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第十一章 45分钟章末检测卷满分98分选择题(1～10题只有一项符合题目要求，11～14题有多个选项符合题目要求，每小题7分，共98分) 1．小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数．将发电机与一个标有“6 V 6 W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻．当线圈的转速为n ＝5 r/s 时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时表达式为( )A ．i ＝sin5t(A)B ．i ＝sin10πt(A)C ．i ＝1.41sin5t(A)D ．i ＝1.41sin10πt(A)解析：因为小灯泡正常发光，所以电路中电流的有效值为I ＝PU＝1 A ，则电流的最大值为I m ＝ 2A≈1.41 A．因为转速n ＝5 r/s ，且ω＝2nπ，所以ω＝10π rad/s，故电路中电流的瞬时值表达式为i ＝1.41sin10πt(A)，选项D 正确．答案：D2．(2020·惠州模拟)一交变电流的图象如图所示，由图可知( )A ．该交流电的周期是0.02 sB ．该交流电电流最大值为20 2 AC ．该交流电的频率为100 HzD ．用电流表测该电流其示数为10 2 A解析：该交流电的周期T ＝0.01 s ，频率f ＝1T＝100 Hz ，A 错、C 对；最大值I m ＝10 2 A ，电流表测得的是电流有效值I ＝I m2＝10 A ，故B 、D 错误．答案：C3．(2020·辽宁锦州期末)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20：1，原线圈接在正弦交流电源上，副线圈接入“3 V 6 W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则( )A ．原线圈电压有效值为3 VB ．电源输出功率为120 WC ．电流表的示数为0.1 AD ．电流表的示数为40 A解析：根据理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比可知，原线圈两端电压有效值为60 V ，选项A 错误；理想变压器输入功率等于输出功率，所以输入功率和输出功率都为6 W ，则电源输出功率为6 W ，选项B 错误；理想变压器输入功率为6 W ，则原线圈中的电流有效值为I ＝P U ＝660A ＝0.1 A ，选项C 正确，选项D 错误．答案：C4．在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流．所用的器材叫电流互感器，如图所示，能正确反映其工作原理的是( )解析：电流互感器把大电流变成小电流，测量时更安全，据变压器原理，I 1I 2＝n 2n 1，I 2＝n 1n 2I 1，所以要求线圈匝数n 2>n 1，原线圈要接在火线上，故本题只有A 正确．答案：A5．如图为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断错误的是( )A ．这是一个降压变压器B ．原线圈的匝数比副线圈的匝数多C ．当原线圈输入交流电压220 V 时，副线圈输出直流电压12 VD ．当原线圈输入交流电压220 V 、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大解析：根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为220 V ，输出电压为12 V ，该变压器为降压变压器，故选项A 、B 正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C 错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，故副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D 正确．答案：C6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为55：3，原线圈a 、b 间输入交流电瞬时值的表达式为u ＝2202sin(100πt)V，副线圈两端接有两只标有“24 W”字样的灯泡，当开关S 1和S 2都闭合时，两灯泡均正常发光，下列说法中正确的是( )A ．两只灯泡能承受的最高电压为12 VB ．断开开关S 1，副线圈两端的电压将变大C ．断开开关S 1，变压器原线圈的输入功率将变小D ．该变压器原、副线圈的输入、输出功率之比为55：3解析：由理想变压器的工作原理知原、副线圈的电压与匝数成正比U 1U 2＝n 1n 2，解得副线圈输出电压的有效值为U 2＝12 V ，故灯泡能承受的最高电压应为12 2 V ，A 错误；无论是断开开关S 1还是断开开关S 2，副线圈的电压均不变，B 错误；断开开关S 1，小灯泡L 2仍能正常发光，L 2消耗的功率不变，则理想变压器的输出功率减小，由于理想变压器的输出功率等于输入功率，因此输入功率也减小，C 正确、D 错误．答案：C7．(2020·广西重点高中高三一模)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，a 、b 端接入一正弦式交流电源．L 1、L 2为两只规格均为“22 V 6 W”的灯泡，两电表为理想交流电表．当滑动变阻器的滑片P 处于中间位置时，两灯泡恰好都正常发光．下列说法正确的是( )A ．电流表示数为0.27 AB ．电压表示数为44 VC ．滑片P 向下移动时，灯泡L 2将变暗D ．滑片P 向上移动时，灯泡L 1将变暗解析：由于原、副线圈匝数比为2：1，则原、副线圈电流比为1：2，因两灯泡正常发光，所以原线圈电流为311 A ，则副线圈电流为611A ＝0.55 A ，A 错．原、副线圈两端电压比为2：1，副线圈两端电压为22 V ，所以原线圈两端电压为44 V ，B 对．滑片P 向下移动时，副线圈电路的电阻变小，电流变大，则原线圈电路中电流也变大，即通过灯泡L 2的电流变大，灯泡L 2可能变亮或烧毁，C 错．滑片P 向上移动时，通过灯泡L 2的电流变小，原线圈两端电压变大，则副线圈两端电压也变大，灯泡L 1可能变亮或烧毁，D 错．答案：B8．(2020·江西省五校高考模拟考试)如图所示，有一矩形线圈的面积为S ，匝数为N ，电阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R 0和滑动变阻器R ，下列判断正确的是( )A ．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωsinωtB ．矩形线圈从图示位置经过π2ω时间内，通过电流表A 1的电荷量为0C ．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表A 1和A 2示数都变小D ．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V 1示数不变，V 2和V 3的示数都变小解析：初始位置是与中性面垂直的平面，则矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωcosωt，选项A 错误；π2ω是四分之一个周期，由Q ＝ΔΦR可得，通过电流表A 1的电荷量不为零，选项B 错误；当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器的阻值变大．电路总电阻变大，电流表A 2示数变小，结合I 1I 2＝n 2n 1可得，电流表A 1示数也变小，选项C 正确；当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V 1示数不变，结合U 1U 2＝n 1n 2，V 2示数也不变，电压表V 3示数变大，选项D 错误．答案：C9．某发电机说明书的部分内容如下表所示，现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是400 m ，输电线路中的火线和零线均为某型号单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω.安置区家用电器的总功率为44 kW ，当这些额定电压为220 V 的家用电器都正常工作时( )型号 ×××× 最大输出功率 60 kW 输出电压范围 220 V ～300 VA ．输电线路中的电流为20 AB ．发电机实际输出电压是300 VC ．在输电线路上损失的电功率为8 kWD ．