（江蘇專用）2019版高考物理大一輪復習 第11單元 交變電流 傳感器作業(yè)手冊.docVIP

第11單元 交變電流 傳感器課時作業(yè)(二十八)第28講交變電流的產生及描述時間 / 40分鐘基礎鞏固1.2018北京豐臺期末 如圖k28-1所示,矩形線框置于磁場中,該磁場可視為勻強磁場,線框通過導線與電阻r構成閉合回路,線框在磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸逆時針勻速轉動.下列說法正確的是()圖k28-1a.線框通過圖中位置瞬間,線框中的電流方向為abcdab.線框通過圖中位置瞬間,穿過線框的磁通量最大c.線框通過圖中位置瞬間,通過電阻r的電流瞬時值最大d.若使線框轉動的角速度增大一倍,那么通過電阻r的電流的有效值變?yōu)樵瓉淼?.2017四川涼山診斷 圖k28-2甲為一臺小型發(fā)電機示意圖,產生的感應電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示.已知發(fā)電機線圈的匝數為100匝,電阻r=2 ,外電路的小燈泡電阻恒為r=6 ,電壓表、電流表均為理想電表.下列說法正確的是()圖k28-2a.電壓表的示數為4 vb.電流表的示數為0.5 ac.1 s內通過小燈泡的電流方向改變25次d.線圈在轉動過程中,磁通量最大為 wb3.(多選)2017天津卷 在勻強磁場中,一個100匝的閉合矩形金屬線圈繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉動,穿過該線圈的磁通量隨時間按圖k28-3所示正弦規(guī)律變化.設線圈總電阻為2 ,則()圖k28-3a.t=0時,線圈平面平行于磁感線b.t=1 s時,線圈中的電流改變方向c.t=1.5 s時,線圈中的感應電動勢最大d.一個周期內,線圈產生的熱量為82 j4.一只電阻分別通入四種不同形式的電流,如圖k28-4所示的圖像分別表示這四種電流隨時間變化的情況,在t=0.02 s內電阻產生的熱量最多的是()圖k28-45.2017貴州遵義航天中學模擬 如圖k28-5甲所示,在勻強磁場中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速繞與磁感線垂直的軸勻速轉動,產生的交變電動勢圖像如圖乙中曲線a、b所示,則()圖k28-5a.兩次t=0時刻線圈平面均與中性面垂直b.曲線a、b對應的線圈角速度之比為32c.曲線a表示的交變電動勢頻率為50 hzd.曲線b表示的交變電動勢有效值為10 v技能提升6.先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電,第一次燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化(如圖k28-6甲所示);第二次燈泡兩端的電壓隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示.若甲、乙圖中的u0、t所表示的電壓、周期的數值是相同的,則以下說法正確的是()圖k28-6a.第一次燈泡兩端的電壓有效值是b.第二次燈泡兩端的電壓有效值是c.第一、二兩次燈泡的電功率之比是29d.第一、二兩次燈泡的電功率之比是157.(多選)在如圖k28-7所示電路中,電源的電壓u=311sin 100t(v),a、b間接有“220 v440 w”規(guī)格的電暖寶、“220 v220 w”規(guī)格的抽油煙機、交流電壓表及保險絲.下列說法錯誤的是()圖k28-7a.交流電壓表的示數為311 vb.電路要正常工作,保險絲的額定電流不能小于3 ac.電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機發(fā)熱功率的2倍d.抽油煙機1 min內消耗的電能為1.32104 j8.如圖k28-8所示,單匝矩形閉合導線框abcd一半處于磁感應強度為b的有界勻強磁場中,線框面積為s,電阻為r.