2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器章末檢測卷

第十章 交變電流 傳感器 一、選擇題(本題共7小題，每小題42分，共48分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第15題只有一項(xiàng)符合題目要求，第68題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)或不選的得0分)1(2020·新鄉(xiāng)模擬)一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流e220sin 100t (V)，那么()A該交變電流的頻率是100 HzB當(dāng)t0時(shí)，線圈平面恰好與中性面垂直C當(dāng)t s時(shí)，e最大D該交變電流電動(dòng)勢的有效值為220 V解析：根據(jù)交變電流的表達(dá)式可知該交變電流的頻率f50 Hz，有效值為220 V，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；當(dāng)t0時(shí)，e0，所以線圈平面恰好處于中性面，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)t s時(shí)，e有最大值220 V，選項(xiàng)C正確答案：C2(2020·石家莊模擬)正弦交變電流經(jīng)過匝數(shù)比為n1n2101的理想變壓器與電阻R、交流電壓表V、交流電流表A按圖甲所示方式連接，R10 .圖乙是R兩端電壓U隨時(shí)間變化的圖象，Um10 V，則下列說法中正確的是()A通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iRcos 100t(A)B電流表A的讀數(shù)為0.1 AC電流表A的讀數(shù)為 AD電壓表V的讀數(shù)為10 V解析：由圖乙知T2×102s，f50 Hz，2f100 rad/s，Im1 A，故iRcos 100t (A)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；通過R的電流的有效值I2 A，再根據(jù)知，I1 A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；電壓表讀數(shù)應(yīng)為副線圈兩端電壓的有效值，即U V，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：C3(2020·太原模擬)如圖所示，M是一小型理想變壓器，接線柱a、b接在電壓u311sin 314t(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A2是值班室的顯示器，顯示通過R1的電流，電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)，R3是一定值電阻當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，下列說法正確的是()AA1的示數(shù)不變，A2的示數(shù)增大BV1的示數(shù)增大，V2的示數(shù)增大CV1的示數(shù)減小，V2的示數(shù)減小DA1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)減小解析：當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，R2的電阻減小，導(dǎo)致電路的總電阻減小，所以電路中的總電流將會(huì)增加，A1測量的是原線圈中的總電流，由于副線圈的電流增大了，所以原線圈的電流也要增大；由于電源的電壓不變，原、副線圈的電壓也不變，所以V1的示數(shù)不變，由于副線圈中電流增大，R3兩端的電壓變大，所以V2的示數(shù)要減小，即R1兩端的電壓也要減小，所以A2的示數(shù)要減小，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確答案：D4(2020·大連模擬)如圖所示，動(dòng)圈式話筒能夠?qū)⒙曇艮D(zhuǎn)變?yōu)槲⑷醯碾娦盘?交變電流)產(chǎn)生的電信號一般都不是直接送給擴(kuò)音機(jī)，而是經(jīng)過一只變壓器(視為理想變壓器)之后再送給擴(kuò)音機(jī)放大，變壓器的作用是為了減少電信號沿導(dǎo)線傳輸過程中的電能損失，關(guān)于話筒內(nèi)的這只變壓器，下列判斷正確的是()A一定是降壓變壓器，因?yàn)镻I2R，降壓后電流減少，導(dǎo)線上損失的電能減少B一定是降壓變壓器，因?yàn)镻，降壓后電壓降低，導(dǎo)線上損失的電能減少C一定是升壓變壓器，因?yàn)镮，升壓后，電流增大，使到達(dá)擴(kuò)音機(jī)的信號加強(qiáng)D一定是升壓變壓器，因?yàn)镻UI，升壓后，電流減小，導(dǎo)線上損失的電能減少解析：根據(jù)變壓器的作用是為了減少電信號沿導(dǎo)線傳輸過程中的電能損失可知，話筒內(nèi)的這只變壓器一定是升壓變壓器，因?yàn)镻UI，升壓后，電流減小，導(dǎo)線上損失的電能減少，選項(xiàng)D正確答案：D5(2020·保定模擬)某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路保護(hù)裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時(shí)，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K，從而切斷家庭電路僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法正確的有()A家庭電路正常工作時(shí)，L2中的磁通量為零B家庭電路中使用的電器增多時(shí)，L2中的磁通量不變C家庭電路發(fā)生短路時(shí)，開關(guān)K將被電磁鐵吸起D地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時(shí)，開關(guān)K將被電磁鐵吸起解析：由于零線、火線中電流方向相反，產(chǎn)生的磁場方向相反，所以家庭電路正常工作