2020届高考物理专题训练：交变电流传感器(两套附详细答案解析).pdf

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1、1 高考物理专题训练：交变电流传感器（基础卷）一、(本题共 13 小题，每小题 4 分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第17 题只有一项符合题目要求，第813 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2分，有选错的得0 分)1一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是()A在中性面时，通过线圈的磁通量最小B在中性面时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大C线圈通过中性面时，电流的方向发生改变D穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零【答案】C【解析】在中性面时，通过线圈平面的磁通量为最大，但此时的磁通量的变化率为零，感应电动势为零，选项 A、B

2、错误；线圈通过中性面时，电流的方向发生改变，选项C正确；通过线圈的磁通量为零时，线圈平面与磁感线平行，此时感应电动势最大，选项D错误。2如图所示，理想变压器的原线圈接入电压为7200 V的交变电压，r为输电线的等效电阻，且 r 5，电器 RL的规格为“220 V880 W”，已知该电器正常工作，由此可知()A原、副线圈的匝数比为301 B原线圈中的电流为1190A C副线圈中的电流为2 A D变压器的输入功率为880 W【答案】A【解析】由电器 RL正常工作，可得通过副线圈的电流I A4 A，故选项 C错误；副线圈导线上的电压损失Ur45 V20 V，副线圈两端的电压U2220 V+20 V2

3、40 V，因此原、副线圈的匝数比，选项 A正确；又 P1P2U2I22404 W960 W，故选项 D错误；原线圈中的电流I1 A，选项 B错误。3 某兴趣小组利用压敏电阻(压敏电阻的阻值 R随所受压力的增大而减小)设计了判断电梯运动状态的装置，示意图如图甲所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体 A，电梯静止时电压表示数为U0，电梯在某次运动过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断中正确的是()AO t1内电梯可能匀加速上升Bt1t2内电梯可能匀速上升Ct1t2内电梯可能在减速上升Dt2t3内电梯可能匀减速下降【答案】C【解析】0t1内，电压表读数大于U0，可知压敏电

4、阻 B的阻值增大，则所受的压力小于A的重力，物块 A失重，所以电梯不可能匀加速上升，选项A错误；t1t2内，电压表读数大于U0保持不变，则压敏电阻的阻值不变且大于静止时的阻值，说明物块 A失重，则电梯可能匀减速上升，选项 B错误，C正确；t2t3内电压表读数大于U0，说明压敏电阻阻值大于原来静止时的值，则物块 A失重，则电梯加速度向下，选项D错误。4一个长为 a、宽为 b 的单匝矩形线框，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n 转/秒，则()A线框产生的交变电动势的最大值为nBabB线框产生的交变电动势的有效值为2nBabC从开始

5、转动经过14周期，线框中的平均感应电动势为2nBabD感应电动势的瞬时值e2nBabsin 2 nt【答案】D【解析】线框产生交变电动势的最大值EmBS 2nBab，产生的感应电动势的瞬时值为e2nBabsin 2 nt，选项 A错误、D正确；该线框产生交变电动势的有效值EnBab，选项 B错误；线框中的平均感应电动势E4nBab，选项 C错误。5某工厂为了防止意外停电，配备了一台柴油发电机，发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流。现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象可能是()3【答案】B【解析】线圈转速为正常

6、时的一半，据2n知，周期变为正常时的2 倍，又据 EmNBS 知，最大值变为正常时的一半，我国电网交流电的周期为0.02 s，最大电压为 220 V，则此发电机发出交流电的周期为0.04 s，最大电压为 110 V，选项 B正确。6某水电站的输出功率恒为3106 kW，现用总电阻为 2.5 的输电线对 500 km 外的用户供电，已知输电电压为500 kV，则下列说法正确的是()A输电线上输送的电流大小为2105 A B输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV C若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9108 kW D输电线上损失的功率P，U为输电电压，r 为输电线的电阻【答案】B

