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第十三章 交变电流 传感器
测试卷
（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II 卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、
学号填写在试卷上。
2．回答第I 卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II 卷时，将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷（选择题 共48 分）
一、选择题（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．矩形线圈abcd 绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图所示的匀强磁场中。下列说
法正确的是（ ）
A．图甲时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B．图乙时刻线圈中感应电流方向改变
C．图丙时刻线圈中磁通量最大
D．图丁时刻线圈中感应电动势最小
2．一台发电机的结构示意图如图甲所示，内阻为
的线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间
变化的规律如图乙所示。外接电表均为理想交流电表，小灯泡的电阻为
恒定不变，则（ ）
A．发电机输出交流电的电压有效值为
B．电压表的示数为
C．发电机的输出功率为
D．在
时，穿过线圈的磁通量变化率为零
3．如图甲所示，手机置于充电垫上进行无线充电.充电过程中，安装于充电垫内的线圈（线圈1）通过一
定频率的正弦交流电，手机内部的受电线圈（线圈2，如图乙）产生感应电动势，为手机电池充电，实现
能量的传输，下列说法正确的是（ ）
1
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A．无线充电利用线圈的自感原理
B．充电过程中，穿过线圈2 的磁通量不变
C．线圈2 产生的电能不可能大于线圈1 消耗的电能
D．线圈1 和线圈2 两端的电压之比等于两线圈的匝数之反比
4．如图1，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．如图2，原线圈与交流电源连接，副线
圈与负载R 连接．已知，原、副线圈的匝数分别为
、
，原线圈的输入功率为
、电压为
、电流为
、
频率为
，副线圈的输出功率为
、电压为
、电流为
、频率为
．下列说法正确的是（ ）
A．若变压器为理想变压器，且
，则
，
B．若变压器为理想变压器，且
，则
，
C．若仅考虑
产生的磁场不能完全局限在铁芯内，则
D．若仅考虑变压器线圈通过电流时会发热，则
5．如图所示，单匝正方形线框ABCD 的BC 边恰好与匀强磁场的左边界MN 重合，MN 右侧的匀强磁场区
域足够大。线框在外力作用下以BC 边为转轴匀速转动一周的过程中，线框产生的热量计为Q，所用的时
间为T，下列判断正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1 3∶，正弦交流电源的电压有效值恒为U = 12V，电阻R1
2
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=1Ω，R2 =2Ω。若滑动变阻器接入电路的电阻为7Ω，则（ ）
A．若向上移动P，电压表读数将变大
B．R1与R2消耗的电功率相等
C．通过R1的电流为6A
D．若向下移动P，电源输出功率将不变
7．如图所示，MN、PQ 是两条水平平行放置的光滑金属导轨，导轨的有端接理想变压器的原线圈，变压
器的副线圈与电阻
组成闭合回路，变压器原副线圈匝数之比
，导轨宽
，质量
、电阻不计的导体棒ab 垂直MN、PQ 放在导轨上，在水平外力F 作用下，从
时刻开始在图示
的两虚线范围内往复运动，其速度随时间变化的规律是
），垂直轨道平面的匀强磁场的
磁感应强度B=4T，导轨、导线和线圈电阻均不计，则（ ）
A．ab 棒中产生的电动势的表达式为20sin20πt（V）
B．电阻R 上的电功率为2000W
C．从
到
的时间内，外力F 所做的功为
D．从
到
的时间内，电阻R 上产生的热量为
J
8．如图所示的电路中，变压器为理想变压器，变压器原副线圈的匝数比为1 2∶，四个定值电阻阻值相同，
在a、b 端输入某一正弦交流电压，电键S 断开时与S 闭合时变压器原线圈输入的电流之比为（ ）
A．2 3∶
B．3 4∶
C．4 5∶
D．5 6∶
9．如图1 所示，理想自耦变压器的副线圈匝数可通过滑动触头来调节，
为标称为“
”的用电
器，原线圈两端所接电压
随时间变化的正弦曲线如图2 所示。接通电路，将滑动头调至合适位置使用电
器正常工作，下列说法正确的是（ ）
3
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A．通过用电器的电流方向
内改变100 次
B．变压器的输出电压为
C．变压器原、副线圈的匝数比为
D．流过原线圈的电流为
10．某车床供电示意图如图所示，理想变压器原线圈两端连接有效值为350V 的交流电源，两副线圈分别
连接电机和两个相同的指示灯（连接电机的副线圈简称副线圈1，连接指示灯的副线圈简称副线圈2），电
机的电压为118V，指示灯的电压为22V，S 为指示灯中的一条支路的开关。下列说法正确的是（ ）
A．S 闭合后，副线圈2 两端的电压减小
B．S 闭合后，电源的输出功率增大
C．S 闭合后，副线圈1 中的电流比副线圈2 中的电流增加得多
D．原线圈和副线圈1 的匝数之比n1：n2=175：59
11．如图所示为某小型水电站远距离输电示意图，发电机的输出功率为P，升压变压器原线圈输入电流为
，升压变压器副线圈电压为
，用户得到的电流为
，用户得到的电压为
。两个变压器均是理想变
压器，下列说法正确的是（ ）
A．
B．升压变压器原线圈两端的电压为
C．输电线中的电流为
D．采用这种方式远距离输电是为了减少输电线上损失的能量
12．如图所示，理想变压器原线圈接一正弦交流电源，副线圈的c 端接一个二极管，假设该二极管的正向
4
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电阻为零，反向电阻阻值无穷大。副线圈的b 端为中心触头，
