第十一章 交变电流 传感器
章末过关检测(十一) (时间：45分钟 分值：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，只有一个选项正确)
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，则( )
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．若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了50次 D．若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz
解析：选A.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1
面，线圈在中性面时电流为零，再经过个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流
4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，若已知d等于0.02 s，则频率为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.
2．(2019·东北三校联考)关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是( )
A．图甲中电流的峰值为2 A，有效值为2 A，周期为5 s B．图乙中电流的峰值为5 A，有效值为2.52 A C．图丙中电流的峰值为2 A，有效值为2 A
1
D．图丁中电流的最大值为4 A，有效值为2 A，周期为2 s
解析：选B.图甲是正弦式交变电流图线，峰值(最大值)为2 A，有效值是峰值的
1，2
即2 A，周期为4 s，所以A选项错误；图乙电流大小改变但方向不变，所以不是交变电流，计算有效值时因为热效应与电流方向无关，所以仍是峰值的正确；图丙是图甲减半的脉冲电流，有效值不可能为峰值的
2
1212
，即2.52 A，所以B选项，所以C选项错误；图丁是
2
交变电流图线，周期为2 s，根据有效值定义则有：4×R×＋3×R×＝IRT，解得电流有
22效值I＝2.52 A，所以D选项错误．
3.如图，实验室一台手摇交流发电机，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( )
TT2
A．该交变电流的频率为10 Hz B．该电动势的有效值为102 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1.0 A
解析：选D.因e＝102sin 10πt(V)，故ω＝10π rad/s，f＝＝5 Hz，选项A错
2π误；Em＝102 V，故其有效值E＝
ωEm
2
＝10 V，选项B错误；交流电表的示数及功率的计算
均要用有效值，因此电路中理想交流电流表A的示数I＝
2
2
ER＋r＝1.0 A，选项D正确；外接
电阻R所消耗功率为P＝IR＝1.0×9 W＝9 W，选项C错误．
4．如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220 V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为( )
A．220 V
B．110 V
2
C.
220 V 2110D． V
2
解析：选B.设电压的有效值为U，根据有效值定义有则B正确．
?220?2??
?2?TU2
R·＝T，解得U＝110 V，2R5.如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器．原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V．调节前后( )
A．副线圈中的电流比为1∶2 B．副线圈输出功率比为2∶1 C．副线圈的接入匝数比为2∶1 D．原线圈输入功率比为1∶2
U1
解析：选C.根据欧姆定律I＝，U2由220 V降至110 V，副线圈上的电流变为原来的，
R2
1
即调节前后，副线圈上电流之比为2∶1，选项A错误；根据P＝UI知，U、I均变为原来的
21
时，副线圈上输出的功率变为原来的，即调节前后副线圈的输出功率之比为4∶1，选项B
4错误；根据理想变压器电压与匝数的关系＝，当U2由220 V降至110 V时，n2变为原来1
的，即调节前后副线圈接入的匝数比为2∶1，选项C正确；根据理想变压器P入＝P出，所2以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率，即调节前后原线圈输入功率之比为4∶1，选项D错误．
6．(2019·扬州模拟)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为2∶1，原线圈接在u＝2202sin 100πt(V)的交流电源上，副线圈一端接有R＝55 Ω的负载电阻、熔断电流为1 A的保险丝和一个灯泡D，电流表为理想电表．下列说法正确的是( )
U1n1
U2n2
3
A．S断开时，原线圈中电流表的读数为2 A B．S断开时，原线圈的输入功率为2202 W C．副线圈中输出交流电的周期为50 s
D．S闭合时，灯泡D正常发光，原线圈中电流表读数不会超过1.5 A
解析：选D.由交流电源瞬时值表达式可知其原线圈两端电压的有效值为220 V，根据理想变压器变压规律＝可知，副线圈输出电压有效值为U2＝110 V，由欧姆定律可知通过电阻的电流I2＝＝2 A，由变压器变流规律＝可知，原线圈输入电流为1 A，故电流表示数为1 A，A项错误；原线圈的输入功率P1＝U1I1＝220 W，B项错误；变压器不改变交流电的周期，由瞬时值表达式可知，交流电的周期为0.02 s，C项错误；通过灯泡的电流有效值最大为1 A，故通过副线圈的最大电流为3 A，由变压器变流规律可知，原线圈输入电流有效值最大为1.5 A，故D项正确．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)
7．如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都视为理想元件，已知变压器的原、副线圈匝数比为20∶1，A、B端输入电压为U1＝2202sin 100π
U1n1
U2n2
U2RI1n2I2n1
t(V)，对于输出端CD(OD为副线圈的中心抽头)( )
A．输出电压的有效值为11 V B．输出电压的有效值为5.5 V
C．CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶2 D．CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶1
解析：选BD.由于OD为副线圈的中心抽头，AB与CD线圈匝数之比为40∶1，则线圈CD112
间电压的最大值为 V，而本题中的两个二极管相当于把CD之间的交变电压的负半部分
2对称地变为正半部分，这样交变电流就全部变为正值，且周期为原来的一半，因而有效值为5.5 V，A错误，B正确；变压器AB端的输入功率等于CD端的输出功率，因而C错误，D正确．
8．如图，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，V是理
4
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，则( )
A．此时原线圈两端电压的最大值约为34 V B．此时原线圈两端电压的最大值约为24 V C．原线圈两端原来的电压有效值为68 V D．原线圈两端原来的电压有效值为48 V
解析：选AD.当负载电阻阻值减小为R＝5R0时，根据串并联电路规律，R两端电压为R0
1
两端电压的5倍，因为电压表测量R两端的电压，所以UR0＝×5 V＝1 V，故副线圈两端电
5压为U2＝6 V，根据公式＝可得此时原线圈两端电压的有效值为U1＝24 V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为242 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，则变化后电压U′2＝IR0＋5IR0，变化前，
U1n1
U2n2
U1n1
U2＝IR0＋11IR0＝12IR0，所以U2＝2U′2＝12 V，根据公式＝可得原线圈两端原来的电压
U2n2
有效值为48 V，D正确、C错误．
9．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是( )
A．电流表的示数为10 A
B．线圈转动的角速度为100π rad/s C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
解析：选ABC.根据i－t图象可知，电流最大值Im＝102 A，有效值I＝
Im
＝10 A，
2
2π－2
选项A正确；交变电流的周期T＝2×10 s，角速度ω＝＝100π rad/s，选项B正确；
T从图示位置开始转动时，经0.01 s线圈回到水平状态，线圈平面与磁场方向平行，选项C
5
（江苏专用）2020版高考物理大一轮复习 第十一章 交变电流 传感器章末过关检测 doc