7、【解析】由 PUI 可得输电电流为 6103 A，选项 A错误；由 UIr 可得，输电线上由电阻造成的损失电压为1.5104V，选项 B正确；输电线上损失的功率不可能比输出的总功率还高，选项 C错误；输电线上损失的功率P，选项 D错误。7如图所示，L1和 L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器。已知图甲中原、副线圈的匝数比为 5001，图乙中原、副线圈的匝数比为150，电压表的示数为220 V，电流表的示数为 10 A，则输电线的输送功率为()A5.5103 W B5.5107 W C2.2104 W D2.2103 W【答案】B【解析】由可得输送电压 U1U21.1105 V；由可得输

8、送电流 I1I2500 A；所以输电线的输送功率PU1I15.5107 W，选项 B正确。8如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心轴以较小的角速度 转动，并通过两滑环与电刷和演示用的电流表相连，演示用的电流表的0 刻度在表盘中央，则可以看到()A线圈转动一周的过程中，电流表的指针左右摆动B线圈转动的周期越大，电流表指针偏转的最大角度越小C线圈转动的角速度越大，电流表指针偏转的最大角度越小D线圈转动时，电流表的指针只向一个方向偏转，不会左右摆动【答案】AB【解析】线圈在匀强磁场中以较小的角速度转动，可以认为电流表的示数反映了感应电流的大小、方向的变化；线圈转动一周，电流的方向变化两次

9、，故电流表的指针将左右摆动，选项A正确、D错误；线圈转动的周期越大，即转动越慢，线圈中产生的感应电流越小，选项B正确；线圈转动的角速度越大，线圈中产生的感应电流越大，选项C错误。9中国已投产运行的 1000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程，图示是高压输电的示意图。关于高压输电，下列表述正确的是()A输送电压越高，输电线上的电流越大B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【答案】BD【解析】依据输电原理，电路中的功率损耗PI2R线，而 R线，由 PUI 来看在输

10、送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小，功率损耗越小，选项A、C 错误，选项B正确；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，也会增加架线成本，因此并不是输电电压越高越好，选项D正确。10自耦变压器的铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式理想自耦调压变压器的电路如图所示，其原线圈匝数可调，P为自耦变压器的滑片，Q为滑动变阻器的滑动触头，原线圈接在电压有效值恒定的交流电源上，下列说法正确的是()AQ不动，P向下移动，则电流表的示数减小，电压表的示数增大BQ不动，P向上移动，则电流表的示数减小，电压表的示数减小CP不动，Q向上移动，则电

11、流表的示数增大，电压表的示数不变DP不动，Q向下移动，则电流表的示数增大，电压表的示数不变【答案】BC 5【解析】当 Q不变，P下移时，n1减小，U2增大，电压表的示数增大，滑动变阻器上消耗的功率变大，则变压器的输入功率增大，原线圈的电流I1也增大，电流表的示数增大，选项A错误；同理可分析得，选项B正确；当P不动时，n1不变，由知U2不变，电压表的示数不变，Q上移，R减小，原、副线圈的电流都增大，故选项C正确，同理可分析得，选项D错误。11一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为41，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电，一个滑动变阻器 R串联接在副线圈上，如图所示。电压表和电流表均为理想交流电

12、表，则下列说法正确的是()A原、副线圈中的电流之比为14 B电压表的示数为55 V C若滑动变阻器接入电路的阻值为30，则 1 min 内产生的热量为 3025 J D若将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表的示数变小【答案】ABD【解析】原、副线圈的电压与匝数成正比，故副线圈两端的电压U255 V，由 P入P出，即U1I1U2I2，得，选项 A、B正确；由 Q 606050 J，选项 C错误；将滑动变阻器的滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的示数不变，副线圈中的电流变小，则电流表的示数变小，选项D正确。12图示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过

13、升压变压器T1和降压变压器 T2向用户供电，已知输电线的总电阻R 10，降压变压器T2的原、副线圈的匝数比为51，副线圈与用电器 R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端的电压u220 2sin 100t(V)，当用电器电阻 R05.5 时，则()A升压变压器的输出电压为1180 V B升压变压器的输入功率为4650 W C通过输电线的电流的有效值为8 A D当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小【答案】AC【解析】由所给的电压的表达式知，副线圈两端电压的有效值为220 V，电流 I440 A，输电线电流 I3I48 A，选项 C正确；升压变压器的输出电压U2U线

