高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器课时作业39

2024版高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器练习含解析新人教版第十一章 交变电流 传感器综合过关规范限时检测 满分：100分 考试时间：45分钟一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。

每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生。

如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A 为位置固定的导体芯，B 为导体芯外面的一层绝缘物质，C 为导电液体(矿井中含有杂质的水)，A 、B 、C 构成电容器。

若矿井渗水(导电液体深度h 增大)，则电流( D )A ．从b 向a ，A 、B 、C 构成的电容器放电 B ．从a 向b ，A 、B 、C 构成的电容器放电 C ．从b 向a ，A 、B 、C 构成的电容器充电D ．从a 向b ，A 、B 、C 构成的电容器充电[解析] 本题考查平行板电容器在生产生活中的应用，注意由题意找出我们常见的模型再进行分析。

由图可知，液体与芯柱构成了电容器，由图可知，两板间距离不变；液面变化时只有正对面积发生变化；则由C ＝εr S4πkd 可知，当液面升高时，正对面积S 增大，故可判断电容增大，再依据C ＝Q U，电压U 不变，那么电容器的电荷量Q 增大，因此电容器处于充电状态，电流方向从a 向b 。

A 、B 、C 错误，D 正确。

2．(2021·山东聊城月考)一种常见的身高、体重测量仪如图所示。

测量仪顶部竖直向下发射波速为v 的超声波，超声波经反射后被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。

测量仪的底座上安装有压力传感器，传感器的输出电压与作用在其上的压力成正比。

质量为M 0的测重台置于压力传感器上，当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t 0，输出电压为U 0，某同学站在测重台上，测量仪记录的时间间隔为t ，输出电压为U ，则该同学的身高、质量分别为( B )A ．v (t 0－t )，M 0U 0U B ．12v (t 0－t )，M 0U 0(U －U 0) C ．v (t 0－t )，M 0U 0(U －U 0) D ．12v (t 0－t )，M 0U 0U [解析] 设测量仪高度为L ，人的身高为h ，质量为m ，当测重台上没有站人时，根据超声波的速度和位移关系得2L ＝vt 0，根据传感器输出电压与作用在其上的压力成正比得U 0＝kM 0g ，当测重台上站人时，同理可得vt ＝2(L －h )，U ＝k (M 0＋m )g ，联立可得h ＝12v (t 0－t )，m＝M 0U 0(U －U 0)，B 正确，A 、C 、D 错误。

45分钟高考热点练(十一)交变电流 传感器热点一 交变电流的图象和“四值”问题1．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断( )A ．在A 、C 时刻线圈处于中性面位置B ．在B 、D 时刻穿过线圈的磁通量为零C ．从A ～D 线圈转过的角度为2πD ．若从O ～D 历时0.02 s ，则在1 s 内交变电流的方向改变了100次解析： 由题中交变电流的图象可知，在A 、C 时刻产生的感应电流最大，对应的感应电动势最大，线圈处于垂直中性面的位置，选项A 错误；在B 、D 时刻感应电流为零，对应的感应电动势为零，即磁通量的变化率为零，此时磁通量最大，选项B 错误；从A ～D ，经历的时间为34周期，线圈转过的角度为32π，选项C 错误；若从O ～D 历时0.02 s ，则交变电流的周期为0.02 s ，而一个周期内电流的方向改变两次，所以1 s 内交变电流的方向改变了100次，选项D 正确。

答案： D2．正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R ＝10 Ω，交流电压表的示数是10 V 。

图乙是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象，则( )A ．通过R 的电流瞬时值表达式是i R ＝2cos 100πt (A)B ．通过R 的电流瞬时值表达式是i R ＝2cos 50πt (A)C ．R 两端的电压瞬时值表达式是u R ＝52cos 100πt (V)D ．R 两端的电压瞬时值表达式是u R ＝52cos 50πt (V)解析： 交流电的峰值电压U m ＝10 2 V ，ω＝2π0.02＝100π(rad/s)，故R 两端的电压瞬时值表达式是u R ＝102cos 100πt (V)，C 、D 错；由于i ＝u R，故通过R 的电流瞬时值表达式是i R ＝2cos 100πt (A)，A 正确，B 错误。

答案： A3．(2018·唐山模拟)一个U 形金属线框在匀强磁场中绕OO ′轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R 供电，如图甲、乙所示。

课时作业40[双基过关练]1．(2020·六安一中模拟)(多选)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是( ) A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．温度越高，布朗运动越显著D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大解析：温度高的物体分子平均动能一定大，内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若物体同时散热，物体内能不一定增加，选项B错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项D错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E正确．答案：ACE2．(多选)下列关于温度及内能的说法中正确的是( )A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能可能不同D．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化E．温度高的物体不一定比温度低的物体内能大解析：温度是大量分子热运动的客观体现，单个分子不能比较温度高低，A错误；物质的内能由温度、体积、物质的量共同决定，故B错误、C正确；一定质量的某种物质，温度不变而体积发生变化时，内能也可能发生变化，D正确；质量不确定，只知道温度的关系，不能确定内能的大小，故E正确．答案：CDE3．(2020·昭通质检)(多选)下列说法中正确的是( )A．温度高的物体比温度低的物体热量多B．温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多C．温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大D．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等E．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大解析：热量是在热传递过程中传递的能量，热量是过程量，不是状态量，选项A错误；物体的内能与物体的温度、体积及物体所含的摩尔数等有关，温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多，温度是分子平均动能的标志，温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大，选项B、C正确；相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，内能不一定相等，选项D错误；由分子势能与分子间距的关系可知，分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，选项E正确．答案：BCE4．(多选)给一定质量的温度为0 ℃的水加热，在水的温度由0 ℃上升到4 ℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”．某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能．在水“反常膨胀”的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化．关于这个问题，下列说法中正确的是( )A．水分子吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B．水分子的平均动能减小C．水发子的平均动能增大D．水分子吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功E．水分子间的总势能增大解析：温度升高，水分子的平均动能增大，体积减小，分子间的结合力做负功，水分子间的总势能增大，选项C、D、E正确．答案：CDE5．(2020·云南名校联考)(多选)关于分子动理论的规律，下列说法正确的是( )A．扩散现象说明物质分子在永不停息的做无规则运动B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故C．布朗运动是指悬浮在液体里的微小颗粒的运动D ．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能E ．已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A 则该气体分子之间的平均距离可以表示为 3M ρN A解析：压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强增大的缘故，选项B 错误；如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是温度，选项D 错误．答案：ACE6．(2020·山东泰安模拟)(多选)甲分子固定在坐标原点O ，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x 轴方向运动，两分子间的分子势能E p 与两分子间距离x 的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是( )A ．乙分子在P 点时加速度为0B ．乙分子在Q 点时分子势能最小C ．乙分子在Q 点时处于平衡状态D ．乙分子在P 点时动能最大E ．乙分子在P 点时，分子间引力和斥力相等解析：由题图可知，乙分子在P 点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间引力和斥力相等，乙分子所受合力为0，加速度为0，A 、E 正确．乙分子在Q 点时分子势能为0，大于乙分子在P 点时的分子势能，B 错误．乙分子在Q 点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在Q 点合力不为0，故不处于平衡状态，C 错误．乙分子在P 点时，其分子势能最小，由能量守恒可知此时乙分子动能最大，D 正确．答案：ADE7．(多选)相距很远的分子A 、B ，固定A ，让B 仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是( )A ．分子力先增大，后一直减小B ．分子力先做正功，后做负功C ．分子动能先增大，后减小D ．分子势能先增大，后减小E ．分子势能和动能之和不变解析：两分子从相距较远处仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先是分子引力后是分子斥力，分子间距离r>r 0时为引力，随着距离r 的减小分子引力先增大后减小，分子间距离r<r 0时为斥力，分子斥力一直增大至最大，故选项A 错；在两分子靠近的过程中，分子引力做正功、分子斥力做负功．分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，所以选项B 、C 正确，选项D 错；分子仅在分子力作用下运动，只有分子力做功，分子势能和动能之和不变，选项E 正确．答案：BCE8．(2020·大连模拟)(多选)某气体的摩尔质量为M mol ，摩尔体积为V mol ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，每个分子占有的体积为V.则阿伏加德罗常数N A 可表示为( )A ．N A ＝M mol mB ．N A ＝ρV mol mC ．N A ＝V mol V 0D ．N A ＝M mol ρV 0E ．N A ＝V mol V解析：阿伏加德罗常数N A ＝M mol m ＝ρV mol m ＝V mol V，其中V 应为每个气体分子所占有的体积，而V 0是气体分子的体积，故C 错误；D 中ρV 0不是气体分子的质量，因而也是错误的．答案：ABE9．(2020·山东潍坊模拟)在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，某同学按如下操作：a ．在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，测出其体积；b ．在装有水、撒适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液，使薄膜形状稳定；c ．将玻璃板放在浅盘上，将油膜形状描绘在玻璃板上；d ．将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子的直径．(1)其中有操作错误的步骤是________；(2)已知油酸酒精溶液中油酸体积占比为k ，N 滴油酸溶液体积为V ，一滴油酸溶液形成油膜的面积为S ，则油酸分子的直径为________．解析：(1)要测出一滴油酸酒精溶液的体积，即在量筒中滴入N 滴油酸酒精溶液，测出其体积为V ，则一滴该溶液的体积为V 1＝V N ，故有操作错误的步骤是a ；(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V 0＝kV N，一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为S ，那么油酸分子直径为d ＝kV NS. 答案：(1)a (2)kV NS[能力提升练]10．(2020·河南百校质检)(多选)将一个分子P 固定在O 点，另一个分子Q 从图中的A 点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图象如图所示，则下列说法正确的是( )A ．分子Q 由A 运动到C 的过程中，先加速再减速B ．分子Q 在C 点时分子势能最小C ．分子Q 在C 点时加速度大小为零D ．分子Q 由A 点释放后运动到C 点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大E ．该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律解析：C 点为分子斥力和引力相等的位置，C 点的右侧分子力表现为引力，C 点的左侧分子力表现为斥力，因此分子Q 由A 运动到C 的过程中，分子Q 一直做加速运动，分子的动能一直增大，势能一直减小，当分子Q 运动到C 点左侧时，分子Q 做减速运动，分子的动能减小，势能增大，即分子Q 在C 点的分子势能最小，选项A 错误，选项B 正确；C 点为分子引力等于分子斥力的位置，即分子力表现为零，则分子Q 在C 点的加速度大小为零，选项C 正确；分子Q 由A 点释放后运动到C 点左侧的过程中，由分子力的图象可知分子力先增大后减小再增大，则由牛顿第二定律可知加速度先增大后减小再增大，选项D 正确；气体分子间距较大，分子作用力很小，不能用此图表示气体分子间作用力的变化规律，但可表示液体和固体分子间作用力的变化规律，选项E 错误．答案：BCD11．(多选)一般情况下，分子间同时存在分子引力和分子斥力．若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近时，固定甲分子不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当乙分子运动到很远时，速度为v ，则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m)( )A ．乙分子的动能变化量为 12mv 2 B ．分子力对乙分子做的功为12mv 2 C ．分子引力比分子斥力多做的功为12mv 2 D ．分子斥力比分子引力多做的功为12mv 2 E ．乙分子克服分子力做的功为12mv 2高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