時(shí)，L2中的磁通量為零，選項(xiàng)A正確；家庭電路短路和用電器增多時(shí)均不會(huì)引起L2的磁通量的變化，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時(shí)，線圈L1中磁場變化引起L2中磁通量的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，使電磁鐵吸起開關(guān)K，切斷家庭電路，選項(xiàng)D正確答案：ABD6如圖甲所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈一面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電流按照圖乙所示的余弦規(guī)律變化，在t時(shí)刻()A線圈中的電流最大B穿過線圈的磁通量最大C線圈所受的安培力為零D穿過線圈磁通量的變化率最大解析：注意線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中通過兩個(gè)特殊位置(平行于磁感線和垂直于磁感線)時(shí)的特點(diǎn)；磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率不同；t，線圈轉(zhuǎn)過90°，本題應(yīng)選B、C.答案：BC7(2020·杭州質(zhì)檢)遠(yuǎn)距離輸電裝置如圖所示，升壓變壓器和降壓變壓器均是理想變壓器當(dāng)S由2改接為1時(shí)，下列說法正確的是()A電壓表讀數(shù)變大B電流表讀數(shù)變大C電流表讀數(shù)變小D輸電線損失的功率減小解析：改接為1時(shí)，升壓變壓器的原線圈匝數(shù)不變，副線圈匝數(shù)變大，所以輸送電壓變大，降壓變壓器的輸入電壓和輸出電壓均變大，電壓表示數(shù)變大，A正確；降壓變壓器的輸出電壓變大時(shí)，流過燈泡的電流I燈也變大，輸電線上的電流I線也隨著I燈的變大而變大，所以電流表讀數(shù)變大，B正確，C錯(cuò)誤；I線變大時(shí)，輸電線損失的功率P線IR變大，D錯(cuò)誤答案：AB二、非選擇題(本題共5小題，共58分按題目要求作答，解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)8(8分)(2020·濟(jì)寧模擬)(1)如圖甲所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻Rg的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的中央若用不透光的黑紙將Rg包裹起來，表針將向_(填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng)；若用手電筒光照射Rg，表針將向_(填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng)(2)如圖乙所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆分別與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RT的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的中央若往RT上擦些酒精，表針將向_(填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng)；若用吹風(fēng)機(jī)熱風(fēng)吹向RT，表針將向_(填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng)解析：光敏電阻是對光敏感的電阻，當(dāng)有光照射的時(shí)候，其電阻減小在歐姆表的表盤上，偏轉(zhuǎn)角度越大說明電阻值越小，所以當(dāng)外界沒有光照的情況下，電阻很大，偏轉(zhuǎn)角度很小，故表針向左轉(zhuǎn)動(dòng)，反則向右轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的含義是當(dāng)溫度升高時(shí)電阻阻值減小當(dāng)用酒精涂抹在熱敏電阻上的時(shí)候，酒精蒸發(fā)使溫度降低，電阻阻值增大，偏轉(zhuǎn)角度減小，故表針向左轉(zhuǎn)動(dòng)，反則向右轉(zhuǎn)動(dòng)答案：(1)左(2分)右(2分)(2)左(2分)右(2分)9(12分)(2020·衡陽模擬)如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中矩形線圈abcd的邊長abcd50 cm，bcad20 cm，匝數(shù)n100，線圈的總電阻r0.20 ，線圈在磁感強(qiáng)度B0.050 T的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈兩端通過電刷E、F與阻值R4.8 的定值電阻連接，當(dāng)線圈以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率為2.16×103 W，計(jì)算中取3.(1)推導(dǎo)發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值的表達(dá)式EmnBS(其中S表示線圈的面積)；(2)求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；(3)求線圈以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)100圈過程中發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能解析：(1)當(dāng)線圈平面與磁場平行時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大Em2nBLv2nB·Lab·nBS.(2分)(2)該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢的有效值E，(2分)發(fā)電機(jī)的輸出功率P出R.(2分)聯(lián)立解得300 rad/s.(2分)(3)根據(jù)Qt，(2分)t.