14、+U3I3R+U41180 V，选项 A正确；升压变压器的输入功率PP线+R+9440 W，选项 B错误；当用电器的电阻 R0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，选项D错误。13图甲所示是交流发电机的模型示意图。两磁极间的磁场可以视作磁感应强度大小为B的匀强磁场，有一矩形线圈可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈的内阻为1，外接灯泡的电阻为9，则()A电压表的示数为6 V B在 t 0.005 s 时，穿过线圈的磁通量为最大C若线圈的转速改为25 r/s，则电动势的有效值为3 V D若线圈的转速改为25 r/s，则通过电灯

15、的电流为0.3 A【答案】CD【解析】电压表的示数是有效值，U R9 V5.4 V，选项 A错误；t 0.005 s时，感应电动势最大，穿过线圈的磁通量为零，选项 B错误；原来线圈的转速n50 r/s，当线圈的转速改为25 r/s时，感应电动势的最大值Um V3 V，有效值为 3 V，选项 C正确；若线圈的转速改为25 r/s，通过灯泡的电流为0.3 A，选项 D正确。二、(本题共 4 小题，共 48 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)7 14(10 分)如图所示

16、，在匀强磁场中有一个矩形线圈abcd，ab边与磁场垂直，MN 边始终与金属滑环 K相连，PQ边始终与金属滑环L 相连。金属滑环 L、电流表 A、定值电阻 R、金属滑环 K通过导线串联。使矩形线圈绕bc、ad中点的轴以角速度10 rad/s匀速转动，线圈共20匝，线圈的总电阻r 5，ab0.2 m，bc0.5 m，定值电阻 R45，磁感应强度B8T。(1)写出从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)电阻 R在 0.05 s 内产生的热量。【解析】(1)在图示位置，线圈甲的磁通量为零，产生的感应电流最大感应电动势的最大值EmnBS 160 V(2 分)故瞬时值的表达式eEmcos

17、 t 160cos(10 t)V。(3 分)(2)电流的有效值I A(2 分)所以 0.05 s 内 R上产生的热量Q I2Rt11.52 J。(3 分)15(12 分)图甲为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 n100、电阻 r 10，定值电阻 R 90 与线圈连接成回路。在t 0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量 随时间 t 的关系如图乙所示。求：(1)交流发电机产生的电动势的最大值；(2)线框中感应电动势的瞬时值表达式；(3)电路中交流电压表的示数。【解析】(1)交流发电机产生的电动势的最大值EmnBS(2 分)而

18、 mBS、，由-t 图线可知 m2.010-2 Wb，T6.2810-2 s(2 分)所以，Em200 V。(2 分)(2)线框中感应电动势的瞬时值表达式eEmcost 200cos 100 t (V)。(2 分)(3)电动势的有效值EEm100 V(1 分)由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值I A(1 分)交流电压表的示数为UI R90 V127 V。(2 分)16(12 分)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站，发电机的输出电压为400 V，输送的电功率 P30 kW，输电线的总电阻为4。(1)若发电机直接对用户输电，则输电线上损耗的功率为多少?(2)若

19、要求输电线上的损耗刚好占总功率的3%，则所用升压变压器原、副线圈的匝数比应为多大?【解析】(1)输电线上的电流 I A75 A(2 分)输电线上损耗的功率P损 I2R 22.5 kW。(2 分)(2)输电线上损耗的功率P损P3%900 W(2 分)变压器副线圈的电流等于输电线上的电流，I2 A15 A(2 分)副线圈两端的电压应为U2 2000 V(2 分)则升压变压器原、副线圈的匝数比为。(2 分)17(14 分)图甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为101，两个相同的灯泡L1和 L2的电丝的电阻值均为R40，图中电压表和电流表

20、均为理想电表。试求：(1)开关 S闭合时，变压器的输入功率和电流表A2的示数；(2)闭合 S开关，待电路稳定后，再将开关 S断开，定性分析电路中三只电表的示数变化情况。【解析】(1)由图乙可知输入电压的有效值U1200 V(1 分)由得 U220 V(2 分)9 开关 S闭合时，两灯泡的并联电阻R并20(2 分)电流表 A2的示数 I21 A(2 分)变压器的输入功率P1等于输出功率 P2故 P1P2U2I2201 W20 W。(3 分)(2)将开关 S断开后，U2不变，即电压表的示数保持不变(1 分)由于负载减少，负载总电阻增大，电流表A2的示数减小；(1 分)副线圈的输出功率减小，原线圈的

