高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章第三講《交變電流傳感器》試題

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1、第十章交變電流傳感器 （時(shí)間60分鐘，滿分100分） 、單項(xiàng)選擇題（本題共4個(gè)小題，每小題 4分，共16分.每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只 有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求 ） 1.如圖1所示為交變電流的電流隨時(shí)間而變化的圖象，此交變電流的有效值是 A. 572 A 712 C.-2- A 圖1 B. 5 A D. 3.5 A 解析：題圖所示圖象中的交變電流在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量： Q = I/R2+ L2rT = (4V2)2R^+(3V2)2rT=25RT. 令此交變電流白^有效值為 I,應(yīng)有Q = I2RT,故I2RT=25RT,解得I = 5 A. B項(xiàng)正確. 答案：B

2、 2.如圖2所示為大型電子地磅電路圖，電源電動(dòng)勢(shì)為 E,內(nèi)阻不計(jì).不稱物體時(shí)，滑片 P 在A端，滑動(dòng)變阻器接入電路的有效電阻最大，電流最小；稱重物時(shí)， 在壓力作用下使滑片 P下滑，滑動(dòng)變阻器有效電阻變小，電流變大，這 樣把電流對(duì)應(yīng)的重量值刻在刻度盤(pán)上， 就可以讀出被稱物體的重力了. 滑動(dòng)變阻器上 A、B間距離為L(zhǎng),最大阻值等于定值電阻 Ro的阻值，已 圖2 知兩彈簧的總彈力與形變量成正比，比例系數(shù)為 k,則所稱重物的重力 G與電流大小I 的關(guān)系為 ( )[  A. G=2kL — EkL B. G= kL C. G = E IR0 D. G= kIL 解

3、析：電子地磅上有重物時(shí)，根據(jù)受力平衡及胡克定律得 G=kAx,不稱物體時(shí)，滑 片P在A端，放置重物 G時(shí)，滑片下移 Ax,變阻器在電路中的有效 電阻為 ,R0 R0 G R =7(L- Ax)=—(L--). 由電路的特點(diǎn)，根據(jù)閉合電路歐姆定律 可彳導(dǎo)1=—— Ro+R 整理得G=2kL- -,所以A正確. IR 0 答案：A 3. （2010廣州調(diào)研）如圖3所示，M是一小型理想變壓器，接線柱 a、b接在電壓“ u = 311sin314t（V）的正弦交流電源上，變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)，其中 R2是用半 導(dǎo)體熱敏材料（電阻隨溫度升高而降低）制成的傳感器，電流表 A

4、2是值班室的顯示器, 顯示通過(guò)Ri的電流，電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓 （報(bào)警器未畫(huà)出），R3是一定值 電阻.當(dāng)傳感器 &所在處出現(xiàn)火情時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 A . Ai的示數(shù)不變, 圖3 A2的示數(shù)增大 B. Ai的示數(shù)增大, A2的示數(shù)增大［ C. Vi的示數(shù)增大, V2的示數(shù)增大 用心 愛(ài)心 專心 -12 - D . V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小 解析：當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，溫度升高，其電阻減小，因 Vi不變，所以副線圈中 輸出端的電壓不變，副線圈中并聯(lián)電路兩端的電壓減小, V2減小，A2根據(jù)歐姆定律 判斷也減小.因副線圈的

5、總電阻減小，副線圈輸出功率增大, Ai讀數(shù)增大，綜述D 項(xiàng)正確. 答案：D 4. （2010三亞模擬）如圖4所示，有一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為 n,原線圈接正 弦交流電壓U,輸出端接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī).電 動(dòng)機(jī)線圈電阻為 R.當(dāng)輸 入端接通電源后，電流表讀，數(shù)為I,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升，下列判斷正確的是 圖4 A.原線圈中的電流為 nI B.變壓器的輸入功率為 UI/n C.電動(dòng)機(jī)輸出的總功率為 I2R D .電動(dòng)機(jī)兩端電壓為 IR 解析：電流表的讀數(shù)為副線圈電流，所以原線圈電流為，故A錯(cuò)誤；原線圈的輸入［來(lái) 功率則為U：,故B對(duì)；電動(dòng)機(jī)上白

