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专题14 交变电流、传感器
质量检测卷
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题
只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全
的得2分，有选错的得0分)
1.小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数。
将发电机与一个标有“6 V 6 W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻。当线圈的转速为 n＝
5 r/s时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时值表达式为( )
A．i＝sin 5t(A) B．i＝sin 10πt(A)
C．i＝1.41sin 5t(A) D．i＝1.41sin 10πt(A)
2.(2021·兰州模拟)关于我国家庭照明电路所用的交流电，下列说法正确的是( )
A. 电流方向每秒钟改变50次
B. 电压瞬时值的表达式为u＝220sin 50πt V
C. 额定电压为220 V的灯泡可以直接接入使用
D. 耐压值为220 V的电容器可以直接接入使用
3.一交流电压随时间变化的图像如图所示。每个周期内，前 周期电压按正弦规律变化，后 周期电压恒
定。根据图中数据可得，此交流电压的有效值为( )
A. 7.5 V B. 8 V
C. 2 V D. 3 V
4.(2020·河南濮阳市4月摸底)如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机向升压变压器原线圈输出电
压为220 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n 、n ，降压变压器原、副线圈匝数分
1 2
别为n、n，变压器均为理想变压器。要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )
3 4
A.＝
B.＞C.＜
D.因为变压器均为理想变压器，所以升压变压器的输入功率等于降压变压器的输出功率
5.(2021·北京市密云区下学期第一次测试)如图所示，为探究理想变压器原副线圈的电压和电流关系，将原
线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L 、L ，电路中分别接入理想交流电
1 2
压表V、V 和理想交流电流表A、A，不计导线电阻。闭合开关S后，下列说法正确的是( )
1 2 1 2
A.A 示数不变，V 示数不变，L 变亮
1 1 1
B.A 示数变大，V 示数变大，L 变暗
2 2 1
C.A 示数变大，变压器输出功率变大，A 与A 示数的比值不变
1 1 2
D.V 示数变大，变压器输出功率变大，V 与V 示数的比值不变
2 1 2
6.(2021·资阳模拟)如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，产生的感
应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示。若外接电阻的阻值R＝9 Ω，线圈的电阻r＝1 Ω，则下列说法
正确的是( )
甲 乙
A．线圈转速为100 π rad/s
B．0.01 s末穿过线圈的磁通量最大
C．通过线圈的最大电流为10 A
D．电压表的示数为90 V
7. (2021·江苏南通市5月第二次模拟)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 2∶1，电阻55 Ω，电
流表、电压表均为理想电表。原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压，下列说法正确的是 ( )
A.电流表的示数为4.0 A
B.电压表的示数为155.6 VC.副线圈中交流电的频率为50 Hz
D.穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶1
8.(2021·山东日照市4月模拟)如图是实验时用的原、副线圈都有从中点抽头的理想变压器，在原线圈上通
过一个单刀双掷开关S 与一只电流表 连接，在副线圈上通过另一个单刀双掷开关与一个定值电阻 R 相
1 0
连接，通过S 、S 可以改变原、副线圈的匝数。在原线圈上加一电压为U的交流电后，①当S 接a，S 接
1 2 1 2
c时，电流表的示数为I ；②当S 接a，S 接d时，电流表的示数为I ；③当S 接b，S 接c时，电流表的
1 1 2 2 1 2
示数为I；④当S 接b，S 接d时，电流表的示数为I，则( )
3 1 2 4
A.I＝I B.I＝I
1 2 1 4
C.I＝I D.I＝I
2 3 2 4
9.(多选)(2021·山东青岛市上学期期末)如图(a)，为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压
转换为图(b)所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表，设变压器原、副线
圈的匝数分别为n、n。当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在点火针两端间引发火花
1 2
进而点燃燃气，则( )
A.闭合开关S，加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为50 V
B.某交流发电机要产生与图(b)相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为100转/秒
C.闭合开关S，电压表的示数为25 V
D.变压器原、副线圈的匝数n、n 须满足n>100n 时，才能实现点火
1 2 2 1
10.(多选)(2021·山东青岛市一模)如图所示，理想变压器的a、b两端接在U＝220 V交流电源上，定值电阻
R ＝40 Ω，R为光敏电阻，其阻值R随光照强度E变化的公式为R＝ Ω，光照强度E的单位为勒克斯(lx)。
0
开始时理想电流表A 的示数为0.2 A，增大光照强度E，发现理想电流表A 的示数增大了0.2 A，电流表
2 1
A 的示数增大了0.8 A，下列说法正确的是( )
2A.变压器原副线圈匝数比＝
B.理想电压表V、V 的示数都减小
2 3
C.光照强度的增加量约为7.5 lx
D.在增大光照强度过程中，变压器的输入功率逐渐减小
11.(2021·云南民族大学附属中学高三上学期期末)如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，
外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为