21、输入功率随之减小，电流表A2的示数减小。(2 分)高考物理专题训练：交变电流传感器（提高卷）一、(本题共 13 小题，每小题 4 分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第17 题只有一项符合题目要求，第813 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2分，有选错的得0 分)1 某兴趣小组利用压敏电阻(压敏电阻的阻值 R随所受压力的增大而减小)设计了判断电梯运动状态的装置，示意图如图甲所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体 A，电梯静止时电压表示数为U0，电梯在某次运动过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断中正确的是()AO t1内电梯可能匀加速

22、上升Bt1t2内电梯可能匀速上升Ct1t2内电梯可能在减速上升Dt2t3内电梯可能匀减速下降【答案】C【解析】0t1内，电压表读数大于U0，可知压敏电阻 B的阻值增大，则所受的压力小于A的重力，物块 A失重，所以电梯不可能匀加速上升，选项A错误；t1t2内，电压表读数大于U0保持不变，则压敏电阻的阻值不变且大于静止时的阻值，说明物块 A失重，则电梯可能匀减速上升，选项 B错误，C正确；t2t3内电压表读数大于U0，说明压敏电阻阻值大于原来静止时的值，则物块 A失重，则电梯加速度向下，选项D错误。2如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二

23、极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环 a 端电势高于 b 端时，a、b 间的电压 uab为正，下列 uabt 图象可能正确的是()【答案】C【解析】由题图乙知，00.25 T0，外圆环电流逐渐增大且it逐渐减小，根据安培定则，外圆环内部磁场方向垂直纸面向里，磁场逐渐增强且Bt逐渐减小，根据楞次定律知内圆环a 端电势高，所以uab0，根据法拉第电磁感应定律uabtBSt知，uab逐渐减小；t0.25T0时，it0，所以Bt0，uab0；同理可知 0.25 T00.5 T0时间内，uab0，且|uab|逐渐增大；0.5 T0T0内重复 00.5 T0的变化规律

24、故选项C正确。3一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是()【答案】D【解析】对于 A图正弦式电流，有效值：I122Im2 A；根据焦耳定律得：Q1I21RT1(2)2RT12RT1；对于 B图正弦式电流，有效值：I222Im2 A，根据焦耳定律得：Q2I22RT2(2)2RT22RT2；对于图 C形式电流，根据焦耳定律得：Q3I23RT22.25RT2；对于图 D形式电流，根据焦11 耳定律得：Q4I24RT12I 24R T122RT12RT14RT1，其中 T12T2；故在相同时间内电阻产生热量最大的是 D。4在一小型交流发电机中

25、，矩形金属线圈abcd的面积为 S，匝数为 n，线圈总电阻为 r，在磁感应强度为 B的匀强磁场中，绕轴以角速度匀速转动(如图甲所示)，产生的感应电动势随时间的变化关系，如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是()A从 t1到 t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零B 从 t3到 t4这段时间通过电阻 R的电荷量为E0（Rr）Ct4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0Dt4时刻电阻 R的发热功率为RE20（Rr）2【答案】B【解析】磁通量由正向 BS变为负向 BS，故 t1到 t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量不为零，为 2BS，故 A项错误；通过电阻的电荷量qn

26、R，所以 t3到 t4这段时间通过电阻R的电荷量 qnBSRr，又 E0nBS，故 qE0（R r），故 B项正确；由于磁通量变化率最大时产生的电动势最大，所以磁通量时间图象中，在电动势最大时磁通量时间图象的斜率最大，即E0nk，所以 kE0n，故 C项错误；t4时刻 R的发热功率 PE02（Rr）2RRE202（Rr）2，故 D项错误。5如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n2101，a、b 两点间的电压为 u220 2sin100 t(V)，R为可变电阻，P为额定电流为 1 A、用铅锑合金制成的保险丝。为使保险丝中的电流不超过1 A，可变电阻 R连入电路的最小阻值是()A2.2 B

