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    2021年高考物理第一轮复习第12单元交变电流,传感器作业手册答案

    时间：2020-11-12 15:10:36 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索：年高 作业 电流

    　课时作业(三十)

    　1.C

    　[解析] 由交变电流的电动势瞬时值表达式 e=nBSωsin ωt 可知,交变电流的频率 f= =

    　Hz=50 Hz,选项 A 错误;当 t=0 时,电动势瞬时值为 0,线圈平面恰好在中性面处,选项 B 错误;当 t=

    　s时,e 达到峰值 E m =200

    　V,选项 C 正确;该交变电流的电动势的有效值 E= =200 V,选项 D 错误. 2.C

    　[解析] 根据 T= 可知,当线圈的转速变为原来的一半时,周期变为原来的 2 倍,选项 A 错误;穿过线圈的磁通量的最大值为 Φ m =BS,与转速无关,选项 B 错误;当线圈的转速变为原来的一半时,角速度变为原来的一半,根据 E=nBSω 可知,交流电压的最大值变为原来的一半,选项 C 正确;根据 E= 可知,交流电压的有效值变为原来的一半,选项 D 错误. 3.D

    　[解析] 根据正弦式交变电流的产生及其变化规律可知,当磁通量最大时,感应电动势为零,当磁通量减小时,感应电动势在增大,磁通量减为零时,感应电动势最大,A、B 错误;若从线框位于中性面开始计时,则有 e=E m sin ωt,式中 E m =BSω,因 Φ m =BS,故角速度 ω= ,D 正确;由 e=0.5E m ,解得 ωt= ,此时Φ=B·Scos = BS= Φ m ,C 错误. 4.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. 5.BD

    　[解析] 在图示位置,线圈中的磁通量最大,但感应电动势为零,A 错误;闭合电路中产生的感应电动势最大值为 E m = BL 2 ω,故对应的瞬时值表达式为 e= BL 2 ωsin ωt,B 正确;由 q= 可得,线圈从

    　 图示位置转过 180°的过程中,通过电阻 R 的电荷量 q= ,C错误;电阻 R 上产生的热量应利用有效值求解,即转动一周的过程中产生的热量 Q= R× = ,D 正确. 6.BC

    　[解析] 交流电压表 V 的示数应是电压的有效值 220 V,故 A、D 错误;电压的有效值恰好等于电灯的额定电压,电灯正常发光,故 B 正确;电压的峰值 220

    　V≈311 V,大于电容器的耐压值,电容器有可能被击穿,故 C 正确. 7.B

    　[解析] 由 i-t 图像知,交变电流的最大值即通过 R 2 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 I=0.6 A,由于 R 1 与 R 2 串联,所以通过 R 1 的电流有效值也是 0.6 A,选项 A、C 错误;R 1 两端电压有效值为 U 1 =IR 1 =6 V,选项 B 正确;R 2 两端电压最大值为U 2m =I m R 2 =0.6 ×20 V=12

    　V,选项 D 错误. 8.A

    　[解析] 由 e-t 图像知,周期 T=4 s,感应电动势的最大值 E m =1 V,而感应电动势的最大值的表达式为 E m =NBSω=NBS· ,若仅把线圈的转速变为原来的 2 倍,则周期 T"变为原来的 ,即 T"=2 s,而感应电动势的最大值 E" m 变为原来的 2 倍,即 E" m =2 V,选项 B、C 错误;从图示位置转过 90°开始计时,也就是t=0 时线圈中产生的感应电动势应为 0,选项 A 正确,D 错误. 9.D

    　[解析] 线框转动的角速度为 ω,进磁场的过程用时 T,出磁场的过程用时 T,进、出磁场时产生的感应电流大小均为 I"=,则转动一周产生的感应电流的有效值满足 I 2 RT=R× T,解得 I= ,D 正确. 10.D

    　[解析] 交流电压值取正值时,即在前半个周期内,二极管电阻为零,R 2 上的电压等于输入电压值,电压值取负值时,即在后半周期内,二极管电阻无穷大,可看作断路,R 2 上的电压等于输入电压值的一半,设加在 R 2 上的电压有效值为 U,根据电流的热效应,在一个周期内满足 ·T=· +· ,解得 U=5

    　V,选项 D 正确.