(1分)聯(lián)立解得Q4 500 J(1分)答案：(1)見解析(2)300 rad/s(3)4 500 J10(12分)(2020·棗莊模擬)如圖所示，某小型發(fā)電站的發(fā)電機(jī)輸出交流電壓為500 V，輸出電功率為50 kW，如果用電阻為3 的輸電線向遠(yuǎn)處用戶送電，這時(shí)用戶獲得的電壓和電功率是多少？假如，要求輸電線上損失的電功率是輸送功率的0.6%，則發(fā)電站要安裝一個(gè)升壓變壓器，到達(dá)用戶前再用降壓變壓器變?yōu)?20 V供用戶使用，不考慮變壓器的能量損失，這兩個(gè)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各是多少？解析：用500 V電壓送電時(shí)示意圖如圖所示，則輸電線上的電流I0 A100 A，(2分)用戶獲得電壓U1U0I0R(500100×3) V200 V，(1分)用戶獲得的功率P1U1I02×104 W(1分)改用高壓輸送時(shí)，示意圖如圖所示，要求P損0.6%P，即P損50×103×0.6%W300 W(2分)輸電電流I A10 A，(1分)發(fā)電站升壓后輸電電壓U V5 000 V，(1分)升壓變壓器匝數(shù)比，(1分)輸電線上損失的電壓UIR10×3 V30 V，(1分)到達(dá)用戶輸入變壓器電壓U2UU(5 00030) V4 970 V，(1分)所以降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比為.(1分)答案：200 V2×104 W1104972211(12分)如圖甲所示，長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)線框的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，其中B0、B1和t1均已知在0t1的時(shí)間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直；t1時(shí)刻后線框在外力的驅(qū)動(dòng)下開始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)求：(1)0t1時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電流大?。?2)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量；(3)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過程中，通過電阻R的電荷量解析：(1)0t1時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢En.(2分)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過電阻R的電流I.(2分)(2)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值EmnB1L1L2，(1分)感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值EnB1L1L2，(1分)通過電阻R的電流的有效值I，(1分)線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間t，(1分)此過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量QI2RtR.(1分)(3)線框從題圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中：平均感應(yīng)電動(dòng)勢，(1分)平均感應(yīng)電流.(1分)通過電阻R的電荷量qt.(1分)答案：(1)(2)R(3)12(14分)(2020·運(yùn)城模擬)某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖所示在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為，磁場均沿半徑方向匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長abcdl、bcad2l.線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場在磁場中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直線圈的總電阻為r，外接電阻為R.求：(1)線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小Em；(2)線圈切割磁感線時(shí)，bc邊所受安培力的大小F；(3)外接電阻上電流的有效值I.解析：(1)bc、ad邊的運(yùn)動(dòng)速度v，(2分)感應(yīng)電動(dòng)勢Em4NBlv.(2分)解得Em2NBl2.(1分)(2)電流Im，(2分)安培力F2NBIml，(2分)解得F.(1分)(3)一個(gè)周期內(nèi)，通電時(shí)間tT，(1分)R上消耗的電能 WIRt，(1分)且WI2RT.(1分)解得I.(1分)答案：(1)2NBl2(2)(3)教師用書備選題13(2020·蘇北名校聯(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：題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，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；題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，所以選項(xiàng)B正確；題圖丙是圖甲減半的脈沖電流，有效值不可能為峰值的，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；題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，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：B