27、22 C22 D222【答案】A【解析】原线圈输入电压的有效值U1220 22 V220 V，根据电压与匝数成正比：U1U2n1n2，代入数据解得：U2n2n1U1110220 V22 V，原线圈的最大输入功率为P1U1I 2201 W 220 W，输出功率等于输入功率P2P1220 W，输出功率：P2U22R，解得：RU22P22222202.2，故 A项正确，B、C、D项错误。6如图所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n，原线圈接电压为 U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡 L 和交流电风扇电动机D，电动机线圈电阻为 r。接通电源后，电风扇正常运转，测

28、出通过风扇电动机的电流为I，则下列说法正确的是()A理想变压器的输入功率为UInB灯泡 L 中的电流为UnrC风扇电动机 D输出的机械功率为Un(I UnR)D若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为U（Rr）n2Rr【答案】D【解析】理想变压器的原、副线圈的匝数比为n，原线圈接电压为U的交流电源，则输出端电压为Un，灯泡 L 中的电流为UnR，而电动机的输入功率为UIn，故 A、B项错误；电动机 D的输入功率为UIn，而电动机的线圈电阻消耗的功率为I2r，则电动机 D的机械功率为UInI2r，故 C项错误；若电风扇由于机械故障被卡住可视为纯电阻，两电阻并联，则根据欧姆定律变压器原理I

29、1I2n2n1可知，通过原线圈的电流为U（Rr）n2Rr，故 D项正确。7如图所示，一个边长L10 cm，匝数n100匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO 匀速转动，磁感应强度 B0.50 T，角速度 10 rad/s，闭合回路中两只灯泡均能正常发光。下列说法正确的是A从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时表达式为e 5cos10t（V）B增大线圈转动角速度 时，感应电动势的峰值Em不变C抽去电感器 L 的铁芯时，灯泡 L2变暗D增大电容器 C两极板间的距离时，灯泡L1变亮13【答案】A【解析】根据 EmNBS 可得感应电动势的最大值：Em1000.50.10.110 V

30、5 V，由于线框垂直于中性面开始计时，所以电动势瞬时值的表达式：e Emcos t5cos10t（V），故选项 A正确；根据 EmNB S 可得增大线圈转动角速度 时，感应电动势的峰值Em增大，故选项 B错误；抽去电感器 L 的铁芯时，即减小自感系数，电感器的感抗减小，流过灯泡 L2电流增大，根据功率公式可知灯泡L2变亮，故选项 C错误；增大电容器 C两极板间的距离时，根据4SCkd可知电容器的电容 C减小，则有电容器的容抗增大，流过灯泡L1电流减小，根据功率公式可知灯泡L1变暗，故选项 D错误。8如图甲所示是一种手摇发电的手电筒，内部有一固定的线圈和可来回运动的条形磁铁，其原理图如图乙所示，

31、当沿图中箭头方向来回摇动手电筒过程中，条形磁铁在线圈内来回运动，灯泡发光，在此过程中，下列说法正确的是()A增加摇动频率，灯泡变亮B线圈对磁铁的作用力方向不变C磁铁从线圈一端进入与从该端穿出时，灯泡中电流方向相反D磁铁从线圈一端进入再从另一端穿出过程，灯泡中电流方向不变【答案】AC【解析】当永磁体在线圈中运动时，线圈切割磁感线产生感应电流，故依据电磁感应原理制造的要使灯泡亮度增大，即电流变大，可以加速切割、增加线圈匝数或更换磁性更强的永磁体，或者增大摇动的频率，故A项正确；根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈对磁铁的作用力方向发生变化，故B项错误；磁铁从线圈一端进入与从该端穿出时，穿过线圈

32、的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知灯泡中电流方向相反，故C项正确，D项错误。9如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R120，R230，C为电容器已知通过 R1的正弦交流电如图乙所示，则()A交流电的频率为50 Hz B原线圈输入电压的最大值为200 2 V C电阻 R2的电功率约为 6.67 W D通过 R3的电流始终为零【答案】AC【解析】根据变压器原理可知原、副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02 s、频率为50 Hz，A项正确；由图乙可知通过R1的电流最大值为 Im1 A，根据欧姆定律可知其最大电压为Um20 V，再根据原、副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输