B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断正确的是( )
A．图示位置线圈中的感应电动势最大为E ＝BL2ω
m
B．从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝BL2ωsin ωt
C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q＝
D．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q＝
12.(多选)如图所示，用材料和粗细相同的导线绕成的单匝正三角形线圈甲、乙固定在同一平面内，边长之
比为 3∶1。线圈所在空间存在与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感应强度 B随时间t的变化关系为B＝Bsin
0
ωt，下列说法正确的是( )
A. 线圈甲、乙中产生的电动势的最大值之比为 9∶1
B. 线圈甲、乙中产生的电流的最大值之比为9∶1
C. 在0～ 时间内，线圈甲、乙中产生的焦耳热之比为27∶1
D. 在0～ 时间内，通过线圈甲、乙导线横截面的电荷量之比为3∶1
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、实验题(本题共2小题，共20分。)
13.(10分)已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测
量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视
为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω)。(1)在虚线框中所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。
(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电
阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为 5.5 V 和 3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为
________kΩ(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图4(a)所示。
(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 kΩ。由图(a)求得，此时
室温为________℃(保留3位有效数字)。
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图(b)所示。图中，E为直流电源(电动
势为10 V，内阻可忽略)；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器(图中未画出)报警。若要
求开始报警时环境温度为50 ℃，则图中________(填“R”或“R”)应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值
1 2
应为________kΩ(保留2位有效数字)。
14.(10分)(2021·山东威海市模拟考试)某实验小组要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，实验原理如图所
示，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警。该热敏电阻的阻值R与温度t的关系如下表所
t
示。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R/Ω 220.0 165.0 130.0 100.0 80.0 70.0
t
可供选用的器材有：
A.电源E(3 V，内阻不计)
1B.电源E(9 V，内阻不计)
2
C.滑动变阻器R(0～100 Ω)
1
D.滑动变阻器R(0～1 000 Ω)
2
E.热敏电阻R
t
F.报警器(电阻不计，流过的电流超过40 mA就会报警，超过80 mA将损坏)
G.开关S
H.导线若干
(1)电路中电源应选用________，滑动变阻器应选用______(填器材前的代号)；
(2)实验中发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将选择开关旋
至______(选填“直流2.5 V”，“直流10 V”，“交流2.5 V”)挡，合上开关S，用调节好的多用电表进行排
查，现测量a、b和a、c两点间的电压，则接在a点的应是________(填“红”或“黑”)表笔，若接入a、
b 时 示 数 为 零 ， 接 入 a 、 c 时 指 针 偏 转 ， 若 电 路 中 只 有 一 处 故 障 ， 则 电 路 故 障 为
__________________________________________________________________；
(3)排除故障后，将热敏电阻置于温控室中，调整温控室的温度为60 ℃，将开关S闭合，调整滑动变阻器
当报警器
刚开始报警时，滑动变阻器接入电路的阻值为________ Ω，若要求降低报警温度，则滑动触头应该向
________移动(填“左”或“右”)。
三、计算论述题(本题共2小题，共32分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只
写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位)
15.（16分）(2020·天津模拟)如图所示，边长为 20 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈的总电阻为r＝1
Ω，绕垂直于磁感线的OO′轴以120 r/min匀速转动，磁感应强度B＝0.5 T，外电路电阻为R＝9 Ω，求：
(1)线圈在转动过程中，产生的感应电动势的最大值；
(2)由图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量；
(3)交流电压表的示数；
(4)线圈转动一周外力所做的功。16.（16分）如图所示，闭合矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴 OO′匀速转动，沿
着OO′方向观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长
为L，ad边的边长为L，线圈总电阻为R，转动的角速度为ω。图中线圈平面与磁场方向平行。
1 2
(1)从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；
(2)求线圈电阻的发热功率；
(3)从线圈经过图示位置开始计时，求经过 周期时间通过线圈导线某横截面的电荷量。