第十一章交变电流传感器综合过关规范限时检测满分：100分考试时间：60分钟一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。

1～4题为单选，5～8题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1．(2018·江苏扬州检测)电阻R1、R2与交流电源按照图甲方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω，合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则导学号 21993509( B )A．通过R1的电流有效值为1.2AB．R1两端的电压有效值为6VC．通过R2的电流最大值是1.22AD．R2两端的电压最大值是62V[解析]由i－t图象可知，电流最大值I m＝0.62A，有效值I＝I m2＝0.6A，因R1与R2串联，则I1＝I＝0.6A，U1＝IR1＝6V，I2m＝0.62A，U2m＝I2m R2＝122V，故A、C、D错，B 正确。

2.(2018·山东省潍坊市高三上学期期末试题)如图所示，等边三角形导体框abc边长为L，bd⊥ac，导线框绕轴bd以角速度ω匀速转动，导体框所在空间有竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场。

下列说法正确的是导学号 21993510( A )A．导体框中无感应电流B．导体框中产生正弦交变电流C．a、d两点间电势差为0D ．a 、d 两点间电势差大小为12B ωL 2 [解析] 导体框绕bd 转动过程中，穿过导体框的磁通量无变化，故无感应电流产生，A正确，B 错误；a 、d 两点间电势差为U ad ＝B L 20＋ωL 22＝18B ωL 2，C 、D 均错误。

3．(2018·湖北华中检测)图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n 1＝n 4<n 2＝n 3，四根模拟输电线的电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为R ，A 1、A 2为相同的理想交流电流表，L 1、L 2为相同的小灯泡，灯丝电阻R L >2R ，忽略灯丝电阻随温度的变化。

第十一章交变电流传感器综合过关规范限时检测满分：100分考试时间：90分钟一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．(2024·邹城高三模拟)如图所示，(a)→(b)→(c)→(d)→(e)过程是沟通发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接，下列说法正确的是( C )A．图(a)中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变更率最大B．从图(b)起先计时，线圈中电流i随时间t变更的关系是i＝I m sin ωtC．当线圈转到图(c)位置时，感应电流最小，且感应电流方向变更D．当线圈转到图(d)位置时，感应电动势最小，ab边感应电流方向为b→a[解析] 图(a)中，线圈在中性面位置，故穿过线圈的磁通量最大，磁通量变更率为0，选项A错误；图(b)不是中性面，从线圈在中性面位置起先计时的表达式才是i＝I m sin ωt，选项B错误；当线圈转到图(c)位置时，线圈在中性面位置，故穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电流最小为零，电流方向将变更，选项C正确；当线圈转到图(d)位置时，磁通量最小，磁通量的变更率最大，故感应电动势最大，ab边感应电流方向为b→a，选项D错误。

2．(2024·北京市高考适应性考试)如图所示，志向变压器的原线圈接在u＝2202sin 100πt(V)的沟通电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为41，电流表、电压表均为志向电表，下列说法正确的是( C )A．原线圈的输入功率为220 2 WB．电流表的读数为1 AC．电压表的读数为55 VD．通过电阻R的交变电流频率是100 Hz[解析] 原线圈两端电压的有效值为220 V，由公式U1U2＝n1n2可知，副线圈两端电压的有效值为55 V ，电压表的读数指的就是有效值，所以电压表的读数为55 V ，C 正确；由欧姆定律I 2＝U 2R 得副线圈中电流为1 A ，由公式I 2I 1＝n 1n 2得原线圈中电流为14 A ，即电流表读数为14A ，B 错误；原线圈的输入功率P 1＝U 1I 1＝220×14W ＝55 W ，A 错误；由电源的瞬时值表达式知角速度w ＝100 π rad/s，交变电流频率f ＝w2π＝50 Hz ，D 错误。

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交变电流的产生和描述一、选择题（１～6题只有一个选项符合题目要求,7~1１题有多个选项符合题目要求）1.交流发电机工作时的电动势为ｅ=E mｓin ωt,若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变,则其电动势变为( )A．e＝Ｅm sin(ωｔ/2) B．e＝２E mｓｉn（ωｔ/２）C.ｅ＝E m siｎ(2ωｔ）D.e＝2E m sin(2ωt)解析:交流发电机工作时,电动势的最大值E m=ＮBＳω,当其电枢的转速提高1倍而其他条件不变时,ω提高一倍,E m提高一倍,则其电动势表达式为e＝2Eｍsin（2ωt)．答案:D2．在图示电路中，已知交流电源电压u=200sin 100πｔV，电阻Ｒ＝100 Ω,则电流表和电压表的示数分别为（)A.1.41 A、２00 ＶB．1.41 A、１4１VC.2 Ａ、20０VD.2 Ａ、１４1 V解析:交流电流表和电压表的示数均是有效值,Ｕ=＼f（Uｍ,＼ｒ(2)）=错误!＝１41（V），I=错误!＝错误!=1。

４１(Ａ）．应选Ｂ.答案:B3．如图所示，虚线ＯO′的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场,右边没有磁场.单匝矩形线圈ａbcd的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直.线圈沿图示方向绕OＯ′轴以角速度ω匀速转动(即aｂ边先向纸外、cd边先向纸内转动），规定沿ａ→b→ｃ→ｄ→ａ方向为感应电流的正方向.若从图示位置开始计时,下图四个图象中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是( )解析:0～错误!内，aｂ一侧的线框在磁场中绕OO′转动产生正弦交变电流，电流方向为d→c→b→ａ且越来越大；错误!~错误!内,ab一侧线框在磁场外,而ｄc一侧线框又进入磁场产生交变电流，电流方向为ｄ→c→ｂ→a且越来越小．依次类推，正确的i-ｔ图象为B。

