高中物理《交变电流传感器》单元测试题精品答案Word格式文档下载.docx
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C.i=1.41sin5t(A)D.i=1.41sin10πt(A)
3.远距离输电,原来采用2200V输电,输电线上损失的电功率为P,在保持输送电功率和输电线电阻不变的条件下,现采用22kV输电,则输电线上损失的电功率将变为()
A.PB.P
C.10PD.100P
4.如图所示,一台理想变压器的原副线圈的匝数为5∶1,原线圈接入最大值一定的正弦交流电,副线圈电路中一个定值电阻与电容器并联,电压表和电流表均为理想交流电表,电流表A1、A2及电压表V的示数分别为I1、I2、U2,定值电阻的阻值为R,其消耗的功率为P,电容器的电容为C,所带的电量为Q,则它们的关系为()
A.Q=CU2B.I2=
C.P=5I1U2D.=
5.阻值不计的矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈两端的电压随时间的变化规律如图所示.则下列说法中正确的是()
A.线圈两端电压的平均值为10V
B.电压表连接在线圈两端时,其示数为20V
C.在0.01s时,线圈平面与磁场垂直
D.当接外电路时,线圈内的电流方向1s内改变50次
6.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2,副线圈与阻值R=10Ω的电阻相连,原线圈两端所加的电压u=10sin100πt(V),下列说法正确的是()
A.交流电压表的示数为14.1V
B.原线圈中的电流为4A
C.电阻R消耗的电功率为400W
D.副线圈中交流电的频率为50Hz
7.如图所示,理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电,副线圈接有光敏电阻R、交流电表.下列说法正确的是()
A.当U增大时,变压器的输入功率增大
B.当f减小时,变压器的输入功率减小
C.当光照增强时,交流电表的示数减小
D.当滑动触头P向下滑动时,交流电表的示数增大
8.通过理想变压器给用电器供电,电路如图甲所示,变压器初级线圈匝数n1=1000匝,两次级线圈的匝数分别为n2=50匝、n3=100匝.在初级线圈ab端接如图乙所示的交变电流,下列说法正确的是()
A.交流电的频率为50HzB.U2=50V,U3=100V
C.I1∶I2=1∶20D.闭合电键S,则I1增大
二、非选择题(共4小题,52分)
9.(10分)按图所示接好电路,合上S1、S2,发现小灯泡不亮,原因是________________;
用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风,会发现小灯泡________,原因是________________;
停止吹风,会发现________________;
把热敏电阻放入冷水中会发现_____________.
10.(14分)如图所示,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的交流电上,向额定电压为1.80×
104V的霓虹灯供电,使它正常发光.为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过12mA时,熔丝就熔断.
(1)熔丝的熔断电流是多大?
(2)当副线圈电路中电流为10mA时,变压器的输入功率是多大?
11.(14分)一座小型发电站的输出功率是20kW,输电线路总电阻是5Ω.
(1)若输电电压是400V,输电线路损耗的功率是多少?
(2)若改用5000V高压输电,用户端利用n1∶n2=22∶1的变压器降压,用户得到的电压是多少?
12.(14分)如图所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,总电阻r=1.0Ω,所围成矩形的面积S=0.040m2,小灯泡的电阻R=9.0Ω,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nB0Scost,其中B0为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化.求:
(1)线圈中产生感应电动势的最大值;
(2)小灯泡消耗的电功率;
(3)在磁感应强度变化的0~时间内,通过小灯泡的电荷量.
《交变电流传感器》单元测试题参考答案
1.
解析:
选A.此交流电的有效值为6V,故用交流电压表测该电源电压时,示数是6V,选项A正确,B错误;
因为T==s=0.02s,故用此电源给电磁打点计时器供电时,打点的时间间隔为0.02s,选项C错误;
因为此交流电的有效值为6V,故把标有“6V3W”的小灯泡接在该电源上时,小灯泡能正常发光,选项D错误;
故选A.
2.
选D.因为小灯泡正常发光,所以电路中电流的有效值为I==1A,则电流的最大值为Im=A≈1.41A.因为转速n=5r/s,且ω=2nπ,所以ω=10πrad/s,故电路中电流的瞬时值表达式为i=1.41sin10πt(A),选项D正确.