33、入电压的最大值为200 V，B项错误；根据正弦交流电的峰值和有效值关系、并联电路特点可知电阻R2的电流有效值为 I 20230A23 A，电阻 R2的电功率为 PI2R22930 W 6.67 W，C项正确；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R3和电容器，D项错误。10如图所示，R1、R2、R3为完全相同的标准电阻甲、乙两种情况下电阻R2、R3的功率均为P，且匝数比n1n2均为 41，则()A图甲中 R1的功率为P4B图甲中 R1的功率为 16PC图乙中 R1的功率为 16PD图乙中R1的功率为P4【答案】BD【解析】图甲中，设R2两端电压为 U，根据电压与匝数成正比，得线圈n1两

34、端的电压为 4U，R1两端的电压是 R2两端电压的 4 倍，R2的功率为 PU2R，R1的功率为 P14U2R16P，故 A项错误、B项正确；图乙中 R2、R3是完全相同的电阻，功率均为P，由 PU2RI2R知，副线圈电流为 I，副线圈电压均为 U，根据电压与匝数成正比，有原线圈两端电压为4U，根据输入功率等于输出功率，有 4UI12P2UI，解得 I1I2，R1的功率 P1I22R14I2R14P，故 C项错误、D项正确。11如图为远距离输电的电路原理图，变压器均为理想变压器并标示了电压和电流，其中输电线总电阻为 R，则AI223UURB输电效率为41UU100%C用户的用电器的数量增多时，

35、U3将减小D用户得到的电功率可能等于电厂输出的电功率15【答案】AC【解析】根据欧姆定律，I223UUR，A正确；输电效率4411100%I UI U，B错误；用户的用电器的数量增多时，I4增大，I2增大，U3U2I2R将减小，C正确；用户得到的电功率等于电厂输出的电功率加上线损功率，D错误。12如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，发电机取两种不同的转速，使其电动势随时间的变化规律如图乙中a、b 所示，则下列说法正确的是A曲线b表示的交变电流的电动势有效值为10 V B曲线 a、b 对应的线圈角速度之比为32 C线圈转速不变，将原线圈滑

36、片P向上滑动时，灯泡变暗DP位置不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，变压器的输入功率变大【答案】BC【解析】由图乙知a 的周期为 4102 s，b 的周期为 610-2 s，则由 T2可知，角速度与周期成反比，故角速度之比为32，选项 B正确；曲线 a 表示的交变电动势最大值是15 V，根据EmnBS 得曲线 b 表示的交变电动势最大值是10 V，则有效值为105 22UV，选项 A错误；将原线圈滑片 P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据变压比公式U1U2n1n2，输出电压减小，灯泡会变暗，选项 C正确；P位置不变，副线圈电压不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，输出功率PU2R变小，输入功率也变

37、小，选项D错误.13有一种理想自耦变压器的构造如图所示，线圈a、b 绕在一个圆环形的铁芯上，转动滑动触头 P就可以调节输出电压。图中电阻R1、R2、R3和 R4的阻值分别为 10、5、10 和 10，电压表为理想交流电表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定，滑动触头P处在线圈 a、b 的中点。开关 S闭合时电压表的示数是7 V，则下列说法中正确的是()A正弦交流电压源U的峰值为 35 V B开关 S断开时，理想电压表的示数为5 V C开关 S闭合时，通过电阻R4的电流为 0.7 A D开关 S闭合时，电阻 R2和 R3消耗的电功率相等【答案】BC【解析】开关 S闭合时，根据欧姆定律可知通

38、过的电流为，根据电流之比等于匝数的反比可知副线圈的电流为；和并联后与串联的电阻为 10，可知副线圈的电压为，根据电压之比等于匝数之比可知原线圈的电压为，正弦交流电压源，正弦交流电压源的峰值为；通过电阻的电流为；电阻消耗的电功率，电阻消耗的电功率，故 C正确，A、D错误；开关 S断开时，和串联的电阻为 15，设知副线圈的电流为，则副线圈的电压为，根据电流之比等于匝数的反比可知原线圈的电流为，所以原线圈的电压为，根据电压之比等于匝数之比可得，解得副线圈的电流为，理想电压表的示数为，故 B正确。二、(本题共 4 小题，共 48 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、