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则输出电压最大值是300 V解析：额定电压为220 V 的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流I ＝PU＝200 A ，A 错误．发电机的实际输出电压为U 发＝U ＋Ir ＝260 V ，B 错误．在输电线路上损失的电功率P 损＝I 2r ＝8 kW ，C 正确．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是260 2 V≈367.7 V，D 错误．答案：C10．图甲的正弦交变电压接在图乙的理想变压器原线圈上，R 是滑动变阻器，变压器原线圈匝数为55匝，P 是副线圈上的滑动触头，当P 处于图示位置时，副线圈连入电路部分的匝数为10匝，灯泡L 恰能正常发光，电容器C 恰好不被击穿．则下列说法正确的是( )A ．R 的滑片不动，向上移动P ，灯L 变暗B ．P 不动，向下移动R 的滑片，灯L 变暗C ．电容器C 的击穿电压为20 2 VD ．向上移动P ，变压器输入功率变大解析：保持R 的滑片不动，向上移动P ，则副线圈电压变大，灯泡变亮，选项A 错误；保持P 不动，向下移动R 的滑片，R 减小，流过灯泡电流变大，灯泡变亮，选项B 错误；电容器的击穿电压是指最大值，据变压器原副线圈电压最大值的变比关系u max1u max2＝n 1n 2得u max2＝40 V ，选项C 错误；向上移动P ，则副线圈电压变大，变压器输出功率变大，理想变压器输入功率等于输出功率，变压器输入功率变大，D 正确．答案：D11．(2020·湖北黄冈中学月考)(多选)有一个交变电流U ＝311sin314t(V)，则下列说法中正确的是( )A ．这个交变电流的频率是50 HzB ．它可以使“220 V 100 W”的灯泡正常发光C ．用交流电压表测量时，读数为311 VD ．使用这个交变电流的用电器，每通过1 C 的电荷量时，电流做功220 J解析：由瞬时值表达式可知U m ＝311 V ，ω＝314 rad/s ，频率f ＝ω2π＝50 Hz ，选项A 正确；电压的有效值U 有＝U m2＝220 V ，可以使“220 V 100 W”的灯泡正常发光，选项B 正确；交流电表读数为有效值，选项C 错误；每通过1 C 的电荷量时，电流做功W ＝qU 有＝220 J ，选项D 正确．答案：ABD12．(2020·河南鹤壁高级中学月考)(多选)如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图．输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动．两条输电线总电阻用R 0表示．当负载增加时，则( )A ．电压表V 1、V 2的示数几乎不变B ．电流表A 2的示数增大，电流表A 1的示数减小C ．电压表V 3的示数增大，电流表A 2的示数增大D ．电压表V 2、V 3的示数之差与电流表A 2的示数的比值不变解析：理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压不会有大的波动，匝数比不变，所以输出电压几乎不变，故电压表V 1、V 2的示数几乎不变，选项A 正确；当负载增加时，相当于支路增加，电路中的总电阻变小，总电流变大，即A 2的示数变大，则A 1的示数变大，选项B 错误；由于副线圈中的电流变大，电阻R 0两端的电压变大，又因为V 2的示数几乎不变，所以V 3的示数变小，选项C 错误；电压表V 2、V 3的示数之差恰等于输电线损耗的电压值，电流表A 2的示数为输电线上的电流，所以两者之比等于输电线的总电阻R 0，不变，选项D 正确．答案：AD13．(2020·安徽模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡，若四个灯泡恰好都能正常发光，则下列说法正确的是( )A ．U 1：U 2＝3：4B ．U 1：U 2＝4：3C ．若将L 1短路，则副线圈的三个灯泡仍能正常发光D ．若将L 2短路，则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的43倍解析：设灯泡的额定电压为U ，额定电流为I ，则副线圈电压为3U ，电流为I ，原线圈的灯泡正常发光，电流也为I ，所以原、副线圈的匝数比为1：1，原线圈两端电压为3U ，所以U 1：U 2＝4：3，选项A 错误、B 正确；若将L 1短路，则原线圈的电压增大，则副线圈两端电压也增大，三个灯泡不能正常发光，选项C 错误；若将L 2短路，设副线圈的电流为I′，原线圈的电流也为I′，因此2I′R＋I′R＝U 1＝4U ，则I′R＝43U ，即副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的43，选项D 正确．答案：BD14．(多选)下图是远距离输电的示意图．n 1、n 2是升压变压器原、副线圈的匝数，n 1：n 2＝1：20，n 3、n 4是降压变压器原、副线圈的匝数，n 3：n 4＝40：1.升压变压器的原线圈n 1与一交变电流相连接，该交变电流的瞬时值表达式为u ＝4402sin100πt V，下列说法正确的是( )A ．用电器获得的电压的有效值为220 VB ．用电器获得电压的有效值小于220 V ，要想使用电器的电压变为220 V ，在n 1、n 3、n 4不变的前提下，增大n 2C ．用电器获得电压的有效值大于220 V ，要想使用电器的电压变为220 V ，在n 1、n 2、n 4不变的前提下，增大n 3D ．通过用电器的交变电流的方向，每秒改变100次解析：如果输电线上不存在电阻，即不存在电压降，则有U 1U 2＝n 1n 2，U 3U 4＝n 3n 4，U 1＝U ＝440 V ，U 2＝U 3，可得U 4＝220 V ，由于输电线存在电压降，所以U 3<U 2，U 4<220 V ；若要提高U 4电压值，根据变压规律，仅增加n 2匝数即可，A 、C 错误，B 正确．由题意知ω＝100π rad/s，所以f ＝50 Hz ，则电流方向每秒改变100次，D 正确．答案：BD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。
章末滚动验收(十一)(时间：45分钟)一、单项选择题1.一理想变压器原、副线圈匝数比为n 1∶n 2＝2∶1，原线圈中接有定值电阻R ，副线圈中并联有两个阻值也为R 的定值电阻，如图所示。
原线圈电路接有电压为U 的交流电源，则副线圈的输出电压为( )A ．U 2B ．U 3C ．2U 3D ．U 4B [本题考查原线圈含负载的理想变压器问题。
由闭合电路欧姆定律得，通过副线圈的电流I 2＝2U 2R ，由U 1U 2＝n 1n 2得，U 1＝2U 2，由I 1I 2＝n 2n 1得，I 1＝12I 2，对原线圈所在电路，有U ＝I 1R ＋U 1，由以上各式解得U 2＝U3，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误。
] 2．如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝11∶2，保险丝R 1的电阻为2 Ω。
若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，要求通过保险丝的电流(有效值)不超过5 A ，加在电容器两极板的电压不超过50 V ，则滑动变阻器接入电路的阻值可以为( )甲 乙A ．5 ΩB ．10 ΩC ．16 ΩD ．20 ΩB [本题考查正弦式交变电流的电压变化图象、理想变压器的规律及电路的动态分析。
根据图象可知变压器原线圈接入的交流电的有效值为U 1＝220 V ，根据理想变压器的电压比等于匝数比，可得变压器的输出电压U 2＝n 2n 1U 1＝40 V ，通过保险丝的最大电流为5 A ，由欧姆定律可得I 2＝U 2R 1＋R 2，解得滑动变阻器接入电路的最小阻值为6 Ω，且电容器两极板的电压不超过50 V ，有U C ＝40 2 V R 1＋R 2R 2<50 V ，解得R 2<15.2 Ω，故B 正确。
] 3.如图所示电路，电阻R 1与电阻R 2串联接在交变电源上，且R 1＝R 2＝10 Ω，正弦交流电的表达式为u ＝202sin 100πt (V)，R 1和理想二极管D (正向电阻为零，反向电阻为无穷大)并联，则R 2上的电功率为( )A ．10 WB ．15 WC ．25 WD ．30 WC [由题图可知，当电流从A 流入时，R 1被短路，则此时R 2上电压有效值为：U 2＝U m 2＝20 V ，当电流从B 流入时，R 1、R 2串联，则R 2两端电压有效值为U ′2＝U 22＝10 V ，设在一个周期内R 2两端的电压有效值为U ，则U ′22R 2·T 2＋U 22R 2·T 2＝U 2R 2·T ，解得：U ＝510 V ，则有：P ＝U 2R 2＝25010W ＝25 W 。
