第十二章 交变电流 电磁波 传感器-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮课时作业（浙江专用）

第十二章　交变电流　电磁波　传感器 课时1　交变电流　变压器　电能的输送 1.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 Ω,现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡,如图乙所示,则(　D　) A.电压表的示数为220 V B.电路中的电流方向每秒改变50次 C.灯泡实际消耗的功率为484 W D.发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为24.2 J 解析:电压表示数为灯泡两端电压的有效值,由题图甲知电动势的最大值Em=220 V,有效值E=220 V,灯泡两端电压U==209 V,A错误;由题图甲知T=0.02 s,一个周期内电流方向改变两次,可知1 s内电流方向改变100次,B错误;灯泡消耗的实际功率P== W= 459.8 W,C错误;电流的有效值I==2.2 A,发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为Q=I2rt=2.22×5.0×1 J=24.2 J,D正确。 2.智能手机无线充电器利用互感原理工作如图所示,由发射器和接收器组成,分别有发射线圈和接收线圈。已知发射线圈和接收线圈的匝数比为n1∶n2=5∶1,AB端输入电压为U=5sin 200πt(V),则(　B　) A.接收线圈的输出电压有效值为1 V B.接收线圈中输出电流方向每秒变化200次 C.接收线圈的输出功率等于发射线圈的输入功率 D.改变发射器和接收器的距离,不影响其充电效率 解析:发射线圈电压的有效值U1=5 V,根据理想变压器电压与匝数关系=得U2=1 V。智能手机无线充电器利用互感原理工作,能量从发射线圈向接收线圈转移,在转移过程中,存在一定的能量损耗,距离越远,损耗越大,因此接收线圈的输出功率小于发射线圈输入功率,改变发射器和接收器的距离,对充电效率有影响,A、C、D错误;无线充电器利用互感原理工作,工作过程中不改变交变电流的频率,即接收线圈中输出电流的周期为T===0.01 s,由于一个周期内,电流方向改变两次,则接收线圈中输出电流方向每秒变化200次,B正确。 3.(2021·浙江6月选考卷)如图所示,虚线是正弦交流电的图像,实线是另一交流电的图像,它们的周期T和最大值Um相同,则实线所对应的交流电的有效值U满足(　D　) A.U= B.U= C.U> D.U< 解析:因虚线是正弦交流电的图像,则该交变电流的有效值为U有效值= =,由题图可知,在任意时刻,实线所代表的交变电流的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值,则实线所代表的交变电流的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值,则U<,故选D。 4.如图是磁电式转速传感器的结构简图。该装置主要由测量齿轮、T形软铁、永久磁铁、线圈等元件组成。测量齿轮为磁性材料,n个齿等距离地安装在被测旋转体的一个圆周上(圆心在旋转体的轴线上),齿轮转动过程中,当齿靠近T形软铁时,由于磁化作用,软铁中的磁场增强,相反,远离时磁场减弱。现测得线圈中感应电流的变化频率为f,则(　D　) A.旋转体角速度为ω=2πnf B.当齿距离T形软铁最近的时候,线圈中电流最大 C.线圈中的感应电流方向不变,只是大小发生周期性变化 D.随着旋转体转速的增加,线圈中的电流的有效值也随之增大 解析:旋转体转一圈,测量齿轮靠近和远离线圈n次,线圈中的感应电流变化n次,感应电流的变化频率为f,旋转体的转动周期为T=,角速度为ω==,故A错误;当齿距离T形软铁最近的时候,通过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,线圈中电流最小,故B错误;测量齿轮靠近和远离线圈时,线圈中磁通量的变化相反,产生的感应电流方向相反,故C错误;旋转体转速越高,测量齿轮靠近和远离线圈越快,线圈中磁通量的变化越快,线圈中的感应电动势越大,线圈中的感应电流越大,故D正确。 5.(2021·广东卷)某同学设计了一个充电装置,如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电,周期为0.2 s,电压最大值为0.05 V。理想变压器原线圈接螺线管,副线圈接充电电路,原、副线圈匝数比为1∶60。下列说法正确的是(　B　) A.交流电的频率为10 Hz B.副线圈两端电压最大值为3 V C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关 D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率 解析:交流电的周期为0.2 s,则频率为f==5 Hz,A错误;根据变压器原、副线圈的电压规律可知=,由于原线圈的电压最大值为0.05 V,故副线圈的电压最大值为3 V,B正确;变压器的输入电压由螺线管与永磁铁相对运动产生,故输入电压与永磁铁的磁场强弱有关,C错误;理想变压器的输入功率等于输出功率,D错误。 6.有一把标有“110 V、60 Hz、880 W”的电咖啡壶,该电咖啡壶利用电热丝加热。在我国,为使电咖啡壶能正常工作,需要通过变压器与市电相连。下列说法正确的是