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10.4交变电流与传感器单元测试


微山一中高三物理学案

编制:沈凤云

审核:何吉明

日期:2014-1-23

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第十章

交变电流与传感器单元测试
2sin 100π t(V), 那么 (

1. 一个矩形线圈在匀强磁场

中转动产生的交变电流 e=220 A.该交变电流的频率是 100 Hz C.当 t= 1 s 时,e 最大 200

).

B.当 t=0 时,线圈平面恰好与中性面垂直 D.该交变电流电动势的有效值为 220 2 V

2.供电公司检修人员用交流电表监控供电线路中强电流和高电压,使用的仪器是电流互感器 和电压互感器,接线如图所示.其中 n1、n2、n3、n4 分别为四组线圈的匝数,a、b 为两只交流 电表,下列说法中正确的是 ( ).

A.A 为电流互感器,且 n1<n2,a 是电流表 B.B 为电压互感器,且 n3>n4,b 是电压表 C.B 为电流互感器,且 n3<n4,b 是电流表 D.A 为电压互感器,且 n1>n2,a 是电压表 3.电阻 R1、R2 和交流电源按照图 3 甲所示方式连接,R1=10 Ω ,R2=20 Ω .合上开关 S 后, 通过电阻 R2 的正弦交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图乙所示,则 ( A.通过 R1 的电流的有效值是 1.2 A B.R1 两端的电压有效值是 6 V C.通过 R2 的电流的有效值是 1.2 2 A D.R2 两端的电压有效值是 6 2 V 4.如图所示, abcd 为一边长为 L、匝数为 N 的正方形闭合线圈,绕对称轴 OO′匀速转动, 角速度为ω .空间中只有 OO′左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B.若闭合线 圈的总电阻为 R,则 ( ). 2 NBL2ω 2 ).

A.线圈中电动势的有效值为

1 B.线圈中电动势的最大值为 NBL2ω 2 C.在转动一圈的过程中,线圈中有一半时间没有电流 1 D.当线圈转到图中所处的位置时,穿过线圈的磁通量为 NBL2 2 5.电阻为 1 Ω 的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴,在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电 动势随时间变化的图象如图所示.现把交流电加在电阻为 9 Ω 的电热丝上,下列判断正确的
1

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是 (

).

A.线圈转动的角速度ω =100 rad/s B.在 t=0.01 s 时刻,穿过线圈的磁通量最大 C.电热丝两端的电压 U=100 2 V D.电热丝此时的发热功率 P=1 800 W 6.如图甲所示,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,输出交流电的 电动势图象如图乙所示,经原副线圈的匝数比为 1∶10 的理想变压器给一灯泡供电,如图丙 所示,副线圈电路中灯泡额定功率为 22 W.现闭合开关,灯泡正常发光.则( A.t=0.01 s 时刻穿过线框回路的磁通量为零 B.交流发电机的转速为 50 r/s C.变压器原线圈中电流表示数为 1 A D.灯泡的额定电压为 220 2 V 7.如图甲所示,理想变压器的原线圈电路中装有 0.5 A 的保险丝 L,原线圈匝数 n1=600 匝, 副线圈匝数 n2=120 匝.当原线圈接在如图乙所示的交流电源上时,要使整个电路和用电器 正常工作,则副线圈两端可以接( A.阻值为 12 Ω 的电阻 B.并联两盏“36 V,40 W”的灯泡 C.工作频率为 10 Hz 的用电设备 D.耐压值为 36 V 的电容器 8. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 4∶1,电压表和电流表均为理想电表, 原线圈接如图乙所示的正弦交流电,图中 R′为热敏电阻(温度升高时其电阻减小),R 为定值 电阻.下列说法正确的是( A.电压表 V2 的示数为 9 V B.原线圈两端电压的瞬时值表达式为 u=36 2sin 50π t V C.R′处温度升高时,电流表的示数变大,电压表 V2 的示数变大 D.变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为 1∶4 9. 如图所示,理想变压器原线圈 a、b 两端接正弦交变电压 u=220 2sin 100π t (V),原、 副线圈的匝数比 n1∶n2=10∶1,电压表 接在副线圈 c、d 两端,输电线的等效电阻为 R,原 来开关 S 是断开的.则当 S 闭合后 A. 表示数不变,示数为 22 V ( ) ) ). ).