高考物理总复习第十一章交变电流传感器单元评估检测十一含解析新人教版单元评估检测(十一)(第十二章)(45分钟100分)一、选择题(本题共12小题，每小题6分，共72分。
1～9题为单选题，10～12题为多选题)1.关于光电效应，下列说法正确的是( )A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B.光电子的动能越大，光电子形成的电流强度就越大C.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大D.对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应【解析】选D。
由爱因斯坦的光电效应方程E k=hν-W0可知：光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不成正比；单位时间经过电路的电子数越多，电流越大；不可见光的频率不一定比可见光的频率大，因此用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大；入射光的频率大于金属板的极限频率或入射光的波长小于金属板的极限波长，才能产生光电效应。
【加固训练】下列说法中正确的是( )A.在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给电子，因此光子散射后波长变短B.结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C.若要使处于能级n=3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为-E3的电子撞击氢原子，二是用能量为-E3的光子照射氢原子D.由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制地增大原子核而仍能使其稳定【解析】选D。
在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给电子，动量减小，根据λ=知，光子散射后波长变长，故A项错误；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B项错误；电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把-E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，故C项错误；由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制地增大原子核而仍能使其稳定，故D项正确。
新教材高考物理一轮总复习新人教版：阶段检测(七) 第十一~十二单元一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列物理量对应的单位正确的是()A.电场强度:N/CB.电动势:V/CC.磁感应强度:N/mD.磁通量:T·m2.某地理老师给同学们展示了一种磁悬浮地球仪,底座通电时球体会悬浮起来(如图甲所示)。
它的内部原理如图乙所示,底座里面有线圈,球体是磁体,球体的顶端是S极、底部是N极,底座通电时能让球体悬浮起来。
下列说法正确的是()A.地球仪底座对桌面的压力大小等于底座受到的重力B.球体能够悬浮是利用了电磁感应原理C.电路中的a端点须连接直流电源的负极D.若增大线圈的电流,则球体重新静止时受到的斥力将增大3.测温枪是通过传感器接收红外线信号,得出感应温度数据,使用时只要将测温枪靠近皮肤表面,修正皮肤与实际体温的温差便能准确显示体温。
下列说法正确的是()A.测温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒B.红外线是波长比紫外线长的电磁波C.红外线的穿透能力很强,接受红外线照射是会伤害身体的D.红外线的频率大于X光的频率4.如图所示,由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈,两线圈的质量相等,但所用导线的横截面积不同,甲线圈的匝数是乙线圈的2倍。
现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落,一段时间后进入方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,磁场的上边界水平。
不计空气阻力,已知下落过程中两线圈始终平行于纸面,上、下边保持水平。
在两线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前,可能出现的是()A.甲产生的焦耳热比乙多B.甲做加速运动,乙做减速运动C.甲和乙都做加速运动D.甲做减速运动,乙做加速运动5.如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为0,A和B是两个相同的小灯泡,则()A.当开关S由断开变为闭合时,A比B先亮B.当开关S由断开变为闭合时,A和B同时亮C.当开关S由闭合变为断开时,A和B均慢慢熄灭D.当开关S由闭合变为断开时,没有灯泡发光6.智能手表通常采用无线充电方式。
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。
交变电流 传感器(45分钟 100分)一、选择题(本题共12小题，每小题6分，共72分.1～8题为单选题，9～12题为多选题)1．下列说法正确的是( )A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C ．一束光照射到某金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光的波长太长D ．氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，核外电子的动能增大，电势能减小 解析：C 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，故A 项错误；贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子核内部有复杂结构，故B 项错误；一束光照射到某金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光频率太小，即波长太长，故C 项正确；氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，轨道半径增大，原子能量增大，根据k e 2r 2＝m v 2r知，电子动能减小，则电势能增大，故D 项错误．2．(2018·庆阳模拟)如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是( )A ．α射线B ．β射线C ．γ射线D ．三种射线都可以解析：C α、β、γ三种射线中α射线电离能力最强，γ射线穿透能力最强，因此用γ射线来检查金属内部的伤痕，故选C.3．轻核的聚变反应会释放大量的能量，同时核聚变产物一般不会污染环境，是人类获得能源的理想方式．核聚变反应过程主要是以下四种21H ＋21H→32He ＋X 1＋3.27 MeV 21H ＋21H→31H ＋X 2＋4.04 MeV 21H ＋31H→42He ＋X 3＋17.85 MeV 21H ＋32He→42He ＋X 4＋18.34 MeV对上面的反应中的X 1、X 2、X 3、X 4，属于中子的是( )A ．X 1、X 2、X 3、X 4B ．X 2、X 3、X 4C ．X 3、X 4D ．X 1、X 3解析：D 21H ＋21H→32He ＋X 1＋3.27 MeV 中，X 1的质量数：A ＝2＋2－3＝1，电荷数：Z ＝1＋1－2＝0，所以X 1是中子；21H ＋21H→31H ＋X 2＋4.04 MeV ，X 2的质量数：A ＝2＋2－3＝1，电荷数：Z ＝1＋1－1＝1，所以X 2是质子，不是中子；21H ＋31H→42He ＋X 3＋17.85 MeV ，X 3的质量数：A ＝2＋3－4＝1，电荷数：Z ＝1＋1－2＝0，所以X 3是中子；21H ＋32He→42He ＋X 4＋18.34 MeV ，X 4的质量数：A ＝2＋3－4＝1，电荷数：Z ＝1＋2－2＝1，所以X 4不是中子，是质子；故D 项正确，A 、B 、C 项错误．4.K －介子衰变的方程为K －→π－＋π0，如图所示，其中K －介子和π－介子带负的基元电荷，π0介子不带电．