6、^熱功率為 I2R,電動(dòng)機(jī)消耗功率為 U：,兩端電壓 為U,故C、D錯(cuò)誤. n 答案：B 二、雙項(xiàng)選擇題（本題共5小題，每小題 6分，共30分.每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩 個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)的得 6分，只選1個(gè)且正確的得1分，錯(cuò)選或不選的得 0分） 圖 5B. N3 5.為了監(jiān)測(cè)變電站向外輸電情況，要在變電站安裝互感器，其接線 如圖5所示，兩變壓器匝數(shù)分別為 Ni、N2和N3、N4, a和b 是交流電表，則 （ ） A. Ni>N2 >N4 C . a為交流電流表，b為交流電壓表 D. a為交流電壓表，b為交流電流表 解析：題圖左半部分中變壓器與導(dǎo)線并聯(lián)為

7、電壓互感器，為獲得低電壓， Ni>N2；題 圖右半部分中變壓器與導(dǎo)線串聯(lián)為電流互感器，為獲得小電流， N3VN4.故A、D選項(xiàng) 正確. 答案：AD 6. 一個(gè)矩■形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)， 產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為 e= 10，2 sin4 兀 t V則 （ ） A.該交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為 2 Hz B.零時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直 C. t= 0.25 s時(shí)，e達(dá)到最大值 D.在1 s時(shí)間內(nèi)，線圈中電流方向改變 100次 解析：由題中給出的電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式可以得到該交變電動(dòng)勢(shì)的角速度是 4兀，由角速度 和周期、頻率的關(guān)系 3=牛=2 f得到此交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為 2

8、Hz,周期是0.5 s,所 以選項(xiàng)A正確.周期是0.5 s,所以1 s內(nèi)線圈中的電流方向改變 4次，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.代 入表達(dá)式t= 0.25 s,得到e= 0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.零時(shí)刻，電動(dòng)勢(shì)為零，此時(shí)穿過(guò)線圈 的磁通量最大，選項(xiàng) B正確.綜上所述，本題的正確選項(xiàng)為 A、B. 答案：AB7 .如圖6所示，2008年1月10日開(kāi)始的低溫雨雪冰凍造成我國(guó)部分地區(qū)嚴(yán) 重災(zāi)害，其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴(yán)重.此次災(zāi)害牽動(dòng)億萬(wàn)人的心.為消除高壓輸電 線上的凌冰，有人設(shè)計(jì)了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰.若在正常供電時(shí)，高 壓線上送電電壓為 U,電流為I,熱耗功率為 AP;除冰時(shí)，輸電線上的

9、熱耗功率需變?yōu)?9AP, 則除冰時(shí)（認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變 ） 圖6 A.輸電電流為3I C.輸電電壓為3U 解析：高壓線上的熱耗功率 B.輸電電流為 9I D.輸電電壓為"1U 3 △P= I2R 線 若熱耗功率變?yōu)?9AP,則9AP=I 2R線 由①②得I =3I , A對(duì).又輸送功率不變，由 P=UI =U I 得U =^U,所以D 3 對(duì). 答案：AD 8. 一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變 化的圖象如圖7甲所示，則下列說(shuō)法正確的是 圖7 A . t= 0時(shí)刻，線圈平面位于中性面位

10、置 B . t= 0.01 s時(shí)刻，①的變化率最大 C. t= 0.02 s時(shí)刻，交流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大 D.該線圈相應(yīng)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖 6乙所示 解析：由①一t圖知，t=0時(shí)，①最大，即線圈處于中性面位置，此時(shí) e= 0,故A項(xiàng) 人 …… ，一， ， , A①一， 一， … 正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖知 T = 0.04 s,在t=0.01 s時(shí)，①=0, 1最大，e最大，則 B 一， 一， A ① _ 項(xiàng)正確；在t = 0.02 s時(shí)，①取大，~/\\= ，e=0,則C項(xiàng)錯(cuò)反. 答案：AB 9. 如圖8所示，T為理想變壓器，副線圈回路中的 輸電線a

11、b和cd的電阻不可忽略，其余 輸電線電阻可不計(jì)，則當(dāng)電鍵 S閉合時(shí) . （ ） 圖8 A .交流電壓表 Vi和V2的示數(shù)一定都變小 B.交流電壓表只有 V2的示數(shù)變小 C.交流電流表 Ai、A2和A3的示數(shù)一定都變大 D.電流表 Ai、A2的示數(shù)變大 解析：閉合S時(shí)，輸出電路電阻減小，副線圈中電流增大， Vi示數(shù)不變，V2示數(shù)變 小，A2示數(shù)變大，則 Ai示數(shù)也變大，由于 Vi示數(shù)不變，A2示數(shù)變大，V2示數(shù)變小, 則A3示數(shù)變小.B、D項(xiàng)正確. 答案：BD 三、非選擇題（本題包括3小題，共54分.按題目要求作答，解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、 方程式和重要演算步 驟.

