【物理】2018届一轮复习人教版交流电流传感器学案

【物理】2018届一轮复习人教版交流电流传感器学案

章末热点集训 ‎　交变电流的产生及描述 ‎　为了研究交流电的产生过程，小张同学设计了如下实验构思方案：第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈绕转轴OO1按图示方向匀速转动(ab向纸外，cd向纸内)．并从图甲所示位置开始计时．此时产生的交流电如图乙所示．第二次他仅将转轴移至ab边上，第三次他仅将转轴右侧的磁场去掉，关于后两次的电流图象，下列说法正确的是(　　)‎ A．第二次是A图　　　　 B．第二次是C图 C．第三次是B图 D．第三次是D图 ‎[解析]　第二次将转轴移到ab边上产生的感应电流，同第一次相同，第三次将OO1右侧磁场去掉，线圈在转动过程中只有一边切割，产生感应电动势的最大值为原来的，因此选D.‎ ‎[答案]　D ‎　1.(2017·北京房山区模拟)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图甲所示，产生的感应电动势如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)‎ A．t＝0.015 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311 V D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz 解析：选B.由题图乙可知t＝0.015 s时感应电动势最大，根据E＝n知磁通量变化率最大，选项A错误．t＝0.01 s时感应电动势为零，磁通量变化率为零，但通过线框的磁通量最大，即线框平面与中性面重合，选项B正确．正弦交流电的有效值E＝＝220 V，选项C错误．根据题图乙知交流电周期T＝0.02 s，所以频率f＝＝50 Hz，选项D错误．‎ ‎　交变电流“四值”的应用 ‎　(2017·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 A，周期为5 s B．图乙中电流的峰值为5 A，有效值为2.5 A C．图丙中电流的峰值为2 A，有效值为 A D．图丁中电流的最大值为4 A，有效值为 A，周期为2 s ‎[解析]　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，即 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，即2.5 A，所以B选项正确；图丙是图甲减半的脉冲电流，有效值不可能为峰值的，所以C选项错误；图丁是交变电流图线，周期为2 s，根据有效值定义则有：42×R×＋32×R×＝I2RT，解得电流有效值I＝2.5 A，所以D选项错误．‎ ‎[答案]　B ‎　2．(2017·浙江五校联考)如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环a、b与长直金属杆导通，在外力F作用下，正弦形金属线可以在杆上无摩擦滑动．杆的电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都是.在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为L，磁感应强度为B.现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v 向右运动，在运动过程中导线和杆组成的平面始终与磁场垂直．t＝0时刻导线从O点进入磁场，直到全部穿过磁场，外力F所做功为 (　　)‎ A．　　　　　　 B． C． D． 解析：选C.根据功能关系，外力F所做功等于克服安培力所做的功，也等于导线与杆组成的闭合回路中消耗的电能．整个过程，导线运动了3L，第1个L和第3个L，导线切割磁感线的长度为Lsin ωt，产生的感应电动势为e＝BLvsin ωt，相当于正弦交流电，该过程运动的时间t1＝，消耗的电能Q1＝t1＝；第2个L，导线切割磁感线的长度为Lsin ωt，产生的感应电动势为e＝BLvsin ωt，相当于正弦交流电，该过程运动的时间t2＝，消耗的电能Q2＝t2＝；所以外力F所做功W＝Q1＋Q2＝，选项C正确．‎ ‎　理想变压器的动态分析 ‎　(多选)(高考广东卷)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是(　　)‎ A．P向下滑动时，灯L变亮 B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小 D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大 ‎[解析]　由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动改变，故选项A错误，选项B正确．P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R总减小，由I2＝知，通过副线圈的电流I2增大，输出功率P2＝U2I2增大，再由＝知输入电流I1也增大，故选项C错误，D正确．‎ ‎[答案]　BD ‎　3.(多选)如图所示，三只灯泡均正常发光，现将滑动变阻器R的滑片向下移动，‎ 已知原线圈两端的电压及原、副线圈的匝数均不变，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．灯L3变暗 B．灯L1和L2均变暗 C．变压器原线圈的输入功率变大 D．副线圈n2中的电流变大 解析：选AC.由于原线圈两端的电压及原、副线圈的匝数均不变，由电压与匝数成正比可知，两个副线圈两端的电压均不变．当滑动变阻器R的滑片向下移动时，副线圈n3中的电流增大，电阻R1两端的电压增大，则灯L3两端的电压减小，故灯L3变暗，而副线圈n2两端的电压及回路中的电阻和电流不发生变化，故灯L1和L2的亮度不变，A正确，B、D错误；由于副线圈中的电流增大，故原线圈中的电流也随之增大，则原线圈的输入功率变大，C正确．‎ ‎　远距离输电的计算 ‎　(2017·武汉模拟)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个小型发电站，输送的电功率为P＝500 kW，当使用U＝5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800 kW·h.求：‎ ‎(1)输电效率η和输电线的总电阻r；‎ ‎(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？‎ ‎[解析]　(1)输送功率P＝500 kW，一昼夜输送电能E＝Pt＝12 000 kW·h 由题知输电线上损失的电能ΔE＝4 800 kW·h 终点得到的电能E′＝E－ΔE＝7 200 kW·h 所以输电效率η＝×100%＝60%‎ 输电线上的电流I＝＝100 A 输电线损耗功率Pr＝I2r 其中Pr＝＝200 kW 得r＝20 Ω.‎ ‎(2)输电线上损耗功率Pr＝r∝ 原来Pr＝200 kW，现在要求P′r＝10 kW 代入数据解得输电电压应调节为U′≈22.4 kV.‎ ‎[答案]　(1)60%　20 Ω　(2)22.4 kV ‎　4.(多选)(2017·河南林州一中专项练习)‎ 如图为远距离输送交流电的系统示意图，变压器均为理想变压器．随着用户负载增多，发电机F达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作．那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是(　　)‎ A．适当减小输电线的电阻r B．适当提高 C．适当提高的同时，降低 D．适当降低的同时，提高 解析：选AC.当发电机输出功率一定时，为使用户得到更大的功率，需减小输电线上的功率损失，根据ΔP＝I2r，可以减小输电线的电阻r，A对；也可以通过提高输电电压，减小输送电流，即提高，这样使线圈n3两端电压变大，为使用户的用电器正常工作需要适当降低，C对．‎