（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器章末過關(guān)檢測

第十一章 交變電流 傳感器章末過關(guān)檢測(十一) (時(shí)間：45分鐘分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交流電如圖乙所示，設(shè)沿abcda方向?yàn)殡娏髡较颍瑒t()A乙圖中Oa時(shí)間段對應(yīng)甲圖中A圖至B圖的過程B乙圖中c時(shí)刻對應(yīng)甲圖中的C圖C若乙圖中d等于0.02 s，則1 s內(nèi)電流的方向改變了50次D若乙圖中b等于0.02 s，則交流電的頻率為50 Hz解析：選A.由交變電流的產(chǎn)生原理可知，甲圖中的A、C兩圖中線圈所在的平面為中性面，線圈在中性面時(shí)電流為零，再經(jīng)過個(gè)周期電流達(dá)到最大值，再由楞次定律判斷出電流的方向，因此甲圖中A至B圖的過程電流為正且從零逐漸增大到最大值，A正確；甲圖中的C圖對應(yīng)的電流為零，B錯誤；每經(jīng)過中性面一次線圈中的電流方向?qū)⒁淖円淮?，所以一個(gè)周期以內(nèi)電流方向要改變兩次，所以在乙圖中對應(yīng)Od段等于交變電流的一個(gè)周期，若已知d等于0.02 s，則頻率為50 Hz，1 s內(nèi)電流的方向?qū)⒏淖?00次，C錯誤；而D選項(xiàng)頻率應(yīng)該是25 Hz.2(2019·東北三校聯(lián)考)關(guān)于圖甲、乙、丙、丁，下列說法正確的是()A圖甲中電流的峰值為2 A，有效值為 A，周期為5 sB圖乙中電流的峰值為5 A，有效值為2.5 AC圖丙中電流的峰值為2 A，有效值為 AD圖丁中電流的最大值為4 A，有效值為 A，周期為2 s解析：選B.圖甲是正弦式交變電流圖線，峰值(最大值)為2 A，有效值是峰值的，即 A，周期為4 s，所以A選項(xiàng)錯誤；圖乙電流大小改變但方向不變，所以不是交變電流，計(jì)算有效值時(shí)因?yàn)闊嵝?yīng)與電流方向無關(guān)，所以仍是峰值的，即2.5 A，所以B選項(xiàng)正確；圖丙是圖甲減半的脈沖電流，有效值不可能為峰值的，所以C選項(xiàng)錯誤；圖丁是交變電流圖線，周期為2 s，根據(jù)有效值定義則有：42×R×32×R×I2RT，解得電流有效值I2.5 A，所以D選項(xiàng)錯誤3.如圖，實(shí)驗(yàn)室一臺手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r1.0 ，外接R9.0 的電阻閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，產(chǎn)生的電動勢e10sin 10t(V)，則()A該交變電流的頻率為10 HzB該電動勢的有效值為10 V C外接電阻R所消耗的電功率為10 WD電路中理想交流電流表A的示數(shù)為1.0 A解析：選D.因e10sin 10t(V)，故10 rad/s，f5 Hz，選項(xiàng)A錯誤；Em10 V，故其有效值E10 V，選項(xiàng)B錯誤；交流電表的示數(shù)及功率的計(jì)算均要用有效值，因此電路中理想交流電流表A的示數(shù)I1.0 A，選項(xiàng)D正確；外接電阻R所消耗功率為PI2R1.02×9 W9 W，選項(xiàng)C錯誤4如圖甲所示，為一種調(diào)光臺燈電路示意圖，它通過雙向可控硅電子器件實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)節(jié)亮度給該臺燈接220 V的正弦交流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，則此時(shí)交流電壓表的示數(shù)為()A220 VB110 VC. V D V解析：選B.設(shè)電壓的有效值為U，根據(jù)有效值定義有·T，解得U110 V，則B正確5.如圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管，視變壓器為理想變壓器原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220 V降至110 V調(diào)節(jié)前后()A副線圈中的電流比為12B副線圈輸出功率比為21C副線圈的接入匝數(shù)比為21D原線圈輸入功率比為12解析：選C.根據(jù)歐姆定律I，U2由220 V降至110 V，副線圈上的電流變?yōu)樵瓉淼?，即調(diào)節(jié)前后，副線圈上電流之比為21，選項(xiàng)A錯誤；根據(jù)PUI知，U、I均變?yōu)樵瓉淼臅r(shí)，副線圈上輸出的功率變?yōu)樵瓉淼?，即調(diào)節(jié)前后副線圈的輸出功率之比為41，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系，當(dāng)U2由220 V降至110 V時(shí)，n2變?yōu)樵瓉淼模凑{(diào)節(jié)前后副線圈接入的匝數(shù)比為21，選項(xiàng)C正確；根據(jù)理想變壓器P入P出，所以原線圈輸入功率等于副線圈的輸出功率，即調(diào)節(jié)前后原線圈輸入功率之比為41，選項(xiàng)D錯誤6(2019·揚(yáng)州模擬)如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為21，原線圈接在u220sin 100t(V)的交流電源上，副線圈一端接有R55 的負(fù)載電阻、熔斷電流為1 A的保險(xiǎn)絲和一個(gè)燈泡D，電流表為理想電表下列說法正確的是()AS斷開時(shí)，原線圈中電流表的讀數(shù)為 ABS斷開時(shí)，原線圈的輸入功率為220 WC副線圈中輸出交流電的周期為50 sDS閉合時(shí)，燈泡D正常發(fā)光，原線圈中電流表讀數(shù)不會超過1.5 A 解析：選D.