、
间线圈匝数相等。定值电阻阻值为
r，可变电阻的阻值为R 可调，下列说法中正确的是（ ）
A．若
恒定，当
分别接
时，电压表读数之比为
B．若
恒定，当
分别接
时，变压器输出功率之比为
C．若
恒定，当
分别接
时，电流表读数之比为
D．当
接
时，若
，则可变电阻
消耗功率最大
第II 卷（非选择题 共52 分）
二、非选择题
13．（6 分）纯电动汽车的蓄电池的安全性，主要体现在对其温度的控制上，当电池温度过高时，必须立
即启动制冷系统进行降温。图甲，是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻
、滑动变
阻器
串联接在电压为
的电源两端．当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I 大于或等于
时，衔铁
被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值
与温度t 的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为
。则：
（1）图甲中应将b 端与 （选填“a”或“c”）端相连；
（2）若设置电池温度为
时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为
；
（3）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是
。
14．（8 分）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变
压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。
5
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（1）对于实验过程，下列说法正确的有 ；
A．本探究实验采用了控制变量法
B．测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量
D．因为实验所用电压较低，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱
（2）若变压器是理想变压器，电源接变压器原线圈“0”、“8”接线柱，副线圈接“0”、“4”接线柱，当副
线圈所接电表的示数为6.0V，则原线圈的输入电压应为 ；
A．18.0V B．12.0V C．5.0V D．3.0V
（3）该同学组装变压器时忘记将铁芯闭合进行实验，当原副线圈匝数比为8 1∶，原线圈接12.0V 交流电压，
则测量副线圈的交流电压表的实际读数可能是 ；
A．0V B．9.60V C．1.50V D．0.65V
（4）正确组装变压器后，用匝数Na=400 匝和Nb=800 匝的变压器实际测量数据如下表：
Ua/V
1.80
2.80
3.80
4.90
Ub/V
4.00
6.01
8.02
9.98
根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是 （填Na或Nb）。
15．（6 分）某交流发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为Em＝220
V，在匀强磁场中，线圈
匀速转动的角速度为100πrad/s，如果从中性面开始计时。
（1）写出电动势e 的瞬时表达式；
（2）此发电机与外电路组成闭合回路时，总电阻为110Ω，求
时的电流大小；
（3）若发电机线圈共100 匝，求每匝线圈中磁通量变化率的最大值
。
16．（6 分）如左下图所示为某同学设计的电吹风电路图。图中a、b、c、d 为四个固定触点，可动的扇形
金属触片P 可同时接触两个触点。触片P 处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作
状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。
热风时输入功率
460W
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冷风时输入功率
60W
小风扇额定电压
60V
正常工作时小风扇输出功
率
52W
(1)吹冷风时触片P 应与哪两个触点接触？
(2)由表格中数据计算出小风扇的内阻是多少？
(3)变压器原、副线圈的匝数比n1：n2是多少？
17．（12 分）海浪发电是一种应用前景广阔的新能源技术，海浪通过传动装置带动线圈在磁场中做切割磁
感线运动实现海浪动能向电能的转化，某科技小组设计了如下两种发电模型：
模型①：如图甲所示，N 匝正方形闭合线圈处在垂直于线圈平面的组合磁场中，磁感应强度大小均为B，
线圈和磁场的宽度均为L，设线圈的总电阻为R，线圈在海浪的带动下左右运动时不会超出磁场范围；
模型②：如图乙所示，线圈处在均匀辐向磁场中，机械传动装置将海浪的运动转化为线圈沿水平方向的往
复振动，振动速度随时间的变化图像为如图丙所示的正弦函数，其中
、T 已知，若线圈的匝数为
，半
径为r，其所处位置磁感应强度大小均为
，线圈内阻及外部电路电阻都为
，忽略一切摩擦。求：
（1）模型①中线圈水平向右的速度为v 时，感应电流的大小和闭合线圈所受安培力的大小；
（2）模型②中感应电动势随时间变化的表达式以及模型②的发电功率。
18．（14 分）2020 年属于不平凡的一年，原本属于全国人民的新春佳节却被一场突如其来的疫情打破了，
如今新冠病毒在全国白衣天使和所有工作人员的共同努力下得到了有效的遏制，根据中共中央应对新冠肺
炎疫情工作领导小组印发《意见》在有效防控疫情的同时积极有序推进复工复产。为了防止复工复产期间
停电事故的发生，某工厂购买了一台应急备用发电机及升压变压器及降压变压器各一台。如图，发电机内
阻为1
，升压变压器匝数比为1：10，降压变压器匝数比9：1，输电线总电阻R=5
。工厂共36 个车间，
每个车间有“220V，22W”灯10 盏，若保证全部电灯正常发光，则：
（1）发电机输出功率多大？
（2）发电机电动势多大？
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（3）输电的效率是多少？
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