十年高考试题分类解析-物理 专题18 交变电流和传感器

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（十八）交变电流和传感器

一．2012年高考题

1. （2012·山东理综）图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙

所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。○V为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是

A．电压表的示数等于5V B

n2n1n2n1

C．实现点火的条件是>1000

D．实现点火的条件是1.【答案】BC

<1000

n2n1

V，选项B正确A错误。当变压器匝数比

>1000，变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火

花进而点燃气体。选项C正确D错误。

【考点定位】此题考查变压器、交变电流有效值及其相关知识。

2.（2012·江苏物理）某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1 由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈L2 中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路. 仅考虑L1 在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有

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(A) 家庭电路正常工作时,L2 中的磁通量为零 (B) 家庭电路中使用的电器增多时,L2 中的磁通量不变 (C) 家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起

(D)

地

面上的人接触火线发生触电时,开关K 将被电磁铁吸起

3.（2012·四川理综）如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则 A.线圈b B.线圈a输入恒定电流，穿过线圈bC.线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响 D.线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场

3.【答案】：D

【解析】：线圈a输入正弦交变电流，线圈b输出的也是正弦交变电流；线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量恒定，选项AB错误；线圈b输出的交变电流对线圈a的磁场造成影响，选项C错误；线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有感应电场，选项D正确。 【考点定位】此题考查变压器及其相关知识。

4. （2012·广东理综物理）某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的有

A. 最大值是

50 B. 频率是100Hz C．有效值是

D. 周期是0.02s 4【答案】：

CD

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【解析】：交变电动势e=50sin100πt（V），最大值是50V，有效值是

25V，频率是50Hz，周期是0.02s，选项CD正确。

【考点定位】此题考查交变电流及其相关知识。

5. （2012·北京理综）一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上.消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为P/2.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为

A. 5V

C.10V

6.

（2012

压，副线圈通过电阻r=6Ω的导线对“220V/880W”的电器RL供电，该电器正常工作。由此可知

A．原、副线圈的匝数比为50∶1 B．交变电压的频率为100Hz C．副线圈中电流的有效值为4A D．变压器的输入功率为

880W

7. (201·天津理综)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压

U

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保持不变，输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1。若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2。则P1和P2/ P1分别为

111PRP P

A．， B． R， C．， D．R， 22

nnkUkUnn kU kU

PR1

22

7.【答案】D

【解析】当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路电压为kU，线路中电流I=P/kU，线路损

P

耗的电功率为P1=IR= R。若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路电压为nkU，

kU

2

2

线路中电流错误。

P

I=P/nkU，线路损耗的电功率为P2=I2R=

nkU

2

R。P2/ P1=

1n

2

，选项D正确ABC

【考点定位】本题考查变压器、电能输送等，意在考查考生灵活应用相关知识的能力。

8. （2012·新课标理综）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为 A.380V和5.3A B.380V和9.1A C.240V和5.3A D.240V和9.1A 8.【答案】：B

【解析】：当变压器输出电压调至最大时，副线圈电压U2=

1911

×220V=380V.。负载R上的功

率为P=2.0kW，原线圈中电流有效值为I1=P/U=9.1A，选项B正确。 【考点定位】此题考查变压器及其相关知识。

9. （2012·福建理综）如图，理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。

下

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列说法正确的是

A．I1和I2表示电流的瞬间值 B．U1和U2表示电压的最大值

C．滑片P向下滑动过程中，U1不变、I1变大 D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小 9.【答案】：C

【解析】：理想交流电流表示数I1和I2表示电流的有效值，理想交流电压表示数U1和U2表示电压的有效值，选项AB错误；滑片P向下滑动过程中，U1不变、I2变大，I1变大，选项C正确D错误。

10. （2012·海南物理）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，圈中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是 A．120V，0.10A B．240V，0.025A C．120V，0.05A D．240V，0.05A

【答案】：D

【解析】：当两灯泡都正常工作时，每个灯泡中电流为0.5A。副线圈输出电压12V，输出电流为2×0.5A=1.0A。由变压器变压公式原线圈中电压表读数为240V。由功率关系可线圈中电流表读数为0.05A，选项D正确。 【考点定位】此题考查变压器及其相关知识。 11. (15 分) （2012·江苏物理）某兴趣小组设计

了一

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原线

可知知，原

种发电装置，如图所示.。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，

磁场均沿半径方向。. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =l、bc =ad =2 l. 线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad 边同时进入磁场. 在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为R。求：: (1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em； (2)线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小F； (3)外接电阻上电流的有效值I。.

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R 上消耗的

电能 W=Im2Rt，且W=I2RT， 联立解得： I

4NBl

2

r R 3

。

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