2019-2020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.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器章末檢測卷一、選擇題(本題共14小題，每小題4分，共56分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第914題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)圖11兩只相同的電阻，分別通過正弦交流電和方形波的交流電兩種交變電流的最大值相等，波形如圖1所示 ，在正弦交流電的一個(gè)周期內(nèi)，正弦交流電在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q1與方形波交流電在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q2之比為()A31B12C21D.43【解析】題圖甲為正弦交流電，其有效值為I1 A.題圖乙為方波電流，由于電流的熱效應(yīng)與電流的方向無關(guān)，所以其有效值為I2Im1 A，因此.【答案】B2. 如圖2所示，以300 r/min繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈abdc的面積是0.05 m2，線圈共100匝，線圈電阻r1 ，定值電阻R9 ，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小BT，從如圖所示的線圈位置開始計(jì)時(shí)，則()圖2A電路中電壓表的示數(shù)約為32 VB線圈轉(zhuǎn)動(dòng) s時(shí)，磁通量的變化量大小為WbC線圈轉(zhuǎn)動(dòng) s時(shí)，通過電阻R的電流為 AD線圈轉(zhuǎn)過90的過程中通過電阻R的電荷量為 C【解析】線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢為enBScos t100 cos 10t(V)，所以電壓表示數(shù)為U64 V，A錯(cuò)；線圈轉(zhuǎn)動(dòng) s, 即線圈轉(zhuǎn)過的角度為t，磁通量的變化量大小為BSsin Wb，B錯(cuò)；線圈轉(zhuǎn)動(dòng) s時(shí)，通過電阻R的電流為icos(A)5 A，C錯(cuò)；由qtC，D對【答案】D3. 如圖3所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電阻為R、半徑為L、圓心角為45的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(O軸位于磁場邊界)則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為()圖3A.B.C.D.【解析】扇形閉合導(dǎo)線框切割磁感線的有效長度始終是半徑L，各點(diǎn)的平均速度v，導(dǎo)線框進(jìn)磁場和出磁場時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由法拉第電磁感應(yīng)定律和有效值的定義有：E，I2RT，可得I，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤【答案】D4一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上，消耗電功率為P；若把它接在某個(gè)正弦交流電源上，其消耗的電功率為.如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為()A5 VB5 VC10 VD10 V【解析】設(shè)電熱器電阻為R，正弦交流電源的電壓有效值為U效，接10 V直流電源時(shí)，P；接交流電源時(shí)，聯(lián)立得U效5 V，故最大值UmU效10 V，C選項(xiàng)正確【答案】C5(xx山東濰坊市模擬)如圖4甲所示電路中，L1、L2、L3為三只“6 V3 W”的燈泡，變壓器為理想變壓器，各電表均為理想電表，當(dāng)ab端接如圖4乙所示的交變電壓時(shí)，三只燈泡均正常發(fā)光下列說法中正確的是()甲乙圖4A變壓器原副線圈的匝數(shù)比為3：1B輸出端交流電的頻率為50 HzC電流表的示數(shù)為0.5 AD電壓表的示數(shù)為18 V【解析】由乙圖可知ab端接入的交流電有效值U V18 V，燈泡正常發(fā)光，說明燈泡電壓為6 V，那么變壓器輸入電壓U118 V6 V12 V，輸出電壓U26 V，原副線圈匝數(shù)比為，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由乙圖可知輸入交流電的頻率f Hz50 Hz，經(jīng)變壓器后頻率不變，B項(xiàng)正確；L2、L3正常發(fā)光，額定電流I A A，電流表示數(shù)為2I1 A，C錯(cuò)誤；電壓表示數(shù)為原線圈輸入電壓，即U112 