一个K －介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB ，两轨迹在P 点相切，它们的半径R K －与R π－之比为2∶1.π0介子的轨迹未画出．由此可知π－介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶6解析：C K －介子与π－介子均做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有eBv ＝m v 2R，故p ＝mv ＝eBR ，因而p K －∶p π－＝2∶1，根据动量守恒定律：p K －＝p π0－p π－，则p π0＝3p π－，故C 项正确．5.(2018·石家庄模拟)如图所示是氢原子的能级图，a 、b 、c 为原子跃迁所发出的三种频率的光．用这三种频率的光分别照射同种金属，都发生了光电效应，则关于这种金属发生光电效应时光电子的最大初动能E k 随入射光频率ν变化的图像，以及这三种频率的光产生的光电子最大初动能的大小关系，下列四个图像中描绘正确的是( )解析：A 这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论ΔE ＝E m －E n (m >n )得知，从n ＝3跃迁到n ＝1所发出的光能量最大，由E ＝h ν得知，频率最高，而从n ＝3跃迁到n ＝2所发出的光能量最小，频率最小，所以：νb >νc >νa ；根据光电效应方程，电子的最大初动能：E km ＝h ν－h ν0，其中ν0为该金属的截止频率，所以：E k b >E k c >E k a .比较四个图像可知，故A 项正确，B 、C 、D 项错误．6.(2018·青岛模拟)原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1>λ2.那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要( )A ．发出波长为λ1－λ2的光子B ．发出波长为λ1λ2λ1－λ2的光子C ．吸收波长为λ1－λ2的光子D ．吸收波长为λ1λ2λ1－λ2的光子解析：D 由题意，原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射光子，说明a 能级高于b 能级；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收光子，说明c 能级高于b 能级；据题意，λ1>λ2，根据光子能量公式E ＝h cλ得知，从a 能级跃迁到b 能级时发射的光子能量小于从b能级跃迁到c 能级时吸收的光子，根据玻尔理论可知，c 能级高于a 能级，所以原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收光子．根据玻尔理论得：a →b ：E a －E b ＝hcλ1；b →c ：E c －E b ＝hcλ2；a →c ：E c －E a ＝hcλ；联立三式得，λ＝λ1λ2λ1－λ2.7．(2018·桂林模拟)某次用中子轰击23592U ＋10n→Y＋12654Xe ＋1010n ，23592U 、10n 、Y 、12654Xe 的质量分别为m 1、m 2、m 3、m 4，真空中的光速为c .下列说法正确的是( )A ．该反应过程中的质量亏损为m 1－9m 2－m 3－m 4B ．该反应过程中释放的能量为12(m 1－9m 2－m 3－m 4)c 2C ．该核反应属于聚变D ．Y 原子核中含有36个中子解析：A 该核反应方程中的质量亏损Δm ＝m 1－9m 2－m 3－m 4，故A 项正确；反应的过程中释放的能量：E ＝(m 1－9m 2－m 3－m 4)c 2，故B 项错误；该反应是重核的裂变，故C 项错误；根据质量数守恒，Y 的质量数：m ＝235＋1－126－10＝100，根据电荷数守恒得Y 的电荷数：z ＝92－54＝38，中子数：n ＝100－38＝62，故D 项错误．8．一对正、负电子可形成一种寿命比较短的称为“电子偶素”的新粒子．电子偶素中的正电子与负电子都以速率v 绕它们连线的中点做圆周运动．假定玻尔关于氢原子的理论可用于电子偶素，电子的质量m 、速率v 和正、负电子间的距离r 的乘积也满足量子化条件，即mv n r n ＝nh2π，式中n 称为量子数，可取整数值1、2、3、…，h 为普朗克常量．已知静电力常量为k ，电子质量为m 、电荷量为e ，当它们之间的距离为r 时，电子偶素的电势能E p＝－ke 2r，则关于电子偶素处在基态时的能量，下列说法中正确的是( )A.π2k 2e 4m h2B.π2k 2e 2mh2C ．－π2k 2e 4mh2D ．－π2k 2e 2mh2解析：C 设n ＝1时电子运转轨道半径为r 1，此时正负电子间库仑力F ＝k e 24r 21，此库仑力作为向心力F ＝m v 21r 1，由题中量子化量论可知，n ＝1时，2mv 1r 1＝h 2π，联立上式可得v 1＝πke2h ，由题意可知，系统的电势能E p ＝－k e 22r 1，每个电子动能E k ＝12mv 21，系统的能量E ＝2E k ＋E p ，联立可得E 1＝－π2mk 2e 4h2，故C 项正确，A 、B 、D 项错误． 9．由天然放射性元素钋(Po)放出的α射线轰击铍(Be)时会产生A 粒子流，用粒子流A 轰击石蜡时，会打出粒子流B .下述不正确的是( )A．该实验核反应方程：94Be＋42He→13 6C＋10nB．该实验是查德威克发现质子的实验C．粒子A为中子，粒子B为质子D．粒子A为质子，粒子B为中子解析：ABD 天然放射性元素钋(Po)放出的α射线轰击铍(Be)时会产生中子流，根据质量数和电荷数守恒可知，该反应方程是94Be＋42He→12 6C＋10n，A错误．用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流，该实验是查德威克发现中子的实验，所以粒子A为中子，粒子B为质子，C正确，B、D错误．10.14 6C能自发地进行β衰变，下列判断正确的是( )A.14 6C经β衰变后变成12 6CB.14 6C经β衰变后变成14 7NC.14 6C发生β衰变时，原子核内一个质子转化成中子D.14 6C发生β衰变时，原子核内一个中子转化成质子解析：BD 发生β衰变时，原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，所以每发射一个β粒子，一个中子转化为质子，依据质量数与质子数守恒，则有14 6 C→14 7N＋0－1e，故B、D项正确，A、C项错误．11．(2017·江苏单科)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有( )A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C．两个21H核结合成42He核时释放能量D.235 92U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大解析：BC 由图像可知，42He的比结合能约为7 MeV，其结合能应为28 MeV，故A错误．比结合能较大的核较稳定，故B正确．比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故C正确．比结合能就是平均结合能，故由图可知D错误．12.(2018·襄阳模拟)用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线．调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条．用Δn表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量．根据氢原子的能级图，可以判断，Δn和E的可能值为( )A．Δn＝2,13.22 eV<E<13.32 eVB．Δn＝1,13.22 eV<E<13.32 eVC．Δn＝2,12.75 eV<E<13.06 eVD．Δn＝1,12.75 eV<E<13.06 eV解析：BC 最高激发态量子数之差和最高能级量子数之差相同，因此设氢原子原来的最高能级为n，则调高后的能级为(n＋Δn)，则有n＋Δn n＋Δn－2－n n－2＝5，即：2nΔn＋Δn2－Δn＝10，讨论：当Δn＝1时，n＝5，调整后的能级为n＝6，此时能级差为：ΔE＝－0.38－(－13.6)＝13.22 eV，因此提高电子的动能应该大于此时的能级差，但是应该小于基态和第7能级之间的能级差，否则将跃迁到更高能级，即小于ΔE＝－0.28－(－13.6)＝13.32 eV，故B项正确，D项错误；当Δn＝2时，n＝2，调整后的能级为n ＝4，此时能级差为：ΔE＝－0.85－(－13.6)＝12.75 eV，因此提高电子的动能应该大于此时的能级差，但是应该小于基态和第5能级之间的能级差，否则将跃迁到更高能级，即小于ΔE＝－0.54－(－13.6) eV＝13.06 eV，故A项错误，C项正确．