B. 表示数不变,示数为 22 2 V
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C.灯泡 L 两端的电压将变大

D.电流表 A 的示数一定为 0 2 T 的水平 10π

10. 如图所示,匝数为 50 匝的矩形闭合导线框 ABCD 处于磁感应强度大小 B=

匀强磁场中,线框面积 S=0.5 m2,线框电阻不计.线框绕垂直于磁场的轴 OO′以角速度ω =100π rad/s 匀速转动, 并与理想变压器原线圈相连.变压器副线圈接入一只“220 V100 W” 的灯泡,且灯泡正常发光.熔断器允许通过的最大电流为 10 A,下列说法正确的是 ( )

A.在图示位置线框中产生的感应电动势最大 B.变压器原、副线圈匝数之比为 25∶22 C.变压器副线圈最多能接 25 个“220 V D.线框从图示位置起经 t= 100 W”的灯泡

1 s 时感应电动势为 125 V 600

11. 如图所示,边长为 L、匝数为 N,电阻不计的正方形线圈 abcd 在磁感应强度为 B 的匀强 磁场中绕转轴 OO′转动,轴 OO′垂直于磁感线,在 圈外接一含有理想变压器的电路,变压器原、副线圈 匝数分别为 n1 和 n2.保持线圈以恒定角速度ω 转动, 列判断正确的是( ) A.两电压表的示数之比为 U1∶U2=n1∶n2 B.电压表 V1 示数等于 NBω L2 C.变压器的输入功率与输出功率之比为 1∶1 D.当滑动变阻器 R 的滑片 P 向上滑动时,电压表 V2 数变大 12.如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比为 =4∶1, 原线圈 a、 b 间接一电压为 u=220 2sin 100 的电源,灯泡 L 标有“36 V n1 ∶ n2 π t(V) 的 示 线 的 下

18 W”字样.当滑动变阻器 R 的滑动触头处在某位置时,电流 )

表示数为 0.25 A,灯泡 L 刚好正常发光,则( A.流经灯泡 L 的交变电流的频率为 100 Hz B.定值电阻 R0 的阻值为 19 Ω C.滑动变阻器 R 消耗的功率为 36 W

D.若将滑动变阻器 R 的滑动触头向下滑动,则灯泡 L 的亮度变暗 13.交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 OO′匀速转动.一小 型发电机的线圈共 220 匝,线圈面积 S=0.05 m2,线圈转动的频率为 50 Hz,线圈内阻不计,
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磁场的磁感应强度 B=

2 T.为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V,11 kW”的 π

电机正常工作,需在发电机的输出端 a、b 与电机之间接一个理想变压器,电路如图所示, 求:(1)发电机的输出电压有效值为多少? (2)变压器原、副线圈的匝数比为多少? (3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大?

14.为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染,目前正大力发展水电站.某一水电站发电 机组设计为:水以 v1=3 m/s 的速度流入水轮机后以 v2=1 m/s 的速度流出,流出水位比流入 的水位低 100 m,水流量为 Q=100 m3/s,水轮机效率为 75%,发电机效率为 80%,求:(g= 10 m/s2,水的密度ρ =103 kg/m3) (1)发电机组的输出功率是多少? (2)如果发电机输出电压为 24 kV,输电线路中能量损失为 0.05%,输电线电阻为 19.5 Ω , 那么所需升压变压器的原、副线圈匝数比是多少?

15.如图所示,一个半径为 r 的半圆形线圈,以直径 ab 为轴匀速转动,转速为 n,ab 的左侧 有垂直于纸面向里(与 ab 垂直)的匀强磁场,磁感应强度为 B.M 和 N 是两个集流环,负载电阻 为 R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计, 求:(1)从图示位置起转过 1/4 转的时间内负载电阻 R 上产生的热量; (2)从图示位置起转过 1/4 转的时间内通过负载电阻 R 的电荷量; (3)电流表的示数.
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