    　 11.(1)

    　(2)πRω

    　(3)

    　[解析] (1)0~t 1 时间内,线框中的感应电动势 E=n =

    　根据闭合电路欧姆定律可知,通过电阻 R 的电流 I= = . (2)线框产生感应电动势的最大值 E m =nB 1 L 1 L 2 ω 感应电动势的有效值 E=

    　通过电阻 R 的电流的有效值 I= 线框转动一周所需的时间 t=

    　此过程中,电流通过电阻 R 产生的热量 Q=I 2 Rt=πRω . (3)线框从图甲所示位置转过 90°的过程中 平均感应电动势 =n =

    　平均感应电流 =

    　通过电阻 R 的电荷量 q= Δt= . 课时作业(三十一)

    　1.D

    　[解析] 根据变压器的原理可知原、副线圈电压与线圈匝数成正比,可推得 = ,即ΔU 2 = ΔU 1 = ×20 V=200 V,选项 D 正确.

    　 2.A

    　[解析] 由题可知,该互感器属于电流互感器,故钳形电流表的钳口是电流互感器的铁芯,A 正确;互感器利用的是电磁感应原理,不能用于直流电,故 B 错误;由 = 得 I 1 = =

    　A=500 A,因为电流表测的是有效值,故其示数为被测电流的有效值,C、D 错误. 3.AD

    　[解析] 负载电阻减小为 5R 0 时,有 = ,可得 U 2 =6 V,由 = 可得 U 1 =24 V,原线圈两端电压的最大值为 U 1 =24

    　V≈34 V,选项 A 正确;保持变压器输入电流不变,即 I 1 不变,由= 知,负载电阻变化前后副线圈电流 I 2 不变,则 = ,可得 U" 2 =12 V,根据 =可得原线圈两端电压 U" 1 =48 V,选项 D 正确. 4.C

    　[解析] 副线圈中的电流为 I 2 =

    　A=0.25 A,设原线圈中的电流为 I 1 ,由 = 得 I 1 = I 2 =0.125 A,故 A 错误;流过电阻的交流电的频率为 50 Hz,故 B 错误;副线圈的电压为 U 2 =2×5 V=10 V,由= 得,U 1 = U 2 =20 V,则其最大值为 20

    　V,故 C 正确;P 入 =P 出 =U 2 I 2 =10×0.25 W=2.5 W,故 D错误. 5.A

    　[解析] 当 S 闭合后,副线圈两端的电压 U 2 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=I 2 R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 U 2 不变,所以灯泡两端的电压减小,灯 L 1 、L 2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;原、副线圈电流与匝数关系为 = ,因变压器原、副线圈的匝数之比不变,所以原、副线圈中的电流之比不变,故 D 错误. 6.B

    　[解析] 线圈在匀强磁场中匀速转动,设线圈的匝数为 n,线圈的面积为 S,磁场的磁感应强度为 B,线圈转动的角速度为 ω,则产生的最大电动势为 E m =nBSω.原线圈两端的电压等于电动势的有效值,为

    　 U 1 = E m = nBSω,设原、副线圈的匝数比为 k,则副线圈两端的电压为 U 2 = U 1 = nBSω,当发电机线圈的匝数变为原来的 4 倍时,电压表的读数变为原来的 4 倍,选项 B 正确;由 P= 可知,R 消耗的功率变为 16P,选项 A 错误;由于电压表的读数变为原来的 4 倍,由输入功率与输出功率相等可知,电流表的读数变为原来的 4 倍,选项 C 错误;变压器不能改变交流电的频率,选项 D 错误. 7.D

    　[解析] 根据变压器的电压关系有 = ,当滑动触头顺时针转动时,n 2 减小,电压 U 2 减小,由于n 2 <n 1 ,所以 U 2 <U 1 ,故 A、B 错误;电压 U 2 减小,定值电阻两端的电压减小,故定值电阻消耗的电功率减小,由于是理想变压器,所以变压器的输入功率也减小,故 C 错误,D 正确. 8.BD

    　[解析] 由图像可知,该交流电的频率为 50 Hz,电压最大值为 220 V,故其瞬时值表达式为u=220 sin 100πt(V),选项 A 错误;由图像可知,当 t=1.5×10 -2

    　s时,交变电压值最大,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增大,故输入功率将增大,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 V 1 的示数不发生变化,而副线圈电路中电流将减小,定值电阻 R 0 两端的电压将减小,电压表V 2 的示数将增大,故电压表 V 1 与 V 2 示数的比值将减小,选项 D 正确. 9.BC