20１8年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第一讲交变电流的产生和描述课时作业编辑整理:尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望（2018年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第一讲交变电流的产生和描述课时作业）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第一讲交变电流的产生和描述[A组·基础题]一、单项选择题1．一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动,线框中产生的感应电动势ｅ随时间ｔ的变化情况如图所示．已知匀强磁场的磁感应强度为Ｂ，则结合图中所给信息可判定( ）A．ｔ1时刻穿过线框的磁通量为BL2B.t2时刻穿过线框的磁通量为零C.t3时刻穿过线框的磁通量变化率为零D.线框转动的角速度为错误!解析：ｔ1时刻,感应电动势最大,穿过线框的磁通量应为零,A错误;t2时刻，穿过线框的磁通量最大为Φm=ＢＬ２,B错误；t3时刻,感应电动势最大，则磁通量变化率也最大，C错误；交变电流的最大值为Ｅm＝BL２ω,则ω=＼f（Ｅm,BL2)，D正确．答案：D2.(2017·湖北重点中学联考)如图所示为某一线圈交流电的电流—时间关系图象（前半个周期为正弦波形的错误!），则一个周期内该电流的有效值为( )A.错误!Ｉ0ﻩB。

错误!I0C。

错误!I0D。

错误!I0解析:设电流的有效值为I,由I２RT＝（错误!）２Ｒ·错误!＋(2I０)２R·错误!,解得I＝错误!Ｉ。

０答案:B3．(2017·山东师大附中模拟)如图所示,一交流发电机的矩形线圈共有１0匝,其电阻r＝2 Ω,面积是０．2 m2,在磁感应强度B＝错误!Ｔ的匀强磁场中,若线圈从中性面位置开始绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以ω=１０π rad/s的角速度匀速转动,向R=18 Ω的电阻供电.则以下说法中正确的是( )A．该线圈产生的是余弦式交变电流B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40 VC．线圈开始转动错误! s时流过电阻R的瞬时电流大小为错误!ＡD．电阻R上消耗的电功率为9 W解析：由法拉第电磁感应定律可知，其产生的感应电动势（感应电流)将按照正弦规律变化，选项A错误；由于ＯO′为线圈的对称轴，所以线圈产生的感应电动势的最大值应为E m＝错误! nBSω=20 V,选项B错误;线圈在转动过程中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝20sin 10πt V,所以其感应电流的瞬时值表达式为i＝ｓｉn １０πｔＡ,故当t=错误!s时，流经电阻R的瞬时电流大小为ｉ=sin(10π×＼f（１,60))Ａ＝错误! A，选项Ｃ错误;流经R的电流的有效值为I＝错误!Ａ,所以电阻Ｒ上消耗的电功率为P=I2Ｒ＝9 W,选项D正确.答案:D4．(2015·高考四川卷）小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴O Ｏ′,线圈绕OO′匀速转动,如图所示．矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为ｅ0,不计线圈电阻，则发电机输出电压（ ) A．峰值是ｅ0ﻩ B.峰值是２e0C.有效值是错误!Ne0Ｄ．有效值是错误!Ｎe0解析：由“磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕ＯO′匀速转动”知线圈产生正弦交流电.矩形线圈产生感应电动势的最大值为2Ne０,又“不计线圈电阻"，故发电机输出电压的最大值等于2Ne0，有效值是最大值的错误!，D对.答案:D二、多项选择题５．（2016·忻州模拟)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为Ｔ,转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为2 Ω。

单元质检十一交变电流传感器(时间:45分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.(2020新疆实验中学期末)某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的交变电流的图像如图所示,由图中信息可以判断()A.在A、C时刻线圈处于中性面位置B.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A~D线圈转过的角度为2πD.若从O~D历时0.02 s,则在1 s内交变电流的方向改变了100次2.(2020海南卷)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()A.I1∶I2=2∶1B.I1∶I2=1∶2C.I1∶I2=1∶√2D.I1∶I2=√2∶13.如图所示,电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度ω匀速转动。

t=0时,线圈平面与磁场垂直,各电表均为理想交流电表,则()A.t=0时,线圈中的感应电动势最大B.1 s内电路中的电流方向改变了ω2π次C.滑片P向下滑动时,电压表的读数变大D.线圈匀速运动的角速度ω变为2倍时,电阻R的电功率也变为2倍4.在图甲所示电路中,理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1,电阻R1、R2的阻值分别为5 Ω、6 Ω,电压表和电流表均为理想电表。

若接在变压器原线圈的输入端的电压如图乙所示(为正弦曲线的一部分),则下列说法正确的是()A.电压表的示数为25.1 VB.电流表的示数为1 AC.变压器的输入功率为11√2 WD.变压器的输出功率为11 W5.(2021浙江嘉兴五中月考)下图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数比为k。

在T的原线圈两端接入一电压u=U m sin ωt的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为()A.2(ωωωm )2r B.2(ωωωm)2rC.4(ωωωm )2r D.4(ωωωm)2r6.(2021河北衡水中学月考)如图所示,教学用的可拆变压器有两个线圈A、B,线圈匝数和线圈绕向已经无法分辨,某同学为测定A、B两个线圈的匝数进行了如下操作。