39、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(10 分)如图所示，图甲为热敏电阻的Rt 图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100。当线圈的电流大于或等于10 mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E3.0V。内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。问：17(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B端间还是 C、D端？(2)如果要使恒温箱内的温度保持50，可变电阻 R的阻值应调节为多大？【解析】(1)恒温箱内的加热器应该接在A、B端。当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方

40、，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高。(3 分)(2)随着恒温箱内温度升高，热敏电阻 R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈中的电流大于或等于 10 mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，使恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低。随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于10 mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度。要使恒温箱内的温度保持50，即 50时线圈内的电流为10 mA。(3 分)当 t 50C 时，R90 由闭合电路欧姆定律得：(2分)可得：解得：110 (2分)

41、15(12 分)如图所示线圈面积为0.05 m2，共 100 匝，线圈总电阻为 r 1，外电阻 R 9，线圈处于 B2 T 的匀强磁场中。当线圈绕OO 以转速 n300 r/min匀速转动时，从线圈处于图示位置开始计时，求：(1)写出电动势的瞬时表达式；(2)线圈转过 60时两交流电表的示数U和 I；(3)线圈转过115 s 的过程中，通过电阻的电荷量q；(4)线圈匀速转一圈回路产生的总热量Q。【解析】(1)线圈的角速度 2n10 rad/s (1分)感应电动势的最大值EmNBS 100 V (1分)则从线圈处于中性面开始计时，电动势的瞬时值表达式为eEmsin t 100sin10 t(V)

42、(2分)(2)电路中电流的有效值I ERr，E22Em (1 分)解得：I 52 A (1分)即电流表读数为 5 2 A 电压表读数为 UIR45 2 V (1分)(3)线圈转过的角度为t 23，在转动的过程中，通过电阻的电荷量qN（BS 0.5 BS）Rr32 C (2分)(4)线圈匀速转一圈回路产生的总热量Q I2(R r)TI2(R r)2100 J (2分)16(12 分)如图为远距离输电过程的示意图。已知某个小型发电机的输出功率为90 kW，发电机的电压为 250 V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为5，在用户端用一降压变压器把电压降为220 V，要求在输电线上损失

43、的功率控制为2 kW(即用户得到的功率为88 kW)，求：(1)降压变压器输出的电流和输电线上通过的电流；(2)输电线上损失的电压和升压变压器输出的电压；(3)两个变压器各自的匝数比。【解析】(1)由于用户获得的电压与降压变压器输出电压相同，根据功率的相关公式可知降压变压器输出电流为I4PU488 000220 A400 A (2分)根据输电导线消耗的功率P损的相关公式可知：I2P损r2 0005 A20 A (2分)(2)由欧姆定律可知输电导线消耗的电压为U损I2r205 V100 V (2分)根据升压变压器功率守恒可得升压变压器输出电压U2，即19 U2P出I290 00020 V4 50

44、0 V (2分)(3)由输电导线上两端电压的关系可知降压变压器原线圈两端的电压为U3U2U损4 500 V 100 V4 400 V (2分)根据理想变压器原、副线圈与匝数的关系可知n1n2U1U22504 500118，n3n4I4I240020201 (2分)17(14 分)图甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为101，两个相同的灯泡L1和 L2的电丝的电阻值均为R40，图中电压表和电流表均为理想电表。试求：(1)开关 S闭合时，变压器的输入功率和电流表A2的示数；(2)闭合 S开关，待电路稳定后，再将开关 S断开，定性分析电路中三只电表的示数变化情况。【解析】(1)由图乙可知输入电压的有效值U1200 V(1 分)由得 U220 V(2 分)开关 S闭合时，两灯泡的并联电阻R并20(2 分)电流表 A2的示数 I21 A(2 分)变压器的输入功率P1等于输出功率 P2故 P1P2U2I2201 W20 W。(3 分)(2)将开关 S断开后，U2不变，即电压表的示数保持不变(1 分)由于负载减少，负载总电阻增大，电流表A2的示数减小；(1 分)副线圈的输出功率减小，原线圈的输入功率随之减小，电流表A2的示数减小。(2 分)