3.
选A.据题意,提升电压前,损失的功率为:
P=2R=R=;
当电压提升后,损失功率为:
P′=2R=R=,则P′=,故选项A正确.
4.
选D.由于电容器两端电压是变化的,即电容器不断的被充电和放电,故其电量不是一个定值,故不能用公式Q=CU2来计算,故选项A错误;
根据题意I2是副线圈的总电流,而只是通过电阻R的电流,由于电容器不断充电和放电,故I2>,故选项B、C错误;
根据变压器的相关规律:
==,故选项D正确.
5.
选C.因为电压随时间变化不是线性关系,故线圈两端电压的平均值不等于10V,选项A错误;
电压表连接在线圈两端时,其示数应为电压的有效值V=10V,选项B错误;
在0.01s时,感应电动势为零,故线圈平面与磁场垂直,选项C正确;
电流方向每周期变化2次,故当接外电路时,线圈内的电流方向1s内改变100次,选项D错误;
故选C.
6.
选BD.由交流电的瞬时值可得电压的最大值为10V,所以电压的有效值为10V,交流电压表的示数为电压的有效值,所以电压表的示数为10V,所以A错误.根据电压与匝数成正比可得,副线圈的电压为20V,所以电阻R上消耗的电功率为P==W=40W,所以C错误.副线圈的电流为I2==A=2A,根据电流与匝数成反比可得,原线圈中的电流为4A,所以B正确.变压器不会改变电流的频率,所以副线圈输出交流电的频率为f===Hz=50Hz,所以D正确.
7.
选AD.当U增大时,根据=可知,变压器次级电压增大,次级消耗的功率变大,则变压器的输入功率增大,选项A正确;
当f减小时,输入电压和输出电压不变,输出功率不变,故变压器的输入功率不变,故选项B错误;
当光照增强时,光敏电阻R的值减小,交流电表的示数增大,选项C错误;
当滑动触头P向下滑动时,根据=可知,变压器次级电压变大,则交流电表的示数增大,选项D正确.
8.
选AD.交流电的周期为0.02s,频率为50Hz,选项A正确;
根据变压器的匝数与电压比可知,U2==·
V=25V;
U3==·
V=50V,选项B错误;
因电流与匝数之间满足:
I1n1=I2n2+I3n3,故选项C错误;
闭合电键S,则I3变大,根据I1n1=I2n2+I3n3可知I1增大,选项D正确;
故选D.
9.(10分)
根据热敏电阻的性质进行分析,由于热敏电阻在常温时阻值较大,左侧电路中电流较小,电磁铁磁性较弱吸不住衔铁;
当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小时,电路中电流增大,电磁铁吸住衔铁,使右侧电路接通,小灯泡亮了;
停止吹风后,小灯泡不会立即熄灭,因为热敏电阻温度仍然较高,当把热敏电阻放入冷水后,热敏电阻温度降低很快,阻值变大,故小灯泡熄灭.
答案:
见解析
10.(14分)
(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2,根据理想变压器的输入功率等于输出功率,则U1I1=U2I2.
当I2=12mA时,I1即为熔断电流,I1=I2≈0.98A.
(2)当副线圈电流为I2′=10mA时,变压器的输入功率为P1,所以P1=P2=I2′U2=180W.
(1)0.98A
(2)180W
11.(14分)
(1)输电线上的电流为
I==A=50A,
输电线路损耗的功率为
P损=I2R=502×
5W=12500W=12.5kW.
(2)改用高压输电后,输电线上的电流变为
I′==A=4A,
用户端在变压器降压前获得的电压
U1=U′-I′R=(5000-4×
5)V=4980V,
根据=可知,用户得到的电压为
U2=U1=×
4980V=226.4V.
(1)12.5kW
(2)226.4V
12.(14分)
(1)由e=nB0Scost,可知最大值Em=nB0S·
=8V;
(2)电路中电流的最大值Im==A,I==A,
P灯=I2R=2.88W.
(3)=n·
S①
q=·
Δt②
=③
由①②③得:
q=n=4×
10-3C.
答案:
(1)8V
(2)2.88W(3)4×
10-3C
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