课时作业39[双基过关练]1．(2016·江苏单科)贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是( )7N＋0－1eA.14 6C→1492U＋10n→13953I＋9539Y＋210nB.235C.21H＋31H→42He＋10n13Al→3015P＋10nD.42He＋27解析：A属于β衰变，B属于裂变，C是聚变，D是原子核的人工转变，故选A项．答案：A2．(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是23556Ba＋92U＋10n→14436Kr＋310n，下列说法正确的有( )89A．上述裂变反应中伴随着中子放出B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析：根据题给裂变反应方程，可知上述裂变反应中伴随着中子放出，选项A正确．铀块体积对链式反应的发生有影响，只有铀块体积大于临界体积时才能发生链式反应，选项B错误．铀核的链式反应可人工控制，铀核的半衰期不会受到环境温度的影响，选项C正确、D错误．答案：AC3．(多选)我国原子能科学事业的创始人、“两弹一星”元勋钱三强与夫人何泽慧一起，于20世纪40年代首先发现铀的三裂变、四裂变，在国际上引起巨大反响．下列关于核物理的说法正确的有( )36Kr＋310n是铀的一种裂变方程56Ba＋89A.23592U→143B．核不会轻易散开，因核内任两个质子之间的核力都大于库仑力C.23536Kr的比结合能小92U的比结合能一定比8992U半衰期相同D．单质的23592U与化合物中的235解析：铀的裂变方程中左边掉了“入射中子”，变成了“衰变”方程，选项A错误；核力是短程力，只有邻近核子间才会发生，选项B错误；中等大小的核的比结合能最大，选项C正确；放射性元素的半衰期取决于核内部本身的因素，跟所处的化学状态和外部条件没有关系，选项D正确．答案：CD4．(2018·湖北七市州联考)(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子．其中莱曼系是指氢原子由高能级向n＝1能级跃迁时释放的光子，则( )A．10种光子中波长最短的是从n＝5能级跃迁到n＝1能级时产生的B．10种光子中有4种属于莱曼系C．使n＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D．从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量解析：10种光子中波长最短的就是频率(能量)最大的，是从n＝5能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子，A正确；10种光子中，从激发态跃迁到n＝1能级辐射出的光子有四种，分别为从n＝5、4、3、2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子，它们都属于莱曼系，B正确；使n＝5能级的氢原子电离至少要0.54 eV的能量，C错误；从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量为10.20 eV，而从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量为 1.89 eV，D错误．答案：AB5．(2018·重庆八中适应性考试)(多选)下列说法正确的是( )A．α、β、γ三种射线中，α射线的穿透能力最强B．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性7N→17 8O＋1HC．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为42He＋14D．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么质子和中子结合成一个α粒子，所释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3)c2解析：α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故A错误．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有8O＋1H，故C正7N→17放射性，故B正确．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为42He＋14确．两个质子和两个中子结合成一个α粒子，质量亏损Δm＝2m1＋2m2－m3，由质能方程可知，释放的能量ΔE＝Δmc2＝(2m1＋2m2－m3)c2，故D错误．答案：BC6．(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能55Cs)的结合能小于铅原子核(20882Pb)的结合能C．铯原子核(133D．比结合能越大，原子核越不稳定解析：由原子核的结合能定义可知，原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能，选项A正确；重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量，因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能，选项B正确；铯原子核的核子数少，因此其结合能小，选项C正确；比结合能越大的原子核越稳定，选项D错误．答案：ABC7．(2018·河北省石家庄第二中学高三联考)如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是( )A．卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的核式结构模型B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强C．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D．链式反应属于重核的裂变解析：卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A错误．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最弱，选项B错误．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明光电流和光的强度有关，不能说明遏止电压和光的强度有关，选项C错误．链式反应属于重核的裂变，选项D正确．答案：D8．图示为氢原子能级图以及从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线，已知从n＝3跃迁到n＝2的能级时辐射光的波长为656 nm，下列叙述正确的有( )A．四条谱线中频率最大的是HδB．用633 nm的光照射能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级C．一群处于，n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种谱线D．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，只要照射时间足够长，光的强度足够大，Hβ也可以使该金属发生光电效应解析：频率最大的光子对应的能量最大，即跃迁时能量差最大，故从n＝6跃迁至n＝2的频率最大，选项A正确；原子跃迁过程中，吸收光子的能量应刚好等于两能级的能量差，选项B错误；从n＝3向低能级跃迁时，可以是从3→2、2→1或者是3→1，即有三种频率不同的光子，选项C正确；光电效应与光照的时间无关，Hδ光子的能量最大，故其他光子不一定可以使该金属产生光电效应，选项D错误．答案：AC9．(2018·浙江杭州期末)(多选)在家居装饰中常用到花岗岩、大理石等天然石材，这些岩石都含有不同程度的放射性元素．下列说法中正确的是( )A．放射性元素23892U发生α衰变的方程是23892U→23490Th＋42HeB．α衰变中，α粒子获得的能量越大，其德布罗意波长越短C．β衰变中产生的电子来源于原子核的内部，故半衰期会受元素化学状态的影响D．若某一原子核衰变辐射出一个频率为ν的γ光子，该过程的质量亏损为Δm，则hν>Δmc2解析：衰变过程中遵循电荷数守恒和质量数守恒，A正确；α衰变中，α粒子获得的能量越大，其动量就越大，由p＝hλ得λ＝hp，动量大的粒子德布罗意波长就短，B正确；β衰变中产生的电子来源于原子核的内部，半衰期不受元素化学状态的影响，C错误；若某一原子核衰变辐射出一个频率为ν的光子，该过程的质量亏损为Δm，由于衰变后生成的粒子一般会有动能，所以hν<Δmc2，D错误．答案：AB[能力提升练]10．(2018·湖北省襄阳市高三调研测试)(多选)静止在匀强磁场中的23892U核发生α衰变，产生一个未知粒子x，它们在磁场中的运动径迹如图所示，下列说法正确的是( ) A．该核反应方程为23892U→23490x＋42HeB．α粒子和粒子x在磁场中做圆周运动时转动方向相同C．轨迹1、2分别是α粒子、x粒子的运动径迹D．α粒子、x粒子运动径迹半径之比为45：1解析：显然选项A 中核反应方程正确，A 对；238 92U 核静止，根据动量守恒可知α粒子和x 新核速度方向相反，又都带正电，则转动方向相同，选项B 对；根据动量守恒可知α粒子和x 新核的动量大小p 相等，由带电粒子在磁场中运动半径公式R ＝p qB可知轨道半径R 与其所带电荷量成反比，半径之比为45：1，选项C 错、D 对．答案：ABD11．(2018·江西师大附中、临川一中联考)已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量为E n ＝E1n2，其中n ＝2,3,4，….1885年，巴耳末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写作1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n2，其中n ＝3,4,5，….式中R 叫里德伯常量，这个公式称为巴耳末公式．用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则里德伯常量R 可以表示为( )A ．－E1hc B.E12hcC ．－E12hc D.E1hc解析：从n ＝3能级向n ＝2能级跃迁辐射出的光子的能量为E 3－E 2＝hc λ，而1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－133，E 2＝14E 1，E 3＝19E 1，四式联立解得R ＝－E1hc ，A 正确． 答案：A12．(2018·天津五校联考)氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n ＝4能级向n ＝2能级跃迁时辐射出可见光a ，从n ＝3能级向n ＝2能级跃迁时辐射出可见光b ，则( )A ．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B ．氢原子从n ＝4能级向n ＝3能级跃迁时会辐射出紫外线C ．从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级时，电子的电势能减小，氢原子的能量也减小D ．氢原子在n ＝2能级时可吸收任意频率的光而发生电离解析：γ射线的产生机理是原子核受激发才产生的，故A 错误；根据跃迁规律可知氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级的能量差，从n ＝4能级向n ＝3能级跃迁时辐射出的光子能量小于a 光子的能量，不可能为紫外线，故B 错误；根据库仑引力提供向心力，结合牛顿第二定律，可知ke2r2＝m v2r，从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级时，电子的动能增大，电子的电势能减小，由于放出光子，氢原子的能量减小，故C 正确；欲使在n ＝2能级的氢原子发生电离，吸收的光子能量一定不能小于3.4 eV ，故D 错误．答案：C13．(多选)雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(ν)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖，他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C 2Cl 4)溶液的巨桶，中微子可以将一个氯核转变为—个氩核，其核反应方程式为ν＋3717Cl→3718Ar ＋ 0－1e.已知3717Cl 核的质量为36.956 58 u, 3718Ar 核的质量为36.956 91 u ， 0－1e 的质量为0.000 55 u ，1 u 质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上信息，可以判断( )A ．中微子不带电B ．中微子是参与强相互作用的粒子，所以中微子属于强子C ．该核反应中3717Cl 核中有1个中子转化成了1个质子和1个电子D ．参与上述反应的中微子的最小能量约为8.2 MeV解析：在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数是零，质量数是零，选项A 正确．粒子家族分为强子、轻子和媒介子三大类．核子(质子、中子)、超子和介子参与强相互作用，属强子；电子、中微子、μ子、τ子及其反粒子参与弱相互作用，属于轻子；光子、胶子、中间玻色子则是相互作用的传递者，故称媒介子，选项B 错误．该核反应中3717Cl 核转化为3718Ar 核时，其内部有1个中子转化成了1个质子和1个电子，选项C 正确．中微子的能量E ≥931.5×(0.000 55＋36.956 91－36.956 58) MeV≈0.82 MeV，选项D 错误．答案：AC14．一个静止的氡核222 86Rn 放出一个α粒子后衰变为钋核218 84Po ，同时放出能量为E ＝0.09 MeV 的光子．假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能，不计光子的动量．已知M 氡＝222.086 63 u 、m α＝4.002 6 u 、M 钋＝218.076 6 u,1 u 相当于931.5 MeV 的能量．(1)写出上述核反应方程；(2)求出发生上述核反应放出的能量；(3)确定钋核与α粒子的动能．解析：(1)222 86Rn→218 84Po ＋42He ＋γ.(2)质量亏损Δm ＝222.086 63 u －4.002 6 u －218.076 6 u ＝0.007 43 uΔE ＝Δmc 2＝0.007 43×931.5 MeV＝6.92 MeV.(3)设α粒子、钋核的动能分别为E kα、E k 钋，动量分别为p α、p 钋，由能量守恒定律得：ΔE ＝E kα＋E k 钋＋E不计光子的动量，由动量守恒定律得：0＝p α＋p 钋又E k ＝p22m，故E kα：E k 钋＝218：4 联立解得E k 钋＝0.12 MeV ，E kα＝6.71 MeV.答案：(1)222 86Rn→218 84Po ＋42He ＋γ (2)6.92 MeV(3)0.12 MeV 6.71 MeV。

第十一章第1讲交变电流的产生及描述2年高考模拟M•2-NIAN-GA0-KA0-M0-NI (4]1.(2017 •天津卷)(多选)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线乖直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示止弦规律变化。