線框繞與其中心線重合的豎直固定轉軸oo以角速度勻速轉動,固定轉軸恰好位于勻強磁場的右邊界,則線框中感應電流的有效值為()圖k28-8a.c.9.(多選)圖k28-9甲為風力發(fā)電的簡易模型,在風力的作用下,風葉帶動與其固定在一起的磁鐵轉動,轉速與風速成正比.在某一風速時,線圈中產生的正弦式交變電流如圖乙所示,則()圖k28-9a.交變電流的瞬對值表達式為i=0.6sin 10t(a)b.磁鐵的轉速為10 r/sc.風速加倍時電流的表達式為i=1.2sin 10t(a)d.風速加倍時線圈中電流的有效值為0.6 a10.(多選)如圖k28-10所示,m為半圓形導線框,圓心為om;n是圓心角為直角的扇形導線框,圓心為on;兩導線框在同一豎直平面(紙面)內,兩圓弧半徑相等;過直線omon的水平面上方有一勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里.現使線框m、n在t=0時從圖示位置開始分別繞過om和on且垂直于紙面的軸以相同的周期t逆時針勻速轉動,則()圖k28-10a.兩導線框中均會產生正弦式交流電b.兩導線框中感應電流的周期都等于tc.在t=時,兩導線框中產生的感應電動勢相等d.兩導線框的電阻相等時,兩導線框中感應電流的有效值也相等挑戰(zhàn)自我11.某興趣小組設計了一種發(fā)電裝置,如圖k28-11所示.在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為,磁場均沿半徑方向.匝數為n的矩形線圈abcd的邊長ab=cd=l,bc=ad=2l,線圈以角速度繞中心軸勻速轉動,bc和ad邊同時進入磁場.在磁場中,兩條邊所經過處的磁感應強度大小均為b、方向始終與兩邊的運動方向垂直.線圈的總電阻為r,外接電阻為r.求:(1)線圈切割磁感線時,感應電動勢的大小em;(2)線圈切割磁感線時,bc邊所受安培力的大小f;(3)通過外接電阻的電流的有效值i.圖k28-11課時作業(yè)(二十九)第29講變壓器遠距離輸電時間 / 40分鐘基礎鞏固1.(多選)2017吉林調研 某興趣小組用實驗室的手搖發(fā)電機和一個近似理想的小變壓器給一個燈泡供電,電路如圖k29-1所示,當線圈以較大的轉速n勻速轉動時,額定電壓為u0的燈泡正常發(fā)光,電壓表示數是u1.已知線圈電阻是r,燈泡電阻是r,則()圖k29-1a.變壓器輸入電壓的瞬時值是u=u1sin 2nt(v)b.變壓器的原、副線圈匝數比是u1u0c.電流表的示數是d.線圈中產生的感應電動勢最大值是em=u12.2018北京東城期末 如圖k29-2所示,理想變壓器的原線圈通過保險絲接在一個交變電源上,交變電壓瞬時值隨時間變化的規(guī)律為u=311sin 100t(v),副線圈所在電路中接有燈泡、電動機、理想交流電壓表和理想交流電流表.已知理想變壓器原、副線圈匝數比為101,燈泡額定功率為44 w,電動機線圈的電阻為1 ,電流表示數為3 a,各用電器均正常工作,則()圖k29-2a.電壓表示數為31.1 vb.電動機的輸出功率為21 wc.變壓器的輸入功率為44 wd.通過保險絲的電流為30 a3.(多選)2017石家莊辛集中學測試 如圖k29-3甲所示是一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時產生的交變電壓隨時間變化的圖像,現將該交流電接在如圖乙所示的理想變壓器原線圈的兩端,v1、v2為理想交流電壓表, r0為定值電阻,r為滑動變阻器.下列說法中正確的是()圖k29-3a.該交變電壓瞬時值的表達式為 u=220sin 100t(v)b.當t=1.510-2 s 時,線圈平面與磁場方向平行c.若只減少理想變壓器原線圈的匝數,則變壓器的輸入功率將減小d.若只增大滑動變阻器接入電路中的阻值,則電壓表v1與v2示數的比值將減小4.(多選)2017太原模擬 圖k29-4為遠距離輸電示意圖,其中t1、t2均為理想變壓器,r是輸電線的電阻,燈l1、l2相同且阻值不變.