    　[解析] 当用电器增多时,消耗的功率增大,降压变压器的输出电流增大,则降压变压器的初级电流变大,输电线上的电流增大,可知输电线上的功率损失增大,输电线上的电压损失增大,发电机的输出电压 U 1 不变,升压变压器匝数比不变,则次级电压 U 2 不变,可知降压变压器的初级电压 U 3 减小,故 B、C 正确,A 错误;发电机输出功率随用电器增多而增大,D 错误. 10.D

    　[解析] 当用电高峰到来时,用户消耗的功率变大,则电流表 A 2 示数变大,输电线上的电流变大,即电流表 A 1 示数增大,输电线上损耗的功率变大,选项 A 错误;因为发电厂的输出电压恒定,故升压变压器副线圈两端的电压不变,即电压表 V 1 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 V 2 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为 =1- =1- ,因为输电线上的电流增大,则电压损失增大,U 1 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. 11.C

    　[解析] 设流过原线圈的电流为 I 1 ,流过副线圈的电流为 I 2 ,根据变压器原、副线圈中电流与匝数成反比可知 = ,电阻 R 1 和 R 2 消耗功率之比 = = ,故 A 错误;电压表 V 2 的示数U 2 =I 2 R 2 ,电压表 V 1 的示数 U 1 =I 1 R 1 +5U 2 =6U 2 , = ,故 B 错误,C 正确;理想变压器原、副线圈磁通量变化率相同,故 D 错误. 12.C

    　[解析] 交变电压的最大值等于 NBωL 2 ,电压表 V 1 示数为有效值 ,A 错误;理想变压器的输入与输出功率之比为 1 ∶ 1,故 B 错误;交流电压表 V 2 的示数为副线圈两端电压的有效值,选项 C 正确;在图示位置时线圈平面与磁场平行,线圈中磁通量为零,感应电动势最大,故 D 错误. 13.CD

    　[解析] 由题图乙可知,交流电压的最大值为 220

    　V,周期 T=0.02 s,则角速度 ω= =100π rad/s,故瞬时值表达式为 u=220 sin 100πt(V),故 A 错误;由 P 热 =I 2 r可知,电动机内阻 r= Ω=2 Ω,故 B错误;电动机两端的电压 U M =220 V-120 V=100 V,电动机的总功率 P=U M I=100×10 W=1000 W,则电动机的效率 η= ×100%=80%,故 C 正确;增加光强且长时间照射电阻 R,电阻 R 阻值减小,电路中电流增大,电动机消耗的功率有可能超过它的额定功率,故有可能损坏电动机,故 D 正确. 14.BC

    　[解析] 开关 S 闭合时,根据欧姆定律可知,通过 R 1 的电流为 I 1 = =0.7 A,根据变压器原、副线圈电流之比等于匝数的反比可知副线圈的电流为 I 2 =1.4 A,R 3 和 R 4 并联后与 R 2 串联的总电阻为 10 Ω,可知副线圈的电压为 U 2 =14 V,根据原、副线圈电压之比等于匝数之比可知原线圈的电压为 U 1 =28 V,正弦交流电压的有效值 U=U V +U 1 =35 V,正弦交流电压的峰值为 35 V,通过电阻 R 4 的电流为

    　 I 2 =0.7 A,电阻 R 2 消耗的电功率 P 2 = R 2 =9.8 W,电阻 R 3 消耗的电功率 P 3 = R 3 =4.9 W,故选项C 正确,A、D 错误;开关 S 断开时,R 3 和 R 2 串联的总电阻为 15 Ω,设副线圈的电流为 I" 2 ,则副线圈的电压为 U" 2 =15I" 2 ,根据原、副线圈电流之比等于匝数的反比,可知原线圈的电流为 I" 1 = I" 2 ,所以原线圈的电压为 U" 1 =U- I" 2 R 1 =35-5I" 2 ,根据原、副线圈电压之比等于匝数之比,可得 35-5I" 2 =2×15I" 2 ,解得副线圈的电流为 I" 2 =1 A,理想电压表的示数为 I" 2 R 1 =5 V,故选项 B 正确.

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