由交流電源瞬時(shí)值表達(dá)式可知其原線圈兩端電壓的有效值為220 V，根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律可知，副線圈輸出電壓有效值為U2110 V，由歐姆定律可知通過電阻的電流I22 A，由變壓器變流規(guī)律可知，原線圈輸入電流為1 A，故電流表示數(shù)為1 A，A項(xiàng)錯誤；原線圈的輸入功率P1U1I1220 W，B項(xiàng)錯誤；變壓器不改變交流電的周期，由瞬時(shí)值表達(dá)式可知，交流電的周期為0.02 s，C項(xiàng)錯誤；通過燈泡的電流有效值最大為1 A，故通過副線圈的最大電流為3 A，由變壓器變流規(guī)律可知，原線圈輸入電流有效值最大為1.5 A，故D項(xiàng)正確二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選或不答的得0分)7如圖是手機(jī)充電器的內(nèi)部電路核心部分的簡化模型，將變壓器和二極管都視為理想元件，已知變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為201，A、B端輸入電壓為U1220sin 100t(V)，對于輸出端CD(OD為副線圈的中心抽頭)()A輸出電壓的有效值為11 VB輸出電壓的有效值為5.5 VCCD端的輸出功率和AB端的輸入功率之比為12DCD端的輸出功率和AB端的輸入功率之比為11解析：選BD.由于OD為副線圈的中心抽頭，AB與CD線圈匝數(shù)之比為401，則線圈CD間電壓的最大值為 V，而本題中的兩個(gè)二極管相當(dāng)于把CD之間的交變電壓的負(fù)半部分對稱地變?yōu)檎氩糠?，這樣交變電流就全部變?yōu)檎担抑芷跒樵瓉淼囊话?，因而有效值?.5 V，A錯誤，B正確；變壓器AB端的輸入功率等于CD端的輸出功率，因而C錯誤，D正確8如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為41，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R11R0，V是理想電壓表現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時(shí)電壓表的讀數(shù)為5.0 V，則()A此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為34 VB此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24 VC原線圈兩端原來的電壓有效值為68 VD原線圈兩端原來的電壓有效值為48 V解析：選AD.當(dāng)負(fù)載電阻阻值減小為R5R0時(shí)，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律，R兩端電壓為R0兩端電壓的5倍，因?yàn)殡妷罕頊y量R兩端的電壓，所以UR0×5 V1 V，故副線圈兩端電壓為U26 V，根據(jù)公式可得此時(shí)原線圈兩端電壓的有效值為U124 V，所以此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24 V34 V，A正確、B錯誤；因?yàn)樽兓^程中變壓器的輸入電流不變，所以對于副線圈中變化前后電流也不變，則變化后電壓U2IR05IR0，變化前，U2IR011IR012IR0，所以U22U212 V，根據(jù)公式可得原線圈兩端原來的電壓有效值為48 V，D正確、C錯誤9圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，A為交流電流表，線圈繞垂直于磁場的水平軸OO沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，以下判斷正確的是()A電流表的示數(shù)為10 AB線圈轉(zhuǎn)動的角速度為100 rad/sC0.01 s時(shí)線圈平面與磁場方向平行D0.02 s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左解析：選ABC.根據(jù)it圖象可知，電流最大值Im10 A，有效值I10 A，選項(xiàng)A正確；交變電流的周期T2×102 s，角速度100 rad/s，選項(xiàng)B正確；從圖示位置開始轉(zhuǎn)動時(shí)，經(jīng)0.01 s線圈回到水平狀態(tài)，線圈平面與磁場方向平行，選項(xiàng)C正確；根據(jù)右手定則，在0.02 s時(shí)，線圈經(jīng)過一個(gè)周期，即在圖示位置，電阻R中的電流方向自左向右，因此選項(xiàng)D錯誤10.(2019·東北三校聯(lián)考)如圖所示，空間中有范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁場方向豎直向下，在其間豎直放置兩彼此正對的相同金屬圓環(huán)，兩環(huán)相距L，用導(dǎo)線將環(huán)與外電阻相連，現(xiàn)用外力使金屬桿沿兩環(huán)做勻速圓周運(yùn)動若已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，圓環(huán)半徑為R，桿轉(zhuǎn)動角速度為，金屬桿和電阻的阻值均為r，其他電阻不計(jì)，則()A當(dāng)金屬桿從圓環(huán)最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動過程中，流過外電阻的電流先變大后變小B當(dāng)金屬桿從圓環(huán)最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動過程中，流過外電阻的電流先變小后變大C流過外電阻電流的有效值為D流過外電阻電流的有效值為解析：選BC.