現保持變壓器t1的輸入電壓不變,滑片p位置不變,當開關s斷開時,燈l1正常發(fā)光,則()圖k29-4a.僅閉合s,燈l1會變亮b.僅閉合s,輸電線消耗的功率會變大c.僅將滑片p下移,輸電線消耗的功率會變小d.僅將滑片p上移,電流表示數會變小能力提升5.一自耦變壓器如圖k29-5所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈,將其接在a、b間作為原線圈.通過滑動觸頭取該線圈的一部分,接在c、d間作為副線圈.在a、b間輸入電壓為u1的交變電流時,c、d間的輸出電壓為u2.在將滑動觸頭從m點順時針旋轉到n點的過程中()圖k29-5a.u2u1,u2降低 b.u2u1,u2升高c.u2u1,u2降低 d.u2u1,u2升高6.如圖k29-6所示,接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡l供電.如果將原、副線圈減少相同匝數,其他條件不變,則()圖k29-6a.小燈泡變亮b.小燈泡變暗c.原、副線圈兩端電壓的比值不變d.通過原、副線圈電流的比值不變7.(多選)2017鄭州預測 如圖k29-7甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數之比為21,r1、r2為定值電阻,且r1=2r2,已知a、b兩端電壓u按圖乙所示正弦規(guī)律變化.下列說法正確的是圖k29-7a.電阻r2中的電流方向每秒鐘改變100次b.電壓表示數為110 vc.電阻r1、r2消耗的功率之比為14d.a、b兩端與副線圈兩端的電壓之比為318.鉗形電流測量儀的結構圖如圖k29-8所示,其鐵芯在捏緊扳手時會張開,可以在不切斷被測載流導線的情況下,通過內置線圈中的電流值i和匝數n獲知載流導線中的電流大小i0.關于該鉗形電流測量儀,下列說法正確的是()圖k29-8a.該測量儀可測量直流電的電流b.載流導線中電流大小i0=c.若鉗形部分鐵芯沒有完全閉合,測量出的電流將小于實際電流d.若將載流導線在鐵芯上多繞幾匝,鉗形電流測量儀的示數將變小9.如圖k29-9所示為某發(fā)電站電能輸送示意圖.已知發(fā)電機的輸出電壓、輸電線的電阻及理想升壓、降壓變壓器匝數均不變.若用戶電阻r0減小,下列說法正確的是()圖k29-9a.發(fā)電機的輸出功率減小b.輸電線上損失的功率減小c.用戶得到的電壓減小d.輸電線上的輸電電壓減小10.2017山西模擬 如圖k29-10所示,理想變壓器的原、副線圈電路中接有規(guī)格相同的燈泡,原線圈電路接在電壓有效值恒為u0的交變電源上.當s斷開時,l1、l2、l3三只燈泡均正常發(fā)光;若閉合s,已知燈泡都不會損壞,且燈絲電阻不隨溫度變化,則()圖k29-10a.燈泡l1變亮 b.燈泡l2變亮c.燈泡l3亮度不變d.燈泡l4正常發(fā)光挑戰(zhàn)自我11.在如圖k29-11甲所示的電路中,理想變壓器原、副線圈匝數比為21.a,b兩端電壓與時間的關系如圖乙所示,二極管可視為理想二極管,電表均為理想電表,電阻r=10 .下列說法正確的是()圖k29-11a.電壓表示數為4.5 vb.電壓表示數為0c.電流表示數為0.9 ad.電路消耗功率為16.2 w12.(多選)2017西安長安一中模擬 如圖k29-12甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數之比為101,b是原線圈的中心接頭,原線圈輸入的電壓如圖乙所示,副線圈電路中r1、r3為定值電阻,r2為ntc型熱敏電阻(阻值隨溫度升高而減小),c為耐壓值為70 v的電容器,所有電表均為理想電表.下列判斷正確的是()圖k29-12a.當單刀雙擲開關與a連接,電阻r2所在處溫度升高時,a1的示數變大,a2的示數減小b.當單刀雙擲開關與b連接時,副線圈兩端電壓的頻率變?yōu)?5 hzc.當單刀雙擲開關與b連接時,電容器c不會被擊穿d.其他條件不變,單刀雙擲開關由ab時,變壓器的輸出功率變?yōu)樵瓉淼慕處熢斀?