设线圈总电阻为2 Q,则导学号21992728 ( AD )A.才=0时，线圈平面平行于磁感线B.Z=1 s时，线圈中的电流改变方向C.1=1. 5 s时，线圈屮的感应电动势最大D.—个周期内，线圈产生的热量为8TI2J［解析］Z = 0时，磁通量为零，磁感线与线圈平面平行，A正确；当磁感线与线圈平面平行时, 磁通量变化率最人，感应电动势最人，画出感应电动势随时间变化的图象如图，由图可知, t=l s时，感应电流没有改变方向，B错误；f=l. 5 s时，感应电动势为0, C错误；感应电动势最大值氏=/V〃S G =A®A》=100X0.04X^(V),有效值(V) =2^2n (V), 6?=-7=8n2(J), D 正确。

2.(2017 •江苏卷)(多选)某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既冇高频成分,也有低频成分，则导学号21992729 ( BD )A.电感厶的作用是通髙频B.电容G的作用是通高频C.扬声器甲用于输出高频成分D.扬声器乙用于输出高频成分［解析］电感线圈有通低频、阻高频的作用，因此A项错误；电容器有通高频、阻低频的作用，因此B项正确；由此可以判断，扬声器甲主要用于输出低频成分，扬声器乙用于输出高频成分，C项错误，D项正确。

3.（2016 •全国卷III）（多选）如图，於为半圆形导线框，圆心为如N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为&两导线框在同一竖直面（纸而）内；两圆弧半径相等；过直线OA 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。

现使线框从N在方=0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过0“和0的轴，以相同的周期7逆时针匀速转动，则导学号21992730(BC )X X X X X X XX X X X X X Xx x Xd nA.两导线框屮均会产生正弦交流电B.两导线框中感应电流的周期都等于TC.在t=^i,两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等［解析］当导线框"完全进入磁场后，通过线框的磁通量将不变，故无感应电流产生, 因此它不会产生正弦式交流电，A项错误；导线框每转动一圈，产生的感应电流的变化为一个周期，B项正确；在戸右时，导线框转过角度为45。

2021高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第3讲传感器的简单使用练习1.酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻．如此，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．假如二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U 与酒精气体浓度C 之间的对应关系正确的是( )A ．U 越大，表示C 越大，C 与U 成正比B ．U 越大，表示C 越大，然而C 与U 不成正比 C ．U 越大，表示C 越小，C 与U 成反比D ．U 越大，表示C 越小，然而C 与U 不成反比解析：选B.设二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻为R x ，由闭合电路欧姆定律得，干路的电流I ＝Er ＋R 0＋R ＋R x，电压表示数U ＝IR 0＝ER 0r ＋R 0＋R ＋R x，而R x C ＝k (定值)，由以上关系式可见U 越大，表示C 越大，然而C 与U 不成正比，故B 项正确．2.A 、B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板A 的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球，两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R 1为光敏电阻，R 2为滑动变阻器，R 3为定值电阻．当R 2的滑动触头P 在a 端时闭合开关S.现在电流表A 和电压表V 的示数分别为I 和U ，带电小球静止时绝缘细线与金属板A 的夹角为θ，电源电动势E 和内阻r 一定．则以下说法正确的是( )A ．若将R 2的滑动触头P 向b 端移动，则I 不变，U 增大B ．保持滑动触头P 不动，用更强的光线照耀R 1，则I 增大，U 增大C ．保持滑动触头P 不动，用更强的光照耀R 1，则小球重新达到稳固后θ变大D ．保持滑动触头P 不动，用更强的光照耀R 1，则U 的变化量的绝对值与I 的变化量的绝对值的比值不变解析：选D.由题中电路图看出，电压表V 测量的是路端电压大小，电路稳固时R 2支路中无电流，R 2两端电压为零，将R 2的滑动触头向b 端移动可不能阻碍电压表V 和电流表A 的读数，故选项A 错误；两极板A 、B 之间的电压等于光敏电阻R 1两端的电压，用更强的光照耀R 1，R 1的阻值变小，电路电流I 变大，路端电压U 变小，R 3两端电压变大，R 1两端电压变小，则小球重新达到稳固后θ变小，故选项B 、C 均错误；设强光照耀R 1前电压表V 和电流表A 的示数分别为U 1、I 1，强光照耀R 1后电压表V 和电流表A 的示数分别为U 2、I 2，则E＝U 1＋I 1r ，E ＝U 2＋I 2r ，解得r＝U 2－U 1I1－I 2＝ΔUΔI，可见，选项D 正确． 3．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发觉，设计了一种报警装置，电路如图所示．M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，现在( )A ．R M 变大，且R 越大，U 增大越明显B ．R M 变大，且R 越小，U 增大越明显C ．R M 变小，且R 越大，U 增大越明显D ．R M 变小，且R 越小，U 增大越明显解析：选C.当R M 变大时，回路的总电阻R 总变大，依照I 总＝ER 总，得干路中的电流变小，S 两端的电压U ＝I 总R S 变小，故选项A 、B 错误；当R M 变小时，回路的总电阻R 总＝11R ＋1R M＋R S 变小，依照I 总＝ER 总，得干路中的电流变大，S 两端的电压U ＝I 总R S 变大，而且R 越大，R M 变小时，对回路的总电阻变化的阻碍越明显，故选项C 正确，选项D 错误．4．(2021·高考北京卷)热敏电阻常用于温度操纵或过热爱护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R 随温度t 变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更________(选填“敏锐”或“不敏锐”)．解析：由题图可知，热敏电阻在温度上升时，阻值下降，故其导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻在温度变化时，阻值变化明显，故对温度更敏锐．答案：增强 敏锐 5.对温度敏锐的半导体材料制成的某热敏电阻R T，在给定温度范畴内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将R T和两个适当的定值电阻R1、R2连成如图虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R L的阻值随R T 所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范畴．为了验证那个设计，他采纳伏安法测量在不同温度下R L的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻专门大．实验中的部分实验数据测量结果如表所示．温度t/℃30.040.050.060.070.080.090.0R L阻值/Ω54.351.047.544.341.037.934.7I/mA93.397.6102.9109.7116.7125.2134.2U/V 5.07 5.02 4.97 4.90 4.83 4.75 4.66 回答下列问题：(1)依照图1所示的电路，在如图2所示的实物图上连线．图2(2)为了检验R L与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作出R L－t关系图线．(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3所示，电流表的读数为______________，电压表的读数为________．现在等效电阻R L的阻值为________；热敏电阻所处环境的温度约为________．图3解析：(3)因为电流表的最小刻度为5 mA，故读数时只需要精确到1 mA，因此电流表的读数为115 mA，而电压表的最小刻度为0.1 V ，故读数时要估读到0.01 V ，因此电压表的读数为5.00 V ．等效电阻R L ＝UI≈43.5 Ω，结合R L －t 图象可知热敏电阻所处环境的温度约为62.5 ℃.答案：(1)连线如图所示(2)R L －t 关系图线如图所示(3)115 mA 5.00 V 43.5 Ω 62.5 ℃。

第1讲交变电流的产生和描述[目标要求]核心知识素养要求1.交变电流及其描述通过实验认识交变电流。

能用公式和图象描述正弦交变电流。

2.变压器电能的输送通过实验探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。

了解从变电站到用户的输电过程，知道远距离输电时用高电压的道理。

了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。

认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。

3.传感器知道非电学量转化成电学量的技术意义。

4.常见传感器的工作原理及应用通过实验，了解常见传感器的工作原理。

能列举传感器在生产生活中的应用。

5.实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系通过实验，了解变压器结构，知道列表处理数据的方法。

6.实验：利用传感器制作简单的自动控制装置通过实验，了解自动控制装置的电路设计及元件特性。

第1讲交变电流的产生和描述授课提示：对应学生用书第210页一、交变电流、交变电流的图象1．交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。

(2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。

2．正弦式交变电流的产生和图象(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。

(2)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线。

如图甲、乙、丙所示。

二、正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1．周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T ＝2πω。

(2)频率(f)：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数。

单位是赫兹(Hz)。

(3)周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T。

2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时) (1)电动势e 随时间变化的规律：e ＝E m sin_ωt。