V，D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】B6(xx湖南長沙二模)如圖5甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為51，原線圈接交流電源，副線圈通過電阻為R的導(dǎo)線與熱水器、抽油煙機(jī)連接測得副線圈兩端的電壓按圖5乙所示規(guī)律變化，現(xiàn)閉合開關(guān)S接通抽油煙機(jī)，下列說法正確的是()圖5A原線圈兩端電壓表示數(shù)為1 100 VB抽油煙機(jī)上電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220 sin(100 t)VC抽油煙機(jī)工作時(shí)，熱水器的實(shí)際功率增大D抽油煙機(jī)工作時(shí)，變壓器的輸入功率減小【解析】由ut圖象知，U2220 V，則U1U21 100 V，A項(xiàng)正確；因線路有電阻，故抽油煙機(jī)上的電壓小于副線圈兩端的電壓，B項(xiàng)錯(cuò)；抽油煙機(jī)工作時(shí)，副線圈中的電流變大，電阻R上損失的電壓變大，則熱水器兩端電壓變小，實(shí)際功率變小，C項(xiàng)錯(cuò)；抽油煙機(jī)工作時(shí)，變壓器的輸出功率增大，則輸入功率增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】A7(xx浙江重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體調(diào)研)如圖6所示，導(dǎo)體棒ab兩個(gè)端點(diǎn)分別接在兩個(gè)豎直放置、電阻不計(jì)、半徑相等的金屬圓環(huán)上，圓環(huán)通過電刷與導(dǎo)線c、d相接c、d兩個(gè)端點(diǎn)接在匝數(shù)比為n1n2101的變壓器原線圈兩端，變壓器副線圈接一個(gè)滑動(dòng)變阻器，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，導(dǎo)體棒ab長為L(電阻不計(jì))，繞與ab平行的水平軸(也是兩圓環(huán)的中心軸)OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)如果變阻器的阻值為R時(shí)，電流表的讀數(shù)為I，則()圖6A變阻器上消耗的功率為P10I2RB變壓器原線圈兩端的電壓U110IRC取ab在環(huán)的最低端時(shí)t0，則棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是iIsin tDab沿環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的最大安培力FBIL【解析】根據(jù)變壓器原副線圈匝數(shù)比可知，副線圈(變阻器)中的電流為10I，副線圈的電壓為10IR，故變阻器的功率為100I2R，故A錯(cuò)誤原線圈的電壓為100IR，B錯(cuò)誤當(dāng)ab棒在環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)切割的速度最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(電流)最大，電流表達(dá)式應(yīng)為iI cos t，C錯(cuò)誤ab棒上最大電流為I，所以最大安培力為BIL，D正確【答案】D8. (xx江蘇蘇北四校調(diào)研)如圖7所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1：n2225，電阻R1R225 ，D為理想二極管，原線圈接u220sin 100t(V)的交流電則()圖7A交流電的頻率為100 HzB通過R1的電流為2 AC通過R2的電流為 AD變壓器的輸入功率為200 W【解析】原線圈接u220sin 100t(V)的交流電所以T0.02 s，交流電的頻率f50 Hz，故A錯(cuò)誤；由原線圈接u220sin 100t(V)的交流電，電壓有效值是220 V，原、副線圈的匝數(shù)比n1：n2225，根據(jù)原副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比可知，副線圈的電壓為U2220 V50 V，通過R1的電流I2 A，故B錯(cuò)誤；由于二極管的單向?qū)щ娦裕ㄟ^R2的只有正向的電流，不是完整的交流電，根據(jù)有效值的定義有：0T，解得R2兩端電壓的有效值為U25 V，所以通過R2的電流為I2 A，故C正確；副線圈的電阻R1消耗的功率P100 W，電阻R2消耗的功率為PW50 W，所以副線圈的輸出功率應(yīng)為150 W，由輸出功率等于輸入功率可知變壓器的輸入功率為150 