二、非选择题(本题共2小题，共28分．需写出规范的解题步骤)13．(10分)(2017·江苏高考)质子(11H)和α粒子(42He)被加速到相同动能时，质子的动量________(选填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为________．解析：根据p ＝2mE k ，因为α粒子质量大于质子质量，所以质子动量小于α粒子动量；根据λ＝hp，且p H ∶p α＝1∶2，则λH ∶λα＝2∶1.答案：小于 2∶114．(18分)(2017·北京高考)在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R .以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用AZ X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程． (2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小． (3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损Δm .解析：(1)AZ X ―→A －4Z －2Y ＋42He(4分)(2)设α粒子的速度大小为v ，由qvB ＝m v 2R ，T ＝2πRv，(2分)得α粒子在磁场中运动周期T ＝2πmqB(2分)环形电流大小I ＝q T ＝q 2B 2πm (1分)(3)由qvB ＝m v 2R ，得v ＝qBRm(2分)设衰变后新核Y 的速度大小为v ′，系统动量守恒Mv ′－mv ＝0(2分) v ′＝mv M ＝qBRM(1分)由Δmc 2＝12Mv ′2＋12mv 2(2分)得Δm ＝M ＋mqBR22mMc2(2分)说明：若利用M ＝A －44m 解答，亦可．答案：(1)AZ X ―→A －4Z －2Y ＋42He(2)q 2B 2πm (3)M ＋m qBR 22mMc2。
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.[2024·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,磁感应强度大小到处相等.若从线圈处于图示位置起先计时,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变更规律的是 ()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'方向视察,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更率最大D.线圈ad边所受安培力的大小为,方向垂直纸面对里4.[2024·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)的沟通电源上时,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和志向电流表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与沟通电源依据如图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变更的状况如图乙所示.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.[2024·黄山模拟]有一志向变压器,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.[2024·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(内阻可忽视)通过志向变压器向定值电阻R供电,电路如图K29-2所示,志向沟通电流表A、志向沟通电压表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,志向变压器的原、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为沟通电压表.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更的图像,现将该沟通电接在如图乙所示的志向变压器原线圈的两端,V1、V2为志向沟通电压表,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.若只削减志向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.[2024·河北定州中学模拟]如图K29-5所示,利用志向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.[2024·黑龙江大庆中学模拟]如图K29-6所示,志向变压器原、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志向沟通电表,从某时刻起先在原线圈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,依据右手定则可推断,电流方向为ADCBA,故选项A错误;依据E=NBSω可知,ω增大一倍,E也增大一倍,依据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,方向变更,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)的沟通电源上时,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;依据电流与匝数关系=,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,依据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,依据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,在不变更其他条件时,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,该沟通电的频率为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=1.5×10-2s时,交变电压最大,由法拉第电磁感应定律可知,此时磁通量的变更率最大,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;若只削减志向变压器原线圈的匝数,则副线圈两端的电压将上升,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的示数不发生变更,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,依据=,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,依据=,可知U2变大,电压表和电流表的读数均变大,故D错误.。
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5小题,每小题6分,共30分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.在电工技术中,钳形电流测量仪得到广泛的应用。
其原理如图所示,把两块铁芯固定在钳子上,铁芯上绕有匝数n=50的线圈,线圈与电流表组成闭合电路,测量时,钳口打开,把被测的通电导线放在钳口中间,通过电流表A可以间接测出导线中的大电流。
在某次测量时,电流表A的示数为0.2 A,则下列说法正确的是( )A.该测量仪工作原理是利用自感现象B.如果导线材料相同,该测量仪绕制线圈所用导线要比通电导线粗C.若导线中电流变大,电流表A读数变小D.被测通电导线中的电流为10 A2.如图所示电路,电阻R1与电阻R2阻值相同,都为R,和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大),在A、B间加一正弦式交变电流μ=20sin 100πt(V),则加在R2上的电压有效值为( )A.10√2 VB.20 VC.5√5 VD.5√10 V3.(四川成都高三三模)右图为一交流发电机示意图,线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO'沿顺时针方向匀速转动,产生的电动势的瞬时值表达式为e=110√2sin 100πt (V)。