(2)负载两端的电压u 随时间变化的规律：u ＝U m sin_ωt。

(3)电流i 随时间变化的规律：i ＝I m sin_ωt。

交变电流传感器课时作业交变电流的产生及描述时间/ 40分钟1.[2018·北京丰台期末]如图K28-1所示,矩形线框置于磁场中,该磁场可视为匀强磁场,线框通过导线与电阻R构成闭合回路,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动.下列说法正确的是()图K28-1A.线框通过图中位置瞬间,线框中的电流方向为ABCDAB.线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大C.线框通过图中位置瞬间,通过电阻R的电流瞬时值最大D.若使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电阻R的电流的有效值变为原来的2.一台发电机的结构示意图如图K28-2所示,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,M是圆柱形铁芯,铁芯外套有一矩形导线圈,线圈在绕过铁芯M中心的固定转轴匀速转动.磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场,磁感应强度大小处处相等.若从线圈处于图示位置开始计时,设此时电动势为正值,图K28-3中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是 ()图K28-2图K28-3图K28-43.(多选)[人教版选修3-2改编]如图K28-4所示,闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO'匀速转动,沿着OO'方向观察,线圈沿顺时针方向转动.已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,ab边的长度为L1,ad边的长度为L2,线圈电阻为R,转动的角速度为ω.当线圈转至图示位置时()A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.线圈中的感应电动势为2nBL2ωC.穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大D.线圈ad边所受安培力的大小为,方向垂直纸面向里4.[2018·湖北恩施一中模拟]一电阻接在10 V直流电源上,电功率为P;当它接到电压u=10sin ωt(V)的交流电源上时,电功率为()A.0.25PB.0.5PC.PD.2P图K28-55.如图K28-5所示,N匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO'匀速转动,线框面积为S,线框电阻、电感均不计,在OO'左侧有磁感应强度为B的匀强磁场,外电路接有电阻R和理想电流表A,则()A.从图示时刻起,线框产生的瞬时电动势为e=NBωS sin ωtB.电流表的示数I=NBSC.R两端电压有效值U=NBSD.一个周期内R上产生的热量Q=6.电阻R1、R2与交流电源按照如图K28-6甲所示方式连接,R1=10 Ω,R2=20 Ω.合上开关S后,通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示.下列说法正确的是()图K28-6A.通过R1的电流有效值是1.2 AB.R1两端的电压有效值是6 VC.通过R2的电流有效值是1.2 AD.R2两端的电压最大值是6 V课时作业(二十九)第29讲变压器远距离输电时间/ 40分钟1.[2018·黄山模拟]有一理想变压器,副线圈所接电路如图K29-1所示,灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡.当S断开时,灯L1正常发光.当S闭合后,下列说法正确的是()图K29-1A.电阻R消耗的电功率增大B.灯L1、L2都能正常发光C.原线圈的输入功率减小D.原、副线圈的电流之比减小图K29-22.[2018·天津卷]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K29-2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PB.电压表V的读数为UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变3.如图K29-3甲所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1,L1和L2是相同型号的白炽灯,L1与电容器C串联,L2与带铁芯的线圈L串联,V为交流电压表.当原线圈接有如图乙所示的正弦交变电压时,电路稳定后,两只灯泡的亮度相同,则()图K29-3A.与副线圈并联的电压表在t=1×10-2 s时的示数为0B.与副线圈并联的电压表在t=0.5×10-2 s时的示数为22 VC.当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100 Hz时,灯泡L1变亮,灯泡L2变暗D.当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100 Hz时,灯泡L1变暗,灯泡L2变亮4.(多选)如图K29-4甲所示是一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交变电压随时间变化的图像,现将该交流电接在如图乙所示的理想变压器原线圈的两端,V1、V2为理想交流电压表,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.下列说法中正确的是()图K29-4A.该交变电压瞬时值的表达式为u=220sin 100πt(V)B.当t=1.5×10-2 s 时,线圈平面与磁场方向平行C.若只减少理想变压器原线圈的匝数,则变压器的输入功率将减小D.若只增大滑动变阻器接入电路中的阻值,则电压表V1与V2示数的比值将减小5.[2018·河北定州中学模拟]如图K29-5所示,利用理想变压器进行远距离输电,发电厂的输出电压恒定,输电线路的电阻不变,当用电高峰到来时()图K29-5A.输电线上损耗的功率减小B.电压表V1的示数减小,电流表A1的示数增大C.电压表V2的示数增大,电流表A2的示数减小D.用户功率与发电厂输出功率的比值减小图K29-66.[2018·黑龙江大庆中学模拟]如图K29-6所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,b是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220sin 100πt(V),则()A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22 VB.当t= s时,c、d间的电压瞬时值为110 VC.单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变小课时作业(二十八)1.C[解析] 线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量为零,感应电动势最大,所以感应电流也最大,通过电阻R的电流瞬时值最大,故选项B错误,选项C正确;AB边和CD边切割磁感线产生感应电流,根据右手定则可判断,电流方向为ADCBA,故选项A错误;根据E=NBSω可知,ω增大一倍,E也增大一倍,根据I=可知,通过电阻R的电流的有效值也增大一倍,故选项D错误.2.D[解析] 由于磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场,线圈绕过铁芯M中心的固定转轴匀速转动过程中,垂直切割磁感线,产生的电动势大小不变,经过竖直面时,方向改变,所以选项D正确.3.AC4.B[解析] 电阻接在10 V直流电源上,电功率为P,则P=;当它接到电压u=10sin ωt(V)的交流电源上时,电功率为P'==0.5P,故B正确.5.B[解析] 线框始终只有一半面积在磁场中,故瞬时电动势为e=sin ωt,电压有效值为U=NBS,电流表示数I=NBS,A、C错误,B正确;Q=T=,D错误.6.B[解析] 由i-t图像知,交变电流的最大值即通过R2的电流最大值为0.6 A,由正弦式交变电流最大值与有效值的关系可知,其有效值为0.6 A,由于R1与R2串联,所以通过R1的电流有效值也是0.6 A,选项 A、C错误;R1两端电压有效值为U1=IR1=6 V,选项B正确;R2两端电压最大值为U2m=I m R2=0.6×20 V=12 V,选项D错误.课时作业(二十九)1.A[解析] 当S闭合后,副线圈两端的电压U2不变,而副线圈电路的总电阻减小,所以副线圈中的电流增大,由P=I2R知R消耗的电功率增大,故A正确;当S闭合后,副线圈电路的总电阻减小,副线圈中的电流增大,所以电阻R两端的电压增大,而副线圈两端的电压U2不变,所以灯泡两端的电压减小,灯L1、L2都不能正常发光,故B错误;由于副线圈电路的总电阻减小,消耗的功率P=增大,而输入功率等于输出功率,所以原线圈的输入功率增大,故C错误;根据电流与匝数关系=,因变压器原、副线圈的匝数之比不变,所以原、副线圈中电流之比不变,故D错误.2.B[解析] 发电机线圈的转速变为原来的时,电动势的最大值、有效值均变为原来的,所以电压表的读数变为原来的,B正确;R两端的电压变为原来的,根据P=可知,R消耗的功率变为原来的,A错误;由于输出功率变为原来的,电压减小到一半,根据P=UI可知,电流变为原来的,电流表的读数变为原来的,C错误;由于转速变为原来的,则交变电流的频率变为原来的,D错误. 3.C[解析] 与副线圈并联的电压表的示数为副线圈两端电压的有效值,在不改变其他条件时,其示数不变,为U==22 V,A、B错误;正弦交变电压原来的频率为f==50 Hz,当频率变为100 Hz 时,电容器对电流的阻碍作用减小,L1中电流增大,功率增大,灯泡变亮,但电感线圈对电流的阻碍作用增大,L2中电流减小,功率减小,灯泡变暗,C正确,D错误.4.BD[解析] 由图像可知,该交流电的频率为50 Hz,电压最大值为220V,故其瞬时值表达式为u=220sin 100πt(V),选项A错误;由图像可知,当t=1.5×10-2 s时,交变电压最大,由法拉第电磁感应定律可知,此时磁通量的变化率最大,穿过线圈的磁通量为零,故此时线圈平面与磁场方向平行,选项B正确;若只减少理想变压器原线圈的匝数,则副线圈两端的电压将升高,副线圈中的电流将增大,变压器的输出功率将变大,故输入功率将变大,选项C错误;若只增大滑动变阻器接入电路中的阻值,由题意可知,电压表V1的示数不发生变化,而副线圈电路中电流将减小,定值电阻R0两端的电压将减小,电压表V2的示数将增大,故电压表V1与V2示数的比值将减小,选项D正确.5.D[解析] 当用电高峰到来时,用户消耗的功率变大,则电流表A2示数变大,输电线上的电流变大,输电线上损耗的功率变大,选项A错误;电流表A1示数增大,因为发电厂的输出电压恒定,则升压变压器副线圈两端的电压不变,即电压表V1的示数不变,选项B错误;输电线上的电压损失变大,故降压变压器原线圈两端的电压减小,降压变压器副线圈两端的电压也减小,即电压表V2的示数减小,选项C错误;用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例=1-=1-,因为输电线上的电流增大,则电压损失增大,U1不变,所以用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小,故D正确.6.A[解析] 当单刀双掷开关与a连接时,原、副线圈的匝数之比为10∶1,原线圈两端的电压有效值U1= V=220 V,根据=,解得U2=22 V,故电压表的示数为22 V,A正确;当t= s时,c、d间电压的瞬时值为u=220sin 100π× V=110 V,故B错误;当单刀双掷开关与a连接,滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电压不变,电流表示数减小,故C错误;当单刀双掷开关由a扳向b时,原线圈匝数减小,根据=,可知U2变大,电压表和电流表的读数均变大,故D错误.。

