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阶段综合评估(十一) 交变电流 传感器

一、选择题(在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)

1．一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为e＝102sin 20πt(V)，则下列说法正确的是( )

A．t＝0时，线圈位于中性面 B．t＝0时，穿过线圈的磁通量为零

C．t＝0时，线圈切割磁感线的有效速度最大 D．t＝0.4 s时，电动势第一次出现最大值

解析：选A 由电动势e＝102sin 20πt(V)知，计时从线圈位于中性面时开始，所以t＝0，线圈位于中性面，磁通量最大，但此时线圈切割磁感线的线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速度为零，A正确，B、C错误。当t＝0.4 s时，e＝102sin(20π×0.4)V＝0，D错误。

2．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯时电灯比深夜时要显得暗，这是因为此时( )

A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小 B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小 C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大 D．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流

解析：选C 总电阻减小，总电流增大，输电线电阻造成的电压损失ΔU＝IR线增大，电灯得到的电压减小，所以灯泡在七八点钟时显得要暗些。

3.(2017·广东湛江调研)如图，实验室一台手摇交流发电机的内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的电阻。闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝102sin 10πt(V)，则( )

A．该交变电流的频率为10 Hz B．该电动势的最大值为10 V

C．外接电阻R所消耗的电功率为10 W D．电路中理想交流电流表

A 的示数为1 A ○

解析：选D 由发电机产生的感应电动势表达式e＝102·sin 10πt(V)可知，该交变电流为正弦式交变电流，其感应电动势的瞬时值基本表达式为e＝Emsin ωt，由两式对照可知Em＝102 V，ω＝10π rad/s，又由于ω＝2πf，解得f＝5 Hz，故选项A、B错误；理想交流电E流表测量的是电路中总电流的有效值，根据闭合电路的欧姆定律有I＝＝1 A，外接电

R＋r

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阻R所消耗的电功率P＝I2R＝9 W，故选项C错误，D正确。

4．(2017·山东潍坊统考)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′以角速度ω匀速转动，轴OO′垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是( )

A．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2sin ωt B．变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1 C．电压表的示数为NBωL2

D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小

解析：选C 题中图示线圈位置是与中性面垂直的位置，从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2cos ωt，选项A错误。理想变压器的输入功率与输出功率相等，选项B错误。原线圈电压的有效值U1＝

U112

NBωL2，由＝，得U2＝2NBωL2，2U22

由于二极管的单向导电性，副线圈中只有半个周期内有电流，设电压表示数为U，根据有U22TU2

效值的定义得R×＝R×T，所以电压表的示数U＝NBωL2，选项C正确。若滑动变阻器

2的滑片向下滑动，副线圈的总阻值增大，原线圈电压不变，副线圈电压也不变，电压表示数不变，由欧姆定律得副线圈的电流变小，原线圈中的电流也变小，电流表示数变小，选项D错误。

5.如图所示，理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压恒定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，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，则下列说法正确的有( )

A．副线圈两端电压不变 B．灯泡L1变亮，L2的亮度不变

C．副线圈中电流变大，灯泡L1变亮，L2变暗

D．因为不知变压器原、副线圈的匝数比，所以L1及L2的亮度变化不能判断 解析：选C 当S闭合后，通过副线圈的电流增大，根据变压器的原理知，通过原线圈的电流也增大，故L1因两端电压变大而变亮，则原线圈两端的输入电压减小，副线圈两端的输出电压也随之减小，L2两端电压变小，L2变暗，故选项C正确。

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6.如图所示，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表

A和二极管D。二极管D具有单向导电○

性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是( )

A．交流电流表的示数I＝

NBSω 2R

2NBS

B．一个周期内通过R的电荷量q＝R C．R两端电压的有效值U＝

NBSω

2

D．图示位置电流表的示数为0

1?NBSω?2

解析：选AB 设回路中电流的有效值为I，由电流的热效应可知，RT＝I2RT，

2?2R?NBSωNBSωI＝，A正确，D错误；电阻R两端电压的有效值U＝IR＝，C错误；一个周期

2R2NΔΦ2NBS

内通过R的电荷量q＝R＝R，B正确。

7．如图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2

为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是( )

A．输入电压u的表达式u＝202sin 100πt(V) B．只断开S2后，L1、L2均正常发光 C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大 D．若将S1换接到2，R消耗的电功率为0.8 W

解析：选AD 由题图乙可知，Um＝202 V，T＝0.02 s，则ω＝

2π

＝100π rad/s，输入T

U1n1U1n220×1

电压u＝202sin 100πt(V)，故A正确；由变压器的变压规律知：＝，故U2＝＝

U2n2n15V＝4 V，由题中将S1接1、S2闭合时，灯泡L2正常发光可得，灯泡L2的额定电压为4 V，当只断开S2后，副线圈两端电压不变，此时副线圈的负载为L1、L2串联，故L1、L2均不U22

能正常发光，B错；此时P出＝，副线圈负载R总增大，故P出减小，又P入＝P出，故原

R总

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