已知线圈电阻r=2 Ω,定值电阻R=20 Ω,电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )A.电流表读数为5√2 AB.电压表读数为110 VC.t=5×10-3 s时刻,穿过线圈的磁通量最大CD.0~5×10-3 s内,通过电阻R的电荷量为√220π4.(安徽蚌埠高三一模)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2=5∶3,电阻R1=R2=5 Ω,交流电源的电压u随时间变化规律如图乙所示,A1、A2均为理想电流表。
以下判断正确的是( )A.断开开关S,电流表A2的示数为0.3 AB.闭合开关S,电流表A1的示数为0.6 AC.闭合开关S,R2的电功率减小D.闭合开关S,原线圈输入功率增大5.远距离输电示意图如图所示,两变压器均为理想变压器,升压变压器T 的原、副线圈的匝数分别为n1、n2。
交变电流传感器(总分值：100分时间：60分钟)一、选择题(共8小题，每题6分，共48分。
1～5题只有一个选项正确，6～8题有多个选项正确，全选对得6分，选对但不全得3分)1．如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，那么( )A．乙图中Oa时间段对应甲图中A图至B图的过程B．乙图中c时刻对应甲图中的C图C．假设乙图中d等于0.02 s，那么1 s内电流的方向改变了50次D．假设乙图中b等于0.02 s，那么交流电的频率为50 Hz解析：由交变电流的产生原理可知，甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过14个周期电流到达最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此甲图中A至B图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值，A正确；甲图中的C图对应的电流为零，B错误；每经过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次，所以一个周期以内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应Od段等于交变电流的一个周期，假设d等于0.02 s，那么频率为50 Hz,1 s内电流的方向将改变100次，C错误；而D选项频率应该是25 Hz。
答案：A2．一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下图，在相同时间内电阻产生热量最大的是 ( )解析：选项A、B中交变电流的有效值都为 2 A，选项C中恒定电流的大小为1.5 A，选项D 中交变电流的有效值为2 A，根据热量的表达式Q＝I2Rt得出选项D正确。
答案：D3．某小组用如图甲所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，在实验时组装的变压器如图乙所示。
在铁芯上原、副线圈接入的匝数分别为n1＝800匝和n2＝200匝，原线圈两端与正弦式交流电源相连，用交流电压表测得原、副线圈两端的电压分别为10 V和0.8 V，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。
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。
单元滚动检测十一交变电流传感器考生注意：1．本试卷分第1卷(选择题)和第2卷(非选择题)两局部，共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，总分为100分．4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．第1卷(选择题，共48分)一、选择题(此题共12小题，每一小题4分，共48分．在每一小题给出的四个选项中，第1～6题只有一个选项正确，第7～12题有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)1．如图1所示为发电机结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，其外表呈半圆柱面状．M是圆柱形铁芯，它与磁极柱面共轴，铁芯上绕有矩形线框，可绕与铁芯共轴的固定轴转动．磁极与铁芯间的磁场均匀辐向分布．从图示位置开始计时，当线框匀速转动时，以下四个选项中能正确反映线框感应电动势e随时间t的变化规律的是( )图12.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2所示，由图中信息可以判断( )图2A ．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 ．假设从O ～D 历时0.02 s ，如此在1 s 内交变电流的方向改变了100次3．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图3甲所示．发电机线圈内阻为5 Ω，现外接一只电阻为105 Ω的灯泡，如图乙所示，如此( )图3A ．电路中的电流方向每秒钟改变50次B ．电压表V 的示数为220 VC ．灯泡实际消耗的功率为440 WD ．发电机线圈内每秒钟产生的焦耳热为20 J4．如图4所示，L 1、L 2、L 3为三个完全一样的白炽灯，接在理想变压器上，变压器的初级和次级线圈匝数比都是3∶1，当变压器ab 端接交流电压时，L 2、L 3的实际功率为P ，此时L 1的实际功率为( )图4A ．2PB ．P C.P 2D.4P95．在R ＝100 Ω的电阻两端所加电压随时间变化的图象如图5所示，如此该电阻消耗的平均电功率为( )图5A.12 WB.13 WC.32 WD.54W6．如图6所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝5∶1，将原线圈接在u＝1002 sin 50πt(V)的交流电压上，副线圈上电阻R和理想交流电压表并联接入电路，现在A、B 两点间接入不同的电子元件，如此如下说法正确的答案是( )图6A．在A、B两点间串联另一一样阻值电阻R1，电压表的示数为20 VB．在A、B两点间接入理想二极管，电压表读数为20 VC．在A、B两点间接入一只电容器，只提高交流电频率，电压表读数增大，电容器的耐压值至少是20 2 VD．在A、B两点接入一只电感线圈，只降低交流电频率，电阻R消耗电功率减小7. (2015·海南单科·10)如图7所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R＝11R0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为R＝5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0 V，如此( )图7A．此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB．此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC．原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD．原线圈两端原来的电压有效值约为48 V8．燃气灶的点火开关有两种：一种是电脉冲点火开关，它是依靠干电池产生的电流脉冲经变压器输出非常高的电压，击穿空气后点火；另一种是电子压电点火开关，它的工作原理是压电陶瓷片受一定方向的外力作用而发生机械形变，相应地输出很高的电压，击穿空气后点火．如下关于这两种点火开关的说法中，正确的答案是( )A．电脉冲点火开关是一种传感器B．电子压电点火开关是一种传感器C ．压电陶瓷片完成的能量转化是电能转化为光能D ．压电陶瓷片完成的能量转化是机械能转化为电能9．如图8所示，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，磁铁的N 、S 极间的过渡区域宽度很小，可忽略不计．线圈的匝数为n ，面积为S ，总电阻为r ，线圈所在位置的磁感应强度大小为B . 当线圈以角速度ω匀速转动时，额定电压为U 、电阻为R 的小灯泡在电路中恰能正常发光，如此( )图8A ．感应电动势的最大值为nBSωB ．感应电动势的有效值是22nBSω C ．感应电动势的有效值是⎝⎛⎭⎪⎫1＋r RUD ．转动过程中线圈中的磁通量始终为零10．