W，D錯(cuò)誤【答案】C9. (xx江蘇高考改編)如圖8所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來若要縮短上述加熱時(shí)間，下列措施可行的有()圖8A減少線圈的匝數(shù)B提高交流電源的頻率C將金屬杯換為瓷杯D取走線圈中的鐵芯【解析】當(dāng)電磁鐵接通交流電源時(shí)，金屬杯處在變化的磁場中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水溫升高要縮短加熱時(shí)間，需增大渦電流，即增大感應(yīng)電動(dòng)勢或減小電阻增加線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻率都是為了增大感應(yīng)電動(dòng)勢瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會(huì)導(dǎo)致磁性減弱所以選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤【答案】AB10(xx湖南四校聯(lián)考)為了保證行車安全和乘客身體健康，地鐵車廂內(nèi)裝有煙霧報(bào)警裝置，其原理如圖9所示M為純電阻的煙霧傳感器，其阻值RM隨著煙霧濃度的改變而變化，電阻R為可變電阻車廂內(nèi)有人抽煙時(shí)，煙霧濃度增大，導(dǎo)致S兩端的電壓增大到臨界值，S裝置發(fā)出警報(bào)下列說法正確的是() 圖9ARM隨煙霧濃度的增大而減小BRM隨煙霧濃度的增大而增大C若要提高報(bào)警靈敏度可增大RD若要提高報(bào)警靈敏度可減小R【解析】煙霧濃度增大，導(dǎo)致S兩端的電壓增大到臨界值，說明傳感器阻值減小，則有RM隨煙霧濃度的增大而減小，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；要提高報(bào)警靈敏度，就是要使S兩端電壓達(dá)到臨界值時(shí)煙霧濃度更小，傳感器阻值比調(diào)整前更大，此時(shí)并聯(lián)部分阻值應(yīng)和調(diào)整前相同，故R應(yīng)適當(dāng)減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確【答案】AD11(xx山東臨沂3月質(zhì)檢)某交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖10所示，輸出功率是20 kW，現(xiàn)用5 000 V高壓輸電，輸電線上的總電阻是40 ，再利用n1n2221的降壓變壓器降壓后供給用戶，則下列說法正確的是()圖10A交變電流的頻率為100 HzB發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值為220 VC流過高壓輸電線的電流為125 AD降壓變壓器輸出電壓的有效值為220 V【解析】由交變電流的圖象可知交變電流的頻率為50 Hz，發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值為220 V，A項(xiàng)錯(cuò)；B項(xiàng)正確，由PUI得輸電電流I4 A，C項(xiàng)錯(cuò)；輸電線路上損失的電壓UIR線160 V，降壓器輸出電壓的有效值為U2U1(5 000160)V220 V，D項(xiàng)正確【答案】BD12(xx浙江麗水中學(xué)月考)如圖11所示是通過街頭變壓器降壓給用戶供電的示意圖輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)輸出電壓通過輸電線送給用戶，兩條輸電線總電阻用R0表示當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，則()圖11A電壓表、的示數(shù)幾乎不變B電流表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小C電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)增大D電壓表、的示數(shù)之差與電流表的示數(shù)的比值不變【解析】據(jù)題意可知，電壓表和分別測量原線圈電壓和副線圈電壓，因原線圈輸入電壓不變，則副線圈的電壓也不變，所以A選項(xiàng)正確；負(fù)載增加，則副線圈電流增大，即示數(shù)增大，據(jù)副線圈電流決定原線圈電流，則原線圈電流也增大，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于增大，則R0所分擔(dān)電壓增大，又知副線圈兩端電壓不變，則示數(shù)減小，C錯(cuò)誤；電壓表、的示數(shù)之差與電流表的示數(shù)的比值其實(shí)是輸電線的總電阻R0，而輸電線電阻大小不變，所以D選項(xiàng)正確【答案】AD13如圖12所示，某變電站用10 kV的高壓向10 km外的小區(qū)供電，輸送的電功率為200 kW.現(xiàn)要求在輸電線路上損耗的功率不超過輸送電功率的2%，下列不同規(guī)格的輸電線中，符合要求的是()圖12選項(xiàng)型號千米電阻(/km)ADYD30/C1BDYD50/C0.6CDYD100/C0.3DDYD150/C0.2【解析】由PUI解得輸電電流I20 A，輸電線路上損耗的功率不超過P線200 kW2%4 kW，由P線I2R，解得R10 ，由于輸電線長度需要20 km，所以可以選擇千米電阻0.5 /km以下的型號DYD100/C或型號DYD150/C，符合要求的是選項(xiàng)C、D.