12、只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確 寫(xiě)出數(shù)值和單位）［ 10. （i0分）如圖9所示，圖甲為熱敏電阻的 R- t圖象，圖乙為?用此熱敏電阻 R和繼電器組 成的一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為 i00 ◎.當(dāng)線圈的電流大于或等于 20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合.為繼電器線圈供電的電池的電動(dòng)勢(shì) E = 9.0 V,內(nèi)阻可 以不計(jì).圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源.則 白 501QQ150 g 甲 電源 圖9 (1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)白^加熱器接在 (填“A、B端”或“ C、D端”).[來(lái) (2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持 50C,可變電阻 R

13、的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為 Q. 解析：(1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在 A、B端.當(dāng)線圈中的電流 較小時(shí)，繼電器的銜鐵 在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高. (2)隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻 R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當(dāng)線圈中 的電流大于或等于 20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸到下方來(lái)，則恒溫箱加熱器與電源斷 開(kāi)，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低. 隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻 R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當(dāng)線圈的電 流小于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開(kāi)始工作，這樣 就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度. 要使恒溫箱內(nèi)白^溫度保持

14、 50C,即50c時(shí)線圈內(nèi)的電流為 20mA.由閉合電路歐姆定 律1 = ——E——，r為繼電器的電阻.由圖甲可知， 50c時(shí)熱敏電阻的阻值為 90 Q, r+R+R 所以 R =^-R-r=260 Q. 答案：(1)A、B 端 (2)260[ 11. (22分)如圖10所示的電路中，理想變壓器初級(jí)線圈匝數(shù) ni=1000匝，次級(jí)?有兩個(gè)線 圈，匝數(shù)分別為 何=500匝，圖=200匝，分別接一個(gè) R= 55 ◎的電阻，在初級(jí)線圈上 接入U(xiǎn)i=220 V的交變電流.求： 圖10 （1）兩次級(jí)線圈輸出電功率之比； （2）初級(jí)線圈中的電流. 解析：（1）對(duì)兩個(gè)次級(jí)線圈有U1=n

15、1, U1=- U2 n2 U3 n3 n2U1 U1 ,, n3U1 U1r 所以 6 =不丁=萬(wàn)，U3=^T=T[ P2 U22 25 P3—U7= 4. （2）由歐姆定律得 U2 U3 l2=-R-= 2 A, I3=U3=0.8 A. 對(duì)有兩個(gè)次級(jí)線圈的變壓器有 ml 1= n2l 2+ n3l 3 所以 I1=n；l2 + n；l3=1.16 A. 答案:,(1)25 ： 4 (2)1.16 A[ 12. （22分）如圖11甲所示，在兩根水平放置的平行金屬導(dǎo)軌兩端各接一只 R=1 ◎的電阻, 導(dǎo)軌間距L = 0.2 m,導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎

16、直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁 感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8 T. 一根電阻r=0.3 ◎的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌良好接 觸，若導(dǎo)體棒沿平行于導(dǎo)軌的方向在 PQ和MN之間運(yùn)動(dòng)，其速度圖象如圖乙所示 （正 弦曲線）.求: 圖11 (1)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式. ⑵整個(gè)電路 在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量. 解析：(1)由速度圖象得，某時(shí)刻導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度表達(dá)式 v= 10sin10 戒 m/s 導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為 e= BLv= 10BLsin10 戒=1.6sin10 疝 V (2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為 Em=10BL= 1.6 V 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為 E = Em=4/2 V 回路中的總電阻為 R =r+2=0.8 Q[ 電流1 =吳=亞A R 整個(gè)電路在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 Q=I2R t=96 J. 答案：(1)e= 1.6sin10 t V (2)96 J