如图9所示为一自耦变压器，保持电阻R ′和输入电压不变，以下说法正确的答案是( )图9A ．滑片P 向b 方向移动，滑片Q 下移，电流表示数减小B ．滑片P 不动，滑片Q 上移，电流表示数不变C ．滑片P 向b 方向移动，滑片Q 不动，电压表示数增大D ．滑片P 不动，滑片Q 上移或下移，电压表示数始终不变11．如图10所示为远距离输送交流电的系统示意图，变压器均为理想变压器．随着用户负载增多，发电机F 达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作．那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是( )图10A ．适当减小输电线的电阻rB ．适当提高n 4n 3C ．适当提高n 2n 1的同时，降低n 4n 3D ．适当降低n 2n 1的同时，提高n 4n 312．如图11甲所示的变压器，接如图乙所示的交流电时，灯泡正常发光，电容器能正常工作．现将电源换成如图丙所示的交流电，如此( )图11A ．由于丙交流电的周期短，因此灯泡比第一次亮B ．由于丙的频率比乙的大，因此电容器有可能被击穿C ．无论接乙交流电，还是接丙交流电，假设滑动触头P 向上移动，灯泡都变暗D ．假设将原线圈n 1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变小第2卷(非选择题，共52分)二、非选择题(共52分)13．(6分)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．如图12为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R 随t 变化的图象．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“敏感〞或“不敏感〞)．图1214．(9分)材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度．如图13所示为某磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线，其中R B、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值R B.请按要求完成如下实验．图13图14(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，并在图14中的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻与所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0 T，不考虑磁场对电路其他局部的影响)．要求误差较小．提供的器材如下：A．磁敏电阻，无磁场时阻值R0＝150 ΩB．滑动变阻器R，总电阻约为20 ΩC．电流表，量程2.5 mA，内阻约30 ΩD．电压表，量程3 V，内阻约3 kΩE．直流电源E，电动势3 V，内阻不计F．开关S，导线假设干(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：12345 61.5U(V)0.000.450.911.792.711.0I(mA)0.000.300.601.20 1.80根据上表可求出磁敏电阻的测量值R B＝______Ω.结合题图可知待测磁场的磁感应强度B＝______T.(3)试结合题图简要回答，磁感应强度B在0～0.2 T和0.4～1.0 T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(4)某同学在查阅相关资料时看到了图15所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻—磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称)，由图线可以得到什么结论？____________________________ ________________________________________________________________________.图1515．(9分)图16甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u ab－t图象如图乙所示．假设只在ce间接一只R ce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只R de＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.图16(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de.16．(9分)如图17甲所示，一固定的矩形导线圈水平放置，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．线圈的匝数n ＝100匝，电阻r ＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S ＝0.040 m 2，小灯泡的电阻R ＝9.0 Ω，磁场的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 ＝nB m S2πTcos 2πTt (V)，其中B m 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期．忽略灯丝电阻随温度的变化，求：图17(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～T4时间内，通过小灯泡的电荷量．17．(9分)如图18所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.5 T ，边长L ＝10 cm 的正方形线圈共100匝，线圈总电阻r ＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路中的电阻R ＝4 Ω，求：图18(1)感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°的过程中产生的平均感应电动势； (4)交流电压表的示数； (5)线圈转动一周产生的总热量； (6)在16周期内通过电阻R 的电荷量．18．(10分)一个小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户．发电机的输出功率为50 kW，输出电压为500 V，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中因输电线间电容与感抗造成电压的损失不计．求：(1)升压变压器副线圈两端的电压；(2)输电线上损耗的电功率；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比．答案精析1．D [矩形线框在均匀辐向磁场中转动，v 始终与B 垂直，由E ＝BLv 知E 大小不变，方向周期性变化．]2．D [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，线圈处于与中性面垂直的位置，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；假设从O ～D 历时0.02 s ，如此交变电流的周期为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．]3．D [由题图甲知周期T ＝0.02 s ，每个周期交流电方向改变两次，如此1 s 内电流方向改变的次数为100次，选项A 错误；由题图甲知感应电动势最大值E m ＝220 2 V ，所以有效值E ＝220 V ，电压表示数U ＝R R ＋r E ＝105105＋5×220 V＝210 V ，选项B 错误；灯泡实际消耗的功率P ＝2102105 W ＝420 W ，选项C 错误；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热Q ＝E －U2r t ＝220－21025×1 J＝20 J ，选项D 正确．]4．D [设P ＝UI ，由n 1n 2＝U 1U 2知，输入电压为3U ，由输入功率等于输出功率，输入功率为2P ，输入电流为2P 3U ＝23I ，L 1的实际功率为4P9，故D 正确．]5．A [根据热效应有：102R ×1＋52R ×2＝U2R×3得有效值U ＝5 2 V如此平均电功率为P ＝U 2R ＝12W]6．