【答案】CD14. (xx河南鄭州預(yù)測)如圖13所示，一臺(tái)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2401，在副線圈兩端接有“6 V40 W”的電燈泡若燈泡正常發(fā)光，則下列說法中正確的是()圖13A在原、副線圈中，通過每匝線圈的磁通量時(shí)時(shí)刻刻都相同B通過原、副線圈的交變電流的頻率相同C變壓器輸入電壓的最大值為240 VD變壓器輸入功率為40 W【解析】因?yàn)橛需F芯的存在，鐵芯的導(dǎo)磁性好，可以防止磁場外漏，理想變壓器是無磁漏現(xiàn)象的，故A正確；變化的磁場(電場)產(chǎn)生同頻率變化的電場(磁場)，所以原、副線圈的交變電流的頻率相同，都與電源頻率相同，故B正確；副線圈兩端接有“6 V40 W”的電燈泡，且恰能正常發(fā)光，則副線圈的電壓為U26 V，電流為I2 A；因原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2401，由得原線圈的電壓的有效值U1240 V，電流I1I2 A，所以變壓器的輸入功率為P入I1U140 W，故C錯(cuò)誤、D正確【答案】ABD二、非選擇題(本題共3小題，共44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)15(14分) 某學(xué)生為了測量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k)，如圖14所示測量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U.現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上)請完成對該物體質(zhì)量的測量圖14 (1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，畫出完整的測量電路圖(2)簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù)k，并測出待測物體的質(zhì)量m.(3)請?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問題【解析】(1)設(shè)計(jì)的電路如圖所示(2)測量步驟與結(jié)果：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零；將砝碼放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U0；將待測物體放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U1；由U0km0g，得kU0/m0g，又知U1kmg，所以mm0U1/U0.(3)因電源的電壓不夠而使輸出電壓調(diào)不到零(或待測物體質(zhì)量超出轉(zhuǎn)換器量程)【答案】見解析16(15分)發(fā)電機(jī)的端電壓為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】該題是輸電線路的分析和計(jì)算問題，給合電路結(jié)構(gòu)和輸電過程中的電壓關(guān)系和電流關(guān)系可解此題(1)線路圖如圖所示：(2)升壓變壓器的輸出電壓U2U12 200 V升壓變壓器的輸出電流I2I1由PU1I1得，升壓變壓器的輸入電流I1 A200 A所以I2I1 A20 A輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為URI2R4 V，PRIR0.08 kW降壓變壓器的輸入電流和輸入電壓分別為I3I220 A，U3U2UR2 196 V降壓變壓器的輸出電壓和輸出電流分別為U4U3219.6 V，I4I3200 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17(15分)如圖15所示，理想變壓器B的原線圈跟副線圈的匝數(shù)比n1：n221，交流電源電壓u1311 sin (100 t) V，F(xiàn)為熔斷電流為I01.0 A的保險(xiǎn)絲，負(fù)載為一可變電阻圖15(1)當(dāng)電阻R100 時(shí)，保險(xiǎn)絲能否被熔斷？(2)要使保險(xiǎn)絲不被熔斷，電阻R的阻值應(yīng)不小于多少？變壓器輸出的電功率不能超過多少？【解析】原線圈電壓的有效值為U1 V220 V由得副線圈兩端的電壓U2U1220 V110 V(1)當(dāng)R100 時(shí)，副線圈中電流I2 A1.10 A由U1I1U2I2得原線圈中的電流為I1I21.10 A0.55 A由于I1<I0(熔斷電流)，故保險(xiǎn)絲不會(huì)熔斷(2)設(shè)電阻R取某一值R0時(shí)，原線圈中的電流I1剛好達(dá)到熔斷電流I0，即I11.0 A，則副線圈中的電流為I2I121.0 A2.0 A電阻R的阻值為：R0 55 此時(shí)變壓器的輸出功率為P2I2U22.0110 W220 W可見，要使保險(xiǎn)絲F不被熔斷，電阻R的阻值不能小于55 ，變壓器輸出的電功率不能超過220 W.【答案】見解析