全国通用2019版高考物理一轮复习精炼第十一章交变电流传感器含答案79 交变电流的产生及描述[方法点拨] 交变电流的产生往往与交变电流图象结合出题，要能将交变电流的图象与线圈的转动过程一一对应起来，分析电流、电动势、磁通量的变化规律．1．矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生如图1所示的交流电，取沿a→b→c→d→a方向为电流正方向，则对应t1时刻线圈的位置应为下列选项中的( )图12．(2018·山东青岛二中模拟)如图2甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴OO′以角速度ω匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表．图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，则下列说法中正确的是( )图2A．从t1到t3这段时间穿过线圈的磁通量的变化量为2nBSB ．从t 3到t 4这段时间通过电阻R 的电荷量为nBS RC ．t 3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nBS ωD ．电流表的示数为2nBS ω2(r ＋R ) 3．(多选)(2017·陕西宝鸡二检)某一交流电的电压随时间变化的规律为：u ＝1002sin 100πt (V)，将其接在阻值为R ＝100 Ω的电热丝两端，则下列说法正确的是( )A ．该交流电压的周期为0.02 sB ．该电热丝消耗的电功率为200 WC ．该交流电每秒内电流方向改变50次D ．用电压表测该用电器两端电压其示数为100 V4．(多选)(2017·河南洛阳第二次统考)如图3所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO ′沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω，线圈匝数为n ，电阻为r ，外接电阻为R ，A 为理想交流电流表，线圈从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)转过60°时的感应电流为i ，下列说法正确的是( )图3A ．电流表的读数为2iB ．转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为2i (R ＋r )n ωC ．从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R 的电荷量为2i ωD ．线圈转动一周的过程中，电阻R 产生的热量为4πRi 2ω5．(2018·广东东莞模拟)如图4为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动．磁场的磁感应强度B ＝2×10－2 T ，线圈的面积S ＝0.02 m 2，匝数N ＝400 匝，线圈总电阻r ＝2 Ω，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R ＝8 Ω连接，与电阻R 并联的交流电压表为理想电表，线圈的转速n ＝50π r/s.在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是( )图4A．交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e＝82sin 100t(V)B．交流电压表的示数为8 VC．从t＝0时刻开始线圈平面转过30°的过程中，通过电阻的电荷量约为5.7×10－3 C D．电阻R上的热功率为6.4 W80 变压器与远距离输电[方法点拨] (1)变压器联系着两个电路：原线圈电路、副线圈电路．原线圈在原线圈电路中相当于一用电器．副线圈在副线圈电路中相当于电源．(2)远距离输电示意图中涉及三个电路，在中间的远距离输电线路中升压变压器的副线圈、导线、降压变压器的原线圈相当于闭合回路的电源、电阻、用电器．1．(多选)(2018·广东东莞模拟)如图1所示，理想变压器的原线圈接在一个交变电源上，交变电压瞬时值随时间变化的规律为u＝2202sin 100πt(V)，副线圈所在电路中接有灯泡、电动机、理想交流电压表和理想交流电流表．已知理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，灯泡的电阻为22 Ω，电动机内阻为1 Ω，电流表示数为3 A，各用电器均正常工作．则( )图1A．通过副线圈的电流频率为5 HzB．电压表示数为22 VC．变压器原线圈的输入功率为66 2 WD．电动机的输出功率为40 W2．(2017·湖北武汉2月调考)如图2所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝10∶1，a、b两点间的电压为u＝2202sin 100πt(V)，R为可变电阻，P为额定电流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( )图2A．2.2 ΩB．2.2 2 ΩC．22 ΩD．22 2 Ω3．如图3所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻R L＝6 Ω，AB端电压u1＝122sin 100πt(V)．下列说法正确的是( )图3A．电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD．变压器输入功率为6 W4．(多选)(2017·山东临沂一模)如图4所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈通过灯泡L1与正弦式交流电源相连，电源电压有效值恒定，副线圈通过导线与灯泡L2和L3相连，三个灯泡规格完全相同．开始时开关S处于断开状态．当S闭合后，所有灯泡都能发光．下列说法中正确的是( )图4A．闭合开关S后，灯泡L1和L2亮度相同B．闭合开关S后，灯泡L1变亮，灯泡L2的亮度不变C．闭合开关S后，灯泡L2两端的电压变小D．闭合开关S后，变压器原线圈的输入功率不变5．(2017·山东潍坊一模) 如图5所示，a、b两端接在电压有效值恒定的正弦交流电源上，L1、L2、L3是三个相同的灯泡，T为理想变压器，开关S断开时，灯泡L1、L2、L3亮度相同(未达到正常发光状态)，若闭合S，下列判断正确的是( )图5A．灯泡L1变亮B．灯泡L2、L3变暗C．原、副线圈两端的电压比为2∶1D．原线圈中增加的电流大于副线圈中增加的电流6．(2017·河北衡水中学高三下期中)如图6所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率均为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1∶n2以及电源电压U1为( )图6A．1∶22U B．2∶14UC．2∶12U D．1∶24U7．(多选)(2017·陕西西安二检)如图7所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图，图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表．设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，并且电阻不变．变阻器R相当于用户用电器的总电阻．当用电器增加时，相当于R变小，则当用电进入高峰时( )图7A．电压表V1、V2的读数均不变，电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小B．电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大C．电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变D．线路损耗功率增大8．(多选)(2018·河北邢台质检)如图8所示，一个面积为S的单匝金属线圈(电阻不计)在匀强磁场B中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈两端通过电刷与图示的电路连接．其中电阻R1＝R，光敏电阻R2在无光照时其阻值也为R(有光照时其电阻减小)，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n，则( )图8A．从图示位置开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬时值表达式为e＝BSωsin ωt B．开关S处于闭合状态，当减小光照强度时，电压表的示数不变，电流表的示数减小C．开关S处于闭合状态，当R2上端串联理想二极管(正向电阻为零，反向电阻无穷大)时，电流表的示数不变D．当开关S断开、R2用黑纸包裹时，R2两端电压的有效值为2nBSω2(1＋n2)9．(2018·四川成都模拟)如图9所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2＝55∶1，原线圈接入电压u＝2202sin 100πt(V)的交流电源，图中电表均为理想电表，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头P从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是( )图9A．副线圈中交变电流的频率为100 HzB．t＝0.02 s时，电压表的示数为0C．电流表的示数先变小后变大D．定值电阻R消耗的功率先变大后变小10．(多选)如图10甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R1、R2均为10 Ω.在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，下列说法正确的是( )图10A．当S与a连接后，理想电流表示数为2.2 AB．当S与a连接后，理想电压表示数为11 VC．当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25 HzD．当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍11．(多选)(2017·湖南株洲一模)某同学在实验室中研究远距离输电．由于输电线太长，他将每100米导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的自感作用)．第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，测得输电线上损失的功率为P 1.第二次采用如图11所示的电路输电，其中理想变压器T 1与电源相连，其原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2，理想变压器T 2与用电器相连，测得输电线上损失的功率为P 2.下列说法正确的是( )图11A ．前后两次实验都可用于研究远距离直流输电B ．实验可以证明，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失C ．若输送功率一定，则P 2∶P 1＝n 12∶n 22D ．若输送功率一定，则P 2∶P 1＝n 1∶n 212．如图12为远距离输电示意图，升压变压器T 1的原、副线圈匝数比为n 1∶n 2＝k ∶1，降压变压器T 2的原、副线圈匝数比为n 3∶n 4＝1∶k ，在T 1的原线圈两端接入一内阻为k 2r 、电动势e ＝E m sin ωt 的交流电源，两条输电线的总电阻为r ，假设用户处的总电阻为R ，不考虑其他因素的影响，两变压器均为理想变压器，则输电线上损失的电功率为( )图12A.k 2E m 2r 2(R ＋2k 2r )2B.k 2E m 2r 2(R ＋k 2r )2C.k 2E m 2r 2(R ＋r ＋k 2r )2D.k 2E m 2r (R ＋r ＋k 2r )2答案精析1．BD [由u ＝2202sin 100πt (V)知交变电流的频率f ＝ω2π＝50 Hz ，变压器不改变交变电流的频率，A 错误；由理想变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2，可知U 2＝n 2n 1U 1＝22 V ，故电压表的示数为22 V ，B 正确；变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为P ＝U 2I 2＝66 W ，C 错误；流过小灯泡的电流I ＝U 2R ＝1 A ，故流过电动机的电流I M ＝2 A ，电动机的输出功率P 出＝U 2I M －I M 2r ＝40 W ，D 正确．]2．A3．D [由ω＝100π＝2πf 得f ＝50 Hz ，A 错；由题知：U m1＝12 2 V ，则有效值U 1＝U m12＝12 V ．由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝6 V ，I 2＝U 2R L ＝1 A ，B 、C 错；由能量守恒得P 1＝P 2＝U 2I 2＝6 W ，D 对．]4．AC 5.D6．B [设灯泡正常发光时，额定电流为I 0.由题图可知，原线圈中电流I 原＝I 0，副线圈中两灯并联，副线圈中电流I 副＝2I 0，U 副＝U ，根据理想变压器的基本规律：I 原n 1＝I 副n 2得n 1∶n 2＝2∶1；U 原∶U 副＝n 1∶n 2得U 原＝2U ，所以U 1＝4U ，B 正确．]7．BCD8．BD [从题图所示位置开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬时值表达式为e ＝BS ωcos ωt ，故选项A 错误；减小光照强度时，R 2电阻增大，副线圈的电压由匝数和输入电压决定，电压表的示数不变，通过R 2的电流减小，电流表示数减小，故选项B 正确；由于理想二极管具有单向导电性，在一个周期内有U 22R ·T 2＋0＝U 2′2R·T ，电阻消耗的功率减小，原线圈输入功率减小，电流表示数将减小，故选项C 错误；开关S 断开时，电阻R 1和理想变压器串联，根据串联电路规律有：U 1′＝BS ω2－I 1′R 1，U 1′U 2′＝n ，I 1′I 2′＝1n，I 2′＝U 2′R 2，联立解得：I 1′＝2BS ω2R (1＋n )，U 2′＝2nBS ω2(1＋n )，故选项D 正确．] 9．C [由电压公式知ω＝100π rad/s ，f ＝ω2π＝100π2πHz ＝50 Hz ，A 项错误；原线圈两端的输入电压有效值为220 V ，由电压与匝数成正比知，U 1U 2＝n 1n 2，所以副线圈两端电压为：U 2＝n 2n 1·U 1＝155×220 V＝4 V(即为电压表的读数)，B 项错误；由题图可知，滑动变阻器的上、下两部分并联后与R 串联，根据串并联电路的特点可知，当P 位于中间位置时，并联电阻的电阻值最大，所以当滑动变阻器的滑动触头P 从最上端滑到最下端的过程中，电路中的总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流先减小后增大，定值电阻R 消耗功率将先减小后增大．变压器的输出电流先减小后增大，则输入的电流也是先减小后增大，即电流表的示数先变小后变大，C 项正确，D 项错误．]10．AD11．BC [变压器只能改变交变电流的电压，所以第二次实验只能研究远距离交流输电，故A 错误；实验可以证明，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失，故B 正确；第一次实验输电线上的电流I ＝P U 1，输电线上损失的功率P 1＝I 2R ＝P 2U 12R ，第二次实验，升压变压器副线圈上的电压U 2＝n 2n 1U 1，输电线上的电流I ′＝P U 2，输电线上损失的功率P 2＝I ′2R ＝P 2U 22R ，所以：P 2P 1＝U 12U 22＝n 12n 22，故C 正确，D 错误．] 12．A [由题意可知降压变压器原线圈有U 3I 2＝n 3n 4U 4n 4n 3I 3＝n 32n 42R ＝R k 2，同理，升压变压器原线圈有U 1I 1＝n 12n 22⎝ ⎛⎭⎪⎫R k 2＋r ＝R ＋k 2r ，又U 1I 1＝22E m －I 1k 2r I 1＝22E m n 2n 1I 2－k 2r ，联立解得输电线上的电流I 2＝kE m 2(R ＋2k 2r )，则输电线上损失的电功率P r ＝I 22r ＝k 2E m 2r 2(R ＋2k 2r )2，A 正确．]答案精析1．B [由产生的交变电流图象可知，t 1时刻，电流是正最大值，说明线圈垂直切割磁感线，即线圈处于与磁感线方向平行位置．电流方向为a →b →c →d →a ，根据右手定则可判断出对应t 1时刻线圈位置正确的是选项B.]2．D [从t 1到t 3的过程，穿过线圈的磁通量变化量为零，选项A 错误；从t 3到t 4的过程，穿过线圈的磁通量变化量为BS ，故通过电阻R 的电荷量q ＝n ΔΦR ＋r ＝nBS R ＋r，选项B 错误；t 3时刻产生的电动势大小为E 0，由法拉第电磁感应定律可得E 0＝n ΔΦΔt ＝nBS ω，可得ΔΦΔt＝BS ω，选项C 错误；线圈产生的交流电的电动势有效值为E ＝nBS ω2，由闭合电路欧姆定律可得，电流表的示数I ＝E R ＋r ＝2nBS ω2(R ＋r )，选项D 正确．] 3．AD 4.BCD 5．C [磁场的磁感应强度B ＝2×10－2 T ，线圈面积S ＝0.02 m 2，匝数N ＝400，线圈总电阻r ＝2 Ω，线圈的转速n ＝50πr/s ，故ω＝100 rad/s ，交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e ＝NBS ωcos ωt ＝82cos 100t (V)，A 项错误；交流电压表显示出的是路端电压有效值，故示数为E m R 2(R ＋r )＝6.4 V ，B 项错误； 从t ＝0时刻转过30°的过程中，通过电阻的电荷量为q ＝N ΔΦR ＋r ＝ 400×12×2×10－2×0.0210C ＝42×10－3 C≈5.7×10－3 C ，C 项正确；电阻R 上的热功率P ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫E m 2R ＋r 2·R ＝5.12 W ，D 项错误．]。

