线圈L的直流电阻RL=_；断开开关后通过电灯的电流方_(填“向左”或“向右”)；在t2=1.6103 s时刻线圈L中的感应电动势的大小为_.UR1LRSAB+图甲01.02.03.00.51.01.5i/At/103s图乙13. （9分）交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中，求：通过R的电荷量q为多少？R上产生电热QR为多少？外力做的功W为多少？-2.002.03.146.289.42/
8、10-2Wbt /10-2sOdORBabcV图17（甲）（乙）14（11分） （兼顾考查闭合电路问题）图17（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10 W，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90 ，与R并联的交流电压表为理想电表。 在t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量F随时间t按图17（乙）所示正弦规律变化。 求：（1）交流发电机产生的电动势的最大值；（2）电路中交流电压表的示数。15.（12分）风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展。如图是山东荣成市滨海大道所
9、建的风车阵。如果风车阵中某发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 .若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.（2）画出此输电线路的示意图.（3）用户得到的电功率是多少？16.（14分）如图所示，一个被x轴与曲线方程 （m）所围成的空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B =0.2 T，正方形金属线框的边长L= 0.40 m，电阻R = 0.1，它的一个变与x轴重合，在拉力F作用下，以v=10m/s的速度水平向右匀速运动，求：Fy/mx/mO0.3拉力F的最大功率。
10、拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区域某同学在老师的帮助下算出了曲线与x轴所围成区域的面积为m2。线框的右边框通过磁场区域的过程中通过线框某一截面的电荷量。（结果保留两位有效数字）参考答案1.ABD 【解析】线圈平面与磁感线垂直的位置叫中性面，A项正确；当线圈处于中性面的时候磁通量最大，B项正确；但磁通量的变化率最小，线圈中的电动势最小，C项错误；线圈转到中性面的时候电流方向改变，D项正确。2.C 【解析】由图知，乙为方波，电流大小不变，故等效电流为1A。而甲电流变化的周期为10-2s,设等效电流为I，将此电流接入电阻为R的电路，则一个周期内应有 解得A.电路中消耗的电功为，即，C项正确。3.
11、C 【解析】灯泡正常发光，通过每个灯泡的电流相同，设为I，则通过副线圈的电流为2I，通过原线圈的电流为I，n1:n2=2I:I=2:1,即原线圈两端的电压, ，C项正确。4.BD 【解析】线框转动的角速度为，无论是什么形状的线框，无论转轴的位置在哪里，只要转轴垂直于磁场，转动过程中产生的最大电动势的最大值为, 由中性面开始转动，电动势的瞬时值表达式为e = 2NnBSsin2nt电动势的有效值为，B项,D项正确。经过1/4周期线圈转过90，线圈中的平均电动势为。5.BCD 【解析】电容器有“通交流，隔直流，通高频，阻低频”的特点，B项，D项正确。增大电容器的电容，可以减小其容抗，电流增大，即灯
12、泡的亮度增加，C项正确。思考：如果电容器换做一个电感线圈呢？6.C 【解析】方向改变的电流就是交流电。正弦交变电流的有效值为最大值的，而图2中的有效值为最大值的。正弦交变电流经过变压器变压后频率不改变。瞬时值表达式为由图象带入数据知，C项正确。7.BC 【解析】原副线圈的匝数和输入电压不变，则输出电压不变，U1、U2不变。S断开，电路中的总电阻变大，输出功率，I2变小，输出决定输入I1变小。R1两端电压减小，则R3两端电压增大，I3变大。B项、C项正确。8.A 【解析】电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中，A项正确。9.C
13、【解析】用电高峰时，用户多，因是并联，总电阻小，干路电流大；而深夜时用户少，总电阻大，干路电流小。用电高峰时，输电线上的电压损失大，每一支路的电压减小，电流减小，灯泡功率减小，所以变暗。C项正确。10.C 【解析】匀速时物体受力与静止时相同，电流应为I0，A项正确；匀加速上升时物体超重，压力恒定，电流恒定且变大，B项正确，C项错误；丁图电流减小，电路中的电阻增大，故此过程压力减小，可能为变减速下降，D项正确。故本题选C项。11.200V 5A 增大 【解析】 因自耦变压器的原副线圈在一起，由题可知，原线圈的匝数为副线圈匝数的一半理想变压器的变压比为，所以V根据部分电路欧姆定律有AP下滑时，原线
14、圈匝数减少，输入电压不变，输出电压增大，R上消耗的功率增大，输出决定输入，输入功率增大，流过电源的电流增大。12. 2 向左 2.0 V【解析】感线圈的电流I0= 1.5A 解得：RL=2 （3分）由自感知，电灯中的电流方向为：向左 （2分）由图读出t= 1.610-3 s时流过电感线圈的电流I=0.2 A闭合电路欧姆定律E=I（RL+R+R1） 得 E=2.0 V （3分）13.【解析】由电流的定义，计算电荷量应该用平均值：即 （3分）求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。， （3分）根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此W=Q 。 （3分）本题主要是考查有效值、最大值、瞬时值和平均值的适用情况及交流电路中的能量转化问题。14. 【解析】（1）交流发电机产生电动势的最大值Em=nBS而Fm=BS、，所