C [由变压公式U 1U 2＝n 1n 2，知U 2＝20 V ，串联一一样阻值电阻R 1，根据串联电路知识，电压表的示数为10 V ，A 错误；在A 、B 两点间接入理想二极管，由于二极管的单向导电性，会过滤掉负半周期的电流，电压表读数为有效值，应小于20 V ，B 错误；在A 、B 两点间接入一只电容器，只提高交流电频率，容抗减小，电压表示数增大，电容器的耐压值为峰值，即20 2 V ，C 正确；在A 、B 两点间接入一只电感线圈，只降低交流电频率，感抗减小，电阻R 中电流增大，电阻R 消耗电功率增大，D 错误．]7．AD [当负载电阻的阻值减小为R ＝5R 0时，根据串、并联电路规律，R 两端电压为R 0两端电压的5倍，因为电压表测量R 两端的电压，所以U R 0＝15×5 V＝1 V ，故副线圈两端电压为U 2＝6 V ，根据公式U 1U 2＝n 1n 2可得此时原线圈两端电压的有效值为U 1＝24 V ，所以此时原线圈两端电压的最大值为24 2 V≈34 V，A 正确，B 错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前、后电流也不变，如此变化后电压U 2＝IR 0＋5IR 0＝6IR 0，变化前，U 2′＝IR 0＋11IR 0＝12IR 0，所以U 2′＝2U 2＝12 V ，根据公式U 1U 2＝n 1n 2可得原线圈两端原来的电压有效值约为48 V ，D 正确，C 错误．]8．BD [传感器是将非电学量转化为电学量的装置，电脉冲点火开关实际上是自感现象的应用，电子压电点火开关是力传感器，把机械形变转化为电压，A 错误，B 正确；从能量转化角度分析压电陶瓷片是把机械能转化为电能，C 错误，D 正确．]9．AC [由于线圈中切割磁感线的两边始终与磁感线垂直，所以感应电动势大小恒为nBSω，选项A 正确，B 错误；由闭合电路欧姆定律ER ＋r ＝U R 得感应电动势的有效值E ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋r R U, 选项C 正确；线圈平面从图示位置转过90°时，磁通量(看磁感线的条数)并不为零，选项D 错误．]10．AD [U 2＝n 2n 1U 1，P 上移，U 2减小，Q 下移，负载电阻R 负增大，所以输出功率P 2＝U 22R 负减小，由输入功率P 1＝P 2＝I 1U 1，U 1不变，所以I 1减小，A 正确．Q 上移，负载R 负减小，U 2不变，输出功率增大，输入功率增大，电流表的示数增大，B 错误．由公式U 2＝ n 2n 1U 1知，C 错误，D 正确．]11．AC [当发电机输出功率一定时，为使远距离用户得到更多的功率，需减小输电线上的功率损失，根据ΔP ＝I 2线r ，可以减小输电线的电阻r ，A 对，也可以通过提高输电电压，减小输送电流，即提高n 2n 1，这样使线圈n 3两端电压变大，为使用户的用电器正常工作需要适当降低n 4n 3，C 对．]12．CD [由于两个电源的有效值一样，因此经同一个变压器后，加在灯泡两端的电压一样，因此灯泡的亮度一样，选项A 错误；同理加在电容器两端的电压也一样，电容器仍能正常工作，选项B 错误；假设向上移动滑动变阻器的触头P ，使滑动变阻器接在电路中的电阻增大，导致灯泡两端的电压降低，因此灯泡都变暗，选项C 正确；假设将原线圈的匝数增加，根据U 1U 2＝n 1n 2可知，副线圈两端电压降低，因此灯泡消耗的功率减小，选项D 正确．] 13．增强 敏感14．(1)见解析图 (2)1 503 0.9 (3)在0～0.2 T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或非均匀变化)；在0.4～1.0 T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化) (4)磁场反向，磁敏电阻的阻值不变(或磁敏电阻的阻值与磁场方向无关)解析 (1)当B ＝0.6 T 时，磁敏电阻阻值约为6×150 Ω＝900 Ω；当B ＝1.0 T 时，磁敏电阻阻值约为11×150 Ω＝1 650 Ω.由于滑动变阻器总电阻约为20 Ω，比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法；由于电流表内阻远小于磁敏电阻阻值，所以电流表应内接．电路图如下列图．(2)根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为R 1＝0.450.30×10－3 Ω＝1 500 ΩR 2＝0.910.60×10－3 Ω＝1 517 ΩR 3＝ 1.501.00×10－3 Ω＝1 500 ΩR 4＝ 1.791.20×10－3 Ω＝1 492 ΩR 5＝2.711.80×10－3 Ω＝1 506 Ω故磁敏电阻的测量值为R B ＝R 1＋R 2＋R 3＋R 4＋R 55＝1 503 Ω由于R B R 0＝1 503150≈10，从题图甲中可以读出B ＝0.9 T.(3)在0～0.2 T 范围内，图线为曲线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或非均匀变化)；在0.4～1.0 T 范围内，图线为直线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)．(4)从题图中可以看出，当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时，磁敏电阻的阻值相等，故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关．15．(1)u ab ＝400sin 200πt (V) (2)0.28 A 或25 A (3)43解析 (1)由图知，U m ＝400 V ，ω＝200π rad/s 故电压瞬时值u ab ＝400sin 200πt (V) (2)电压有效值U 1＝U m2＝200 2 V理想变压器P 1＝P 2 故原线圈中的电流I 1＝P 2U 1＝25A 或0.28 A (3)设ab 匝数为n 1，如此有U 1n 1＝U ce n ce ，同理U 1n 1＝U den de 由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de ，得n ce n de＝R ce R de ＝43. 16．(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3C解析 (1)由题图乙知，磁场变化的周期为T ＝π×10－2s ，B m ＝1.0×10－2T ，所以线圈中感应电动势的最大值为E m ＝2πnB m ST＝8.0 V(2)根据欧姆定律，电路中电流的最大值为I m ＝E mR ＋r＝0.80 A通过小灯泡电流的有效值为I ＝I m2＝0.40 2 A故小灯泡消耗的电功率为P ＝I 2R ＝2.88 W(3)在磁感应强度变化的0～T 4时间内，线圈中感应电动势的平均值E ＝nS ΔBΔt通过灯泡的平均电流I ＝ER ＋r＝nS ΔBR ＋r Δt通过灯泡的电荷量Q ＝I Δt ＝nS ΔB R ＋r ＝nS B m －0R ＋r＝4.0×10－3C17．(1)3.14 V (2)1.57 V (3)2.6 V (4)1.78 V (5)0.99 J (6)0.087 C 解析 (1)感应电动势的最大值为E m ＝NBSω＝100×0.5×0.12×2π V＝3.14 V(2)由图示位置转过60°时的瞬时感应电动势为e ＝E m cos 60°＝3.14×0.5 V＝1.57 V(3)由图示位置转过60°的过程中产生的平均感应电动势为E ＝N ΔΦΔt ＝N BS sin 60°16T ＝100×0.5×0.12×3216×2π2π V≈2.6 V(4)交流电压表的示数为外电路两端电压的有效值，即U ＝E R ＋r R ＝3.142×14＋1×4 V≈1.78 V (5)线圈转动一周产生的总热量为Q ＝⎝⎛⎭⎪⎫E m 22rR ＋rT ≈0.99 J (6)在16周期内通过电阻R 的电荷量为q ＝I ×T6＝ER ＋r ×T 6＝2.64＋1×16C≈0.087 C. 18．(1)2 500 V (2)6 000 W (3)10∶1解析 (1)因为U 1U 2＝n 1n 2，所以U 2＝n 2n 1U 1＝51×500 V＝2 500 V.(2)P 2＝P 1＝50 kW ， 输电线中电流I 2＝P 2U 2＝50 0002 500A ＝20 A ，所以P 损＝I 22R 线＝202×15 W＝6 000 W. (3)用户得到功率P 4＝P 2－P 损＝44 000 W ， 所以降压变压器副线圈中电流I 4＝P 4U 4＝44 000220A ＝200 A ，所以n 3n 4＝I 4I 3＝I 4I 2＝20020＝101.。