金屬桿從圓環(huán)最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動的過程中，垂直磁場方向的分速度先減小再增大，因而流過外電阻的電流先減小再增大，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；桿沿圓環(huán)的勻速率運(yùn)動等效為以兩環(huán)圓心連線為轉(zhuǎn)動軸、長為L、寬為R的矩形線框的勻速轉(zhuǎn)動，因此產(chǎn)生正弦交流電，遵守I的關(guān)系電動勢的最大值為EmBLR，Im，I，故選項(xiàng)C正確、D錯誤三、非選擇題(本題共3小題，共40分按題目要求作答，計(jì)算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11(12分)(1)利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應(yīng)快，而且精確度高如果將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個(gè)電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變_(選填“大”或“小”)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度如果刻度盤正中的溫度為20 (如圖甲所示)，則25 的刻度應(yīng)在20 的刻度的_(選填“左”或“右”)側(cè)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化，請?jiān)趫D乙中用圖中的器材(可增加元器件)設(shè)計(jì)一個(gè)電路(2)圖丙為一測量硫化鎘光敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓恒定，內(nèi)阻不計(jì)，開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使小燈泡發(fā)光逐漸增強(qiáng)，測得流過電阻的電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖丁所示，試根據(jù)這一特性，由圖丙中給定的器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動光控電路解析：(1)因?yàn)闇囟冉档蜁r(shí)，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值增大，故電路中電流會減小由的分析知，溫度越高，電流越大，25 的刻度應(yīng)對應(yīng)較大電流，故在20 的刻度的右側(cè)電路如圖所示(2)由光敏電阻的特性曲線可以看出，當(dāng)入射光增強(qiáng)時(shí)，流過光敏電阻的電流增大，光敏電阻的阻值減小根據(jù)題意設(shè)計(jì)一個(gè)自動光控電路，如圖所示控制過程是：當(dāng)有光照時(shí)，放大器輸出一個(gè)較大的電流，驅(qū)動電磁繼電器吸引銜鐵使兩個(gè)觸點(diǎn)斷開；當(dāng)無光照時(shí)，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個(gè)觸點(diǎn)閉合，工作電路接通，電燈開始工作答案：(1)小右見解析圖(2)見解析12(14分)如圖甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的ut圖象如圖乙所示若只在ce間接一只Rce400 的電阻或只在de間接一只Rde225 的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.(1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式；(2)求只在ce間接400 電阻時(shí)，原線圈中的電流I1；(3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比.解析：(1)由題圖乙知200 rad/s，Um400 V電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為uab400sin 200t(V)(2)電壓有效值U1200 V理想變壓器P1P2原線圈中的電流I1，解得I10.28 A.(3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1，同理由題意知，解得 代入數(shù)據(jù)得.答案：見解析13(14分)發(fā)電機(jī)的路端電壓為220 V，輸出電功率為44 kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 ，如果用原、副線圈匝數(shù)之比為110 的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用原、副線圈匝數(shù)比為101的降壓變壓器降壓供給用戶(1)畫出全過程的線路圖；(2)求用戶得到的電壓和功率；(3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的功率和電壓解析：(1)線路圖如圖所示：(2)升壓變壓器副線圈上的輸出電壓U2U12 200 V升壓變壓器副線圈上的輸出電流I2I1升壓變壓器原線圈上的輸入電流，由PU1I1得I1 A200 A所以I2I1×200 A20 A輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為URI2R4 VPRIR0.08 kW降壓變壓器原線圈上的輸入電流和電壓分別為I3I220 AU3U2UR2 196 V降壓變壓器副線圈上的輸出電壓和電流分別為U4U3219.6 VI4I3200 A用戶得到的功率P4U4I443.92 kW.(3)若不采用高壓輸電，線路損失電壓為URI1R40 V用戶得到的電壓UU1UR180 V用戶得到的功率為PUI136 kW.答案：見解析10