作業(yè)手冊)課時作業(yè)(二十八)1.c解析 線框通過圖中位置瞬間,穿過線框的磁通量為零,感應電動勢最大,所以感應電流也最大,通過電阻r的電流瞬時值最大,故選項b錯誤,選項c正確;ab邊和cd邊切割磁感線產生感應電流,根據右手定則可知電流方向為adcba,故選項a錯誤;根據e=nbs可知,增大一倍,e也增大一倍,根據i=可知,通過電阻r的電流的有效值也增大一倍,故選項d錯誤.2.b解析 由圖像可知,交變電動勢的最大值為em=4 v,有效值為e=4 v,根據閉合電路的歐姆定律可知u=6 v=3 v,a錯誤;電流表的示數為i= a=0.5 a,b正確;由圖像可知,t=410-2 s,f=25 hz,一個周期內電流方向改變2次,所以1 s內通過小燈泡的電流方向改變50次,c錯誤;根據em=nbs可知m=bs= wb,d錯誤.3.ad解析 t=0時,磁通量為零,線圈平面平行于磁感線,故a正確;每經過一次中性面(線圈垂直于磁感線,磁通量有最大值),電流的方向改變一次,t=1 s時,磁通量為零,線圈平面平行于磁感線,所以線圈中的電流方向不變,故b錯誤;t=1.5 s時,磁通量有最大值,但磁通量的變化率為零,根據法拉第電磁感應定律可知線圈中的感應電動勢為零,故c錯誤;感應電動勢最大值em=nbs=nm=4 v,有效值e= v,一個周期內線圈產生的熱量q=t=82 j,故d正確.4.d解析 對a選項,正弦式交變電流有效值i1= a,根據焦耳定律得q1=rt=2rt(j);對b選項,電流有效值i2= a,根據焦耳定律得q2=rt=2rt(j);對c選項,根據焦耳定律得q3=rt=2.25rt(j);對d選項,對于方波電流,根據焦耳定律得q4=4rt(j),故選項d正確.5.b解析 在t=0時刻,電動勢均為零,磁通量變化率均為零,線圈平面一定處于中性面上,故選項a錯誤;由圖可知,曲線a對應線圈的周期為410-2 s,曲線b對應線圈的周期為610-2 s,則由=可知,角速度與周期成反比,故角速度之比為32,故選項b正確;曲線a表示的交變電動勢的頻率fa=25 hz,選項c錯誤;因曲線a、b對應的線圈角速度之比為32,曲線a表示的交變電動勢最大值是15 v,根據em=nbs得曲線b表示的交變電動勢最大值是10 v,則有效值為u= v,選項d錯誤.6.d解析 第一次,燈泡兩端的電壓有效值為u1=,電功率p1=;第二次,設燈泡兩端的電壓有效值為u2,有t,解得u2=u0,電功率p2=,則p1p2=15,故選項a、b、c錯誤,選項d正確.7.abc解析 由u=311sin 100t(v)可知電源電壓的峰值um=311 v,則其有效值u=220 v,故交流電壓表的示數為220 v,選項a錯誤;流過電暖寶的電流為i1=2 a,流過抽油煙機的電流為i2=1 a,則流過保險絲的電流i=i1+i2=3 a,保險絲的額定電流為交變電流的有效值,故選項b錯誤;電暖寶是純電阻用電器,而抽油煙機是非純電阻用電器,故發(fā)熱功率不是2倍關系,選項c錯誤;抽油煙機1 min內消耗的電能為w=pt=1.32104 j,選項d正確.8.a解析 線框中產生的感應電動勢的最大值為em=bs,則線框中感應電流的有效值為i=.9.ad解析 根據圖像可知交變電流的最大值為0.6 a,周期t=0.2 s,則=10 rad/s,故交變電流的瞬時值表達式為i=0.6sin 10t(a),a正確;交變電流的周期為t=0.2 s,故磁鐵的轉速為n=5 r/s,b錯誤;風速加倍時,角速度加倍,根據em=nbs可知產生的感應電動勢加倍,形成的感應電流加倍,故風速加倍時交變電流的表達式為i=1.2sin 20t(a),形成的感應電流最大值im=1.2 a,故有效值為i= a,c錯誤,d正確.10.bc解析 設導線框半徑為l,角速度為,兩導線框切割磁感線時的有效長度始終等于圓弧半徑,因此在產生感應電動勢時其瞬時感應電動勢大小始終為e=bl2,但進磁場和出磁場時電流方向相反,所以線框中應該產生方波交流電,如圖所示,a錯誤;由t=可知,兩導線框中感應電流的周期相同,均為t,b正確;在t=時,兩導線框均在切割磁感線,故兩導線框中產生的感應電動勢均為bl2,c正確;對于線框m,有t,解得u有m=e,對于線框n,有t,解得u有n=e,故兩導線框中感應電流的有效值并不相等,d錯誤.11.