第1讲交变电流的产生和描述课时作业(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) ◎基础巩固练1.如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d→aD．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力解析：线圈绕垂直于磁场方向的轴转动产生交变电流，产生的电流、电动势及线圈各边所受安培力大小与转轴所在位置无关，故A对，B、D错；图示时刻产生电流的方向为a→d→c→b→a，故C错。

答案： A2．(2019·惠州市高三调研考试)某交流发电机给灯泡供电，产生交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是()A ．交变电流的频率为100 HzB ．交变电流的瞬时表达式为i ＝5cos50πt (A)C ．该交流电的电压有效值为5 2 VD ．在t ＝5×10－3 s 时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大 解析： 根据图象知交流电的周期为0.02 s ，因此交流电的频率为50 Hz ，A 错误；由ω＝2πT＝100π rad/s ，交变电流的最大值为5 A 可得，交变电流的瞬时值表达式为i ＝5cos 100πt A ，B 错误；因为电阻未知，故电压不能确定，C 确误；t ＝5×10－3 s 时，交变电流的瞬时值为零，磁通量最大，D 正确。

答案： D 3.如图所示，直线MN 右侧有垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场，有一个单匝、电阻为R 、边长为L 的导线框一半处于匀强磁场中，t ＝0时刻，框面与磁场垂直，现让线框以MN 为轴匀速转动，转速为n ，则通过线框的感应电流的有效值为( )A.2πBL 2n RB ．2πBL 2n R C.πBL 2n RD ．2πBL 2n 2R解析：线框总有一半在磁场中，若规定逆时针的电流方向为正，线框中产生的感应电流如图所示，峰值为：I m ＝πBL 2n R ，根据有效值与峰值间的关系可得：I ＝22I m ＝2πBL 2n 2R。