(1)2nbl2(2)(3)解析 (1)bc、ad邊的運動速度v=故感應電動勢em=4nblv=2nbl2.(2)電流im=故ab邊所受安培力f=2nbiml=.(3)一個周期內,有電流通過的時間t=t,r上消耗的電能w=rt=i2rt解得i=.課時作業(yè)(二十九)1.bc解析 線圈以較大的轉速n勻速轉動時,有=2n,所以變壓器輸入電壓的瞬時值表達式是u=u1sin 2nt(v),故a錯誤;原、副線圈兩端電壓與匝數成正比,所以變壓器的原、副線圈的匝數比是u1u0,故b正確;理想變壓器的輸入功率和輸出功率相等,燈泡正常發(fā)光時電功率為p=,所以輸入功率為p=,電流表的示數是i1=,故c正確;由于線圈有內阻r,故線圈中產生的電動勢有效值大于u1,最大值也就大于u1,故d錯誤.2.b解析 因為理想變壓器原、副線圈匝數比為101,原線圈的交變電壓的最大值是311 v,有效值為220 v,故副線圈的電壓有效值為22 v,即電壓表的示數為22 v,選項a錯誤;因為燈泡的額定功率為44 w,且正常工作,故通過燈泡的電流為2 a,通過電動機的電流為3 a-2 a=1 a,電動機的輸出功率為p出=22 v1 a-(1 a)21 =21 w,選項b正確;變壓器的輸入功率為22 v3 a=66 w,選項c錯誤;通過保險絲的電流為=0.3 a,選項d錯誤.3.bd解析 由圖甲可知,該交流電的頻率為50 hz,電壓最大值為220v,故其瞬時值表達式為u=220sin 100t(v),選項a錯誤;由圖甲可知,當t=1.510-2 s時,交變電壓最大,由法拉第電磁感應定律可知,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,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變大,故輸入功率將變大,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v1的示數不發(fā)生變化,而副線圈電路中電流將減小,定值電阻r0兩端的電壓將減小,電壓表v2的示數將增大,故電壓表v1與v2示數的比值將減小,選項d正確.4.bd解析 僅閉合s,負載電阻減小,變壓器t2副線圈電流增大,根據變流規(guī)律知,t2原線圈電流增大,即輸電線上電流增大,損耗的電壓u=ir增大,損耗的功率p=i2r增大,t2的輸入電壓u3=u2-ir減小,所以輸出電壓u4減小,即燈泡l1兩端電壓減小,變暗,故a錯誤,b正確;僅將滑片p下移,變壓器t1副線圈匝數增加(n2增加),根據可知u2變大,所以變壓器t2的輸入電壓u3增大,u4增大,根據i4=得負載電流增大,整個電路的電流增大, r消耗的功率會變大,故c錯誤;僅將滑片p上移,同理可得輸電線的電流減小,電流表示數會變小,故d正確.5.c解析 根據變壓器原、副線圈兩端電壓和線圈匝數的關系有,這里n2n1,所以u2u1.在將滑動觸頭從m點順時針旋轉到n點的過程中,n2變小,n1不變,而原線圈兩端電壓u1也不變,因此u2降低,選項c正確.6.b解析 由變壓器相關知識得,原、副線圈減去相同的匝數n后,有,0,說明變壓器原、副線圈的匝數比變大,可得出c、d錯誤.由于原線圈電壓恒定不變,則副線圈電壓減小,小燈泡實際功率減小,小燈泡變暗,a錯誤,b正確.7.ad解析 由圖乙可知,交流電的周期為0.02 s,所以電流方向每秒鐘改變100次,a正確;設電壓表示數為u2,流過r2的電流為i2=,則u=2u2+2r2, u2= v,b錯誤;根據p=i2r,電阻r1、r2消耗的功率之比為=12,c錯誤;a、b兩端與副線圈兩端的電壓之比為=31,d正確.8.c解析 該測量儀是根據電磁感應原理制成的,故只可測量交流電的電流,選項a錯誤;根據i01=in,則載流導線中電流大小i0=in,選項b